DE19634826A1 - Verfahren und Gerät zur Erstellung und Optimierung eines Schneidplanes für einen Rollenschneider - Google Patents
Verfahren und Gerät zur Erstellung und Optimierung eines Schneidplanes für einen RollenschneiderInfo
- Publication number
- DE19634826A1 DE19634826A1 DE1996134826 DE19634826A DE19634826A1 DE 19634826 A1 DE19634826 A1 DE 19634826A1 DE 1996134826 DE1996134826 DE 1996134826 DE 19634826 A DE19634826 A DE 19634826A DE 19634826 A1 DE19634826 A1 DE 19634826A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- throws
- indicates
- litter
- solutions
- slitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
- G06Q10/043—Optimisation of two dimensional placement, e.g. cutting of clothes or wood
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Economics (AREA)
- Marketing (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
- Replacement Of Web Rolls (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung
und Optimierung eines Schneidplanes für einen Rollenschneider
von kontinuierlich erzeugten Materialbahnen, insbesondere in
der Papierindustrie. Daneben bezieht sich die Erfindung auf
ein entsprechend dem angegebenen Verfahren programmiert es
Gerät, enthaltend wenigstens einen programmiebaren Digital
rechner mit Zentraleinheit, Arbeits-, Programm- und Daten
speichern sowie einer Ein-/Ausgabeschnittstelle zum Datenaus
tausch mit dem Rollenschneider.
Speziell in der Papierindustrie hat man es mit einer Auf
tragslage zu tun, die in kürzester Zeit stark schwanken kann.
Eine flexible Produktionsoptimierung ist daher unverzichtbar.
In diesem Zusammenhang kommt insbesondere der Maschinen
belegungsplanung für den sog. Rollenschneider, mit dem eine
Papierbahn in die vom Kunden geforderte Geometrie, den sog.
Kundenrollen, geschnitten wird, eine zentrale Bedeutung zu.
Damit verbunden ist eine geeignete Schneidplanerstellung,
woran sich üblicherweise eine Optimierung des Schneidplanes
anschließt, um in der laufenden Produktion den Verschnitt an
Papier zu minimieren. Außer in der Papierindustrie spielt
auch bei anderen kontinuierlich erzeugten Materialbahnen,
beispielsweise Folien od. dgl., die Schneidplanerstellung
eine wichtige Rolle.
Ein Schneidplan für einen Rollenschneider besteht aus den
Angaben, in welchem Muster das Vorgängerprodukt "Tambour"
zerschnitten werden soll, um die Nachfolgeprodukte "Rollen"
herzustellen. Der sog. Tambour hat eine vorgegebene Breite.
Die Rollen haben unterschiedliche Breiten, wobei üblicher
weise das Gewicht aller Rollen eines Kundenauftrages zwischen
einem minimalen und einem maximalen Wert schwanken kann. Die
Länge einer einzelnen Rolle kann ebenfalls zwischen einem
minimalen und einem maximalen Wert schwanken. Ein Wechsel
eines Schneidmusters beinhaltet eine physikalische Verstel
lung der Schneidmesser des Rollenschneiders, womit erhebliche
Rüstkosten verbunden sind. Insbesondere die Rüstkosten beein
trächtigen aber die in der Papierindustrie zu erzielenden
Erlöse.
Man ist daher bemüht, den Schneidplan so zu konzipieren, daß
die Summe aus den Erlösen der Rollen abzüglich den Kosten
durch Schneidverluste abzüglich den Rüstkosten ein Maximum
wird.
Bekanntermaßen liefern Papiermaschinen als Tamboure sehr
große Rollen in der Maschinenbreite, beispielsweise von 12 m
Breite und mit 40 km Länge. Diese Rollen werden auf Rollen
schneidern auf die Anforderungen der Kunden zugeschnitten,
beispielsweise mit 0,50 bis 2,00 m Breite und 10 km Länge.
Dabei soll der Verschnitt gering gehalten werden. Außerdem
sind die Rüstzeiten bei Formatänderungen kurz zu halten.
Die Anzahl der Rollen, die in einem Schneidvorgang zu ferti
gen sind, darf die Zahl der verfügbaren Messer und Wickel
stationen nicht überschreiten. Bedingt durch die Bauart des
Rollenschneiders können weitere Einschränkungen hinzukommen,
so können etwa die einzelnen Wickelstationen unterschiedliche
Breiten- oder Gewichtsbeschränkungen haben. Der Erlös je
Kundenrolle kann außer von der Größe und dem Gewicht auch von
individuellen Tarifen oder Rabatten der Kunden abhängen. Die
Verletzung von Anforderungen wird in Geldwerten gemessen.
