автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Разработка ресурсосберегающей технологии производства и раскроя дублированных текстильных материалов для обуви

¿ООНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЛЕГКОЙ ПРОШШЛЕНШСТИ

6 ОД

5 ДПР 19^3 ^ пРавах ру101™011

БОЙШ ЛАШСА АНАТОЛЬЕВНА

РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОПШ ПРОИЗВОДСТВА И*5® РАСКРОЯ ДУБЛИРОВАННЫХ ТЕКШЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОБУШ ,

Специальность 05.19.06 "Технология обувных и коягалантерейнкх изделий"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических нау'с

}&сква - 1993

Работа выполнена а Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Карагезян Ю.А. Научный консультант -кандидат технических наук,

Президент концерна "Интерленпром" Алексеев Ю.И. Официальные оппоненты :

- доктор технических наук, профессор ШиШ Фомина Т.Т.

- кандидат технических наук, доцент Р31ТЛП Бернштейн М.М.

Ведущее предприятие: С.-Петербургская обувная фабрика "ВМКГ0Б1Я

Запета состоится " Щ " апреля 1953 г. в /{? час, на заседании специализированного совета Й. 055-ОЪ2..0Ь при псковской государственной академии легкой промышленности.

Адрес; 113806, ¿ОСКЗА, ул. Осипенко, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке псковской •государственной академии легкой промышленности.

Автореферат разослан "

Ученый секретарь специализированного совета

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.' В современных условиях развития обув-юй промышленности особенно необходимо настойчиво добиваться ра- • зонального и экономного расходования всех ресурсов, снижения потерь, ускоренно осуществлять переход к ресурсосберегающим и 5езотходным технологиям.

В обувной прмьлдленности основные пути дальнейшего снижения расходов материалов ¿вязаны с совершенствованием всех этапов пла--шрования, производства и реализации обуви.

Среди современных материалов для обуви затаое место^ занижают ткани и искусственные кожи, пригоняемые для изготовления деталей верха , подкладки, промежуточных и вспомогательных деталей. Использование многослойных текстильных материалов- дублированных к гримированных- позволяет ускорить сборку отдельных узлов обузи и тридаёт ей новые свойства: повышенную водостойкость и формоустой-члвость, применение* в качестве проые.-зуточдаго слоя поролона улуч-пает комфортность готовой обуви. Увеличение выпуска обуви с верхом лэ дублированных а трлплированных материалов выдвинуло на первый 1лан задачу рационального использования материалов на всех стадиях ■гроизво детва; от дублирования текстильных основ до раскроя матери-яла, включая этап формирования ассортимента тзкетильных основ для дублирования.

Преимуществом раскроя текстичьных материалов является стандартность их размеров л формы, что позволяет проводить предварп-гельный лабораторный анализ раскройных свойств моделей, выбирать наиболее рациональную схему раскроя с учётом ширины ткан,;. 3 связи 2 широким ассортиментом тканей, используемых в производстве дампированных текстильных материалов, значительны?-!-: потерями матзр.га-за, возн1ка'ощ;:м;1 ¡;з-эа разнолыр.щности тканевых основ, назрела не-

обхоцимость создания научны- обоснованных ...етодов подбора тканев-г осьч/В по ширине % производстве дублированных материалов и на оснс заранее определяемой ширины дублированного материала проектировач раскрой.

Уровень развития прикладной математики позволяет создать рас чётные методы подбора тканевых основ по ширине на основе критер; минимизации стоимости отходов, а также методы проектирования рад1, нальных схем раскроя дублированных текстильных материалов с учёч их ширины, а широкая компьютеризация предприятий даёт возможност! реализовать вычислительный процесс в автоматическом режиме.

Настоящая работа направлена ьа созда.ае ресурсозберегашцей < нологии производства дублированных материалов и посвящена создан; научно- обоснованного метода выбора тканей на основе критерия ыш ыизации отходов из-за разношпринности тканевьк основ, а также рг работке метода расчёта схем раскроя для дублированных текстильш материалов с учётом их ширины.

