автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.04, диссертация на тему:Совершенствование методики автоматизированного проектирования технологических процессов подготовительно-раскройного производства

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Проектирование технологических процессов. Принципы системного подхода

1.2. Автоматизированные системы проектирования технологических процессов. Системный анализ АСУ процессами раскройного производства

1.2.1. Принципы формирования АСУ, информационная база и математическое обеспечение как основа автоматизированного проектирования технологических процессов

1.2.2. Автоматизированные процессы раскройного производства. Опыт внедрения на предприятиях легкой промышленности

1.2. Классификация существующих способов раскроя по видам оборудования

1.3. Анализ состояния и концепций развития систем технологических расчетов ткани при ее подготовке к раскрою ВЫВОДЫ

2. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Анализ технологии управления процессами подготовительно-раскройного производства

2.2. Системный анализ схемы документооборота задач планирования раскроя

2.3. Функционально-информационная модель процесса планирования раскроя

2.4. Постановка задач исследования

2.4.1. Постановка задачи по подбору сочетаний размеров и ростов в раскладке

2.4.2. Постановка задачи по расчету кусков ткани в настилы ВЫВОДЫ

3. ЭЛЕМЕНТЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ МАТЕРИАЛОВ К РАСКРОЮ ВЫВОДЫ

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПЛАНИРОВАНИЯ РАСКРОЯ

4.1. Анализ методов математического моделирования.

Исследование возможности применения их в решении задач по планированию раскроя

4.2. Модель оптимизации процесса подбора сочетаний размеров и ростов в раскладке

4.3. Математическая модель задачи расчета кусков ткани в настилы

ВЫВОДЫ

5. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ ЗАДАЧ ПЛАНИРОВАНИЯ РАСКРОЯ

5.1. Разработка и реализация алгоритма подбора сочетаний размеров и ростов в раскладке лекал

5.2. Разработка и реализация алгоритма задачи по расчету кусков ткани в настилы

ВЫВОДЫ

В условиях перехода экономики страны на новые методы хозяйствования, главной задачей предприятий легкой промышленности является насыщение рынка товарами высокого качества, отвечающими требованиям мирового уровня.

Особенностью швейной промышленности является частая смена объектов производства. Для обеспечения высоких темпов разработки и освоения изделии в массовом производстве современная организация технологической подготовки производства на всех ее этапах должна базироваться на программируемых решениях, использовании вычислительной техники, унификации и типизации технологических процессов.

Растущие с каждым днем объемы экономической информации, сложная структура современного производства требуют качественно нового подхода к проектированию и управлению технологическим процессом. Все это обуславливает необходимость широкого применения автоматизированных систем управления (АСУ) на всех уровнях производства.

Автоматизация всех этапов производства - главное направление развития швейной промышленности. Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП) призваны обеспечить поиск оптимальных вариантов решения сложнейших производственных задач и минимизацию при этом затрат времени и труда исполнителей.

Швейная промышленность - материалоемкое производство, где именно на стадии подготовки материалов к раскрою и раскрое закладываются такие основные параметры изделий, как качество, конкурентоспособность, себестоимость. Без современного комплексного подхода к технологическим процессам подготовительно-раскройного производства невозможно дальнейшее движение вперед, развитие производства. 5

Целью диссертационной работы является совершенствование методики автоматизированного проектирования технологических процессов подготовительно-раскройного производства.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: изучены принципы системного подхода проектирования технологических процессов, изучены автоматизированные системы управления процессами раскройного производства, опыт внедрения их на отечественных и зарубежных швейных предприятиях; выявлены основные недостатки систем технологических расчетов при подготовке материалов к раскрою, проанализировано информационное и математическое обеспечение автоматизированных систем управления производством, определены основные пути их совершенствования; разработана схема документооборота и функционально-информационная модель процесса планирования раскроя, произведен анализ информации, циркулирующей в системе и поступающей извне; разработано информационное обеспечение (ИБД) автоматизированной системы подготовки материалов к раскрою; проведен анализ методов математического моделирования с точки зрения возможности применения их при решении оптимизационных задач процесса планирования раскроя; разработана методика и алгоритм оптимизационного решения задачи по подбору сочетаний размеров и ростов в многокомплектные раскладки; разработана методика и алгоритм оптимизации задачи безестаткоВ^о расчета кусков ткани в настилы при использовании автоматизированных на-стилочно-раскройных комплексов, сформулированы основные требования формирования секционных настилов.

В качестве объекта исследования в диссертационной работе выбран технологический процесс подготовительно- раскройного пройзводства в 6 условиях внедрения автоматизированных настилочно-раскройных комплексов.

