автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.06, диссертация на тему:Совершенствование и исследование методов комбинирования моделей для раскроя кож на детали верха обуви

Введение.

1. Современное состояние технологической подготовки раскроя кож на детали верха обуви.

1.1. Анализ основных направлений совершенствования технологической подготовки раскроя.

1.2. Анализ технологической подготовки раскроя.

1.3. Постановка задачи исследования метода комбинирования моделей для раскроя кож.

2. Разработка математической модели для комбинирования моделей при раскрое кож на детали верха обуви.

2.1. Постановка задачи в общем виде.

2.2. Расчет и перечисление числа комбинаций.

2.3. Соотношение числа пар моделей в комбинации и в схеме раскроя.

2.4. Число пар моделей в комбинации на производственную серию.

2.5. Расход и стоимость кож для комбинации на производственную серию.

2.6. Выбор перечня и количества комбинаций на выпуск кроя . 61 Выводы.

3. Комбинирование моделей для раскроя кож на детали верха обуви.

3.1. Методика комбинирования моделей для раскроя кож на детали верха обуви.

3.2. Комбинирование видов обуви сапожки\туфли или полуботинки

3.3. Комбинирование видов обуви туфли-лодочки\туфли, полуботинки или ботинки.

Выводы.

Актуальность темы. Современное состояние промышленного производства характеризуется широким использованием компьютерных систем, как в области проектирования, так и технологической подготовки производства. Эта тенденция также распространилась на процессы раскроя различных материалов в легкой промышленности. В течение последних десятилетий предпринимались неоднократные попытки автоматизации процессов раскроя и создания оптимальных раскройных планов. Наибольший успех был достигнут в области раскроя искусственных листовых и рулонных материалов. Это явилось результатом большого количества проведенных исследований и разработок. Предпринимались попытки автоматизированного создания оптимальных раскройных планов натуральных кож. На данный момент существует большое количество предложенных методов оптимизации раскройных планов. Однако во всех из них присутствуют проблемы выбора оптимальных комбинаций моделей, отсутствия наглядной демонстрации возможных комбинаций, жесткой зависимости методов от конфигурации используемого сырья, размера производственной партии, трудности, связанные с особенностями использованного математического аппарата. Наличие указанных недостатков свидетельствует об актуальности дальнейшего совершенствования теорий и методик расчета схем раскроя и потребности кож на детали верха обуви.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является совершенствование методов комбинирования моделей обуви для раскроя, изыскание возможностей более эффективного использования кож для верха .

В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие задачи:

1. Анализ методов автоматизированного проектирования технологии раскроя материалов на детали обуви и кожгалантерейных изделий с применением математических методов и ЭВМ.

2. Анализ важнейших способов, приемов, решений по технологической подготовке раскроя кож на детали верха обуви.

3. Совершенствование метода комбинирования моделей для раскроя кож на детали верха обуви, разработка математической модели.

4. Разработка методики комбинирования моделей для раскроя кож на детали верха обуви.

5. Решение, анализ, моделирование комбинаций для использования всех участков кожи по назначению, сокращение нормы расхода кожи на пару обуви.

Научная новизна работы.

1. Предложено для нахождения полного набора комбинаций деталей заготовок верха обуви использовать комбинаторную формулу сочетаний элементов.

2. Разработана математическая модель комбинирования моделей обуви для раскроя кож на детали верха обуви из пяти задач: расчет и перечисление числа комбинаций; соотношение числа пар моделей в комбинации; число пар моделей в комбинации на производственную серию; расход и стоимость кож для комбинации на производственную серию; выбор перечня и расчет количества комбинаций.

3. Разработаны граф и матрица перечислений, используя методы комбинаторики, для увеличения числа комбинаций моделей к раскрою каждого вида кожи. Они предложены для направленного полного или ограниченного по условию перечисления. Определены условия, ограничивающие по технологии раскроя сочетания моделей в одной комбинации.

4. Установлены варианты сочетания конструктивных особенностей заготовок верха обуви, удельных значений площади ответственных деталей в комплекте и чепрачной части в коже, введено понятие дефицита и резерва чепрачной части кожи.

5. Усовершенствованы формулы расчета соотношения числа пар двух или трех моделей в комбинации для раскроя, используя понятие дефицита или резерва чепрачной части кожи, что позволило исключить отрицательные соотношения.

