Фонотов А. М. Автоматизована система гільйотинного розкрою на основі генетичного програмування (на прикладі меблевого виробництва)

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0406U003077

Здобувач

Спеціальність

  • 05.13.07 - Автоматизація процесів керування

08-06-2006

Спеціалізована вчена рада

К 11.052.03

Анотація

Об'єкт дослідження - технологічний процес гільйотинного розкрою пиломатеріалів, деревинностружкових та деревинноволокнистих плит. Предмет дослідження - автоматизована система керування технологічним процесом гільйотинного розкрою деревинностружкових та деревинноволокнистих плит. Метою роботи є підвищення ефективності використання ресурсів у технологічному процесі гільйотинного розкрою пиломатеріалів, деревинностружкових та деревинноволокнистих плит на основі дослідження й розробки моделей системи й алгоритмів оптимізації карт розкрою, які б ураховували технологічні обмеження, що накладаються форматно-зозкрійним обладнанням. Використано методи системного аналізу, об'єктно-орієнтованого моделювання, еволюційні методи оптимізації, засновані на генетичному програмуванні, паралельні обчислення. Наукові результати: 1) Дістала подальшого розвитку математична модель процесу гільйотинного розкрою матеріалів (пиломатеріалів, деревинностружкових плит, деревинноволокнистих плит), яка відрізняється від відомих тим, що крім коефіцієнту використання матеріалу, додатково враховує такі технологічні параметри, як: кількість мірних залишків, довжина маршруту різу, кількість елементарних операцій. 2) Вперше розроблено генетичний алгоритм оптимізації технологічних карт гільйотинного розкрою, що відрізняється від існуючих використанням нової проблемно-орієнтованої цільової функції, генетичних операторів і методу кодування задачі в хромосомі. Це дозволило скоротити втрати матеріалу на 2-3% і зменшити кількість технологічних операцій, які виконувались. 3) Розроблено паралельний генетичний алгоритм на основі моделі островів, що дозволяє скоротити втрати матеріалу до 5% при рішенні задач розкрою великої розмірності. Визначено раціональні параметри обміну особинами між підпопуляціями. 4) Розроблено модифікований паралельний генетичний алгоритм пошуку оптимальних карт розкрою в режимі реального часу, в основі якого лежить модель "робітник-господар", що дозволило удосконалити структуру автоматизованої системи гільйотинного розкроюшляхом введення додаткового коригувального зворотного зв'язку і вести облік залишків у режимі реального часу. Практичне значення - розроблено математичну модель автоматизованого процесу гільйотинного розкрою, яка дозволяє скоротити час на підготовку технологічних маршрутів розкрою для форматно-розкрійного верстата за рахунок урахування усіх необхідних технологічних вимог під час пошуку й формування технологічних карт розкрою; застосування модифікованого генетичного алгоритму дозволило робити пошук оптимального рішення для задач дуже великої розмірності (кількість деталей різної розмірності більше 300); за рахунок розробки паралельного генетичного алгоритму зменшений час формування технологічних карт розкрою, скорочений час підготовчого процесу розкрою, що дозволило підвищити ефективність роботи форматно-розкрійного обладнання; розроблене програмне забезпечення, яке дозволяє автоматизувати процес гільйотинного розкрою, підвищити швидкість пошуку технологічних карт розкрою, скоротити матеріальні й трудові витрати меблевого підприємства. Наукове значення роботи полягає в розробці математичної моделі автоматизованого процесу гільйотинного розкрою з урахуванням всіх необхідних технологічних вимог форматно-розкрійного обладнання, а також в розвитку методів пошуку оптимальних технологічних карт розкрою, удосконаленні структури автоматизованої системи гільйотинного розкрою, шляхом введення додаткового коригувального зворотного зв'язку, що дозволило вести облік залишків у режимі реального часу. Розроблені в дисертаційній роботі алгоритми, моделі і методики, результати досліджень і елементи системи оптимізації технологічних карт розкрою та маршрутів різу використані , в технологічному процесі виготовлення меблів Донецькою обласною фабрикою КП "РЕММЕБЕЛЬ", в цеху збирання меблів ВАТ "Синтез", в навчальному процесі і НДР кафедри "Автоматизовані системи управління" ДонНТУ.

Файли

Схожі дисертації