CN112396206B - 一种板材的切割使用综合管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种板材的切割使用综合管理方法及系统，获取待生产产品的产品属性和库存板材的属性，将使用相同板材属性的待生产产品组合形成套材，根据库存板材的不同尺寸，形成待切割板材与待生产产品的匹配关系，对每个匹配关系计算板材利用率，形成利用率排序表，根据利用率排序表组合出待生产产品的最优套材方案，根据得出的套材方案计算出所需切割板材的卷数，进而得出最优的切割方案；本发明根据板材构建了板材综合管理系统，从采购、切割、生产、余料、呆料进行统筹；根据生产计划对板材进行最优化得切割，提高板材利用率。

Description

一种板材的切割使用综合管理方法及系统

技术领域

本发明涉及生产管理技术领域，具体涉及一种板材的切割使用综合管理方法及系统。

背景技术

随着计算机技术迅猛发展，在各个领域的优势不断体现，各类型企业开始推进信息化建设，以便达到提高管理效率，降低运营成本的目的。Web应用技术在过去数年间经历了极大的改变和提升，以便满足用户在线处理各种业务需求，为搭建板材管理系统提供了基础。目前对于板材生产管理主要使用的是ERP系统，ERP是一种主要面向制造业进行物质资源、资金资源和信息资源集成一体化的企业信息管理系统。ERP是一个以管理会计为核心可以提供跨地区、跨部门、甚至跨公司整合实时信息的企业管理软件。针对物资资源管理、人力资源管理、财务资源管理、信息资源管理集成一体化的企业管理软件。

目前板材生产还存在着诸如板材采购相关信息还靠纸质数据记载；板材采购来后无法获取准确地板材重量数据，需要对重量进行估算和使用前进行称重；板材相关产品属性由ERP系统获取，但是生产方案的排布需要人工进行维护；板材的切割排布如果按照既定的规格进行生产会产生与实际生产计划不符的情况，产生余料，余料长时间无法消耗的话会变成呆料，造成板材浪费；生产后剩下的板材都是进行纸质记录不能进行实时交互，消耗余料的时候没有信息记录容易遗漏，造成板材浪费。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种板材的切割使用综合管理方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种板材的切割使用综合管理方法，获取待生产产品的产品属性和库存板材的属性，将使用相同板材属性的待生产产品组合形成套材，根据库存板材的不同尺寸，形成待切割板材与待生产产品的匹配关系，对每个匹配关系计算板材利用率，形成利用率排序表，根据利用率排序表组合出待生产产品的最优套材方案，根据得出的套材方案计算出所需切割板材的卷数，进而得出最优的切割方案；得出最优的切割方案后，发送切割方案至生产部进行板材的生产,记录下剩余板材数据并结合下一次生产计划分配使用。

进一步的，获取的板材相关属性包括板材的板材编号、生产厂家、板材规格和板材净重数据；获取的待生产产品的产品属性包括产品的形状、尺寸和重量。通过获取板材的相关属性与产品属性进行匹配，实现板材与生产最优的匹配，提高板材的利用率，提高生产的效率。

进一步的，根据获取板材的相关属性和待生产产品的产品属性生成针对每种物料的物料编号、物料图号、物料尺寸和物料排布个数，也包括所使用板材的板材规格、板材编号数据的切割方案。切割方案具体到各个生产细节，一方面是保证了生产的准确性避免操作失误导致板材的浪费，另一方面提高了生产的效率，不需要操作人员对某一部分设置再进行计算思考，通过节约时间来实现效率的提升。

进一步的，在进行生产时，由生产负责人按照当天的排产计划，针对不同物料选择切割方案，生产今日所有的切割计划，由生产工人负责按照这些切割计划调取板材进行切割。

进一步的，生产结束后根据所有切割计划所生产物料而产生的余料的规格、宽度、重量信息进行记录。对余料进行记录管理，并根据余料的信息使用到生成的切割方案中进行消耗，对余料进行有效利用，减少板材的浪费。

