Программа для оптимизации раскроя брёвен. Программа оптимизации распила - SawsOptimization

Расчет оптимального распила бревна с помощью программы Excel. Для каждой лесопилки важно максимально минимизировать сырьевые отходы производства. От этого существенно зависит рентабельность производства строительного бревна.

Пример расчета распила строительных бревен в программе Excel

Программа для расчета распила бревна будет полезна малым предпринимателям готовым создать свой бизнес по производству оцилиндрованных бревен и стройки деревянных

На распил поступает некоторое количество бревен, длиной 10 метров каждая. Лесопилкой заключен контракт на поставку сырья из древесины в таком количестве:

• 100 бревен по 5 метров;
• 200 бревен по 4 метра;
• 300 бревен по 3 метра.

Каким будет оптимальное количество бревен, которые должны быть распилены для выполнения контрактных условий? Иными словами, как распилить доски с минимальным количеством отходов производства?

Решение задачи на распилы бревен

Для составления модели решения необходимо определить все возможные варианты распила бревна длинною по 10 метров каждое на 3-, 4- и 5-метровые отрезки с учетом длины отходов. Результатом таких расчетов является выявление 6 вариантов распила:

1. 2 бруса по 5м (0м отходов).
2. 2 бруса 5м + 4м (1м отходов).
3. 2 бруса 5м + 3м (2м отходов).
4. 3 бруса 3м + 3м + 4м (0м отходов).
5. 2 бруса по 4м (2м отходов).
6. 3 бруса по 3м (1м отходов).

По условию задачи X і распиливаются способом і. Тогда будет верна схема:

F = X 1 + X 2 + X 3 + X 4 + X 5 + X 6 => min

Можно составить такую систему:

Следующим шагом будет подготовка таблицы Microsoft Excel, которая будет содержать исходные условия задачи.

Для расчета левой части ограничения и целевой функции вводятся соответствующие формулы. Ячейки J3:J5 заполоните этими формулами:

А в ячейку B8 введите формулу: =СУММ(B7:G7).

Далее заполняется форма модулей «Поиск решения» и «Параметры поиска решения». Для этого перейдите на ячейку B8 и воспользуйтесь инструментом на вкладке «ДАННЫЕ»-«Анализ»-«Поиск решения». Если на этой вкладке у Вас отсутствует данный инструмент, тогда ознакомьтесь с инструкцией.

Программа SawsOptimization предназначена для технологов и плановиков лесопильного производства и является инструментом для оптимизации лесопиления и достижения максимального полезного выхода. Программа имеет удобные и гибкие настройки и интуитивно понятный интерфейс, что значительно облегчает освоение программы и дальнейшую работу с ней.

Исходными данными для программы служат:

· Размеры бревна

· Требуемые размеры пиломатериалов и их стоимость.

· Характеристики лесопильного оборудования.

Базовым функционалом программы является расчет оптимальных поставов на основе этих данных. Программа выдает поставы, которые могут быть реализованы на данном оборудовании и обеспечивают максимальный выход либо максимальную стоимость продукции, позволяет рассчитать величину обзольности досок, объем и стоимость готовой продукции.

Зарегистрировавшись на нашем сайте, Вы сможете скачать демо-версию программы в разделе "Документация и поддержка".

Что нового в версии 3.0

Программа SawsOptimization предыдущей версии 2.3 хорошо известна многим лесопильщикам и завоевала широкую популярность в России. Пользователи SawsOptimization2.3 найдут в новой версии программы следующие улучшения:

· расширенные возможности настройки профилей пиления и настроек оборудования, включая: дополнительные настройки для пильных, профилирующих станков, пил и фрез, дополнительные профили оборудования (Карусель, Linck, SAB, пиление в 3 прохода), зависимость ширины пил от толщины пропила.

· Специальные режимы пиления: безсердцевинная доска, пиление с фиксированной толщиной крайних боковых досок, пиление материала с ложным ядром.

· Доработанный движок оптимизации в ряде случаев выдает лучшие результаты.

· расширенные возможности операций с поставами: ручное создание и правка, сохранение-чтение, применение произвольного постава к бревну произвольных размеров, подбор оптимального диаметра под постав.

· Автоматический расчет пильных размеров в зависимости от конечной влажности по ГОСТ 6782-1.75

Помимо базовой версии, существует версия 3.0 Профессиональная, предназначенная для оптимизации цикла лесопиления начиная с сортировки бревен на крупных предприятиях и обладающая, помимо вышеперечисленного, следующим дополнительным функционалом:

· Функционал плановика: групповая оптимизация для бревен разных диаметров, общая спецификация выхода продукции для всего объема пиловочника, планирование и оптимизация для получения треубемого выхода продукции по сечениям.

· Оптимизация с учетом кривизны

· оптимизация сортировки бревен по поставам для получения максимального выхода продукции.

· интергация с программой оптимизации сортировки бревен OptiGrade

Краткое описание озможностей программы SawsOptimization Professional :

• Пакетная оптимизация для всех диаметров, с расчетом оптимальных поставов для каждого диаметра, общего выхода пиломатериалов и выхода по сечениям.

• Возможность оптимизации для достижения требуемого выхода по сечениям.

Пример: требуется оптимальным образом получить выход сечения 32x150 не менее 10%. Добиваемся этого, при этом общий выход падает с 52,24% до 51,83%.

