Линейный раскрой материалов для производства

Линейный раскрой материалов для производства

Линейный раскрой материалов для производства
СОДЕРЖАНИЕ
0
31 просмотров
08 января 2021

Введение

Программа
предназначена для оптимального раскроя
линейных заготовок на линейные отрезки
различной длины и может быть использована
в деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной
промышленности, металлообработке,
швейном производстве и т.д.

В
основу программы положен уникальный
высокоскоростной алгоритм, позволяющий
быстро произвести раскрой и добиться
минимального процента отходов на
линейных заготовках.

При
разработке алгоритмической части
программы основным критерием принят
принцип минимизации отходов, а при
разработке интерфейсной части автор
стремился сделать программу простой и
удобной в использовании.

Программа
функционирует в среде Windows 9x/NT/2000/XP,
не требует инсталляции и занимает около
3 Мбайт дискового пространства.

Особых требований
к аппаратному обеспечению у программы
нет.

В
Cutting
Line
реализовано:

задание
произвольного количества заготовок
и деталей для раскроя;

задание
разных режимов работы программы;

задание
до 16 видов материала;

маркировка
остатков;

ведение
склада материала и остатков;

расчет
суммарной площади деталей, длины
пропила, площадей остатков и т.д.;

сохранение
и восстановление заданных заготовок
и деталей как спецификации

Украина,
г. Черкассы, тел. (+380 472)
420998

Homepage:

FAQ:

What does this calculator do?

Smartcut.pro allows you to create an optimal scheme for cutting linear isels (rebar, bar, cable, rope, etc.).Our cutting calculator uses calculation algorithm with the best yield and minimum waste.

API

Only for PRO

Request URL: https://smartcut.pro/api_cut.php
Request Method: GET / POST
Request parameters:
api_token: 3d2706bbc69168ecd75db8449f272287
params: -l 0 -s 2 -b 10000:100 -c 5600-4 3400-8 3500-4 4600-8 3300-12 (URL encode)

Example request link:
https://smartcut.pro/api_cut.php?api_token=3d2706bbc69168ecd75db8449f272287& params=-l%200%20-s%202%20-b%2010000:100%20-c%205600-4%203400-8%203500-4%204600-8%203300-12

Response:

Example of a task for a linear cutting calculator:

For example, you need to cut 6 meter boards into: 23 pieces for 1.2m, 12 pieces for 2.3m, 6 pieces for 3m and 17 pieces for 0.8m. How to spend the least amount of initial boards and minimize waste?

Is there an offline version or mobile app with a calculator?

No. The web version of the calculator is adaptive for all types of devices and maximally optimized for fast download with slow Internet, which eliminates the need to create a mobile application or an offline version of the calculator.

How to place a calculator on your site?

Paste this code into your website:<iframe width=”100%” height=”500″ src=”https://smartcut.pro”></iframe>

Cut with a corner cut. Cutting with the ends at an angle (as in the frame of pictures):

If there are two types of segments with different angles (for example, 30 and 60 degrees), you must do two separate calculations for each type of segments. When the angle of all segments is the same (for example, 45 degrees), then this problem of cutting is solved, as usual, by one calculation.For example, there is a task: cut into 4 types of pieces of length 2m: with a length of 79cm / 75cm ( outer / inner length), 59 / 55cm, 39 / 35cm and 29 / 25cm.Solution: in the calculator we indicate the MIDDLE length of the segments: 77cm, 57cm, 37cm and 27cm and the length of the workpiece is 1.98m (the length of the blank for cutting 2m minus the difference between the maximum and average length of any segment, it is (59-57)=2 cm. In the resulting map, the cutting points should be marked as in the figure:

Is it planned to develop sheet cutting (2D cutting)?

Yes, in the near future.

How to quickly enter a list of parts, for example from Excel?

What does the “Title” column mean?

The “title” of the part displayed on the nesting map. It may include any information: marking, section size, part number, etc. This is not a required parameter.

Программный интерфейс (API линейного раскроя)

  • Outputvariant – структура выходного файла файла. Возможные значения: tab, oknosoft, по умолчанию oknosoft
    • В варианте “oknosoft”, формируются файлы resultproduct.txt и resultstick.txt с информацией о размещении изделий на заготовках и образовавшейся обрези
    • В варианте “tab” выводятся пять значений, разделенных символами “tab”: длина изделия, номер хлыста, длина хлыста, номер реза и остаток заготовки
  • Algorithm – используемый алгоритм. Возможные значения: random, conservative, genetic, по умолчанию genetic
    • Random- случайный перебор вариантов
    • Conservative- экземпляры следующей итерации происходят от одного “родителя”
    • Genetic- от двух родителей
  • Variation – изменчивость, параметр алгоритмов “conservative” и “genetic”. Чем выше, тем меньше потомство “похоже” на родителей. По умолчанию 1.
  • Generations – количество итераций алгоритма, по умолчанию 40000
  • Persons – количество “экземпляров” в “популяции”, количество решений используемых в одной итерации. В алгоритме “random” просто делается generations*persons итераций с одним экземпляром(решением)
  • KnifeWidth – ширина пилы
  • StickLength – длина нового хлыста
  • Products – длина изделия
  • Scraps – длина обрезка, используемого в раскрое
  • Wrongsnipmin – минимальная длина «плохого» образка
  • Wrongsnipmax – максимальная длина «плохого» обрезкаВ результатах оптимизации не будет обрезков с длиной между Wrongsnipmin и Wrongsnipmax

Задача оптимального расходования материалов состоит из нескольких частей

Складской учет мерных материалов

В зависимости от особенностей бизнеса, клиенты используют несколько схем учета материалов:

  • На основании плана производства формируются требования – накладные с указанием продукции. Выдача дополнительных материалов (не хватило) отражается отдельными документами. Указание продукции в этих документах – желательно, но не является необходимым условием. В этом случае, в цех выдаются только те материалы, которые есть в спецификациях выпускаемой сегодня продукции и только в нужном количестве. Недостатком данного подхода можно назвать необходимость оформлять больше документов и отсутствие запаса материалов на участках (может, это достоинство?)
  • Требования – накладные формируются асинхронно, без привязки к плану производства на основании заявок мастеров. Такой подход позволяет получить “живой склад” при минимальных операторских затратах кладовщика, но не защищает от перерасхода материалов. Вся ответственность за соответствие расхода спецификациям, лежит в этом случае на мастерах и рабочих. План-фактный анализ себестоимости, покажет отклонения, но может оказаться поздно

Учет деловой обрези

Возможен в сценарии, при которм требования – накладные формируются на основании плана производства. Остатки деловой обрези на начало раскроя берутся из специального регистра и могут быть скорректированы оператором в соответствии с реальными остатками. При проведении задания на производство, данные о количестве материалов, которое необходимо получить со склада, помещаются в требования – накладные, а данные об образовавшейся деловой обрези складываются обратно в регистр.

Взаимодействие исполнителей

Принимая решение об использовании оптимизатора раскроя, необходимо учесть:

  • При автоматическом раскрое невозможно организовать сварку (сборку) изделий “из – под пилы”, так как отрезки, относящиеся к одному изделию будут “разбросаны” по всей карте оптимизации
  • Удлинняется цикл производства, требуется организовать пул для хранения заготовок. Компромиссом является раскрой партиями по 30 – 50 изделий. При этом достигаются высокие показатели обрези и получается равномерная загрузка участков сварки и фурнитуры
  • Снижается оперативность, с которой цех может отреагировать на изменения плана. Если менеджеру нужно вклинить в сегодняшний план новое изделие, это ухудшит результаты оптимизации

Технология поэтапного (полосового) раскроя

В ряде случаев, исходя из технологических потребностей, возникает необходимость разделить раскрой на две технологические операции. Например, плита сначала разрезается на полосы на одном станке, а затем на другом станке полосы раскраиваются на панели. С полосами работать намного проще, поскольку они легче. В этом случае необходимо сформировать две группы карт раскроя. Первая группа — карты раскроя плит на полосы, вторая группа — карты раскроя получившихся полос. Для реализации этой возможности и разработана технология поэтапного раскроя.

