面向工程项目型制造企业的板材下料系统的研究和应用

摘要

制造系统是将制造资源不断转换成产品的系统。制造系统在不断生产产品、创造财富的同时，也消耗了大量的资源。在量大面广的制造系统中，制造资源的浪费情况严重，进行制造系统的资源优化利用技术研究，对提高制造业资源利用率，降低资源消耗，从而提高制造业整体效益具有重要意义。 本文从系统集成的角度对工程项目型制造企业板材物料资源的消耗进行了较深入的研究，同时深入研究了设计环节中对板材物料资源的利用效率有显著影响的优化下料技术。 首先分析了工程项目型制造企业的单件性、物料消耗大的特征，和其板材物料资源消耗量大、周期长的特点，提出了面向工程项目型制造企业的板材下料系统的总体方案。针对该总体方案进行了板材下料系统的系统结构设计，并对各个模块的功能、输入输出、处理流程进行了详细的分析。 然后针对面向工程项目型制造企业板材下料系统涉及的优化下料、图形处理、系统集成等关键技术进行了较深入研究。分析了优化下料算法——列生成法的求解流程，提出了插补求解二维Non-Guillotine切割的启发式算法；分析了图形处理技术，包括零件图预处理技术和结果图生成技术；提出了系统集成的方案，实现了优化下料技术与CAD、CAPP、CAM技术的有机集成。 基于本文的研究成果开发的产品——钣金下料系统软件，在企业进行了实际应用。在减少物料资源消耗、提高企业的设计水平方面，取得了较好的应用效果。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1本论文的选题背景与意义

1.2工程项目型制造企业板材下料的现状

1.3优化下料技术的国内外研究现状及评述

1.4本课题主要目标

1.5本论文的研究内容

1.6本章小结

2面向工程项目型制造企业的板材下料系统的总体方案设计

2.1工程项目型制造企业的特点和需求

2.1.1工程项目型制造企业的特点

2.1.2工程项目型制造企业板材下料的特点

2.1.3工程项目型制造企业板材下料的需求

2.2面向工程项目型制造企业的板材下料系统的总体方案设计

2.3面向工程项目型制造企业的板材下料系统的功能设计

2.4本章小结

3面向工程项目型制造企业的板材下料系统的关键技术研究

3.1板材优化下料技术

3.1.1数学模型和求解流程

3.1.2启发式算法求解背包问题

3.1.3结合库存的下料技术

3.1.4综合生产率和优化率下料技术

3.2图形处理技术

3.2.1零件图预处理技术

3.2.2结果图生成技术

3.3系统集成技术

3.4本章小结

4应用案例——钣金下料系统

4.1系统应用环境概述

4.2钣金下料系统设计

4.3钣金下料系统应用实例

4.4钣金下料系统实施的效益分析

4.5本章小结

5结论

致谢

参考文献

附录

1.作者攻读硕士学位期间发表的论文目录

2.作者攻读硕士学位期间从事的主要科研工作