Математическая модель минимизации затрат металла путем учета раскроя заготовок в двух переделах

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:


В. В. Гнатушенко, orcid.org/0000-0003-3140-3788, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр. Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Т. А. Желдак, orcid.org/0000-0002-4728-5889, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр. Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Л. С. Коряшкина, orcid.org/0000-0001-6423-092X, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр. Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (2): 118 - 124

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/118



Abstract:



Цель.
Обеспечение снижения энергетических и ресурсных затрат при многоэтапном производстве прокатной продукции в пределах заданного плана за счет разработки соответствующего математического обеспечения.


Методика.
Математическое обеспечение многоэтапных задач производства прокатной продукции разработано на основе системного подхода с использованием основных положений теории оптимизации и исследования операций. Реализация разработанной математической модели дает возможность найти такую стратегию использования металла в течение всего процесса производства продукции, при которой минимизируются не только потери металла в момент его разливки в изложницы, но и обрезки в ходе раскроя полученных слитков на передельные заготовки.


Результаты.
Построена математическая модель задачи минимизации количества металла, использованного для изготовления определенного заказа, размер которого не превышает объем одной плавки. Разработанная модель учитывает возможность заранее оценить оптимальный размер передельной заготовки, исходя из желаемого раскроя по длине готовой продукции, допустимой для данной продукции профилей передельной заготовки, и ограничений на вес одного слитка.


Научная новизна.
Предложена математическая модель оптимального распределения металла при выполнении плана производства прокатной продукции, которая, в отличие от существующих, переносит акцент оптимизации на формирование оптимального веса слитка, который имеет заранее рассчитанный оптимальный план раскроя.


Практическая значимость.
Использование разработанной математической модели минимизации количества металла, используемого для изготовления определенного заказа, в составе автоматизированной системы поддержки принятия решений для управления прокатным производством позволит снизить количество переналадок оборудования резальных машин и минимизирует использование ресурсов и количество остатков на складе.


Ключевые слова:
разливка металла, слиток, расходный коэффициент металла, мерность, оптимизация, двухэтапная модель

References.


1. Mazur, V. L. (2019). Theory and rolling technology: unsolved problems and development aspects. Metal and Casting of Ukraine, 5-6(312-313), 48-55. https://doi.org/10.15407/steelcast2019.05.048.

2. Son, D., Kim, B.-I., Bae, B., Park, J.-S., & Ki, Y. (2016). An algorithm for a cutting problem in window frame production. International Journal of Production Research, 54(14), 4327-4339. https://doi.org/10.1080/00207543.2016.1148279.

3. Muter, İ., & Sezer, Z. (2018). Algorithms for the one-dimensional two-stage cutting stock problem. European Journal of Operational Research, 271(1), 20-32. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2018.04.042.

4. Pitombeira-Neto, A. R., & Prata, B. d. A. (2020). A matheuristic algorithm for the one-dimensional cutting stock and scheduling problem with heterogeneous orders. TOP 28, 178-192. https://doi.org/10.1007/s11750-019-00531-3.

5. Garraffa, M., Salassa, F., Vancroonenburg, W., Vanden Berghe, G., & Wauters, T. (2016). The one-dimensional cutting stock problem with sequence-dependent cut losses. International Transactions in Operational Research, 23(1-2), 5-24. https://doi.org/10.1111/itor.12095.

6. Powar, P., & Samuel, Siby (2018). One Dimensional Cutting Stock Problem (1D-CSP): A New approach for Sustainable Trim Loss. International journal of computer sciences and engineering, 6, 265-271. https://doi.org/10.26438/ijcse/v6i10.265271.

7. Sezer, Z., & Muter, İ. (2016). Two-Stage Cutting Stock Problem with Due Dates. In A. Fink, A. Fügenschuh, & M. Geiger (Eds.). Operations Research Proceedings, (pp. 139-145). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-55702-1_20.

8. Khan, R., Pruncu, C. I., Khan, A. S., Naeem, K., Abas, M., Khalid, Q. S., & Aziz, A. (2020). A Mathematical Model for Reduction of Trim Loss in Cutting Reels at a Make-to-Order Paper Mill. Applied Sciences, 10(15), 5274.

9. Powar, P. L., & Samuel, S. (2017). Comparative study of various algorithms dealing with computational aspects of one-dimensional cutting stock problem. Advances in Computational Sciences and Technology, 10(3), 409-422. Retrieved from http://www.ripublication.com/acst17/acstv10n3_07.pdf .

10. Santos, J. L., Santos, J., Ferreira, M. J., Alves, N., & Guevara, M. (2018). Application of the Two-Stage One-Dimensional Cutting Stock Problem in the Steel Industry. IEEE 27 th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Cairns, QLD, (pp. 683-690). https://doi.org/10.1109/ISIE.2018.8433734.

11. Karmalіta, O. Yu., & Kravchenko, V. P. (2020). Automation of the cutting process for uninterrupted pouring into specific cut length with minimum cuttings. Perspektyvy rozvytku suchasnoi nauky і tekhnіky: zbirnyk tez dopovidei Vseukrainskoi іnternet-konferentsii, Marіupol, (pp. 26-27).

12. Wang, D., Xiao, F., Zhou, L., & Liang, Z. (2020). Two-dimensional skiving and cutting stock problem with setup cost based on column-and-row generation. European Journal of Operational Research, 286(2), 547-563. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2020.03.060.

13. Arenales, Marcos Nereu, Cherri, Adriana Cristina, Nascimento, Douglas N. do, & Vianna, Andréa (2015). A new mathematical model for the cutting stock/leftover problem. Pesquisa Operacional, 35(3), 509-522. https://doi.org/10.1590/01017438.2015.035.03.0509.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3418840
Сегодня
За месяц
Всего
366
38446
3418840

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Главная RusCat Архив журнала 2021 Содержание №2 2021 Математическая модель минимизации затрат металла путем учета раскроя заготовок в двух переделах