6. Выполнено компьютерное моделирование комбинаций одновременно для раздельного и комбинированного раскроя кож; выбор удельного значения чепрачной части кожи в заданных интервалах, в зависимости от конфигурации; свободный выбор величины производственной серии, учитывая условия организации производства и спрос на обувь.

Практическая значимость работы.

Разработанная и реализованная с помощью программного обеспечения математическая модель комбинирования деталей заготовок верха обуви, позволяет:

Варьировать в широком диапазоне исходные данные (удельное значение площади чепрачного участка кожи, размер производственной серии, стоимость сырья, вид сырья) для нахождения оптимальной комбинации любых исследуемых моделей, то есть гибко подходить к исследованию новых комбинаций.

2. Производить расчет как для комбинированного, так и для раздельного раскроя, который в рамках разработанной математической модели представляется частным случаем комбинированного.

3. Оперативно реагировать на частую смену ассортимента обуви без модификации применяемого программного обеспечения.

4. Разработаны рекомендации для анализа результатов решения и моделирования комбинаций при замене удельного значения площади чепрака кожи, величины производственной серии, цен на кожи, выпуска кроя, типа ограничений на выпуск кроя и т.д.

Работа выполнялась для производства обуви в условиях ОАО «Скороход», ожидаемый экономический эффект составляет 9424 тыс. руб. Работа внедрена в учебный процесс на кафедре технологии и конструирования изделий из кожи Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна (СПГУТД) в виде методических указаний для решения задач по оптимизации раскроя обувных материалов на основе компьютерного моделирования.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на научно-технических конференциях "Дни науки-97", "Дни науки-98", "Дни науки-99", "Дни науки-2000" (СПГУТД), на межрегиональном научно-практическом семинаре "Обувь и изделия из кожи" ВАО "Ленэкспо" (февраль 2000 г.), на технических советах ОАО "Скороход" и ОАО "Виктория" (г. Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов по главам и работе в целом, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 126 с машинописного текста, содержит 16 таблиц, 18 рисунков, библиография включает 97 наименований, приложения на 43 с.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проанализированы методы автоматизированного проектирования технологии раскроя материалов на детали обуви и кожгалантерейных изделий с применением математических методов и ЭВМ. Рассмотрены важнейшие способы, приемы, решения по технологической подготовке раскроя на детали верха обуви.

2. Разработана математическая модель комбинирования моделей обуви для раскроя кож на детали верха обуви.

3. Разработаны граф и матрица перечислений, используя методы комбинаторики для нахождения полного числа комбинаций.

4. Установлены варианты сочетания конструктивных особенностей заготовок верха обуви, удельных значений площади ответственных деталей в комплекте и чепрачной части в коже, введено понятие дефицита или резерва чеп-рачной части кожи.

5. Усовершенствованы формулы расчета соотношения числа пар двух или трех моделей в комбинации для раскроя, используя понятие дефицита или резерва чепрачной части кожи, что позволило исключить отрицательные соотношения.

6. Разработана методика в соответствии с усовершенствованным методом комбинирования моделей для раскроя кож на детали верха обуви. Апробирована методика на двух наиболее сложных типах комбинаций видов обуви. Обеспечена сопоставимость результатов эксперимента.

7. Разработаны рекомендации для анализа результатов решения и моделирования комбинаций при замене удельного значения площади чепрака кожи, величины производственной серии, цен на кожи, выпуска кроя, типа ограничений на выпуск кроя и т.д.

8. Разработана методика компьютерного комбинирования моделей для раскроя кож на детали верха обуви с использованием специальных и стандартных программ на ПЭВМ, включая предварительное ознакомление на экране с исходной и нормативно-справочной информацией, возможность дополнить ее, многократно использовать без искажения и дублирования.

9. Выбран метод расчета технико-экономических показателей для случая, когда с внедрением мероприятия меняются только нормы расхода материала на пару обуви. Сопоставлены показатели: процент использования кожи, нормы расхода и экономии кожи на пару обуви, экономии кожи на выпуск обуви, годовой экономии затрат на кожи и сокращение себестоимости обуви, возможность выпуска обуви дополнительно к плану из экономии кож. Технико-экономические показатели свидетельствуют о целесообразности внедрения усовершенствованного метода комбинирования моделей для раскроя кож на детали верха обуви.

1. Канторович JI.B., Залгаллер В.А. Рациональный раскрой промышленных материалов. Новосибирск: Наука: 1971. - 176 с.

2. Канторович Л.В., Горстко А.Б. Оптимальные решения в экономике. -М.: Наука, 1972. 232 с.

3. Саснаускас К.В., Зыбин Ю.П. Построение математических моделей линейного программирования при планировании раскроя материалов // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1965. - № 2. - С. 9-17.

4. Саснаукас К.В., Зыбин Ю.П. Построение математических моделей линейного программирования при планировании раскроя материалов //Изв.вузов. Технология легкой промышленности. 1965. - № 3. - С. 9-17.

5. Фукин В.А., Калита В.Н. Технология изделий из кожи: Учеб. для вузов. В 2 ч. Ч. 1. М.: Легпромбытиздат, 1988. - 272 с.

6. Стоян Ю.Г. Размещение геометрических объектов. Киев, Наукова думка, 1975. - 156 с.

7. Скатерной В.А. Оптимизация раскроя материалов в легкой промышленности. М.: Легпромбытиздат, 1989. - 144 с.

8. Бокий В.И. Применение ЭВМ для расчета параметров оптимальных схем раскроя искусственных обувных материалов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев, 1970.-24 с.

9. Свистунова Л.Г., Бокий В.П. и др. Алгоритм оптимального размещения деталей обуви в узлах подвижной решетки //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1972. - № 6, - С. 105-109.

10. Бокий В.И., Скатерной В.А., Свистунова Л.Г. Аналитическое описание контуров обувных деталей //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1970.-№ 4. - С. 69-72.

11. Скатерной В.А., Веселов В.В. Координатно-трапецеидальный способ аппроксимации фигур. Сообщение 1, 2 //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1973. - № 2. - С. 80-84, № 3. - С. 72-76.

12. Фесенко А.Г., Утина Л.С. и др. Поиск рациональных совмещений деталей двух видов на плоскости //Изв. вузов. Технология легкой промышленности . 1976. - № 4. - С. 89-93.

13. Веселов В.В. Расчет параметров оптимальных схем раскроя искусственных обувных материалов на детали верха обуви: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Киев, 1973. - 24 с.

14. Свистунова Л.Г., Бокий В.И., Скатерной В.А. Расчет на ЭЦВМ оптимальных параметров системы раскроя. Алгоритм построения оптимальной модельной шкалы //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1972. -№ 2. - С. 85-89.

15. Свистунова Л.Г., Скатерной В.А. и др. Алгоритм размещения двух видов деталей на материале прямоугольной формы //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1972. - № 5. - С. 90-96.

16. Практикум по технологии изделий из кожи: Учеб. пособие для студентов вузов, легкой пром-сти . В.Л. Раяцкас, И.И. Люкайтис, С.-А.С. Ратаутас и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 279 с.

17. Скатерной В.А., Попова JI.C. и др. Метод поиска оптимальных совмещений деталей обуви на ЭВМ //Кожевенно-обувная промышленность. -1989.-№4.-С. 21-23.

18. Скатерной В.А., Попова Л.С., Свистунова Л.Г. и др. Внедрение метода расчета на ЭВМ укладываемости обувных деталей //Кожевенно-обувная промышленность. 1986. - № 5. - С. 36-38.

19. Попова Л.С., Фесенко А.Г., Свистунова Л.Г. Структура множества технологических задач системного раскроя обувных материалов на детали одного вида//Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1991.6. С. 43-47.

20. Попова Л.С., Фесенко А.Г., Свистунова Л.Г. Проектирование схем раскроя рулонных материалов при системном размещении деталей

21. Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1994. - № 4. - С. 10-12.

22. Испирян Г.П. Проблемы оптимального использования сырья и материалов. М.: Легкая индустрия, 1971. - 352 с.

23. Испирян Г.П., Рожок В.Д. Использование методов линейного программирования в экономике и планировании на предприятиях кожевенно-обувной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1972. - 84 с.

24. Испирян Г.П. Определение оптимального набора комбинаций моделей обуви для раскроя кож //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1969.-№2.- С. 13-18.

25. Рожок В.Д. Совершенствование системы организации использования сырья и материалов в кожевенно-обувной промышленности: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Л., 1990. - 41 с.

