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    AI+制造| 智能裁切,,,,突破造纸行业效率革命
    2025年6月26日

    领玩BIP


    智能裁切技术在造纸行业复卷分切环节发挥关键作用,,通过优化算法实现高效精准生产。。。。该算法可根据不同订单需求自动规划最优分切方案,,,显著提升母卷材料利用率,,,,减少废料产生。。。在高速生产环境下(1000-2000米/分钟),,智能裁切系统能实时调整裁切路径,,,,确保分切精度和设备稳定性。。。。可优化卷纸排刀,,降低换刀频率和停机次数。。。。智能裁切技术的应用不仅提高了生产柔性和效率,,降低排刀计划人员的工作负荷,,还大大提升母材的利用率,,推动造纸行业向智能化、、绿色化制造转型,,,为企业创造显著的经济效益。。。。


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    裁切技术亟需降本增效

    智能分切算法(排刀算法)广泛应用于工业生产中的优化/裁切、、、、切割问题,,旨在提高材料利用率并减少浪费。。。。在造纸、、、、膜材、、、、玻璃、、金属加工、、棒材、、板材、、、、家居建材等行业,,,该算法通过智能计算最优切割路径和排刀方案,,,,最大化原材料的使用效率,,降低生产成本。。例如,,在家具制造中,,算法可优化木板切割方案,,,减少边角料;在单晶硅行业,,,,它能自动批量优化单晶硅棒划线,,,,提升生产效率。。。此外,,,在3D打印、、、、PCB电路板制造等领域,,排刀算法也能优化切割轨迹,,提高加工精度和速度。。。。随着智能制造的发展,,,,结合机器学习和运筹学方法的智能分切算法,,,正成为工业自动化与精益生产的关键技术,,助力企业实现降本增效和可持续发展。。。。


     


    以造纸行业为例,,,从纸机来的原纸,在卷纸辊轴上被卷成原纸母卷,,,纸机门幅可以调整,,,,大纸卷/母卷必须根据客户订单要求经过复卷、、甚至二次复卷成符合订单要求幅宽和长度。。。。别外,,,纸幅的低质纸边必须切掉,,所有这些在复卷机上完成。。。在造纸生产流程中,,,从纸机产出的母卷,,,会通过复卷机切成客户订单要求,,,切割成符合订单要求的幅宽的原纸。。。这里面涉及两次排版,,第一次是根据客户订单要求、、、纸机生产幅宽,,,,合理安排母卷的生产;第二次是母卷下线,,,根据纸病合理安排复卷分切幅宽。。。在节约纸厂生产成本、、、、提高订单交付满足率等方面起着关键作用,,,,在完成客户订单的同时,,,尽可能减少资源浪费。。。此外,,复卷分切机减少调整刀片次数,,,,也是有效提升复卷分切机的作业效率的关键措施。。因此,,,优化卷纸分切排刀、、缩短换产时间,,,,也是纸企的关注点。。


     

    复卷分切示意图


    复卷裁切的核心需求

    多规格订单适配:客户需求的纸卷宽度各异(如卫生纸、、、包装纸、、、、特种纸等),,型号、、厚度、、、克重等各不相同,,裁切算法需灵活调整分切方案,,,以适应不同订单组合。。。

    材料利用率优化:母卷的幅宽固定,,,,如何合理排刀,,,,减少边角废料(如“切边”或“剩余窄条”),,,,直接影响生产成本和利润。。

    裁切精度与效率:高速复卷机(线速度可达1000-2000米/分钟)要求排刀算法快速生成最优切割方案,,,避免频繁停机调整。。。

    减少换刀次数:不同宽度的订单组合可能导致频繁更换刀具,,,,优化排刀顺序可降低设备磨损和停机时间。。。

    决策原纸的生产计划:根据接单的情况,,,,反向决策母卷的生产,,,降低原纸库存。。。。


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    领玩BIP智能裁切:

    显性经济指标,,辅助决策

    领玩BIP智能裁切解决方案建立了运筹优化算法模型。。该算法模型考虑了原料/母材种类、、、、原料/母材用量、、、裁切方式三大决策变量。。。。基于订单产品幅宽、、数量要求、、订单位置要求、、、、型号、、、克重、、、长度等要求,,,,支持综合优化目标优化,,,,该模型综合考虑产品订单的产品幅宽和数量要求、、特殊订单位置要求、、、、纸机母卷幅宽、、、、母卷纸病,,以切废最低、、、订单满足率高作为目标函数,,构建了运筹优化算法模型,,,,计算得到拼版母卷生产计划,,,,和下线母卷复卷排版排刀计划。。。。


    在实际生产中,,,系统可依据计算结果现场指导裁切作业。。。。同时,,通过可视化界面展示排刀方案,,使生产人员能直观了解裁切情况。。在可视化方案中,,,,充分考虑线边仓的位置和空间,,,以及订单分布的紧凑性,,,,灵活配置超产、、配产、、、欠产情况,,有效控制库存水平,,,并满足特殊订单的位置约束,,如不靠左、、、不靠右、、不靠边等要求。。在尽量满足产品订单需求的前提下,,,,以余料最低、、、、成本最低、、、、方案数最少、、换刀次数最少,,,,并且尽量少的超产、、、欠产、、、和配产为目标函数。。。智能化裁切能够根据不同造纸特定的生产规则和约束制定分切计划。。。灵活修改这些约束以适应当前生产状况。。。同时可以根据要求自动生成多种复卷裁切优化方案,,,,并保存每次的计算存结果进行多版本计算结果的对比分析,,,使生产人员更好寻找最佳裁切排刀方法和最优微调方案。。。并且进行相关指标的比较,,,,为产销协调会议提供依据。。


     

    经济指标显性化,,辅助决策,,,支持换刀次数最小算法


    算法支持场景

    1、、基于原材料的库存,,优化裁切方案;

    2、、、基于订单情况,,,,反向决策原材的生产计划(型号,,,轴数,,幅宽等),,并输出优化裁切方案。。。。


     

    产品订单需求及排刀数量


     

    原材的需求数量计算


    应用价值

    排刀算法(Cutting Stock Problem, CSP)通过数学优化(如动态规划、、、遗传算法或启发式策略)计算最优分切方案,,,确保:

    • 最大化母卷利用率,,减少废料,,降低生产成本;

    • 自动适配多订单组合,,,提升生产柔性;

    • 优化裁切顺序,,减少换刀次数,,提高设备效率;

    • 反向决策母卷的生产,,,最大限度实现柔性生产;

    • 智能算法与裁切作业深度融合,,确保裁切计划落地执行。。。


     

    可视化的裁切方案作业(斜线为配产物料)


     

    智能计算经济指标


     

    裁切坐标指导车间裁切作业


    领玩智能裁切运用运筹学算法,,为造纸行业复卷分切排产问题提供了可靠且细致的解决方案。。。该方案可广泛应用于不同规格和数量的客户订单,,,,全面考虑模型求解过程中的各种情况,,,能灵活调整多种约束条件和目标变量,,,,高度契合造纸行业的实际生产需求。。通过应用这一方案,,,有效提高了造纸企业卷纸分切效率,,节省了原材料、、、、和生产成本,,为造纸行业的高质量可持续发展提供了有力支持。。。


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