Параметром новой технологии является значение максимального количества поворотов плиты при распиле — уровень полос. Вначале берется целая плита, уровень которой принимается за нулевой. Она поворачивается нужным образом, размещается на станке и распиливается на полосы. Эти полосы имеют первый уровень. Затем каждая из получившихся полос разворачивается и распиливается на более мелкие полосы — полосы второго уровня, поскольку всего поворотов произведено два. Затем формируются полосы третьего уровня и т.д.

Нумерация полос производится автоматически. На картах раскроя полос указывается номер этой полосы на карте раскроя плиты, при этом одинаковым по размерам полосам с одинаковым набором и расположением панелей присваивается один номер.

Практика показывает, что грамотное применение технологии поэтапного раскроя дает специалистам мебельного производства эффективный инструмент для организации оптимальной загрузки всего раскройного оборудования. Следует особо отметить, что применение данной технологии абсолютно не влияет на качественные характеристики карт раскроя. На ряде мебельных предприятий только переход на ее использование позволил увеличить производительность оборудования почти на 30%.

Анализ ключей аналитики РАУЗ (УПП 1.3)

Эту публикацию можно в некотором роде рассматривать как продолжение предыдущей – “УПП РАУЗ – Отрицательные остатки. Поиск. Анализ. Корректировка.”.
В ней также анализируются причины ошибок в расчетах себестоимости.
Кроме того, ее можно рассматривать как некий ликбез, для тех, кто “вляпался” в такие расчеты недавно.
Не ждите от обработки большой кнопки ИСПРАВИТЬ. Основное назначение именно анализ.
Обработка возникла в процессе очень быстрого и динамичного внедрения, когда “по ходу” приходилось несколько раз менять порядок учета на тех или иных производственных участках.
Но и сейчас, когда все встало в “нормальное русло”, используем её ежемесячно.

5 стартмани

Алгоритмы линейного оптимизатора

В окнософт:каттинге использован генетический алгоритм. Суть его вот в чем: Назовем каждое распределение изделий по хлыстам решением. Определим целевую функцию, позволяющую сравнивать качество решений. Сформируем несколько произвольных решений, назовем их поколением. Определим правила получения следующего поколения. Экземпляры с лучшей целевой функцией передают большую часть своего “генофонда”, это наш “искусственный отбор”. Теперь остается предоставить систему самой себе, пусть мутирует и оптимизирует результаты раскроя В процессе разработки испытывался метод “Монте-Карло”, когда наши “экземпляры” являются случайными и не зависят друг от друга и “Муравьиные алгоритмы”(ACO- ant colony optimisation). Все методы показали себя вполне работоспособным, но генетический алгоритм оказался чуть более эффективным

Пильное оборудование для мебельного производства

В настоящее время разработано большое количество моделей пильного оборудования, каждая из которых имеет свои особенности и ориентирована на определенный тип производства. Первыми по времени появления и наиболее распространенными на российских мебельных предприятиях являются механические станки. Они имеют невысокую стоимость, надежное управление, значительный срок службы. Однако производительность у них сравнительно невысокая, поскольку все операции выполняются вручную. Для крупного и даже среднего производства применение классических форматно­раскройных станков неэффективно, поскольку они не рассчитаны на большой объем работ. Тем не менее в качестве дополнительного оборудования, а также при небольших объемах производства они используются очень широко.

В последние годы российские мебельные предприятия все чаще приобретают форматно­раскройные станки с ЧПУ и пильные центры. Стоимость их достаточно высока, но по производительности и функциональным возможностям они способны заменить несколько обычных станков. Такие станки имеют огромную рабочую зону и могут пилить заготовки практически любого размера и в большом количестве.

Еще совсем недавно считалось, что подобное пильное оборудование эффективно только в серийном производстве. Однако практика показывает, что это не так. С каждым годом все больше средних и даже малых предприятий устанавливают останки с ЧПУ. Основные причины этого в следующем:

обеспечение высокой точности раскроя;
ликвидация брака за счет исключения человеческого фактора, что особенно важно при работе с дорогими материалами;
оптимизация производственных площадей — пильный центр занимает по площади примерно такое же место, как и форматно­раскройный станок, при этом их производительность несравнима;
высокая гибкость за счет возможности быстрой загрузки управляющих программ из CAM­модулей САПР через USB­порты или локальную сеть.

Именно гибкость во многом определяет эффективность использования станков с ЧПУ при индивидуальном производстве мебели.

Оcобняком стоят вертикальные форматно­раскройные станки, которые по популярности пока проигрывают станкам с традиционной горизонтальной компоновкой, хотя при одинаковой точности пиления и сопоставимой стоимости имеют целый ряд преимуществ:

  • занимают примерно в три раза меньшую площадь и могут устанавливаться около стен;
  • имеют возможность раскроя листов большой длины (до 6 м);
  • исключают появление царапин на ламинированных плитах за счет их фиксации;
  • позволяют раскроить больше листов в единицу времени, поскольку их не надо поворачивать и перемещать (перемещается пильный узел);
  • при организации вертикального склада плит обслуживать станок может всего один человек.

Главная форма программы

При
старте программы возникает форма,
изображенная на рисунке.

Главная
форма программы состоит из нескольких
секций. Вверху располагается строка
меню, пункты которого обеспечивают
разные режимы работы программы.

Ниже
находится панель кнопок, частично
дублирующих основные функции главного
меню.

На панели
отображены следующие кнопки:

При
нажатии на эту кнопку появляется
следующая форма:

Некоторые
из этих кнопок могут быть недоступны в
зависимости от режима работы программы.

Ниже
панели кнопок находятся две сеточные
таблицы для задания информации о
раскраиваемых заготовках и деталях
(см. ниже).

Ниже
таблиц находится панель индикации
выполнения расчета, на которой схематично
показывается динамика выполнения
расчета.

В
нижней части окна находятся 2 информационные
панели. В левой панели выдается информация
о текущем режиме работы, а в правой –
текущее время расчета.

Можно
сортировать строки в таблицах, нажимая
кнопкой мыши на заголовках таблиц
«Материал», «Длина» и «Количество».

Пользователь
может изменять размеры окна и сеточных
таблиц. Все изменения автоматически
регистрируются и восстанавливаются
при последующем старте программы.

Раскрой пиломатериалов

Перед началом раскроя на ленточной пилораме бревна необходимо сделать предварительные расчеты. Необходимо учесть направление режущих поверхностей, качество древесины, количество и размер будущей продукции. Неоднородность материала может усложнить задачу. Поэтому для избежания брака предварительно разрабатывают схему распила ствола дерева.

После того как бревно закреплено на полотне пилорамы составляется расчет по количеству будущей продукции.  Для этого производят следующие замеры:

  • Дерево мысленно делят на 4 части и осматривают каждую отдельно. Качественной считается грань без дефектов, признаков плесени, сколов и повреждений от насекомых. Из нее делают самые лучшие материалы. Бруски часто напиливают из доски, вырезанной на худшей стороне бревна.
  • На линейке пилорамы выставляют размер диаметра заготовки. К этой величине добавляют высоту выпуклости. Она представляет собой разницу диаметров между вершиной и комлевой частью.
  • Рулеткой измеряют высоту верхушки дерева. Отталкиваясь от этой величины, рассчитывают первоначальный размер будущих материалов, включая прибавку на распил 2-5 мм.
  • Далее, поворачивают бревно на 90 и производят аналогичные вычисления.
  • Заготовку поворачивают таким образом, чтобы при распиле получилось наименьшее количество горбыля.

