Система оптимизации «БАРС ОПТИМА»
Программа «Барс Оптима» — уникальная разработка специалистов НПО «БАРС», предназначенная для повышения эффективности производственного процесса.
Многолетний опыт работы наших клиентов с системой оптимизации распила подтвердил:
- стабильные и более высокие показатели по общему выходу пиломатериалов,
- увеличение более чем на 25% выхода ценных деталей, т.е. пиломатериалов, поступающих в основной цикл переработки или имеющих наибольшую стоимость при продаже,
- сокращение времени освоения станка оператором с выходом на производственную мощность станка до 3 рабочих дней,
- превосходные обучающие функции.
Работа в системе оптимизации раскроя бревна осуществляется следующим образом:
оператор заносит в программу диаметры комля, вершины, длину бревна и задаёт набор готовых изделий,
программа в течение 3-5 секунд рассчитывает оптимальную карту раскроя по заданному критерию и выводит её на монитор компьютера, где оператор видит данные по процентному выходу радиальной, полурадиальной, тангентальной доски, опилок и горбыля, а также количество входящего пиловочника и готового пиломатериала в кубических метрах,
значения перемещений пильных дисков в соответствии с рассчитанной картой передаются в контроллер станка для последующего пропила,
при обнаружении в процессе пиления скрытых дефектов древесины оператор имеет возможность в любой момент выйти из режима оптимизации и осуществить распил в ручном пошаговом режиме.
Реализуемый на станке «БАРС» способ распиловки бревен с использованием системы оптимизации распила и сам станок защищены патентом РФ № 2217299.
Варианты построения схемы распила бревна программой «Барс Оптима»
Радиальный раскрой бревна диаметром 59 см со смещением сердцевины
Пакетный раскрой бревна диаметром 60 см для распила на станках второго ряда
Радиальный раскрой бревна диаметром 71 см без смещения сердцевины
Радиальный раскрой типа «RIFT» без смещения сердцевины бревна диаметром 59 см
Смещение сердцевины бревна по оси Y на 100 мм
Смещение сердцевины бревна по оси X на 90 мм
Классический радиальный раскрой бревна диаметром 56 см. Общий выход 62,7%, выход радиальной доски 56%
Комбинированный раскрой бревна диаметром 36 см, на готовые доски и брусья, с последующей распиловкой брусьев на станках второго ряда. Размер доски 95х31 мм
Комбинированный раскрой бревна диаметром 60 см, на готовые доски и брусья, с последующей распиловкой брусьев на станках второго ряда. Размер доски 95х31 мм
Выходные документы
Комплекс программ К3-Коттедж (разработчик ООО Центр «ГеоС», г.Нижний Новгород), по созданной конструктором трехмерной модели изделия в автоматическом режиме выдает все документы, необходимые для изготовления деревянного дома.
Документы, создаваемые программой проектирования деревянных домов К3-Коттедж в автоматическом режиме:
Документы для заказчика
Программный комплекс К3-Коттедж создает все документы, необходимые для заказчика: аксонометрические и перспективные виды, фасады, поэтажные планы, сметную стоимость проекта.
Внешний вид будущего дома, видовые точки, аксонометрические и перспективные проекции
Для создания проектов домов К3-Коттедж использует балки перекрытий, пола и потолка, столбы, консоли, фигурные проемы, лестницы, террасы. При создании всех деталей конструкции дома сразу же закладывается необходимая технологическая информация, связанная с особенностями изготовления каждого элемента (пазы, подрезы, компенсаторы и т. д.). Модель дома из бревна и бруса создается с учетом характеристик стройматериалов, применяемых на вашем производстве. Все построения происходят в пространстве и отображаются одновременно на всех видах. Это дает проектировщику дополнительную наглядность.
Виды векторные
Отчеты Виды векторные представляют собой общие виды дома в векторе (формат *.wmf). С помощью этих отчетов вы можете создавать все необходимые изображения проекта в аксонометрии.
В режиме реального времени вы можете задать любой ракурс и масштаб.
Виды полутоновые
Отчеты Виды полутоновые представляют собой общие виды дома в растре (форматы *.bmp, *.jpg, *.gif и пр.). С помощью этих отчетов вы можете создавать все необходимые изображения проекта в перспективе.
В режиме реального времени вы можете задать любой ракурс и масштаб.
Поэтажные планы здания
Ведомость материалов
Документы для производства
Программный комплекс К3-Коттедж создает все документы, необходимые для производства дома: спецификацию стеновых элементов, карты раскроя бревен, чертежи досок, таблицу проемов, управляющие программы для станков с ЧПУ.
Спецификации на стеновые элементы
К3-Коттедж Разбревновка (с чертежом и маркировкой каждого бревна, со всеми технологическими элементами: венцовыми пазами, отверстиями под нагели и шпильки, пропилами под окна, подрезками торцов и т.д.)
Спецификация стеновых элементов (таблица бревен или «побревенка» или «разбревновка») является основным производственным документом программы К3-Коттедж. В этой таблице для каждого бревна дается подробный деталировочный чертеж с отображением всех необходимых размеров. Бревна группируются по стенам, по венцам или по длине, причем одинаковые могут быть объединены в одну строку таблицы. Спецификацию стеновых элементов дополняет таблица торцов и пазов.
Карты раскроя бревен
На раскройных картах,автоматически создаваемых в К3-Коттедж, показано, как разложить бревна проекта на заготовках заданной длины так, чтобы стоимость и все отходы потраченного материала были сведены к минимуму. Выкройки содержат подробные чертежи бревен (с уникальными именами, длинами, пазами, нагелями, шпильками, маркировкой торцов, шкалой распилов и т.д.), а также остатки от раскроя. Те бревна, у которых на торцах есть открытые получашки, по возможности располагаются так, чтобы получашки образовывали полный паз. Бревна группируются по материалу. Для каждого материала подсчитываются объем заготовок и отход. Раскройные карты К3-Коттедж дополняют таблицы Общий расход материалов и Наклейки на деловые остатки.
Чертежи досок
Отчет Таблица досок содержит чертежи досок и их сечений, а также номера досок, их длины и количество. Доски группируются по материалам и групповым именам, причем одинаковые могут быть объединены в одну строку таблицы. Для каждого материала подсчитываются общая длина, площадь и объем.
Карты раскроя досок
Раскройные карты досок представляют собой оптимальные раскладки досок на заготовках заданной длины. Доски раскладываются из соображений минимизации отходов используемого материала, с учетом геометрии их торцов. Раскройные карты содержат подробные чертежи досок (с уникальными именами, длинами, маркировкой торцов и т.д.), а также остатки от раскроя. Для каждого материала считаются объем заготовок в м.куб. и отход в м.куб. и процентах. Можно кроить несколько одинаковых проектов одновременно, тем самым еще больше сокращая количество отходов. Ищутся одинаково раскроенные заготовки и объединяются в одну строку таблицы. В отчет входит таблица Наклейки на деловые остатки, используемая для учета остатков материала на складе.
Таблица пазов и торцов бревен
Отчеты Таблица пазов и торцов бревен содержат списки всех пазов и торцевых обработок, встречающихся в бревнах проекта. Для каждого паза и торца дается подробный чертеж (вид спереди и вид сверху) с проставленными на нем размерами вырезов.
Таблица пазов и торцов досок
Отчеты Таблица пазов и торцов досок содержат списки всех пазов и торцевых обработок, встречающихся в досках проекта. Для каждого паза и торца дается подробный чертеж (вид спереди и вид сверху) с проставленными на нем размерами вырезов.
Шильдики на бревна
Отчеты Шильдики на бревна – это таблицы с номерами бревен проекта, используемыми при сборке дома в качестве наклеек.
Шильдики на доски
Отчеты Шильдики на доски – это таблицы с номерами досок проекта, используемыми при сборке дома в качестве наклеек.
Таблица проемов (для заказа или изготовления окон и дверей)
Отчет Таблица проемов содержит чертежи проемов проекта с проставленными на них габаритами и именами. Проемы группируются по типу: Оконные проемы и Дверные проемы. Одинаковые проемы могут быть объединены в одну ячейку таблицы. Для каждого типа подсчитываются площадь одного проема, количество, а также общая площадь.
Развертки скатов
Формирует чертёж отдельно для каждого ската крыши. Этот чертёж содержит данные о форме ската и размерах всех его элементов. Также на чертеже могут быть автоматически подписаны площадь и периметр ската и обозначено расположение стропил и обрешётки.
Окнософт:cutting — Программа линейного раскроя
Назначение
Программа предназначена для оптимизации раскроя профиля и других длинномерных материалов (брус, бревно, труба, подоконник).
Использован алгоритм «плотной укладки», то есть взятое изделие укладывается на самый короткий остаток заготовки, на который она помещается. Если никуда не помещается, берется новая заготовка. Задачей оптимизации является нахождение последовательности изделий, при которой будет использовано меньше заготовок и будет больше длина деловых обрезков. На первом такте, изделия размещаются на хлыстах в случайном порядке. Возникает «начальная популяция». В процессе решения, популяция мутирует и размножается, неудачные экземпляры погибают, а лучшие продолжают эволюцию. Всё, как в животном и растительном мире + искусственный отбор.
Живое демо на сайте
Пример ниже — не статическая картинка, а работоспособное веб — приложение.
Вы можете запустить раскрой профиля кнопкой Старт, задать свои размеры изделий и заготовок, изменить настройки оптимизации и оценить решение.
Конечно, оптимизатор в браузере работает медленнее, чем нативная программа, но позволяет бесплатно получить пригодные для работы результаты без необходимости что либо скачивать и устанавливать на компьютер.
Преимущества
- Окнософт:cutting обеспечивает карты распила высокого качества. Многочисленные внедрения подтверждают реальный коэффициент обрези не более 1% при оптимизации партий от 30 контуров (
120 отрезков)
Алгоритмы линейного оптимизатора
В окнософт:каттинге использован генетический алгоритм. Суть его вот в чем:
Назовем каждое распределение изделий по хлыстам решением. Определим целевую функцию, позволяющую сравнивать качество решений. Сформируем несколько произвольных решений, назовем их поколением. Определим правила получения следующего поколения. Экземпляры с лучшей целевой функцией передают большую часть своего «генофонда», это наш «искусственный отбор». Теперь остается предоставить систему самой себе, пусть мутирует и оптимизирует результаты раскроя
В процессе разработки испытывался метод «Монте-Карло», когда наши «экземпляры» являются случайными и не зависят друг от друга и «Муравьиные алгоритмы»(ACO- ant colony optimisation). Все методы показали себя вполне работоспособным, но генетический алгоритм оказался чуть более эффективным
Варианты поставки
Есть два варианта поставки модуля раскроя Окнософт:cutting — в составе комплексного решения Управление позаказным производствм и в виде отдельного исполняемого файла. Взаимодействие с раскройной программой при первом сценарии, полностью скрыто от пользователя. Оператор работает со стандартными документами 1С:
- На основании заказов покупателей формируется план производства
- На основании плана — сменные задания со списком продукции и необходимых материалов
- Внутри задания на производство происходит оптимизация раскроя
- В процессе оптимизации, программа забирает из незавершенного производства деловую обрезь и помещает в ячеистый склад вновь образовавшиеся деловые обрезки
- Сменное задание умеет печатать бланки раскроя при ручном производстве или формировать файлы для станков с ЧПУ
- Так же, из сменного задания печатаются этикетки для отрезаемых изделий и схемы раскладки в телеги и пирамиды
- На основании заданий на производство формируются требования — накладные для передачи материалов в цех с учетом потребности и нормоупаковок
Программный интерфейс (API линейного раскроя)
Файл входных данных — setup.ini, помещается в папку с исполняемым файлом.
Файлы выходных данных — result.txt, resultproduct.txt и resultstick.txt — формируются в той же папке.
Скачать файлы с демо-данными Окнософт:cutting можно по ссылке в конце страницы. В файлх используются следующие теги:
- Outputvariant — структура выходного файла файла. Возможные значения: tab, oknosoft, по умолчанию oknosoft
- В варианте «oknosoft», формируются файлы resultproduct.txt и resultstick.txt с информацией о размещении изделий на заготовках и образовавшейся обрези
- В варианте «tab» выводятся пять значений, разделенных символами «tab»: длина изделия, номер хлыста, длина хлыста, номер реза и остаток заготовки
- Algorithm — используемый алгоритм. Возможные значения: random, conservative, genetic, по умолчанию genetic
- Random- случайный перебор вариантов
- Conservative- экземпляры следующей итерации происходят от одного «родителя»
- Genetic- от двух родителей
- Variation — изменчивость, параметр алгоритмов «conservative» и «genetic». Чем выше, тем меньше потомство «похоже» на родителей. По умолчанию 1.
- Generations — количество итераций алгоритма, по умолчанию 40000
- Persons — количество «экземпляров» в «популяции», количество решений используемых в одной итерации. В алгоритме «random» просто делается generations*persons итераций с одним экземпляром(решением)
- KnifeWidth — ширина пилы
- StickLength — длина нового хлыста
- Products — длина изделия
- Scraps — длина обрезка, используемого в раскрое
- Wrongsnipmin – минимальная длина «плохого» образка
- Wrongsnipmax – максимальная длина «плохого» обрезка
В результатах оптимизации не будет обрезков с длиной между Wrongsnipmin и Wrongsnipmax
Парный раскрой
Используется при подготовке данных для станков, поддерживающих парный распил. В этом случае, в станок помещают сразу два хлыста профиля и за один такт отрезания, образуется два одинаковых полуфабриката
Задача парного раскроя решается группировкой данных перед их передачей в программу оптимизации и последующего дублирования результатов раскроя на пары изделий и заготовок. При работе раскроя внутри УПзП, система учитывает свойства номенклатуры и использует одиночный или парный раскрой в зависимости от возможностей отрезных станков
Раскрой большого числа изделий
С одной стороны, для достижения высокого качества оптимизации, на вход программы должно поступать значительное количество изделий разной длины, чтобы оптимизатору было «что сортировать». С другой, при очень больших партиях, снижается вероятность нахождения максимума при фиксированном числе итераций перебора. Эксперименты показали, что оптимальной является партия в 60 – 120 заготовок (что соответствует такту производства 30-60 изделий при парном раскрое). Если необходимо оптимизировать более 120 заготовок, лучших результатов можно добиться, разделив задачу на N частей и выполнив последовательные оптимизации для каждой части. Обработка формирования пачек заданий на производство умеет группировать продукции по видам профиля и подбирать в сменные задания изделия с максимальной дисперсией, избавляя оператора от рутинной работы по составлению производственных документов
Выход пиломатериала из круглого леса
Станьте первым!