1. 研究目的与意义
玻璃由于本身的各种特性已经成为一种重要的装饰建筑材料被广泛应用到各个领域，而玻璃切割是玻璃深加工过程中的第一道工序，也是使用最多的工艺。其中在玻璃切割过程中成本的高低主要是由：(1)整个加工过程的的自动化程度,因为这个直接影响加工效率(2)加工原材料的利用率是否浪费最少。这两个方面的成本占据了整个加工成本的百分之九十以上。 使用自动玻璃切割机切割时，需要先进行排版才能进行切割等工艺。玻璃排版要求在玻璃原片上排出尽可能多符合要求的零件，尽量提高原材料的利用率，除此之外，排版操作需要简单易行，容易使用。优化排样可以减少工作流程、提高材料的利用率,从而降低生产成本。综上，优化排样算法以及对于排样软件实用性的研究不但有较高的理论意义,也有非常高的实用价值。
2. 研究内容和预期目标
由于排版软件最主要的作用为提高原片利用率，所以本课题主要研究内容为带条件的二维装箱Bin Packing问题。在此过程中，需根据玻璃切割的特点，在排版时遵循#8220;一刀切原则#8221;，具体来说，就是每次切割时，切割线都要连通矩形板材的两头，这样，每次切割后才能保证矩形被顺利掰下。除此之外，当排版完成后，人工干预、切割线的处理等模块也是需要解决的关键问题。论文将会以二维装箱算法研究为主要内容，其后介绍排版完成后的后续功能，例如切割线的生成、余料的合并与保存，零件的人工干预等等。
3. 国内外研究现状
自从新闻排版问题于1956年被Paull提出来之后，二维装箱问题一直是一个研究的热点，各国学者广泛研究，很多有效的算法被提出。该问题又可分为规则物品装箱和不规则物品装箱，研究较多的是举行装箱。对于矩形装箱，人们一开始集中寻求该问题的近似求解，如基于一维装箱的FFD算法，BFD算法；双向背包算法；近似图形组合算法；线性规划、分支定界和动态规划算法等。在国外，Hifi等提出了一种精确算法，最好优先分支定界算法，该算法针对某类装填问题结果较好，但对于大规模实例很难在规定时间内得到较好结果，启发式算法正好弥补了这个缺点。其中著名的算法有：BL,BLF,BF。国内，黄文奇等人等提出了一些有效的拟人拟物算法，其中#8220;占角#8221;和#8220;洞穴度#8221;等思想都很巧妙。随着现代启发式算法（如模拟退火，遗传算法，禁忌搜索、神经网络等）的日益成熟，这些算法与之前的方法相结合被应用于二维装箱问题的求解。
4. 计划与进度安排
主要的研究内容为带连通约束的二维装箱问题，将会以该问题为研究起点和重点，研究过程中将会采取文献法和实验法相结合。其次以经验总结法和案例研究法来研究玻璃行业特殊性带来的其他功能性需求。计划于2022年1月进行材料的收集工作，其后开始初稿的写作，最迟三月开始论文的修改。
5. 参考文献
[1]林济铿,王旭东,李胜文,吴鹏,邵广惠,徐兴伟,马新. 基于含连通图约束的背包问题的图分割方法[J]. 中国电机工程学报,2012,10:19 134-141.
[2]. Corner occupying theorem for the two-dimensional integral rectangle packing problem[J]. Science China(Information Sciences),2012,11:2466-2472.
[3]曹大勇,杨梅,科托夫#183;弗拉基米尔#183;米哈伊拉维奇,刘润涛. 二维一刀切装箱问题的两阶段启发式算法[J]. 计算机集成制造系统,2012,09:1954-1963.
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