Оптимизация планирования заказа, раскроя и использование металлопроката при производстве электросварных труб

• Автор: Калашников, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТ ПО ОПТИМИЗАЦИИ РАСКРОЯ

ПРОМЫШЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ. . . .

1.1. Классификация задач оптимизации раскроя промышленных материалов

1.2. Математические модели и методы оптимизации раскройных карт.I

1.3. Алгоритмы выбора оптимальных размеров исходной заготовки и заказа металла.

1.4. Задача определения оптимальных раскройных планов

1.5. О системном подходе к решению задач оптимального раскроя промышленных материалов

1.6. Цели и задачи исследования .

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПТИМАЛЬНОГО

ЗАКАЗА ШТРИПСА.
2.1. Математическая модель и алгоритм расчета объ
ема заказываемого штрипса при существующей организации производства без наличия АСУ . . .
2.2. Оценочный подход к определению целесообразности использования оптимизационной модели . . заказа штрипса.
2.3. Алгоритм оптимального заказа штрипса и расчета расходных коэффициентов на заданном множестве раскройных карт
2.4. Исследования, проводимые на модели
Выводы.
Стр.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ
РАСКРОЙНЫХ ПЛАНОВ ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЕ АГРЕГАТОВ РЕЗКИ
3.1. Алгоритм составления раскройных планов для агрегата нижнего уровня .
3.2. Математическая модель раскройнораспределительной задачи для агрегатов верхнего уровня
3.3. Алгоритм общего решения задачи определения оптимальных раскройных планов
3.4. Проверка работоспособности алгоритмов на ЭВМ .
Выводы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ
ОПТИМИЗАЦИИ РАСКРОЙНЫХ КАРТ.
4.1. Использование методов динамического программирования и его модификаций для построения вальцетабелей
4.2. Математическая модель и эвристический алгоритм построения рациональных вальцетабелей при производстве электросварных труб.
4.3. Использование эвристического алгоритма для выбора оптимальной ширины заказываемого штрипса
4.4. Сравнительная эффективность применения алгоритмов при расчете вальцетабелей на ЭВМ
ГЛАВА 5. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ РАЦИОНАЛЬНОГО
РАСКРОЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭЛЖТРОСВАРНЫХ ТРУБ И
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНОАЛГОРИТМИЧЕ
СКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА МОСКОВСКОМ ТРУБНОМ ЗАВОДЕ . . .
4 Стр.
5.1. Модульный подход к разработке программного обеспечения задач рационального раскроя . . .
5.2. Оценка экономической эффективности результатов оптимизации раскроя штрипса при производстве электросварных труб.
ЗАКЛШЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Задача определения оптимальных раскройных планов. Известны размеры и количество исходного металлопроката имеющегося на складе, портфель заказов на готовую продукцию, матрица составов раскроя полученная в результате решения задачи I. Требуется определить интенсивность использования составов раскроя, минимизирующую себестоимость готовой продукции. Такая схема решения задач рационального раскроя, в отличие от двухэтапной з , более обоснована еще и потому, что первая и вторая задачи реализуются на уровне технической подготовки производства , третья на уровне оперативного планирования и управления производством. Кроме классификации по приведенным признакам задачи рационального раскроя металлопроката можно различать и по времени их решения по отношению к самому процессу раскроя. Например, решение задачи рационального раскроя на непрерывнозаготовочных и непрерывных мелкосортных станах требует раскроя в потоке, то есть в темпе с процессом в реальном масштабе времени. На подобных агрегатах режущие механизмырасположены сразу же на выходе полосы из стана и раскрой начинается когда задний конец полосы еще не вошел в
стан. Поэтому в данных задачах особое место занимает прогнозирование размеров прокатываемой полосы. К другой группе относятся задачи оптимального раскроя, когда существует возможность заблаговременного решения всех трех задач раскроя. Такие задачи имеют место для процессов, когда операция резки происходит до основного технологического процесса,то есть есть возможность измерения размеров исходного проката. Производство электросварных труб осуществляется на трубосварочных станах из заготовки, полученной продольной резкой рулонов полосы штрипса, причем операция резки вынесена за пределы трубосварочных станов и имеется возможность промежуточного складирования заготовки. Отходы металла при порезке практически не зависят от субъективных условий производства, их можно точно контролировать, а главное точно и заблаговременно рассчитывать. Таким образом, задача рационального раскроя штрипса включает в себя три основные задачи 2 . Однако, поскольку вторая задача в этой классификации по постановке соответствует второй задаче из з , то в дальнейшем будем называть ее задачей оптимального заказа штрипса. В комплексе задач рационального раскроя проката задача определения вариантов раскроя занимает центральное место, так как на основе результатов ее решения формируются остальные задачи оптимизации раскроя проката. Для построения возможных вариантов раскроя используют , вопервых, точные алгоритмы, порождающие столбцы матрицы вариантов раскроя с максимальной суммарной оценкой, вовторых, условнооптимальные, использующие сочетание методов математического программирования и эвристических алгоритмов и, втретьих, эвристические алгоритмы. Вид алгоритма построения составов раскроя зависит от принятой на стане системы раскроя индивидуальной, совместной, комбинированной, а также от технологических и организационных ограничений на резку. Наиболее простой и технологичной является индивидуальная система раскроя, когда исходную заготовку делят на требуемые для одного размера готового проката. Наиболее эффективной является комбинированная система раскроя, когда исходную заготовку делят на требуемые для нескольких размеров готового проката в этом комбинированная система совпадает с совместной, а размеры требуемой заготовки могут колебаться в некотором диапазоне в этом комбинированная система отличается от совместной
Основная трудность при составлении списка вариантов раскроя заключается в том, что даже при жболыпой размерности вектора, описывающего различные варианты раскроя, его составляющие получаются при помощи комбинаторного . Поэтому число различных возможных вариантов раскроя чрезвычайно велико и решение соответствующей математической задачи связано с переработкой и хранением огромного количества информации. Так, в работе 5 сообщается, что при раскрое рулона шириной 5 мм на полосы различных ширин от до 0 мм количество так называемых полноценных вариантов раскроя составляет число порядка 2,6 х .