26. Рожок В.Д. К методике планирования оптимальных комбинаций разновидностей обуви при раскрое кож //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1986. - № 2. - С. 4-7.

27. Рожок В.Д. Методика определения оптимальных сочетаний размеров обуви при раскрое кож для верха обуви //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1989. - № 4. - С. 5-10.

28. Рожок В.Д., Верещага Е.М. Методика определения оптимальных сочетаний размеров обуви при раскрое кож для верха обуви //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1989. - № 6. - С. 4-8.

29. Кропотко Г.В. Рациональное использование и нормирование материальных ресурсов в обувной промышленности. М.: Легпромбытиздат, 1987. -128 с.

30. Кропотко Г.В., Дорошко J1.C. Программирование заданий на комбинированный раскрой кож //Кожевенно-обувная промышленность. 1989. -№11.- С.7-9.

31. Алексеев Ю.И. Технико-экономическое исследование условий использования кож на стадии подготовки закройного производства на обувных предприятиях: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1979. - 24 с.

32. Гаспарян З.А. Нормирование и использование обувных материалов //Кожевенно-обувная промышленность. 1992. - № 9. - С. 34.

33. Данько И.Т., Елен Б.Л., Испирян Г.П. Исследование показателя использования кож на детали верха обуви //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1977. - № 4. - С. 10- 12, № 7. - С. 10-17.

34. Титова Э.А., Мореходов Г.А. Новое в методике расчетного нормирования показателя использования площади хромовых кож на детали верха обуви //Реферативный сборник . Сер. Обувная промышленность. 1975. - № 1. -С. 4-8.

35. Мореходов Г.А. и др. Новые разработки, направленные на эффективное использование площади обувных материалов //Экспресс-информация: Обувная промышленность. М.: ЦНИИТЭИлегпром. - 1981. -Вып. 15. - С. 1-7.

36. Свистунов Ю.Г. Формирование планов раскроя кож на детали верха обуви на ЭВМ: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1975. - 24 с.

37. Свистунов Ю.Г., Мотанов В.Г., Смирнов С.М. Расчет плотных размещений деталей верха обуви при раскрое кожевенных материалов //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1973. - № 4. - С. 81-86.

38. Жбанков Ю.Б., Калита А.Н. Математические модели оптимизации раскроя листовых материалов с учетом заданного ассортимента деталей обуви //Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1985. - № 2. - С. 71-76.

39. Санченко Р.А. Исследования в области совершенствования раскроя искусственных материалов в кожгалантерейной и обувной промышленности: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 1980. - 24 с.

40. Яковлева О.В. Разработка модели прямоугольного раскроя рулонных материалов в обувной промышленности с применением математических методов и ЭВМ: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 1987. - 22 с.

41. Степанов Б.Ф. Оптимизация ресурсов вырубочного участка обувного предприятия: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1989. - 29 с.

42. Бойко JI.A. Разработка ресурсосберегающей технологии производства и раскроя дублированных текстильных материалов для обуви: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1993. - 15 с.

43. Минц Д.Р. Организационно-технические проблемы повышения эффективности использования материальных ресурсов при разрубе обувных материалов: Автореф. дис. канд. техн. наук. СПб, 1994. - 18 с.

44. Минц Д.Р., Куклина Н.А. Вопросы совершенствования технологической подготовки вырубочного производства /АООТ "Скороход". Спб., 1994. - 6 с. - Деп. в ЦНИИТЭИлегпром 10.05.94, № 3532-ЛП.

45. Сазонов A.JL, Никитина JI.H., Минц Д.Р. Повышение эффективности планирования закупки кож для низа обуви /Санкт-Петербургский гос. ун-т технологии и дизайна. СПб., 1994. - 10 с. - Деп. в ЦНИИТЭИлегпром 27.09.94, №3540-ЛП.

46. Минц Д.Р., Яковлева О.В. Анализ потребности кож на детали низа обуви //Кожевенно-обувная промышленность. 1995. - № 1-2. - С. 39-40.

47. Яковлева О.В., Куклина Н.А., Карагезян Ю.А. О методе расчета потребности кож на детали низа обуви //Сб. науч. тр.: Совершенствование конструкции и технологии изделий из кожи /Витебский гос. технол. ун-т. Витебск, 1996. - С. 90-93.

