钢板切割下料MES软件系统是应用于切割下料生产过程的优化系统,它能够优化切割零件的下料计划、优化切割零件在钢板上的排样布局、优化下料切割工艺、监控下料切割生产状况以及管理相关数据和文档等,从而能够提高钢板切割的生产效率和钢板的利用率,提高企业管理水平,降低企业生产成本。本文结合切割下料的生产过程,对钢板切割下料MES系统的关键技术进行了研究,具体内容如下: 依据切割下料生产的需求制定了钢板切割下料MES系统的功能目标,设计了系统的总体功能结构和基于C/S的网络架构;然后将系统划分为优化排产、优化排样以及监控和数据库文档管理等子系统,并定义了各个子系统的功能。
通过分析切割下料的生产流程,建立了优化排产系统的总体结构,设计并分析了优化排产系统的基本开发流程;对于面向排样优化的排产优化方法,建立了排产问题的数学模型并提出了初步解法。 设计了优化排样系统的总体结构,介绍了排样优化问题的相关算法;通过将多钢板排样优化问题转化为对单钢板的连续优化排样问题,研究了支持优化排产的批量排样方法;运用Weiler-Atherton图形裁剪和试探删减搜索法研究并开发了局部填充排样;运用基于图形特征的启发式算法研究并开发了排样图切割优化排序方法。 最后设计了钢板切割下料生产监控系统的网络结构,分析了数据库管理系统的功能和具体的实现方法,设计了文档管理系统各个功能模块及其具体功能。
针对薄钢板出厂前需要进行切割精度效验以满足用户要求的目的,设计开发了一种基于S7-300PLC的薄钢板切割精度效验装置,实现了薄钢板对角线差、高度以及斜切率的测量.介绍了效验装置的系统功能、软硬件组成及切割精度计算模型.经现场运行使用表明,该系统运行稳定可靠,操作方便.
针对船舶建造中钢板利用率低且切割机负荷不均衡等问题,研究建立了带时间属性的钢板切割计划多目标优化模型。模型综合考虑了切割时间约束、零件在母板上排样的空间约束和切割机能力约束,目标是最大化钢板利用率和切割机各单位时间内的负载均衡率。通过启发式算法实现零件的重构,并采用改进遗传算法结合启发式排样规则进行模型求解。以某船厂的分段钢板切割为例,将分段零件月计划作业量进行分解,获得周计划作业量,确定最优的切割计划和排样图。结果表明,所提方法可有效提高板材利用率和切割机在各单位时间内的负载均衡率。
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