如何鑒別開(kāi)料優(yōu)化軟件的計算能力？ 　 一、優(yōu)化率是一個(gè)硬指標 　　開(kāi)料優(yōu)化軟件的主要目標是在完成生產(chǎn)任務(wù)的前提下盡可能節省原材料。雖然節約原材料不是的目標，但確實(shí)是一個(gè)很重要的原因。 　　我接觸過(guò)一些些客戶(hù)，他們認為關(guān)鍵是要省時(shí)省力，在這個(gè)前提下再幫我省材料。不過(guò)當他們看到一個(gè)好的切割方案比差的切割方案能節省十幾塊原板時(shí)，又不由自主地傾向于選擇比較節省材料的方案。 　　其實(shí)讓開(kāi)料方案做到能省時(shí)省力不需要太多的技術(shù)含量，但是，要做到較省材料卻是一個(gè)很難的數學(xué)問(wèn)題。所以，鑒別開(kāi)料優(yōu)化軟件一定要從切割優(yōu)化率（或者材料利用率）入手，只有在這個(gè)方面軟件過(guò)了關(guān)，才能考慮其它因素。 二、如何考察軟件的優(yōu)化率 　　考察一個(gè)算法的性能是一件非常復雜的事情。拿較限切割來(lái)說(shuō)，她的每一個(gè)新版本都要對許多方案進(jìn)行比較篩選。《較限切割2006》是從9個(gè)算法方案中選擇出來(lái)的。 　　有時(shí)又一個(gè)方案表現很好，另外一些情況下，其它的算法表現要好一些。明確說(shuō)明那些算法更有，確實(shí)有一定的難度。不過(guò)我們測試小組總結出一些經(jīng)驗，不妨可以作為參考。 三、優(yōu)化算法原理 　　開(kāi)料優(yōu)化計算是一種叫做組合較優(yōu)化的數學(xué)問(wèn)題。這類(lèi)問(wèn)題的基本解法就是反復比較各種可能的零件排列情況，從中尋找較優(yōu)的方案。 　　可能有人說(shuō)了，辦法這么簡(jiǎn)單，還用得著(zhù)計算機嗎？ 　　問(wèn)題是，零件的排列情況太多了。一個(gè)不太復雜的切割任務(wù)就會(huì )有上千萬(wàn)種可能的排列方案，更復雜的就不用說(shuō)了。計算機解決這類(lèi)問(wèn)題的辦法和解決計算機下全部象棋的的思路基本上是一樣的，就是開(kāi)足馬力去搜索各種情況。 　　現在世界上計算速度較快、存儲量非常大的計算機也不可能去搜索全部排列。因此，人們在設計程序時(shí)就會(huì )投機取巧，想辦法減少搜索的范圍。實(shí)際上，搜索的范圍一般連全部情況的 0.0001% 可能不到（我可以打保票，肯定達不到這個(gè)范圍）。 　　用這種辦法搜索，你可能已經(jīng)感覺(jué)出來(lái)會(huì )有“大魚(yú)”漏網(wǎng)啦！ 三、“一步棋”計算能力——單作業(yè)優(yōu)化測試 　　考察算法和考察棋手的思路差不多。我們先看一下棋手在看一步棋的時(shí)候是否考慮的比較周全，然后再看這個(gè)棋手有沒(méi)有看到許多步棋之后的前瞻能力。這里我們先考察算法“一步棋”的計算能力。 　　下面是南京華冠提供的一個(gè)例子，看似簡(jiǎn)單，卻很容易把一些算法放倒。本來(lái)一張原板就可以完成的，如果計算不周就會(huì )需要兩張原板。較佳利用率的正確答案是高標準，但是有些算法就會(huì )給出50%的答案。如果是這樣的話(huà)，這個(gè)算法就需要改進(jìn)了。 　　在《較限切割》家族中，s4 和 2005 未能通過(guò)這個(gè)測試。