Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Технологическая схема раскроя тканей и постановка задачи оптимального раскроя 8
1.1. Технологическая схема раскроя тканей и существующая система управления (СУ) на ОАО "Тверская швейная фабрика" 8
1.2. Классификация задач раскроя 15
1.3. Обзор литературы по постановкам и методам решения задач раскроя 23
1.4. Постановка задачи оптимального раскроя 29
ГЛАВА 2. Классические алгоритмы решения задачи ЦЛП и обоснование необходимости их модернизации 34
2.1. Обзор по методам и алгоритмам решения задач линейного программирования 34
2.2. Обзор литературы по методам и алгоритмам решения задач целочисленного линейного программирования 55
2.2.1. Метод ветвей и границ 55
2.2.2. Методы отсечений 69
2.3. Процедуры предварительной обработки и анализа 71
ГЛАВА 3. Разработка модифицированного алгоритма решения задачи ЦЛП 82
3.1. Разработка и особенности модифицированного алгоритма решения задачи ЛП 82
3.2. Разработка и особенности модифицированного алгоритма решения задачи ЦЛП 90
ГЛАВА 4. Разработка программного обеспечения системы автоматизации подготовительно-раскройного производства 94
4.1. Обзор программных средств по решению задач ЛП и ЦЛП 94
4.2. Обзор комплексов программного обеспечения автоматизации швейных производств .97
4.3. Описание комплекса программного обеспечения системы автоматизации подготовительно-раскройного производства на ОАО "ТШФ" 103
4.4. Разработка комплекса программного обеспечения системы автоматизации подготовительно-раскройного производства 112
ГЛАВА 5. Сравнительные анализ и результаты внедрения разработанных алгоритмов и программных средств 124
5.1. Анализ результатов применения ДРМ симплекс-метода для решения задач ЛП 124
5.2. Результаты внедрения разработанного комплекса программного обеспечения автоматизации подготовительно-раскройного производства 126
Заключение 131
Список литературы 133
Приложение № 1 141
- Технологическая схема раскроя тканей и существующая система управления (СУ) на ОАО "Тверская швейная фабрика"
- Обзор по методам и алгоритмам решения задач линейного программирования
- Разработка и особенности модифицированного алгоритма решения задачи ЛП
- Обзор комплексов программного обеспечения автоматизации швейных производств
Введение к работе
В настоящее время одним из самых актуальных вопросов является комплексная автоматизация предприятий. Под комплексной автоматизацией предприятий понимается создание системы автоматизации не только производственных процессов, а пронизывание всей деятельности предприятия, которая включает управление запасами, полным циклом производства изделия или продукта, управленческий, материальный, бухгалтерский учет и т.д. при интенсивном использовании вычислительной техники и разнообразного программного обеспечения. Применение вычислительной техники вызвано в первую очередь постоянным усложнением любого технологического процесса и возрастанием задействованных в нем разнообразных ресурсов, увеличением объемов обрабатываемой информации.
Комплексные системы автоматизации с каждым годом становится универсальными, чтобы охватить как можно больше направлений отраслей промышленности. Универсальность таких систем достигается за счет модульной реализации, т.е. каждый модуль системы реализует соответствующий функционал участка производства или сферу управления предприятием.
Но набор модулей комплексных систем автоматизации сильно зависит от специфики деятельности каждого конкретного предприятия. Модули разделяют два типа: первый тип отвечает за автоматизацию управленческого учета, а второй тип - непосредственно за производство (технологические процессы). Если набор модулей первого типа зависит в основном от страны и ее законодательства, на территории которой расположено предприятие, и в большинстве случаев одинаков, то второй тип модулей подбирается или заново реализуется для конкретного предприятия.
Таким образом, из-за большого разнообразия специфики деятельностей предприятий модули второго типа вынуждены реализовывать заново. Поэтому комплексные системы включают всю необходимую документацию, описание принципов и методик, инструменты создания модулей второго типа.
Решение вопросов повышения конкурентоспособности и снижения себестоимости выпускаемой продукции в значительной степени связано с автоматизацией работ на этапе подготовительного производства. Одним из путей повышения технико-экономических показателей швейного производства является оптимизация раскроя ткани за счет уменьшения отходов. Как показали исследования, использование систем автоматизации подготовительно-раскройного производства не только снижает затраты на производство одежды, повышаете ее качество, но существенно повышает степень использования
^-
материалов - при экономии материалов на 1-2% прибыль возрастает на 5-7%. По оценке [15] свыше 1500 предприятий швейной промышленности России производят раскрой рулонных тканей и перерабатывают в год на сумму около 30 млрд. рублей. Под данным исследований ведущих фирм по производству настилочно-раскройных комплексов и систем автоматизированного проектирования швейной промышленности, суммарные технологические отходы (потери) швейных изделий составляют в среднем 26%. Данные отходы распределяют:
^)
17,4% - межлекальные отходы;
1,5% - потери по ширине ткани;
1,5% — потери при настилании ткани;
2,9% — потери при расчете кусков ткани в настилы;
2,4% - брак в ткани.
Суммарная стоимость технологических отходов [15] от перерабатываемых в России материалов (при 26% отходов) составляет примерно 7,8 млрд. рублей.
Перечисленные факты позволяют считать, что постановка задача раскроя и разработка алгоритмов их решения является актуальным направлением исследования
Целью диссертационной работы является повышение эффективности раскроя
рулонных тканей и, как следствие, улучшение экономических и технологических
показателей за счет сокращения остатков раскроя, исследование и разработка комплекса
программных средств автоматизации подготовительно-раскройного производства швейного
производства.
^ Данная цель предполагает решение следующих задач:
І>
Математическая постановка задачи оптимального раскроя рулонных тканей на ОАО "Тверская швейная фабрика" (далее ОАО "ТШФ") с учетом особенностей технологии раскроя - наличие различных типов пороков ткани и "красных" полотен, обеспечение равномерности настила и определенной нормированной разности между соседними столами.
Разработка модифицированных алгоритмов и методов решения задач целочисленного линейного программирования (ЦЛП) и связанных с ними задач линейного программирования (ЛП).
Разработка и реализация программного обеспечения решения задач ЛП и ЦЛП в расширенной постановке.
Разработка и реализация комплекса программного обеспечения автоматизации подготовительно-раскройного производства..
Диссертационная работа выполнялась в рамках проекта создания комплексной системы автоматизации производства ОАО "Тверская швейная фабрика". В качестве объекта исследования в диссертационной работе выбран технологический процесс раскроя рулонных тканей подготовительно-раскройного производства на ОАО "Тверская швейная фабрика".
Методы исследования. Работа базируется на комплексном подходе к проблемам автоматизации промышленного производства. На каждом этапе работы использованы теория математического программирования, исследования и результаты известных постановок и методов решения задач раскроя, методы системного и логического анализа, методы анализа и проектирования информационных систем масштаба предприятия, теория математического моделирования, математическая теория операций и вычислений с числами с фиксированной точкой и заданной точностью, теория управления, известные методы автоматизации систем АСУП и АСУТП швейного производства.
На защиту выносятся:
Формализация задачи оптимального раскроя рулонных тканей на ОАО "ТШФ", учитывающая особенности технологии раскроя.
Алгоритмы модифицированных симплекс-метода и метода "ветвей и границ" с применением процедур предварительной обработки и анализа;
Результаты внедрения разработанного комплекса программных средств системы автоматизации подготовительно-раскройного производства.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Выполнена формализация задачи оптимального раскроя рулонных тканей с учетом технологических особенностей - обеспечение равномерности настила, определенной разности высот соседних столов, сквозных полотен, учет "красных" полотен.
Разработаны модифицированные алгоритмы решения задач линейного и целочисленного линейного программирования с учетом ограничений типа "не больше", "равно" и "не меньше" и двусторонних ограничений на переменные, с применением известных специальных процедур предварительной обработки и анализа, сокращенной симплекс-таблицы, дополнительной процедуры перехода и использованием комбинации современных процедур ветвления, выбора переменной ветвления и возврата по дереву ветвлений для повышения сходимости алгоритмов.
