Для решения проблемы крупномасштабной раскладки в данной работе предложен новый градационный алгоритм, основанный на классификации геометрии деталей. Алгоритм сначала делит детали на 3 уровня в зависимости от площади и заполненности, затем применяет разные стратегии раскладки для каждого уровня. Введен инновационный метод "совпадения форм", который вместе с алгоритмом "упаковки квадратных коробок" (для прямоугольных деталей) и алгоритмом гравитационной раскладки формирует комплексную градационную систему раскладки. Первый уровень содержит крупные прямоугольные детали, для которых используется алгоритм упаковки квадратных коробок. Этот метод, выравнивая угловые точки внешних ограничивающих контейнеров деталей, избегает проблем зацепления, характерных для гравитационной раскладки. Второй уровень содержит крупные неправильной формы и средние детали. Сначала эти детали обрабатываются методом совпадения форм — путем вращения и сдвига для обеспечения комплементарности контуров. Качество совпадения оценивается коэффициентом совпадения форм (SMC). Если SMC не достигает заданного порога качества, система переключается на упаковку квадратных коробок (для крупных неправильных деталей) или гравитационную раскладку (для средних деталей). Третий уровень включает оставшиеся мелкие детали и детали, не уложившиеся на первых двух уровнях. Для этих деталей система предварительно пытается применить алгоритм совпадения форм, а при неудаче использует алгоритм гравитационной раскладки. Экспериментальные и сравнительные результаты показали, что по сравнению с традиционным алгоритмом гравитационной раскладки градационный алгоритм обеспечивает более высокое использование материала. Данное улучшение обусловлено алгоритмами упаковки квадратных коробок и совпадения форм, что способствует более упорядоченному и плотному расположению деталей.

крупномасштабная раскладка;градационный алгоритм;упаковка квадратных коробок;совпадение форм;гравитационная раскладка;принцип минимальной потенциальной энергии