Разработка алгоритмов и программ раскроя листового материала в условиях единичного производства

• Автор: Полевов, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание

Глава 1. Обзор работ по теме исследования.

1.1. Постановка задачи размещения геометрических объектов и методы ее решения.

1.2. Обзор алгоритмов и профамм прямоугольно раскроя в единичном производстве

1.3. Обзор алгоритмов и профамм фигурног о раскроя в единичном производстве

1.4. Постановка задачи

Глава 2. Алгоритмы проектирования раскройных карт.

2.1. Различные подходы к размещению геометрических объектов произвольной формы.

2.2. Алгоритмы заливки заданной области.

2.3. Заполнение отверстий заготовок при укладке.

Глава 3. Алгоритмы оптимизации раскройных карт

3.1. Оптимизация последовательности укладки.
3.2. Оптимизация раскроя за счет использования блоков деталей.
3.3. Комбинирование различных алгоритмов укладки плоских геометрических объектов.
Глава 4. Особенности профаммной реализации i
4.1. Структура современных алгоритмов автоматического раскроя.
4.2. Создание приложений ориентированных на работу в многопроцессорных системах
4.3. Интефацня с другими системами.
4.4. Подсистема формирования отчетности
4.5. Возможности расширения и модификации
4.6. Внедрение результатов работы
Заключение
Приложение
Список использованной литературы


Хотя применение оптимизационных алгоритмов и повышает вероятность построения рациональной раскройной карты, но их эффективность сильно зависит от методов получения раскройных карт. Именно от эффективности методов, работающих на этапе генерации раскройных карт, зависит результативность оптимизационных алгоритмов. Применение различных методов для укладки заготовок позволяет наиболее полно использовать мощь оптимизационных алгоритмов. Вторая глава данной диссертационной работы посвящена методам генерации допустимых раскройных карт. Исследованы различные специализированные алгоритмы построения раскройных карт, как для случая прямоугольных объектов, так и для объектов произвольной формы. Описаны способы укладки геометрических объектов произвольной формы и способы повышения быстродействия и качества алгоритмов работающих с произвольной геометрией заготовок. Разобраны основные приемы и алгоритмы, используемые при растровом подходе к проектированию раскройных карт. В третьей главе обсуждаются вопросы, связанные с оптимизационными методами. Разобраны несколько методов позволяющих вести оптимизационную работу уже при небольшом количестве исходных данных. Это требование является критичным при использовании методов оптимизации в алгоритмах, работающих с заготовками сложной формы, так как в таких алгоритмах генерация раскройной карты занимает значительное время даже при использовании современной вычислительной техники. Также разобрана стратегия выбора наилучшего набора алгоритмов для построения раскройных карт на заданном наборе заготовок и комбинирование различных алгоритмов при построении одной раскройной карты. Возможность оперировать с различными специализированными алгоритмами укладки заготовок, мощный аналитический модуль, позволяющий на основании анализа геометрии спрогнозировать применение того или иного алгоритма укладки, гибкие алгоритмы построения раскройных карт и оптимизации - ядро алгоритмического комплекса использованного при создании универсального пакета для раскроя листового материала. Для реализации Nest Class Library (NCL) был выбран объектно-ориентированный язык C++, что позволило построить хороню структурированный программный продукт, обладающий огромным потенциалом для дальнейшего развития. Следствием применения объектно-ориентированного подхода стала возможность легко интегрировать NCL в другие программные продукты, расширяя как их возможности, так и возможности NCL. Например, при интеграции с AutoCAD фирмы Autodesk, NCL получает возможность напрямую работать с чертежами AutoCAD и генерировать раскройные карты напрямую в его среде, используя весь набор инструментов, предоставляемый этим пакетом без необходимости создавать промежуточные файлы для передачи графической информации. В четвертой главе рассматриваются вопросы, связанные с реализацией NCL, работой NCL в структуре САПР, методы интеграции разработанного комплекса с продуктами сторонних разработчиков. Также описаны структуры данных и объектов NCL. Современные условия производства диктуют жесткие требования к скорости выполнения проектных задач, специально для ускорения процесса генерации раскройных карт в NCL впервые реализована поддержка многопроцессорных систем, что позволило значительно сократить время расчетов на машинах с более чем одним процессором. Практическая применимость и эффективность результатов диссертационной работы подтверждена внедрением на промышленных предприятиях. Акты внедрения приведены в приложении к диссертации. Глава 1. Постановка задачи размещения геометрических объектов и методы ее решения. Задачи размещения геометрических объектов давно и широко встречаются как в теории, так и на практике и поэтому существует достаточно большое количество методов, применяемых для их решения. Рис. Классификация факторов влияющих на постановку задачи. В зависимости от формы заготовок различают прямоугольный и фигурный раскрой. Краткий перечень факторов влияющих на постановку задачи раскроя приведен на рис. Рис. Классификация методов решения задач нерегулярного размещения геометрических объектов.