Цельв работы является создание расчётного метода выбора тк! невых основ по сирине для производства дублированныхматериалов ; катода расчёта схем этих материалов на основе знания ширины.

Исследования вкдючапт:

г

- анализ свойств и технологии производства дублированных те] стильных материалов;

- исследование причин возникновения отходов текстильных дубл) роваиных материалов и факторов, влияющих на рациональное использ( ние этих' материалов;

- анализ существущих экономике- математических методов репе! задач оптимизации и разработку экономико- математической модели ресения задачи опт;игизации подбора тканевых основ по ширине;

- разработку л обоснование метода / алгоритма поиска оптима

ioro решения при подборе тканевые основ;

- создание прикладных программ для решения з автоматическом зеяиме задачи оптимизации выбора тканевых основ на основе минимиза-дии отходов по ширине;

- разработку методики выбора оптимальных вариантов дублирова-1ия на основе критерия физико- механических свойств дублированных текстильных материалов;

- создание методики оптимизации раскроя дублированных текстиль-шх материалов на основе расчёта параметров совмещённых деталей, зон, секций и схем раскроя;

- производственную апробацию результатов и внедрение в промыш-:енность. *

Научная новизна. Впервые разработан метод планирования ресурсосберегающего ассортимента для производства дублированных текстиль-гах материалов; предложены критерии эффективности, позволяющие оце-мть преимущества toro или иного варианта совмещения тканевых основ.

На основе анализа математических свойств функции цели и области допустимых решений впервые разработана экономико-математическая модель решения задачи оптимизации подбора тканевых основ по ширине, 'азработан алгоритм и падет прикладных программ, позволяющих реализовать вычислительный процесс решения этой задачи с представлением зсех возможных комбинаций совмещения тканевых основ л выбора оптимальных на основе критериев минимизации стоимости отходов и качест-за дублированных материалов. Разработана л исследована математи-*ес:сая модель раскроя .дублированных текстильных материалов с учётов ;х ширины, получены все технологические решения секции раскроя.

Практическая значимость. Созданы и внедрены системы оптимизации гадбора тканевых основ по ширине пр.: дублировании, а такте системы штпмпзации выбора - схем раскроя дублированных текстильных "ат-зр/ало", 'i

-б-

позволяащпе значительно сократить отходы текстиля, повысить эффек т,;вность производства текстильных дублированных материалов.

Расчётный метод позволяет находить оптимальные варианты совмещения тканевых основ, а использование прикладных: программ знач;; тельно облегчает и ускоряет эту работу. Расчётный метод выбора оп тпмальных схем раскроя с учётом ранее определённой пыряны матерка значительно повышает эффективность подготовительного этапа раскро ного производства.

Экономический.эффек; от внедрения оптимальных вариантов совл: щения тканевых основ на С.-Петербургской обувной фабрике" Виктор составил в 1992 году 100 тысяч рублей.

Апробация работы . Материалы работы доюжены и одобрены на н учно- технических конференциях 19Э1, 1992 годов в городе Шахты.

Объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, п глав, выводов, списка литературы и приложения, содержит 150 стран машинописного текста, 2.7 оригинальных рисунков, 46 таблиц. Библиографический список включает 93 наименования.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубллко ваны 4 печатные работы.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность теш диссертационной ра сформулированы цель к основные задачи исследования.

В первой главе дан обзор к проведён анализ литературных ис ннков, в которых освещены технологические особенности производств л раскроя дублированных текстильных материалов, а также рассмотр основные причины возникновения отходов текстильных.материалов в у ло&/.ях производства. Аналлз показал, что на основе современного

ня развития вычислительной техники аозмозко решение задачи соз-я ресурсосберегающей технологии производства л раскроя цублкрэ-ых текстильных материалов.

