Автоматизированная система оптимального раскроя бумажного/картонного полотна в целлюлозно-бумажном производстве

• Автор: Ремизова, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил

1.1. Актуальность проблемы раскроя.

1.2. Математические модели задач оптимального раскроя в ЦБП.

1.3. Обзор методов решения задачи оптимального раскроя материалов.

1.3.1. Методы генерирования множества допустимых решений.

1.3.2. Проблема целочисленности

1.4. Постановка задачи исследования

Глава 2. Раскрой рулонного и листового материала.

2.1. Раскрой рулонных материалов.

2.1.1. Постановка задачи оптимального раскроя рулонных материалов

2.1.2. Этапы решения задачи оптимального раскроя.

2.1.3. Формирование исходных данных для решения задачи оптимального раскроя

2.1.4. Формирование множества допустимых способов раскроя
2.1.5. Оцелочислива1гис результатов раскроя
2.1.6. Анализ результатов решения задачи оптимального раскроя рулонов
2.2. Раскрой листовых материалов
2.2.1. Постановка задачи оптимального раскроя листовых .материалов.
2.2.2. Формирование исходных данных ятя решения задачи оптимального раскроя листовых материалов
2.2.3. Метод и алгоритм генерирования множества способов раскроя.
2.2.4. Пример решения задачи оптимального раскроя листовой продукции.
Глава 3. Исследование работы продольнорезательного станка.
3.1. Анализ требований к исходным данным задачи оптимального раскроя бумажно гокартонного полотна
3.2. Получение рулонов на продольнорезательном станке
3.3. Элементы конструкции продольнорезательного станка.
3.4. Система контроля и управления Г1РС.
3.4.1. Алгоритм управления ПРС.
3.4.2. Система автоматического управления прижимным валом
3.4.3. Система управления приводом ПРС.
3.5. Экспериментальное исследование работы продольнорезательного станка на производстве печатных бумаг.
3.6. Анализ влияния показателей качества бумажного полотна на вес рулонов
3.7. Анализ влияния работы станка на плотность намотки рулонов.
3.8. Разработка рекомендаций по усовершенствованию системы управления
ПРС с целью уменьшения колебаний веса рулонов
Глава 4. Автоматизированная система оптимального раскроя
бумажногокартонного полотна.
4.1. Понятие технологий, назначение и понятие языка ,
возможности пакета i .
4.2. Модель системы оптимального планирования раскроя на языке
4.2.1. Модель системы оптимального планирования раскроя рулонной
продукции
4.2.2. Модель системы оптимального планирования раскроя листовой
продукции.
4.3. Система оптимального планирования рулонной и листовой продукции
4.3.1. Подсистема оптимального раскроя рулонов
4.3.2. Подсистема оптимального раскроя листов.
4.4. Техникоэкономическое обоснование системы оптимального раскроя
Выводы
Список литературы


Обширная литература прошлых лет описывает возможные различные решения проблемы оптимального раскроя, где в качестве основного математического метода используется линейное программирование. Однако на практике оптимальные методы раскроя почти не применялись . Такое положение объясняется несколькими причинами. Вопервых, в большинстве случаев рекомендуемые в литературе методы и способы раскроя разработаны с академической точки зрения, т. Вовторых, методы и алгоритмы решения сформированы с учетом вычислительных возможностей тех лет. Решение упрошенной задачи не давало желаемого эффекта. Учет реальных условий производства значительно усложнил решение этой задачи, в том числе с помощью ЭВМ первых поколений. В случае подготовки задачи, приближенной к производственным условиям для малого числа форматов, решение легко находилось вручную, для большого набора форматов решение задачи в условиях производства не представлялось возможным. В настоящее время научная литература, описывающая современные модели и методы решения проблемы оптимального раскроя, практически отсутствует. Существующие публикации и проспекты носят рекламный характер методы и модели решения задачи оптимального раскроя закрыты и являются интеллектуальной собственностью производителей существующих систем. В качестве примеров можно рассмотреть отечественные и зарубежные публикации, описывающие существующие системы оптимального раскроя бумажного полот на. Разработка кафедры прикладной математики и кибернетики Петрозаводского государственного университета , представляет собой задачу определения планов раскроев и размещения заказов с учетом режимов работы группы бумагоделательных машин БДМ комбината. При отсутствии описания математических моделей и алгоритмов задачи оптимального раскроя в публикации перечисляются лишь основные параметры и характеристики рассматриваемых объектов, управляемые факторы, такие как интенсивности способов раскроя, распределение выработки продукции между БДМ, скорость и время работы БДМ, объемы выработки продукции каждого вида. Известны разработки фирмы I, I. США, представляющие собой пакеты ii программ по решению задач оптимального раскроя . Математические модели оптимального раскроя промышленных материалов относятся к классу задач линейного программирования. Впервые математическая модель задачи оптимального раскроя была разработана и решена в г. Л.В. Канторовичем 2. Позднее были развиты специальные методы решения задачи раскроя, изложенные в книге 4. В конце х Джордж Бернард Данциг предложил универсальный метод решения линейных экстремальных задач, названный симплексным 1. С учетом особенностей производства ЦБП задача оптимального раскроя допускает десятки постановок и модификаций. Обычно задача оптимального раскроя формулируется следующим образом. Перечень требуемых заготовок, их длины и необходимое количество заготовок предполагаются заданными. Для производственного использования заготовки нарезаются из мерного материала, возможные длины которого также известны. Допускается использование кусков материала одной, либо различных фиксированных длин. Требуется найти такие допустимые способы раскроя материала и интенсивности использования каждого из них, чтобы удовлетворить потребность в заготовках каждого вида с учетом критерия оптимальности. При постановке задачи допускаются различные критерии оптимальности, обеспечивающие за счет оптимизации раскроя экономию расходования материалов . Наиболее часто в задаче оптимального раскроя за критерий оптимальности принимается либо суммарный остаток от всех способов раскроя с учетом интенсивности их применения для выполнения заказов на продукцию, либо общее количество раскраиваемого материала для выполнения заказов на продукцию, где отыскивается минимум критерия. Экстремум критерия отыскивается чаще всего при ограничениях на количество заготовок каждого вида. Во многих случаях ограничением является еще и общее количество исходного материала для раскроя. Существует еще множество других ограничений, в каждом случае определяемых технологией раскроя. С величина отходов, получаемая мри раскрое единицы материала 1м способом.