Schneidpläne werden teilweise noch von Hand erstellt, allen
falls für Teilprobleme gibt es exakte Lösungen. Die Behand
lung solcher Probleme mit Methoden der linearen Optimierung
ist wegen der Nebenbedingungen sehr schwierig: Insbesondere
die Forderung nach ganzzahligen Lösungen erhöht sehr stark
die Problemgröße und damit die Rechenzeiten. Eine Optimierung
einer Gesamtkostenfunktion ist bisher vom Stand der Technik
nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Ver
fahren anzugeben und ein zugehöriges Gerät zu schaffen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem
Verfahren der eingangs genannten Art evolutionäre Algorithmen
verwendet werden, mit denen zur Lösung eines Gesamtproblemes
eine Population möglicher Lösungen vorausgesetzt wird und
diese zu neuen Lösungen kombiniert und/oder mutiert werden.
Vorteilhafterweise kann zur Optimierung von Schneidplänen für
Rollenschneider die Anwendung von evolutionären Algorithmen
in Teilschritten einzeln oder nacheinander erfolgen. In einem
Teilschritt kann ein Breitenplan aufgestellt werden, mit dem
festgelegt wird, welche Auftragsrollen in welchen Wurf gelegt
werden. In einem anderen Teilschritt können den einzelnen
Kundenrollen Wickelstationen zugewiesen werden.
Die Erfindung kann also bei gegebenen Kundenanforderungen für
einen vorgegebenen Fertigungszeitraum einen Plan erstellen,
der den Gesamterlös maximiert. Bei der Optimierung wird aus
genutzt, daß die Kundenaufträge Toleranzen enthalten und daß
zusätzlich nicht angeforderte Rollen auf Lager produziert
werden können.
Speziell die Rollenschneideroptimierung mittels evolutionärer
Algorithmen erfolgt im wesentlichen in zwei separaten Schrit
ten. Zunächst wird ein Breitenplan aufgestellt, der festlegt,
welche Auftragsrollen in welchen Wurf gelegt werden. Im zwei
ten Schritt werden den einzelnen Kundenrollen Wickelstationen
zugewiesen. Damit werden die Messerpositionen für den Wurf
bestimmt. Außerdem wird im zweiten Schritt eine günstige
Reihenfolge für das Fertigen der Würfe festgelegt. Letzteres
ist vor Ort anhand eines PC′s oder Laptops mit geeigneter
Bedienoberfläche möglich und kann in der Praxis unmittelbar
vor Schichtbeginn in der Produktion erfolgen. In Verbindung
mit dem Rollenschneider ist also ein Gerät geschaffen, bei
dem durch die Programmierung des Digitalrechners entsprechend
dem angegebenen Verfahren geeignete Mittel definiert sind.
Im Rahmen der Erfindung können bei der Realisierung von
Schneidplänen die evolutionären Algorithmen bei allen oder
nur bei einzelnen Teilschritten angewandt werden. Gegebenen
falls ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren für
einen einzelnen Teilschritt mit einem anderen, deterministi
schen Verfahren zu kombinieren.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungs
beispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit weiteren
Unteransprüchen. Es zeigen
Fig. 1 die Prinzipskizze eines Rollenschneiders,
Fig. 2 das Schema eines Schneidplanes,
Fig. 3 die Darstellung der Einbettung der Optimierung in die
Produktionsplanung in der Papierindustrie und
Fig. 4 die gerätetechnische Realisierung.
Die Figuren werden nachfolgend teilweise gemeinsam beschrie
ben.
Die Produktion von Papier läuft in mehreren Schritten ab:
Zunächst wird in der eigentlichen Papiermaschine das Roh papier hergestellt und gegebenenfalls in sogenannten Streich maschinen veredelt. In diesem Zustand liegt das Rohpapier in Rollen mit ca. 5 bis 10 m Breite vor, die als sogenannte Tamboure bezeichnet werden. Die Länge der in einem Tambour aufgerollten Papierbahn kann je nach Anforderung und Flächen gewicht (Schwere) des Papiers stark schwanken und bis zu 100 km betragen.
