Представляю новую разработку в составе программного комплекса PackTuning — «Раскройщик ПРС», предназначенную для оптимизации продольного раскроя полотна гофрокартона на продольно-резательных станках.
https://governorv.github.io/prs/
## Какую задачу решает программа?
При производстве гофрокартона нередко возникает необходимость разрезать исходное полотно на несколько полос (ручьёв) заданной ширины с минимальными отходами.
На первый взгляд задача несложная: известна ширина полотна, известны требуемые ширины полос и объёмы заказов. Нужно подобрать их оптимальное сочетание.
Но на практике возникают дополнительные вопросы:
- Какие заказы выгоднее объединить в одном плане раскроя?
- Сколько полос каждой ширины разместить на полотне?
- Как минимизировать боковую обрезь?
- Как распределить требуемые объёмы между несколькими схемами раскроя?
- Как избежать существенного перепроизводства отдельных типоразмеров?
При большом количестве заказов ручной подбор комбинаций становится трудоёмким, а очевидные решения далеко не всегда оказываются оптимальными.
Именно для решения этой задачи разработан «Раскройщик ПРС».
Принцип работы
В основе программы лежит задача оптимизации одномерного раскроя материала (Cutting Stock Problem).
Исходными данными служат ширина полотна и потребность в полосах определённых размеров.
Программа подбирает комбинации полос, которые могут быть получены из исходного полотна, стремясь минимизировать технологические отходы и обеспечить выполнение производственной программы.
Например, при ширине полотна 2500 мм требуется изготовить полосы шириной 800, 600 и 450 мм.
Возможны разные варианты:
800 + 800 + 800 = 2400 мм, обрезь 100 мм.
800 + 600 + 600 + 450 = 2450 мм, обрезь 50 мм.
600 + 600 + 600 + 600 = 2400 мм, обрезь 100 мм.
Но минимальная обрезь в отдельной схеме ещё не означает минимальных отходов при выполнении всего набора заказов.
Если потребность в полосах шириной 600 мм невелика, использование второй схемы может привести к избыточному выпуску.
Поэтому важно оптимизировать не только отдельные схемы, но и их сочетание в рамках производственного задания.
Основной интерес представляет совместное выполнение нескольких заказов.
Вместо того чтобы рассчитывать раскрой для каждого типоразмера независимо, программа рассматривает их как единую задачу.
Это позволяет искать более выгодные сочетания ширин и уменьшать суммарные потери материала.
Результат оптимизации должен отвечать на три основных вопроса:
- Какие схемы раскроя использовать?
- В каком объёме выполнять каждую схему?
- Сколько материала потребуется и какова величина отходов?
Таким образом, речь идёт не просто о калькуляторе ширин, а об инструменте подготовки производственного задания.
Чем отличается от «Раскройщика рулонов на бобинорезке»?
В составе PackTuning уже есть программа для оптимизации раскроя рулонов на бобинорезке.
Хотя математическая основа обеих задач близка, их производственное назначение различается.
Раскройщик ПРС ориентирован на продольный раскрой движущегося полотна гофрокартона непосредственно на производственной линии. Результатом является набор полос заданной ширины.
Раскройщик рулонов на бобинорезке предназначен для разделения исходных рулонов на рулоны меньшей ширины с учётом особенностей соответствующего оборудования и рулонного производства.
Объединять эти задачи в одной программе было бы не вполне удобно: различаются исходные данные, технологические ограничения и представление производственного результата.
Поэтому они реализованы как отдельные специализированные инструменты.
Экономический эффект
Даже небольшое снижение процента отходов при значительных объёмах производства может дать заметную экономию.
Например, при переработке 100 000 погонных метров полотна шириной 2500 мм снижение средней обрези на 20 мм соответствует экономии площади:
100 000 × 0,02 = 2000 м² гофрокартона.
При этом эффективность оптимизации зависит от структуры заказов, доступных ширин полотна и технологических ограничений оборудования.
Развитие комплекса PackTuning
«Раскройщик ПРС» — ещё один специализированный модуль комплекса PackTuning, объединяющего решения для проектирования упаковки, оптимизации раскроя, планирования производства и формирования транспортных пакетов.
Цель разработки — автоматизировать задачи, которые на многих предприятиях до сих пор решаются вручную, с помощью Excel или непосредственного опыта технолога.
При этом автоматизация не должна заменять технолога: её задача — дать ему инструмент для быстрого сравнения вариантов и принятия обоснованного решения.
Буду рад обратной связи от специалистов гофропроизводства.
Особенно интересует практический опыт работы на продольно-резательных станках:
- Какие ограничения оборудования наиболее существенно влияют на выбор схемы раскроя?
- Насколько часто возникает необходимость объединять разные заказы в одном плане?
- Что важнее на практике: минимизация обрези, сокращение числа перенастроек, сокращение опозданий выполнения заказов или выполнение заказов без перепроизводства?
Такие замечания помогут определить направления дальнейшего развития программы.