基于rectpack的2D装箱问题：尺寸/数量异常及箱号输出需求

我有一批包含ID、长度、宽度、数量的物品数据，需要装入统一尺寸的容器。使用rectpack库实现装箱可视化后，遇到两个问题：

• 部分物品尺寸无法匹配容器
• 实际放置的物品数量超出需求
  另外，需要在原数据的第五列添加每个物品ID对应的装箱容器编号。

原实现代码 #

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from rectpack import newPacker

# 加载Excel文件数据
file_path = "/content/drive/MyDrive/Colab Notebooks/Transport/module dimensions.xlsx"
df = pd.read_excel(file_path)

# 检测列名
item_identity_column = df.columns[0]
width_column = df.columns[1]
height_column = df.columns[2]
amount_column = df.columns[3]

# 从DataFrame提取宽、高和数量
rectangles = [(row[width_column], row[height_column], row[amount_column]) for _, row in df.iterrows()]

# 初始化装箱器
packer = newPacker()

# 设置容器尺寸
bin_width, bin_height = 81, 22

# 将物品装入容器
current_bin = 0
while rectangles:
    # 添加新容器
    packer.add_bin(bin_width, bin_height)

    # 向装箱器添加物品
    for i, (width, height, amount) in enumerate(rectangles):
        for _ in range(amount):
            packer.add_rect(width, height, rid=i)

    # 执行装箱
    packer.pack()

    # 获取当前容器已装入的物品
    packed_rectangles = packer[current_bin]

    # 从待装箱列表中移除已装入的物品类型
    rectangles = [rect for i, rect in enumerate(rectangles) if i not in set(r.rid for r in packed_rectangles)]

    # 绘制当前容器的物品放置图并标注中心
    fig, ax = plt.subplots()
    for rect in packed_rectangles:
        x, y, w, h = rect.x, rect.y, rect.width, rect.height
        ax.add_patch(plt.Rectangle((x, y), w, h, linewidth=1, edgecolor='b', facecolor='none'))
        ax.text(x + w / 2, y + h / 2, f"#{rect.rid + 1}", ha='center', va='center', color='r')

        # 绘制中心间距≤1单位的物品连线
        for other_rect in packed_rectangles:
            if rect != other_rect:
                other_x, other_y = other_rect.x + other_rect.width / 2, other_rect.y + other_rect.height / 2
                distance = ((x + w / 2 - other_x) ** 2 + (y + h / 2 - other_y) ** 2) ** 0.5
                if distance <= 1:
                    ax.plot([x + w / 2, other_x], [y + h / 2, other_y], color='gray', linestyle='--')

    # 设置坐标轴刻度（每5单位）
    ax.set_xticks(range(0, bin_width + 1, 5))
    ax.set_yticks(range(0, bin_height + 1, 5))
    ax.grid(True, linestyle='--', linewidth=0.5)

    # 设置坐标轴范围
    ax.set_xlim(0, bin_width)
    ax.set_ylim(0, bin_height)

    # 设置坐标轴等比例显示
    ax.set_aspect('equal')

    # 设置坐标轴标签
    ax.set_xlabel('长度')
    ax.set_ylabel('宽度')

    # 设置图表标题
    ax.set_title(f'容器 #{current_bin + 1} 物品放置图')

    # 显示图表
    plt.show()

    # 切换到下一个容器
    current_bin += 1

物品数据 #

ID  a   b   amount
1   15  18  1
2   12  28  6
3   5   14  3
4   12  15  1
5   6   11  2
6   7   18  4
7   8   42  3
8   3   36  3
9   5   5   12
10  4   7   6
11  4   12  22
12  4   3   44
13  4   26  1
14  12  37  3
15  5   12  1
16  6   18  11
17  3   12  32
18  3   3   47
19  15  24  4
20  18  37  3
21  14  40  4
22  16  33  1
23  10  35  1
24  12  47  3
25  11  42  2
26  5   3   14
27  5   42  1
28  5   19  1
29  2   3   5
30  2   12  1
31  6   40  1
32  6   30  3
33  6   24  3
34  4   13  1
35  14  24  2
36  18  26  1
37  13  39  2
38  16  40  2
39  10  42  1
40  4   6   18
41  4   20  1
42  2   16  3
43  6   42  2
44  6   20  2
45  14  30  2
46  11  45  3
47  5   22  1
48  6   23  1

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ANG BN