Balanceadores N × M

Tres libros de blueprints (cadenas de libro de blueprints, Factorio 2.0.77, juego base sin Space Age), uno por tipo de cinta:

Cada archivo es la versión actual; las versiones anteriores quedan en el historial de git. Las secciones siguientes describen el libro azul; las diferencias de los libros rojo y amarillo están en Libros rojo y amarillo.

• Libro raíz Blue Belt balancer con 24 sublibros (1 … 24), uno por cantidad de cintas de entrada.
• Cada sublibro tiene N to 1 … N to 24 (el sublibro 2 tiene 25 elementos porque conserva las dos variantes 2 to 3 (Long) y 2 to 3 (Wide)).
• Total: 577 blueprints, que cubren los 576 pares N × M.

Originales defectuosos (reemplazados)

Estos 16 blueprints del libro original no son balanceadores correctos (p. ej., 4 to 5 junta dos bucles de retorno en una sola cinta y entrega 1,0 / 0,75 / 0,75 / 0,75 / 0,75 con las 4 entradas llenas):

2 to 5, 3 to 5, 3 to 7, 4 to 5, 5 to 2, 5 to 3, 5 to 4, 5 to 6, 5 to 7, 6 to 5, 6 to 7, 7 to 3, 7 to 5, 7 to 6, 7 to 8, 8 to 7

Los bloques de biblioteca (los originales aprobados + el libro de Raynquist, https://github.com/raynquist/balancer) se componen físicamente, siempre con flujo hacia el norte y entradas/salidas contiguas:

• LOOP: bloque (n+L → m+L) con L salidas realimentadas en las entradas por los lados (p. ej., 24→24 = núcleo 32-32 + 8 bucles).
• STACK: n→k abajo y g copias de (k/g → m/g) arriba (p. ej., 12→24 = 12-12 + 12×(1→2)).
• SQ + K1: balanceador cuadrado n × n seguido de un núcleo cuadrado con bucles y entradas podadas (cuando no hay divisor común).
• N > M: bloque N>M de la biblioteca, DSTACK (dual del STACK) o diseño N≤M con el flujo invertido — aceptado solo cuando la inversión no crea carga lateral.
• Los tramos rectos largos generados usan cinta subterránea exprés para reducir entidades.

1. Simulación de flujo con contrapresión (scripts/deep_verify.py): 6,8 millones de patrones de entrada/salida en total; 577/577 aprobados (salida balanceada con cualquier entrada, entrada balanceada con cualquier salida, caudal total = min(N,M) cintas, puertos contiguos, 0 avisos de carga lateral/subterránea sin pareja).
2. Prueba automatizada dentro del juego (Factorio 2.0.77 headless, datos aislados en scripts/ingame/): cada blueprint se importa, se construye, se alimenta con cargadores y se mide en 9 fases (todo activo; mitad/un tercio/aleatorio/una sola entrada; mitad/un tercio/aleatorio/una sola salida). Resultado: 577/577 construidos sin colisión y sin subterránea sin pareja; peor diferencia entre salidas (o entre entradas) = 4 objetos en 2700; déficit de caudal máximo 0,15 %.
3. Verificador de terceros (tzwaan/factorio_balancers, en scripts/xcheck/xcheck.py): 576 PASS, 0 FAIL (1 to 1 no tiene divisor y la herramienta no lo analiza). La misma herramienta confirma los 16 originales defectuosos y aprueba 143/143 de los de Raynquist.
4. La cadena completa del libro se importó en el juego: 24 sublibros, 577 blueprints con entidades.

• mediana 453 entidades, media 690, máximo 2248 (17 to 18, 48 × 84 casillas).
• Los pares con N y M entre 17 y 24 sin divisor común son los más grandes (dos núcleos 32-32 apilados). Son correctos, pero grandes; no son diseños optimizados por SAT como los de Raynquist.

cd scripts
export FBTIER=blue        # blue | red | yellow
python3 gen.py            # genera todos los pares
python3 build_book.py     # monta el libro y sobrescribe blueprints/belt-balancers/$FBTIER-belt.txt
python3 deep_verify.py ../blueprints/belt-balancers/$FBTIER-belt.txt
python3 export_tests.py ../blueprints/belt-balancers/$FBTIER-belt.txt && ./run_ingame.sh 3400 && python3 analyze_ingame.py

El generador lee las entradas de scripts/sources/ (fuera de git; ver scripts/README.md).

Misma estructura (24 sublibros × N to 1..24), generados por el mismo proceso con FBTIER=red / FBTIER=yellow:

• red-belt.txt — cinta roja (fast), subterránea de hasta 7 casillas.
• yellow-belt.txt — cinta amarilla, subterránea de hasta 5 casillas.

Diferencias respecto al azul:

• Los bloques de biblioteca se convierten al tipo de cinta y solo entran si todas las subterráneas siguen emparejadas (el 16-16 y el 32-32 de Raynquist usan túneles de 9 casillas y no sirven).
• El núcleo 16 × 16 rojo viene del "16-16 red" de Raynquist; el 16 × 16 amarillo y los dos 32 × 32 se construyen por duplicación (dos núcleos menores + N divisores + un enrutador de desentrelazado en franjas, scripts/weave.py), todos verificados.
• Por eso los blueprints grandes (N, M ≥ 17) son más grandes que los azules: rojo hasta 3605 entidades, amarillo hasta 4876.

Rojo

• origen: {'original': 49, 'raynquist': 18, 'generated': 494, 'raynquist-fix': 16}
• generados: mediana 529 entidades, máximo 3605 (18 to 19, 56 × 175 casillas)
• verificación: simulación 577/577; prueba en el juego 577/577 en 9 fases (diferencia máxima de 4 objetos por ventana de 60 s); verificador de terceros 576 PASS / 0 FAIL.

Amarillo

• origen: {'original': 49, 'raynquist': 11, 'generated': 501, 'raynquist-fix': 16}
• generados: mediana 1036 entidades, máximo 4876 (17 to 18, 56 × 206 casillas)
• verificación: simulación 577/577; prueba en el juego 577/577 en 9 fases (diferencia máxima de 4 objetos por ventana de 60 s); verificador de terceros 576 PASS / 0 FAIL.
• nota: en la cinta amarilla los 18 bucles más grandes (17..23 to 17..24) tardan más de 45.000 ticks en llenarse; con un calentamiento de 180.000 ticks el caudal medido queda en 99,97 %.