造紙廠中的卷筒和平板紙切割摘要：這篇文章描述了發(fā)生在葡萄牙造紙廠，在設(shè)計和最優(yōu)化的切割卷筒和平板紙的生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的一個現(xiàn)實性的工業(yè)難題。全球性的工業(yè)難題主要是寬度的設(shè)定，這些寬度的設(shè)定在生產(chǎn)的過程中一定要符合相應(yīng)的條款，主要的目標(biāo)就是要能夠使一系列已經(jīng)定好的卷筒和平板紙與主要的卷筒相分離。寬度結(jié)合的這個過程將決定即將被生產(chǎn)加工的主要卷筒的質(zhì)量和重量、切割的樣式以使損失達到最小，從而滿足生產(chǎn)的需要。進程中的技術(shù)進程對這個擁有兩個加工階段的進程起著決定性的作用。本文還介紹了模型的細節(jié)和解決的方法。還包括一些解說性的計算方面的結(jié)果。2003ElsevierLtd.版權(quán)所有關(guān)鍵詞：結(jié)合的最優(yōu)化；成品紙庫存；自發(fā)式1、引言在造紙廠設(shè)計紙張的生產(chǎn)過程中采用了許多具有實質(zhì)效果的特殊方式，其中的每個方式又有自己獨特的特點，同時這種方式還要求必須有8個精確無誤的數(shù)學(xué)公式和解決方法1-3。然而，把所耗費的損失降到最小卻是由客觀性的物理作用而決定的。其余的部分則是由運行整個過程的時間、數(shù)字和切割型號的特性等因素列表而組成的。另外還有一些是常見的強制力、相關(guān)客戶的說明書、戰(zhàn)略決定和生產(chǎn)過程中的一些技術(shù)特性。這篇文章主要闡述了應(yīng)葡萄牙造紙廠CPP的要求而設(shè)計的一套流程，主要用以產(chǎn)品的設(shè)計和切割紙張的卷筒。這套系統(tǒng)被命名為COOL（COOL代表葡萄牙的單詞，意思是能使寬度的聯(lián)合達到最佳化），是復(fù)雜系統(tǒng)的一部分，用來支撐生產(chǎn)紙張和操縱托盤的工具。在這篇論文里所解決的就是制定切割的型號以及生產(chǎn)依照型號和質(zhì)量而進行分類的紙張來滿足預(yù)定規(guī)格的卷筒和平板紙。這個系統(tǒng)基本上就是處理在符合定單的前提下設(shè)計紙張，切割主要卷筒的過程中所出現(xiàn)的問題。切割預(yù)計要與主軸相連，并且要考慮把損失降到最小化同時還要滿足定單的數(shù)量要求。一個多樣化的技術(shù)上、操作上出現(xiàn)的強制力包含在設(shè)計的進程之中，并引發(fā)了一個奇怪的難關(guān)。從這種觀點來看，這項難題存在于成品紙庫存這個問題之中4-6。這個問題忽視在卷筒末端將會出現(xiàn)損失而公式化的被采用，這樣1D進程就被設(shè)計出來。在切割過程中的技術(shù)特性決定了擁有兩個工業(yè)階段的進程的方法論的必要性。另一個1D的切割問題可以在已經(jīng)出版的文學(xué)上得到證實。不僅是造紙業(yè)，這項進程還可以應(yīng)用到其他工業(yè)，例如鋼鐵行業(yè)7、8和塑料行業(yè)9。我們設(shè)想一個原始的解決方法來解決前面所出現(xiàn)的問題，與僅用人工就能獲得解決方法相比，這種方法就正如造紙廠所證實的那樣用節(jié)省紙張來達到重視改良的效果。這種方法是基于兩個獨特的呈直線型的計劃模型，而這個模型則是由單一的阿拉伯算法計算而得的。那么，為了滿足以往被忽略的全部限制所得到的解決方法就必須類似于后選擇步驟。這個解決方法所獲得的有效性是通過工業(yè)難題的整合應(yīng)用模型的改革運動而獲得的，這種改革運動是用微軟CPLEX0的商業(yè)最優(yōu)化來解決的。