进一步的，在生成的切割方案中会根据生产的物料来提示可以使用的余料，促进余料的消耗，余料放置超过一定时间未使用就会对相关负责人发送邮件提醒。在板材的管理中，往往由于切割方案不断的产生余料，余料的数量增加管理难度也会随之增强，在这种情况下，容易遗忘已经放置很久的余料，就会导致余料的浪费，通过设定余料放置超过一定时间就会提醒相关负责人，避免了余料长时间未使用导致废弃的情况发生。

进一步的，每日选择的切割方案、使用的板材量、产生和消耗的余料量都会进行保存，生产负责人可以查看所有相关信息，可以对某一时间内的数据进行统计构图，方便进行生产分析。自动生成管理报告可以减少相关人工统计工作，使板材的使用情况变得一目了然，并清楚知道使用的各种情况，方便后续的板材使用调整，更好地对板材进行管理使用。

进一步的，板材的利用率采用所使用板材的宽度在板材总宽度的占比来表示。

进一步的，在套材步骤中，只有使用相同表面状态、性能类别、板材厚度的原板材的零件才可以套材。只有相同属性的原板材生产出零件才不会出现差别，因为板材之间不可能所有属性都一模一样，在这种情况下，筛选出属性相同的板材来套材同一个零件就可以保证生产出的零件属性一致。

进一步的，组合出待生产产品的最优套材方案具体是：首先选取板材利用率大于99%并且板材数量最少的套材方案，然后逐步增加套材组，最终形成包含所有零件的套材方案。优先使用利用率最大的板材即相当于最大程度地使用该板材，而且是筛选数量最少的，就可以充分利用现有板材和余料，不会造成板材的不必要浪费。

进一步的，根据套材方案计算出所需切割板材的卷数具体步骤为：依据生产产品与板材的宽度比例对板材进行分条，并计算出板材可生产产品的重量，在保证产品条料重量大于产品定额重量且不产生太多余料的基础上，计算出需要切割板材的卷数。可以得出最优的配比方案，结合现有板材和余料进行零件的生产，消耗余料之余也使余料能够充分生产出最多的零件数。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现以上任一项所述的板材的切割使用综合管理方法。

一种板材的切割使用综合管理系统，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现以上任一项所述的板材的切割使用综合管理方法。

本发明提供的一种板材的切割使用综合管理方法和系统的有益效果在于：

（1）实现了对板材的综合管理，减少人为操作的失误；

（2）通过算法计算符合生产计划的切割方案，提高板材利用率，减少余料的产生；

（3）对余料进行登记并推荐方案进行消耗，减少板材的浪费；

（4）对板材进行统筹管理，生成管理报告可以减少相关统计的工作，使板材的使用情况变得一目了然，方便决策者进行决策。

附图说明

图1为本发明的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例1：一种板材的切割使用综合管理方法。

一种板材的切割使用综合管理方法，板材为钢材，具体步骤如下：

S1，构建大数据平台，用于存储钢材以及要生产零件的基本信息数据；

S2，根据钢材的工艺规格信息、要生产零件的相关信息、钢材原板材、余料相关信息在大数据平台上创建钢材信息库，用来存储相应的信息数据；

S3，搜集整理钢材的包括钢材的表面状态、性能类别、板材厚度、板材尺寸等工艺规格信息以及要生产零件的包括物料编码、物料名称、物料图号、物料尺寸、使用原板材编码、规格等相关信息数据上传到相关数据库中，通过ERP系统导入钢材包括生产日期、生产物料编码、生产物料图号、生产物料数量、供应商等每日生产计划相关信息的数据；

S4，通过物联网技术实现扫描钢材上的二维码就将钢材的相关规格信息录入到钢材管理平台的数据库中；

S5，构建钢材切割方案最优化算法，使得切割的钢材能够满足钢材生产的生产计划，并且在保证板材利用率足够高的情况下，切割出来的钢材能够在较短的时间内消耗完；选定一种物料，生产它的钢材规格与物料的尺寸便已经固定，将这些变为固定条件，以使用相同钢材的其他物料的生产时间、生产重量、排布物料数量、产生余料最少等为筛选条件，构建寻求钢材利用率最大化的线性规划算法进行计算；使用的钢材的宽度在钢材总宽度的占比为钢材的板材利用率；

S6，根据选定的切割方案中的几种物料的物料编码、物料的尺寸自动生成可能产生的余料的相关信息，即余料的规格、宽度、拟定生产物料的编码、产生的日期，通过相关负责人填写钢材由钢卷切割为适合物料生产的小钢卷，进行一天的生产之后，可能小的钢卷并不会消耗完，就需要存放在相应位置即余料，每天消耗了多少并无法准确计算，所以需要填写余料的重量余料的重量并上传，自动生成余料编号；再次生产时，会有根据符合生产条件的余料进行可以使用的方案推送提醒，每天在选择切割方案时，在选定某个要生产的物料后，会提示此物料可以由某编号的余料进行生产，使生产相关负责人及时使用余料，当余料放置超过10天，就会对余料生成切割方案通过邮件等方式提醒负责人尽快使用；

S7，每日选择的切割方案、使用的钢材量、产生和消耗的余料量都会进行保存，生产相关负责人可以查看所有相关数据，可以对某一时间段内的数据进行统计构图，方便进行生产分析；每个月会根据钢材的采购、使用、利用率、余料产生量与消耗量、呆料的产生量等生成钢材综合管理报告。

在运用最优化算法生成最优切割方案的具体操作如下：

如果有原登记应生产此零件的余料或者类型与宽度相匹配的余料可供使用，则应优先使用余料，通过余料重量估算可生产件数，从余料库减少该余料，并且减少零件计划生产件数；

使用相同表面状态、性能类别、板材厚度的原板材的零件才可以套材，通过板材类型筛选出可以套材的一组零件，如同样使用01型号0.75mm的涂油热度锌板的零件包括编码为001柜机右侧板、编码为002的窗机外罩等，白班和中班生产表一共7种零件使用该型号原板材，它们是可以在一起套材的。在这里为了说明套材方案，把7种零件依次记为A, B, C,D, E, F, G；

对于同一种类型原板材的不同宽度放入列表，如01型号0.75mm的涂油热度锌板有1250mm，1300mm，1440mm和1560mm的宽度规格。建立如下的列表[1250，1300，1440，1560]记录宽度。检查呆料库，如果有同一类型的呆料，如呆料库存放800mm宽度的0.75mm厚度涂油热度锌板，可以将其宽度放入这个列表中，那么列表变成了[1250，1300，1440，1560，800]，以此类推，列表中含有可供使用的新原板材和呆料的宽度；

通过遍历列表找出利用率大于97%的套材组合，通过编程计算可以得到各种套材方案，首先选取利用率大于99%并且板材数量最少的套材方案，如下表：

表1 零件信息表

A	B	C	D	E	F	G	宽度	利用率
									3	0	1	0	0	0	0	1250	0.992
0	0	1	0	0	0	2	1250	0.998
									0	0	2	0	0	1	0	1250	0.990
0	1	0	0	0	1	0	1300	0.994
									1	0	1	0	1	0	0	1300	0.993
0	0	0	0	1	1	0	1440	0.995
									0	1	0	0	0	0	2	1560	0.999
0	1	1	0	0	1	0	1560	0.992
									1	0	0	0	0	1	1	1560	0.993
1	0	2	0	1	0	0	1560	0.991
									1	1	0	1	0	0	0	1560	0.991
3	1	0	0	0	0	0	1560	0.994

在表中每一行都是一种套材方案，例如第一行表示用1250mm宽度的热度锌板切3个A卷材和1个C卷材，利用率为99.2%。下一步是选择可以切出A产品的套材方案组利用率最高的方案，可以发现最后一行的利用率最高为99.4%，所以这个方案就放入我们的套材方案池。对于B，我们发现套材方案池里有可以切出B的方案，所以直接跳过B去关注C零件。C零件的套材方案第二行的方案利用率最大，达到了99.8%。D零件只有一个方案，只能选这一个方案，E零件选第6行的方案利用率最大。最后，F零件和G零件可以被套材方案池已选方案生产出来，所以再没有增加套材组合到套材方案池。经过上一步，得出了套材方案池，如下表：

表2 套材方案

A	B	C	D	E	F	G	宽度	利用率
									0	0	1	0	0	0	2	1250	0.998
0	0	0	0	1	1	0	1440	0.995
									1	1	0	1	0	0	0	1560	0.991
3	1	0	0	0	0	0	1560	0.994

假设宽度为1250mm的卷材重量为8.75吨，宽度为1440mm的卷材重量为10.08吨，宽度为1560mm的卷材重量为10.92吨，查阅生产计划表可以发现A到G零件各自的计划生产量的总重量，A零件定额为8.8吨，B零件定额为12.5吨，C零件为15.2吨，D零件为5.5吨，E零件为9.1吨，F零件为15.1吨，G零件定额为11吨。通过套材方案宽度比例可以计算出每卷卷材分条后各产品生产的重量，例如套材方案池的第一种方案，C零件宽度为256.1mm，G零件宽度496.3，1个C套2个G，1x256.1：2x496.3是用来生产C和G的宽度比，由此可以计算出每一卷1250mm板材生产C产品8.75 x（256.1/1250）=1.793吨，生产G产品8.75 x（992.6/1250）=6.948吨。依次计算，填入表中，可以得出如下的表格：

表3 零件使用数量

A	B	C	D	E	F	G	宽度	卷数
									8.8	12.5	15.2	5.5	9.1	15.1	11	——	——
0	0	1.793	0	0	0	6.948	1250	x
									0	0	0	0	4.949	5.081	0	1440	y
2.298	3.966	0	4.564	0	0	0	1560	z
									6.894	3.966	0	0	0	0	0	1560	p

表中第二行数据为各零件定额重量，最后一列是每种套材方案原板材使用的卷数，下一步我们就具体规划求出x，y，z和p的卷数以供生产下料；

要得出x，y，z，p的数值，需要约束条件，我们要保证分条后，各产品条料重量大于产品定额重量，而且不能产生太多余料，最后要注意x，y，z，p的数值为整数，在lingo软件可以列出如下的规划：

Min=(2.298z+6.894p-8.8)+(3.966z+3.966p-12.5)+(1.793x-15.2)+(4.564z-5.5)+(4.949y-9.1)+(5.081y-15.1)+(6.948x-11);

2.298z+6.894p-8.8 >=0;

3.966z+3.966p-12.5>=0;

1.793x-15.2>=0;

4.564z-5.5>=0;

4.949y-9.1>=0;

5.081y-15.1>=0;

6.948x-11>=0;

@gin(x);@gin(y);@gin(z);@gin(p);

最后经过计算得到x，y，z，p分别为9，3，2，2，那么代表套材方案C零件套G零件切9卷1250mm的热度锌板，E零件套F零件要切3卷1440mm宽度的热度锌板，A零件套B零件和D零件切2卷1560mm的热度锌板，最后A零件和B零件套材切2卷宽度为1560mm的热度锌板。这样基本完成了套材的任务。接下来就登记原板材，进行分条操作，生产零件。生产达到计划数后就产生余料，保存余料数据信息。

实施例2：一种板材的切割使用综合管理方法。

与实施例1不同之处在于：查找当天白班加晚班所有订单，一组可以套材的零件没有7个，那么向后一天的订单查找，直到找到7个零件一起套。如果查找7天后依然找不到，那么找到几个就几个一起套。这个参数可以自己调节，可以改成6个或8个等一起套材。就不会导致零件凑不齐导致无法生产的情况发生，提高了生产效率。

实施例3：一种板材的切割使用综合管理方法。

与实施例1不同之处在于：查看所有99%利用率的方案，发现只有1个能切出D零件，有时候，当查找所有利用率在99%以上的套材方案没有发现能够套出某一种零件的方案，这时候要降低利用率去寻找套材方案，如果利用率降低到97%仍然找不到能切某一种零件的方案，那么这种零件弹出让排班员处理，让他选择使用板材种类规格、分条卷数以及分条方案。最后余料登记进入余料库。