• Автоматическая оптимизация границ сортгрупп, а также возможность менять границы вручную и видеть, как изменение границ влияет на выход.

Пример: изменение границ сортгрупп повысило выход до 52,66%

• Возможность выбирать альтернативный постав для любой сортгруппы и видеть, как смена постава повлияет на общий выход.

• Учет наличия системы оптимизации раскроя у кромкообрезного станка. Разные варианты ширины боковых досок в одном поставе.

Распределение сырья по диаметрам: возможность либо задавать в штуках остатки сырья на складе по диаметрам, либо использовать статистическое распределение по данным сортировки бревен. Учет всех размерных факторов (диаметр, сбег) при расчете общего выхода.

• Детальное конфигурирование профилей оборудования, возможность задания разных профилей для разных диаметров.

Для обработки бревен на ленточной пилораме необходимо придерживаться принятой технологии. Таким образом можно получить максимальное количество качественных материалов — досок и бруса. Но предварительно следует ознакомиться с основными правилами раскроя.

Виды распила древесины

На первом этапе из бревна формируется лафет. Для этого по двум его сторонам делают срезы. В некоторых случаях обработку выполняют с четырех сторон. Предварительно составляется карта ленточного распила заготовки, на которой указывают размеры компонентов.

Определяющим параметром при выборе схемы является направление обработки бревна. В частности — движение режущей кромки относительно годовых колец. Согласно этому формируются пиломатериалы различного качества, обладающие уникальным внешним видом. От этого зависит не только их эстетические качества, но и цена.

Различают следующие типы распилов:

• тангенциальный. Разрез выполняется по касательной относительно годовых колец. В результате этого на поверхности формируются продолговатые узоры в виде арок, колец;
• радиальный. Для его выполнения необходима перпендикулярная обработка по годовым кольцам. Особенностью является равномерный рисунок;
• поперечный. Обработка происходит поперек волокон, рисунок среза представляет собой ровный срез годовых колец;
• рустикальный. Может делаться под любым углом, содержит определенное количество сучков, заболонь или других аналогичных им дефектов.

Нередко в деревообрабатывающей промышленности используются отходы ленточной распиловки бревна — горбыль. С одной стороны ровная плоскость, а другая остается необработанной.

Для составления максимально точного раскроя рекомендуется использовать специальные программы. Они учитывают не только габариты исходного материала, но и породу древесины.

Распиловка на пилораме с вращением бревна на 180°

Для формирования максимального количества досок рекомендуется использовать технологию, при которой некоторые процессы ленточной обработки поворачиваются на 180°. Это позволяет добиться максимального количества пиломатериалов с различными типами распилов.

Принцип обработки заключается в выполнении первоначальных резов по краям бревна, находящиеся под углом 90° относительно друг друга. Они послужат основанием для дальнейшей ленточной резки. Работы осуществляются на оборудовании с вертикальным расположением режущих элементов. Диаметр ствола должен быть не менее 26 сантиметров.

Поэтапный порядок выполнения работ.

1. Обработка стороны со срезанной кромлевой частью. В результате этого получаются две доски.
2. Разворот заготовки на 90°. Рез выполняется с противоположной части. Количество изделий варьируется от 3 до 4.
3. Повторный разворот на 90°. Происходит обработка основной части исходного материала. В зависимости от планируемых может получиться 7-8 заготовок.

Несмотря на все свои положительные качества, этот метод имеет один существенный недостаток — низкая скорость производства. Его рекомендуется применять на оборудовании, в котором предусмотрен блок автоматического изменения положения бревна относительно режущей части станка.

Подробная схема чаще всего применяется для изготовления рустикальных досок, к которым предъявляются пониженные требования качества.

Распиловка на пилораме с вращением бревна на 90°

Для изготовления тангенциальных и радиальных досок рекомендуется применять другую методику. Она заключается в планомерной ленточной обработке бревна с одновременным анализом дефектов. Таким образом можно получить изделия требуемого качества.

После удаления сучьев заготовка помещается на подающую станину распиловочного станка. Затем необходимо выполнить следующие действия.

1. Удаление первичного горбыля. Выполняется до тех пор, пока ширина основания не составит 110-115 мм.
2. Съем необрезной доски толщиной около 28 мм.
3. Если количество дефектов на поверхности превышает требуемый уровень — выполняется разворот материала на 90°. При достаточно высоком качестве доски выполняется отрезание следующей.
4. Повторение операции.

Подобная методика применима для обрабатывающих установок, у которых одна режущая поверхность или есть функция временного демонтажа остальных.

При достаточно большом количестве дефектов можно не откладывать заготовку, а выполнить ее обработку методом разворота на 180°.

Вышеописанная методика ленточной обработки может быть применена для создания любых конфигураций деревянных изделий. Зачастую область сердцевины используют для формирования бруса, а остальные части — для изготовления досок. Но могут быть исключения — все зависит от требуемой формы заготовок.

На качество работы влияет текущее состояние пилорамы, уровень заточки пил и скорость обработки. Эти факторы обязательно необходимо учитывать перед началом производственного процесса. В случае необходимости выполняется профилактика или ремонт оборудования.

В видеоматериале показана методика распиловки бревен на самодельной ленточной пилораме: