автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Оптимальное оперативное планирование выработок заготовок из листовых древесных материалов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

МУРАЩЕНКО Дмитрий Дмитриевич

УДК 674.Х15-41.0215

ОПТИМАЛЬНОЕ ОПЕРАТИВНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ВЫРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ ЛИСТОВЫХ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.21.05 — «Технология и оборудование деревообрабатывающих производств, древесиноведение»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1989

Работа .выполнена на касЬедре технологии лесопиления л деревообработки Московского лесотехнического института.

Научный руководитель — Заслуженный деятель науки и

техники РСФСР, профессор, доктор ~технических наук А. А. ПИЖУРИН.

Официальные оппоненты — доктор физико-математических

наук М. Н. ФЕЛЛЕР, кандидат технических наук, доцент Е. В. ЖУКОВ.

Ведущая организация — Всесоюзный проектно-конст-

рукторский технологический институт .мебели (ВПКТМ).

Защита диссертации состоится « » ^.рС-е/)'/. 1990 г. в . . . . . час. на заседании специализированного совета ДО 53.31.01 при Московском лесотехническом институте.

Просим Ваши отзывы на автореферат ОБЯЗАТЕЛЬНО В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ направлять по адресу: 141001, Мытищи-1, Московской области, Московский лесотехнический тн,статут. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского лесотехнического (института.

Автореферат разослан

. 1989 г.

Ученый секретарь опециалшзиравашного совета, доктор технических .наук, профессор ЛЕОНОВ, Л. В.

Л-47602 5/1-90 г. Объем 1 п. л. Зак. 30 Т.ир. 100

Типография Московского лесотехнического института

•ч . , ,

з" —

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕГЛЫ. Постановление ЦК КПСС а Соната Министров СССР "Об улучшении использования лососырьовых ресурсов" и решения ХХУП съезда КПСС стопят пород предприятиями деропообрабатавааздй ирк.ипдшшостп задачу резкого сокращения поторь дровоспого сырья, эффективного использования оборудования и роста производительности труда.

В решении поставленной задачи ваиюе место занимает совершенствование организации'п планирования технологического процесса изготовления мебельных изделий с применением математических .методов моделирования и оптимизации на ЭВМ.' Метода математического моделирования п оптимизации в сочетании с улучшением организации производства п применением совро -:.:онного-оборудования, отвечающего игровому уров!ю развития науки и техники, позволяют значительно -увеличить произвол -стзо корпусной'мебелп. При этом, в частпости, за счет экономии лпстоешс древесных материалов ДЦ?У при раскрое, умень- . копии, сроков пров'едония технологической подготовки производства и резкого увеличения производительности раскройного оборудования снижается- себестоимость.кэбэлышх изделий и увеличивается их напуск." ■ ' .

Учитывая большое практическое- значение решения задачи оптимизации планирования раскроя ДЦ?Л на мебелышо заготовки на базе применения математически* методов и,ЭВМ, данная-работа является-актуальной. /

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка штодики оптимального оперативно-календарного планирования раскроя ДДИ на основе прп-ганзнпя методов математического моделирования и ЭВМ. Реше-:ие задачи рационального и комплексного использования иштного материала, а также наилучпей загрузки раскройного борудования и использования склада с целью снижения общих здеряек производства при выработке в хранении заготовок орпусной мебели.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработана методика оптимального аеративно-калевдорлого планирования раскроя листовых дре-эешх материалов на базе диалоговой системы программиро-

''■*'• I ' *

вания для ЭВМ. Построена динамическая оптимизационная ^тематическая модель задачи планирования раскроя; ЛДМ адекват-I но описывающая раокройшй участок как систему управления производством и запасами заготовок. Предложен обобщенный . критерий оптимизации, штшпзирующий суммарные затраты на выработку и хранение заготовок в планируемом периоде. Разработали алгоритмы решения задачи, оптимального опорагивпо-календаряого планирования раскроя ЛДЦЛ- Построена олт;:мл?а-. ционная математическая модель п разработаны алгоритмы. решения задачи планирования выработки'клееных заготовок из дз-. ловнх1 отходов ДСтП.

Анализ существующей технологии и организации раскроя ЛДМ позволил дать рекомендации по дальнейшему совершенствованию процесса раскроя и раскройного оборудования.

. 'ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Разработана методика оптимального оперативного планирования радкроя листовых дре-т весшх материалов, позволяющая осуществлять автоматизированную Технологическую подготовку производства с применением методов математического моделирования и ЭВМ. ' .

ПредлоЕонный обобщенный критерий оптимизации дает оценки затрат на выработку и хранение заготовок по сменам планируемого периода. .

Рассчитанные на ЭШ оптимальные планы .раскроя обеспечивают эффективное использование плитного материала, доводя полезный выход заготовок до 93-95$, за счет использования ' деловых отходов ДСтП. На основа этих планов мояно давать рекомендации по наиболее полной загрузке раскройного оборудования и рационального использования склада заготовок.

Результаты теоретических исследований позволили указать пути дальнейшего совершенствования процесса раскроя и раскройного оборудования.

НА. ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ: методика оперативно-календарного планирования выработки заготовок из ЛДМ; оптимизационная математическая модель задачи оперативно-календарного плани-. рования раскроя ЛДО. учитывающая все организационно-техно-^огичвские факторы цроцесса раскроя; оптимизационная мате-.,<.. • о

■ 5 ' — :V '

,этическая модель планирования выработки клееных заготовок "брпусноц кобели 'из долових отводов ДСтП; диалоговая система • тдд ЗЕ?Л сорил ЕС, позволяющая технологу непосредственно, без участия программиста, решать задачу оперативно-календарного тлаплровапия раскроя в дпалого о ЭВМ; алгоритмы рэпегшя зада-1Н оптимального ошз'ратпБпо-кайзидарного планирования раскроя I генерации схем раскроя ЛДГЛ; алгоритмы решения задачи оптимального планиропагшя выработки клееных заготовок из деловых этходоз ДСтП; пакет прикладных программ по комплексной опти-стопцпгг и оптимальному споративпо-календарному плаппровашго эаскрся ад,!.-

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Разработанная методика и 1акот приклада« програкд внедрены на ряде предприятий Млн-еэспрсма СССР.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладава-иась па: . ■ -

■ I. Научпб-технпчесппх конференциях МЛТИ в 1985...1989г.г.

2; Научно-технической конференции "Повышение эффектив -тост:: деревообрабатывающих производств", .Киев, 1984 г.

3. Научно-технической конференции -"Комплексное и рациональное использование лесных ресурсов'", Минск, 1985 г.

4. "Л симпозиуме модификации, древесины" в Польской академии наук,. Познань, 1987 г. : '' '

5. Научно-технической конференции "Научно-технический прогресс'в лесной и деревообрабатывающей промышленности", ¡Спев, 1989 г..

6."Научно-технической конференции "Модификация и защитная обработка древесины", Красноярск, 1989 г.

7. Научно-технической конференции' "Ресурсосбережение в вдрзвообработке и производстве мебели", Минск, 1989 г.

Диссертация обоудцена а одобрена на кафедрах технологии лесопиления и деревообработки, технологии изделий из древесины, автоматизации производственных процессов Московского лесотехнического института. , ' -

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано I? печатных работ. '•..'•:'

6 г-

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ.Днес^ртацня состоит из-введения, пяти глав, заключения,'списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации 21бстраниц машинописного текста, 114 наименований литературных источников и прилояений на 49 страницах..

. СОДЕРШИЕ РАЗОТЫ

.ВО ВВЕдаш обоснована актуальность теш диссертации, изложена концепция исследований по решению задачи оперативно-календарного планирования раскроя листовых древесных материалов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ приведен аналитический обзор работ, в которых даны постановки и решения задач планирования раскроя листовых и плитных материалов. '

вопросами.оптимального планирования раскроя листовых и штатных материалов успешно занимались такие исследователи ■ Как: Д.В.Канторович, В.А.'Залгаллер, Э.А.Мухачева, М.Н.Фел-!-лер, Ь.В.Бабаев, Б.А.Папрецкис, И.В.Соколов, Й,В.Романовский, О.Д.Пучков, Г.Й.Козлов, ПЛЫшорт-Р^омори- и другие.

Однако эти исследователи рассматривали задачу плшш - ■ рования раскроя как статическую, без учета'производства изделий во времени. Решение задачи в статистической постановке дает план раскроя, который учитывает только суммарные потребности в заготовках на весь пориод планирования, оставляя баз ответа вопрос о том, какие схемы раскроя, в какой последовательности и с какой интенсивностью необходимо использовать для удовлетворения "текущих потребностей в заготовках.

Решение задачи планирования раскроя условно мокно разбить на решение двух подзадач. Решение первой из них предполагает формирование множества допустимых схем раскроя, решение второй - поиск на этом ынокестве такого• его подмноаества, которое дает наилучшее решение с точки зрения выбранного критерия оптимальности.

Формирование множества допустимых схем раскроя моют осуществляться тремя различными способами: вручную, методом полного перебора всех.возможных вариантов и методами

дискретного программирования.

Ручной способ фортрссания схем .раскроя является наиболее гибким, но и наиболее трудоемким. Этот способ "не обеспечивает выполнение потребностей в заготовках па алан производства.

Метод полного поробора позволяет сформировать все мло-жэство схем раскроя. Затем, используя алгоритм скмлекс-мз -тода линейного программирования, осуществить ио:;ск па получешем шюайзство схем рдскроя оптимального решения. Этот метод И1.*еет ограниченное применение ; поскольку при большом количестве типоразмеров в спецификации не позволяет найти оптимальное решение за приемлемое время даш при использовании современных быстродействующих ЗБМ.

Использование методов дискретного программирования дает возможность совмэ стать -поиск оптимального ранения задачи планирования раскроя с формированием /г о i i g р о г : : ; ей/ множества допустимых схем раскроя. Бто? метод называется методом генерации столбцов. TaitÉ.t образом, этот метод обеспечивает направленное фор;,-ированиэ множества. оптмлэлышх схем раскроя.

Рассмотренные методы планирования, раскроя обладают тем существенным недостатком, что рассматривают производство -заготовок как статическую систему и оплскваят ее статпстичео -шли моделями.. Эти модели не учитывают производительность раскройных линии, текущие потребности в заготовках, наличп-з ' производственных-площадей для-храпения.заготовок, затрат на выработку и хранение заготовок до момэнта пх потребления в дальнейшую обработку.,

В данной работе технологический процесс раскроя рассматриваемое как система управления запасами заготовок .. -Иными словами, задачей планирования раскроя является поичк стратегии выборя объемов запасов и моментов их пополнения., обеспечивающих минимальные суммарные издержки на выработку и.хранение запасов по всем промежуткам /сменам/ планируемого периода.

. Сложность реализации моментов пополнения запасов обусловлена рядом причин, основным из которых являются еле-

—. о

¿увдпэ: I/ разшщашэ 'разнотипных, заготовок с различиями'по-трэбдостямя в них в одну с*ему раскроя;' 2/ ограниченно на число переналадок раскройной Линия; 3/ ограничение на производительность раскройной линии; 4/ ограниченно на вместимость склада заготовок; 5/ различие в пнтонсгашостях потребления /спрос/ заготовок различных типов.

. В,качестве основного критерия эффективности раскроя вы-, ступав^:. критерий, отрававщий. сушу всех затрат на выработку и хранение заготовок по смэнам планируемого периода.-Эту сумму составляют затраты на плитный материал, затраты по использовании раскройной линии, затраты на оплату тр/да и винувдзшшх простоев основных п вспомогательных рабочих, so-, траты па храненпэ заготовок до момента их потребления в . . дальнейшую обработку. Затраты на храпение заготовок, в своп очередь, состоят из затрат на содержание запасов заготовок на складе ц потерь от связывания /ишзбялкзащш/ оборотных,, средств в этих запасах. . .