实施例4：一种板材的切割使用综合管理方法。

与实施例1不同之处在于：如果余料长时间不使用，超过1个月就变成了呆料，进入呆料库。合适的呆料自动放入算法的列表中；超过1个月未能使用的呆料，每隔固定时间提醒负责人处理，如果负责人确认处理，核销呆料库的呆料，由负责人填报生产零件类型与数量，抵扣该零件计划数，如果未使用完毕，负责人还需要填报余料信息。

实施例5：一种板材的切割使用综合管理方法。

与实施例1不同之处在于：负责人有权更改套材方案，更改后自动显示套材方案利用率和切割卷材的卷数，还应该显示生产完工后预估的各种零件余料重量以供负责人参考。更改之后，由负责人点击确认，录入原板材，由负责人执行套材计划，指导生产，如果有原板材的损坏和浪费由负责人填报进入系统，最后可以计算得出余料的重量，并且保存余料的相关信息。

实施例6：一种计算机可读存储介质。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现实施例1-5任一项所述的板材的切割使用综合管理方法。

实施例7：一种板材的切割使用综合管理系统。

一种板材的切割使用综合管理系统，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实施例1-5任一项所述的板材的切割使用综合管理方法。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种板材的切割使用综合管理方法，其特征在于,获取待生产产品的产品属性和库存板材的属性，将使用相同板材属性的待生产产品组合形成套材，根据库存板材的不同尺寸，形成待切割板材与待生产产品的匹配关系，对每个匹配关系计算板材利用率，形成利用率排序表，根据利用率排序表组合出待生产产品的最优套材方案，根据得出的套材方案计算出所需切割板材的卷数，进而得出最优的切割方案，板材的利用率采用所使用板材的宽度在板材总宽度的占比来表示，根据套材方案计算出所需切割板材的卷数具体步骤为：依据生产产品与板材的宽度比例对板材进行分条，并计算出板材可生产产品的重量，在保证产品条料重量大于产品定额重量且不产生太多余料的基础上，计算出需要切割板材的卷数。

2.如权利要求1所述的板材的切割使用综合管理方法，其特征在于：得出最优的切割方案后，发送切割方案至生产部进行板材的生产,记录下剩余板材数据并结合下一次生产计划分配使用。

3.如权利要求1所述的板材的切割使用综合管理方法，其特征在于：获取的板材相关属性包括板材的板材编号、生产厂家、板材规格和板材净重数据；获取的待生产产品的产品属性包括产品的形状、尺寸和重量；在套材步骤中，只有使用相同表面状态、性能类别、板材厚度的原板材的零件才可以套材。

4.如权利要求1所述的板材的切割使用综合管理方法，其特征在于：组合出待生产产品的最优套材方案具体是：首先选取板材利用率大于99%并且板材数量最少的套材方案，然后逐步增加套材组，最终形成包含所有零件的套材方案。

5.如权利要求1所述的板材的切割使用综合管理方法，其特征在于：在进行生产时，由生产负责人按照当天的排产计划，针对不同物料选择切割方案，生产今日所有的切割计划，由生产工人负责按照这些切割计划调取板材进行切割；在生成的切割方案中会根据生产的物料来提示可以使用的余料，促进余料的消耗，余料放置超过一定时间未使用就会对相关负责人发送邮件提醒。

6.如权利要求1所述的板材的切割使用综合管理方法，其特征在于：生产结束后根据所有切割计划所生产物料而产生的余料的规格、宽度、重量信息进行记录。

7.如权利要求1所述的板材的切割使用综合管理方法，其特征在于：每日选择的切割方案、使用的板材量、产生和消耗的余料量都会进行保存，生产负责人可以查看所有相关信息，可以对某一时间内的数据进行统计构图，方便进行生产分析。

8.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器调用时实现权利要求1至7任一项所述的板材的切割使用综合管理方法。

9.一种板材的切割使用综合管理系统，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被所述处理器调用时实现权利要求1至7任一项所述的板材的切割使用综合管理方法。