Работы Л.В.Канторовича наметили общий подход к репскиэ задач мизацип раскроя промышленных ^материалов.

Значительный вклад в разработку расчетных катодов планирования мального раскроя обувных материалов внесли Г'.П.Пспирян, Ю.П.Зк-Б.Л.Ьле.н, А.Н..'¿алнта, 0.0.Яковлева, 3.А.Скатерной и другие. Однако задачу планирования оптимального раскроя обузньк дубли-нных текстильных материалов следует начинать с зыбота наилучших

'о л

антоз совмещения тканевых основ по пирнне с целью минимизации отв из-за разнсширлнностл. Решение этой задачи позволит не только ■атить затраты на текстильные материалы, но и лослукит исходно:! рмацлеи для поиска оптимальных схем совмецен"я деталей-з завис;:-" "л от ширины раскраиваемого материала. Зо второй главе дано решение задачи выбора рациональных зариан-совмещения тканевых основ прл .дублировании. На основе теоретических положений решения задач оптимизации, а :е ассортимента текстильных материалов,используемого на Санкт-рбургской обувной фабрике "Виктория" л Концерне "Скороход", и 'а этих предприятий сформулированы основные условия и ограничения.

Являясь задачей линейного программирования, данная задача имеет ггэ выбор наилучшего по принятому критерия варианта совмещения [евых основ. При этом основным критерием оценки эффективности ;ого варианта является минимальность стоимости одного погонного >а отходов из-за разношлр-чнности тканевых основ.

Скономпко-математическая модель задачи мо^ет быть представлена :ц:-.ей цел-;:

р =• С^ т'ш

<)г

при следующих ограничениях:

I,.еслл отходы минимальны, О- в противном случае,

где - факт, свидетельствующий о дублировании с минимумом

ОТХОДОВ ("••-' ^ - ......-------- !п..~п \

Для рэшешш данной задачи необходима матрица показателей, х; теризугацих не только возможность и .невозможность создания комбкш материалов для дублирования, ко и позводящая произвести ккол'лче! нус оценку этих комбинаций. Размерность матрлци определяется кол;

Реаение экономико-математической задачи выбора оптимальных I рлантов совмещения тканевых основ при дублировании с целью минкм, цил отходов заменяет производственный эксперимент. Результаты рас та располагается в порядке возрастания стоимости отходов, прецстг ляатся на диаграммах и служат основой для планирования ресурсосбе щего ассортимента дублированных текстильных материалов,(рис.2).

Оптимальный является тот вариант, при котором стоимость отхс из-за разнопирлнности тканевых основ минимальна.

Созданы программы для ЭВМ, позволяющие реализовать решение п ной задач»: выбора в автоматическом режиме (рис.З).

Третья глава посвящена исслецованлю полученных расчетным пу вариантов совмещения тканевых основ при дуб/, ровании., с целью ви кен*я пригодности лх к использованию в производстве обувл. Основн критерием прл атом выбранны ф/.злко-механлческле свойства дублеров ннх текстильных материалов: прочность связл слоев, прочность прл рае и удя.:кен<е при разрыве. На основе элементарных проб тканей,

чеством ы

материалов лицевого ( * ) и подкладочного ( £ ) слоя (р:

Материалы Материалы подала дни

лицевого слоя в, в2 ... 4

А • • » • » » у

... • * * У

• • • * 0 » • 9 • . . . • • * ♦ « •

Ф . . . . . . » • • » • »

• < . * . »

Рис. 2. матрица исходных данных задачи оптимизации

пшенных в лабораторных условиях с соблюденлем технологического н/а производства дублированных материалов л с учетом наллу-сг-.х четных комблнацкй совмещения, бнлл гхследованы ^'з свойства дублированных материалов. Оценка, достоверности результатов эксперимента прэво1.:лась нь эве метода катематлческой статистлка, пр.; этом бьил ..ипэ-ьгог-о^з грамма для млкрокаькулятора БЗ-34.

