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造纸厂中的卷筒和平板纸切割摘要这篇文章描述了发生在葡萄牙造纸厂,在设计和最优化的切割卷筒和平板纸的生产过程中所出现的一个现实性的工业难题。全球性的工业难题主要是宽度的设定,这些宽度的设定在生产的过程中一定要符合相应的条款,主要的目标就是要能够使一系列已经定好的卷筒和平板纸与主要的卷筒相分离。宽度结合的这个过程将决定即将被生产加工的主要卷筒的质量和重量、切割的样式以使损失达到最小,从而满足生产的需要。进程中的技术进程对这个拥有两个加工阶段的进程起着决定性的作用。本文还介绍了模型的细节和解决的方法。还包括一些解说性的计算方面的结果。2003ELSEVIERLTD版权所有关键词结合的最优化;成品纸库存;自发式1、引言在造纸厂设计纸张的生产过程中采用了许多具有实质效果的特殊方式,其中的每个方式又有自己独特的特点,同时这种方式还要求必须有8个精确无误的数学公式和解决方法13。然而,把所耗费的损失降到最小却是由客观性的物理作用而决定的。其余的部分则是由运行整个过程的时间、数字和切割型号的特性等因素列表而组成的。另外还有一些是常见的强制力、相关客户的说明书、战略决定和生产过程中的一些技术特性。这篇文章主要阐述了应葡萄牙造纸厂CPP的要求而设计的一套流程,主要用以产品的设计和切割纸张的卷筒。这套系统被命名为COOL(COOL代表葡萄牙的单词,意思是能使宽度的联合达到最佳化),是复杂系统的一部分,用来支撑生产纸张和操纵托盘的工具。在这篇论文里所解决的就是制定切割的型号以及生产依照型号和质量而进行分类的纸张来满足预定规格的卷筒和平板纸。这个系统基本上就是处理在符合定单的前提下设计纸张,切割主要卷筒的过程中所出现的问题。切割预计要与主轴相连,并且要考虑把损失降到最小化同时还要满足定单的数量要求。一个多样化的技术上、操作上出现的强制力包含在设计的进程之中,并引发了一个奇怪的难关。从这种观点来看,这项难题存在于成品纸库存这个问题之中46。这个问题忽视在卷筒末端将会出现损失而公式化的被采用,这样1D进程就被设计出来。在切割过程中的技术特性决定了拥有两个工业阶段的进程的方法论的必要性。另一个1D的切割问题可以在已经出版的文学上得到证实。不仅是造纸业,这项进程还可以应用到其他工业,例如钢铁行业7、8和塑料行业9。我们设想一个原始的解决方法来解决前面所出现的问题,与仅用人工就能获得解决方法相比,这种方法就正如造纸厂所证实的那样用节省纸张来达到重视改良的效果。这种方法是基于两个独特的呈直线型的计划模型,而这个模型则是由单一的阿拉伯算法计算而得的。那么,为了满足以往被忽略的全部限制所得到的解决方法就必须类似于后选择步骤。这个解决方法所获得的有效性是通过工业难题的整合应用模型的改革运动而获得的,这种改革运动是用微软CPLEX⒍0的商业最优化来解决的。这篇论文的整体结构如下第2段介绍了生产的难题和它的工业背景。特殊强调了工业环境的特殊作用以及相关的解决办法。第3段和第4段将描述出现的问题和解决问题相应的方法论。第4段列举了一个小例子来说明解决问题的进程。第5段现实性的讨论了一些可能出现的结果。2、工业环境这一研究案例是在一家葡萄牙造纸厂中进行的,因为是从纸浆开始生产纸产品,所以此案例可视为一个垂直工业流程,产品包含卷筒纸和平板纸。工厂在两类市场中运做一类是标准纸,另一类是按要求预定纸。整个生产周期一共六周,并且由于技术因素,纸生产中存在一个或加速或减速的提前预警产品的生产连续性问题。图1制造流程图1显示了该厂通过生产线的成品纸从纸浆中生产出再按固定宽度绕在主卷筒机上,然后主卷筒机随卷线机将卷筒纸切成小筒纸,这些卷筒纸或被直接提供给客户或送入中间仓库。在卷线机和切割机上都有少量的固定宽度的切割碎片留在纸上。这主要由采用的生产流程所决定。图2显示了计划和生产流程的相干方面。重点是主产品和副产品计划和产量的不同。计划是基于客户同属的产品定货。同一纸种和等级的卷筒纸和辅助卷筒纸一起构成了预订产品的规格。这种助卷筒纸只包含卷筒纸和平板纸中的一种。因此两种辅助卷筒纸是有区别的一种是平板辅助卷筒纸,一种是卷筒辅助卷筒纸。辅助卷筒纸只按照有关的主卷筒纸构成其切割方式的。介绍了辅助切割,以便于对于产品生产过程和采取的解决方法有一个更好地了解。这与有关的技术过程密切相关。且当应用到切纸机时,就要求对于额外的纸宽进行考虑。在主切割方式的副切割方式的定义由相应的两项解决方案决定。在副卷筒和切割方法的终结中必须进行讨论。这些限制决定了方法的可行性。订购系统如图3所示,可在国内外市场订购(因为此公司也在葡萄牙以外运作)由市场营销部负责。如果认为合适的话,与外部订购相同。可源于这些定单产品要求或是切割定单或是预期定单。当一位客户的卷筒纸的定单可由现存(存在半成品仓库)的卷筒纸满足其要求时就生成一份切割定单,当客户的平板纸定单可由现存(存于标准仓库)的平板纸满足时,就生成一份预期定单。图2计划和生产流程图3订购系统3问题描述为了使完成生产定单时的浪费最少,造纸中存在的工作主要是切纸方法的整合过程。它决定了主卷筒纸的重量和质量。生产系统的发展将支持产品定单的切割计划。不会干扰相关定单的完成与每个生产循环的成品纸的生产。这些是市场营销部所做的决定,最终在使用COOL系统的模拟中得到了支持。在与主卷筒机有关的切割方法的定义中必须考虑到一些限制条件。这些限制条件可分为以下两方面操作限制(包括管理和客户要求)只有每个宽度单位的等重的卷筒纸才可以结合在一起只有内外直径相同才可以结合客户的内外径规格的要求必须得到满足必须考虑到辅助卷筒机的任务,因为切纸机有不同的特点。对于切割方法提出了最小宽度的要求,以便使可用的机器得以利用。技术限制(主要归因于机器的特点)在输入时主卷筒机的最大和最小宽度;旋切刀的限制数;切割机最大,最小板纸宽度;切割机的最大切割卷筒纸直径;在切割机和卷线机中的边料;
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