Лрш осуществления раскроя в настоящее ■ время все больше распространено находят автоматизированные 'раскройные лилия, в которые наряду с форыатно-оброзш.® станками входят тшшэ автоматический загрузочные; разгрузочшю, сортировочные к шхабилнруЕЩиа устройства. Управляются раскройные линии с ноаопдо микропроцессоров и управляющих'ЭВМ.

Высокая пропзводагалъность раскройной-шиши обеспечивается за счет большой скорости прямоугольного и ускоренного обратного хода раскройной пили большой высоты пакета . одновременно раскраиваемых плит, который ыоеэт достигать 200 ш, a Tai: se. за очат совмоацшия во врешни различных , раскройных операций:, раскрой шшт на полосы, раскрой полос на заготовки н раскрой головных частой.

В соответствии с цольо, постовленной в диссэртацпонной рабохо, сформулированы следушие задачп исследований:

I. Разработать нзтодику решзния задачи оптимального оперативно-календарного планирования раскроя ЛДМ.осно- • ванную на методах математического моделирования о применением ЭШ. ' ',■.'•■'..":

2. Разработать бптшлизационнув иатейатичаскуо'иодель задачи оперативно-календарного гтяпроваиияраспрояЛДМ.

3. Разработать алгоритма решения задачи оптимального, опораттшо-календаряого планирования раскроя листовнх древес- . пых материалов. 1 ■ . ..' ; • . : .

• ' 4. Разработать методику п алгорзттл! об реализации для оптимального планирования выработки ктзошпс: заготовок из деловых отходов ДСтП.

5. Разработать диалоговую систему,.позволяющую решать задачи планирования выработки заготовок /цельных и клееных/ в диалоге о ЭВМ на языке, близком к остествопноцу.

■ 6.' Пропасти анализ функционирования разработанного про-грамшого обеспечения в производственных условиях.

7. Дать рзкомэндации по дальпейшегду соБвраепствованию процесса раскроя и раскройного оборудования, о целью повышения е.гр производительности и улучшения качества'раскроя.

ВО ВТОРОЙ . ГЛАВЕ , дапа постановка задачи оптимального оперативно-календарного планирования раскроя листовых .древесных материалов.. Разработана, обобщенная математическая ' модель для решения отой задачи. '. ' . •'■'.'. '

V Задача планирования раскроя листовых древесных материалов в условиях крупнооерийного и массового производства, опи -снвается'математйческой моделью линейного;программирования . Эта модоль описывает смстп;-/ управлений' выработкой, и запасами -заготовок,по- прокегуткгм /смзкагд/ планируемого периода.

. Для решения задачи планирования раскроя в'рассматриваемой постановке задается спецификация заготовок /длина, ширина' и число типоразмеров/, огшдаемое потребление заготовок /спрос/ по,промежуткам планового периода, размеры исходного материала, количество' промеяутков. в .плаотруемом периоде,начальные и конечные запасы'' заготовок каждого типоразмера , предельно' допустимые уровни запасов заготовок, тип.раскройного оборудования, число; одковремешго работающих'раскройных линий, стоимость одного чаог, машинного времени работы рас-

кройаой лашя» затраты на хршюш» одной заголовки-в точение одной скояы. •

В качество обобщенного критерия оптимизации при решении данной задачи выбрана сумма затрат на выработку и хранение заготовок по сковам планируемого периода. Зга сумма включает в себя затраты, связанные с работой раскройной линии, оплату производственных рабочих, затраты на плитный материал и затраты на хранение запасов заготовок. Затраты на хранение запасов заготовок по сменам планируемого периода складываются из затрат на содержание запасов н потерь от связывания /иммобилизации/ оборотных средств в этих запасах.

Другим критерием оптимизации является число раскраиваемых плит в течение всего планируемого .периода. Ирнмзнониа этого критерия оправдано тем обстоятельством, что затраты на плитный материал могут на ряде предприятий доходить.до 90 и более процентов от общей сума затрат на внрабо-пгу и хранение заготовок. ....

Ч качестве ограничений в рассматриваемой задаче выбраны следующие: I/ ограничения на'площади буферного -склада заготовок по сменам планируемого периода; 2/ ограничения на потребности в заготовках по сшнам планируемого периода; 3/ ограничения на проделыше уровни запасов; А/, ограничения на эффек- -тлвное время смолы /производительность.раскройных линий/. .

ТРЕТЬЯ ГЛАВА ' посвящена разработке оптимизационных математических моделей задач оперативно-календарного планирования раскроя листовых древесных материалов и планирования выработки клееных заготовок из деловых' отходов ДСтП. •

Комбинаторная природа задачи.оперативно-календарного планирования раскроя, связанная с норобором большого числа допустимых схем раскроя, приводит к необходимости строить множество оо дояуотшк решений на двух уровнях, Нинаий уровень отразает процесс формирования /генерации/.схем рчекроя, ворхний уровень - динамику выработки, потребления, хранения заготовок и ыошт. описываться моделями линейного программирования.

Сложность решения этой задачи заключается в ее большой , размерности. Поэтому она не могот быть решена с применением только симплокс-матода. Элективным средством решения данной

задачи является метод декомпозиции, который позволяет построить решение Есей задачи в виде решения координирующей задачи т подзадач, используя механизм двойственных оцепок. При этом тля ре'ленпя координирующей задачи но требуется явное задание элементов технологической матриц. Эти элементы формируются три решении подзадач, то есть при генерации схем раскроя. Ите-зациошшй процесс, решения координирующей задачи и подзадач мо-:от закончиться, если будет выполнено соответствующее условие жтпмалъностп."Ответ па Еопрос о необходимых и достаточных ус-ювпях существования оптимума дает теория Куна-Таккера.о сед-ювсй точно функции Лагранна.

Оптимизационная математическая модель задачи оперативно-;алзпдарного планирования раскроя листовых древесных материа-юв мог.зт бить представлена■ в явном виде следующим образом. .

Критерии оптимизации:

, I. Минимум используемого плитного материала Гч '(: ■ I г Р1-с з

ЕЕЕЕЕ^п-^^ со

С=1 К'1 j=i 11-1

2. Минимум суммарных затрат на выработку и хранение ¡агогсвок ■

НЕЕ (с>ЕЕЕач'"'«+

■И- е=х к:=1 j=i

Ограничения модели

1. Ограничения на вместимость склада заготовок по сма-ам планируемого периода

т t х д ■- • '

№+Е(ЕЕЕа^^-гз)

2. Ограничения на уровни запасов заготовок по сменам ланируемого периода

1 ? У« а кч е-1 м 1 , '

г'»ми т! . * ту тах И . 4 / /л; ,..,47.

3. Ограничения на лимиты времени работы раскройных линий

& р) ■

1Р / £ ~ 1 ¡ч ч .

4. Ограничение на число переналадок раскройной линии.в скену - ''".'Л':-"'./ '■

^е ^ КГ, (б)

, Параметры и переменные модели:

й-цке-п л число заготовок 1 -го типоразмера .в ^" -й схеме раскроя, раскраиваемой на 6-й раскройной линии, в • к: -в смену из плит И -го типоразмера шт /0...99/; ¥г( - число заготовок I -го типоразмера в штабеле /0...99/; С^п -.за -траты на выработку.заготовок по ] -й схеме на .6 -й раскройной ' линии из шшт И -го типоразмера р. /0...99.99/; Сз - затраты на хранение одной заготовки в течение одной смены р./0...99.99/ Х/кен- интенсивность использования .]-й схемы раскроя, в)С -в смену, на 6 -й раскройной линии из плит П.-го типоразмера ;. Т - число смен в планируемом периоде /горизонт планирования/ 71...30/; X. - число одновременно работающих раскройных линий /I... 4/; Уке- число схем раскроя, используемых в ус-ю смену на е-й раскройной линии /0...99/; д - число типоразмеров плит I.. .10; Ш - число типоразмеров заготовок в спецификации Д...300/; 31 - площадь, одной заготовки, М2; - начальный запас I -х заготовок /0...999999/; 1* - текущий запас С-х заготовок /0*... 999999/; ¿¿к- ожидаемый спрос на 1-ю заготовку в УС-ю смену шт. /0...999999/;... Л - коэффициент заполнения площади склада /0<Л<1/; £> - площадь склада заготовок. И ;

г »«Си -у ТП&* ' .* "

и , ¿и ~ предельные уровни запасов I -х.заготовок в 1 -ом променуткэ планируемого, периода, шт. /0...999999/; \

■Тп£ '.-.время .одной переналадки станка .при переходе^ повой схема раскроя,1.ЕП./О...60/; 1ц]г-время цикла обработки плит по -й схеме раскроя на в-й раскройной липли,мин./0...10/;

Ас - число одновременно раскраиваемнх плит на 6 -й раскройной линии,ст./1...99/; То - продолжительность одной смени :.•::!!./ То =480/; Тце- врог/л кэпроизводятелышх потерь на 6-й раскройной лгапга з с?.:эпу,мпн./0.. .60/; - максимально до-пустагоо число переналадок & -й раскройной линии в смену /1...20/.

Ни нексторцх мебельных предприятиях Советского Союза в целях более полного использования ДСтП.осуществляют склеивание некоторых мэбодышх деталей из мелких заготовок,получен-•шх в результате, раскроя деловых отходов.- 'Отсюда возникает задача планирования выработки клееных заготовок из деловых огаодов ДСтП,оптимизационная модель которой монет быть представлено в ввдо.

'.Критерии оптимизации

1. Минимальные суммарные отходы при раскрое

/ У, Хеп • №

е-/' и=1

2. Мшпшалышо затраты, связанные с внработкой клееных

.. - — 14 — ■ '

Параметры п переменные модели: , &п.е - величина остатка по Н -й схеме раскроя деловых отходов б -го типоразмера /0...1/; ОСгп- число деловых отходов 6 -го типоразмора, раскраиваемых по ег-й схеме; т. -число типоразморовг.клееных заготовок Д...100/; число схем сборки С -й клееной заготовки /1...99/; коли -

чество клееных заготовок 1-го типоразмера, собранных по схеме; <Х(сйп. - число мелких заготовок К -го типоразмера,вырабатываемых из &-го. делового отхода, по ¡ъ-й схеме раскроя /0.. .99/; Р^-количество мелких заготовок, вошэдшлх о/ -ю схему сборки 1-й клееной заготовки /0...99/; 3)е - количество деловых отходов в -го типоразмера /I...999999/; [_, -число типоразмеров деловых отходов /I...999/; В'/"" граничные потребности в клееных заготовках -го типа -/0...999999/. •.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА . посвящена разработке алгоритмов решения задачи оперативно-календарного планирования раскроя листовых древесных материалов и.планирования выработки клееных заготовок из-деловых обходов ДСтП.

Для решения задачи планирования раскроя листовых древесных материалов разработан алгоритмизирующийся на прямо-двойственном" методе решения задач линейного, программирования.Зтот алгоритм сочетает в,себе поиск оптимального решения задачи п.щ нирования раскроя с формированием элементов технологической штрицы /генерацией схем раскроя/. .

Поиск оптимума-при решении задачи планирования .раскроя основан на многократном решении ограниченной прямой задачи с таким расчетом,чтобы полученные в результате ее решения двойственные оценки использовать для уточнения двойственных оценок основной задачи. Уточнение оценок .идет до тех пор, пока сумма невязок основной задачи не станет близкой к нулю /ме тод сокращения невязок/.

Формирование элементов технологической матрицы /генерация схем раскроя/ осуществляется методами дискретного программирования. В этом случае формирование схем раскроя эквивалентно решению трех задач-о ранце с булевыми переменными. Укладка заготовок в полосы решается как многомерная задача о ранце.Задача укладки полос по ширине и укладки заготовок в область го -ловких разов, решаются как одномерные задачи о ранце.В качества весовых коэффициентов целевых функций рассматриваемых задач вы-

ступают двойственные оценки основной /координирующей/ задачи планирования раскроя.

Решение задачи о ранце с булевыми переменными осуществляется с использованием алгоритмов, основанных на методе вотвей л границ. При этом для оценки верхних границ текущих рбшепий для прекращения дальнейших ветвлений применяются алгоритмы решети двойственных задач.

Задача оптимального планирования выработки заготовок из деловых отходов ДСтП решается в два этапа. На первом этапе, используя метод сокращенного перебора вариантов укладки заготовок .форшруется множество допустимых схем раскроя деловых отходов. На втором этапе - на построенном множества схем раскроя осуществляется поиск оптимального решения всей задачи с учетом выбранного критерия оптимальности.

Задачи оптимального оперативно-календарного планирования раскроя и планирования выработки клееных заготовок деловых отходов ДСтП решаются с применением пакета прикладных програта 1П АСУ. '

ПЯТАЯ ГЛАВА посвящена применению разработанной методики и математического обеспечения задач планирования раскроя и выработки клееных заготовок из деловых отходов Д0т11 в производственных условиях.

' Математическое обеспечение построено в виде диалоговой системы программирования. Для взаимодействия с этой системой в процессе решения задач разработано специальное "меню" технолога. -Это маню позволяет технологу формировать с экрана дисплея исходные данные для решения задач, следить за ходом решения на ЭВМ и выводом результатов на экран дисплея или на пе-?ать.

Рассмотрен пример решения задачи планирования раскроя в троизводотвенных условиях. Для этого были подготовлены все необходимые исходные данные, в том числе: стоимость одного -шеа гашинного времеяи работы оборудования, стоимость храьэнля од-гой заготовки в течение смены, спецификации: заготовок, разрезы плиты и т.п. Данные для расчетов были взяты на ШЛО, "РОССИЯ"

По результатам расчетов были построены графики зависимос-'ей загрузки оборудования п вместимости склада заготовок по ■■менам планируемого периода. -

~ 16 -т-

Построоны графики зависимости производительности раскрой-пой линии от времени цикла раскроя одной, пачки длит , числа одновременно раскраиваемых плит Д и эффективного времени смены Тэ . Из этих графиков следует, что наибольшее влиянио на производительность оказывает величина , с со уюньшэнком производитольность резко возрастает. На второй мосте стоит ьо-лзчппа А .

К основпым направлениям дальнейшего сййорвонотзованця процесса раскроя ластовых древесных материалов могло отнести следу щио:

1. Полная автоматизация процесса раскроя.

2. Автоматизация технологической подготовки производства п управление раскрооы на базе персональных ЭВМ.

3. Включение сиотош планирования и управления процессом рзгкроя в общую систем планирования п управления тохнологи-чзмшма процессами -табельного предприятия.

дщш Еывода и рехсшщщш.' .' .

1. Задача оперативно-календарного планирования раскроя листовых дровошшх материалов является составной частью общей проблемы оптимального планирования,и управления мебельными и дэревообрабатнваявдшн предприятиями.

2. Разработана методика оптимизации оперативно-календарного планирования раскроя листовых древесных материалов на базе диалоговой .систош для ЭКД сории ЕС. •

3. Обосновано создание системы математического и программного oбecпoчaíraя по решению задачи опоративно-калондарного планирования раскроя с ориентацией постановки на конкретную' технологгоэ, а также существующее и перспективное оборудование. Обоснован оптимизационный подход к решению поставленной задачи, с точки зрения обобщенного критерия оптимальности, как минимума суммарных затрат.,

4. Построена оптимизационная математическая модель задачи оперативно-календарного планирования.раскроя листовых древесных материалов, учитывающая все организационно-технологические фактора раскроя. •'.''• -.