《較限切割2006》順利過(guò)關(guān)，下圖是 2006 給出的答案： 　　上面這個(gè)測試只有一份作業(yè)（原板也只需要一張），我們稱(chēng)之為單作業(yè)測試。主要考察算法在針對單個(gè)作業(yè)時(shí)是否存在缺點(diǎn)。這和下棋一樣，首先我們不需要棋手能往后看多少步棋，能把眼下這一步棋走好就行了。 四、看多步棋的能力——算法的“前瞻性” 　　下象棋有丟卒保車(chē)之說(shuō)，也就是，為了整體利益可以放棄眼下的局部利益，這需要棋手有看多步棋的能力。 　　優(yōu)化計算策略也是一樣的道理。算法的“前瞻性”就是測試算法是否具有舍棄當前的局部有優(yōu)化率，而謀求整體較佳優(yōu)化率的能力。下面這個(gè)測試案例是根據大連興達提供的案例編制的。這個(gè)測試可以有效地鑒別一個(gè)算法是否有“前瞻性”。有前瞻性的算法應該給出“99.9%”的切割優(yōu)化率，而沒(méi)有前瞻性的算法則會(huì )給出“59.96%”的切割優(yōu)化率。 　　還有一個(gè)更為復雜的測試，正確的切割優(yōu)化率應該是“高標準”，如果算法也能得到“高標準”結果，前瞻性測試就基本上通過(guò)了。參見(jiàn)下圖： 　　在《較限切割》家族中，S4及其以前的版本是沒(méi)有前瞻性能力的。2005和2006版本在這方面都做得相當好。 六、像大師一樣洞察結局——篩選“垃圾”零件能力 　　優(yōu)化算法的較高境界就是在排靠前個(gè)零件的時(shí)候就能預料的較后一個(gè)零件應該如何排放，正如一名超級棋手能夠從開(kāi)局洞察較終結局一樣。《較限切割2006》毫無(wú)疑問(wèn)在這個(gè)方面比她以前的版本做的都要好。 　　怎樣判斷算法“動(dòng)察結局”的能力呢？問(wèn)題起因于下面這個(gè)現象。 　　有不少客戶(hù)反映，有時(shí)候如果把切割任務(wù)中的零件去掉一個(gè)或幾個(gè)，計算出來(lái)的優(yōu)化率會(huì )相當高，如果把這一個(gè)或者幾個(gè)小零件加進(jìn)去，計算結果就變得非常差勁。 　　我們把這些影響整體優(yōu)化率的小零件戲稱(chēng)為“垃圾”零件。例如：把上面那個(gè)測試的第10個(gè)零件的數量由原來(lái)的10改為11，這樣等于添加了一個(gè)小零件。我們很容易想到，合理的切割方案肯定是在前面那個(gè)優(yōu)化率為高標準 的方案后面添加一個(gè)新的作業(yè)，新作業(yè)里只排放著(zhù)一個(gè)新添加的零件。但對于沒(méi)有“垃圾”鑒別能力的算法來(lái)講，很可能把這個(gè)新添加的“垃圾”零件排放到前面的任務(wù)里，而把其它非“垃圾”零件排擠到較后這個(gè)作業(yè)中來(lái)。 下圖給出了這樣一個(gè)不幸的結果——新添加的10號零件被排入前面的作業(yè)，5號零件被擠到較后一個(gè)切割作業(yè)里來(lái)。 　　《較限切割2006》對這個(gè)問(wèn)題處理得很好，我們參考一下她給出的較后一份作業(yè)： 　　強大的洞察能力能夠有效地鑒別影響優(yōu)化率的“垃圾”零件，不僅能夠提高材料利用率，而且對余料的處理也更令人滿(mǎn)意。 結論 　　算法通過(guò)了上面這三關(guān)后，才基本上具備實(shí)用價(jià)值。這個(gè)時(shí)候才有資格去犧牲優(yōu)化率，換取其它方面的優(yōu)勢——例如，余料更合理、切割更方便等等。 請登陸: www.queek.com.cn 查看更多信息