بهینه سازی برش پروفیل از تئوری تا عمل

کاهش ضایعات برش پروفیل و بدست آوردن بهترین طرح برش،دغدغه ای است که ذهن هر تولید کننده درب و پنجره را درگیر خودمی کند. تاثیر مستقیم کاهش ضایعات بر قیمت تمام شده و به دنبال آن افزایش توان رقابتی بر هیچ تولید کننده ای پوشیده نیست؛ امارسیدن به این هدف تا چه اندازه امکان پذیر می باشد؟ روش ها و نرم افزارهایی که به این منظور ایجاد شده اند چه اندازه موفق بوده اند واصولا در بهینه سازی برش پروفیل به چه نکاتی باید توجه نمود؟ دراین نوشتار به طور خلاصه به این موضوع پرداخته شده است.

جهت مشاهده PDF مقاله اینجا کلیک کنید.

مدلها و روشهای بهینه سازی زیادی به مرور زمان ارائه شده و تکامل یافته اند. مدلهای بهینه سازی خطی، مدلهای بهینه سازی غیر خطی، الگوریتم های ابتکاری(heuristic) ، شبیه سازی نرم افزاری و... توسط ریاضی دانان برای حل مسائل بهینه سازی بیان شده اند. مسئله بهینه سازی برش پروفیل از نظر علمی، مسئله معروف Bin Packing نام دارد که از بیش از صد سال پیش ریاضی دانان برای حل آن راه حلهای مختلفی ارائه کرده اند اما امروزه برای مسئله بهینه سازی برش معمولا از الگوریتم های ابتکاری ژنتیک (Genetic)و آنیلینگ (Anealing) که از قوی ترین و در عین حال سریعترین الگوریتم های بهینه سازی هستند استفاده می شودو البته در عمل معمولا از طریق الگوریتم ژنتیک می توان سریعتر به جواب بهتر دست یافت.

ویژگیهای یک بهینه سازی خوب

با توجه به اینکه تقریبا همیشه بهینه سازی توسط نرم افزار پیاده و استفاده می شود ، ویژگیهای یک نرم افزار خوب بهینه سازی برش پروفیل را می توان بصورت زیر شرح داد :

• انجام بهینه سازی با سرعتی بالا
• دقت و قابل اطمینان بودن محاسبات
• چاپ نقشه برش کامل و خوانا
• کاربر پسند بودن محیط برنامه
• نمایش نقشه برش بصورت گرافیکی با نشان دادن شاخه های پروفیل و قطعات در درون شاخه
• امکان تنظیم پارامترهای بهینه سازی مانند طول شاخه و ضخامت اره در هنگام بهینه سازی
• نمایش اطلاعات جانبی برش مانند جای سوراخ آبچک و دستگیره و افقی یا عمودی بودن پروفیل و زاویه برش

ضمنا در نگاه اول هدف از بهینه سازی برش فقط کاهش ضایعات پروفیل می باشد ولی در نگاهی دقیق تر به این مسئله موارد دیگری مطرح می شود:

به حداقل رساندن جابجایی تیغه برش: جابجایی تیغه برش از یک سو باعث کاهش سرعت تولید شده و از سوی دیگر احتمال خطا را بالا می برد. در صورتی که بهینه سازی به صورتی باشد که قطعات هم اندازه در کنار هم قرار بگیرند، جابجایی تیغه برش به حداقل ممکن می رسد.

بهینه سازی برای دستگاه های برش دوبل: برخی شرکت ها از ماشین های برش دوبل برای برش همزمان دو پروفیل استفاده می کنند. برای این شرکت ها نقشه ای قابل استفاده است که در آن لیست برش به صورت دوبل (جفت) باشد.

جدا کردن ابعاد کوچک در بهینه سازی: در برخی شرکت ها برای برش ابعاد کوچک از تکه های باقیمانده برش های قبل استفاده می شود. وجود قابلیتی برای جدا کردن این ابعاد در بهینه سازی کارایی آن را افزایش می دهد.

جدا کردن ضایعات دورریز از کناره های قابل استفاده مجدد: معمولا در شاخه آخر هر نوع پروفیل، تکه ای بزرگ باقی می ماند که در برشهای بعدی قابل استفاده است. جدا کردن این تکه های بزرگ در محاسبه درصد ضایعات می تواند نگاهی واقع بینانه در ارتباط بامیزان ضایعات واقعی یک پروژه به ما بدهد.

وضعیت استفاده از بهینه سازی:

در حال حاضر برخی از شرکت های تولید کننده درب و پنجره از نرم افزارهای بهینه سازی برش پروفیل استفاده نموده و از مزیت های آن بهره مند می شوند.  در این شرکت ها به موضوع نرم افزار به عنوان یک مزیت رقابتی توجه شده و شرکت چه از لحاظ آموزش و سطح اطلاعات فنی افراد و چه از لحاظ ایجاد بسترهای نرم افزاری و سخت افزاری در شرایط مناسبی قرار گرفته است. فرآیندها و روالهای کاری و دستورالعملهای گردش اطلاعات به گونه سازمان یافته است که امکان عملیاتی شدن بهینه سازی برش ایجاد شود. این موارد اگر چه هزینه اولیه ای را برای شرکت ایجاد می کند ولی صرفه جویی ناشی از کاهش ضایعات در مدت کوتاهی این هزینه را جبران می نماید. در صورتی که نرم افزار مورد استفاده دارای ویژگیهایی باشد که در بخش قبل توضیح داده شد ، قطعا در بالا بردن سرعت تولید و کاهش ضایعات نقش بسزایی خواهد داشت.

بسیاری از شرکت های تولید کننده درب و پنجره نیز با تکیه بر ذهن و تجربه خود اقدام به برش پروفیل می نمایند. این روش در شرکت های کوچک با حجم تولید پایین تا حدی قابل اجرا است ولی به مرور زمان هزینه ضایعات بالایی را به شرکت تحمیل خواهد کرد. در این شرکت ها مهمترین دلایل عدم استفاده از نرم افزار بهینه سازی عبارتند از:

• عدم آشنایی با نرم افزاری مناسب
• عدم آموزش کافی برای استفاده از قابلیت های نرم افزارهای موجود
• دقیق نبودن اطلاعات و محاسبات داخل نرم افزارها
• کارایی پایین برخی نرم افزارها
• عدم امکان پرداخت هزینه برای خرید نرم افزار

با توجه به رشد سریع صنعت درب و پنجره و افزایش روزافزون رقابت، استفاده از بهینه سازی برش و به طور کلی قابلیت های نرم افزاری برای شرکت های تولید کننده درب و پنجره اجتناب ناپذیر است. به همین دلیل لازم است  برای موضوع نرم افزار در برنامه ریزی های کوتاه مدت و بلند مدت شرکت های تولید کننده درب و پنجره جایگاه ویژه ای در نظر گرفته شود.

در مقالات بعدی سعی خواهیم داشت بصورت عملی و آماری تاثیر استفاده از بهینه سازی برش پروفیل را بر روی یک کارگاه بررسی نموده و میزان صرفه جوئی ناشی از استفاده صحیح و کامل از نرم افزار را بصورت عدد و رقم نشان دهیم.

ماهنامه پنجره ایرانیان-شماره 51- دی 90