Анализ результатов эксперимента позволил внэстл лоррект^роБ/.у /,аграмму наллучшлх вариантов соЕмеденля тканевых основ по кр.-.те-мкнлмальности стоимости отходов. Таким образом, окончательным герием оценки пригодности к использованию том или лио?. комбинат;.. зется качество получаемого дублированной матерлала.

Глава четвертая посвящена оптимлзацлк раскроя текстильны--; ду5-эванных материалов.

Выбор оптимальных вариантов совмещения тканевых основ пр.; луб-звании позволяет заранее спрогнозировать шлрнну дублированного гадала, что значительно облегчает дальнейший раскрой,позволяет рас-гать возможные отходы, научно обосновать наиболее оптимальные для -юй ширлны ткани схемы раскроя с целью минимизации отходоь. Математическая модель раскроя дублированных текстильных матерла-на детали обувл состоит лз пятл задач:

- расчет параметров совмещенных деталей методом интерполированля;

- формирование секцил раскроя;

- расчет зон раскроя с использованием методов комбинаторики;

- расчет секций раскроя на основе методов линейного програчмлро-\я;

- расчет схемы раскроя, приведенный к задаче целочлеленного гфаммнрозанля.

Геометрическая модель совмещенных деталей разработана с учетом

Г НАЧАЛО)

Г

ввод

СТРОК-М, СГОЛБЦОВ-А/у МАТРИЦЫ-С(Ы)

ПЕЧАТЬ МАТРИЦЫ

¡ПРИВЕДЕНИЕ МАТРИЦЫ ¡ПО СТРОКАМ И СТОЛБЦАМ

X

! ПЕЧАТЬ :ПРИ6ЕДЕНН0Й МАТРИЦЫ

НАХОЖДЕНИЕ СУММ И СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ В 1 СТРОКАХ И СТОЛБЦАХ

! ВЫЧИСЛЕНИЕ ■ ¡ОТКЛОНЕНИЙ ОТ СУММЫ I СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ

И

ПЕЧАТЬ МАТРИЦЫ ОТКЛОНЕНИЙ__

ЗЫБОР МАКСИМАЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИЯ

( КОНЕЦ

ИСОЮЧЕНИ'ЁСТРОК СТОЛБЦА С МАКСИМАЯЬ ОТКЛОНЕНИЕМ ИЗ РАС1

И

ПЕЧАТЬ ПОЛЬГЧЕНЬ МАТРИЦЫ____

Р.1С. 3. Блок схема решения задачи оптлмлзацлл подС тканевых основ по ширине

риентации относительно ширины и длины схемы раскроя и включает енования, размер детали в метрической системе, порядковый номер ера в серии, количество первой, второй- деталей в пркмоуголън рвой на пару обуви, площадь деталей определенного размера:

Получены все технологически допустимые зоны раскроя для кат.до" ;ии на основе использования полного перебора прямоугольников 1ещенных деталей на заданной ширине с помощью комбинаторики.

Перечисление исходных зон раскроя из одиночных и паросочетан.:'; юугольников совмещенных деталей выполнены с помощью графа, вер-1И которого являются порядковые номера прямоугольников одного -: размеров. Упорядочение зон раскроя осуществлено по убыванию (ента использования ее площади.

Целевой функцией оптимизации секции раскроя является длина се:---без отходов по длине материалов.

На основе использования расчетных секций раскроя разработана вая функция длины схемы раскроя:

V

п

Уравнения ограничений функции на потребность деталей:

На основе рассчитанной ширины настилов дублированных текста ньгс материалов рассчитываются схемы раскроя»Получены формулы цл* -у та. числа повторения циклического шага зоны раскроя по ширине, .чество деталей по ширине л длине, длины настила, показателей ; раскроя - процента использования л норм расхода материала на па] Обув.'..