Zunächst wird in der eigentlichen Papiermaschine das Roh papier hergestellt und gegebenenfalls in sogenannten Streich maschinen veredelt. In diesem Zustand liegt das Rohpapier in Rollen mit ca. 5 bis 10 m Breite vor, die als sogenannte Tamboure bezeichnet werden. Die Länge der in einem Tambour aufgerollten Papierbahn kann je nach Anforderung und Flächen gewicht (Schwere) des Papiers stark schwanken und bis zu 100 km betragen.
Die Tamboure werden anschließend in Rollenschneidern in
schmalere Streifen geschnitten, die zu einzelnen Rollen, den
sog. Aushangrollen, aufgewickelt werden. Wenn die Rollen
einen vorgegebenen Durchmesser erreicht haben, d. h. eine
bestimmte Länge der Papierbahn vorliegt, wird der Rollen
schneider angehalten und das Papier quer zur Laufrichtung
abgeschnitten. Die Gesamtheit der so in einem Arbeitsgang
entstandenen Aushangrollen wird in der Papierindustrie als
ein sogenannter Wurf bezeichnet.
Letzteres wird anhand Fig. 1 veranschaulicht: Es ist ein
Tambour 1 dargestellt, von dem eine Papierbahn 2 abgezogen
wird und über einzelne Messer 3, die in lateraler Richtung
verstellbar sind, in schmalere Papierbahnen, beispielsweise
in die Bahnen 11 bis 15, längs geschnitten wird. Mit 21 bis
25 sind die sog. Aushangrollen bezeichnet, auf die die schma
leren Papierbahnen 11 bis 15 aufgewickelt werden. In der
Linie der Messer 3 sind seitlich Messer 3′ zur Randbegradi
gung vorhanden, mit dem ein seitlicher Verschnitt entfernt
wird, wobei Mittel zur Randabsaugung zur Verfügung stehen.
Insgesamt ist damit ein Rollenschneider 100 realisiert.
In Fig. 2 ist die Papierbahn 10 in verkürzter Projektion dar
gestellt. Deutlich wird das Schema eines Schneidplanes, mit
dem aus der Länge der Papierbahn 10 jeweils eines einzigen
Tambours 1 einzelne Rollen unterschiedlicher Breite herge
stellt werden können. Durch Schnitte in Querrichtung des
Tambours können jeweils die Einzellängen der Rollen bestimmt
werden. Wie erwähnt, definiert ein kompletter Schnitt über
die Breite eines Tambours jeweils einen sog. Wurf mit einer
Wurfnummer. Beispielsweise beinhaltet der erste Tambour drei
Würfe und hat drei Wurfnummern, während der zweite und dritte
Tambour nur jeweils zwei Wurfnummern haben.
Im Tambour 1 sind seitlich schraffiert die Bereiche des
Verschnittes dargestellt, wobei sich ein Mindestverschnitt
durch die Randbegradigung gemäß Fig. 1 ergibt. Im allgemeinen
ist - durch den Schneidplan bedingt - der tatsächliche Ver
schnitt höher, was durch die Schraffur in entgegengesetzter
Richtung angedeutet ist. Dabei spielt für die Schneidplan
erstellung eine wesentliche Rolle, die Zahl der im jeweils
vorliegenden Auftrag in der Breite vorgegebenen Kundenrollen
mit in Standardbreite möglichen Lagerrollen für etwaige
spätere Aufträge zu kombinieren, um den aktuellen Verschnitt
zu minimieren.
Zur Produktionsoptimierung am Rollenschneider 100 gemäß Fig. 1
dienen folgende Zielvorgaben, die sich durch eine Gütefunk
tion zusammenfassen lassen:
- - Minimierung des Verschnittes
- - Minimierung der Rüstkosten
- - Maximierung der Erlöse
- - optimale Erfüllung der Auftragsvorgaben unter Ausnutzung der Toleranzen, z. B. der Längen- u/o Gewichtstoleranzen.
Im übrigen muß die Rollenschneiderbelegung in die gesamte
Produktionsplanung eingebettet werden, was anhand der Fig. 3
verdeutlicht wird. Dabei beinhalten die Einheit 30 die Maß
nahmen zur Optimierung des Schneidplanes, welche im wesent
lichen aus einem Block 31 mit zur Datenaufbereitung und einem
Block 32 mit zur Produktionsoptimierung für den Rollen
schneider 100 besteht. In der Praxis kann dafür ein PC bzw.
Laptop mit geeigneter Bedienoberfläche verwendet werden. Der
in Fig. 4 symbolisch angedeutete PC 300 umfaßt als program
mierbarer Digitalrechner üblicherweise eine nicht im einzel
nen dargestellte Zentraleinheit sowie Arbeits-, Programm- und
Datenspeicher. Über eine geeignete Ein-/Ausgabeschnittstelle
können die ermittelten Schneidpläne als Datensatz unmittelbar
an das Automatisierungsgerät 150 für den Rollenschneider 100
gegeben werden.
Entscheidend ist beim Betrieb des Automatisierungsgerätes 200
für den Rollenschneider 100, daß nach einer Selektion der
Kundenaufträge und der Datenaufbereitung entsprechend Block
32 von Fig. 3 für eine Produktionsoptimierung des Rollen
schneiders als auch die Produktionskosten ermittelt werden
können. Ziel der Optimierung des Schneidplanes ist es, den
Gewinn, den die Realisation des ermittelten Schneidplanes
ergibt, zu maximieren. Dabei müssen auch die Rüstkosten durch
Messerwechsel od. dgl. berücksichtigt und können die genauen
Rüstkosten erst dann ermittelt werden, wenn die Rollenanord
nung innerhalb des Wurfes bekannt ist.
In vorteilhafter Weise können evolutionäre Algorithmen zur
Lösung der Schneidplanerstellung genutzt werden. Solche
Algorithmen lehnen sich an die Methoden der natürlichen
Evolution an und werden insbesondere bei Binärfunktionen auch
häufig als genetische Algorithmen bezeichnet. Sie benutzen
eine Population möglicher Lösungen und kombinieren und
mutieren diese zu neuen Lösungen. Alle Lösungen werden be
wertet, bessere Lösungen werden mit größerer Wahrscheinlich
keit zur Kombination von neuen Lösungen herangezogen. Dadurch
tritt eine Verbesserung der Population ein.
Vorgeschlagen wird im einzelnen, zuerst einen Breitenplan zu
erstellen: Der Breitenplan soll einen hohen Erlös sichern,
indem Verschnitt vermieden wird und möglichst ertragsreiche
Aufträge bevorzugt werden. Andrerseits soll er der anschlie
ßenden Schneidplanberechnung kurze Rüstzeiten ermöglichen.
Zur Lösung des Problems müssen Muster bestimmt werden, d. h.
Zusammenstellungen von Rollen zu einem Wurf. Die Breite B des
Musters ist die Summe der Rollenbreiten Bi. Aus den Forderun
gen ergeben sich verschiedene Teilziele:
- 1. Die Gesamtbreite des Musters ist gleich oder nur wenig schmaler als die Maschinenbreite. Damit ist ein geringer Verschnitt gewährleistet.
- 2. Das ausgewählte Muster ist möglichst oft wiederholbar. Eine Wiederholung des gleichen Musters vermeidet Rüst zeit.
- 3. Ertragreiche Rollen werden bevorzugt.
- 4. Die Maximalzahl der in einem Vorgang zu schneidenden Rollen wird nicht überschritten.
- 5. Gewichts- und Breitenbeschränkungen der Wickelstationen werden eingehalten.
Für die Teilziele werden Erlöse oder "Strafen" als Geldwert
definiert. Die Teilziele werden mit geeignet bestimmten
Gewichten versehen und addiert, diese gewichtete Summe wird
maximiert. Das beste gefundene Muster wird sooft wie möglich
gefertigt, danach wird das gleiche Verfahren auf die verblie
benen Aufträge angewandt, bis alle Kundenaufträge befriedigt
sind.
Mit einer Änderung der Gewichte läßt sich die Strategie an
unterschiedliche Bedingungen anpassen. Beispielsweise be
straft man bei schlechter Auftragslage den Verschnitt stärker
als bei guter Lage, wenn man bereit ist für höheren Durchsatz
mehr Verschnitt in Kauf zu nehmen.
Zum Bestimmen guter Muster wird ein evolutionärer Algorithmus
eingesetzt. Ein Individuum entspricht einem Muster, das heißt
einer Auswahl von Auftragsrollenbreiten. Die gleiche Breite
kann mehrmals in einem Muster vorkommen. Eine Anfangspopula
tion von Anfangsmustern wird zufällig erzeugt, jedes Muster
wird nach den oben angegebenen Kriterien bewertet. Unzulässi
ge Muster werden so schlecht bewertet, daß sie keine Chancen
haben sich durchzusetzen.
