ГЛАВА 2
Разработка МАТЕМАТИЧЕСКОЙ модели технологического процесса гильотинного раскроя
материала в условиях мебельного производства
2.1 Разработка структуры и описание функций автоматизированной системы
гильотинного раскроя
Технологический процесс гильотинного раскроя можно представить в виде сложной
информационной системы, функционирование которой невозможно без учета
взаимодействия ее подсистем между собой и с другими системами предприятия.
Рассмотрим перечень основных задач решаемых в мебельном производстве:
1. Ведение учета и маркировки производственных деталей.
2. Ведение складского учета, который включает в себя склад готовой продукции,
склад заготовок, склад остатков.
3. Прием заказа и комплектация задания на раскрой.
4. Расчет себестоимости и формирование цены на изделие.
5. Раскрой заготовок на детали согласно сформированным картам раскроя на
форматно-раскроечном станке.
6. Подготовка фурнитуры.
7. Сборка изделия.
Из схемы 2.1 видно, что технологический процесс гильотинного раскроя, который
включает в себя подсистему оптимизации технологических карт раскроя и
форматно-раскроечный станок, взаимодействует с автоматизированными системами
склада, приема заказа.
Рис. 2.1 Функциональная схема процесса изготовления готового изделия в
мебельном производстве.
При этом из системы приема заказов поступает информация о номенклатуре деталей
подлежащих раскрою и сроках выполнения заказа, из складской системы –
информация о текущем состоянии склада в виде номенклатуры стандартных заготовок
и мерных остатков. Технология раскроя на форматно-раскроечном станоке
накладывает дополнительные требования, которые должны быть учтены при
формировании технологической карты раскроя. Наличие технологических ограничений
существенно увеличивает сложность поиска оптимальной технологической карты
раскроя.
С учетом сказанного выше можно построить функциональную модель процесса
формирования технологической карты раскроя, отражающую функции, выполняемые при
оптимизации процесса гильотинного раскроя. Укрупненно модель представлена на
рис. 2.2 в виде SADT-диаграммы.
Рис. 2.2. Функциональная модель процесса формирования технологической карты
раскроя
В технологическом процессе гильотинного раскроя работа форматно-раскроечного
оборудования происходит в соответствии с технологической картой раскроя. От
рациональности технологической карты раскроя зависят такие показатели
эффективности производства как: коэффициент потерь материала, длина маршрута
реза, число выполняемых оператором форматно-раскроечного станка операций.
Современное оборудование для раскроя плит отличается большой
производительностью и высоким уровнем автоматизации. Оно снабжено программным
управлением, позволяющим быстро изменять схему раскроя плит в соответствии с
технологическими картами раскроя [5]. Из проведенного в главе 1 анализа
следует, что наиболее «узким» местом в автоматизированной системе гильотинного
раскроя является подсистема поиска оптимальных технологических карт раскроя.
Процесс формирования технологической карты раскроя занимает основное место в
технологическом процессе гильотинного раскроя. При формировании технологической
карты раскроя решаются следующие задачи:
формирование пакета задач из заказов, со схожими технологическими параметрами
(материал, время готовности, способ обработки и т.п.);
поиск оптимального решения с помощью алгоритма оптимизации;
отображение найденного оптимальной технологической карты раскроя на экране
монитора, его печать и передача на форматно-раскроечный станок в виде
управляющего файла;
Задача оптимизации технологической карты раскроя может быть сформулирована
следующим образом: необходимо получить оптимальную технологическую карту
раскроя для комплекта раскроя Q{Zi, ti, G(vвыполн.)}. Комплект раскроя Q
формируется из заказов Z {K, v, G(tвыполн.)} (где K – множество деталей,
которые не обходимо получить в результате выполнения заказа , v – срок
исполнения заказа и G(vыполн.) –состояние склада заготовок и склада остатков на
момент раскроя).
Основными факторами, которые оказывают влияние на задачу раскроя, являются:
наличие сырьевых мощностей, производственные возможности, временные
ограничения, технологические ограничения. Сырьевые мощности ограничиваются
размерами и номенклатурой складов. Производственные возможности определяются
максимальными объемами выпуска готовой продукции. Технологические ограничения
обусловлены различными типами используемых в производстве форматно-раскроечный
станков. Каждый форматно-раскроечный станок характеризуется вектором V{Дl1,
Дl2, Дг, Hmax, Wmax}, где Дl1, Дl2 – отступы от краев заготовки, левого,
правого и верхнего и нижнего соответственно, Дг – толщина пропила, Hmax, Wmax –
максимальная длина пути режущего инструмента.
В мелкосерийном производстве используются, как правило, универсальные
форматно-раскроечные станки с ручным механизмом для подачи и разворота ДСП. В
нашем случае используется форматно-раскроечный станок САС-2500 (пр-во Россия).
Технические характеристики САС-2500 приведены в приложении А.
2.2 Определение и формализация технологических ограничений гильотинного раскроя
древесностружечных материалов в условиях мебельного производства
Производительность такой системы зависит не только от скорости работы станка,
но и от количества элементарных операций, которые необходимо выполнить для
раскроя заготовки.
Рис. 2.3 Блок схема алгоритма выполнения элементарной операции
Элементарная операция представляет собой один сквозной рез
форматно-раскроечного станка. Она состоит из нескол
- Київ+380960830922