Nesting需求整理
1. 約定
1.1 工件屬性：
- 原材料/名稱/數(shù)量等
- 紋理方向
- 長度/寬度，無論是否為異形板件，都會提供這兩個數(shù)值，代表建模時板件的基本參數(shù)，異形是由一個矩形板件通過各種銑型加工得出；
- 矩形/異形
- 邊界多段線，一條閉合的多段線（Polyline），多段線由直線或弧線組成（沒有其他情況），無自交，起點與重點重合，多段線的每一段表示方法為：
- 起點/終點
- 供高比（bulge），參考：http://www.afralisp.net/archive/lisp/Bulges1.htm中的配圖
例如：以（x坐標(biāo)，y坐標(biāo)，供高比）表示
一條閉合的長100，寬50的矩形:
(0,0,0)(100,0,0)(100,50,0)(0,50,0)(0,0,0)
直徑為100的圓:
(50,0,0.414)(100,50,0.414)(50,100,0.414)(0,50,0.414)
注：邊界多段線都位于第一象限
1.2 材料屬性
- 材料名稱/數(shù)量等
- 紋理方向
- 矩形/異形
- 修邊值
- 邊界多段線，同工件
1.3 紋理
紋理分為三種
- X方向
- Y方向
- 沒有紋理
工件紋理和材料紋理的關(guān)系為
- 當(dāng)材料有紋理（X/Y），如果工件無紋理，則優(yōu)化時，工件按照材料紋理進行優(yōu)化，如果工件有紋理，按照工件紋理優(yōu)化
- 當(dāng)材料無紋理，如果工件有紋理（X/Y），則優(yōu)化時，有紋理的工件按照紋理方向優(yōu)化
2. 基本需求
目前已經(jīng)實現(xiàn)了的功能，要求能夠做到，包括：
- 基于真實邊界的工件和原材料的優(yōu)化
- 優(yōu)化方向的選擇
- 優(yōu)化起點的選擇
- 紋理的支持
- 對材料修邊的支持
- 對工件與工件之間距離的支持
3. 改進需求
3.1 小板集中材料中心排布
加工時，原材料使用的是真空泵吸附的方式進行固定，特點是中間區(qū)域吸力大，四邊吸力小。當(dāng)較小尺寸的板件排布在材料的邊緣時，容易松動，導(dǎo)致加工出來的邊界有結(jié)合的痕跡或毛刺。為了解決這個問題，一是需要將尺寸較小的板件，排布在材料的中間區(qū)域，吸力較大，不易移動，二是加工時，分2次銑削，第一次銑削留下2mm的厚度，保持連接，第二次再銑削時才將工件從原材料上完全切割下，減少切割時的作用力。
二次切割與排布優(yōu)化無關(guān)，只需關(guān)注如何將板件排布在原材料的中心。
3.1.1 小板件定義
一般按兩個標(biāo)準(zhǔn)定義小板件：
- 面積小于0.1平方米
- 長度或?qū)挾刃∮?00mm
考慮到不同的環(huán)境下，機器的配置、老舊程度、加工墊板的平整度、正空泵的吸力都會影響最終的效果，我們需要將兩個標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為優(yōu)化的參數(shù)，現(xiàn)場工程師可自行調(diào)整。異形板件只需要判斷面積標(biāo)準(zhǔn)。
3.1.2 中心排布
- 異形原材料暫不考慮
-
矩形原材料
如圖所示，紅色區(qū)域代表了較為理想狀態(tài)下，小板件排布的區(qū)域，可簡單定義原材料的中心處三分之一寬度的條狀區(qū)域
當(dāng)無法滿足排布于此區(qū)域時，可隨意排布。
可以在優(yōu)化已經(jīng)結(jié)束的情況下，對優(yōu)化結(jié)果進行調(diào)整，將小板件移動至圖形的中間區(qū)域。
如果小板布于中間時，影響了余料規(guī)方，應(yīng)按余料規(guī)方的規(guī)則重新排布
3.2 余料規(guī)方
對加工余下的原材料，我們希望盡可能保持或接近矩形。
- 當(dāng)前原材料的利用率低于80%時，剩下的材料存在繼續(xù)利用的可能性。這是一個基于經(jīng)驗的判斷。
- 余料至少需要存在一個直角邊，才能二次利用，否則無法在機器的加工臺上對齊
- 余料盡可能為方型，而不是長條形，長寬比例小的比長寬比例大的好
3.3 大批量優(yōu)化加速
對一樣的外形邊界的工件，優(yōu)化時間應(yīng)盡可能的短。
這一要求是基于：大量的同樣邊界的工件，可以盡可能的預(yù)先優(yōu)化形成嵌套的單元，然后進行簡單重復(fù)排布。
3.4 共線加工
此需求與優(yōu)化并無直接關(guān)系，是實際生產(chǎn)中衍生出的需求。
非共線情況下，銑刀沿著工件的外圍邊界做銑削切割，直至走過所有邊界。為了節(jié)省時間，有時工件之間的距離和銑削的銑刀的直徑設(shè)定一致，這樣銑刀在銑削一個工件的邊界的同時，也在銑削另一個工件的邊界，那么就可以減少銑削邊界的總量。
需求：
- 工件之間的距離即默認(rèn)為銑刀直徑
- 要生成多條路徑，經(jīng)過所有的工件的邊界，而這些路徑重疊的部分盡可能少
3.5 嵌套優(yōu)化
有的工件內(nèi)部存在多個銑型形成的空間，在優(yōu)化時，是可以在這些空間中排布的。
工件屬性會新增一項內(nèi)部空間的邊界多段線，約定這些邊界多段線不自交、不相交，且處于外部邊界的內(nèi)部。
工件內(nèi)部空間的優(yōu)化以填滿，并同時滿足紋理即可。
3.6 工件優(yōu)先級
典型場景：
用戶有1000個工件要優(yōu)化，而這1000個工件分別來自10個訂單，用戶希望加工時，可以在損失一定優(yōu)化率能夠接受的前提下，有次序的加工。優(yōu)先級高的工件排在結(jié)果靠前的拍不中，優(yōu)先級低的工件相反。
4. 其他
- 初期不用考慮多核CPU支持，完成核心算法后再陸續(xù)完善
- 圖形展示的引擎可自選，最好基于.net framework，如果沒有條件，可以使用其他平臺/語言，入Web/Javascript
- 使用了第三方類庫請說明來源（如開源）
- 控制總的優(yōu)化時間，典型用戶一次優(yōu)化的工件總數(shù)在200-300片，其中90%為矩形板件，使用單核計算機時請控制在半小時之內(nèi)給出一個可接受的結(jié)果
- 優(yōu)化率直接反映了利用情況，是一個評判的重要指標(biāo)，但不是全部，余料的處理和排布的工整性也是左右客戶接受的重要指標(biāo)
- 小板中間排布/余料規(guī)方/大批量的優(yōu)化加速為優(yōu)先需求，剩余需求優(yōu)先度較低
