Автоматизация проектирования раскройно-заготовительного производства светопрозрачных конструкций на основе проблемно-ориентированных методов оптимизации

• Автор: Тарасов, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО РАСКРОЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБИНАТОРНЫХ МЕТОДОВ

1.1. Основные задачи

1.2. Обзор методов решения задач одно и двухмерного раскрояупаковки

1.3. Проектирование ресурсосберегающих технологий.

1.4. Применение методов решения задач СР в автоматизированных системах раскрояупаковки
1.5. Основные подходы к разработке системы автоматизации раскроя светопрозрачных конструкций

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I

ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ ЛИНЕЙНОГО РАСКРОЯ МАТЕРИАЛА СМЕШАННЫХ ДЛИН И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МЕЛКОСЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА СВЕТОПРЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Задача оптимизации раскроя материала различной длины в условиях единичного и мелкосерийного производства.
2.2. Методы расчета рационального раскроя линейного материала
2.2.1. Простые эвпистики для решения задач линейного раскроя
2.2.2. Использование метода последовательного уточнения оценок V для решения задачи линейного единичного раскроя
2.2.3. Эвристические алгоритмы линейного раскроя.
2.3. Экспериментальная оценка эффективности метода V расчета рационального линейного раскроя
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. ПРОБЛЕМНООРИЕНТИРОВАННЫЕ АЛГОРИТМЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
РАЦИОНАЛЬНЫХ КАРТ РАСКРОЯ СТЕКЛА.
3.1. Задача прямоугольного раскроя в среде заготовительного производства светопрозрачных конструкций.
3.2. Уровневые методы конструирования карт раскроя стекла
3.3. Послойные алгоритмы решения целочисленной задачи раскроя стекла
3.3.1. Послойные алгоритмы расчета рационального раскроя, основанные на рулонном принципе.
3.4. Метод конструирования вертикалей
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ САПР ТП ПРОИЗВОДСТВА СВЕТОПРОЗРАЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА БАЗЕ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ МОДУЛЕЙ РАСКРОЯ.
4.1. Принципы построения систем автоматизированного проектирования технологической подготовки светопрозрачных конструкций
4.2. Программное обеспечение для расчета рационального раскроя светопрозрачных конструкций
4.3. Промышленное внедрение результатов раскроя
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Разработано оптимизационное ядро САПР производства светопрозрачных конструкций на основе предложенных методов расчета раскроя для включения в автоматизированное рабочее место технолога раскройнозаготовительного производства. Практическая значимость проведенной работы заключается в реальной возможности организации процесса ресурсосбережения в сфере раскройнозаготовительного производства «светопрозрачных конструкций» строительной индустрии. Это приведет к снижению продажной цены конструкций, что в свою очередь спровоцирует расширение производства конструкций и повысит перспективы предприятия перед конкурирующими фирмами. Создание САПР раскроя с оптимизационным ядром позволит технологу эффективно использовать альтернативные программы для возникающих задач в различной постановке, так и для выбора подходящего решения. ООО «Промышленно-строительный комплекс-6», г. ООО «Комплекс строительно-монтажных работ», г. ООО «О. К.Н. О.», г. Уфа. Разработанная концепция проблемно-ориентированных методов решения задач раскроя является условно инвариантной и на ее базе могут создаваться методы оптимизации раскроя в других отраслях. Результаты работы внедрены в учебный процесс Уфимского государственного авиационного технического университета при изучении дисциплин: исследование операций, комбинаторные алгоритмы, математические методы в экономике и других. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. В главе 1 дается обзор состояния работ в области САПР раскроя, моделей и методов раскроя и их анализ с позиции пригодности применения в САПР ТП светопрозрачных конструкций, проведен анализ существующих на российском рынке САПР в строительной индустрии. На основании проведенного аналитического обзора сделан вывод о важности и открытости следующих направлений в области разработки методов решения задач раскроя стекла. Создание эффективных технологий разработки методов раскроя стекла, ориентированных на особенности производства светопрозрачных конструкций. Использование метаэвристик типа эволюционные алгоритмы для конструирования улучшенных раскроев. Создание специализированных САПР раскроя с оптимизационным ядром в первую очередь для включения в автоматизированное место технолога. Вторая глава посвящена разработке проблемно-ориентированных методов проектирования одномерного раскроя хлыстов. САПР светопрозрачных конструкций мало отличаются от процессов, возникающих в других отраслях. Основным условием является мелкосерийность производства, порождающая необходимость раскроя материала различных размеров. Оптимизационные методы для решения таких задач известны, но слишком сложны, а простые эвристики не дают желаемых результатов. В третьей главе рассматриваются задачи прямоугольного раскроя промышленной резки стекла в условиях мелкосерийного производства светопрозрачных конструкций. Если в случае одномерного раскроя удается выбрать известный метод и модифицировать его под конкретную проблему, то для двухмерного раскроя стекла необходима разработка специальных методов автоматизации проектирования, тесно связанных с технологией раскройнозаготовительного производства. Описывается модификация «послойного» алгоритма решения задачи гильотинного раскроя стекла на базе уровневого двухфазного алгоритма с учетом технологических ограничений. А также новый проблемно-ориентированный метод «конструирования вертикалей» для создания специализированного алгоритма раскроя стекла и методики его применения в САПР светопрозрачных конструкций. Дается экспериментальная оценка эффективности предлагаемых алгоритмов. Глава 4 посвящена основам создания САПР технологической подготовки производства светопрозрачных конструкций на базе разработанных оптимизационных модулей раскроя. Приводится структурная схема САПР ТП свстопро-зрачных конструкций, включающая подсистему проектирования изделия, подсистему раскроя материала и подсистему расчета стоимости изделия. Оптимизационное ядро САПР одномерного и гильотинного раскроя светопрозрачных материалов разработано в виде прикладного программного обеспечения. Указаны конкретные предприятия, использующие данное ПО.