這篇論文的整體結(jié)構(gòu)如下：第2段介紹了生產(chǎn)的難題和它的工業(yè)背景。特殊強調(diào)了工業(yè)環(huán)境的特殊作用以及相關(guān)的解決辦法。第3段和第4段將描述出現(xiàn)的問題和解決問題相應(yīng)的方法論。第4段列舉了一個小例子來說明解決問題的進程。第5段現(xiàn)實性的討論了一些可能出現(xiàn)的結(jié)果。2、工業(yè)環(huán)境這一研究案例是在一家葡萄牙造紙廠中進行的，因為是從紙漿開始生產(chǎn)紙產(chǎn)品，所以此案例可視為一個垂直工業(yè)流程，產(chǎn)品包含卷筒紙和平板紙。工廠在兩類市場中運做：一類是標(biāo)準(zhǔn)紙，另一類是按要求預(yù)定紙。整個生產(chǎn)周期一共六周，并且由于技術(shù)因素，紙生產(chǎn)中存在一個或加速或減速的提前預(yù)警產(chǎn)品的生產(chǎn)連續(xù)性問題。圖1制造流程圖1顯示了該廠通過生產(chǎn)線的成品紙從紙漿中生產(chǎn)出再按固定寬度繞在主卷筒機上,然后主卷筒機隨卷線機將卷筒紙切成小筒紙,這些卷筒紙或被直接提供給客戶或送入中間倉庫。在卷線機和切割機上都有少量的固定寬度的切割碎片留在紙上。這主要由采用的生產(chǎn)流程所決定。圖2顯示了計劃和生產(chǎn)流程的相干方面。重點是主產(chǎn)品和副產(chǎn)品計劃和產(chǎn)量的不同。計劃是基于客戶同屬的產(chǎn)品定貨。同一紙種和等級的卷筒紙和輔助卷筒紙一起構(gòu)成了預(yù)訂產(chǎn)品的規(guī)格。這種助卷筒紙只包含卷筒紙和平板紙中的一種。因此兩種輔助卷筒紙是有區(qū)別的：一種是平板輔助卷筒紙，一種是卷筒輔助卷筒紙。輔助卷筒紙只按照有關(guān)的主卷筒紙構(gòu)成其切割方式的。介紹了輔助切割，以便于對于產(chǎn)品生產(chǎn)過程和采取的解決方法有一個更好地了解。這與有關(guān)的技術(shù)過程密切相關(guān)。且當(dāng)應(yīng)用到切紙機時，就要求對于額外的紙寬進行考慮。在主切割方式的副切割方式的定義由相應(yīng)的兩項解決方案決定。在副卷筒和切割方法的終結(jié)中必須進行討論。這些限制決定了方法的可行性。訂購系統(tǒng)如圖3所示，可在國內(nèi)外市場訂購（因為此公司也在葡萄牙以外運作）由市場營銷部負責(zé)。如果認(rèn)為合適的話，與外部訂購相同?？稍从谶@些定單產(chǎn)品要求或是切割定單或是預(yù)期定單。當(dāng)一位客戶的卷筒紙的定單可由現(xiàn)存（存在半成品倉庫）的卷筒紙滿足其要求時就生成一份切割定單，當(dāng)客戶的平板紙定單可由現(xiàn)存（存于標(biāo)準(zhǔn)倉庫）的平板紙滿足時，就生成一份預(yù)期定單。圖2計劃和生產(chǎn)流程圖3訂購系統(tǒng)3問題描述為了使完成生產(chǎn)定單時的浪費最少，造紙中存在的工作主要是切紙方法的整合過程。它決定了主卷筒紙的重量和質(zhì)量。生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展將支持產(chǎn)品定單的切割計劃。不會干擾相關(guān)定單的完成與每個生產(chǎn)循環(huán)的成品紙的生產(chǎn)。這些是市場營銷部所做的決定，最終在使用cool系統(tǒng)的模擬中得到了支持。在與主卷筒機有關(guān)的切割方法的定義中必須考慮到一些限制條件。這些限制條件可分為以下兩方面：操作限制（包括管理和客戶要求）*只有每個寬度單位的等重的卷筒紙才可以結(jié)合在一起*只有內(nèi)外直徑相同才可以結(jié)合*客戶的內(nèi)外徑規(guī)格的要求必須得到滿足*必須考慮到輔助卷筒機的任務(wù)，因為切紙機