(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 202111671044.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 天津鑫裕房屋智能制造股份有限公 司 地址 300000 天津市东 丽区华明 高新技术 产业区弘程道18号A-13 -1-10036 (72)发明人 张永波　齐伟豪　齐伟鑫　齐裕　 范柏杨　傅芳生　赵景宇　 (74)专利代理 机构 天津诺德知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 12213 专利代理师 朱卉 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种自动优化组砌算法 (57)摘要 本发明提供一种自动优化组砌算法， 步骤 为： 根据初步施工方案利用BIM软件建立二次结 构模型； 通过所述二次结构 模型直接生成生产加 工图纸， 指导现场施工。 本发明的有益效果是基 于BIM技术， 实现自动排砖和物料统计， 可以达到 砌筑工程精细化管理的目的； 与现有技术相比， 可操作性强， 减少排砖人工操作的工作量， 生成 排砖图直接指导现场施工， 后续可以直接工作分 配至个人， 实现精细化管理， 通过生成的施工平 面图， 进而得到具体的砖体明细表， 实现准确统 计； 通过自动优化组砌算法， 生成最优二次结构 组砌方案， 根据墙上构件的布置情况及砌块排布 参数自动快速计算出更合理、 更节约材料的排布 方案。 对于排砖， 无需花费大量的人工及时间去 排布， 提高排 砖效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114444174 A 2022.05.06 CN 114444174 A 1.一种自动优化组砌算法， 其特 征在于， 步骤为： 根据初步施工方案利用BIM软件建立 二次结构模型； 通过所述二次结构模型直接生成生产加工图纸， 指导现场施工 。 2.根据权利要求1所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于： 所述根据初步施工方案 利用BIM软件建立 二次结构模型的步骤为： 定义参数化轴网及标高； 主体结构建模； 对二次结构进行参数化设计； 对二次结构模型进行迭代优化并求 解。 3.根据权利要求2所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于： 所述参数化定义轴网与 标高的步骤为： 按照施工方案 定义轴网， 输入纵、 横两个方向轴网尺寸， 并定义每一条轴网号； 通过辅助线方式定义不在轴网位置构件， 并为辅助线按照距离轴网的偏移距离定义名 称； 按照图纸楼层标高， 输入各 结构层标高， 并定义楼层名称。 4.根据权利要求3所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于： 按照上述定义轴 网， 进 行主体结构中梁、 板、 柱构件建模； 对所述梁、 板、 柱构件赋予属性， 属性包括： 构件名称、 混凝土等级、 构件体积、 所处轴网 位置、 预计开始时间、 预计结束时间、 实际开始时间、 实际结束时间、 计划开始时间、 计划结 束时间。 5.根据权利要求2所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于， 所述二 次结构中包含的 参数包括： 小砖、 大砖、 斜 砖和灰缝。 6.根据权利要求2或5所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于， 所述对二次结构进 行参数化设计的步骤为： 根据墙体约束、 墙体长度， 计算小砖单层组砌方式， 按照非整砖尺寸≥1/3砖长要求， 建 立单层小砖 排布方案数 学模型： L＝a1+la×n+(n+1)×hf+b1 la/3≤a1≤la la/3≤b1≤la 8≤hf≤10 式中： L为已知墙体长度； a1为待求首端非整砖尺寸； b1为待求尾端非整砖尺寸； hf为小 砖灰缝宽度尺寸； la为已知标准小砖长度尺寸； n 为待求小砖数。 7.根据权利要求6所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于， 所述对二 次结构进行参 数化设计的步骤 还包括： 根据墙体约束、 墙体长度， 计算大砖组砌方式， 按照上下两层灰缝间距≥1/3砖长要求， 两层大砖 排布方案数 学模型： L＝La×N1+C1+C2+(N1+1)×HF La×N2+C3+C4+(N2‑1)×HF＝QC‑Zmy‑Ymy La/3≤C1≤La权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114444174 A 2La/3≤C2≤La La/3≤C3≤La La/3≤C4≤La 10≤HF≤15 式中： L为已知 墙体长度； C1为待求第一层首端非整砖尺寸； C2为待求第一层 尾端非整砖 尺寸； C3为待求第 二层首端非整砖尺寸； C4为待求第 二层尾端非整砖尺寸； HF为大砖灰缝宽 度尺寸； La为已知标准大砖长度尺寸； N1为第一层整砖数； N2为第二层整砖数； Zmy为第二层 左间隙距离； Ymy为第二层右间隙距离 。 8.根据权利要求7所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于， 所述对二 次结构进行参 数化设计的步骤 还包括： 根据墙体高度， 计算整墙高度排布方案数 学模型： QH＝ha×Nn+Ha×NN+HF×(NN+1)+C 140≤C≤180 3≤N1≤6 12≤HF≤15 式中： QH为已知墙高； ha为标准小砖高度； Ha为标准大砖高度； HF为灰缝尺寸； Nn为小砖 层数， NN为大砖层数； C为 斜砖高度。 9.根据权利要求8所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于， 所述对二 次结构模型进 行迭代优化并求 解的步骤中， 还需要计算切割部分最小值的目标函数： MIN＝CCX×NNX+CCD×NND NNX＝Nn×(Xa1+Xb1) NN＝N奇数 行 数+N偶 数 行 数 NND＝N奇数 行 数*(XC1+XC2)+N偶 数 行 数*(XC3+XC4) 式中： CCX为待求墙标准小砖整砖每块的价格； CCD为待求墙标准大砖整砖每块的价格； NNX为小砖非整砖的数量； NND为大砖非整砖的数量； a1为待求首端非整砖尺寸； b1为待求尾 端非整砖尺 寸； ； C1为待求第一层首端非整砖尺 寸； C2为待求第一层尾端非整砖尺 寸； C3为待 求第二层首端非整砖尺寸； C4为待求第二层尾端非整砖尺寸； 对二次结构模型进行迭代优化并求 解的步骤为： 通过对所述单层小砖排布方案数学模型、 所述两层大砖排布方案数学模型、 所述整墙 高度排布方案数学模型与所述 目标函数进行迭代求解， 求解出最优解， 构件最优二次结构 组砌方案 。 10.根据权利要求9所述的一种自动优化组砌算法， 其特征在于， 所述通过所述二次结 构模型直接生成生产加工图纸， 指导现场施工步骤中： 基于BIM软件， 通过三点确定， 砖墙的 左下角、 墙长和墙高， 生成最优二次结构组砌方案， 生成施工平面图， 用于指导现场施工 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114444174 A 3