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JP5043528B2 - Precut material assembling optimization processing method, computer program, and computer-readable recording medium - Google Patents
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Description

本発明は、複数の定尺長さの原材料から所定長さの製品部材を所定の本数だけ切り出すために、歩留りの良い前記原材料の各定尺長さのものの本数とそれぞれの原材料からどの製品部材を切り出すかを決定するプレカット材料取合せ処理方法に関し、典型的な組み合わせ問題であるビンパッキング問題(Bin Packing Problem: BPP)の応用として取り組み、これに遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithm: GA)を適用した、最適化処理方法に関するものである。   In order to cut out a predetermined number of product members of a predetermined length from a plurality of standard length raw materials, the present invention can determine which product member from each raw material and the number of each of the raw materials having a good yield and each of the standard lengths. With regard to the pre-cut material assortment processing method for determining whether to cut out, the Bin Packing Problem (BPP), which is a typical combination problem, was applied as an application, and a genetic algorithm (GA) was applied to this. The present invention relates to an optimization processing method.

プレカット材料取り合わせとは、いくつかの種類の長さの木材母材から、住宅建築で要求される長さの部材製品を切り出す問題(Cutting Stock Problem)で、一次元のビンパッキング問題(Bin Packing Problem: BPP)として考えることができる。但し、通常BPPではビンの容量は一定とされるが、プレカットの場合は数種類の長さの母材を対象とする。   Precut material assembling is a problem that cuts parts products of the length required for residential construction from several types of wood base materials (Cutting Stock Problem), and one-dimensional bin packing problem (Bin Packing Problem : BPP). However, the capacity of the bin is usually constant in BPP, but in the case of pre-cut, the base material of several lengths is targeted.

プレカット材料の一例としては、住宅構造材のプレカットの場合、断面形状や樹種,等級といった仕様毎に数種類の長さ(3.5m〜6m)の母材が用意され、そこから決められた長さの部材(製品)を切り出す。一般的な大きさの住宅の場合、梁、桁、土台など横架材とよばれるものでは、約20種類の仕様毎に数種類の長さの母材から平均10本、合計約200本の製品が切り出される。   As an example of pre-cut materials, in the case of pre-cutting of house structural materials, several types of base materials (3.5m to 6m) are prepared for each specification such as cross-sectional shape, tree species, grade, etc. Cut out the part (product). In the case of a general-sized house, which is called a horizontal member such as a beam, girder, or foundation, an average of 10 pieces from several lengths of base material for each of about 20 types of specifications, a total of about 200 products Is cut out.

図1は、プレカット材料取り合わせの模式的な一例を示す。取り合わせ計算の目標は、製品の仕様毎に用意された数種類の長さの母材群101の各長さにより、製品群102の長さに合わせて、取り合わせ結果103から、要求製品をいかに少ない母材(歩留最大)で切り出すかということにある。また、母材の長さによって調達コストや在庫コストが異なる場合は、必要な母材コストの最小化が目標となる。通常、母材コストは材積単価で決まるため材積歩留の最大を狙うのが一般的である。なお、現在多くのプレカット工場での一次歩留は、概ね85%から90%といわれている。例えば、特許文献1(特許第3565262号)には、コンピュータを用いたロジックによる割り付け方法を示している。   FIG. 1 shows a schematic example of assembling precut materials. The goal of the assortment calculation is to determine how many required products are obtained from the assembling result 103 according to the length of the product group 102, depending on the length of the base material group 101 of several lengths prepared for each product specification. It is to cut with the material (yield maximum). In addition, when the procurement cost and the inventory cost differ depending on the length of the base material, the target is to minimize the necessary base material cost. Usually, the base material cost is determined by the unit price of the material, so it is common to aim for the maximum material yield. Currently, the primary yield in many precut factories is said to be approximately 85% to 90%. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3565262) shows an allocation method by logic using a computer.

また、組合せ最適化問題処理方法として、遺伝子アルゴリズムを用いたものに、特許文献2(特開平10−111861号)、特許文献3(特開平10−15727号)及び鋳片切断制御方法として特許文献4(特開平9−94646号)がある。   Further, as a combination optimization problem processing method using a genetic algorithm, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-1111861), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-15727), and Patent Document as a slab cutting control method. 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-94646).

また、ビンに入れるアイテムの組み合わせの集合を遺伝子として特殊な交差方法を提案した例として、非特許文献1(八川 徹也, 飯間 等, 三宮 信夫: ビンパッキング問題に対する遺伝的アルゴリズムの提案, 計測自動制御学会論文集, Vol.41, No.3, 274-282 (2005))が見られる。
更に、非特許文献2(山地 秀美, 辻村 泰寛, 山本 久志: NVPシステム設計に対する遺伝的アルゴリズム適用の有効性と評価, 日本経営工学会論文誌, Vol.57, No.2, 113-119 (2006))において、ソフトウェアシステムのフォールトレラント設計にGAを適用する際に、乱数で表現した遺伝子を用いてタスクを組み合わせる順序を指定する提案をしている。これは遺伝子をキーとして遺伝子座をソートし、ソート順に遺伝子座のタスクを割り当てていく方式である。
特許第3565262号公報 特開平10−111861号公報 特開平10−15727号公報 特開平9−94646号公報 八川 徹也, 飯間 等, 三宮 信夫: ビンパッキング問題に対する遺伝的アルゴリズムの提案, 計測自動制御学会論文集, Vol.41, No.3, 274-282 (2005) 山地 秀美, 辻村 泰寛, 山本 久志: NVPシステム設計に対する遺伝的アルゴリズム適用の有効性と評価, 日本経営工学会論文誌, Vol.57, No.2, 113-119 (2006)
Non-patent document 1 (Tetsuya Yagawa, Imai et al., Nobuo Sannomiya: Proposal of genetic algorithm for bin-packing problem, automatic measurement control) Academic papers, Vol.41, No.3, 274-282 (2005)) can be seen.
Furthermore, Non-Patent Document 2 (Hidemi Yamachi, Yasuhiro Tsujimura, Hisashi Yamamoto: Effectiveness and Evaluation of Genetic Algorithm Application to NVP System Design, Journal of Japan Society for Management Engineering, Vol.57, No.2, 113-119 (2006 In)), when applying GA to the fault-tolerant design of software systems, a proposal is made to specify the order in which tasks are combined using genes represented by random numbers. In this method, loci are sorted using genes as keys, and tasks for the loci are assigned in the sort order.
Japanese Patent No. 3565262 JP 10-1111861 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-15727 Japanese Patent Laid-Open No. 9-94646 Tetsuya Yagawa, et al., Ima et al., Nobuo Sannomiya: Proposal of genetic algorithm for bin packing problem, Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, Vol.41, No.3, 274-282 (2005) Hidemi Yamaji, Yasuhiro Tsujimura, Hisashi Yamamoto: Effectiveness and Evaluation of Genetic Algorithm Application to NVP System Design, Journal of Japan Society for Management Engineering, Vol.57, No.2, 113-119 (2006)

本発明では、一次元BPPのより汎用的なモデルとして、複数の母材長を扱うプレカット材料の取り合わせ問題を対象にGAの適用を検討し、組み合わせパターンを2つの文字列の遺伝子で表すことにより、組み合わせパターンを探索する過程を省き、単純GAに近いモデルとし、さらに交差制御パラメータを設けて取り合わせ計算の結果を反映し、「高い歩留をもつ母材と製品のグループが次世代に引き継がれる傾向」という新たなエリート選択(拡張エリート選択)機能を持たせることで収束性の良いモデルを提供するものである。   In the present invention, as a more general-purpose model of one-dimensional BPP, the application of GA is studied for the assembling problem of pre-cut materials that handle a plurality of base material lengths, and the combination pattern is expressed by two strings of genes. , Omitting the process of searching for a combination pattern, making a model close to a simple GA, and further setting cross control parameters to reflect the results of the assembly calculation, “The group of base materials and products with high yields will be passed on to the next generation. By providing a new elite selection (extended elite selection) function called “trend”, a model with good convergence is provided.

本発明の第1の解決手段(請求項1)は、複数の定尺母材群(以下、母材種と略記)から所定長さの製品群を切り出す際のプレカット材料の取り合わせ問題について、割付ける製品の並びで染色体を表現し(Order based representation)、製品を割付ける母材種を指定する遺伝子(以下、遺伝子Bと略記、式中ではGeneBと表す)と同じ母材種に割付けられた製品群の中での割付け順を指定するソートキーとなる遺伝子(以下、遺伝子Pと略記し、式中ではGenePと表す)の2重遺伝子構造の染色体とし、次のステップ(数式ではStepと表す)で計算するものとし、   The first solving means of the present invention (Claim 1) deals with the problem of assembling precut materials when cutting out a product group of a predetermined length from a plurality of standard base material groups (hereinafter abbreviated as base material types). It is assigned to the same base material type as the gene that designates the base material type to which the product is assigned (hereinafter abbreviated as gene B, and expressed as GeneB in the formula). The next step (represented as Step in the formula) is the chromosome of the double gene structure of the gene (hereinafter abbreviated as gene P, expressed as GeneP) that serves as the sort key for specifying the order of assignment in the product group. And calculate with

さらに次の制御工程を備え、
制御1: 歩留の高い母材−製品グループに属する製品の割付け順を早くして、先行する割付けによってグループが破壊されないようにする
制御2: 歩留の高い母材−製品グループに属する製品の遺伝子は、交差操作を経てもできるだけ維持されるようにする
という制御をすることを特徴とするプレカット材料取合せ最適化処理方法を提供する。
Furthermore, it has the following control process,
Control 1: High Yield Base Material-Increase the order of allocation of products belonging to the product group so that the group is not destroyed by preceding allocation. Control 2: High Yield Base Material-of products belonging to the product group The gene is controlled so that it is maintained as much as possible even after the crossing operation, and a precut material combination optimization processing method is provided.

更に、本発明の第2の解決手段は、請求項1において、製品の集合を l ={i|i=1,2...,n}製品i の長さをli、この製品を割付ける母材の母材種をtiとし、一方、母材種t(t=1,2,..,m)の母材の集合をBiとし、Biに属する母材をK(t)(=1,2,...,m)長さをbtとして製品 i の遺伝子座の各遺伝子を下記のように定義し、 Further, according to a second solution of the present invention, in claim 1, a set of products is defined as l = {i | i = 1,. . . , The length of the n} product i l i, the matrix species preform to allocate this product as a t i, whereas the base material species t (t = 1,2, .., m) of the preform Each set of genes at the locus of the product i is defined as follows, where B i is a set, a base material belonging to B i is K (t) (= 1, 2,..., M) and length is b t. ,

と計算することを特徴とする、請求項1記載のプレカット材料取合せ最適化処理方法を提供する。 The pre-cut material arrangement optimization processing method according to claim 1 is provided.

更に、請求項1において、
母材K(t)から製品を切り取った後の残材に対して、残材率rk(t)(0≦rk(t)≦1)を次式で定義し
Furthermore, in claim 1,
The remaining material ratio r k (t) (0 ≦ r k (t) ≦ 1) is defined by the following equation for the remaining material after cutting the product from the base material K (t).

なお、(5)式の最後の項は、母材K(t)の歩留を示し、
ここで前記制御1を実現するため、(3)のGenePを十分小さい(例えば0.0001)数αを導入して下記のように定義し、
The last term in equation (5) indicates the yield of the base material K (t) ,
Here, in order to realize the control 1, GeneP of (3) is defined as follows by introducing a number α that is sufficiently small (for example, 0.0001),

GenePは取り合わせ計算毎に(5)式により再計算される母材−製品グループの残材率と母材番号から成り同じ母材-製品グループでは同じ値であり、高い歩留のときは小さな値を持つことになり、
さらに制御2を実現するため、交差制御パラメータ(Crossover Control Parameter: CCP) piを導入し、交差時の遺伝子交差確率とし、
GeneP consists of the base material-product group remaining material rate and base material number that are recalculated by equation (5) for each assortment calculation, and is the same value for the same base material-product group, and a small value for high yields. Will have
To further implement the control 2, cross control parameter (Crossover Control Parameter: CCP) introducing p i, a genetic cross probabilities at intersections,

CCPの関数Fpは残材率rk(t)に対する増加関数とすることを特徴とする請求項1記載のプレカット材料取合せ最適化処理方法を提供する。 CCP functions F p provides a pre-cut material assortment optimization processing method according to claim 1, characterized in that the increasing function with respect to remainder rate r k (t).

更にまた、母材に割付けられた製品の組み合わせ結果により(5)式から残材率を算出し、GenePを(6)式の定義に従って更新することを特徴とする請求項3記載のプレカット材料取合せ最適化処理方法である。
更にまた、これらをコンピュータプログラムとするとともに、持ち運びに便利なコンピュータ読み取り可能な記録媒体とすることもできる。
The combination of precut materials according to claim 3, further comprising: calculating a remaining material ratio from equation (5) based on a combination result of products assigned to the base material, and updating GeneP according to the definition of equation (6). This is an optimization processing method.
Furthermore, these can be used as a computer program and a computer-readable recording medium convenient for carrying.

本発明は、一次元BPPの例としてプレカット材料の取り合わせの問題を対象にGAの適用を検討し、プレカットの場合は一般の一次元BPPとは違い母材長が複数であるため2重構造の文字列による遺伝子構造とし、かつ交差制御パラメータを設け遺伝子と協同で個体の中の優位な構成グループ(エリートグループ)を保護する、一種のエリート選択を行うことで収束性のよいモデルを確立し、歩留まりの良いプレカット材料取合せ処理を実施するものである。
また、本発明は、プレカット材料取り合わせに限らず、例えば運ぶべき貨物に対して積載可能量の違うトラックが複数台ある場合、効率的な貨物の積み合わせを探査する場合にも適用することができる。
As an example of one-dimensional BPP, the present invention examines the application of GA for the problem of assembling pre-cut materials. In the case of pre-cut, unlike a general one-dimensional BPP, there are a plurality of base material lengths, so a double structure is used. Establishing a model with good convergence by making a kind of elite selection that protects the dominant constituent group (elite group) in individuals by setting gene structure by character string and setting cross control parameters in cooperation with genes, A precut material assembling process with a good yield is performed.
In addition, the present invention is not limited to assembling precut materials. For example, when there are a plurality of trucks having different loadable amounts with respect to cargo to be transported, the present invention can be applied to exploring efficient cargo assembling. .

以上、プレカット材料取り合わせは材料切り出し問題(Cutting Stock Problem)であり、1次元のBPPとしてモデル化できるが、通常BPPは1種類の容量のビンを扱うが今回のプレカットの場合は先に述べたように母材長が数種類あり、複数容量のビンを想定する意味でより汎用的である。以下に複数種のビンを扱う一次元マルチBPPを定義する。
m種類の容積bt(t=1,..,m)ビンが十分にあり、これに容積li(i=1,...,n)のアイテムをすべて入れるとき、容積btのビン種別tのビンの使用コストをct、ビンk(k=1,2,...)のビン種別をtkとすると、一次元マルチBPPは、
As mentioned above, pre-cut material assortment is a cutting stock problem and can be modeled as a one-dimensional BPP. Normally, BPP handles one kind of capacity bin, but in the case of this pre-cut, as mentioned above There are several types of base material lengths, which are more general in the sense of assuming multiple capacity bins. A one-dimensional multi-BPP that handles multiple types of bins is defined below.
m kind of volume b t (t = 1, .. , m) bottle is in enough, this volume l i (i = 1, ... , n) When you put all of the items of, of the volume b t bottle If the usage cost of a bin of type t is ct and the bin type of bin k (k = 1, 2,...) Is t k , the one-dimensional multi-BPP is

と表せる。(9)式はビンに入れるアイテムの容積合計がビンの容量以下であること、(10)式はすべてのアイテムをどれかのビンに入れること、(11)式は1つのアイテムが同時に複数のビンには入らないことを示している。
上記に対して、ビンをプレカット母材に、容量別のビンの集合を長さ別の母材(以下、母材種と表記)の集合に、ビンに入れるアイテムを切り出す製品に置き換え、容積を長さに読み替えればプレカット材料取り合わせ問題となる。通常プレカットでは歩留最大を狙うのが一般的である。歩留yは次式で表され、
It can be expressed. (9) is that the total volume of items to be placed in the bin is less than or equal to the capacity of the bin, (10) is to place all items in one of the bins, and (11) is for multiple items at the same time Indicates that the bottle does not enter.
In contrast to the above, the bin is replaced with a pre-cut base material, the set of bins according to capacity is replaced with a set of base materials according to length (hereinafter referred to as base material type), and the volume of the product is cut out. If it is read as length, it becomes a precut material assembling problem. In general, the pre-cut is generally aimed at the maximum yield. Yield y is expressed by the following equation:

ここで分子の製品長累計は所与であるので、(1)式で使用コストctを母材長btに置き換えて
とすればよい。なお、プレカットでは、母材の両端を整える「鼻切」(母材の両端の形状を整えるための両端切り落としのこと)および製品を切り出す際の「鋸代」(切断時に鋸の厚さ分が切り屑となって損失すること)を考慮する必要があるが、本質的な問題ではない。
Here, since the total product length of the numerator is given, the usage cost c t is replaced by the base material length b t in equation (1).
And it is sufficient. In pre-cutting, the “nose cutting” that adjusts both ends of the base material (cutting off both ends to adjust the shape of both ends of the base material) and the “saw allowance” when cutting the product (the thickness of the saw when cutting) This is not an essential problem.

BPPにGAを適用する場合、ビンへの割付けパターンを何らかの方法でリストアップしてそれぞれのパターンを遺伝子とし、ビンに入れるすべてのアイテムを含むようにパターン遺伝子を並べて染色体とする方法がとられる。たとえば八川ほか(2005)は一つのビンに入るアイテムの集合を一つの遺伝子とし、各ビンに対応した遺伝子を並べて個体としている。しかしこの方法は、ビンに入るアイテムの組み合わせを探査し評価する必要があり、本発明のように複数種類のビンを扱う場合には、簡単に当てはめることができない。   When applying GA to BPP, there is a method in which the allocation patterns to bins are listed by some method, each pattern is used as a gene, and the pattern genes are arranged into chromosomes so that all items to be included in the bin are included. For example, Yachikawa et al. (2005) uses a set of items that are contained in one bin as one gene, and arranges genes corresponding to each bin into individuals. However, this method requires exploration and evaluation of the combination of items entering the bin, and cannot be easily applied when handling a plurality of types of bins as in the present invention.

図2は、FF(ファーストフィット)法における母材数を事前に設定する、取り合わせ問題の0−1文字列表現の模式的例である。このように、単純GAで使われる0-1文字列を遺伝子とするアイデアとして以下のモデルが考えられる。各長さの母材に対してあらかじめ全製品をたとえばFF(ファーストフィット)法などで仮割付けし、用意すべき母材の十分な数を算出する。製品はその製品長以上の長さを持つ母材のどれかに割り当てられる。これを0-1文字列で表現し遺伝子コードとする。   FIG. 2 is a schematic example of the 0-1 character string representation of the assembling problem in which the number of base materials in the FF (first fit) method is set in advance. In this way, the following model can be considered as an idea using 0-1 character strings used in simple GA as genes. All the products are provisionally allocated to the base material of each length in advance by, for example, the FF (first fit) method, and a sufficient number of base materials to be prepared is calculated. A product is assigned to any base material with a length equal to or greater than the product length. This is expressed as a 0-1 character string and used as a gene code.

しかしこの場合、母材種ごとの母材数を仮に製品数の半分にできたとしても、製品数n、母材種数mとすると染色体の0-1文字列は最大で n×m/2×n ビット長となり、先に述べた一般住宅の横架材の例では1,000〜3,000ビットの膨大な探査空間を扱うこととなり探査効率や収束性の問題が懸念される。そこで本発明では次のようなモデルを検討した。   However, in this case, even if the number of base materials for each base material type can be reduced to half of the number of products, if the number of products is n and the number of base material types is m, the maximum 0-1 character string of the chromosome is n × m / 2 Xn bit length, and the above-mentioned example of the horizontal member of a general house handles a huge exploration space of 1,000 to 3,000 bits, and there is a concern about exploration efficiency and convergence problems. Therefore, the following model was examined in the present invention.

本発明では割付ける製品の並びで染色体を表現し(Order based representation)、製品を割付ける母材種を指定する遺伝子Bと同じ母材種に割付けられた製品群の中での割付け順を指定するソートキーとなる遺伝子Pの2重遺伝子構造の染色体を考える。
製品の集合を l ={i|i=1,2...,n}、製品iの長さをli、この製品を割付ける母材の母材種をtiとする。一方、母材種t(t=1,2,...,m)の母材の集合をBtとし、Btに属する母材をk(t)(1,2,..)、長さをbtとして製品の遺伝子座の各遺伝子を下記のように定義する(表1遺伝子構造参照)。
In the present invention, chromosomes are represented by the order of products to be assigned (Order based representation), and the order of assignment in the product group assigned to the same base material type as gene B that specifies the base material type to which the product is assigned is specified. Consider a chromosome having a double gene structure of gene P, which is the sort key to be used.
Let the set of products be l = {i | i = 1,2. . . , N}, the length of the product i is l i , and the base material type of the base material to which the product is assigned is t i . On the other hand, the base material species t (t = 1,2, ..., m) a set of the base material of the B t, the base material k (t) belonging to the B t (1,2, ..), length each gene product locus defined as follows as b t a is (see Table 1 gene structure).

この2つの遺伝子を使って、取り合わせ計算を以下のようなルールで行う。なお、「鼻切」と「鋸代」は母材長や製品長の調整で容易に組み込むことができるので、ここでは表現の単純化のため無視した。
<取り合わせ計算ルール>
Using these two genes, the assembling calculation is performed according to the following rules. Note that “nose clip” and “saw allowance” can be easily incorporated by adjusting the base material length and product length, so they are ignored here for simplicity of expression.
<Assortment calculation rules>

しかし上記の遺伝子構造による取り合わせルールでは、同一母材種内の母材と製品の組み合わせがソートキーであるGenePの相対的な大小関係で決まるため、組み合わせがGenePの変化に敏感に反応するためスキーマの概念が成立せず、安定的な最適解への進化が期待できないことが想定される。そこでこれを回避するためには、「高い歩留をもつ母材−製品グループは次世代に引き継がれる傾向」を持たせることを考える。具体的には、
制御1: 歩留の高い母材−製品グループに属する製品の割付け順を早くして、先行する割付けによってグループが破壊されないようにする。
制御2: 歩留の高い母材−製品グループに属する製品の遺伝子は、交差操作を経てもできるだけ維持されるようにする。
という制御をする。通常のエリート選択が個体単位の適応率による選択であることに対し、この制御は個体を構成する母材と製品のグループ単位に適応率(歩留)の高いグループを保存するという広義のエリート選択であり、これを拡張エリート選択と呼ぶこととする。
母材k(t)から製品を切り取った後の残材に対して、残材率rk(t)(0≦rk(t)≦1)を次式で定義する。
However, in the above assembly rules based on the gene structure, the combination of the base material and the product within the same base material type is determined by the relative size relationship of GeneP, which is the sort key, so the combination reacts sensitively to changes in GeneP, so the schema It is assumed that the concept does not hold and evolution to a stable optimal solution cannot be expected. Therefore, in order to avoid this, it is considered that the “base material with high yield—product group tends to be handed over to the next generation”. In particular,
Control 1: High yield base material—Promote the allocation order of products belonging to the product group so that the group is not destroyed by the preceding allocation.
Control 2: High yield base material-The gene of the product belonging to the product group should be maintained as much as possible even after crossing operation.
Control that. In contrast to the normal elite selection based on the individual unit adaptation rate, this control is a broader elite selection that preserves a group with a high adaptation rate (yield) in the base material and product group units that make up the individual. This is called extended elite selection.
The remaining material ratio r k (t) (0 ≦ r k (t) ≦ 1) is defined by the following equation for the remaining material after the product is cut from the base material k (t) .

なお、式の最後の項は、母材k(t)の歩留である。
ここで先に述べた制御1を実現するため、(3)のGenePを十分小さい(例えば0.0001)数αを導入して下記のように定義する。
Note that the last term of the equation is the yield of the base material k (t) .
Here, in order to realize the control 1 described above, GeneP of (3) is defined as follows by introducing a sufficiently small number α (for example, 0.0001).

GenePは取り合わせ計算毎に(5)式により再計算される母材−製品グループの残材率と母材番号から成り同じ母材-製品グループでは同じ値であり、高い歩留のときは小さな値を持つことになる。
さらに制御2を実現するため、交差制御パラメータ(Crossover Control Parameter: CCP)piを導入し、交差時の遺伝子交差確率とする。
GeneP consists of the base material-product group remaining material rate and base material number that are recalculated by equation (5) for each assortment calculation, and is the same value for the same base material-product group, and a small value for high yields. Will have.
To further implement the control 2, cross control parameter (Crossover Control Parameter: CCP) introducing p i, and genetic crossing probability at intersections.

CCPの関数Fpは残材率rk(t)に対する増加関数とする。なお、CCPおよびその関数については次のセクションの交差の検討の中で詳細する。 The function F p of CCP is an increasing function with respect to the remaining material rate rk (t) . Details of CCP and its functions will be described in the next section on examination of intersection.

