3.3. Способы рационального использования кусков материалов

При раскрое изделий настилами имеются также потери материала по длине из-за припусков на слабину полотен при укладывании их в настилы, на стыки секций, на отклонения от прямой линии при обрезании полотен для настила, по ширине – из-за использования полотен материала разной ширины в одном настиле. Все эти припуски нормируются в зависимости от вида материала и длины настилов.

Показателем экономичности использования кусков материалов является величина концевых маломерных остатков, из которых возможно раскроить детали изделия. Концевые остатки более 15 см могут быть использованы для деталей изделий ширпотреба; остатки менее 15 см, кромки материалов, не используемые в швейных изделиях, относятся к весовым отходам.

Материалы, поступающие на производство, состоят из отрезов и кусков разной длины. При проверке качества возникают условные разрезы кусков в местах расположения распространенных дефектов материалов. Длина отрезов и кусков может быть различна и редко бывает равна или кратна длине раскладки лекал или настила. Вследствие этого при раскрое возникают остатки материала от кусков. Остатки могут быть рациональными и нерациональными. Рациональными являются те остатки, которые можно использовать по прямому назначению на данном предприятии. Нерациональными – называют остатки, которые не могут быть использованы по прямому назначению [5, с. 290–293]. При раскрое материалов настилами применяют безостатковый способ раскроя, при котором от кусков после настилания могут оставаться маломерные остатки не более 10–15 см.

Расчет кусков может осуществляться следующими способами:

– механизированным;

– табличным;

– с помощью расчетных формул;

– с помощью графиков – номограмм.

Безостатковый расчет куска материала должен удовлетворять следующему уравнению:

, (7)

или

, (8)

где l_доп – допустимый остаток, равный 10–15 см;

l₁, l₂, ..., l_n – длина настилов, м;

К₁ К₂, ..., К_п – число полотен в настилах.

Если кусок не используется полностью в одном настиле, его предварительно рассчитывают на два настила и более.

Расчет куска на два настила выполняется следующим образом.

1. Максимальное число полотен, которое возможно получить из данного куска материала для заданных настилов

, (9)

где L – длина куска, м;

l₁ – длина минимального настила при l₁< l₂, м.

При комплектовке деталей изделия из двух полотен настила К_max принимают равным четному целому числу.

2. Число полотен для второго настила

, (10)

где – число остатков материала от куска, полученного при определении К_max, м;

l₂–l₁ – разница в длинах настилов, м.

3. Число полотен для первого настила:

_{. (11)}

Проверяют условие расчета куска без остатка:

. (12)

Это условие может быть выполнено, если

, (13)

где L – сравнительно большая величина (20–30 м);

l₁ и l₂ – небольшие величины (5–6 м);

l₂–l₁ – не более 0,25 м.

Расчет кусков на три настила выполняют, объединяя длины настилов попарно по очереди (l₁ и l₂, l₁ и l₃, l₂ и l₃) или одновременно. При одновременном расчете для первого настила задают число полотен (К₁= 1...2), а оставшийся отрез рассчитывают на два настила (l₂ и l₃). При этом

; (14)

; (15)

. (16)

Условие расчета куска без остатка было приведено выше (8).

Табличный способ расчета кусков осуществляют с помощью вспомогательных таблиц, в которых указаны возможные длины настилов и соответственно потребная длина куска материала при разном числе полотен в настиле (таблица 3). Путем сравнения заданной длины куска материала с длинами кусков в таблице по определенным настилам находят вариант использования куска с допустимым остатком или без него. Для ускорения процесса подбора вариантов используют настольные калькуляторы.

Таблица 3

Расчет кусков

Длина полотна, м	Длина отреза при количестве полотне в настиле
	1	2	3	4	…	n
l1=5 м	5	10	15	20	…	l1=n
L2=5,1 м	5,1	10,2	15,3	20,4	…	l2=n
L3=5,2 м	5.2	10,4	15,6	20,8	…	l3=n
…	…	…	…	…	…
ln	ln	2ln	3ln	4ln	…	n ln

Основным недостатком табличного способа расчета кусков материалов является трудоемкость нахождения оптимального варианта при расчете куска на три настила и более.