48. Перцовский П.Г. Программно-методический комплекс для расчета рационального использования материалов в подготовительно-раскройном производстве обувной промышленности: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М., 1999. 24 с.

49. Справочник по оптимизационным задачам в АСУ .В.А. Бункин, Д. Колев и др. Л.: Машиностроение, Ленингр. от-ние, 1984. - 212 с.

50. Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Exel 7.0. Спб.: BNV-Санкт-Петербург, 1997. - 384 с.

51. Роот Д.В., Яковлева О.В., Карагезян Ю.А., Полякова Е.В. Исследование по технологии комбинированного раскроя кож на детали верха обуви //Тез. докл. науч.-техн. конф. студентов и молодых ученых: Дни науки-97. -СПб.: СПГУТД, 1997. С. 97-98.

52. Роот Д.В., Карагезян Ю.А., Яковлева О.В., Полякова Е.В. О выборе метода расчета потребности и комбинированного раскроя кож на детали верха обуви //Тез. докл. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Дни науки-98. СПб.: СПГУТД, 1998. - С. 74.

53. Рекламный проспект фирмы "SCHON" "CAD-NESTING-SYSTEM".

54. New product //American Shoemaking. 1991. - № 9. - P. 25-27.1. 64. Report, Bobbin Shoe // American Shoemaking. 1991. - № 12. - P. 11-16.

55. Machinery, New products // American Shoemaking. 1993. - № 11. - P. 18-20.v 66. Simac, Part II // American Shoemaking. 1993. - № 7. - P. 13-19.

56. V 67. Intercim standards agreed upon for all current CAD/CAM requirements // American Shoemaking. 1991. - № 8. - P. 23-27.

57. АСУ-обувь /С.И. Овчинников, C.B. Дулин и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 232 с.

58. Лебедева Г.Н. Техническая подготовка производства на обувных предприятиях. М.: Легпромбытиздат, 1988. - 200 с.

59. Методика по нормированию показателей использования и расхода материалов в обувной промышленности. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1981. - 75 с.

60. Отраслевые нормы расхода хромовых кож на одну пару обуви. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 36 с.

61. Отраслевые нормы использования хромовых кож на детали верха обуви. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988. - 69 с.

62. Еремеева Т.В. Опыт работы предприятий и организаций Минлег-прома Латвийской ССР по повышению использования кож хромового дубления //Экспресс-информация: Обувная промышленность. М.: ЦНИИТЭИлегпром. - 1981. Вып. 15. - С. 7-13.

63. Тер-Саакова О.А., Велякина З.В. Организация и планирование производства на обувных предприятиях бытового обслуживания. М.: Легкая индустрия, 1980. - 264 с.

64. Пушкаренко и др. Организация производства и труда в складах, отделениях подготовки материалов и закройном цехе обувного производства. -М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1972. 38 с.

65. Методика расчета потребности в хромовых и подкладочных кож-материалах для обувных предприятий. М.: ЦНИИКП, 1978. - 16 с.

66. Кофман А. Введение в прикладную комбинаторику. М.: Наука, 1975.- 480 с.

67. Неоднородность кожи и ее целевое использование /М.П. Куприянов и др. М.: Легкая индустрия, 1975. - 166 с.

68. Волобуева А.И. Современные системы раскроя кожевенных материалов для верха обуви. М.: Ростехиздат, 1962. - 56 с.

69. Справочник обувщика (технология) /Е.Я. Михеева и др. М.: Лег-промбытиздат, 1989. - 416 с.

70. ТУ 8630-012-05431555-93. Кожа эластичная для верха обуви. Взамен ТУ 17-06-113-85; Введ. 01.01.86.- М.: НПО ЦНИИКП, 1993.- 19 с.

71. ГОСТ 9705-78. Кожа лаковая обувная. Взамен ГОСТ 9705-61; Введ. 01.01.80. - М.: Изд-во стандартов, 1979. - 10 с.

72. Методические указания к расчету экономического эффекта от внедрения автоматизации планирования раскроя рулонных материалов. Л.: ЛИТЛП, 1982. - 12 с.

73. Русаева и др. Эффективность снижения материалоемкости продукции на предприятиях обувной промышленности //Обзорная информация: Сер. Обувная промышленность. М.: ЦНИИТЭИлегпром,1984. - № 3. - 48 с