После того как произведены все необходимые замеры, и составлена карта раскроя бревна, определяются с технологией распиловки.

Типы распила бревна

Перед распиловкой круглого леса делают продольные срезы по бокам бревна, реже со всех сторон. Получившийся горбыль используют для производства двухкантного бруса и необрезной доски.

Меняя направление пилы по отношению к годовым кольцам на бревне можно получить пиломатериалы с уникальным рисунком.  Качество таких досок будет отличаться. Этот момент учитывается при составлении схемы распила бревна.

Существуют следующие виды распилов:

  • Радиальный. Распил делается перпендикулярно рисунку колец. Разрез ценится тем, что получается доска с однородной текстурой и цветовой гаммой. Она имеет повышенную устойчивость к влажности и усушке. Такой материал считается самым качественным
  • Тангенциальный. Распил бревна производится параллельно или по касательной линии относительно годовых колец. Полученные доски отличаются низким качеством, но при этом имеют интересный рисунок. Материалы чувствительны к повышенной влажности, их использование рекомендуется в сухих условиях.
  • Рустикальный. Разрез выполняется под различными углами относительно бревна. Доска содержит различные дефекты в виде сучков и заболонь. Отличается средними показателями усушки и разбухания от влажности.
  • Поперечный. Разрез осуществляется по центру дерева поперек волокон. Доска имеет рисунок в виде среза годовых колец. Отличается низким качеством.

Для того чтобы получить наибольшее количество материала с минимальными издержками можно воспользоваться специальными программами или таблицей раскроя бревна на ленточной пилораме.

Формирование бирок

Использование бирок для автоматической идентификации заготовок на производстве является мощным фактором повышения его эффективности. При изготовлении корпусной мебели раскрой является начальной технологической операцией, поэтому бирки формируются и печатаются при выполнении раскроя. Для печати бирок на рабочем месте оператора устанавливается принтер. На каждую полученную заготовку оператор наклеивает соответствующую бирку, которая формируется синхронно с отпиливаемой готовой деталью. В дальнейшем она будет сопровождать эту деталь вплоть до участка упаковки готового заказа.

Рис. 11. Настройка бирок

Объем информации, кодируемый в штриховом коде, и внешний вид бирок определяются технологом при назначении параметров раскроя (рис. 11). Первым параметром является очередность формирования бирок на одинаковые карты. Здесь возможно два варианта:

  1. Бирки располагаются в порядке появления панелей при раскрое. Это означает, что на первую готовую заготовку наклеивается первая по порядку бирка, на вторую — вторая и т.д. Если рядом расположены одинаковые заготовки, то одинаковые бирки будут следовать друг за другом. Подобный порядок формирования бирок оптимален для круглопильных станков.
  2. Одинаковые бирки группируются, то есть сначала следуют все бирки для первых одинаковых заготовок, затем для вторых и т.д. Это соответствует технологии работы пильного центра.

Допустим, по карте раскроя с четырьмя заготовками (позиции 1, 2, 3, 4) надо раскроить три листа. На круглопильном станке листы раскраиваются последовательно, то есть готовые заготовки будут появляться (а соответственно, и формироваться бирки) в порядке, соответствующем первому варианту: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4.

На пильном центре одновременно можно раскроить все три листа. В этом случае сначала появляются все три заготовки позиции 1, потом — все три заготовки позиции 2 и т.д. Это соответствует второму варианту.

Чаще всего на каждую заготовку формируется отдельная бирка. Однако при раскрое пакетов на пильных центрах, когда готовые заготовки появляются сразу по нескольку штук, достаточно наклеить одну бирку на весь штабель и передать его на последующие участки обработки. В этом случае задается количество одинаковых заготовок, для которых будет формироваться одна бирка.

