【所属领域】

智能制造

【成果介绍】

切割问题和装填问题在学术界属于一类经典的NP 难问题，它们有着众多的变种，例如：一维的背包问题，二维的矩形切割问题，三维的装箱问题等。其中以二维的场景应用最为广泛，相关求解算法可以作为玻璃、板材、管材、服装切割套料智能制造的算法内核。

【解决方案】

本软件的主要用途是针对玻璃切割的场景提出求解多约束的矩形切割问题的分层智能搜索算法，为玻璃切割方案提供全局优化，实现原料利用率的最大化，在节约资源的同时提高产量。

【技术优势】

对于玻璃切割问题约束复杂的特点，本软件有针对性的提出了一种局部解的表示方法，它使算法的分布式部署成为可能，并且大大减少了程序运行时的内存开销。为了提高算法的效率，软件采用了贪心随机的基本搜索框架，并结合问题特点，将搜索过程分为多层嵌套进行，以提高搜索的灵活性和精确性。

【技术指标】

在欧洲运筹学会与法国运筹学会联合举办的2018年度ROADEF/EURO挑战赛中的数据集上的测试结果表明，本软件的智能枚举算法能够对数百块成品数十块原料的大规模算例进行高效的求解，并能够在3600秒内给出平均利用率在94%以上的切割方案，可以满足实际生产的需要。

该软件涉及工业工程与运筹学等领域的核心优化算法，学术界与工业界联系紧密。2018年欧洲运筹学会与圣戈班公司联合举办了一届玻璃切割智能优化算法挑战赛，来自数十个国家的科研机构参加了本届竞赛。本产品的算法内核在本届竞赛中取得了全球第四名的成绩，原料平均利用率超过90%，与冠军算法利用率差距在3%以内。

【成果展示】

【应用场景】

本产品可为玻璃、板材、管材、服装等众多实体生产企业提供切割制造设备的智能控制与优化，为其节约生产成本并提高产能。

【市场前景】

本产品可广泛应用于玻璃、板材、管材、服装等众多实体生产企业，市场需求广泛且正处于持续增长中。以切割软硬件解决方案行业龙头柏楚电子(SH:688188)为例，其2019年发行价为68.58元，当前股价约300元，市值约为300亿，其官网首页列出的八大产品中，有三项为切割套料软件。其2020年度报告中，切割套料软件所属的业务类别营业收入69,452,389.67元，毛利率75.29%，属于相对低投入高回报的产品。

【知识产权】

该成果已授权软著专利1项：

【合作方式】

技术转让

【专家介绍】

吕志鹏，教授、博导，现任华中科技大学计算机学院人工智能与优化研究所所长。2001年毕业于吉林大学应用数学系，2007年于华中科技大学计算机软件与理论专业获博士学位。2007至2011年在昂热大学（法国），先后与法国大学研究院（IUF）院士、法国国家特级教授Jin-Kao Hao，美国工程院院士、冯诺依曼理论奖获得者Fred Glover进行博士后合作研究。2011年聘为华中科技大学计算机学院教授。

研究方向为EDA算法与工业优化。长期致力于为工业界提供世界领先的算法解决方案，所研制的一系列智能优化算法在国际算法竞赛中多次获得全球前三。主持了多项国家级项目，并承接了十几项工业界实际落地项目，涉及领域有：电子设计与自动化（EDA）、芯片制造等。在人工智能、运筹优化等领域的国际著名期刊和会议上发表学术论文100余篇（如AAAI, IJCAI, AI, IJOC等）。担任人工智能顶级会议IJCAI、AAAI的程序委员会成员（Senior Program Committee Member）,以及多个国际知名期刊的评审专家。联合世界知名专家学者共同发起并组织了EDA国际算法竞赛EDA Challenge（www.eda-ai.org）。

【联系方式】

成果编号：CG22010