Введение к работе
з
Актуальность работы
Подготовительно-раскройное производство относится к классу материалоемких производств. Именно поэтому, во многом экономические показатели предприятий, на которых выполняются операции раскроя, напрямую связаны с задачей оптимального расхода материалов.
На практике, процесс оптимизации расхода рулонных материалов зависит от оптимальности ID и 2D карт кроя, составляемых на предприятиях. Кроме того, следует отметить, что данный процесс требует обработки значительных объемов информации (информации о паспортах материалов, требований по оптимальности, организационных особенностей конкретного предприятия и т.п.) - всех тех параметров, которые используются при выполнении расчета. В настоящее же время решение данной задачи основывается на опыте и интуиции квалифицированных работников данной сферы. Выполнение подобной работы без привлечения вычислительных средств, естественно приводит к завышенным затратам временных и материальных ресурсов. Поэтому требуется разработка современных вычислительных средств (программ), позволяющих формировать решения с большей степенью оптимальности и научной обоснованностью. Это особенно актуально в условиях все возрастающей конкуренции на рынке в условиях перехода России к рыночным отношениям.
Не менее важным аспектом при решении задач оптимального расхода материалов является соблюдение всех необходимых технологических требований, предъявляемым к виду получаемых карт кроя.
Кроме того, актуальным является и рассмотрение другого аспекта -глобальной системной интеграции производства, то есть объединение единой
информационной средой связанных между собой технологических операций, что приводит к естественной необходимости проведения системного анализа рассматриваемой сферы деятельности, а именно - подготовительно-раскройного производства.
На большинстве предприятий выполнение операций, входящих в комплекс работ подготовительно-раскройного производства, выполняется без привлечения современных вычислительных средств. Как уже говорилось, это приводит к повышенным временным, а также кадровым затратам, и как следствие, снижению экономических показателей предприятия. Тем не менее, интенсивное развитие информационных технологий в последнее десятилетие позволяет создавать автоматизированные средства для выполнения все большего спектра задач, которые предъявляют новые требования к организации работы предприятий. В настоящее время все более актуальными становятся вопросы автоматизации производства в полном объеме с целью возможного перехода к созданию на предприятии единой информационной среды, позволяющей гибкое интегрирование современных средств проектирования, производства, управления (Computer Aided Design, Computer Aided Manufacturing, Product Data Managment систем) и т.д., которые позволяют эффективно решать задачи оперативного планирования производства. Поэтому в таких условиях особенно важным становится поиск новых подходов, обеспечивающий целесообразную перестройку системы оптимального расчета карт кроя с учетом жизненных реалий, в частности вопросы создания САМ средств для рассматриваемой в работе задачи одномерного раскроя материала. Уровень развитие вычислительной техники в последние десятилетия позволяет успешно решать поставленные задачи в необходимом для практики объеме, а также качестве .
Целью настоящей диссертационной работы является разработка алгоритмов расчета одномерных карт кроя, а также практическая реализация
программной среды для автоматизации процесса составления оптимальных одномерных карт кроя для уменьшения количества нерациональных отходов.
Методы исследования. В ходе работы использованы методы исследования операций, включающие в себя математическое моделирование, численные методы, проведение экспертных оценок.
Научная новизна исследования заключается в том, что в ходе работы были решены следующие задачи:
Предложены математические модели задач одномерного раскроя для существующих методов настилания материалов в подготовительно-раскройном производстве;
Разработаны алгоритмы решения разработанных формулировок задач ЦЛП с использованием комбинаторных методов с древовидной структурой вычислений, основанных на эвристических правилах отбора для сокращения количества ветвей;
Получены сравнительные характеристики производительности и качества решения задачи методами эвристических алгоритмов и методов решения, основанных на использовании метода ветвей и границ;
Разработан программный комплекс для проведения вычислительных экспериментов в условиях реального производства.
Положения, выносимые на защиту
1. Формулировки задачи одномерного раскроя подготовительно-раскройного производства:
a. Методом параллельного настилания материалов
b. Методом последовательного настилания материалов
с. Методом «красных» полотен
Алгоритмы решения сформулированных задач на основе разработанных эвристических подходов.
Программный комплекс для автоматизации операций, выполняемых на подготовительно-раскройном производстве, для получения одномерных оптимальных карт кроя.
Практическая значимость исследования. Практическая ценность результатов
диссертации заключается в том, что создана автоматизированная система
формирования оптимальных карт кроя для решения одномерной задачи
раскроя подготовительно-раскройного производства. С помощью этой
системы можно формировать оптимальную карту кроя с учетом выбранного,
используемого на предприятие, метода раскроя. Предусмотрена
возможность настройки параметров расчета позволяющих варьировать результаты.
При апробации системы в условиях подготовительно-раскройного производства на предприятии швейной промышленности, формируемые с ее помощью карты кроя, показали лучшую степень оптимизации нерациональных остатков, чем расчеты выполняемые вручную. Также получаемые карты кроя показали более высокую степень соответствия технологическим требованиям, чем результаты получаемые вручную.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы семь печатных работ.
Структура и объем диссертационной работы
Данная диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.
Работа изложена на 102 страницах машинописного текста. В работе содержится 29 рисунков, 13 таблиц. Библиографический список включает 79 наименования на 7 страницах.
