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料算法发展历程

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排料问题在数学上属于NP类的问题,这类问题很令人恐怖,无法用一个简单的公式求出问题的最优解,也没有办法在较短的时间内通过逐个方案搜索比较的办法找出最好的那个解。打个形象的比喻,用现今世界上最快的计算机,计算有1000个零件的排料问题,从现在开始,到我们的太阳系死亡,都不可能把所有可能的排料方案搜索比较一遍。

不过,找不到最好的方案也不要紧,能找出一个比较好的切割方案就行了,这个比较好的切割方案在数学里成为“近优解”。《极限切割》家族就是采用了一系列求近优解的技术,把开料优化计算方法推向了一个前所未后的境界。

第一代算法

2003年承接一个排料算法优化计算的项目,大都是数学专业出身的我们还是被这个问题的复杂度吓懵了。经过短时间的试验,我们推出了这个软件的一个实验性的版本。2003年末,我们搜集研究了该领域大量的研究成果,经过消化吸收,推出了该产品的第一个商业版本《极限切割S4》 。

第一代算法有一个致命的缺陷,就是没有考虑全局最优化。我们看一个具体例子:

  X尺寸 Y尺寸 数量
原材料 2000 1000 999
3010 1000 999
零件 1000 1000 3

第一代算法给出的结果是:先用2000x1000切割两个零件,这张原材料的利用率是100%;再用2000x1000切割一个零件,这张原材料的利用率只有50%。由于切割第一张的时候没有考虑后面可能出现的情况,结果整体利用率只有75%。

第二代算法及以后的版本,计算结果是用3010x1000这张原材料直接切割三个零件,整体利用率大于99%。

第二代算法

2004年末,我们开发成功一个新算法,该算法可以克服第一代算法的缺陷,保障获取令人满意的整体结果。该算法随《极限切割2005》发布后,立即得到市场的好评。 比较表明,这个算法已经在许多情况下超出国外同类软件水平。

参考资料:震撼测试:《极限切割 2005》性能纵览,这份资料给出了当年第二代算法与第一代算法的对比测试,的确很是震撼。

第二代算法比第一代算法的复杂度要高许多许多,正是这个原因,个别情况下,单个作业优化可能不尽人意,这是这一代算法的主要缺陷。

第三代算法

2005年下半年,我们改进了第二代算法,发布《极限切割2006》,这是我们一个很重要的里程碑。由于该软件优秀的表现,直到2008年仍保持非常强的销售势头,市场竞争力非常强劲。

参考资料:《极限切割2006》产品专区

这代算法的主要缺陷是不太适应海量数据。有一次用户发来一份50多万个零件的切割任务,结果计算了数个小时才得出结果。

第四代算法

2008年我们设计出一种新的算法,该算法吸收了过去几代算法的优点,极大地提高了算法的速度,与此同时,还大大扩展了搜索范围。这意味着新算法可以用更短的时间找出更好的排料方案。 前不久,由用户发过来一份有五千多个零件的切割任务,结果新算法几秒钟时间就给出了相当好的球排料结果,这也令测试人员颇为惊奇。

目前该算法已经附加到《极限切割2006》、《极限切割2008》的最新版本中,老用户可以下载体验这个全新的算法。

下载《极限切割2006V3专业版》

第五代算法

正当我们为第四代算法出炉洋洋得意时,下一代算法理论模型也产生了。理论分析表明,这种算法比第四代更为高效。2009年春节前后,大家可以一睹这个最新算法的风采。如果您是老用户,一定要记住,我们是终生免费升级的,到时候别忘记更新您的软件哦!

参考资料:《极限切割2008异型数控切割版》简介

呵呵,五年前,一个最简单的切割任务都能让我们的程序忙活半个小时,复杂的任务根本不敢想象计算多长时间。发展到今天,几十万个零件的切割任务也不过短短数秒就能给出可行解,回首技术进步的历程,令人无限感慨 。在此,我们衷心感谢这么多年一直关注我们的客户和合作伙伴们,感谢他们不懈的支持和大量建设性的建议。

《极限切割》项目组编写 2008-10-14