基于MATLAB模拟退火算法的矩形件排样优化系统

资 源 简 介

本项目开发了一个MATLAB二维排样优化系统，采用模拟退火算法自动生成矩形件的最优布局方案。系统在给定板材尺寸和零件清单约束下，通过下料函数计算实现材料利用率最大化，支持多尺寸零件的智能排样。

详 情 说 明

基于模拟退火算法的矩形件优化排样系统

项目介绍

本项目实现了一个基于模拟退火算法的矩形件二维排样优化系统。系统以最小化原材料浪费为目标，在给定板材尺寸和待排矩形件列表的约束下，通过智能优化算法自动生成最优的排样布局方案。该系统支持多尺寸矩形件的混合排样，可有效提高材料利用率，适用于制造业中的裁剪优化、材料节约等应用场景。

功能特性

• 智能优化算法：采用模拟退火算法进行全局优化搜索，避免局部最优解
• 矩形几何计算：实现精确的二维矩形排样几何计算与位置规划
• 碰撞检测机制：内置矩形件碰撞检测与重叠判断算法，确保排样方案可行性
• 多参数支持：支持自定义板材尺寸、矩形件列表及模拟退火优化参数
• 可视化输出：提供排样方案可视化图形和算法收敛曲线，便于结果分析
• 旋转灵活性：支持矩形件旋转许可设置，提高排样灵活性

使用方法

输入参数

1. 板材尺寸：定义原材料板材的宽度和高度，格式为 [width, height]
2. 矩形件列表：N×2矩阵，每行包含一个矩形件的宽度和高度尺寸
3. 模拟退火参数：包括初始温度、降温速率、迭代次数等优化控制参数
4. 排样约束条件：可选参数，如最小间距要求、是否允许旋转等

输出结果

1. 最优排样方案：每个矩形件的坐标位置和旋转状态信息
2. 材料利用率：计算已使用面积与总板材面积的百分比
3. 排样可视化：生成直观的矩形件布局图形展示
4. 收敛曲线：展示模拟退火优化过程中目标函数值的收敛历程

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• 支持MATLAB基础绘图功能
• 无需额外工具箱依赖

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能流程，包括参数初始化、优化算法执行、结果分析与可视化输出。具体实现了板材和矩形件数据的输入处理、模拟退火优化过程的控制与管理、排样方案的几何计算与碰撞检测、最终排样结果的性能评估以及多种可视化图形的生成与展示。