Разработан алгоритм решения формализированных задач оптимального раскроя рулонных тканей на ОАО "ТШФ" на базе модифицированных алгоритмов решения задач линейного и целочисленного линейного
программирования, позволяющий сократить длину концевых остатков, что существенно повышает степень использования материалов.. Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается следующем:
Использование разработанных модифицированных алгоритмов решения задач ЛП и ЦЛП для решения широкого класса аналогичных задач;
Применение подхода проектирования и создания программных средств автоматизации подготовительно-раскройного производства;
Использование разработанного комплекса программных средств на других предприятих швейной промышленности;
Разработанный комплекс программных средств позволяет повысить коэффициент использования материала на 5-10% и сократить количество и длины концевых остатков, результатом чего является снижение отходов производства на 3-7%;
Разработанный комплекс программных средств позволяет быстро и эффективно строить карты расчета и раскроя материала с предоставлением различных вариантов;
Разработанный комплекс программных средств поддерживает интеграцию в уже существующие системы автоматизации и за счет своей модульности обладает гибкостью и масштабируемостью внедрения.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции "Компьютерные технологии в управлении, диагностике и образовании" (Тверь, 2002), заседаниях и семинарах кафедры "Автоматизации технологических процессов и производств" Тверского Государственного Технического Университета.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы пять печатных работ.
Структура и объем диссертации. Данная диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, включающих табличные результаты, краткое техническое задание. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, кроме того, содержит 39 рисунков и 15 таблиц. Библиографический список включает 111 наименования и занимает 8 страниц.
В первой главе приводятся краткие сведение об ОАО "Тверская швейная фабрика", выполнено описание объекта исследования, производится классификация задач раскроя, формализация и математическая постановка задачи оптимального раскроя ткани. Также
произведен обзор научных работ по решению задач оптимального раскроя и созданию систем автоматизации производства.
Во второй главе выполнен обзор литературы по методам и алгоритма решения задач линейного программирования (ЛП). Произведена постановка задачи ЛП в наиболее общей, рассматриваются методы и алгоритмы решения задач ЦЛП большой размерности. Проанализированы специфики применения и реализации известных алгоритмов. Выполнен выбор метода решения задачи ЦЛП, основанный на комплексной комбинации наиболее эффективных методов решения.
В третьей главе произведена разработка и полное описание и схема алгоритма решения задачи ЛП в общей форме и задачи смешанного ЦЛП.
В четвертой главе выполнен обзор программных средств решения задач ЦЛП и задач раскроя, описание и разработка комплекса программного обеспечения автоматизации подготовительно-раскройного производства ОАО "Тверская швейная фабрика".
В пятой главе произведен анализ и испытания разработанного комплекса программных средств.
Технологическая схема раскроя тканей и существующая система управления (СУ) на ОАО "Тверская швейная фабрика"
Тверская (ранее Калининская) швейная фабрика была пущена в эксплуатацию в марте 1959 года. С 1992 года тверское производственное швейное объединение является ОАО "Тверская швейная фабрика". В настоящее время численность рабочих составляет 1400 человек. Тверская швейная фабрика специализируется на пошиве мужских костюмов, пиджаков и брюк, выпускает также сезонную продукцию. Ассортимент продукции ежегодно обновляется в соответствии с направлениями моды и с учетом спроса покупателей. В своем составе швейная фабрика имеет: управление - АСУП (ОПиТО - отдел программного и технического обеспечения), бухгалтерия, плановый отдел, отдел управления производством и т.д.); АСУ ТП; экспериментальный цех; подготовительный цех; раскройный цех; два швейных цеха; склады готовой продукции; склад фурнитуры; материально-хозяйственный склад; механическую мастерскую и ремонтно-механический цех; электроцех; паросиловой цех; лабораторию по испытанию тканей. Производственный процесс состоит из ряда последовательно выполняемых и органически связанных этапов производства: 1. прием заказов на производство; 2. формирование плана производства изделий в соответствии с текущими заказами и составление спецификации - конфекционной карты - на каждый вид изделия; 3. моделирование и конструирование одежды в соответствии со спецификациями; 4. подготовка тканей к раскрою; 5. раскрой тканей; 6. пошив и отделка изделий; 7. отгрузка изделий торгующим организациям. Укрупненная схема взаимодействия основных подразделений, участвующих в производственном процессе, представлена на рис. 1.1.1. Процесс производства начинается с приема заказов от заказчика на выпуск того или иного изделия. Заказы поступают в управление в отдел планирования производства. Каждый заказ представляет собой план производства одной или нескольких моделей изделий из соответствующего набора материалов. Так один заказ может содержать план производства только одного вида модели, но внутри разбит на подзаказы, которые определяют, какое количество изделий необходимо произвести из ткани определенного артикула. Вариантность набора материалов и моделей изделий определяют количество подзаказов. На поступившие заказы за определенный период составляется план производства, в котором они группируются по срокам выполнения, заказчику, характеристикам ткани (артикул, цвет и т.д.) и моделям изделий. Такая группировка разбивает все заказы на части, т.е. по сути, формируются внутренние мини-заказы на производство изделий, и обусловлена технологией производства изделий и раскроя ткани.
На каждую модель заказа составляется конфекционная карта. Конфекционная карта -это спецификация на определенную модель вида изделия. Данная спецификация содержит информацию о заказе (название заказчика, номер договора), наименование изделия, модель изделия, количество изделий, характеристики необходимых для производства изделия тканей и фурнитуры, графическую миниатюру модели изделия. Образец конфекционной карты приведен в приложении №1. На основании информации конфекционной карты выполняется расчет и заказ необходимого количества тканей и фурнитуры. Закупленная ткань и фурнитура поступает на склады в подготовительный цех и цех фурнитуры соответственно. Составляется так называемый график-задание. В график-задании содержится информация о модели изделия, количестве необходимо изготовленных изделиях для каждого размер-роста модели Образец график-задания представлен в приложении №1.
Экспериментальный цех проводит работу по моделированию и конструированию лекал и изделий, расширению ассортимента, внедрению новых моделей одежды и разработку документации для внедрения их в производство, изготовление образцов изделий.
Информация о лекалах деталей - геометрические размеры и формы детали -поступает в отдел АСУ ТП. Для каждой модели изделия в АСУ ТП создается так называемая раскладка. Раскладка представляет собой набор деталей для одной или нескольких моделей и (или) свободных деталей, одного или нескольких размеров, помещенных в прямоугольник, который моделирует ткань. Модель представляет собой набор деталей предмета одежды, которые будут вырезаны вместе при раскладке. Цель раскладки — оптимизировать расход ткани, оптимизируя расположение деталей так, чтобы иметь наименьшее количество отходов при выполнении требования качества к предмету одежды, который будет вырезан (раскроен). Потом составляется так называемая карта норм длин раскладок, в которой указывается норма расхода ткани на раскладки для каждого размер-роста модели изделия. Образец карты норм длин раскладок представлен в приложении №1.
В подготовительный цехе производится разбраковка поступивших тканей, выписка и отпуск тканей в раскройный цех, на основания карт длин норм раскладок и график-задания в подготовительном цехе осуществляется расчет необходимой для раскроя ткани, которая потом поступает в раскройных цех. Карта раскроя ткани содержат информацию о характеристиках ткани, способ ее использования, рассчитанный расход и остаток ткани. Карта расчета является более детальным документом. Карта расчета представляет собой таблицу расхода ткани по настилам и размер-ростам для каждой модели изделия и соответствует плану производства на определенной внутренний заказ. Образцы карт раскроя и расчета представлены в приложении №1.
В раскройном цехе осуществляется непосредственный технологический процесс раскроя рулонных тканей. Цель раскроя заключается в минимизации остатков ткани. Помимо этого, требуется обеспечить равномерность настила. Равномерность настила обеспечивается определенной разностью толщины соседних столов. Равномерность настила позволяет минимизировать потери на прогибе ткани. Норма разности высоты столов зависит от типа ткани. При равномерности настила дополнительно достигается наличие так называемых сквозных полотен. Сквозные полотна - это способ настила ткани, при котором количество пустых столов (не настеленных) сводится к нулю, т.е. непрерывный настил нескольких подряд идущих столов. Равномерность настила и наличие сквозных полотен -важные технологические критерии, которые дают экономический и технологический эффекты.
Обзор по методам и алгоритмам решения задач линейного программирования
Переход от стандартной формы записи ОЗЛП к канонической производится с помощью ввода так называемых дополнительных (slack) переменных в систему ограничений с коэффициентом "+1" и нулевыми коэффициентами целевой функции. Таким образом, неравенства " " преобразуются в равенства "=".