Методы исследования. Работа базируется на комплексном подходе к проблемам проектирования. На отдельных этапах работы использованы методы системного и логического анализа, методы информационного и математического моделирования, теории алгоритмизации и САПР швейных изделий.

Научная новизна работы состоит в следующем: разработаны элементы информационной системы для обеспечения автоматизированного проектирования технологических процессов подготовительно-раскройного производства; разработан метод подбора сочетаний размеров и ростов в многокомплектные раскладки, разработана оптимизационная математическая модель и алгоритм процесса; определены принципы и сформулированы основные требования формирования секционных длиннометражных настилов в условиях внедрения автоматизированных настилочно-раскройных комплексов (АНРК); разработана оптимизационная модель расчета кусков ткани в длинно-метражные секционные настилы в условиях внедрения АНРК.

Практическая значимость результатов диссертационной работы состоит в возможности их использования на предприятиях, оснащенных системами автоматизированного проектирования и автоматизированными насти-лочно-раскройными комплексами, а также в учебном процессе при подготовке инженеров-технологов швейного производства.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на межвузовской научной конференции "Научный потенциал Сибири" (Новосибирск, 1994, 1996 гг.), заседании специалистов ОАО "Соревнование" Новосибирск, 2001 г.),заседаниях кафедры технологии швейного производства Московского государственного университета дизай7 на и технологии и кафедры технологии швейных изделий Новосибирского технологического института МГУДТ (1994-2000 г.г.)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы четыре печатные работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем диссертации составляет /37 страниц текста, включающих /9 рисунков и одну таблицу. Список использованной литературы содержит 7/ источник. Приложение представлено на 109 страницах.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основе анализа литературных источников в области проектирования и создания автоматизированных систем управления производством, в частности АСУ процессами раскройного производства, выявлена необходимость дальнейшего совершенствования математического и элементов информационного обеспечения систем.

2. Анализ концепций развития систем технологических расчетов ткани при ее подготовке к раскрою показал отсутствие системного подхода к решению проблемы, преобладание тенденций автоматизации без поиска оптимальных решений.

3. Выявлен круг задач подготовительно-раскройного производства, оптимальное решение которых позволит не только сократить производственный цикл раскроя, но и значительно повысит эффективность производства.

4. Разработаны элементы информационного обеспечения автоматизированной системы подготовки материалов к раскрою.

5. Произведен анализ длин одно -, двух- и трехкомплектных раскладок лекал мужских брюк, пиджаков-компаньонов и мужских костюмов АО "Синар"(г. Новосибирск), выполнены трех- и четырехкомплектные раскладки лекал мужских костюмов для тканей различной ширины. Изучены различные варианты объединений с точки зрения формирования секционных настилов и дальнейшего расчета кусков ткани в настилы.

6. Предложен принципиально новый метод подбора сочетаний размеров и ростов в многокомплектные раскладки лекал, разработана математическая модель и алгоритм автоматизированного процесса подбора.

7. Разработаны требования и система ограничений к формированию секционных настилов в условиях внедрения автоматизированных насти-лочно-раскройных комплексов. Для решения представленной оптимизационной модели расчета кусков ткани в длиннометражные секционные настилы предложен метод пошаговой оптимизации. Разработан и реализован алгоритм расчета кусков ткани в длиннометражные секционные настилы в условиях внедрения автоматизированных настилочно-раскройных комплексов.

Создан пакет прикладных программ, позволяющий в комплексе решить все задачи подготовительно-раскройного производства. Предложенный программный продукт может использоваться как автономно, так и как функциональная подсистема АСУ предприятий легкой промышленности.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения данного программного продукта составляет 172052 руб.

131

1. Бездудный Ф.Ф. и др. Автоматизированные системы управления предприятиями текстильной и легкой промышленности: Учебник для ВУЗов/ Ф.Ф.Бездудный, М.М.Варковецкий, Г. В. Коробковский, Р.В.Свидерский,- М.: Легпромбытиздат, 1986,- 256с.

2. Скирута М.А. и др. Системное проектирование технологических потоков в легкой промышленности/ М.А.Скирута, О.Ю.Комиссаров, Н.В.Савкив. К.: Тэхника, 1989.-182с.

3. Калита А.Н. и др. Проектирование обувных предприятий. -М.:Лег.индустрия, 1980,- 230с.

4. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем: Учеб. пособие для. ВУЗов.

5. М. :Высш.шк., 1980.-311 с.

6. Плотников В.Г. Принципы системного подхода к проектированию и технике связи -М.: Связь, 1976,- 214с.

