Агентно-ориентированный подход к минимизации потерь при управлении раскроем листового материала : в деревообрабатывающей и мебельной промышленности

• Автор: Поляковский, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Оглавление
Оглавление

Введение

1. Анализ современных методов минимизации потерь

при управлении раскроем листового материала

1.1. Актуальность исследуемой проблемы

1.2. Организация, планирование и управление производством

«под заказ»

1.3. Содержательная постановка задачи

1.4. Анализ методов решения задач раскроя листового материала и составления расписания
Выводы по 1 главе
2. Постановка задачи раскроя листового материала с учетом опережения-запаздывания производства заготовок и методы ее решения
2.1. Математическая модель задачи раскроя* листового материала
с учетом опережения-запаздывания производства заготовок
2.2. Задача многокритериальной оптимизации* и-методы ее решения
2.3. Агентно-ориентированная концепция решения-задачи раскроя листового материала'с учетом опережения-запаздывания
производства заготовок
Выводы по 2 главе
3. Агентно-ориентированная система для решения задачи
минимизации потерь при управлении раскроем листового материала
3.1. Процесс построения решения агентно-ориентированной системой
3.2. Принятие решения при поступлении срочных заготовок ..!
Выводы по-3 главе _
4. Численныеэксперименты.. _
4Л . Генерация набора тестовых примеров
- 4.2. Анализ результатов численного экспериментам использованиемг
набора сгенерированных тестовых примеров:
4.3: Исследование эффективности решения на примере реального ;
производства
Выводьгпо‘4главе
Заключение:..;
Список литературы

Введение
Диссертационная работа посвящена разработке методов и алгоритмов минимизации потерь при управлении раскроем листового-материала на стадии предварительного производства заготовок в деревообрабатывающей и
мебельной промышленности.
Актуальность темы исследования
В последние годы деревообрабатывающая и мебельная промышленность претерпели фундаментальное изменение. Если ранее бизнес нуждался в росте мощностей для производства большего-количества серийных изделий, то в настоящее время на российском и зарубежном рынке преобладает тенденция персонализации продукции и производства «под заказ». Всеобщая глобализация, увеличение спроса, и рост промышленного производства привели к усилению конкуренции среди производителей: Определяющими факторами успеха в производстве «под заказ» являются: сокращение времени
изготовления. Продукции, качество продукции, конкуренция в цене, рациональное использование материала, и, производственных ресурсов, увеличение продуктивности и уменьшение материально-производственных запасов.
Для стабильного положейй5 на рынке производители вынуждены учитывать новые тенденции, ххрименяя новые технологии и специальное программное обеспечение. Это дает возможность значительно повысить эффективность и гибкость произв<оДства5- гарантируя производителям высокую
Прибыль И привлечение НОВЫХ к-лттоглтов.
Сегодня потребность про кговодителей в: технологиях управления и оптимизации, производства тстивно удовлетворяется компаниями-разработчиками, но часто продл а гг* оти ыс методы .решения задач являются- либо узко -специализированными;’: либо одишком- общими. В первом случаеузкая специализация мешает их ислольванию для решения класса задач раскроя при различных производственных: -ограничениях. Во втором случае - общие
методы применяются для нескольких задач, но при этом предлагаемое репкение может иметь низкое качество. Поэтому возрастает необходимость в разра€><з1-;1се новых методов, поддерживающих внедрение эффективных проблезчпао-ориентированных алгоритмов и гибкую адаптацию для задач раскроя с уч-етом: различных условий производства.
В диссертационной работе проводятся исследования в этом направлеттпи, и решается задача рационального раскроя листового материала с Целью достижения минимума опережения и запаздывания при производстве заготговок: на стадии предварительного распила в деревообрабатывающей и мебельной промышленности. Как известно, задачи раскроя относятся к классу ПР-тру п т задач комбинаторной оптимизации. Это означает, что детерминировадтвсый
МеТОД ПОЛИНОМИаЛЬНОЙ СЛОЖНОСТИ ДЛЯ ИХ решения Не Известен, И ОПТИМаЛВ-ТЕТЫЙ
результат в общем случае может быть получен только за экс1гоненциаит»ыое время. Поскольку на практике задачи раскроя нередко имеют большучо размерность, а результат должен быть получен за приемлемое времл: то актуальной является проблема- разработки эффективных приближеьзгЕтых методов решения.
Цель работы
Целью диссертационной работы является разработка и приметтеетте методов системного анализа для повышения эффективности управления раскроем листового материала в условиях неопределенности при производи оттзе заготовок на предприятиях мебельной и деревообрабатываг-оттцей промышленности;
Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи;
1. Провести системный анализ проблемной области и сформулировать постановку задачи раскроя- листового материала с учетом опереисовлтя-запаздывания производства заготовок. Провести анализ существующих методов и алгоритмов ее решения,' их недостатков и необходимости разработки и применения новых методов и алгоритмов.

задаче упаковки VS2BP или содержат ее как подзадачу [141]. Кроме ее теоретической важности имеется и практическая, так как VS2BP находит применение в производстве изделий из стекла, пластика, дерева, металла, бумаги, а также при верстке страниц печатных изданий и транспортировке грузов. К примеру, в деревообрабатывающей промышленности маленькие кусочки массива дерева являются в общем случае дешевле больших по размеру аналогов. Подобным образом в металлообрабатывающей промышленности маленькие пластины стандартных размеров менее дорогие, чем большие нестандартные [141].
Задача YS2BP представляет собой расширение задачи 2ВР. Она сложнее, чем 2ВР [141], так как предполагает большее количество переменных и ограничений. Очевидно, что любой алгоритм, способный решить задачу VS2BP, решает также и задачу 2ВР, но не наоборот. Более того, в отличие от 2ВР только меньшие по размеру примеры задачи YS2BP могут быть решены оптимально, а большие задачи становятся еще сложнее для решения: В действительности решение задачи VS2BP|*|G с использованием точных методов остается сложным, не смотря на значительные достижения в области комбинаторной оптимизации.
Задача VS2BP является также расширением задачи одномерного раскроя материала разной длины (one dimensional multiple bin size bin packing problem, MBS-BPP) [42,44,32,150,136,131,149,48,70,124], которая тесно связана с задачей раскроя запаса разнородной длины (multiple length cutting stock problem, ML-CSP). В сущности, согласно типологии Wascher и др. [56], эти две оптимизационные задачи одинаковы, кроме объема потребности в каждой заготовке. Для задачи MBS-BPP потребность очень мала, в то время как в задаче MLCSP' уровень’ спроса каждой заготовки обычно намного больше., Специальными случаями одномерной задачи MBS-BPP являются варианты со стоимостью листа пропорциональной его размеру [87] и одномерная динамическая задача MBSBPP [118, 63, 131, 134, 38, 57].