Розробка автоматизованої системи оптимального використання заготовок за для розкрою площинних матеріалів

Міністерство освіти і науки України

ДВНЗ Криворізький національний університет

Кафедра моделювання та програмного забезпечення

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

 

на тему: «Розробка автоматизованої системи оптимального використання заготовок за для розкрою площинних матеріалів»

 

 

 

 

Проектував:

Студент групи ПЗАС 09-1с             

Керівник:                                                                  __________  Зубкевич В.Ю.

 

 

 

 

 

Кривий Ріг

2013

АНОТАЦІЯ

 

Пояснювальна записка складається з: 56 сторінок тексту, 10 рисунків, 1 додатку, 19 використаних в проекті джерел.

Об'єкт проектування - розробка автоматизованої системи оптимального використання заготовок за для розкрою площинних матеріалів.

В основній частині курсового проекту був виконаний аналіз основних можливостей системи, приведені алгоритми роботи, детальний опис програми. В якості порівняння, був проведений аналіз вже існуючих програм, з зазначенням їх недоліків.

У розділі «Економічне обґрунтування» було розглянуто питання економічної ефективності та показники ефективності проектованої системи.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: САПР, САУ, РОЗКРІЙ, ПОЛОНО, ОПТИМАЛЬНЕ, ПРЯМОКУТНИК.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП……………………………………………………………………………4

1 ТЕХНІЧНЕ  ЗАВДАННЯ………………………………………………………6

2 АНАЛІЗ  СУЧАСНОГО СТАНУ ЗАДАЧІ ПРОЕКТА………………………16

3 ВИБІР  НАПРЯМКУ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧІ ПРОЕКТУ…………………17

4 РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОГО, ІНФОРМАЦІЙНОГО ТА МЕТРОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРОЕКТУ………………………….19

5 РОЗРОБКА  ТА ОПТИМІЗАЦІЯ АЛГОРИТМІЧНОГО  ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПРОЕКТУ…………….………………………………………………………….23

5.1 Вибір і обґрунтування інструментальних  засобів………………….23

5.2 Розробка блок-схем алгоритмів  та їх оптимізація….………………25

5.3 Вибір та обґрунтування апаратного забезпечення проектованої системи…………………………………………………………………………...31

5.4 Розробка вихідних текстів програмного  забезпечення та вибір стандартного  програмного забезпечення………………………………………31

5.5 Компіляція та тестування ПО………………………………………...36

6 РОЗРОБКА  ПРОГРАМНОЇ ДОКУМЕНТАЦІЇ……………………………...39

6.1 Вихідні тексти проектованої системи……………………………….39

6.2 Опис проектованої системи…………………………………………..43

6.3 Інструкції з використання проектованої системи…………………..44

7 ЕКОНОМІЧНЕ  ОБГРУНТУВАННЯ…………………………………………46

ВИСНОВОК……………………………………………………………………...53

ВИКОРИСТАННІ В ПРОЕКТІ ДЖЕРЕЛА……………………………………54

ДОДАТОК А – Специфікація …………………………………………………..56

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

У сучасному світі є три основні проблеми , вирішення яких присвячені останнім часом зусилля вчених . Це економія природних ресурсів , розробка раціональних технологій виробництва та організація оптимального управління . Сучасне автоматизоване виробництво являє собою складну систему , домогтися оптимального функціонування якої можна тільки застосовуючи на всіх її рівнях ефективні методи автоматизації управління роботою її складових. Стрімкий прогрес в області засобів інформаційного забезпечення вирішення задач науки і техніки передбачає кардинальну зміну підходів до технології вирішення наукових і виробничих проблем. Одним з найважливіших напрямків прискорення науково - технічного прогресу та підвищення ефективності виробництва є автоматизація всіх ланок виробничого циклу , у тому числі проектування , технологічної підготовки виробництва і управління. Об'єкти виробництва стають більш складними , проте терміни на проектування і технологічну підготовку їх виробництва в умовах конкуренції скорочуються. Екстенсивно вирішити дану проблему неможливо, тому не всі процеси проектування можуть бути виконані паралельно. Інтенсифікація праці конструкторського і технологічного персоналу можлива тільки при наявності обчислювальної техніки , застосуванні комп'ютерних технологій , що базуються на створенні та / або використанні автоматизованих систем управління (АСУ) і складових їх частин: систем автоматизованого проектування ( САПР ) і автоматизованих систем технологічної підготовки виробництва ( АСТШТ ) . Розробка АСУ на базі математичних методів і моделей , сучасних інформаційних технологій дозволить вирішувати питання управління , проектування і виробництва на належному рівні , зберігаючи конкурентоспроможність виробленої продукції.

В умовах целюлозно-паперового, деревного і т.д, виробництва одним із способів зниження витрат на сировину і матеріали є скорочення кількості відходів, що утворюються в процесі виробництва продукції. У загальній системі організації і планування виробництва серед багатьох факторів оптимальний розкрій має важливе значення.

З проблеми оптимального розкрою опубліковано велику кількість робіт, починаючи з кінця 40-ч років, коли завдання розкрою вперше була поставлена ​​і вирішена, і до теперішнього часу.

Однак, рішення вважається класичної задачі оптимального розкрою у виробничих умовах пов'язане з такими труднощами як, умова цеілочисельності рішення, вимоги гарантованого існування оптимального рішення за будь-яких вихідних даних, обмеження по кількості ножів поздовжньо-різального верстата (ПРС), а так само багатьох інших вимог, пов'язаних зі специфікою роботи окремих підприємств.

Літературний огляд показує, що існуючі моделі, алгоритми та методи вирішення оптимального розкрою не забезпечують виконання цих вимог.

З урахуванням цього метою курсової роботи є створення автоматизованої системи оптимального використання заготовок при розкрої площинних матеріалів на основі методів, моделей і алгоритмів оптимального розкрою.

Для досягнення поставленої задачі в роботі вирішуються такі наукові та практичні завдання:

• розробка автоматизованої системи оптимального використання заготовок при розкрої площинних матеріалів;
• створення алгоритмічного і програмного забезпечення автоматизованої системи оптимального розкрою ;
• розробка науково - обгрунтованого методу і алгоритму генерування безлічі допустимих способів розкрою рулонів , а так же критеріїв формування множини допустимих способів для розкрою полотна;
• аналіз ефективності оптимального розкрою в залежності від режимів роботи поздовжньо різального верстата ( ПРС ) і показників якості полотна.

У роботі застосовані сучасні методи математичного моделювання на основі цілочисельного лінійного програмування.

 

1 ТЕХНІЧНЕ  ЗАВДАННЯ

 

ВСТУП

 

Назва системи

Автоматизована система оптимального використання заготовок при розкрої площинних матеріалів.

Призначення

Система призначена для оптимізації розкрою заготовок на площинному матеріалі при мінімальних його витратах.

Область застосування

• текстильна промисловість;
• металургійна промисловість;
• меблева промисловість;
• легка промисловість.

Організація-замовник

ТОВ «УкрМебельТекстиль»

Організація-виконавець

ТОВ «ПрограммноеОбеспечение»

Організації співвиконавців

ТОВ «Белый Ветер»

Узгоджувальні і зацікавлені організації

ТОВ «УкрЦветМеталл», ТОВ «ПромПластик»

 

1 ПІДСТАВИ ДЛЯ РОЗРОБКИ СИСТЕМИ, ЇЇ ПРИЗНАЧЕННЯ, ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

 

Вартість робіт

Повна вартість робіт складає - 28690 гривень ( двадцять вісім тисяч шістсот дев'яносто гривень).

Початок розробки

Початок розробки 1 вересня 2013 .

Кінець розробки

Кінець розробки 1 грудня 2014 .

Чим закінчується розробка

Розробка закінчується створенням закінченого програмного продукту для оптимізації розкрою заготовок на площинному матеріалі при мінімальних його витратах.

Узагальнений алгоритм

Система отримує масив даних про заготовки та їх розкрої . Після обробки та перевірки введених даних , програма розподіляє розкрій на полотні відповідного матеріалу. Тип матеріалу впливає на відстань між розкроями . Фінальна стадія - висновок оператору варіантів оптимального розташування розкрою на полотні матеріалу при мінімальних його витратах.

Техніко-економічне обґрунтування розробки

Техніко-економічним обґрунтуванням програмного продукту є:

• мінімізація витрат матеріалу;
• зменшення часових витрат на оптимізацію;
• усунення людського фактора при оптимізації;
• економічна ефективність;
• зменшення собівартості кінцевого продукту;
• екологічні впливи.

 

2 УМОВИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ПРОЕКТОВАНОЇ  СИСТЕМИ

 

Кліматичні умови

• температура навколишнього повітря від 10 ° С до 35 ° С;
• атмосферний тиск від 630 до 800 мм ртутного стовпа ;
• відносна вологість повітря не більше 80 %;
• запиленість повітря не більше 0,75 мг/м3;
• крім цього , в повітрі не повинно бути парів агресивних рідин і речовин, що викликають корозію.

Механічні умови

• Синусоїдальна вібрація :
• діапазон частот , Гц 1-35 ;
• амплітуда прискорення , м/с2 (§ ) 5 ( 0.5) ;
• амплітуда переміщення , мм;
• частота переходу , Гц.

Загальна тривалість впливу вібрації по всьому діапазону частот , ч:

• тривалого , ч 7 ;
• короткочасного , хв.

Загальна тривалість впливу вібрації в кожному піддіапазоні частот:

• тривалого , ч 1.0;
• короткочасного , хв.

Механічний удар багаторазового дії :

• пікове ударне прискорення , м/с2 ( g ) 150 ( 15 ) ;
• загальна кількість ударів 10 000-12 000 ;
• тривалість дій ударного прискорення , мс 2-20 .

Наявність полів і перешкод

Елементи системи повинні бути екраніруемого і захищені від впливів електромагнітних полів і перешкод.

Умови живлення

Електроживлення здійснюється від однофазної мережі змінного струму напругою 220 В ± 10 % і частотою 50-60 Гц.

Комп'ютер і його периферійні пристрої повинні підключатися до електричної мережі через спеціальні розетки , мають заземлювальні контакти. Заземлювальні контакти повинні забезпечувати надійне заземлення. Опір заземлюючого контуру має бути не більше 4 Ом.

Тривалість і характер переривання первинного живлення

Проектована система оснащена блоком безперебійного живлення , який захищає систему від перепадів напруги і переривання первинного харчування. Тривалість роботи ББЖ - 1 година .

Умови відновлення і ремонту проектованої системи та обслуговування

Для відновлення або ремонту системи , її компоненти необхідно перенести в чисте приміщення з кліматичними умовами:

• температура навколишнього повітря від 10 ° С до 35 ° С;
• атмосферний тиск від 630 до 800 мм ртутного стовпа ;
• відносна вологість повітря не більше 80 %;
• запиленість повітря не більше 0,75 мг/м3;
• і відсутністю механічних факторів , а так же полів і перешкод.

Заходи з техніки безпеки при експлуатації системи

Під експлуатацією техніки тут розуміється комплекс технічних і організаційних заходів щодо забезпечення взаємодії користувачів іззасобами.

Користувач повинен вміти правильно звертатися із засобами комп'ютерної техніки , встановленим системним і прикладним ПЗ. Комп'ютери та мережі можна використовувати тільки у виробничих і навчальних цілях. Користувачі повинні дбайливо ставитися до наданого в їх користування устаткуванню. Користувачі , які не володіють навичками роботи на комп'ютері , мають пройти навчання .

При роботі користувач повинен уважно ставитися до підвищення шумності роботи пристроїв :

• накопичувачів на магнітних дисках;
• вентиляторів;
• пристроїв друку ;
• іншим несподіваних ефектів ( запахам гару , порушень нормального режиму роботи програм).

Користувач також повинен стежити за безперебійністю роботи КТ.

Комп'ютерне обладнання рекомендується розміщувати в приміщеннях не ближче 0,5 м від опалювальних приладів.

Екран відеомонітора необхідно розташовувати таким чином , щоб на нього не потрапляли прямі сонячні промені.

Користувачам рекомендується періодично очищати клавіатуру і мишу від забруднень , протирати захисні екрани та екрани відеомоніторів спеціальними засобами.

Техніко-економічні та інші показники наслідків можливої ​​відомості системи

• збільшення собівартості кінцевого продукту;
• збільшення економічних витрат;
• збільшення тимчасових витрат;
• збільшення витрат матеріалу.

Характер роботи проектованої системи

Характер роботи проектованої системи - циклічний.

 

3 ЕКСПЛУАТАЦІЙНО-ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ  СИСТЕМИ

 

Додаткові функції, реалізовані системою

Додатковими функціями є: розрахунок коефіцієнта витрат матеріалу, перевірка вхідних даних, експорт даних, збереження звітів, налаштування інтерфейсу користувача.