На программе «Большие вызовы» в Сириусе команда школьников разработала систему для оптимизации раскроя листового металла на производстве. Созданное приложение позволяет максимально эффективно размещать детали на металлическом листе, что существенно снижает расход материала и производственные затраты. Расчёты показывают, что благодаря применению современных алгоритмических подходов разработка позволит снизить производственные затраты за счёт экономии до 4 тысяч тонн металла в год. Значительно повысится и точность раскроя. При работе программа автоматически рассчитывает оптимальное расположение деталей, минимизируя отходы при резке. Разработчики уверены, что их продукт превзойдёт конкурентов по уровню оптимизации. Проект реализуется при поддержке компании «Северсталь».
Приложение работает так: в систему загружаются файлы с макетами деталей, которые необходимо вырезать из металлического листа. После загрузки каждого макета в специализированную программу происходит автоматический анализ деталей с помощью встроенного алгоритма. Программа определяет оптимальное расположение элементов на листе металла, применяя сложный механизм генерации кандидатных точек. Система помогает определить наиболее эффективный и экономически выгодный вариант размещения деталей. По завершении оптимизации готовый макет экспортируется в систему управления режущим станком, которая реализует рассчитанный план раскроя металла.
При разработке системы учитывались многие факторы: начиная от толщины листа металла и заканчивая изучением специфики производства компании-партнёра «Северсталь».
«У нас были многочисленные консультации с экспертами компании. Нам предстояло детально выяснить, какие детали применяются на производстве, какие у них особенности. С учётом этого мы добавляли специальные функции в наш алгоритм. Например, если в детали есть отверстие, алгоритм автоматически заполняет его другими фигурами подходящего размера, что позволяет дополнительно сократить расход материала», — рассказала Софья Томожникова из Москвы.
«Особенно ценно, что в рамках проекта мы работали не с абстрактными моделями, а с реальными производственными деталями. Компания предоставила нам возможность протестировать на них программу и оценить эффективность оптимизации. Проведённые испытания показали хороший результат: на ряде деталей наша система действительно смогла оптимизировать процесс раскроя», — отметил Илья Никифоров из Астрахани.
По словам представителей компании, разработанные в ходе программы решения пройдут дальнейшие углублённые испытания и доработку.
«Это действительно прикладная задача. В любой сфере производства — от машиностроения до мебельной промышленности, везде, где применяется лазерная резка деталей, критически важно оптимизировать их размещение для минимизации расхода материала. Наша главная цель — создание максимально универсального продукта, который можно интегрировать в производственные процессы любых предприятий, независимо от используемого программного обеспечения», — отмечает руководитель проекта, начальник конструкторского центра ПАО «Северсталь» Андрей Баранов.
На фестивале проектов команда представила демонстрационный макет, наглядно показывающий весь процесс производства, связанный с раскроем деталей.