本発明のアルゴリズム全体の流れ(フローチャート)を図3に示す。
A. 初期設定(S301)
各個体に対して、遺伝子座(製品:i=1,2,...,n)のGeneBtiには1≦ti≦mとなる乱数、GenePsiには0≦si≦1の乱数をセットする。但し、あらかじめ(6)式を満たすように設定し致死遺伝子を避ける。
以上により決められた初期個体数だけ個体を発生させる。
B. 取り合わせ計算(S302)
前節の取り合わせ計算ルールに従って割付けを行い、その結果を使って次の処理をする。
B-1. 適応率の計算
適応率aは(5)式の個体の歩留y(0≦y≦1)を関数Faでスケーリングする。
A flow (flowchart) of the entire algorithm of the present invention is shown in FIG.
A. Initial setting (S301)
For each individual, geneBt i at the locus (product: i = 1, 2,..., N) is a random number 1 ≦ t i ≦ m, and GenePs i is a random number 0 ≦ s i ≦ 1. Set. However, let's set in advance to satisfy equation (6) and avoid lethal genes.
Individuals are generated by the initial number of individuals determined as described above.
B. Assortment calculation (S302)
Perform allocation according to the rules for assortment calculation in the previous section, and use the result to perform the following processing.
B-1. Calculation of Adaptation Rate Adaptation rate a scales individual yield y (0 ≦ y ≦ 1) of equation (5) with function F a .

歩留は、予備実験で平均は70%〜90%、最小値は50%〜60%であることがわかっており、また目標は90%以上としたい。これを踏まえると適応率aはy<0.5ではほぼ0となり、yが0.6から1.0の間で大きく変化するように関数Fa(y)を設定すべきである。
B-2. 母材残材率の計算とGenePの更新
母材に割付けられた製品の組み合わせ結果により(5)式から残材率を算出し、GenePを(6)式の定義に従って更新する。
Yields are found to be 70% to 90% on average in preliminary experiments, the minimum is 50% to 60%, and the goal is 90% or higher. In view of this, the adaptation rate a is almost 0 when y <0.5, and the function F a (y) should be set so that y varies greatly between 0.6 and 1.0.
B-2. Calculation of residual material rate and update of GeneP Calculate the residual material rate from Equation (5) based on the combination result of the products assigned to the base material, and update GeneP according to the definition of Equation (6).

C. 選択(S303)
選択は通常のエリート選択とルーレット選択を組み合わせる。計算された適応率に従って、指定された選択率で決められた数まで、まず個体適応率の降順に指定された数だけエリート選択し、残りを適応率に比例するルーレット選択によって選択することで個体を淘汰する。
D. 交差(S304)
選択によって淘汰された個体を、この交差によって初期個体数まで増殖させる。
通常、交差は2つの親個体の遺伝子から1点交差や一様交差のルールに従い2つの子個体を生成する。しかし本発明では、それぞれの親の遺伝子を交差確率CCPにしたがって遺伝子交換することで2つの子を生成する、拡張エリート選択方式をとる。個体Aのi番目の遺伝子座(i=1,2,...,n)のGeneBをti(A),GenePをsi(A),CCPをpi(A)として、次のようなルールで子の遺伝子を生成する。
C. Selection (S303)
Selection combines normal elite selection with roulette selection. According to the calculated adaptation rate, up to the number determined by the specified selection rate, first select the elite number specified in descending order of the individual adaptation rate, and select the rest by roulette selection proportional to the adaptation rate. Hesitate.
D. Intersection (S304)
Individuals selected by selection are propagated to the initial population by this crossing.
Usually, crossing generates two offspring individuals from the genes of two parent individuals according to the rules of one-point intersection or uniform intersection. However, the present invention adopts an extended elite selection method in which two children are generated by exchanging genes of each parent gene according to the cross probability CCP. Assuming that Gene B of the i-th locus (i = 1, 2,..., N) of individual A is t i (A), GeneP is s i (A), and CCP is p i (A), Generating a child's gene with simple rules.

但し、Rndは(0,1)の乱数
iは(5)式で定義される母材の残材率により(7)式で与えられる。予備実験では歩留が90%以上になった個体は、構成する母材の残材率もほとんどが0.1%以上であることがわかっており、歩留の目標を90%以上とするならば残材率は0.05%以下を目指す必要がある。従って、piを与える(7)式の関数Fpは、母材の残材率rに対して原点付近では0に近く、r=0.05近傍で大きく変化し、r>0.1ではある程度の確率で遺伝子交換が行われるように、設定するのが効果的と推定できる。
However, Rnd is a random number p i of (0, 1), and p i is given by equation (7) according to the remaining material ratio of the base material defined by equation (5). In preliminary experiments, it is known that individuals with a yield of 90% or more have a remaining material ratio of the base material that is almost 0.1% or more. It is necessary to aim at a material rate of 0.05% or less. Therefore, the function F p of the equation (7) that gives p i is close to 0 near the origin with respect to the remaining material ratio r of the base material, changes greatly near r = 0.05, and when r> 0.1. It can be estimated that it is effective to set so that gene exchange is performed with a certain probability.

E. 突然変異(S305)
本発明モデルでは2種類の遺伝子を扱っているので、遺伝子毎に変異確率を設定しそれぞれの設定した確率で対象の個体を選んで変異操作を行う。突然変異対象となった個体に対して、ランダムに選んだ遺伝子座の遺伝子を初期設定の要領で乱数により再設定する。なお変異する遺伝子座の数はあらかじめ指定しておく。
GeneBの変異の場合は同時にGenePも再設定することとし、致死遺伝子の発生を避けるため(4)(9)式の条件を適用する。GenePが変異する場合はGeneBは変化させない。
E. Mutation (S305)
Since the model of the present invention deals with two types of genes, mutation probabilities are set for each gene, and the target individual is selected with the set probabilities to perform the mutation operation. For an individual to be mutated, a gene at a randomly selected locus is reset with a random number in the manner of initial setting. The number of loci to be mutated is specified in advance.
In the case of GeneB mutation, GeneP is also reset at the same time, and the conditions of formulas (4) and (9) are applied to avoid the generation of lethal genes. If GeneP is mutated, GeneB is not changed.

F.目標の達成判定(S306)
あらかじめ決められた目標歩留が達成されるか、世代を重ねて設定した最大世代数に達しているかを判定する。
達していないときには、S301の後流に帰り、同じ手順に従って判定を繰り返す。
G.STOP( 処理の終了)
あらかじめ決められた目標歩留が達成されるか、世代を重ねて設定した最大世代数に達したら処理を終了する。
F. Target achievement determination (S306)
It is determined whether a predetermined target yield is achieved or whether the maximum number of generations set by overlapping generations has been reached.
If not, the process returns to the downstream of S301 and repeats the determination according to the same procedure.
G. STOP (end of processing)
When a predetermined target yield is achieved or the maximum number of generations set by overlapping generations is reached, the process is terminated.

図8の横架材プレカット一覧に示す付表1にあるように、本発明モデルのGAを、ある住宅メーカーが受注した標準的な一戸建て住宅の、横架材199本を対象に適用した。これらの横架材は、断面サイズや樹種、等級など同じ母材から切り出すことができる18のロットにグループに分けることができ、それぞれのロット毎に切り出す製品数や使用する母材群も異なる(表2:母材群と製品群及び実行結果を参照)。例えばロットNo.8やロットNo.9は対象製品が1本、ロットNo.6は2本、ロットNo.12及び16は3本であり、これらは世代を重ねるまでも無く簡単に最適解が得られると予想できる。したがって母材種と製品の組み合わせの数に応じて生成する個体数や最大世代数を適宜設定した。そのほかのパラメータは、予備実験の結果を踏まえて以下のとおりに設定した。なお鼻切は0mm、鋸代は5mmとする。   As shown in Attached Table 1 in the list of horizontal member precuts in FIG. 8, the GA of the present invention model was applied to 199 horizontal members of a standard single-family house that was ordered by a housing manufacturer. These horizontal members can be divided into groups of 18 lots that can be cut out from the same base material such as cross-sectional size, tree species, grade, etc., and the number of products to be cut out and the base material group used for each lot are different ( (See Table 2: Base material group and product group, and implementation results). For example, Lot No. 8 and Lot No. 9 have 1 target product, Lot No. 6 has 2 products, Lot Nos. 12 and 16 have 3 products. You can expect to get it. Therefore, the number of individuals to be generated and the maximum number of generations were appropriately set according to the number of combinations of base material types and products. Other parameters were set as follows based on the results of preliminary experiments. The nose clip is 0 mm and the saw blade is 5 mm.

また各関数については、(15)式の適応率関数Faは一次関数、(7)式のCCP関数Fpはシグモイド関数に近い形とした(図4適応率関数(左)およびCCP関数(右)を参照)。 For each function, the adaptation rate function F a in equation (15) is a linear function, and the CCP function F p in equation (7) is similar to a sigmoid function (FIG. 4 adaptation rate function (left) and CCP function ( (See right)).

適応率関数とCCP関数の組み合わせ実行結果を表3に示す。なお使用したパソコンの仕様は図5のとおりである。表2の結果は、ロット毎に同じパラメータで50回実行し得られた歩留の最大値、平均値、最小値と標準偏差を示している(実行結果例は図9の付表2と図10の付表3に示す)。概ね製品数が5本以下のロットについては、50回実行の結果すべて同じ値となり最適値と推定される。また標準偏差はほぼ0.5%以内に収まった。例外はロットNo.12とNo.14であるが、ロットNo.12では50回の試行のうち80%台が2回発生し残りは96.22%であった。
この結果、各50回の試行の最大歩留の取り合わせを採用すると、この住宅1棟の必要な横架材199本を全体の材積歩留が95.21%でプレカット割付けができたことになる。
Table 3 shows the combined execution results of the adaptation rate function and the CCP function. The specifications of the personal computer used are as shown in FIG. The results in Table 2 show the maximum value, average value, minimum value, and standard deviation of the yields that can be executed 50 times with the same parameters for each lot (examples of execution results are shown in Tables 2 and 10 of FIG. 9). Is shown in Appendix 3). For lots with 5 or less products, the results of all 50 runs are the same and are estimated to be optimal. The standard deviation was within 0.5%. Exceptions are Lot No. 12 and No. 14, but in Lot No. 12, 80% of 50 trials occurred twice and the remaining was 96.22%.
As a result, if the combination of the maximum yields of 50 trials is adopted, the 199 required horizontal members of this house can be pre-cut with an overall volume yield of 95.21%.

表3で、製品数が多く標準偏差も比較的大きなロットNo.1について、適応率関数FaとCCP関数Fpについて評価する。表3は比較した適応率関数とCCP関数のケース別組み合わせある。Case7を除きその他のパラメータは変更しないこととする。図6に各関数のグラフを示した。
Case1と2は適応率関数のみ変えた場合、Case3〜5はCCP関数のみ変えた場合、Case6と7はCCPによる交差制御をしない場合である。
表4はCase別の50回の実行結果(ロットNo.1の場合)である。
Table 3 evaluates the adaptation rate function Fa and the CCP function Fp for lot No. 1 with a large number of products and a relatively large standard deviation. Table 3 shows a comparison of the adaptation rate function and CCP function for each case. Other parameters are not changed except Case7. FIG. 6 shows a graph of each function.
Cases 1 and 2 are cases where only the adaptation rate function is changed, Cases 3 to 5 are cases where only the CCP function is changed, and Cases 6 and 7 are cases where crossing control by CCP is not performed.
Table 4 shows the execution results of 50 times by case (in the case of lot No. 1).

Case1と2は適応率関数のみ変えた場合であり、OriginalとCase1およびCase2を比較すると適応率関数は収束性にあまり影響のないことがわかる。一方、Case3〜5はCCP関数のみ変えた場合であり、CCP関数は収束性に影響し適切な関数形を与えれば良い収束性を得ることができる。つまりCCPによる交差時の遺伝子交差制御が収束性に大きく関係しており、拡張エリート選択が適応率による通常の選択よりも淘汰に影響を与えていると推測される。   Cases 1 and 2 are cases in which only the adaptation rate function is changed. Comparing Original with Case 1 and Case 2, it can be seen that the adaptation rate function has little influence on the convergence. On the other hand, Cases 3 to 5 are cases in which only the CCP function is changed, and the CCP function affects the convergence and can provide a good convergence by giving an appropriate function form. In other words, gene crossover control at the time of crossing by CCP is greatly related to convergence, and it is speculated that extended elite selection has more influence on selection than normal selection by adaptation rate.

これをさらに確認するため、CCPによる交差制御の有無の違いを歩留の世代推移状況で比較した。図7は世代別個体歩留の推移(左:Case6 右:Original)を示し、元のモデル(Original: CCPによる交差制御)とCase6(一様交差方式)のそれぞれ最大歩留を得た時の、世代別個体歩留の最大値,平均値,最小値の推移を示した。これを見るとCCPを交差に反映させない場合は収束性が不安定であることがわかる。すなわち先に述べた、「スキーマの概念が成立せず安定的な最適解への進化が期待できない」という推測が確認できる。この場合エリート選択を加えること(Case7)で若干の歩留向上が見られるが(表4)、元のモデルに比べ著しく収束性が悪く、CCPによる拡張エリート選択の有効性が実証された。   In order to confirm this further, we compared the difference in the presence or absence of crossover control by CCP in terms of yield generation. Fig. 7 shows the change in yield of individual bodies (left: Case 6 right: Original). When the maximum yield was obtained for both the original model (Original: CCP crossing control) and Case 6 (uniform crossing method). The maximum, average, and minimum values of the generation-specific body yields were shown. This shows that convergence is unstable when CCP is not reflected in the intersection. That is, it can be confirmed that the above-mentioned assumption that “the concept of schema is not established and evolution to a stable optimal solution cannot be expected” is made. In this case, the addition of elite selection (Case 7) shows a slight improvement in yield (Table 4), but the convergence is significantly worse than the original model, and the effectiveness of extended elite selection by CCP has been demonstrated.

本発明のGAを他のアルゴリズムと比較するに当たって、プレカット材料取り合わせへのGAの適用例が見当たらないため、特許されているプレカット材料取り合わせのヒューリスリックアルゴリズム特許文献1との比較と、ビンパッキング問題で一般的なFFD(First Fit Descending )法をこのモデルに適用できるように改良し、その結果との比較を行った。   In comparing the GA of the present invention with other algorithms, there is no application example of GA to precut material assortment. A general FFD (First Fit Descending) method was improved so that it could be applied to this model, and the results were compared.

この特許文献1のアルゴリズムは、すべての製品の長さ合計に対してその合計長以上になる複数母材長の母材の組み合わせをリストアップし、リストアップした母材の組み合わせで母材長合計の昇順にすべての製品が割付けられるかを判断するステップと、割付け可能な最小母材長合計の組み合わせに対して、さらに母材長合計が小さくなる母材の組み合わせを探査するステップからなる方法である。   The algorithm of Patent Document 1 lists combinations of base materials having a plurality of base material lengths that are equal to or greater than the total length of all product lengths, and adds the base material lengths using the listed base material combinations. The method comprises the steps of determining whether all products are allocated in ascending order, and searching for a combination of base materials that further reduces the total base material length for a combination of the minimum base material lengths that can be assigned. is there.

FFD(First Fit Descending) 法はビンパッキング問題では一般的な解法である。しかし、本モデルでは母材の長さ(ビンの容量)は複数種類あるためそのままでは使えない。そこで、FFD法を次のように改良して、プレカットの取り合わせ問題に適用した。
製品長の降順にソートした製品の並びをi=1,2,..,nとし、以下のルールで製品を母材に割付ける。
The FFD (First Fit Descending) method is a general solution for the bin packing problem. However, this model cannot be used as it is because there are multiple types of base material length (bin capacity). Therefore, the FFD method was improved as follows and applied to the precut assembling problem.
The product sequence sorted in descending order of product length is i = 1, 2,. . , N, and assign the product to the base material according to the following rules.

となる母材k(t)への割付け結果を採用し、割付けた製品の集合lk(t)を確定 する。
Step.5:すべての製品i(i=1,..,n)に対して割付けが終われば完了。未 割付けの製品があれば、Step.1へ。
このマルチFFD法は、各母材種の母材1本単位にFFDルールで製品長の降順に製品を割付け、最も高い歩留が得られた母材種の母材とその割付け結果を採用していく作業を、すべての製品が割付済みになるまで実行する方法である。
The assignment result to the base material k (t) is adopted, and the set of assigned products l k (t) is determined.
Step 5: Completed when assignment is completed for all products i (i = 1,..., N). If there are unallocated products, go to Step 1.
In this multi-FFD method, products are assigned in descending order of product length according to the FFD rule to each base material of each base material type, and the base material of the base material type that has the highest yield and the result of the allocation are used. This is a method of executing the process until all products have been assigned.

表5に本発明GAでの数値(表3)と特許文献1方法およびマルチFFDを適用した結果(詳細例は付表3)を比較した。この結果、本論文のモデルは特許方法に対して0.6%、FFDモデルに対して1.7%の歩留優位となった。特に組み合わせパターンの多いロットNo.1やロットNo.7での優位性が確認できる。一般にプレカット工場での歩留は90%以下であることを考慮すれば、本発明のGAモデルはきわめて有用であると言える。これは、CCPの交差制御による拡張エリート選択が効果的かつ安定的に最適解への進化を促した結果である。   Table 5 compares the numerical values (Table 3) of the GA of the present invention with the results of applying the method of Patent Document 1 and multi-FFD (detailed example is Attached Table 3). As a result, the model of this paper has a yield advantage of 0.6% over the patent method and 1.7% over the FFD model. In particular, the superiority of lot No. 1 and lot No. 7 with many combination patterns can be confirmed. In general, it can be said that the GA model of the present invention is extremely useful considering that the yield in a pre-cut factory is 90% or less. This is a result of the extended elite selection by cross control of CCP promoting the evolution to the optimal solution effectively and stably.

本発明では、プレカット業界のプレカット材料取り合わせに限らず、一般に積み合わせ問題といわれている分野で、例えば運送業界では運ぶべき貨物に対して積載可能量の違うトラックが複数台ある場合、効率的な貨物の積み合わせを探査する場合にも適用することができる。これは、鉄道輸送の場合の大きさの違う鉄道コンテナに対する積み合わせや、船積みにも適用できる。   In the present invention, not only pre-cut material assembling in the pre-cut industry, but in the field generally referred to as a stacking problem, for example, in the transportation industry, when there are a plurality of trucks having different loadable capacity for cargo to be transported, It can also be applied to exploring cargo stacks. This can also be applied to the stacking and shipping of railway containers of different sizes in the case of rail transport.

Cutting Stock Problem (CPS)として研究されている分野でも、母材を製造しそこから製品を切り出す工程において、例えば鉄鋼業におけるH型鋼の圧延とソーイングスケジュールやパイプ鋼の切断スケジュールなどにも応用できる。製紙業の紙ロールのカッティングもその例である。   Even in the field studied as Cutting Stock Problem (CPS), it can be applied to the process of manufacturing a base material and cutting a product from it, for example, rolling and sawing schedule of H-shaped steel in steel industry and cutting schedule of pipe steel. An example is the cutting of paper rolls in the paper industry.

