لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 22
«یک الگو با مدل «متوسط ـ P» جهت کمینه کردن اتلاف ترکیب و برش با کاربردی در صنعت شیشه»
چکیده:
یکی از مسائل عمده در صنعت شیشه کمینه کردن اتلاف برش ایجاد شده هنگام بریدن قطعات بزرگ به تکه‌های کوچک می‌باشد. در بحث و کاربردها قطعات در کارگاه تولید می‌شوند. بسیاری از اندازه‌های متفاوت قطعات قابل کاربرد هستند و قید و بندهای فنی تعدد الگوهای برش را به تولید تنها یک نوع تکه در قطعه محدود می‌سازد.
بنابراین در یفاتن زیر مجموعة بهینه‌ای از الگوهای برش متمرکز نمی‌شویم بلکه در انتخاب زیرمجموعة بهینه‌ای شامل تعداد محدودی از اندازه‌ها برای قطعات بریده شده تلاش می‌کنیم.
در این مقاله در مورد فرموله کردن برنامة خطی ۰-۱ جهت حل این مسئله براساس الگوی «متوسط P» بحث می‌کنیم. اطلاعات به دست آمده از آزمون این برنامه در عمل، کاهش قابل ملاحظه‌ای را در اتلاف ناشی از برش در عملیات کارگاه موردنظر نشان می‌دهد. و به طور واضح در روشهای دقیق مرسوم، از ملاحظات محاسبة زمان به نتایج بهتری می‌رسد.
لغات کلیدی: کمینه کردن اتلاف برش، مسئله ترکیب، مسئله «متوسط ـ P»، برنامه‌ریزی اعداد صحیح (interger program)
۱. معرفی
یکی از مسائل عمده بسیاری از تولیدکنندگان کمینه کردن اتلاف برش ناشی از بریدن قطعات بزرگ به تکه‌های کوچک می‌باشد. این مسئله به طور عمومی به عنوان «برش قطعات» شناخته می‌شود [۵] و به نحو گسترده‌ای و به روشهای مختلف، مطابق با دیدگاه فنی فرایند تولید، محدودیتها و اهداف آن، مورد مطالعه قرار گرفته است. یک بخش مهم و مشکل مسئله هنگامی است که سازماندهی (نصب) نیز شامل می‌شود.
هدف این مقاله معرفی روشی جدید برای حل کردن دسته‌ای از مسائل برش قطعات به همراه سازماندهی می‌باشد. این روش بر پایة فرموله‌سازی مسئله با توجه به الگوی «متوسط P» بهترین راه حل را در یک نسبت ثابت و پر بازده‌تر از روشهای دقیق کلاسیک استفاده شده برای مسائل مشابه، تقریب می‌کند.
در این مقاله، این روش را دربارة مشکلی که از همین نوع و در یکی از مشهورترین کارخانه‌های شیشة جهان وجود دارد، امتحان می‌کنیم. یک فاز کلیدی فرایند تولید شیشه، که یک قسمت مرتبط با کل اتلاف برش ایجاد شده می‌باشد، از برش قطعات مستطیلی بزرگ به تکه‌های کوچک به سایزهای مختلف تشکیل شده است. در بسیاری از صنایع، کمینه کردن اتلاف برش ناشی از چندین فازی، یک مسئله دوبعدی برش قطعات است که یافتن بهترین چینش تکه‌های مورد نیاز در قطعات اندازه‌ای مشخص، مطلوب است.
یک ترکیب تکه‌ها در یک قطعة ساده الگوی برشی را که چندین بار قابل تکثیر است، معرفی می‌کند و عموماً شامل تکه‌هائی از سایزهای مختلف می‌شود.
در کاربرد ما:
(۱) قطعات در کارگاه تولید می‌شوند و تعداد زیادی از اندازه‌های متفاوت قطعات قابل کاربرد هستند.
(۲) معیارها و محدودیتهای سازماندهی و تکنولوژیکی تعدد الگوهای برش را به تولید نوع ساده‌ای از تکه‌ها در قطعات محدود می‌کند.
با توجه به (۱) و (۲) فوق، توجه اصلی به انتخاب اندازه‌های قطعات می‌شود نه الگوهای برش. از آنجا که اندازه‌های قطعات متغیرهای تصمیم‌گیری هستند و نه داده‌های مسئله، می‌توان در کل اندازة ایده‌آل قطعات بدون اتلاف برش را که به عنوان اجتماع اندازه‌های تکه‌ها به دست می‌آیند را انتخاب نمود. اگرچه، با توجه به هزینه‌های نصب و طیف (تولورانس) برش، امکان تولید همة اندازه های قطعات ایده‌آل مورد نیاز برای پوشش دادن تکه‌های مورد نیاز در طول دورة برنامه ریزی موجود نیست. بنابراین یک راه برای رسیدن به اتلاف برش صفر، در عمل، قابل دستیابی نیست. علاوه بر این، این مثال ساده نشان می‌دهد که ممکن است قطعة ایده‌آل و استانداردی برای کمینه شدن اتلاف برش یافت نشود.
مثال ۱: فرض کنید ما باید d1=4.8 تکة 145×57 و d2=4.8 تکه 135×60 (سانتی‌متری) تولید کنیم. و هزینه‌های نصب ما را مجبور به استفاده از تنها یک سایز قطعه می‌نماید. همچنین تصور کنید، با توجه به طیف شکاف دهنده‌ها و تولورانس تنها دو سایز قطعه استاندارد و ایده‌آل قابل کاربرد است: 580×285 برای مورد ۱ و 540×300 برای مورد ۲ (هر قطعه از ۲۰ تکه حاصل شده است). یافتن اندازة نهائی قطعه باعث ایجاد (10216) 10071 مترمربع اتلاف برش خواهد شد. در حالی که یک قطعة 580×300؛ که برای هیچ کدام از دو نوع تکه ایده‌ال نیست. تنها 497 مترمربع اتلاف ایجاد خواهد نمود. بحث فوق در مورد تمایل برای «مسئله ترکیب» (Assorment Problem) ویژه، که می‌خواهیم مجموعة محدودی از «اندازه‌های قطعات» که به ما اجازه تولید کارگاه و جزئیات فرایند را توصیف می‌کنیم که به این مسئله مربوط هستند.(۱۰۱) و در مورد مسائل مشابهی که در این حوزه با آن مواجه می‌شویم بحث می‌کنیم. (۱۰۲) ادامة مقاله به ترتیب ذیل سازماندهی شده است.
در بخش ۲ یک تعریف رسمی سهل‌الوصول و آسان به شکل برنامه خطی صحیح (integer linear programming) در بخش ۲-۱ توصیف می‌شود یک فرض ساده‌کننده در بخش ۲-۲ پیشنهاد می‌شود و نتایج آن تحلیل می‌شوند. براساس این فرض در بخش ۲-۳ یک مدل «متوسط ـ P» (p-mediam) برای کمینه کردن اتلاف برش و ترکیب معرفی و بررسی می‌کنیم و آن را به فرموله‌سازی برنامة خطی ۰-۱ با محدودیتهای جانبی که ویژگیهای فرایند واقعی است متصل می‌نمائیم. بخشی راجع به پیچیدگی روشهای توصیف شده و مسائل بهینه سازی مربوطه در بخش ۲-۴ خواهیم داشت.
در بخش ۳ از اطلاعات این زمینه، روشها و راه‌کارها آزمون خواهد شد. نتایج محاسباتی کاربری و بازدهی مدل (p-mediam) متوسط ـ P را نشان می‌دهند که در هر دو بخش روشهای حال حاضر کارگراهی (با کاهش قابل توجه اتلاف برش) و روشهای دقیق جاری (با راه‌حلهای مشابه به دست آمده در زمانی فوق‌العاده کوتاه‌تر)، به نتایج بهتری می‌رسد.
۱-۱. ویژگی‌ها و امتیازات فرایند پایه‌ای
فرایند تولید متشکل از سه فاز عمده می‌باشد: (شکل ۱ را ببینید)
۱. شناوری: شیشه در کوره ذوب می‌شود. نواری از شیشه صاف کوره را ترک می‌کند و روی یک تسمه جریان می‌یابد. صفحات مستطیلی (قطعات) دارای اندازه‌های پهنا [610 و 450] و ارتفاع [321 و 280] (داده‌ها به سانتی‌متر هستند) می‌باشند که به وسیله تغییر پهنای نوارها و برشگرهای عمودی حاصل می‌شوند.
یک هزینه (ثابت) هنگام اتلاف شیشه طی نصب، به ازای هر تغییر در پهنا وجود خواهد داشت در
یک الگو با مدل «متوسط ـ P» جهت کمینه کردن اتلاف ترکیب و برش با کاربردی در صنعت شیشه