Решение ОЗЛП задачи всегда находится на границе области, образованной системой ограничений и представляющей собой поверхность выпуклого полиэдра. Если полиэдр не выпуклый, то решение не существует.
Геометрически алгоритм симплекс метода можно интерпретировать как движение по вершинам полиэдра (многогранника) допустимой области. Вершина не является оптимальной, если и только если существует смежная с ней вершина с меньшим или наибольшим значением целевой функции, соответственно ведется поиск минимума или максимума. Алгебраически предполагая не вырожденность задачи, базисное допустимое решение не является оптимальным, если и только если оно не может быть улучшено локальным изменением базиса, т.е. заменой базисной переменной на небазисную (свободную). Получающаяся таким образом окрестность является точкой и имеет полиноминальную мощность. Множество допустимых решений находится в конечном многомерном евклидовом пространстве.
Прежде чем переходить непосредственно к методу решения задач ЛП, важно установить критерий разрешимости задачи. Вполне очевидно, что для разрешимости любой задачи математического программирования, как и любой оптимизационной задачи, вообще, необходимо, чтобы множество допустимых решений было не пусто и значение целевой функции на этом множестве было ограничено снизу (сверху) в случае задачи минимизации (максимизации). Это необходимое условие является также и достаточным. Хорошо изложенное доказательство условия можно встретить у Кочетова в работе [17, 18], у Банди в работе [3].
При применении симплекс-метода строится так называемая симплекс-таблица, с которой и производят необходимые операции. Симплекс-таблица является удобным средством записи о текущем состоянии процесса вычисления. Для правильного построения симплекс-таблицы применяют определенный набор правил. Цель применения правил -приведение системы ограничений в стандартной форме записи к канонической и оформление ее в виде таблице.
Существует две основные формы записи симплекс-таблицы: полная симплекс-таблица - столбцам соответствуют базисные и свободные переменные, и исправленная (revised) - столбцам соответствуют только свободные переменные. Исправленная форма записи симплекс-таблица имеет целый ряд преимуществ. Вычисление строки относительных оценок. Когда симплекс-таблица формируется, относительные оценки базисных переменных всегда равняются нулю. Поэтому нет необходимости их хранить в таблице. Исправленный симплекс-метод производит вычисление только относительных оценок свободных переменных, т.е. строка целевой функции симплекс-таблицы содержит только относительные оценки свободных переменных. И этого достаточно для определения входящей в базис переменной.
Вычисление переменной покидающей базис. Покидающая базис переменная определяется минимальным отношением столбца свободных членов ограничений (правой части) к ведущему столбцу. Это означает, что нет необходимости в знании компонент остальных столбцов. Исправленный симплекс-метод вычисляет только компоненты ведущего столбца. Причем отношение определяется для строк, чьи элементы ведущего столбца неотрицательны.
Вычисление базиса. Существенным фактом, касающимся симплекс-таблицы, является то, что она содержит так называемую "инверсию базиса". Матрица базиса строится из тех столбцов исходной (оригинальной) матрицы, которые отвечают текущему множеству базисных переменных. Таким образом, получается квадратная матрица.
Эффективное хранение. Исправленный симплекс-метод используют эффективную схему хранения разряженной матрицы. "Разряженная" матрица состоит в основном из нулевых элементов. Если взять промышленные проблемы (задачи) линейного программирования, то окажется, что матрица будет содержать около 90% нулевых элементов. Причиной этого является то, что каждое ограничение содержит незначительное количество из всех переменных, описывающих проблему, и каждая переменная появляется только в нескольких ограничениях. Вместо того чтобы хранить полностью громадную матрицу, элементы которой в основном нулевые, выгоднее применение техники хранении разряженной матрицы: адреса ненулевых элементов (столбец и строка) и их значение. Например, если элемент матрицы со значением 75.4 находится в 98-ой строке и 506-ом столбце, то представление элемента разряженной матрицы должно выглядеть как [98, 506, 75.4]. Так как хранятся только ненулевые элементы, схема хранения разряженных матриц очень эффективна.
Разработка и особенности модифицированного алгоритма решения задачи ЛП
Комплексные решения автоматизации швейного производства. Всех производителей раскройного оборудования можно разделить - по масштабу и уровню продукции на "передовых", "средних" и "легких". В этом случае к первым будут отнесены такие компании, как GERBER TECHNOLOGY (США), LECTRA SYSTEMES (Франция), KURIS-WASTEMA (Германия), INVESTRONICA (Испания). Ко вторым - CLINTON MANUALS (США), "Паннония - Венгрия", HOFFMANN, GLOBAL и др. В группу "легких" можно отнести LANSHE, GEMSY, TYPICAL, а также российских производителей раскройного оборудования. Такая классификация (как, впрочем, и любая другая) весьма условна, однако она позволяет установить некоторые закономерности. В частности, если производители "тяжелого" оборудования ставят перед собой глобальные задачи, направленные на развитие производства с активным использованием последних достижений науки и техники, то "средние", как правило, нацелены на узкую специализацию, реже генерируют высокотехнологичные идеи и внедряют новшества. Что касается "легких", то они зачастую производят всего несколько наименований испытанного и пользующегося определенным спросом ассортимента - в первую очередь это относится к российским производителям раскройного оборудования. Ситуация с российскими производителями, в принципе, понятна - жесткая конкуренция и отсутствие средств на развитие производства ставят их далеко не в лучшие условия.
GERBER TECHNOLOGY. Американская компания GERBER TECHNOLOGY представляет себя как революционера в автоматизации подготовительного и раскройного производства на предприятиях легкой промышленности. Новинки, которые были предложены GERBER - первый в отрасли автоматический резак GERBER CUTTER и комплексное решение для "сквозной" автоматизации моделирования, конструирования раскладок и для дальнейшей обработки информации и управления автоматизированными настилочными машинами и раскройными комплексами - "GERBER SUITE SOLUTIONS". GERBER делает упор на инновации и комплексное решение по подготовке производства.
Для раскройного производства GERBER TECHNOLOGY производит настилочные и раскройные комплексы.
При настилании тканей у производителей, как правило, возникает две основных проблемы: растяжение ткани при настилании, в результате чего появляется потребность в "релаксации" настила (особенно это касается легкорастяжимых тканей), и точность настилания. В настилочных комплексах GERBER точность настилания обеспечивают конвейерные раскройные системы, оснащенные системой электронного контроля за подачей ткани (погрешность настилания составляет 1мм), а благодаря так называемой колыбельной системе подачи GERBER имеет возможность обеспечить настилание без натяжения как эластичных, легко растяжимых тканей, которые можно кроить практически сразу же после настилания, так и очень тяжелых тканей.
Для раскройного комплекса крайне важны надежность и высокая точность кроя, а таюке возможность уменьшения межлекальных выпадов, низкое энергопотребление и окупаемость. Точность кроя определяется позиционированием ножа - 0,075мм. Уменьшение межлекальных выпадов, так же, как и объем потребляемой электроэнергии, достаточно сильно влияет на себестоимость и окупаемость изделия. GERBER предлагает крой "встык" и утверждает, что межлекальные расстояния можно уменьшить до нуля и тем самым реально уменьшить межлекальные выпада. Что же касается экономии электроэнергии - GERBER предлагает энергопотребление на 10-15 кВт ниже, чем у конкурентов. В конечном итоге подобные системы приобретать наверняка выгодно, но только при одном условии: качественному раскрою должны соответствовать качественные этапы швейного производства при наличии определенного спроса. Еще одно удобное изобретение GERBER -раскройные системы стандарта PLUG&PLAY (включил и работай) для мелкосерийных и одиночных настилов, а также "умная" модульная раскройная система для раскладки и резания кожи, которая позволяет автоматически распознавать бракованные участки кожи с помощью системы автоматического сканирования контура куска, раскладки, распределению и снятию вырезанных лекал.
KURIS-WASTEMA. Еще один признанный лидер на рынке раскройного оборудования. В июне 2002 года исполняется три года с тех, пор как компании KURIS, KRAUSS U. REICHERT GMBH & СО (1912 год) и WASTEMA W. STEINHAUSER GMBH & СО KG (1955год) объединились и работают под одной маркой KURIS-WASTEMA. В соответствии с новой стратегией руководства компании, KURIS будет специализироваться на производстве средств малой механизации, WASTEMA же будет уделять большее внимание автоматическим раскройным установкам.