プレカット材料取り合わせの模式的な一例を示す。A schematic example of assembling precut materials is shown. FF法における母材数を事前に設定する、取り合わせ問題の0−1文字列表現の模式的例である。It is a schematic example of 0-1 character string expression of the assembling problem in which the number of base materials in the FF method is set in advance. 本発明のアルゴリズム全体の流れ(フローチャート)図である。It is a flow (flowchart) figure of the whole algorithm of this invention. 本発明における適応率関数(左)およびCCP関数(右)のグラフである。It is a graph of the adaptation rate function (left) and CCP function (right) in the present invention. 本発明の実施に用いたパソコンの仕様(プログラムの環境)である。It is the specification (program environment) of the personal computer used for implementation of this invention. 本発明実施例による適応率関数(左)とCCP関数(右)である。It is an adaptation rate function (left) and a CCP function (right) according to an embodiment of the present invention. 本発明実施例による世代別個体の推移(左:Case6,右:Original)図である。It is a transition (left: Case 6, right: Original) of the generation separate body by the Example of this invention. 横架材プレカット一覧表(付表1)である。It is a horizontal member pre-cut list (Appendix 1). 本発明1実施例に用いたものの繰返し実行結果表(付表2)である。It is an iterative execution result table (Appendix Table 2) used in the first embodiment of the present invention. 本発明におけるGAとFFDの実行結果(付表3)である。It is the execution result (Appendix Table 3) of GA and FFD in the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 母材群
102 製品群
103 取り合わせ結果
S301 初期設定
S302 取り合わせ計算
S303 選択
S304 交差
S305 突然変異
S306 目標歩留判定
S307 STOP
101 Base Material Group 102 Product Group 103 Assortment Result S301 Initial Setting S302 Assortment Calculation S303 Selection S304 Crossing S305 Mutation S306 Target Yield Determination S307 STOP

Claims (6)

複数種の定尺母材群(以下、母材種と略記)から所定長さの製品群を切り出す際のプレカット材料の取り合わせ問題について、製品i(i=1,2,…,n)を母材種t(t=1,…,m)から切り出すものとし、それぞれの母材種tに属する母材をk (t) (k (t) =1,…)として、製品の総数n、母材種の総数m、それぞれの製品iの長さl i 、母材k (t) の長さb t がデータとして与えられたとき、
コンピュータが、
それぞれの長さがl i のn個の製品を、母材種に応じた長さb t の母材へそれぞれ割付け、
製品を割付ける母材種をt i とし、その母材種t i を指定する遺伝子 i (数式ではGeneB i のデータ、その母材種 i に割付けられる製品の割付け順を指定する遺伝子P i (数式ではGeneP i のデータとを各製品iの遺伝子とし、n個の製品の各母材への割付けに対応したn個の遺伝子座からなる染色体を一つの個体として記憶部に格納し、
複数の個体からなる集団に遺伝的アルゴリズムに係る選択処理、交差処理および突然変異処理を適用して親から子へ世代を経る毎にその世代の各製品の割付けを決定する処理を行い、
前記交差処理は、2つの親個体「親1」および「親2」から2つの子個体「子1」および「子2」を生成し、その生成に際して各子個体のi番目(i=1,2,…,n)の遺伝子座の遺伝子を「親1」、「親2」のいずれか一方からそれぞれ引き継がせる処理であって、各親個体の染色体が示す製品割付けの歩留まりに基づいて、高い歩留まりを示す方の親個体の遺伝子を高い確率で引き継ぐように決定することを特徴とするプレカット材料取合せ最適化処理方法。
The product i (i = 1, 2,..., N) is the mother of the pre-cut material assembling problem when a product group of a predetermined length is cut out from a plurality of types of standard base material groups (hereinafter abbreviated as base material types ). It is assumed that the base material belonging to each base material type t is k (t) (k (t) = 1,...) If the total number of grades m, the length l i of each product i, the length b t of the base material k (t) is given as data,
Computer
N products each having a length of l i are allocated to a base material of length b t according to the base material type ,
The base material species to assign the product i and t i, and the data of gene B i to specify the base material species t i (GeneB In the formula i), the product of the allocation order that assigned to the base material species t i The gene P i to be specified (GeneP i in the formula) is used as the gene for each product i, and the chromosome consisting of n loci corresponding to the allocation of n products to each base material is stored as one individual. Store in the department,
Applying selection processing, crossover processing and mutation processing related to genetic algorithm to a group consisting of a plurality of individuals, and performing the process of determining the allocation of each product of that generation every time a generation passes from parent to child,
In the crossing process, two child individuals “child 1” and “child 2” are generated from two parent individuals “parent 1” and “parent 2”, and the i-th (i = 1, 1) of each child individual is generated. 2,..., N) is a process of inheriting genes from the “parent 1” and “parent 2” loci respectively, and is high based on the product allocation yield indicated by the chromosome of each parent individual. A precut material assembling optimization processing method, characterized in that it is determined so that a gene of a parent individual showing a yield is taken over with a high probability .
前記歩留は、母材kThe yield is the base material k (t)(t) から製品を切り取った後の残材の母材kThe base material of the remaining material after cutting the product from (t)(t) に対する割合を示す次式、The following formula showing the ratio to
による残材率を用いて表され、It is expressed using the remaining material ratio by
前記交差処理は、前記歩留まりに基づく次式、The intersection processing is expressed by the following equation based on the yield:
による交差制御パラメータを用いて以下のルール、The following rules using the intersection control parameters by:
に従って子の親の遺伝子を引き継ぐ請求項1に記載の方法。The method according to claim 1, wherein the gene of the offspring parent is inherited according to
各製品を母材へ割付ける処理は、各染色体における製品iの並びを、割付けの母材種を表す遺伝子B  The process of assigning each product to the base material is the gene B representing the base material type of the assignment of the product i in each chromosome. ii の順に、かつ同じ遺伝子BAnd the same gene B ii の製品は割付け順を表す遺伝子PThe product of P is a gene P that represents the order of allocation ii の若い順に各母材種の母材に割付ける処理であり、Is the process of assigning to the base material of each base material type in ascending order of
前記遺伝子遺伝子PThe gene gene P ii は、歩留まりに係る値を用いた所定の算出手順により算出され、前記算出手順は高い歩留のときは遺伝子PIs calculated by a predetermined calculation procedure using a value related to the yield, and the calculation procedure is the gene P when the yield is high. ii が小さな値をとり低い歩留まりのときは遺伝子PWhen P is small and yield is low, gene P ii が大きな値をとるように予め定められた手順である請求項1または2に記載の方法。The method according to claim 1 or 2, which is a procedure predetermined so as to take a large value.
各製品を母材へ割付ける前記処理は、The process of assigning each product to the base material is as follows:
以下のStep.1〜4、Steps 1 to 4 below,
による処理であり、Is processing by
前記遺伝子PGene P ii は、母材kIs the base material k (t)(t) から製品を切り取った後の残材の母材kThe base material of the remaining material after cutting the product from (t)(t) に対する割合を示す次式、The following formula showing the ratio to
による残材率を用いて次式、Using the remaining material ratio by
により算出される請求項3に記載の方法。The method according to claim 3, calculated by:
請求項1〜3の何れか1つに記載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。   A computer program that causes a computer to execute the method according to claim 1. 請求項5に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the program according to claim 5 is recorded.
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