Unzulässig sind etwa Muster, die die Maschinenbreite über
steigen, oder die nicht zu fertigen sind, weil mehr Rollen
einer Größenklasse vorkommen, als geeignete Wickelstationen
vorhanden sind. Unter den Aufträgen kommen die Breiten B₁, B₂,
. . ., Bn vor. Ein Muster wird beschrieben durch ein n-tupel
(K₁, K₂, . . ., Kn), wobei Ki angibt, wie oft die Breite Bi in dem
Muster vorkommt.
In einem Evolutionsschritt werden aus der Population drei
Muster als Individuen zufällig und gleichverteilt ausgewählt.
Das am schlechtesten bewertete Muster dieser drei Individuen
wird durch eine Kombination der beiden besseren ersetzt. Die
Muster für das Vaterindividuum (V₁, V₂, . . ., Vn) und das
Musterindividuum (M₁, M₂, . . ., Mn) werden zum Kindindividuum
(K₁, K₂, . . ., Kn) kombiniert, indem für alle i immer Ki gleich
einer zufällige ganze Zahl zwischen Vi und Mi, Endwerte ein
geschlossen, gesetzt wird. Auf das Kindindividuum wird eine
Mutation (K₁, K₂, . . ., Kn) angewandt, die wenn das Muster die
Maschinenbreite überschreitet, solange zufällig ausgewählte
Ki um eins erniedrigt, bis das Muster schmal genug ist. In
jedem Fall wird dann eine vorgegebene Anzahl mal versucht,
ein zufällig ausgewähltes Ki um eins zuerhöhen, wenn dadurch
das Muster die Maschinenbreite nicht überschreitet.
Die Populationsgröße bleibt bei diesem Verfahren konstant.
Die Zahl der Evolutionsschritte wird vorgegeben. Das beste
Muster verbleibt stets in der Population.
Das gesamte Verfahren wird wiederholt, bis die vorgesehene
Rechenzeit verbraucht ist. Der beste Satz von Mustern aus
allen Läufen beinhaltet die Lösung. Dabei wird zusätzlich die
Zahl der unterschiedlichen Muster klein gehalten, was erwar
ten läßt, die Rüstzeiten niedrig halten zu können.
Anschließend wird der Schneidplan fertiggestellt: Die
Schneidplanberechnung dient dazu, die Würfe des Breitenplans
so zu ordnen, daß die Breiten- und Gewichtseinschränkungen
der Wickelstationen eingehalten werden und daß die Rüstzeiten
für das Einstellen der Messer gering werden. Die Schneidplan
berechnung benutzt eine einfachere Form evolutionärer Algo
rithmen: Die Population besteht nur aus einem Individuum. Von
diesem Individuum wird eine Mutation gebildet und das Bessere
von beiden Individuen, d. h. das Original oder die Mutation)
ausgewählt. Bewertungskriterium für die Auswahl ist die
Anzahl der gleichbleibenden Messer. Das Individuum ist in
diesem Fall der gesamte Schneidplan, definiert durch die
Permutation der Würfe und die Permutationen der Rollen in den
einzelnen Würfen.
Der Ausgangsplan als Anfangspopulation wird in diesem Fall
wie folgt erzeugt: Für je zwei Würfe wird festgestellt, wie
viel gemeinsame Rollenbreiten Bi in ihnen vorkommen. Eine
Reihenfolge der Würfe wird so bestimmt, daß die Summe der
gemeinsamen Rollen zwischen je zwei aufeinanderfolgenden
Würfen maximal wird. Auf das Ausgangsindividuum werden ver
schiedene Mutationsoperatoren angewandt.
Alle Operatoren benutzen zwei Grundoperationen A und B: Bei
Grundoperation A wird ein Wurf so an einen anderen unver
änderten Wurf angepaßt, daß möglichst viele Messer fest blei
ben. Dazu wird eine Reihenfolge der Rollen des anzupassenden
Wurfs so bestimmt, daß die Schnitte zwischen den Rollen mit
maximal vielen Schnitten des festen Wurfs übereinstimmen. Bei
Grundoperation B werden zwei Würfe werden aneinander ange
paßt, in beiden Würfen wird die Reihenfolge der Rollen ver
ändert.