Сегодня ассортимент продукции, производимой компанией KURIS-WASTEMA, включает полный спектр оборудования для раскройного цеха: автоматизированные раскройные технологии (CAD/САМ); дисковые и вертикальные раскройные машины; ленточные машины и раскройные установки SERVO-CUTTER; ручные, полуавтоматические и полностью автоматизированные настилочные машины; раскройные и настилочные столы, конвейерные установки, системы складирования, принадлежности для раскроя и т.п. AUTEX. Компания AUTEX (Испания) занимается разработкой настилочного и раскройного оборудования с 1973 года, на российском рынке они впервые появились в 1999 году. Продукцией AUTEX оснащают свое производство такие известные фирмы как: Benetton, Burberrys, Zara, Yves Sant Laurent, Levi s Strauss, Gloria Jeans. Производители швейных САПР Investronica Sistemas S.A. и Lectra Systemes также комплектуют свои автоматизированные раскройные комплексы настилочными машинами AUTEX. Стоит обратить внимание на философию компании. Специалисты AUTEX не просто продают оборудование - они изучают реальные условия производства: вид используемой ткани, объем производства, формы и способы работы, производственные площади и т.д., затем выполняют расчеты и предлагают именно то оборудование, которое наилучшим образом соответствует потребностям данного производства.
В настоящее время AUTEX производит настилочные машины для работы со всеми видами и типами тканей. Некоторые из них оснащены целиковым ремнем, в результате чего машина не растягивает ткань по столу, а бережно укладывает ее слой за слоем без надобности ждать релаксации настила (впрочем, GERBER TECHNOLOGY и KURIS-WASTEMA предлагают подобное оборудование). По желанию покупателя настилочные машины могут укомплектовываться специальной программой, позволяющей сохранять в памяти различные варианты настилов с вариациями цвета и длины и различными типами столов: гладкими со спецпокрытием;;, вакуумными, столами с воздушной подушкой для передвижения тяжелых настилов и конвейерными для перемещения особо тяжелых настилов в зону раскроя. Одна машина AUTEX позволяет обслуживать несколько столов. Для раскроя тканей AUTEX предлагает ленточные машины - относительно недорогие по сравнению с аналогичными машинами, с автоматической регулировкой воздушной подушки, антиблокировочной системой ножа, регулировкой скорости ножа, а также различные типы ножей для резки разных типов тканей.
Обзор комплексов программного обеспечения автоматизации швейных производств
Комплекс программного обеспечения (КПО) системы автоматизации подготовительно-раскройного производства на ОАО "ТШФ" разработан на основе технического задания, составленного в соответствии с требованиями, которые предъявляют технологические и бизнес процессы подготовительно-раскройного производства.
Техническое задание было разработано с учетом .пожеланий пользователей. Основными требованиями к КПО "Оптимальный раскрой" являются: открытость исходных текстов всех компонентов; поддержка сетевого взаимодействия всеми модулями системы; единая база данных; возможность модернизации и развития; возможность интеграция с другим программным обеспечением (бухгалтерское ПО, КПО "Investronica" и др.) модульность — состоит из отдельных компонентов, взаимодействующих по одному из промышленных стандартов; выполнение в среде операционных систем MS Windows 20001ХР; графический интерфейс компонентов пользовательского уровня (клиентское ПО); дружелюбность и интуитивность интерфейса пользовательского уровня; простота и удобство развертывания (установки) новых рабочих мест. Существующая система информационные потоков ОАО "ТШФ" формирует новую схему организации взаимодействия программного обеспечения и управления данными потоками. Укрупненная схема КПО "Оптимальный раскрой" представлена на рис. 4.1.1. Данная схема является базовой и обладает рядом отличительных особенностей. Во-первых КПО "Оптимальный раскрой" является модульной системой, что отвечает современным требованиям при разработке программного обеспечения. Модульность системы обеспечивает такие важные характеристики как масштабируемость и распределенность вычислений в системе. Под масштабируемостью программного обеспечения понимается модульное наращивание системы в рамках унифицированной архитектуры, т.е. изменение существующих модулей, добавление новых в соответствие с определенными унифицированной требованиями. Здесь, под распределенность вычислений имеется в виду возможность территориального разделения размещения (установки) отдельных модулей системы. Т.е. все компоненты системы могут функционировать как на одной ЭВМ, так и распределены или скомбинированы по функциям на несколько ЭВМ. Таким образом, организуется распределение и балансировка нагрузки программного обеспечения на аппаратные средства. все когда-либо созданные лекала моделей изделий и раскладки. Это представляет собой значительную коммерческую и информационную ценность.
