[发明专利]一种OA板材套裁剪切生产控制优化方法

说明书

本发明揭示了一种OA板材套裁剪切生产控制优化方法，通过采集大量的排样模式，然后从中选取符合需求的最优排样，根据最优排样再选择最优钢板进行加工，最后生成最优的加工顺序下发给机组生产，以提高成材率，减少钢板的废料，减少排样数量，降低生产加工成本，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及OA板材生产技术，更具体地说，涉及一种OA板材套裁剪切生产控制优化方法。

背景技术

钢材剪切加工配送是钢铁企业重要的钢材延伸服务手段，钢厂一般都建有钢材剪切加工中心，通过剪切配送业务，与下游客户形成稳定的供应链关系。加工中心面对的客户非常广泛，像电冰箱、洗衣机、打印机等生产厂商都需要使用钢板，各种产品还有不同型号系列，导致其所用的钢板零件规格各异，由于零件规格偏小，需求量也不同，加工中心在剪切加工时，往往通过组合计算把不同订单零件整合到一个大钢板上进行剪切生产，称为套裁。

像打印机、复印机之类的办公自动化(Office Automation，OA)产品所需要的板材零件一般是通过剪切加工，其板材零件都是规则矩形，且长宽方向与钢板方向保持一致，因此不涉及异形切割。如图1所示，多个OA零件组合在一张钢板上进行剪切，零件的规格(指宽度)都不相同，它们在宽度方向上互相紧邻挨在一起，从而使钢板的宽度尽量被利用足，钢板宽度上的利用率称为成材率，即：成材率＝零件宽度之和/钢板宽度。钢板长度上的切割以最长的零件需求为准，因此一张钢板的综合利用率包括宽度和长度两个维度，钢板在套裁时要尽量做到成材率尽量高，同时长度上也少浪费。

客户在订购某个规格的零件时是按重量计算的，比如这次订购10吨，下次订购20吨，加工中心是需要把它折算成长度总需求的，这个长度总需求通常需要切割多张钢板才能满足。因为不同零件的长度总需求是不一样的，为了减少长度上的浪费，有些零件就会在宽度上进行倍尺(宽度进行翻倍)，比如某个钢板上并排放两个零件(例如规格300变成规格600)，在另外一张钢板上并排放三个零件(规格300变成规格900)，这种不同排放方式称为排样模式或排料模式(见图1)。

人工在排样时，通常设定一个最低成材率，以这个为基准进行排样，但由于零件规格多，钢板规格也不是固定不变的，每个钢板可能都有自己的宽度规格，导致人工排样并不能找到非常好的排样模式，因为其排样组合非常多，如果单纯提高成材率，可能在长度上就无法匹配。

一种具体排样模式会牵涉到钢材剪切生产中的实际加工工艺条件限制，有些排样模式即使成材率非常高，也无法安排生产，因为加工时钢板两边还要留有一定余量，称为边丝，边丝的值也不是固定的，跟具体的排样模式相关，这体现了一个排样模式的加工难度。实际生产中，每个排样模式都牵涉到一个加工工艺的难度与成本，因此排样模式要尽量少。

钢板套裁问题就是要找到尽量少的一组符合生产实际工艺要求的排样模式，在若干钢板上进行剪切加工，完成客户对不同OA零件的需求，同时使得钢板的利用率最大化或浪费最少。这个问题并不是各种公开文献中描述的二维装箱问题。它初看也是二维优化，与二维装箱问题中的规则物体装箱挺相似，但其实有本质的区别：首先二维装箱问题中的箱子(即本文中的钢板)规格是单一的，并且数量是无限的，但本文中的钢板规格不是单一的，每个钢板的规格都可能不一样，而且数量是有限的；其次在排料时，二维装箱问题中零件是可以随意摆放的，而且零件尺寸规格是固定的(包括宽度和长度都固定)，而本文中的零件只规定了宽度规格，长度上是可以任意切分的(当然有个最小长度限定)，只要合起来达到长度总需求即可；再次二维装箱问题并不要求控制排样模式的数量，本文不仅要求排样模式的数量要给出，还要尽量少，同时排样模式的长度也要定出，并且是要给出哪些钢板使用了哪些排样模式。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种OA板材套裁剪切生产控制优化方法，能够提高成材率，减少钢板的废料，减少排样数量，降低生产加工成本，提高生产效率。

一种OA板材套裁剪切生产控制优化方法，包括以下步骤：

A.排样模式的采集: