下料问题探究
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实用下料问题摘要本文是关于如何从下料方式,下料时间和所用原料块数这三个角度去考虑下料方案的优化问题,需要建立多目标整数规划模型进行求解。
针对问题一,首先采用贪心算法对4天内要完成和6天内要完成的零件单独分配,贪心策略为在下料方式最少的基础上尽可能的减少余料,这样得到四天内要完成的零件需要151块原料,原料利用率为98.3%,下料方式数为12,具体下料方式见表2;六天内要完成的零件需要121块原料,原料利用率为97.98%,下料方式数为12,具体下料方式见表10。
对于其他零件首先以方式最少和原料使用最少为目标函数,以每种下料方式不得超过原料长度和余料长度不得超过最短的零件长度为约束条件,从而尽力多目标整数规划模型,然后对模型求解得到:其他零件需要原料525块,原料利用率为98.1%。
因此问题一总共需要原料797块。
针对问题二,首先采用问题一的方法二同样利用贪心算法对4天内要完成的零件进行分配,得到需要零件361块,原料利用率为87%,下料方式为16种。
“下料问题(cutting stock problem)”是把相同形状的一些原材料分割加工成若干个不同规格大小的零件的问题,此类问题在工程技术和工业生产中有着重要和广泛的应用. 这里的“实用下料问题”则是在某企业的实际条件限制下的单一材料的下料问题。
现考虑单一原材料下料问题. 设这种原材料呈长方形,长度为L ,宽度为W ,现在需要将一批这种长方形原料分割成m 种规格的零件, 所有零件的厚度均与原材料一致,但长度和宽度分别为),(,),,(11m m w l w l ,其中w i <m i W w L l i i ,,1,, =<<. m 种零件的需求量分别为m n n ,,1 .下料时,零件的边必须分别和原材料的边平行。
这类问题在工程上通常简称为二维下料问题。
特别当所有零件的宽度均与原材料相等,即m i W w i ,,1, ==,则问题称为一维下料问题。
钢管下料问题总结汇报钢管下料问题总结汇报尊敬的领导:我在本次工作中主要负责钢管下料问题的解决和总结。
经过一段时间的调研和实践,我对钢管下料问题有了更深入的了解,并对解决方案进行了总结。
在此将我的研究过程和结果向您做汇报。
一、问题描述钢管下料是钢铁行业的一个常见工序,也是整个生产过程中的一环。
然而,在实际操作中,我们经常会遇到以下问题:1. 传统的下料方法效率低下,操作繁琐。
2. 下料过程中存在较大的浪费,导致资源的浪费和成本的提高。
3. 出现下料尺寸不准确的情况,导致后续工序的延误。
以上问题直接影响了工作效率和产品质量,需要我们寻找合适的解决方案。
二、调研过程在调研过程中,我首先对我们公司的现有下料方法进行了分析。
发现传统的下料方法主要是通过人工测量和切割,过程繁琐,且存在较大的误差。
所以,我开始寻找替代方案。
在调研过程中,我了解到了数字化下料技术的发展,即利用计算机和数控设备实现下料过程。
这种新技术可以提高下料效率,减少浪费,并且可以准确控制下料尺寸。
所以,我决定调研该技术是否适用于我们的生产。
通过与相关行业的专家和厂家的沟通,我获得了数字化下料技术的详细信息,包括设备的选择、安装和维护等方面。
同时,我也了解到了该技术的优点和限制。
在与公司的生产部门和技术成员的讨论中,我们一致认为数字化下料技术可以解决我们现有的问题。
三、解决方案基于以上的调研和讨论,我提出以下解决方案:1. 引入数字化下料技术:购买适用于我们生产的数控设备,进行钢管的数字化下料。
可以采用CAD设计和CAM加工的方式,通过计算机自动控制设备实现精确的下料,提高效率和减少浪费。
2. 培训和技术支持:为相关员工提供培训,使其掌握数字化下料技术的操作和维护知识。
并建立与供应商的合作关系,以获得及时的技术支持和设备维修。
3. 过程优化:通过数字化下料技术,我们可以记录和分析每次下料的数据,进一步优化下料过程。
可以根据实际情况调整切割速度、刀具角度等参数,以提高下料的准确性和效率。
实用下料问题一.问题的重述“下料问题(cutting stock problem)”是把相同形状的一些原材料分割加工成若干个不同规格大小的零件的问题,此类问题在工程技术和工业生产中有着重要和广泛的应用. 这里的“实用下料问题”则是在某企业的实际条件限制下的单一材料的下料问题。
现考虑单一原材料下料问题. 设这种原材料呈长方形,长度为L ,宽度为W ,现在需要将一批这种长方形原料分割成m 种规格的零件, 所有零件的厚度均与原材料一致,但长度和宽度分别为),(,),,(11m m w l w l ,其中w i <m i W w L l i i ,,1,, . m 种零件的需求量分别为m n n ,,1 .下料时,零件的边必须分别和原材料的边平行。
这类问题在工程上通常简称为二维下料问题。
特别当所有零件的宽度均与原材料相等,即m i W w i ,,1, ,则问题称为一维下料问题。
一个好的下料方案首先应该使原材料的利用率最大,从而减少损失,降低成本,提高经济效益。
其次要求所采用的不同的下料方式尽可能少,即希望用最少的下料方式来完成任务。
因为在生产中转换下料方式需要费用和时间,既提高成本,又降低效率。
此外,每种零件有各自的交货时间,每天下料的数量受到企业生产能力的限制。
因此实用下料问题的目标是在生产能力容许的条件下,以最少数量的原材料,尽可能按时完成需求任务, 同时下料方式数也尽量地小。
现在我们要为某企业考虑下面两个问题。
1.建立一维单一原材料实用下料问题的数学模型, 并用此模型求解下列问题,制定出在生产能力容许的条件下满足需求的下料方案, 同时求出等额完成任务所需的原材料数,所采用的下料方式数和废料总长度. 单一原材料的长度为 3000mm, 需要完成一项有53种不同长度零件的下料任务. 具体数据见表一(略),其中 i l 为需求零件的长度,i n 为需求零件的数量. 此外,在每个切割点处由于锯缝所产生的损耗为5mm. 据估计,该企业每天最大下料能力是100块 ,要求在4天内完成的零件标号(i )为: 5,7,9,12,15,18,20,25, 28,36,48;要求不迟于6天完成的零件标号(i )为:4,11,24,29,32,38,40,46,50。
复杂下料问题的优化模型及求解方法研究xx年xx月xx日CATALOGUE目录•引言•复杂下料问题的数学模型•优化求解方法•实验与验证•结论与展望•参考文献01引言随着制造业的快速发展,下料问题已成为制约企业生产效率提高的关键因素之一。
在生产实践中,由于材料种类繁多、尺寸差异大、切割方式各异等因素,导致下料问题变得异常复杂和困难。
因此,研究复杂下料问题的优化模型及求解方法具有重要的现实意义。
意义阐述通过对复杂下料问题的深入研究,可以为企业提供更加精准的下料方案,提高原材料的利用率和生产效率,降低生产成本,同时也有助于推动制造业的数字化、智能化发展。
背景介绍研究背景与意义VS研究现状与问题现状概述目前,国内外学者已对下料问题进行了广泛的研究,提出了许多不同的优化模型和求解方法。
然而,在实际应用中,这些方法往往难以取得理想的效果,特别是在处理复杂下料问题时,存在着求解速度慢、求解精度低、鲁棒性差等问题。
存在的问题现有的优化模型和求解方法在下料问题中的主要问题包括:1)模型建立不够精确,导致求解结果与实际生产需求存在较大偏差;2)求解算法效率低下,无法在短时间内得出优化结果;3)对于复杂下料问题的处理能力不足,难以满足实际生产中的多样化需求。
本研究旨在解决复杂下料问题的优化模型及求解方法,主要研究内容包括:1)建立精确的数学模型,以提高模型的预测能力和鲁棒性;2)设计高效的求解算法,以提高求解速度和精度;3)结合实际生产需求,对模型和算法进行实验验证和性能评估。
本研究将采用理论分析和实验验证相结合的方法,具体包括:1)对复杂下料问题进行数学建模,建立相应的优化模型;2)设计相应的求解算法,包括遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等;3)通过实验验证和性能评估,对模型和算法进行优化和改进。
研究内容研究方法研究内容与方法02复杂下料问题的数学模型复杂下料问题是在满足一系列限制条件下,从给定的物料清单中选择最优的切割方案,以达到成本最低、材料浪费最少的目标。
板材优化下料方案研究下料问题(Cutting Stock Problem)是一个应用范围很广的热门研究问题,它的特殊情况是装箱问题。
人造板材下料方案影响着产品生产成本、报价和和材料采购。
特别对于同规格、大批量的产品来说,企业总要花大量人力核算下料方案,微小的调整就有可能节约可观的原材料费用。
无论是人工经验排料,还是计算机辅助排料都难以达到一个最优的程度,小批量生产中需要多种规格家具混合计算,加之下料存在的主要问题是计算时间和空间呈指数增长,并且假定供排料的矩形件总数是无限的,这使市场上现有行业软件也黯然失色。
如何结合板式家具的结构和加工工艺,通过计算机辅助得到更优解呢?本文针对这个展开论述。
1 板式家具的结构分析下料中难度最大的为实心压板部件和覆面空心结构板等异形部件,对于骨料、尺寸过小的部件在下料时往往要经过尺寸上的合并处理。
下面按实际生产中各种因素进一步细分,讨论家具结构对下料方案的影响。
1.1 板材分类排料方案所需数据是根据板材的规格分批处理的,不能将不同材料的零件放在一起排序,每个零件必须标明所用材料规格。
排料前首先要对不同品种、不同规格的板材进行分类,然后按各个不同类别单独计算用量。
中密度纤维板常用作骨架材料,由于其没有方向性,细小板条都可以用来做骨架,故中纤板的利用率极高。
有纹理的胶合板和二次加工板价格较贵,用于外表显著的部位,其利用率相对较低,这是板材下料中需要重点解决的问题。
对于没有纹理的加工板,常用于隐蔽的零部件。
由于大多二次加工板表面有光滑的保丽纸或者华丽纸,其在厚度方面上是不能用来压板的,一般情况下,用作骨架的中纤板允许存在一定偏差,饰面板和普夹板则视其加工工艺而定。
1.2 纹理定向指有纹理的板材在排料时需要考虑零件的方向性,分为定向和非定向两种。
定向要求纹理与零件某一长度方向一致。
一般情况下,家具高度方向上为顺纹理,具体到各个部件也不尽相同。
如大班台的侧板高度方向为顺纹理;抽屉面板同样如此,但对于抽屉面板本身来说,自身长度方向是与顺纹理方向垂直的;抽屉底板在深度方向纹理要与面板纹理相呼应。
二维直角边零件下料布局问题研究的开题报告一、研究背景及意义随着社会的发展和工业化的进程,加工制造行业已经成为国家经济发展的重要支柱产业。
但在加工过程中,善于利用材料、降低成本、提高生产效率是企业发展的关键。
直角边零件是加工过程中常见的一种构件,下料布局是其加工过程中首先需要考虑的问题之一。
目前,直角边零件下料布局存在以下问题:1. 布局过程依靠人工经验,不仅效率低下,而且难以保证布局的准确性和优化程度。
2. 部分企业采用手工下料,存在浪费材料的情况。
3. 在下料过程中,很难考虑到材料的质量和大小的变化,导致大量的废料和损失。
针对以上问题,对直角边零件下料布局进行研究,开发高效、准确的下料布局算法,可以显著降低企业成本,提高生产效率。
二、研究内容本研究主要针对二维直角边零件下料布局问题,探讨如何通过算法优化下料布局,达到降低成本、减少浪费的目的。
具体研究内容如下:1. 分析直角边零件下料布局问题的特点和难点,明确研究目标和方法。
2. 调研和分析国内外直角边零件下料布局的相关研究和现状,总结各种优化算法的优缺点,为算法设计提供参考。
3. 设计和优化直角边零件下料布局算法,采用贪心算法、动态规划算法、遗传算法等多种优化算法进行比较,评估其准确度和效率。
4. 建立直角边零件下料布局模型,并进行实验验证,验证算法的可行性和实用性。
三、研究意义本研究的意义主要体现在以下几个方面:1. 可以提高直角边零件下料布局的准确性和优化程度,减少浪费和损失。
2. 可以提高工人的生产效率,降低生产成本,增加企业的经济效益。
3. 对于其他类型零件的下料布局问题,本研究所采用的优化算法也有一定的参考意义和借鉴价值。
四、研究方法本研究采用文献调研、数据收集和算法设计等方法,分析直角边零件下料布局问题的特点和难点,探讨如何运用优化算法提高下料布局的效率和准确性。
具体算法设计流程如下:1. 对零件进行尺寸测量和图像处理,获取下料布局所需的数据。
合理下料问题摘要节省原材料,提高材料的利用率,减少废料,降低成本,提高经济效益,对各工业领域来说都是一项有意义的事情。
本文提出了下料问题的一种使用数学模型,来研究钢管最合理的切割方法。
关键字:最优化线性规划 LINGO软件一、问题重述某钢管零售商从钢管厂进货,然后将钢管按照顾客的要求切割后售出,从钢管厂进货时,每根钢管的长度都是19米①现在有一客户需要50根4米、20根6米、15根8米的钢管,应如何下料最节省?②零售商如果采用的不同切割方式太多,将会导致生产过程的复杂化,从而增加生产和管理成本,所以该零售商规定采用的不同切割方式不能超过3种。
此外,该客户除需要①中的三种钢管外,还需要10根5米的钢管,应如何下料最省?二、问题分析1、现在的目标是确定一个合理的方案使得下料最省,获利最多。
2、①从题目给出的数据可知,客户所需要的三种不同长度的钢管都是由钢管厂19米长的钢管切割而来的,具体的切割方式有以下7种:方式4m钢管/根6m钢管/根8m钢管/根余料/米一 4 0 0 3二 3 1 0 1三 2 0 1 3四 1 2 0 3五 1 1 1 1六0 3 0 1七0 0 2 3②从题目给出的数据可知,客户所需要的四种不同长度的钢管都是由钢管厂19米长的钢管切割而来的,具体的切割方式有以下16种:方式4m钢管/根5m钢管/根6m钢管/根8m钢管/根余料/米一 4 0 0 0 3二 3 1 0 0 2三 3 0 1 0 1四 2 0 0 1 3五 2 2 0 0 1六 2 1 1 0 0七 1 0 2 0 3八 1 3 0 0 0九 1 1 0 1 2十 1 0 1 1 1 十一0 0 3 0 1 十二0 0 0 2 3 十三0 1 2 0 2 十四0 1 1 1 0 十五0 2 0 1 1 十六0 2 1 0 3三、模型假设(1)假设切割不损失钢管。
四、符号说明Xn表示采用方式n的次数;Z表示切割总根数。