В-третьих, КІТО "Оптимальный раскрой" является трехуровневой системой. На нижнем, первом, уровне находится база данных и система управления базы данных (далее СУБД). СУБД обеспечивает механизмы доступа и его контроля к информации, хранящейся в базах данных. На среднем, втором, уровне расположен так называемый сервер приложений. Сервер приложений предназначен для реализации бизнес-процессов и предоставления интерфейсов взаимодействия клиентского программного обеспечения с СУБД. Бизнес-процессы - это набор правил и механизмов управления и доступа к СУБД, который заключается в обеспечении отказоустойчивости, требуемой надежности системы, адекватного выполнения функций, отражающих реальные процессы документооборота. Верхний, третий, уровень соответствует приложениям-клиентам. Приложение-клиент - это программное средство, реализующее интерфейс конечного пользователя.
Все вышеперечисленное определяет выбор программно-аппаратных средств для реализации рассмотренной схемы КПО "Оптимальный раскрой".
В качестве СУБД рассматриваемого КПО была выбрана СУРБД (система управления реляционной базой данных) Microsoft SQL Server 2000 [21,42,43]. Microsoft SQL Server 2000 является СУРБД КПО "INVESTRONICA" и существующей системы бухгалтерского и управленческого учета "Турбо-Бухгалтер" (компания "ДИЦ" г. Москва). Таким образом, это обеспечивает единую платформу СУРБД, и как следствие, один и тот же унифицированный интерфейс доступа к информации. Кроме того, данная СУРБД исполняется в среде операционных систем семейства MS Windows 2000 [42], которые вместе с СУБД являются не только корпоративным стандартом ОАО "ТШФ", но и ведущим мировым стандартом в качестве настольной и серверной систем [43].
Средством разработки сервера приложений "DB Application Server" была выбрана среда разработки Microsoft Visual Studio .NET [2, 19]. Данная среда разработки представляют собой крупный комплекс различных программных средств, позволяющих создавать системы так называемого уровня предприятия и является RAD (Rapid Applications Development -быстрая разработка программного обеспечения) средой. Среда разработки Microsoft Visual Studio .NET состоит из следующих основных компонентов: язык программирование Visual C++ .NET; язык программирования Visual Basic .NET; язык программирования Visual С# .NET; средства управления различными СУБД с помощью доступных промышленных стандартов взаимодействия с базами данных; средства создания отчетов Crystal Reports [2]. RAD среда Microsoft Visual Studio .NET обеспечивает использование всех новейших технологий межпрограммного взаимодействия как COM/DCOM/COM+ [2, 4, 8], DNA, CORBA, .NET [33, 35, 36] и т.д. Данные технологии являются международными промышленными стандартами взаимодействия программного обеспечения. Языки программирования рассматриваемой среды предоставляют возможность создавать программного обеспечение широкого диапазона сложности и масштаба [2].
Сервер приложений "DB Application Server" реализован на языке программирование Microsoft Visual C++ .NET и представляет собой исполняемый модуль. Данный язык программирования позволяет обеспечить максимально возможность компактность разрабатываемого программного обеспечения и минимальные аппаратные требования [120]. Язык программирования Microsoft Visual C++ .NET базируется на языке программирования C++[2,20, 38,46].
Для взаимодействия сервера приложений "DB Application Server" с СУРБД MS SQL 2000 Server используется механизмы библиотеки доступа к базам данным ADO (ActiveX Data Objects) [20, 33, 35, 36]. Библиотека компонентов ADO - это технология доступа к данным, включающая набор высокоуровневых интерфейсов, позволяющих разработчикам обращаться к данным на любом языке программирования.