■ лава пятая посвящена расчету веллчлны отходов, образующих« ..з-за разноеф.:нности тканевых основ дублированных материалов:

где 111^- илрина отхода, см;

0^4- ~ оптовая цена за один погонный метр текстильной о

л-.^цей в отход, руб; Шио<- исходная пирона текстильной основы, идущей а отх Л главе рассчитан экономический эффект от внедрения метод.: Сэра оптимальные вариантов совмещения тканевые основ с целью сок н..я отходов лз-за .х разнотлрлнности.

_ 15 _

ВЫВОДЫ

1. Анализ литетатупгах источников показал, что про6лрмр ^окт-шя отходов текстильных материалов при таскпор в последние ролу ?лялось большое внимание. ^о при птом нр учитывалось, что значитывай пропент пт«х отходов закладывается го начального в проттрсср эиэводства дублированных текспитьнух материалов - отходу из-за шошринности тканевых основ.

Анализ производства дублированных тексгитьнмХ материалов, сов-»еннуй уроврнь тазвит'кя прикладной гатегаптеи п Э®^ ^со гап^ основу I решения задачи разработки ресурсосберррапяей технологии п^ого-1ГТВЗ и рэскроя дублигоианнкк текгтилькт-тх материалов на вест ч^а-:: планирование ассортимента, производство и тск^ой.

2. Проанализировав ассортимент текстильнух материалов погнула»"— г для дублирования,ппедлояенн мероприятия по улучтенто органияаттсн цготовительнкх этапов пгогавоцстта. дублированиях текстильна иа-е-

ЦТОВ.

3. В габотр дата технологическая постановка и сгЬогмулиРОвану ;бованкя к пелени» задачи гобопа оптимальных штоантов

шевух основ по шищне в.условиях современного производства.

4. Разтаботана яконст,п1ко-!о.тематттческая модель и приведено ге-тее задачи оптимизации на основе методов линейного птхзгпаммирова-I - метода отклонения от спеднйзг и метода '''ака.

Разработан и обоснован метод и алгоритм поиска якономическг тесообразшх и качественно допустимых вариантов совмещрния ткан^-: основ по шигине с учетом вибога га всех вЬзможшх комбината.

6, Иг»пледоват.т Ятаико-механическир свойства дублировании* тех-*льних материалов с пелью' качественной опенки дабганнмх вариантов змешения тканевмх основ и выяснения пригодности их для игпользова-I в производстве обуви.

?азгаботаны ппоггамш, позволяющие геализовать данннй * тод в учовиях производства.

8. Пгу.Пложену методн тчасчета схем тасктюя дублированных т "■и."ьнкх катргталов.

Разгаботанная методика выботв, оптимальных вагиантов roi ния ч'каневь'Х основ и ппиктацдае птогтммн для метения ятой зада енрдгрнн на С._Петет1бупггкой обувной (Табликд "^иктопш", итол! в учебном пгопессе.

кодовой ¡экономический яЯгёект от внедгения составил ЮО та( ^/блей.

•"¿атегиато диссетттатп! от m жены в следующих публикациях:

1. Бойко Я А., ЯКоВлева О.В. Вопросы улучшения олганизапш пгоизропгтва дублигованных матегиалов.- Деп. ЦНИИТЗИ л r г ч гчзм, ». 3170 _ ЛП, 1992.

2. Бойко Л.А., Яковлева О.Б. ^птимизапия совмещения ткане] о^ноз пт-и пуп^и-повании,- Деп. ЦНИИТЭИпргппом, » 3471 _ Ш- 199<'

3. Бойко Я,-A., Byrtor гапионалъных вариантов совмещения т-кг тяс огонов пи дублировании,- Сбосник тгуцов ШТИБ0) П^хту, 1992

4. Бойко Л.А.:Оптимизация тисксоя текстильных цублитхэванм иа-р^талов,- Ctformnc ттуцов ШТИБО, 1992. -