7. Брага В.В., Савичев Г.Р. и др. Технические средства АСУ: Конспект лекций/ Г.Р.Савичев,В.В.Брага, Л.А.Вдовенко; Под ред. ПеторенкоГ.А.; Всесоюзн. заочн.фин.-экон.инст-т.-М,-1986-4.1.-1986-59с.

8. ГОСТ 19675-74 АСУ. Термины и определения,- М.: Изд-во стандартов, 1974-1 Ос.

9. Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах).Гл.ред.А.М.Прохоров. 3-е изд.-М.: Советская Энциклопедия, 1972.-608с.

10. Климов В.А. АСУП в текстильной и легкой промышленности: Учеб. пособие для ВУЗов текстил. и лег. пром-ти/ В.А.Климов и др.; Под ред. В.А.Климова. -М.: Легпромбытиздат, 1986.- 254с.

11. Фирма INVESTRONICA на выставке BOBBIN 92. Комплексные системы автоматизированного проектирования и производства// Швейная промышленность. -1993,- №1.-с.22-23.

12. Сергеев В.В. Новое английское оборудование для легкой промышлен-ности./В.В.Сергеев, С.Я.Лейбман, Л.П.Рейбарх, Э.Лэмб// Швейная промышленность.-1992.-№3,- с. 15-17.

13. Аскаров Б.Р. Модернизация и расширение САПР INVESMARK-DS/ Б.Р.Аскаров// Швейная промышленность.-1995.-№6.-с.9-10.

14. Runs fabric laying technigues in sight for small- and medium-sired plants// Schneider GM Kuit Technigue.-1992.-14, №1. c.49-51.

15. Kuris machine go on show in-house // Knit. Int.-1993.-100,№l 189,- c.48-49.

16. Coupes specialisees pour l'habllement // Afh. Text.-1994.-Oct.-Nov.-c.21.

17. Niebuhr Best Buy for S.R.Gent. //Apper. Int. 1992. - 22, №2. -c.24-25.

18. Labelling apparatus and method for a sheet cutting system and a supply of labels for use therewith. Патент 5141572 США, МКИ5В 32, В 31/00/Gerber H Joseph; Gerber Garment technology Inc. -№585711.

19. Synchronised production throughout the floor/ Disher Margaret //Afr. Text.1993. -№ Apr.-May.-c.44-45.

20. Эффективные системы САД на ЮМ,93 Н Швейная промышленность.1994.-№1.-с. 12-14.

21. Интеллектуальное управление раскроем // Обзор текстильной промышленности -1994.-№2.-с. 58-59.133

22. Looking to an integrated future/ Clark К.// Aft. Text. -1995.-Dec.-Jan.-c. 36-37.

23. Lectra sees future in CAD/CAM solutions // Knit. Times.-1993.-№8.-c.9.

24. Wastema // World Cloth Manuf.-1993.-47 №7.-c.47-48.

25. Технологическая документация по организации раскройного производства швейных изделий с использованием АНРК, -М.: АООТ Рослег-пром,- 1994.-c.137.

26. Крайнев В.А. Опыт эксплуатации САПР на швейном предприятии/ В.А.Крайнев, М.С.Кнутарев, С.С.Редин, А.С.Железняков // Швейная промышленность.-1995 ,-№2.-с. 27-28.

27. С.А.Гумилевская, В.А.Гарин и др. Организация раскройного производства на швейных фабриках, Легкая индустрия, 1970.-232с.

28. С.Т. Ильина. Оптимальное использование материалов при планировании раскроя.М.: Швейная промышленность, 1988, 3,с.31.

29. М.М. Парыгина. Основные направления рационального использования материалов.М.: Швейная промышленность, 1988, 4,с. 10.

30. В.В. Клюев. Минимизация количества компановок размеров и ростов при использовании ЭВМ. М.: Швейная промышленность, 1989, 2, с. 11.

31. А.Н. Герасимова, В.К. Скрипка, А.Л. Поляничко, О.Ю. Галиней. Набор сочетаний размероростов в раскладке лекал швейных изделий с помощью ЭВМ. Киев.: Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1987,1,с.82.134

32. Б.Г. Тучинский, В. Д. Ревенко, И.И. Мигальцо, Д.М. Чайка. О новых разработках в области систем оптимизации использования ткани в настилах. Сообщение 2. Киев.: Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1991,4, с.5-7.

33. Г.И. Воробьев. Из опыта работы автоматизированного настилочно-раскройного оборудования. М.: Швейная промышленность, 1988, 5, с.22-24.

34. Брага В.В., Савичев Г.Р. и др. Технические средства АСУ: Конспект лекций/ Г.Р.Савичев, В.В.Брага, Л.А.Вдовенко; под ред.Петоренко Г.А.; Всесоюзный заочн. Фин.-экон. инст-т,- М,- 1986- Ч.1.-1986-59с.

35. Нестеров В.П. Автоматизированная система проектирования технологических процессов производства обуви.-М.: Легкая индустрия, 1979.200 с.

36. Лопанцева Г.Ф. Разработка комплекса задач планирования и управления подготовительно-раскройным производством./ Тезисы докладов,-Челябинск, 1986.-25с.

37. Гончаров С.М. и др. Система информационной подготовки раскроя для подготовительно-раскройного производства легкой промышленности./ Тезисы докладов. Челябинск, 1986.- 45с.

38. Ревенко В.Д. Процедура расчета норм расхода ткани с помощью ЭВМ./ Тезисы докладов,- Челябинск, 1986,- 45с.

39. Град И.Н., Авсеев Е.Г. Функционально-информационная схема подготовительно-раскройного производства швейного объединения. Сообщение 1.Киев.: Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1983, №2, с.15-19.

40. ГрадИ.Н., Авсеев Е.Г. Функционально-информационная схема подготовительно-раскройного производства швейного объединения. Сообщение 2. Киев.: Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1983, №3, с.6-9.135

41. Попов А.А. программирование в среде СУБД Fox Pro 2. Построение систем обработки данных. М.: Радио и связь, 1993 .-352с.

42. Когаловский С.Л. Технология БД на персональных ЭВМ,- М.: 1992.-412с.47 .Инструкция по нормированию расхода материалов в массовом производстве швейных изделий/ ЦНИИШП.-М.: 1981.

43. Приказ №48.06 отраслевых нормативах межлекальных отходов в раскладках лекал деталей на мужскую, женскую и детскую одежду: Мин.лег.пром.-М.: 1985.

44. Автоматический раскрой/ ЦНИИШП,- №959/Н.-М., 28.04.87.-13c,-nep.ct.Augustat из журн.: Bekleidung mid Wasche.-1985.-№21.-P.-30-31.

45. Введение в исследование операций. Черчмен У., Акоф Р., Арноф Л. Перевод с английского. Издательство "Наука", Главная редакция физико-математической литературы, М., 1967,- 488с.

46. Бездудный Ф.Ф., Павлов А.П. Математические методы и модели в планировании текстильной и легкой промышленности: Учебник для ВУЗов.- М.: Легкая индустрия.-1979.

47. Эндрюс Дж., Мак-Лоун Р. Математическое моделирование.- М.: Мир, 1979.-280С.

48. Брусленко Н.П. Моделирование сложных систем,- М.: Наука, 1978.-399с.

49. Ли Т.Г. и др. Управление процессами с помощью вычислительной машины. Моделирование и оптимизация./ Пер. с англ.- М.: Советское радио, 1972.-312с.

50. Перельман И.И. Оперативная идентификация объектов управления,-М.: Энергоиздат, 1982.-272с.

51. Рабочая книга по прогнозированию./ Редкол.: И.В.Бестужев-Лада /отв. редакт./ -М.: Мысль, 1982,- 430с.

52. Райбман А.С., Чадеев В.М. Построение моделей процессов производства.- М.: Энергия, 1975.-376с.136

53. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем.- М.: Высш. шк., 1985,-271с.

54. Стабин И.В., Моисеева B.C. автоматизированный системный анализ,-Машиностроение,1984,- 312с.

55. Химмелблау Д. Анализ процессов статистическими методами./ Пер. с англ.- М.: Мир, 1975.-534с.

56. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ.- М.: Радио и связь, 1988.-232с.

57. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем./ Пер. с англ.- М.: Мир, 1975.-500с.

58. Брук В.М., Николаев В.И. Начала общей теории систем,- Л.: СЗПИ, 1977.-64с.

59. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии,- М.: Химия, 1975.-576с.

60. Уайльд Д.Дж. Методы поиска экстремума./ Пер. с англ.- М.: Наука, 1967.

61. Пашкевич С.Д., Минязов Р.И., Могилевский В.Д. Машинные методы оптимизации в технике связи.- М.: Связь, 1976 272с.

62. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента.- М. Легкая индустрия, 1974,-263с.

63. Ларионов А.И., Юрченко Т.И. Экономико-математические методы в планировании: Учеб. для учащ. средн. спец. учеб. заведений.-М.: Высш. шк.,1984.- 224с.

64. Карпелевич Ф.И., Садовский Л.Е. Элементы линейной алгебры и линейного программирования. Избранные главы высшей математики для инженеров и студентов ВТУЗов.- М.: Наука, 1965.-276с.

65. С.М. Зверев, В.А. Заев, Г.К. Зверева Экономико-математические модели в кожевенно-обувном производстве М.: Легпромбытиздат, 1985.-72с.138