LK型材优化 使用说明书

专业型材套裁优化工具 — 正向计算最优切割方案,反向推荐最佳原材料规格,帮助企业降低材料浪费,提升生产效益。

🪟 Windows 桌面应用 📐 正向 & 反向优化 📊 可视化切割示意图 📥 一键导出 Excel 📋 公司表格专用导入 💾 项目文件 .fpo ⚡ .NET 9.0

软件概述

LK型材优化(FusionProfileOptimizer)是一款专业的型材套裁优化工具, 专为铝合金门窗、幕墙加工等行业设计,旨在通过智能算法求解最优的型材切割方案。

本软件支持两种优化模式:

软件可将优化结果导出为格式化的 Excel 报告,支持可选的可视化切割示意图,便于车间工人直接按图裁切。

核心功能

📐

正向套裁优化

给定原材料规格,自动求解最优切割方案,支持多规格原材料混合优化

🔍

反向规格推荐

根据成品需求反推最优采购规格,支持设定规格数量上限与利用率阈值

📦

库存智能匹配

导入现有库存清单,优化时优先消耗库存材料,自动扣减并生成消耗日志

📊

专业 Excel 报告

一键导出格式化的套裁单,含切割方案文字版/绘图版、原材料汇总、统计表

💾

项目文件管理

完整保存/恢复项目数据与运算结果,支持离线查看和重新导出

📥

Excel 批量导入

支持从 Excel 批量导入成品清单和库存数据,支持 Ctrl+V 粘贴

主界面介绍

软件主界面采用三栏布局设计,各部分功能划分清晰:

LK型材优化主界面
▲ LK型材优化主界面

🟡 顶部导航栏(深色)

包含 新建打开保存另存为导出机器码 按钮,以及当前项目文件路径显示。导出按钮以金色高亮显示;机器码按钮用于授权绑定时快速复制当前设备机器码。保存时会自动执行库存扣减,并可按选项决定是否将可保留余料回库存,同时生成消耗日志。

🟡 左侧面板(深色)

包含三组可折叠参数区域:项目信息(文档类型、工程编号等)、通用参数(料头、锯缝、余料阈值、余料自动入库)、优化参数(模式选择、正向反向参数、库存选项)。底部设有进度条和 "开始运算" 按钮。

🟡 右侧主区域

分为上下两部分:上部为 成品清单原材料清单库存清单 三个选项卡(均支持 Excel 导入、复制粘贴、右键编辑和清空),下部为 结果展示区,包含「优化摘要」「原材料汇总」「切割方案」三个选项卡。

🟡 底部状态栏

显示当前状态信息、利用率用料数量运算耗时等关键指标。右下角有二维码和联系信息。

快速上手

以下是使用本软件完成一次完整优化流程的标准步骤:

  1. 输入成品数据

    在右侧「成品清单」表格中逐行输入需要切割的成品信息:名称、模号、色号、物料编码、工程属性、长度(mm)、数量,可选填写备注1、备注2。支持从 Excel 📥 导入Excel 或 Ctrl+V 批量粘贴。

  2. (可选)导入库存清单

    切换到「库存清单」选项卡,点击 📥 导入Excel 导入现有库存数据(名称、模号、色号、物料编码、工程属性、长度、数量)。勾选「使用库存」后,达到准入阈值的库存方案会参与择优;系统会比较库存组合后再决定实际使用哪根材料。

  3. 设置项目信息(可选)

    在左侧「项目信息」面板中填写文档类型、工程编号、工程名称等元数据信息。这些信息将被包含在导出的 Excel 报告表头和消耗日志中。

  4. 配置通用参数

    在「通用参数」面板中根据实际生产条件设置:料头长度(每根材料头部切除量)、锯缝宽度(锯片损耗)、余料保留阈值(剩余多长标记为可保留余料)。

  5. 选择优化模式并配置参数

    在「优化参数」面板中选择 正向反向 模式。正向模式下需在「原材料清单」录入可用原材料,可按名称、模号、色号、物料编码、工程属性、长度、数量进行清单化管理;反向模式下需设置搜索范围、规格限制和目标利用率。如需启用库存优化,勾选「启用库存」并设置库存方案准入阈值。

  6. 点击"开始运算"

    确认数据无误后,点击左侧底部的金色 "▶ 开始运算" 按钮。进度条将显示运算进度。

  7. 查看优化结果

    运算完成后自动跳转到结果区域,可在「优化摘要」「原材料汇总」「切割方案」三个选项卡中查看详细的优化结果。

  8. 导出 Excel 报告

    点击顶部导航栏的 "导出" 按钮,选择保存路径,生成格式化的 Excel 报告文件供打印或存档。

  9. 保存项目(推荐)

    点击 "保存" 将当前项目(含数据和结果)保存为 .fpo 文件。保存时系统会自动扣减已使用的库存;若勾选「余料自动入库」,还会把达到「余料保留阈值」的剩余料段追加到库存清单中,同时在项目目录下生成 StockUsageLog_*.xlsx 库存消耗日志。未达标警告、库存标识和目标参数也会随结果快照保存。

项目管理

软件采用项目文件(.fpo)的方式进行数据持久化。项目文件为 JSON 格式,包含完整的参数配置、成品/库存数据以及运算结果快照。

📄 新建项目

点击导航栏「新建」清空所有数据和结果,开始一个全新的优化项目。

📂 打开项目

点击「打开」选择 .fpo 文件,恢复之前保存的项目数据(含成品、库存、参数和运算结果)。无须重新计算即可立即导出 Excel。

💾 保存 / 另存为

保存当前项目的完整状态到 .fpo 文件。保存时会自动执行 库存扣减(将已消耗的库存数量减去)。是否将切割方案中标记为「保留」的余料按名称、模号、色号、物料编码、工程属性和余料长度追加到库存清单,由左侧「余料自动入库」选项控制。系统同时生成 StockUsageLog_*.xlsx 消耗日志文件到项目所在目录,日志记录每次消耗的时间、项目信息、库存名称、消耗数量和剩余数量。

📋 库存消耗日志

每次保存项目时,系统会自动生成独立的消耗日志 Excel 文件(命名格式:StockUsageLog_yyyyMMdd_HHmmss.xlsx),包含 16 列详细信息:日期时间、单据类型、项目编号、项目名称、下料单号、WBS元素、工序号、工序明细编号、型材名称、模号、色号、物料编码、工程属性、原材料长度、消耗数量、剩余数量。日志文件存放在项目文件所在目录;本次保存新增的保留余料会直接反映在库存清单里,便于下次继续参与套裁。

数据输入

成品清单

成品清单用于录入最终需要切割出来的成品段。当前表格支持手动输入、Ctrl+V 批量粘贴、右键插入/删除行,也支持两类导入:

原材料清单

正向优化已由旧版“统一长度列表输入”升级为 原材料清单输入。每条原材料可填写名称、模号、色号、物料编码、工程属性、长度和数量,软件会按规格匹配成品需求,避免不同模号或色号的材料混用。

原材料清单支持 导入Excel提料单导入按成品生成。其中“按成品生成”会按成品规格自动汇总生成原材料行,可设置统一默认长度,适合快速建立正向优化的原料池。

库存清单

库存清单用于录入现有库存或可复用余料。字段与原材料清单一致,并额外配合顶部的 启用库存库存利用率阈值 使用。启用库存后,软件会先评估库存可行排样;保存项目时会扣减实际消耗的库存数量。

库存清单支持 导入Excel提料单导入。如果左侧勾选「余料自动入库」,保存结算时达到余料保留阈值的剩余料段会自动追加到库存清单;未勾选时,仅在结果中标记保留,不自动入库。

💡 表格编辑说明:成品清单、原材料清单、库存清单均已加强自由编辑能力,支持手动录入、复制粘贴、右键插入/删除行、批量撤销粘贴操作,并修复了编辑后数量统计、保存快照和导入数据不同步的问题。

参数设置

通用参数

料头长度 (mm)

每根原材料两端需要切除的料头总长度。默认值 30mm。该值会影响有效可用长度 = 原材料长度 - 料头长度。

锯缝宽度 (mm)

锯片切割时的损耗宽度。默认值 5mm。每次切割都会在成品长度之外额外消耗该宽度。

余料保留阈值 (mm)

切割后剩余料段的处理策略:剩余长度 ≥ 该阈值时标记为"可保留余料",< 该阈值时视为废料丢弃。默认值 500mm。是否在保存项目时自动追加到库存清单,由「余料自动入库」选项控制。

优化参数

模式选择

选择 正向(已知原材料求切割方案)或 反向(已知成品需求求最优采购规格)。

导出切料图

勾选后,导出 Excel 时将包含可视化的切割示意图(绘图版),直观显示每根材料的切割布局。未勾选则仅导出文字版切割方案。

正向模式参数

原材料长度列表

通过文本输入框 +「+ 添加」按钮添加可用的原材料长度规格(如 4200、6000)。「- 删除」按钮移除选中的规格,「清空」按钮一键清除。支持添加任意多种规格。

反向模式参数

参数说明默认值
最小原材料长度 (mm)搜索范围下限3000
最大原材料长度 (mm)搜索范围上限6000
搜索步长 (mm)搜索间距,越小越精细500
最大规格种类数推荐的原材料规格种类上限3
每根最大成品规格种类单根材料最多混合几种不同长度的成品3
目标最低利用率 (%)反向优化的期望目标;无法达到时仍返回实际最佳方案并给出警告80
早停阈值 (%)达到此利用率后提前停止继续搜索;不会让搜索低于目标最低利用率99

库存参数

☑ 使用库存

勾选后启用库存感知优化。优化算法会优先评估「库存清单」中已有的原材料,减少新购需求;实际使用前会比较合格库存排样的利用率。勾选后会显示 库存使用阈值 (%) 的设置项。

库存使用阈值 (%)

这是库存方案的准入条件,不是“达到后立即使用”的早停条件。低于阈值的库存排样会被过滤;达到阈值后,系统仍会比较不同库存和不同组合,选择利用率更高的排版。默认值 90%。设置为 0% 表示不筛选,设置为 100% 表示不使用库存。

优化模式详解

🔥 正向优化(已知原材料 → 求切割方案)

适用场景:您已有固定规格的原材料库存(如 4200mm、6000mm 标准型材),需要将成品清单中的需求合理分配到这些原材料上,最大化利用率。

工作流程:

  1. 在原材料长度列表中添加可用的原材料长度
  2. 系统自动尝试所有规格的原材料来满足成品需求
  3. 输出每种规格的最优切割方案和利用率

库存联动:如果同时启用了「启用库存」,正向优化会先筛选库存中达到准入阈值的排样,再选择利用率更高的库存组合;库存不足或没有合格方案时,再使用「原材料清单」中的可用原材料。

🧠 反向优化(已知成品需求 → 推荐采购规格)

适用场景:您不确定应该采购多长的原材料,希望通过软件反推出最优的采购规格和数量。

工作流程:

  1. 设定搜索范围(最小/最大长度、步长)
  2. 设定约束条件(最多几种规格、最低利用率等)
  3. 系统在搜索范围内穷举所有可能的原材料长度组合
  4. 输出最优的推荐采购规格及对应的切割方案
⚠️ 注意:反向优化的计算量随搜索范围和步长的增大呈指数级增长。建议先用较大步长(如 500mm)快速探索,确定大致范围后再用较小步长精细搜索。

开始运算

确认成品数据和参数配置无误后,点击左侧面板底部的 "▶ 开始运算" 按钮(金色高亮)启动优化计算。

⏳ 运算过程

点击后按钮变为禁用状态,进度条开始动画。状态栏显示运算进度信息。运算时间取决于成品数量、规格数量和搜索范围——通常数秒到数十秒不等。如果启用了库存优化,计算时间可能略有增加。

✅ 运算完成

进度条走满,自动跳转到结果展示区。状态栏显示运算耗时、利用率、总用料根数等摘要信息。按钮恢复可用,可以调整参数后重新运算。

⚠️ 数据校验

运算前系统自动校验成品数据的有效性。如果成品清单为空或全部数据无效(长度 ≤ 0 或数量 ≤ 0),系统会在状态栏提示"请先输入成品数据"并中止运算。超长成品(长度超过有效切割长度)会被自动剔除并在摘要中列出。

查看结果

运算完成后,结果区域展示三个选项卡。结果表为只读数据,真实计算结果、导出内容和项目快照保持一致;需要修改参数或数据时,请返回输入区后重新运算。

📊 优化摘要

以文本形式汇总展示:运算模式、原材料规格列表/搜索范围、成品规格数量、有效/剔除成品段数、总用料根数、平均利用率、运算耗时等关键信息。

⚠️ 未达标方案:如果反向优化的所有可行排样都无法达到「目标最低利用率」,软件不会丢弃结果,而是返回搜索到的最佳方案,并在摘要、状态栏、原材料汇总和导出 Excel 中显示警告。只有无可行切割方案或需求未完整覆盖时才会判定运算失败。

📦 原材料汇总

以只读表格形式列出每种原材料规格的使用情况:序号、名称、模号、色号、物料编码、工程属性、原材料长度、使用数量利用率、切割摘要。启用库存后,还会显示消耗的库存名称及用量。窗口较窄时可横向滚动,序号和型材名称会保持冻结;未达标方案会以警告色和备注标识。

原材料汇总统计表
▲ 原材料汇总统计表

✂️ 切割方案

以表格形式列出每一根材料的详细切割计划:序号、型材名称、型材模号、色号、原材料长度、每段切割尺寸和数量余料长度、是否保留。该表数据导出为 Excel 的「切料表」时同样包含色号列,并可选文字版或绘图版。

切割方案文字版
▲ 切割方案文字版
切割方案绘图版
▲ 切割方案绘图版(含可视化切割示意图)

导出 Excel 报告

运算完成后,点击顶部导航栏的金色 "导出" 按钮即可生成格式化的 Excel 报告。

导出套裁单 Excel
▲ 导出的套裁单 Excel 报告

📋 导出内容

Excel 报告包含以下工作表(Sheet):

  • 报告封面 — 项目信息(文档类型、工程编号、工程名称、下料单号、WBS元素、工序号、工序明细编号)和优化参数摘要
  • 原材料汇总 — 每种材料规格的用量、利用率和切割摘要
  • 切料表 / 切割方案(文字版) — 每根材料的详细切割计划,包含型材名称、模号、色号、工程属性、物料编码、原材料长度、下料方式、余量和数量
  • 切料表 / 切割方案(绘图版) — 可选,含可视化切割示意图(需勾选"导出切料图"),同样保留色号列
  • 统计表 — 整体利用率、用料数量等统计数据
  • 库存消耗 — 如使用了库存,列出各库存材料的消耗明细

⚠️ 导出前须知

导出前需确保目标路径有写入权限,且目标文件未被其他程序(如 Excel)打开。如文件已存在,系统会提示是否替换。

使用技巧与快捷操作

技巧 1:先反向再正向

对于新工程项目,建议先用反向优化确定最优的原材料采购规格,采购入库后再用正向优化结合库存数据进行最终运算。这种"先规划后执行"的方式能最大限度减少浪费。

技巧 2:善用库存管理

将企业现有库存导入「库存清单」并勾选「使用库存」。软件会先过滤低于阈值的库存排样,再在合格库存中选择利用率更高的组合;保存项目后自动扣减库存、回收可保留余料并生成消耗日志,方便财务对账和库存盘点。

技巧 3:善用项目文件

对于重要的工程项目,完成优化后建议保存 .fpo 项目文件。项目文件中包含完整的运算结果快照、库存扣减记录和保留余料回库结果,后续无需重新计算即可直接打开并导出 Excel。

技巧 4:合理设置早停阈值

如果对利用率要求不是极致苛刻(如 99%),可将早停阈值设低一些(如 95%),能显著缩短运算时间,尤其在反向优化、搜索范围较大的场景下。

技巧 5:注意锯缝和料头设置

锯缝宽度和料头长度直接影响最终的材料利用率计算和实际可切割长度。请根据实际设备和型材情况准确设置这两个参数,以确保优化结果的实用性和准确度。

技巧 6:合理利用余料保留功能

如果您的企业有回库利用余料的习惯,建议将「余料保留阈值」设置为实际可回库的最小长度(如 500mm)。切割后剩余 ≥ 该值的料段会被标记为可保留;保存项目后,这些余料会自动进入库存清单,下一次运算可继续使用。

💡 工作效率小贴士:可以从 ERP 或 Excel 中直接复制成品清单数据,然后在软件中 Ctrl+V 批量粘贴,省去逐行录入的时间。粘贴时系统自动识别数值列(长度、数量)并转换为数字格式。同理,库存清单也支持相同的粘贴操作。

常见问题

❓ 为什么点击"开始运算"后没有反应?

请检查成品清单中是否至少有一行有效的成品数据(长度 > 0 且数量 > 0)。如果表格为空或全部为无效数据,系统会在状态栏提示"请先输入成品数据"。

❓ 库存消耗日志在哪里?如何查看?

每次保存项目时,系统会在项目文件(.fpo)所在目录自动生成 StockUsageLog_yyyyMMdd_HHmmss.xlsx 文件。该文件包含库存消耗的完整记录(日期、项目信息、库存名称、消耗数量、剩余数量等 16 列),可用 Excel 直接打开查看。保存后新增的可保留余料则会显示在软件的库存清单中。

❓ 库存扣减后数量变成了负数怎么办?

系统会自动将库存数量限制在 ≥ 0,不会出现负数。如果发现库存不足,请手动补录库存或增加采购。库存数量仅在实际保存项目时才会被扣减,保留余料也只会在保存时追加到库存;运算预览阶段不会修改库存数据。

❓ 正向模式下原材料怎么录入?

请在「原材料清单」逐行录入可用材料,至少填写长度和数量;如果需要按规格严格匹配,建议同时填写模号、色号、物料编码、工程属性。也可以使用“提料单导入”或“按成品生成”快速建立清单。算法会对候选长度数量进行合理限制,以控制极端输入下的运算时间。

❓ 反向优化的搜索步长设多小合适?

取决于您的精度需求和时间预算。步长越小(如 100mm),搜索越精细,但运算时间呈指数级增长。一般推荐 500mm 为常用值,特殊精密需求可降至 100-200mm。

❓ 保存的 .fpo 文件可以发给其他人使用吗?

可以。.fpo 文件是独立的 JSON 格式,包含了完整的项目数据、参数、库存信息、目标利用率和结果快照。其他人用同版本软件打开即可查看结果和重新导出,无需重新运算。旧项目中的最低利用率如果保存为 0.8 或 80,软件都会按 80% 解释。

❓ 导出 Excel 时报错怎么办?

常见原因:导出路径没有写入权限、目标文件正被其他程序打开(请关闭后重试)、磁盘空间不足,或软件目录下的导出依赖库不完整。如果提示找不到 EPPlus,请确认使用的是完整发布包,并确保程序目录中包含随软件附带的依赖文件。

❓ 软件显示授权到期怎么办?

请将有效的授权文件(.lic)放置到软件程序目录下。如需绑定设备或续期,可点击顶部「机器码」按钮复制当前设备机器码,并发送给管理员生成授权文件。授权弹窗已更新,会提示试用/授权状态、到期信息和处理方式。

❓ 库存清单可以手动编辑吗?还是只能导入?

两者都支持。可以通过 Excel 批量导入,也可以在表格中直接手动输入、复制粘贴。表格支持右键菜单(插入行、删除行等操作),与成品清单操作方式一致。

❓ 库存利用率达到阈值后,软件还会继续找更优方案吗?

会。库存阈值只是准入条件:低于阈值的库存方案会被过滤,达到阈值的方案还会与其他库存及其他切割组合继续比较,最终选择利用率更高的方案。

❓ 反向优化显示“未达到目标利用率”是失败了吗?

不是。该提示表示在当前搜索范围、步长和混排限制下没有方案达到目标值,但软件仍会返回实际搜索到的最佳结果。请结合警告中的实际利用率判断是否接受,或扩大搜索范围、调整步长和目标值后重新计算。

更新说明

v1.0.2 主要更新

  • 正向优化输入升级:由旧版统一长度列表改为「原材料清单」输入,支持按名称、模号、色号、物料编码、工程属性、长度、数量进行清单化管理和规格匹配。
  • 余料入库可控:新增「余料自动入库」选项。保存结算时可选择是否将达到保留阈值的余料自动追加到库存清单。
  • 表格编辑增强:修复成品清单、原材料清单、库存清单的编辑与同步问题,加强手动编辑、复制粘贴、右键插入/删除行、批量撤销和数量统计。
  • 公司表格专用导入:新增「工序表导入」到成品清单,以及「提料单导入」到原材料清单/库存清单,适配公司标准表格字段。
  • 授权体验更新:顶部新增「机器码」按钮,可一键查看并复制设备机器码;授权弹窗页面同步更新,便于绑定和续期处理。
  • 库存结算完善:保存项目时自动扣减实际消耗库存,生成 StockUsageLog_*.xlsx 消耗日志,并避免重复保存导致重复扣减或重复入库。
  • 结果安全提示:输入数据或参数修改后,当前结果会标记为过期;导出前会提醒重新运算,避免导出旧结果。
  • 项目兼容增强:项目文件版本升级,旧版正向长度列表会自动转换为原材料清单;保存采用临时文件替换方式,降低异常中断导致项目文件损坏的风险。
  • 优化结果改进:反向优化未达到目标利用率时不再简单判定失败,而是返回实际最佳方案并在摘要、表格和导出报告中显示警告;平均利用率统计改为按实际切割条材加权计算。
  • 导出报告完善:导出 Excel 时带入项目信息、库存标识、未达标警告和更稳定的利用率格式,文件已存在时支持确认覆盖。