Технология фиксированного уровня раскроя

Технологическая операция раскроя материалов является первой операцией изготовления корпусной мебели. Это означает, что информация о раскрое служит источником исходных данных для реализации последующих технологических операций: облицовки кромок, присадки отверстий, упаковывания. От того, как будут сформированы начальные условия для их реализации, зависит время выполнения и текущего заказа, и последующих заказов. Другими словами, при оптимизации карт раскроя необходимо учитывать организационно­производственные особенности предприятия. В модуле БАЗИС­Раскрой найдено алгоритмическое решение данной проблемы.

Современные пильные центры могут одновременно кроить пакеты полноформатных листов, причем их количество в пакете зависит от типа станка и имеет определенную кратность. Если центр кроит за один раз n листов, а для раскроя заготовок изделия требуется k листов (k не кратно n), возникает возможность формирования двух вариантов карт раскроя:

раскрой с заделом, в котором все карты оптимизированы для исполнения на пильном центре, то есть в них заложен раскрой дополнительных листов и получение избыточного количества заготовок, информация о которых будет занесена в базу данных;

точный раскрой, в котором присутствуют карты двух видов: для пильного центра и для круглопильного станка, позволяющего кроить по одному листу материала.

Поскольку соотношение между этими вариантами раскроя меняется динамически в зависимости от производственной ситуации, выбор нужного осуществляется технологом.

Следствием этой возможности является автоматизированное проектирование раскроя по технологии фиксированного уровня. Алгоритм раскроя, реализованный в модуле БАЗИС­Раскрой , фактически разбивает каждый полноформатный лист на полосы определенного уровня, при этом исходный лист является полосой нулевого уровня. Каждый новый уровень раскроя с точки зрения исполнения представляет собой поворот раскраиваемого пакета. Задавая в качестве входного параметра номер максимального уровня, можно формировать карты раскроя двух типов — с ограничением по количеству поворотов и без ограничения.

Варьируя номером уровня, можно формировать карты раскроя, обеспечивающие оптимальную загрузку всего парка раскройного оборудования, установленного на конкретном предприятии.

Программа раскроя листовых материалов

BestCut 2.62d

Программа позволяет получать оптимальные карты раскроя листовых материалов на прямоугольные детали с учетом особенностей обработки ДСП и применяемого оборудования.

Программа Cutting 2 portable

Программы семейства CUTTING предназначены для оптимального раскроя материала на прямоугольные или линейные детали. Программы могут быть использованы в деревообрабатывающем производстве, производстве мебели, рубки металла, резки стекла и т.д.

Небольшая по размеру, но весьма функциональная программа, позволяющая составлять и редактировать карты раскроя для листовых материалов (ДСП, ЛДСП, МДФ, фанеры и пр.) с размещением по листам до 500 наименований разных деталей. Также программа позволяет отмечать в спецификации кромкование торцов, сохранять и распечатывать задания на раскрой и кромкование, результаты расчетов. Есть статистика подсчета расхода материала, длины реза пилы и расхода кромки. Специальной установки на компьютер для программы Каттинг не требуется, она работает даже с флеш-карты.

Программы семейства CUTTING предназначены для оптимального раскроя материала на прямоугольные или линейные детали. Программы могут быть использованы в деревообрабатывающем производстве, производстве мебели, рубки металла, резки стекла и т.д. В основу программ положен уникальный, высокоскоростной алгоритм, позволяющий быстро произвести раскрой с минимальными отходами.
При разработке алгоритмической части программ основным критерием выбран принцип минимизации отходов, а при разработке интерфейсной части автор стремился сделать программы простыми и удобными в каждодневном пользовании. Программы функционируют в среде операционных систем Windows 98/ME/2000/NT/XP/Server 2003/Vista/7/8/8.1.
Современный дизайн.
• Многочисленные настройки.
• Импорт и экспорт.
• И много других передовых нововведений в новом профессиональном программной продукте Cutting 3.

Программа оптимального раскроя линейных заготовок Cutting Line

Описание: Программа CUTTING предназначена для оптимального раскроя материала на линейные детали. Программа могут быть использованы в деревообрабатывающем производстве, производстве мебели, рубки металла, резки стекла и т.д. В основу программ положен уникальный, высокоскоростной алгоритм, позволяющий быстро произвести раскрой с минимальными отходами.
При разработке алгоритмической части программ основным критерием выбран принцип минимизации отходов, а при разработке интерфейсной части автор стремился сделать программы простыми и удобными в каждодневном пользовании.

Программа Астра Раскрой

Описание:
Программа Астра Раскрой предназначена для оптимизации раскроя листовых материалов — древесностружечных плит-ДСП, ДВП, фанеры, металла, стекла и пластиков. Простые и понятные инструменты программы позволяют:
* Быстро создать заказ.
* Автоматически раскроить заказ.
* Быстро и точно отредактировать карты раскроя.
* Рассчитать, сохранить и использовать мерные остатки.
* Получить и распечатать техническую документацию в полном объеме.
* Рассчитать стоимость заказа и распечатать счет-фактуру.
Доп. информация:
Это версия портативная — установка не нужна, все готово для работу.

Базис-Мебельщик — основной модуль системы БАЗИС. Он предназначен для создания изделий корпусной мебели любой сложности, с возможностью автоматического получения полного комплекта чертежей и спецификации. Применение модуля Базис-Мебельщик позволяет сократить время проектирования и технологической подготовки производства изделий в 10-15 раз по сравнению с ручной работой при значительном сокращении количества субъективных ошибок.
Базис-Раскрой — Уникальная современная программа, сочетающая в себе наглядный и понятный интерфейс с мощными математическими алгоритмами оптимального раскроя. Базис-Раскрой позволяет получить существенную экономию материалов и времени изготовления изделий за счет формирования карт раскроя, в максимальной степени учитывающих технологические и организационные производства.

Пример.

Исходные данные для примера я и в этот раз придумывать не стал, а взял из статьи «Задача раскроя» в Википедии (ru.wikipedia.org/wiki/Задача_раскроя).

Условие задачи:

Бумагоделательная машина производит рулоны (заготовки) шириной 5600 мм.

Нужно найти план раскроя для нарезки 13 типоразмеров конечных рулонов (деталей), используя минимальное количество исходных рулонов (заготовок).

Ширины конечных рулонов (размеры деталей) и их необходимое количество — в таблице слева.

Скриншот программы:

Область для генерации схем раскроев имеет размер 13×213 ячеек, что обусловлено исключительно условиями этой конкретной задачи, и может быть изменена и в ширину и в высоту в сторону увеличения или уменьшения по желанию пользователя с соответствующей корректировкой формул.

В ячейках с желтой заливкой – не защищенные от изменений формулы!!! Будьте внимательны! Изменять значения можно только в ячейках со светло-бирюзовой заливкой.

Прошу уважающих труд автора скачать файлы с программой после подписки на анонсы статей. Подписные окна расположены в конце статьи и наверху страницы.

Ссылки на скачивание файлов с программой:

  • linejnyj-raskroj-2 (ods 106,4KB);
  • linejnyj-raskroj-2 (xlsx 60,3KB).

Правила ввода исходных данных:

В светло-бирюзовые ячейки записываем исходные данные из условия задачи:

  • длину исходных рулонов – заготовок — Lз;
  • длины конечных рулонов – деталей — Lдi;
  • количество конечных рулонов – деталей — Nдi.