Die bei vorstehendem Verfahren mit genetischen Algorithmen
ausgeführten Mutationen beruhen auf folgenden Heuristiken:
- 1. Die Würfe 1 und 2, 3 und 4 usw. werden aneinander angepaßt (Operation B), bei ungerader Anzahl von Würfen wird der letzte Wurf an seinen Vorgänger angepaßt ( Operation A) Als Alternative werden die Würfe 2 und 3, 4 und 5 usw. aneinander angepaßt(Operation B), der erste und bei gerader Anzahl der letzte Wurf werden an ihre Nachbarwürfe angepaßt ( Operation A).
- 2. Ein Wurf wird zufällig ausgewählt und versuchsweise an seine beiden Nachbarn angepaßt (Operation A). Die bessere Möglichkeit wird gewählt.
- 3. Eine zusammenhängende Folge von Würfen wird in umgekehrter Reihenfolge eingebaut.
- 4. Zwei zufällig gewählte Nachbarwürfe werden aneinander angepaßt (Operation B), dann werden von Innen nach Außen die anderen Würfe an ihre Vorgänger angepaßt.
- 5. Ein zufällig gewählter Wurf und ein Nachbar werden anein ander angepaßt (Operation B), der andere Nachbar wird mit Operation A angepaßt. Das gleiche wird mit Vertauschung der Operationen für die beiden Nachbarn wiederholt. Die bessere Möglichkeit wird gewählt.
Das beschriebene Verfahren wurde im einzelnen erprobt. Neben
den beschriebenen vollständigen Ausführungen beider Teil
schritte mit genetischen Algorithmen kann es im Einzelfall
auch sachgerecht sein, nur einen der Teilschritte mit gene
tischen Algorithmen auszuführen. Insbesondere bietet es sich
an, den Breitenplan als ersten Teilschritt deterministisch zu
bestimmen und die Rollen- bzw. Messerauswahl entsprechend dem
zweiten Teilschritt mit dem beschriebenen genetischen Algo
rithmus vorzunehmen. Zur deterministischen Bestimmung eines
Breitenplans sind geeignete Verfahren in einer Parallel
anmeldung (GR 96 P 8579) beschrieben.
Claims (17)
1. Verfahren zur Erstellung und Optimierung eines Schneid
planes für einen Rollenschneider von kontinuierlich erzeugten
Materialbahnen, insbesondere in der Papierindustrie, ge
kennzeichnet durch die Anwendung evolutionärer
Algorithmen, wobei zur Lösung zumindest von Teilproblemen
eine Population möglicher Lösungen vorausgesetzt wird und
diese zu neuen Lösungen kombiniert und/oder mutiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Optimierung des Schneidplanes für
den Rollenschneider die Anwendung der evolutionären Algorith
men in Teilschritten einzeln oder nacheinander erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß mit den evolutionären Algorithmen in
einem Teilschritt ein Breitenplan aufgestellt wird, mit dem
festgelegt wird, welche Auftragsrollen in welchen Wurf gelegt
werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß mit den evolutionären Algorithmen in
einem anderen Teilschritt den einzelnen Kundenrollen Wickel
stationen zugewiesen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Lösungen
der Teilschritte jeweils nach Art der genetischen Algorithmen
bewertet und bessere Lösungen mit größerer Wahrscheinlichkeit
zur Kombination von neuen Lösungen herangezogen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei im vorgesehenen Teil
schritt geeignete Muster von Breitenplänen in jeweils einem
Wurf der Materialbahn erzeugt werden, dadurch ge
kennzeichnet, daß zunächst eine Mehrzahl zufäl
liger Anfangsmuster generiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß aus ca. 100 Ausgangsmustern als
Anfangspopulatin mittels der genetischen Algorithmen ein
optimiertes Muster bestimmt wird, wobei aus der Population
jeweils drei Individuen ausgewählt werden, das schlechteste
eliminiert und aus den beiden restlichen Individuen ein neues
Individium mit besseren Eigenschaften kombiniert und/oder
mutiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei in einem Teilschritt
durch geeignete Operationen die Messerstellung in aufeinander
folgenden einem Würfen bestimmt wird, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine günstige Reihenfolge für
das Fertigen der Würfe und für die Reihenfolge der Rollen
innerhalb eines Wurfes festgelegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei wenigstens zwei Würfen ein erster
optimierter Wurf fest vorgegeben wird und der zweite und die
weiteren Würfe daran angepaßt werden (Operation A).
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei wenigstens zwei Würfen
zwei aufeinanderfolgende Würfe durch Variation beider Würfe
aneinander angepaßt werden (Operation B).
11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einer Mehrzahl von
Würfen die Operationen A und B miteinander kombiniert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einer Mehrzahl von
Würfen jeweils gruppenweise zwei aufeinanderfolgende Würfe
aneinander angepaßt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einer ungeraden Anzahl
von Würfen und Anpassung aneinanderfolgender Würfe der letzte
Wurf an seinem Vorgänger angepaßt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß bei einer geraden Anzahl von
Würfen und Anpassung jeweils aufeinanderfolgender Würfe der
erste Wurf an seinen Nachfolger angepaßt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein erster Wurf zufällig
ausgewählt wird und die Nachbarwürfe angepaßt werden.
16. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder einem der
Ansprüche 2 bis 15 programmiertes Gerät zur Erstellung und
Optimierung eines Schneidplanes für einen Rollenschneider,
enthaltend wenigstens einen speicherprogrammierbaren
Digitalrechner mit Zentraleinheit, Arbeits-, Programm- und
Datenspeichern sowie eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zum
Datenaustausch mit dem Rollenschneider, gekenn
zeichnet durch
- a) Mittel zur Generierung von Mustern für Schneidpläne als Anfangspopulation von genetischen Algorithmen,
- b) Mittel zum Bewerten der Muster,
- c) Mittel zur Durchführung von Evolutionsschritten,
- d) Mittel zum Abbruch des Verfahrens, wenn eine vorgegebene Güte und/oder Rechenzeit erreicht ist.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Definition des Schneidplanes
weitere Mittel zur Bestimmung der Reihenfolge einzelner Würfe
vorhanden sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996134826 DE19634826A1 (de) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Verfahren und Gerät zur Erstellung und Optimierung eines Schneidplanes für einen Rollenschneider |
PCT/DE1997/001741 WO1998009239A1 (de) | 1996-08-28 | 1997-08-13 | Verfahren und gerät zur erstellung und optimierung eines schneidplanes für einen rollenschneider |
EP97937454A EP0922263A1 (de) | 1996-08-28 | 1997-08-13 | Verfahren und gerät zur erstellung und optimierung eines schneidplanes für einen rollenschneider |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996134826 DE19634826A1 (de) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Verfahren und Gerät zur Erstellung und Optimierung eines Schneidplanes für einen Rollenschneider |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19634826A1 true DE19634826A1 (de) | 1998-03-05 |
Family
ID=7803957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996134826 Withdrawn DE19634826A1 (de) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Verfahren und Gerät zur Erstellung und Optimierung eines Schneidplanes für einen Rollenschneider |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0922263A1 (de) |
DE (1) | DE19634826A1 (de) |
WO (1) | WO1998009239A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10040306A1 (de) * | 2000-08-14 | 2002-05-29 | Werner Lies Gmbh & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Konfektionierung von Zuschnitten aus Rollenmaterial |
EP1877969A2 (de) * | 2005-05-04 | 2008-01-16 | ABB PATENT GmbH | Verfahren und system zur korrigierenden planung und optimierung von verarbeitungsprozessen |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6760638B1 (en) * | 2000-05-16 | 2004-07-06 | Esko Graphics, Nv | Method and apparatus for resolving overlaps in a layout containing possibly overlapping designs |
CN106737959B (zh) * | 2016-11-30 | 2018-12-21 | 宁夏佳美精细纸制品有限公司 | 卷纸机成品分离装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3728888A1 (de) * | 1987-08-29 | 1989-03-09 | Bentz & Sohn Melitta | Verfahren zur herstellung von zuschnitten aus einem elastischen papier, vorzugsweise einem gekreppten papier, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5255345A (en) * | 1988-02-17 | 1993-10-19 | The Rowland Institute For Science, Inc. | Genetic algorithm |
US5235508A (en) * | 1990-05-31 | 1993-08-10 | At&T Bell Laboratories | Automated resource allocation cutting stock arrangement using random cut patterns |
-
1996
- 1996-08-28 DE DE1996134826 patent/DE19634826A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-08-13 WO PCT/DE1997/001741 patent/WO1998009239A1/de not_active Application Discontinuation
