«Оптимизация раскроя рулонного металлопроката на слиттере» Доклад Кто? В. Н. Балабанов, аспирант Откуда? ДонНТУ, кафедра АСУ Ю. А. Скобцов, д. т. н., профессор. - презентация

1 «Оптимизация раскроя рулонного металлопроката на слиттере» Доклад Кто? В. Н. Балабанов, аспирант Откуда? ДонНТУ, кафедра АСУ Ю. А. Скобцов, д. т. н., профессор

2 Рулонные материалы металл бумага ткани пленки пластик

3 Рулонный металлопрокат Масса рулонов от 5 до 30 тонн Различные виды покрытия Ширина полосы до 2 метров Толщина полосы от 0,2 до 10 мм

4 Продольные полосы используются: в прокатном производстве (электросварные трубы, профиль) в штамповочном производстве (заготовки) в деревообрабатывающей промышленности (упаковочный материал, лента) в строительстве (кровельный материал) в производстве кабельной продукции (защитный материал для бронирования)

5 Технология раскроя на слиттерах Схема слиттерной линии: 1 разматыватель; 2 правильная машина; 3 дисковые ножницы; 4 петлеобразователь; 5 натяжное устройство; 6 наматыватель

6 Устройство дисковых ножниц Валы ножниц последовательно набирают из разделительных втулок и режущих дисков в соответствие с раскройной картой

7 Параметры слиттерных линий: максимальная масса раскраиваемого рулона ширина и толщина раскраиваемой ленты минимальная ширина получаемого штрипса (узкой стальной полосы) скорость подачи ленты суммарная мощность реза наличие узла поперечной резки

8 Производители слиттерных линий: Украина: «Финпрофиль» (Печенеги, Харьковская обл.), завод «Эверкон» (Чугуев, Харьковская обл.), инжиниринговая группа «Стан-Групп» (Киев) Россия: НИИ МИТОМ (Ульяновск), «Феррум-Строй» (Калининград), «Аркада-Инжиниринг» (Смоленск), «ТПК Расенич» (Москва), «НЗПО» (Новолипецк), «Ремпрессмаш» (Москва) Беларусь: «АМТинжиниринг»

9 Решение раскройной задачи 1.Классифицировать задачу 2.Изучить имеющийся опыт 3.Выбрать метод решения 4.Разработать систему 5.Внедрить в производство

10 Задачи рационального раскроя Изучением таких задач занимается дисциплина исследования операций (Operational Research) Родственные задачи: задачи рациональной упаковки, задача о ранце и т.д. Являются NP-сложными задачами комбинаторной оптимизации

11 История вопроса (1) 1.Работа Л.В. Канторовича «Математические методы в организации и планировании производства» (1939). «Задача формирования такого плана раскроя, который в серийном производстве дал бы минимальный расход материала в среднем на один комплект заготовок.»

12 История вопроса (2) 2. Gilmore & Gomory в работах: A linear programming approach to cutting- stock problem (1961) A linear programming approach to cutting- stock problem. Part II (1963) Multistage cutting stock problems of two and more dimensions (1965)

13 История вопроса (3) 3. Типология Dychhoff: A typology of cutting and packing problems (1990) 4. Улучшенная типология Wäscher: An improved typology of cutting and packing problems (2007)

14 Классификация изучаемой задачи Сравним с одно- и двухмерными задачами раскроя, проанализировав раскройные карты для каждого из рассматриваемых случаев:

15 Классическая 1-мерная задача Минимизируется расход по длине L 1, ширина B 1 не учитывается

16 Продольный раскрой на полосы Минимизируется расход по ширине B 2, но длину L 2 также надо учитывать

17 Классическая 2-мерная задача Минимизируется как расход по длине L 3, так и ширине B 3

18 Сравним сложности задач 1-мерная2-мернаяпромежуточная

19 1,5-мерная раскройная задача промежуточная по сложности между одно- и двухмерными задачами рационального раскроя понятие ввел Haessler в работе: A procedure for solving the 1.5-dimensional coil slitting problem (1978) получило распространение в типологиях отдельно не рассматривается

20 Методы решения задачи эвристические (линейное программирование, последовательные эвристические процедуры, гибридные методы) метаэвристические (поиск с запретами, имитация отжига, GRASP, методы эволюционных вычислений, метод муравьиных колоний, PSO) алгоритмические (линейные и степенные преобразования, переборные методы)

21 Далее предполагается: программная реализация двух метаэвристик последующее сравнении эффективности модификация для учета технологических особенностей 1,5-мерного раскроя тестирование и внедрение системы на Донецком металлургическом заводе в цехе тонкостенных труб и металлической мебели (ЦТТММ) для оптимизации продольного раскроя рулонного металлопроката при производстве прямошовных электросварных труб и профиля

22 Спасибо за внимание! В. Н. Балабанов Ю. А. Скобцов Связь: