(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210995502.7 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 清华大学深圳国际研究生院 地址 518055 广东省深圳市南 山区西丽 街 道深圳大 学城清华校区A栋二楼 申请人 深圳悦厚科技有限公司 (72)发明人 陈伟坚　左齐茹仪 　刘兴禄　 李志德　刘建峰　 (74)专利代理 机构 深圳新创友知识产权代理有 限公司 4 4223 专利代理师 江耀锋 (51)Int.Cl. G06Q 10/08(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种可压缩物品的三维装箱方法 (57)摘要 本发明公开了一种可压缩物品的三维装箱 方法， 包括S1为每个物品设置压缩率和最大压缩 量； S2确定物品空间位置的表达方式； S3确认模 型的优化目标， 所述优化目标是使得所有装 载到 包装箱中的物品的总初始 体积最大化； S4确认模 型的约束； S5求解模型； S6对结果进行可视化。 本 发明开发了一个 混合整数线性规划模 型， 在考虑 物品的可压缩性因素的同时解决给定问题， 本发 明的模型受到基本尺寸、 方向、 无重叠、 稳定性和 压缩约束， 本发 明还提供最佳解决方案的直观可 视化包装结果， 考虑物品的可压缩特性， 使用本 发明提出的方法可以显着提高包装箱的空间利 用率， 从而降低包 装和运输成本， 提高运营效率。 权利要求书4页 说明书16页 附图3页 CN 115456509 A 2022.12.09 CN 115456509 A 1.一种可压缩物品的三维装箱方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 为每个物品设置压缩率和最大压缩量， 其中， 压缩率表示一个物品的变形程度与其 上方物品的总重量的比例， 最大压缩比表示物品的高度可以降低的最大比率 值； S2、 确定物品空间位置的表达方式； S3、 确认模型的优化目标， 所述优化目标是使得所有装载到包装箱中的物品的总初始 体积最大化， S4、 确认模型的约束， 包括基本约束和其他特定约束， 其中， 其他特定约束包括方向约 束、 无重叠约束、 稳定性约束和压缩约束； S5、 求解模型； S6、 对结果进行 可视化。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中， 对于每个物品， 假设其底面积不 变， 高度可减小， 所述物品为n个矩形且可变形的三维物品， 设定其集合为 物品i、 j属于 该 集合， 集合 中的每个物品的特征在于其深度 宽度 初始高度 重量mi、 压缩率βi和 最大压缩比 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 其中， 理论实际高度hi、 实际压缩比ci和当 前物品i上放置的所有物品的总重量ui之间的关系满足以下 方程： 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤S2具体为， 每个具有特定旋转类型的 物品由其左后下角坐标(xi， yi， zi)的位置和深度 宽度 初始高度 的尺寸以及旋转 类型k表示， 其中， 包装箱的深度D位于x轴上， 宽度W位于 y轴上， 高度H位于z轴上， 变量k用于 描述物品i在箱子内的旋转类型， k∈K＝{1， 2， 3， 4， 5， 6}， K为所有旋转类型的集合， 每个物 品有6种不同的旋转类型， 可以通过绕x、 y和/或z坐标轴旋转获得。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 步骤S3可以用以下公式表示： 其中， Vi表示物品i的初始体积， pi表示物品的装箱状态， 如果物品i被装载进箱子， 则pi ＝1， 否则pi＝0。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 步骤S4中， 所述基本约束具体为， 所装物品 的宽度、 深度和高度三个维度不超过包 装箱的大小。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述基本约束的公式为： 约束(4)‑(6)确保装 入包装箱的每件物品不超过包 装箱尺寸。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115456509 A 28.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述方向约束的公式为： 其中， 为物品特定旋转类型的决策变量， 如果物品i以旋转类型k装入箱子中， 则 否则， 约束(7)保证包装箱中的每个物品只能具有一种旋转类型， 约束(8) ‑ (10)描述了具有特定 旋转类型的物品i的三维尺寸。 9.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述无重叠约束用于使包装箱内的任何两 个物品之间在空间上没有重 叠， 其公式为： 变量Xij、 Xji、 Yij、 Yji、 Zij、 Zji分别描述了物品前后、 左右、 上下 的相对位置关系， 如果物 品i装在物品j的后方， 则Xij＝1； 否则， Xij＝0， 如果物品i装在物品j的左边， 则Yij＝1； 否则， Yij＝0， 如果物品i装在物品j的下方， 则Zij＝1； 否则， Zij＝0； 约束(11) ‑(13)确保上述Xij与 Xji、 Yij与Yji和Zij与Zji三组变量对中分别至多一个可以等于1， 以保证两个物品在至少一个 相对位置 关系上不 发生重叠； 约束(14)保证物品i和物品j必须满足以下相对位置关系中的 至少一种： 物品i在物品j的左边或右边、 物品i在物品j的前方或后方以及物品i在物品j的 上方或下方， 约束(15) ‑(17)限制了包装箱中的物品i和物品j在x、 y和z坐标轴方 向上的坐 标位置关系。 10.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述稳定性约束用于避免物品漂浮在空 中的情况， 当一个物品的底面至少有三个顶点被支撑或该物品放置在箱子底面上时， 该物 品是稳定的； 以下 是模型的稳定性约束公式： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115456509 A 3