5. Разработаны вычислительные алгоритмы решения задач га-нграции схем раскроя-с применением методов дискретного прэграм-

ыпровшпя п вдьЬироЕадЕЯ хпрзйогкп заголовок со сшвдо ил&>:п-руемого периода'.

6. Разработана сптпмпз ацконкая математическая модель п алгоритмы ропонпя задачи планирования выработки клоопих заготовок из деловых отходов ДОтП.

7. Разработала диалоговая система, позволявапя осукзст::-лять техполсиггескуя подготовку производства заготовок з аро-посоз гнтэрактиадого взашюдзйсг-лйя о ЭБ1.1.

8. Пркмзнешю разработанного программного обеспечения решения задачи позволяэт разно сократить сроки тахнолокпэс-

'кой подготовки производства и ушньшлть суммарные издержки производства за счет повышения полезного выхода заготовок и рациональной загрузки оборудования. 1

9. На основании результатов проведенных исследований получаны зависимости производительности оборудования от его функциональных возможностей и организации производства.

10. В соответствии с полученными в диссертационной работе результатам определены направления дальнейшего совершен -ствоваяия процесса раскроя и раскройного оборудования.

11. Разработанная методика и программное обеспечение ила~ ■нпрования раскроя лзстоеых древесных материалов апробировали

в условиях реального производства на ряде предприятий Плндео -прома'СССР. Так, 'например, на Ш.Ю "Ворошиловграда бзль^ полу -чен годовой экономический эффект в размере 103 тыс.р.

Основное содерзанпе диссертации изложено в следующих опубликованных работах:

1. О математической модели формирования щитов из древесных отходов ДСтП // Повышение эффективности деревообрабатывающих производств. - Киев, 1984. - с.61-62. /В соавторстве с Козловым Г.И./.

2. Оптимальное оперативное планирование раскроя плитных материалов па мебельные заготовки // Комплексное и рациональное использование лесных ресурсов. - Минск, 1985. - с.271-272.

3. Алгоритм оптимизации формирования щитов из деловых отходов // Сб.научн.тр.ДШТИ. - 1985. - Вып.170. - с.26-28.

4. Оптшальноа оперативное планирование выработки заготовок из древеснострувэчных плит // Модификация.древесины.- Поз-ноль /ПНР/, 1987. - 231-235.

5. Автоматизированный расчет оптимальных планов раскроя ДСтП и деловых отходов на ЭШ // Сб.науч.тр.ДШТИ. - 1986.-Вып.178. - с.10-12. ,

6. Пришнониа прямо-двойственного метода к решению задач оперативного планирования в деревообработке.// Депонирована во БНИПИЭИлеспром. - 1987. - Деп. - 7 с.

7. Опоратпвно-калэндарное планирование раскроя лпстошх древесных материалов // Ж.Деревообрабатывающая промышлешюсть.-1987. - й 7.-C.I5-I7./B соавторства с Лпжуриным Л,Л./.

8. Алгоритмы годэрации схем раскрол листовых древесных материалов // Сб.науч.тр.Д'Лта.-1969.-Вып.214.-с.23-27.

9. Ьланированпо раскроя кусковых отходов ДСтП для выработки клеошдс заготовок корпусной шбеди // Научно-технический прогресс в лоспой и дэрэвообрабатываэдой про:дшленнссти.-Киав,1989. - с.16 /в соавторстве с Пижуршшм A.A./.

10. К применению прямо-двойственного метода решения задачи оперативно-календарного планирования раскроя листовых композиционных материалов // Модификация и защитная обработка древесины. - Красноярск,1989.-с.35-39 /d соавторстве с Ппзуриным A.A./.

11. Результаты работы по созданию математического обеспечения системы автоматизированного проектирования корпусной мебели // Ученые вузов народному хозяйству. - Москва, София. 1989. - с.46-49 /в соавторстве с Пиг^ршшм A.A. и Крыло -им Г.В./.

12. К расчету производительности .линий раскроя листовых древесных г.:пгариалов // Ресурсосбережение в деревообработке и производстве мебели. - Шнек, 1989. - о.58-59.