Проектирование гильотинного раскроя листового и рулонного материала с использованием послойных алгоритмов

• Автор: Сиразетдинов, Тимур Маратович
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

1. Обзор моделей и методов решения задач раскроя

1.1 Автоматизация проектирования и технологической подготовки

производства.

1.2. Классификация задач раскроя.

1.3. Постановка задачи гильотинного раскроя

1.4. Математическая модель задачи гильотинного раскроя.

1.5. Обзор методов решения задачи раскроя

1.5.1. Точные методы решения задач раскроя.

1.5.2. Приближенные и эвристические методы.
1.5.3. Вероятностные методы локального поиска оптимума.
1.5.4. Применение методов решения задач раскрояупаковки в автоматизированных системах раскрояупаковки.
1.6. Выводы
2. Эвристические методы решения задачи гильотинного раскроя.
2.1. Уровневые алгоритмы.
2.2. Послойная технология расчета гильотинного раскроя.
2.3. Использование послойной технологии для разработки новых детерминированных методов решения задачи гильотинного раскроя
2.3.1. Рекурсивный метод.
2.3.2. Метод поиска пустых корзин
2.4. Выводы
3. Автоматизированная система двумерного прямоугольного раскроя I
3.1. Современное состояние раскройнозаготовительного производства
3.2. Структура САПР раскрояупаковки.
3.3. Применение разработанного программного обеспечения в САПР раскрояупаковки. i,
3.4. Программаоболочка I, ее взаимодействие с расчетными модулями.
3.5. Детерминированные эвристические алгоритмы решения задачи гильотинного раскроя, реализованные в системе I.
3.5.1. Рекурсивный алгоритм в рамках системы I
3.5.2. Алгоритм поиска пустых корзин в рамках системы I
3.6. Автоматизированный выбор метода расчета раскроя.
3.7. Выводы
4. Численные эксперименты.
4.1. Независимое использование рекурсивного метода и метода поиска пустых корзин
4.1.1. Определение значений параметров рекурсивного метода для его эффективной работы.
4.1.2. Определение значений параметров метода поиска пустых корзин для его эффективной работы.
4.1.3. Сравнение разработанных эвристик с послойным алгоритмом и между собой
4.2. Использование рекурсивного метода в составе метаэвристик
4.3. Использование метода поиска пустых корзин в составе мстаэвристик .
4.4. Использование процедуры автоматизированного выбора метода решения задачи.
4.5. Выводы.
Заключение
Литература


Разработанная мера близости для использования правила ближайшего соседа в применении к задаче автоматизированного выбора метода решения задачи раскроя на основе ее входных данных позволила улучшить качество выбора. Реализованный алгоритм показал адекватность методов исследуемым информационным областям. Разработанные методы решения задачи являются инвариантными и могут быть легко адаптированы под конкретное производство, предъявляющее некоторые дополнительные технологические ограничения. Работа выполнялась при поддержке грантов Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ), проекты и ; технического задания фирмы АСКОН-М (Москва). ОПТИМ- (Санкт-Петербург, г. Всероссийская конференция «Дискретный анализ и исследование операций» (Новосибирск, г. Семинары кафедры вычислительной математики и кибернетики Уфимского государственного авиационного технического университета. Результаты диссертационной работы непосредственно отражены в публикациях, в том числе в монографии (2 п. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, и приложений, включающих табличные результаты численных экспериментов, функциональную и информационную модели, акты внедрения результатов работы. Работа изложена на 9 страницах машинописного текста, кроме того, содержит рисунков и таблиц. Библиографический список включает наименования и занимает страниц. В рамках диссертационной работы рассматриваются вопросы автоматизации подсистемы генерирования карт раскроя технологической подготовки производства САПР раскроя. Приводится обзор классов задач раскроя, постановка и математическая модель задачи лиьотинного раскроя, обзор методов решения задач раскроя. Целью технологической подготовки производства является достижение в процессе изготовления продукции оптимального соотношения между затратами и получаемыми результатами. Увеличение доли мелкосерийного производства требует создания автоматизированных систем технологической подготовки, так как именно при данном характере производства преимущества использования автоматизированных систем проявляются в наибольшей степени []. Разработки в области автоматизации технологической подготовки производства (ТПП) создали условия для широкого внедрения автоматизированных систем ТПП и автоматизированного программирования систем ЧПУ. Объектами ТПП являются заготовки, основное и вспомогательное оборудование. Заготовка - это объект, подвергаемый в процессе ТПП непосредственному воздействию режущего инструмента. Множество заготовок может дать обоснование выбору технологического процесса. Речь идет о единичном, мелко-серийном и средне-серийном, а также массовом производстве. Вид материала - это еще одна из характеристик объекта ТПП, так как сведения о материале детали являются одним из критериев проектирования технологического процесса наряду с требованиями к инструменту и станкам. Процесс производства деталей принято делить на заготовительный этап и этап механической обработки. Трудоемкости обоих этапов связаны между собой, т. Необходимо подчеркнуть, что создание систем автоматизированной технологической подготовки заготовительного производства наиболее актуально в настоящее время []. Раскройно-заготовительные работы являются одной из начальных стадий ТПП и закладывают основы рационального функционирования всех последующих производственных звеньев. Именно на этом этапе определяются оптимальные размеры заготовок, находится оптимальный способ их размещения на заданном материале, по сгенерированным планам раскроя рассчитываются нормы расхода как на каждую деталь, гак п заказ материала на плановый период в целом. Процесс составления планов раксроя является сложным и трудоемким, особенно в условиях единичного и мелкосерийного производства, которые отличаются большой номенклатурой деталей и типоразмеров используемого материала, частой сменяемостью заказов. Под системой автоматизированного проектирования раскроя-упаковки понимается совокупность математических, программных, технических и организационных средств, предназначенных для расчета и внедрения рационального плана раскроя-упаковки. Структура САПР раскроя-упаковки содержит три основные подсистемы (рис.