Um das Problem der großflächigen Layoutplanung zu lösen, wird in diesem Artikel ein neuartiger hierarchischer Algorithmus basierend auf der geometrischen Klassifizierung von Teilen vorgeschlagen. Der Algorithmus teilt die Teile zunächst anhand ihrer Fläche und Fülle in 3 Ebenen ein und wendet dann für jede Ebene unterschiedliche Layout-Strategien an. Es wird eine innovative "Formanpassungsmethode" eingeführt, die zusammen mit dem "Quadratkistenschachtelungsalgorithmus" (für rechteckige Teile) und dem "Gravitations-Layoutalgorithmus" ein integriertes hierarchisches Layoutsystem bildet. Die erste Ebene enthält große rechteckige Teile, bei denen der Quadratkistenschachtelungsalgorithmus zur Anwendung kommt. Diese Methode vermeidet typische Hängeprobleme im Gravitationslayout, indem sie die Eckpunkte der umgebenden Umrahmungsboxen der Teile ausrichtet. Die zweite Ebene umfasst große unregelmäßige Teile und mittelgroße Teile. Zuerst werden diese Teile mit dem Formanpassungsalgorithmus behandelt – durch Rotation und Translation wird Konturkomplementarität erreicht. Die Qualität der Anpassung wird mit dem Formanpassungskoeffizienten (SMC) bewertet. Erreicht der SMC nicht den vorgegebenen Qualitätsgrenzwert, wechselt das System zum Quadratkistenschachtelungsalgorithmus (für große unregelmäßige Teile) oder zum Gravitationslayoutalgorithmus (für mittelgroße Teile). Die dritte Ebene enthält verbleibende kleine Teile und Teile, bei denen die Anordnung auf den zwei vorherigen Ebenen fehlschlug. Für diese Teile versucht das System zunächst den Formanpassungsalgorithmus; schlägt dieser fehl, wird der Gravitationslayoutalgorithmus eingesetzt. Experimentelle und vergleichende Ergebnisse zeigen, dass der hierarchische Algorithmus im Vergleich zum herkömmlichen Gravitationslayoutalgorithmus eine höhere Materialausnutzung erzielt. Diese Verbesserung ist dem Quadratkistenschachtelungs- und Formanpassungsalgorithmus zu verdanken, die eine geordnetere und dichtere Anordnung der Teile ermöglichen.

großflächiges Layout;hierarchischer Algorithmus;Quadratkistenschachtelung;Formanpassung;Gravitationslayout;Prinzip der minimalen potenziellen Energie