- 1997-08-13 EP EP97937454A patent/EP0922263A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3728888A1 (de) * | 1987-08-29 | 1989-03-09 | Bentz & Sohn Melitta | Verfahren zur herstellung von zuschnitten aus einem elastischen papier, vorzugsweise einem gekreppten papier, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
CAI,Jianbo,THIERAUF,Georg: Evolution strate- gies for solving discrete optimization problems. In: Advances in Engineering Software 25, 1996, S. 177-183 * |
NISSEN,Volker,KRAUSE,Matthias: Constrained Com- binatorial Optimization with an Evolution Stra- tegy. In: Konferenz-Einzelbericht: Fuzzy-Logik, Theorie u. Praxis, 4, Dortmunder Fuzzy-Tage, Dortmund, D, 6.-8.Jun, 1994, Berlin, Heidelberg, Springer, S.33-40 * |
ZIMMERMANN,Werner,u.a.: Mathematische Optimie- rungsverfahren für die industrielle Praxis,Teil 1. In: Blech,Rohre,Profile 26,1979,12, S.658- S.661 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10040306A1 (de) * | 2000-08-14 | 2002-05-29 | Werner Lies Gmbh & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Konfektionierung von Zuschnitten aus Rollenmaterial |
EP1877969A2 (de) * | 2005-05-04 | 2008-01-16 | ABB PATENT GmbH | Verfahren und system zur korrigierenden planung und optimierung von verarbeitungsprozessen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0922263A1 (de) | 1999-06-16 |
WO1998009239A1 (de) | 1998-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010094593A1 (de) | Verfahren zum automatischen steuern der reihenfolge von bearbeitungsaufträgen zur bearbeitung von materialgebinden | |
DE60306231T2 (de) | Verfahren zur Verwaltung der Versorgung mit Hüll- und/oder zusätzlichem und/oder Hilfsmaterial in einem System zur Herstellung von Tabakwaren | |
WO2006117124A2 (de) | Verfahren und system zur korrigierenden planung und optimierung von verarbeitungsprozessen | |
EP3038962B1 (de) | Vorrichtung zum automatischen abwickeln von bahnförmigen materialien und verfahren zum betreiben einer derartigen vorrichtung | |
WO1999029604A1 (de) | Verfahren und anordnung zur vorhersage und regelung einer papierwickelkenngrösse bei einer papierwickelvorrichtung | |
EP1070280B1 (de) | Verfahren und anordnung zur neuronalen modellierung einer papierwickelvorrichtung | |
DE19634826A1 (de) | Verfahren und Gerät zur Erstellung und Optimierung eines Schneidplanes für einen Rollenschneider | |
DE1561703A1 (de) | Selbsttaetige Schneidvorrichtung | |
DE60117671T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Produkten | |
AT412537B (de) | Schnittmuster-erzeugungsverfahren, schneideverfahren und schneidevorrichtung für rechteckige elemente | |
EP1266270B1 (de) | System und verfahren zur ermittlung der optimalen betriebsgeschwindigkeit einer produktionsmaschine | |
WO1998009240A1 (de) | Verfahren und gerät zur erstellung und optimierung eines schneidplanes für einen rollenschneider | |
DE3002863A1 (de) | Einstellhilfe fuer einen papierroller | |
EP1595615A1 (de) | Coilverarbeitung von flexibel gewalztem Band | |
EP3702302A1 (de) | Gerät zur bereitstellung einer gewürzmischung | |
DE102009009541B4 (de) | Verfahren zum automatischen Steuern der Reihenfolge von Bearbeitungsaufträgen zur Bearbeitung von Materialgebinden vorbestimmter Gebindebearbeitungslänge | |
DE2505552A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schneiden eines furnierblattes | |
DE102010041700A1 (de) | Wickelverfahren und Rollenschneidmaschine | |
DE112004000680T5 (de) | Verfahren zur Berechnung/Optimierung des Durchmessers einer Papier- oder Kartonbahnrolle | |
DE102009009540B4 (de) | Verfahren zum automatischen Steuern der Reihenfolge von Bearbeitungsaufträgen zur Bearbeitung von Materialgebinden | |
EP1127820A2 (de) | Vorrichtung zum Spleissen von Bahnen, insbesondere von Papierbahnen für die Herstellung von Wellpappe | |
DE19834422A1 (de) | Verfahren und Anordnung zum Entwurf einer technischen Anlage | |
DE3001475A1 (de) | Verfahren zum stapeln und verblocken von kunststoffbeuteln | |
EP2030897B1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Verpackung von Materialbahnrollen mit einem Verpackungsmaterial und eine Vorrichtung zum Verpacken von Materialbahnrollen | |
DE19814407A1 (de) | Verfahren und Anordnung zur neuronalen Modellierung einer Papierwickelvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |