專利名稱：自動劃線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動劃線的方法和系統(tǒng)，例如用于縫紉產(chǎn)品的制造。
在行業(yè)中有許多這樣的問題，如在一定限制下在向一集裝葙裝物品使數(shù)量達到最多或最小。例如向集裝葙裝入板條葙使集裝葙重量達到最大，或例如在一微片上容納電路，使計算能力最大而不使芯片過熱等。本發(fā)明特別關(guān)系到在制衣業(yè)中提出的劃線問題，即，遵守浪費最小等的限制在一塊布料上安排給定衣片。
劃線問題涉及將兩維多邊形裝入一給定區(qū)域，多邊形間沒有任何重疊，而使沒有含在在多邊形集合的區(qū)的面積最小。這個問題的另一形式是將多邊形排進最初，劃線是由有經(jīng)驗的劃線員手工進行。后來劃線過程部分自動化，而為了實現(xiàn)完全自動劃線曾做過許多嘗試。
EP0 664 091 A1公開一種自動劃線方法和系統(tǒng)，其中通過用已有的劃線的設(shè)計簡化新的劃線的產(chǎn)生過程。檢索現(xiàn)有的劃線的計算機數(shù)據(jù)庫以取得與正在形成的劃線相似的劃線。如果現(xiàn)有的劃線符合某使用者規(guī)定的劃線標(biāo)準，它便被認為是“相似的”。首先，用“相似的”劃線中的圖案片的位置和方向數(shù)據(jù)定位和定向在新的劃線中的相應(yīng)片。然后，用軟件程序使新的劃線變密同時將所有新片一起套裁，而不是一次一兩個片套裁。緊密化的程序校正片間的重疊并確保盡可能有效地套裁新片。
可以說，忽略衣片的旋轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)的劃線問題的簡化形式是標(biāo)準間距完成(NP-complete)的方法。但無人知曉附加旋轉(zhuǎn)是否會使劃線問題更為復(fù)雜化。這樣說的意思是，在實施當(dāng)中，在任何可接受的時間內(nèi)找到解決通用劃線問題的算法幾乎肯定是不可能的。因此，劃線需要代替純算法的另外方法。
另外，在劃線中早期產(chǎn)生的小誤差的影響通過排列劃線過程至少是以指數(shù)擴大。因此在劃線最開始的誤判斷會有很長時間不能發(fā)現(xiàn)，同時達不到目標(biāo)的利用率。即，在不實際完成劃線的情況下沒有辦法確定一種開發(fā)的劃線方案是否是正確的。
在這樣的背景下，本發(fā)明的目的是提供自動劃線的有效方法和系統(tǒng)。
使用由獨立權(quán)利要求所述的，由目標(biāo)和交互件構(gòu)成的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的自動劃線方法和系統(tǒng)實現(xiàn)了上述目的。優(yōu)選的實施例在從屬權(quán)利要求中說明。
下面參照附圖詳細說明本發(fā)明的自動劃線方法和系統(tǒng)。


圖1示出劃線的一例；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的部分；圖3A和3B示出有矩形衣片的矩形劃線例子；圖4示出本發(fā)明目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一例；圖5A-5H示出由本發(fā)明的方法和系統(tǒng)獲得的一系列劃線；圖6A-6K示出由本發(fā)明的方法和系統(tǒng)獲得的另一系列劃線。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)包括解決劃線問題的衣片群的概念。一種劃線可理解為衣片的單一大群，它可以分成較小的群，例如圖1所示的褲子的劃線，在右下方是腰條的組，在線a的左右是兩列大片。較小的群還可分成更小的群，直到單個衣片。
衣片群的概念使得能鑒別局部和全部的目標(biāo)。一方面，可以隔離地不影響其它群地處理衣片群；另方面，還可以在群與其它群的關(guān)系的整個范圍來考慮衣片群。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)通過實現(xiàn)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，同時考慮局部和整體。
圖2示出目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)一般包括目標(biāo)和交互件。目標(biāo)是作決定的因子，它們不具有動作能力，僅代表對其他因子的動作的響應(yīng)度。交互件是工作因子，它們不能代表響應(yīng)度，而是專門進行劃線本身的一些影響(如衣片/群的安排、變換和旋轉(zhuǎn))。在它們進行這個任務(wù)時，把信息反饋到目標(biāo)，使目標(biāo)開始進一步處理。最高目標(biāo)與子目標(biāo)連接，子目標(biāo)或連接另外的子目標(biāo)或連接交互件。交互件提供目標(biāo)與劃線間的聯(lián)系。
一目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)涉及兩個影響流誘發(fā)和滿意。見圖2，在通過目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)從左到右的第一掃描中，最高目標(biāo)MARKING(劃線)誘發(fā)每個子目標(biāo)BANDS(帶)和PANELS(片)，它們又誘發(fā)多個進一步的子目標(biāo)(如HOLE-FINDING(找孔)，PLACEMENT-SELECTION(布局選擇)等)，或交互件(未示出)。當(dāng)允許所有誘發(fā)影響從最高層目標(biāo)向底層目標(biāo)滲透時，某些下層目標(biāo)被高度誘發(fā)，另外一些則不。僅充分誘發(fā)的下層目標(biāo)實際影響確定劃線中接下來的步驟，滲透和交互件的激發(fā)都是未確定地進行。在此方法中目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)進行劃線處理過程的目標(biāo)驅(qū)動的符號導(dǎo)向，同時允許在處理過程中的隨機波動。
在下層目標(biāo)被激發(fā)時，它經(jīng)由一個或多個交互件以某種方式影響劃線。這個作用產(chǎn)生其某種程度的滿意，即這個工作成功的程度。在從右到左的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的第二掃描中，這個滿意從底層目標(biāo)向最高目標(biāo)反饋。這使底層目標(biāo)能做兩件事1.將劃線現(xiàn)在狀態(tài)中含的全局滿意通告最高目標(biāo)；2.在接下來的處理步驟對最高層目標(biāo)的誘發(fā)施加從底層向上的影響。
反饋到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的滿意在下一個從左到右的掃描中，利用在每個目標(biāo)中的記憶能力影響誘發(fā)。
圖2所示的目標(biāo)網(wǎng)中每個目標(biāo)潛在具有兩個能力TENDENCY(趨勢)和MEMORY(記憶)。TENDENCY是目標(biāo)的或為高活性(1.0)或為非活性(0.0)或居其中的固有傾向。某些目標(biāo)(如MARKING，BANDS和PANELS)，除非其它目標(biāo)影響，是固有非活性的；另一些目標(biāo)(如PRESUPPOSOTION(預(yù)測))，除非其它目標(biāo)相反影響，是固有高活性的。TENDENCY是圖2中每個目標(biāo)中括號中的第一數(shù)字；括號中的第二數(shù)字是目標(biāo)的MEMORY。MEMORY相似于慣性，并表示目標(biāo)的不靈敏度，它表示目標(biāo)抵抗其它目標(biāo)影響的程度。帶有零MEMORY(0.0)的目標(biāo)完全在外壓力影響之下，帶有MEMORY(1.0)的目標(biāo)拒絕任何方式的外影響，它總是“記著”它舊的觸發(fā)狀態(tài)。
上述說明使得能夠理解圖2中目標(biāo)PRESUPPOSITION的含意。PRESUPPOSITION是固有高活性(1.0)的并有相當(dāng)高的記憶(0.8)。它對目標(biāo)PANELS有強的去活影響(-1.0)，并在通常過程中它確保目標(biāo)PANELS是非活性的。然而由目標(biāo)BANDS反饋的任何滿意對PRESUPPOSITION具有強的去活影響(-1.0)。這意味著，在BANDS被高度滿意時，目標(biāo)PRESUPPOSITION被關(guān)閉，因此使PANELS能在下一個通過目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的誘發(fā)中高度誘發(fā)。因此可以說目標(biāo)PANELS假設(shè)BANDS的滿意。
整個目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)是利用目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)文件構(gòu)成。下面是構(gòu)成圖2目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的需要的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)文件內(nèi)容的一例。
1.MARKING用BANDS擴展0.4。
2.MARKING用PANELS擴展0.6。
3.PANELS假設(shè)BANDS。
上述行3自動建立執(zhí)行上述假設(shè)關(guān)系的一隱含背景目標(biāo)假設(shè)。盡管如此，明了這個關(guān)系的性質(zhì)是重要的，它與“先確定帶，后確定大片”時間順序關(guān)系是很不相同的。這樣的關(guān)系規(guī)定處理事物的嚴格次序，并極不適應(yīng)于環(huán)境。與此相反，假設(shè)關(guān)系僅在給定瞬間提出在目標(biāo)當(dāng)中的注意分布“如果BANDS高度滿意，僅注意PANELS”。這個關(guān)系允許在劃線處理中稍后變化到BANDS，直到變化到BANDS完成前將其它目標(biāo)暫擱置。另外，這種假設(shè)關(guān)系是非確定性的，它可如此嚴格以致在PANELS前總是完成BANDS，但它也可以足夠遲以致在完全滿意BANDS前開始PANELS。
群是說明任何給定瞬間上劃線現(xiàn)時狀態(tài)的中心象征方面。它們是由交互件處理的基本元素，并構(gòu)成排列的衣片和/或衣片子群的以幾何為基礎(chǔ)的組，子群是劃線中與其它群相對分離的。它們是以它們的幾何邊界(常與其它群的邊界重疊)和允許包含的衣片的類別為特征。在圖1中高度限制的群的一例是劃線的右下部中的帶組-該群是既在區(qū)域上也在它可包含的衣片類型上緊密限制。與它相對，圖1中的極左部的列僅松散地限制在它右手側(cè)(由a標(biāo)出的區(qū))并可以包含幾乎所有類別的衣片。
作為一例，在圖3中兩個劃線的小比例問題在下面討論，這兩個劃線完全由矩形衣片構(gòu)成，沒有旋轉(zhuǎn)或傾鈄。
在圖3A中的劃線是所有衣片排在一起沒分群，而圖3b將帶分群在劃線的右下部，確保在衣片W和K間所示的鮮明限定的列。簡單限定這些群降低這些劃線的平均運行時間(如從146.12到106.3秒)，但如圖3B所示，如果附加上系統(tǒng)應(yīng)將較困難的衣片X或J之一排在最左列內(nèi)的衣片類限制，那么時間進一步降低(如到37.15秒)。
在下面說明目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中交互件的概念。
當(dāng)調(diào)入交互件時，它進行兩個任務(wù)，以某方式影響劃線，并評估它的作用的結(jié)果。然后這個評估被反饋到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)目標(biāo)。交互件的這些動作進行在三個不同階段，它們稱為在下面說明的偵察、測試和任務(wù)建立。
在第一階段，為避免前期浪費計算資源，一個交互件僅確定它是否應(yīng)繼續(xù)它的活動。為此交互件在運動中確立它的偵察任務(wù)。偵察任務(wù)確定是否實現(xiàn)了執(zhí)行交互件的近似狀態(tài)。
如果偵察任務(wù)發(fā)現(xiàn)交互件的狀態(tài)未實現(xiàn)，那么交互件仃止。如果實現(xiàn)了，通過測試任務(wù)進行更廣泛檢查。測試任務(wù)假設(shè)由偵察進行的近似檢查是正確的，并且交互件可以繼續(xù)它的行動，但在此發(fā)生前測試任務(wù)檢查追蹤交互件活動的利益是什么。這個結(jié)果是從進行詳細徹底計算期待的劃線的可能改進的估計。測試任務(wù)通常也節(jié)省稍后建立劃線要求的各種最初計算。
如果測試任務(wù)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行交互件的利益很低，那么交互件在此仃止。但如利益足夠高，交互件執(zhí)行它的建立任務(wù)。建立任務(wù)進行為實現(xiàn)交互件的目標(biāo)所需的所有計算。這會涉及廣泛分配計算資源。為此，先進行偵察和測試。在建立任務(wù)結(jié)束時，交互件的工作完成，在劃線上進行了某些程序并將效果的準確評估反饋到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。
關(guān)于交互件的重要一點是任何交互件，可完全獨于所有考慮之外做它的工作，只受劃線的現(xiàn)在狀態(tài)的影響。交互件從不依靠以前己進行的任何具體活動，但在劃線構(gòu)成中數(shù)據(jù)的現(xiàn)在狀態(tài)中僅從它們尋求的圖案中取得線索。
下面說明如圖3B所示的簡單矩形衣片的典型劃線處理過程。
本發(fā)明自動劃線方法和系統(tǒng)是以下述信息為基礎(chǔ)。
-劃線限定文件-包含衣片和它們性質(zhì)的說明。
-限制文件-包括與劃線有關(guān)的限制。
-目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)文件-根據(jù)具體排列方案構(gòu)成目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)和交互件。
-分類文件-規(guī)定衣片類別分類，如大片、表袋等。
在選擇了適當(dāng)?shù)奈募?，存儲在某存儲裝置中的，如硬盤或軟盤的劃線、它的衣片、限制和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)文件由處理裝置裝入，例如由計算機裝入。然后，建立如圖4所示的，根據(jù)在目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)文件中的規(guī)范的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。圖4的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)與下述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)文件一致
<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[//Central criteriaCriterion Top (Marker laid).// GoalsGoal BandStacking (Band stacking).Goal RestLaying (Laying remaining pieces)Goal TierLaying (Laying leftmost tier).Goal HPLaying (Laying remaining remaining Hodge-Podge of pieces).//SortkeysSortkey YSpanDesc(Y-Span，Descending).//InteractorsInteractor BandLayer (Band layer)Stacker (Bands，WaistBand，*，[1，-1]，0).Interactor Tierlnitr (Tier initiator)TierInitiator(Tier，1，*，YSpanDesc，left，[-1，4]，
，*，*，0.94，0.85).Interactor HPInitr (HodgePodge initiator)TierInitiator(Hp，*，*，YSpanDesc，left，[-1，4]，
，*，Bands 81.0]，0.88，0，85).Interactor TierJuggler (Tier juggler)Juggler(Tier，*，，YSpanDescend，*).Interactor HP Juggler (Hodge Podge juggler)Juggler (HP，*，YSpanDescend，*).//Goal dependenciesTop uses BandStacking to extend 0.2.Top uses RestLaying to extend 0.8.BandStacking uses BandLayer.RestLaying presupposes BandStacking.RestLaying uses TierLaying to extend 0.4.RestLaying uses HPLaying to extend 0.6.HPLaying presupposes TierLaying.TierLaying motivates Tierlnitr.TierLaying uses TierJuggler.TierJuggler presuposes Tierlnitr.HPLaying motivates HPInitr.HPLaying uses HPJuggler.HPJuggler presupposes HPInitr.]]></pre>
在圖4中，圓表示目標(biāo)，矩形表示交互件。在交互件規(guī)范中的各參數(shù)表示交互件-特定細節(jié)，如衣片的優(yōu)先排列次序和建立群的標(biāo)準。
在目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)建立后，完全人為地誘發(fā)最高目標(biāo)。這繼續(xù)到最高目標(biāo)回收到滿意的足夠水平。在這階段所有交互件或完成了它們作用或自我滿意地可不再繼續(xù)進行下去。然后完成自動劃線。
圖5A-5H和6A-6K示出在根據(jù)本發(fā)明進行自動劃線處理時一些劃線的中間狀態(tài)。在圖5和6中，矩形衣片由相同字母表示?？梢姷剑诟鶕?jù)本發(fā)明進行自動劃線時中間劃線彼此明顯不同，但在每個劃線下給定的參數(shù)在改善。在圖5中，示出一處理過程，其端部上排列了所有衣片，而在圖6的過程端部有一個衣片未排列，雖使用相同的結(jié)構(gòu)文件。
權(quán)利要求
1.一種自動劃線方法，其特征是使用由彼此連接的目標(biāo)和交互件構(gòu)成的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的信息流的第一和第二方向分別定義為是從一高最目標(biāo)到一底層目標(biāo)/交互件，和從一底層目標(biāo)/交互件到一高最目標(biāo)；每個所述目標(biāo)(Top，BandStacking，RestLaying，TierLaying，HpLaying)的決策，和在第一方向傳送決定，并在第二方向傳送從目標(biāo)/交互件傳送到它的評估結(jié)果；每個所述交互件(BandStacker，TierInitr，TierJuggler，HPInitr，HPJuggler)影響劃線，評估影響的結(jié)果并在第二方向傳送評估結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個目標(biāo)和每個交互件就它的活動率定義(0.0＜＝TENDENCY＜＝1.0)，并就它的不靈敏度定義(0.0＜＝MEMORY＜＝1.0)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述交互件(BandStacker，TierInitr，TierJuggler，HPInitr，HPJuggler)在劃線中進行片和/或片群的定位和定向的工作。
4.一種自動劃線方法，包括下列步驟向處理裝置裝入在存儲裝置中存儲的文件中的第一數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)限定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)；根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)在所述處理裝置內(nèi)建目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)由目標(biāo)和交互件構(gòu)成；向所述處理裝置裝入在所述存儲裝置中存儲的文件中的第二數(shù)據(jù)，所述第二數(shù)據(jù)限定片和它們的性質(zhì)；用所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)在所述處理裝置內(nèi)處理第二數(shù)據(jù)，其中所述交互件對劃線產(chǎn)生影響，并確定所述交互件的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，還包括下列步驟向所述處理裝置裝入在所述存儲裝置中存儲的文件中的第三數(shù)據(jù)，所述第三數(shù)據(jù)限定與做出的劃線相關(guān)的限制，并使用所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)包括到所述第二數(shù)據(jù)的處理中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述方法，其特征在于，還包括下列步驟向所述處理裝置裝入在所述存儲裝置中存儲的文件中的第四數(shù)據(jù)，所述第四(原文錯)數(shù)據(jù)限定片的類，并使用所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)包括到所述第二數(shù)據(jù)的處理中。
7.一種自動劃線方法，其特征在于使用片的群，所述群由在它們中包括的片的幾何邊或片類限定。
8.一種自動劃線系統(tǒng)，包括存儲第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)的存儲裝置，所述第一數(shù)據(jù)限定由彼此連接的目標(biāo)和交互件構(gòu)成的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所述第二數(shù)據(jù)限定片和它們的性質(zhì)；處理裝置，裝入所述第一數(shù)據(jù)并根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)建立一目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，用所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)處理所述第二數(shù)據(jù)，其中所述交互件影響劃線并且所述目標(biāo)決定所述交互件的影作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及制衣業(yè)中的劃線問題,即遵守最小浪費等限制在一塊衣料上排列給定數(shù)目衣片。本發(fā)明自動劃線方法的特征是使用彼此連接的目標(biāo)和交互件構(gòu)成的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò),目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的第一和第二信息流方向分別定義為從一最高目標(biāo)到底層一目標(biāo)/一交互件和從底層一目標(biāo)/一交互件到一最高目標(biāo)。
文檔編號A41H3/00GK1259022SQ98805677
公開日2000年7月5日 申請日期1998年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者尼爾·帕爾弗里曼, 邁克爾·許瑞格, 彼得·哈克胡 申請人:Assyst自動化和軟件及系統(tǒng)有限公司