Расчет с помощью графиков – номограмм основан на графоаналитическом решении задач (рисунок 9). Строится номограмма, состоящая из двух частей: неподвижной сетчатой, на которой определяются суммы двух (или более) полотен в любых сочетаниях их, и подвижной линейной, на которой нанесены длины всех полотен, начиная с правой нулевой точки отсчета (L). С изменением длины рассчитываемых кусков (L) изменяется только положение точки отсчета, т. е. необходимо лишь переместить линейную часть номограммы.

На сетчатой части номограммы откладывают всю длину полотна, например в таких сочетаниях: ; ; и др. Выбор суммы полотен зависит от длины рассчитываемых кусков.

Или же расчет можно выполнить так: на сетчатой части откладывают полотна в сочетании и др., а на подвижной части – все суммы двух или трех одноименных полотен. В этом случае не могут быть учтены все возможные решения по различным сочетаниям сумм полотен.

Рисунок 9 – Графоаналитический способ расчета кусков

На осях Х и Y (рисунок 9) в масштабе 1:100 откладывают длины всех полотен, складывают их и полученные суммы отмечают точками на оси Х (это неподвижная сетчатая часть номограммы).

На оси Х отмечают также длину всего куска – точка L. На подвижной линейной части номограммы от точки L влево откладывают длины заданных полотен, взятые 1, 2, 3, ..., n раз. Определяют, имеются ли совпадения концов отрезков на ленте L с точками, указывающими суммы полотен.

Механизированный способ расчета кусков материала осуществляют с помощью специализированных электронно-вычислительных машин и машин общего назначения. Сущность этого способа заключается в решении уравнения методом направленного перебора:

, (17)

где L – длина куска, см;

a_i – длина i-ro настила, см;

x_i – число полотен для i-ro настила;

δ – остаток от куска, см;

n – заданное число настилов для расчета.

Решение этого уравнения представляет собой конечное множество вариантов раскроя куска материала на настилы. Варианты решения зависят от комбинации настилов, величины остатка. Число решений растет также с увеличением длины куска из-за дополнительных вариантов сочетаний настилов [5, с. 292–293].

Общее число уравнений (т) определяется числом сочетаний в зависимости от заданного числа настилов (n):

. (18)

Критерием оценки оптимального варианта, определяемого машиной, является длина минимального остатка и минимальное число настилов, на которое будет использован кусок материала.

Решение вопросов повышения конкурентоспособности и снижения себестоимости продукции связано с внедрение систем автоматизированного проектирования на этапах проектирования изделий и подготовительно-раскройного производства. Примером могут служить системы автоматизированного проектирования американской фирмы «Гербер Гамент Технолоджи» (Gerber Garment Technology). Компания разрабатывает и выпускает оборудование для подготовительно-раскройного производства, которое предназначено для выполнения операций по контролю качества текстильных материалов, определения оптимальных способов раскладки лекал на поверхности раскройного стола, раскроя настила. Управление работой осуществляется электронными системами, разработанными фирмой Ай Би Эм (IBM). Фирма создала единые технологические комплексы, посредствам которых обеспечивается автоматическое выполнение всех основных операций подготовительно-раскройного производства.

В России наибольшее распространение получили разработки фирмы «Ассоль», с помощью данного программного обеспечения возможном формирование оптимального плана раскроя. САПР позволяет оперативно решать важнейшую задачу швейного производства – рационально использовать материалы в соответствии с планом выпуска и включает следующие задачи:

– расчет раскладок по различным сочетаниям размеро-ростов и моделей на различные ширины тканей;

– определение оптимального набора раскладок и количества настилов в соответствии с планом выпуска;

– выполнение расчета кусков на полученное количество настилов в соответствии с планом выпуска.

Совокупность норм на длины раскладок по всем сочетаниям размеров и ростов является исходными нормами для раскроя швейных изделий.