Длины деталей Lдi следует вписывать в порядке уменьшения размеров, слева – направо:

1 > Lд2  > Lд3 > … > Lд12 > Lд13

Внимание! Если типоразмеров деталей в другой вашей задаче будет меньше 13, например 10, то, чтобы не переделывать каждый раз поле схем раскроев, в первые 3 ячейки для длин деталей следует записать значения больше размера заготовки, а их количество указать равным нулю:

1 = Lд2 = Lд3 = А

А > Lз

1= Nд2= Nд3=0

Решение:

После ввода всех исходных данных программа для раскроя автоматически сгенерирует 213 схем, решив, таким образом, первую подзадачу.

Единственное, что следует дополнительно настроить:

  • Из окна «Решателя» нужно перейти в окно «Параметры» и выбрать в выпадающем списке «Механизма решателя»: LibreOffice CoinMP линейный решатель.
  • Там же в окне «Настройки» рекомендую проставить все галочки, так как переменные у нас в примере неотрицательные и целочисленные.

Ответ:

Минимум из 73 заготовок (исходных рулонов) можно изготовить все детали (конечные рулоны) с долей отходов всего 0,401%! В плане раскроя используется 12 схем раскроев. Время поиска решения – менее 10 секунд! (План раскроя показан выше на скриншоте программы.)

Ответ в Википедии: 73 заготовки; 0,401% отходов; в плане – 10 схем раскроев.

Что в итоге?

Линейный раскрой в Excel заготовок для задач подобных рассмотренной в этой статье выполняется описанным выше методом за 10-15 минут! «Вручную», не зная метод индексов Канторовича, за такое время решения не найдешь.

Запустив «Поиск решения» несколько раз при разных параметрах поиска, удалось найти 5 различных планов рубки заготовок. Все 5 планов требуют одинаковое число заготовок – 93 и дают отходов всего 2,21%!!! Эти планы почти на 6% лучше, чем план, рассчитанный Покровским и более чем на 10% экономичнее «Традиционного» плана (смотри ссылку на первоисточник в первой части статьи). Очень достойный результат достигнут быстро и без применения дорогостоящих программ.

Следует заметить, что надстройка Excel Solver («Поиск решения»), использующая симплекс-метод при решении задач линейного программирования, может работать не более чем с 200 переменными. В приложении к рассмотренной нами задаче линейного раскроя это означает, что количество раскроев не может превышать 200 вариантов. Для простых задач этого достаточно. Для более сложных задач следует попробовать применить «смесь» «жадного» алгоритма и симплексного метода Solver, отобрав из полного списка раскроев не более 200 самых экономичных. Далее запасаемся терпением и добиваемся результатов. Можно попытаться разбить сложную задачу на несколько простых, но «уровень оптимальности» найденного решения будет при этом, скорее всего, ниже.

Может быть, рассмотренный вариант решения вопросов линейного раскроя и не «высший пилотаж», но однозначно шаг вперед по сравнению с «традиционным» подходом на многих производствах.

Использование надстройки MS Excel «Поиск решения» (Solver) было на блоге уже однажды рассмотрено в статье . Думаю, что этот замечательный инструмент достоин пристального внимания и еще не раз поможет изящно и быстро решить ряд новых нетривиальных задач.

P.S. Ссылки на лучшие из бесплатных программ линейного раскроя, найденных мной в Сети:

http://stroymaterial-buy.ru/raschet/70-raskroy-lineynih-izdeliy.html

http://forum-okna.ru/index.php?app=core&module=attach&section=attach &attach_id=7508

http://forum.dwg.ru/attachment.php?attachmentid=114501&d=13823277 74

http://www.planetcalc.ru/917/

Программы по последним двум ссылкам реализуют жадные эвристики и выполняют линейный раскрой в задаче из статьи, используя аж целых 103 заготовки. Применение жадных алгоритмов оправдано в случаях необходимости снижения общего времени операции резки при слишком большом количестве вариантов раскроев в более оптимальных планах.

Ниже статьи в блоке «Отзывы» можете написать свои комментарии, уважаемые читатели.

Комментировать
0
31 просмотров
Это интересно

Русские никогда не жили в избах Занимательные факты
197 комментариев