如何解决切裁率、分架和中空配片的矛盾
吴春福：杭州派尔科技有限公司 浙大CAD&CG国家重点实验室工学硕士 微软最有价值专家
[摘要]本文首先简单阐述了中空配对、切割优化综合处理的必要性和重要性，然后根据不同的订单情况，采用不同的处理方案，进行有效的分架和优化，不但提高了材料的利用率，而且切割下片上架、中空配对更简单，现场管理井然有序。
一、 引文
随着建筑中空玻璃国家标准的通过，中空玻璃已逐步替代单层玻璃；并且随着节能要求的进一步提高，未来建筑玻璃的主流市场将会是镀膜中空玻璃。因此，如何进行中空玻璃配对生产，是未来建筑玻璃加工企业，需要重点思考的课题。
为了配对生产，目前很多企业都在某工序结束或者开始前进行调片，这样很容易损坏膜面或带来划伤等损坏。最理想的情况是，在生产工序的任何环节，都不需要进行调架。格栅架可以很好地解决中空配对问题，但是国内目前的玻璃集架主要是A字架和L架，所以，必须从切割就开始进行合理地配对分架，这样才能达到中空配对的目的。
对于企业，切割工序更多考虑的是原片利用率的问题，我们不希望因为中空配对的需要，带来切割需要同时摆放非常多的集架；另外，我们也不希望同时进行过多架的加工，导致长时间无法合成中空成品，带来膜面氧化的问题。
因此，一个同时兼顾原片利用率、生产现场管理的综合分架、切割优化的系统，是非常有必要的。
通过非常高级和复杂的算法，派尔切割优化系统可以获得兼顾中空配对要求的分架结果：切割工序完成，进行下片上架时，就已经满足中空配对的要求。工人切割下片上架非常简单快捷，后工序流转坚持一卡到底，中空配对将能轻松实现一架对一架，快速、高效地完成中空配对。
下文从简单到复杂生产情况，阐述如何通过派尔玻璃加工管理系统的切割配对优化高级系统，如何来“完美”地解决这个管理难题。
二、 简单情况
(一) A、B片采用相同的原片，并且具有相同的工艺路线
派尔系统依据玻璃的安装情况，将内外片称为A、B片。6mm白玻钢化+9A+6mm白玻钢化（系统编码 T6C+9A+T6C）就属于此类情况。
因为采用相同的原片，并且具有相同的工艺流程，所以此类情况A、B两片可以放在一个切割批次，将A、B两片一起优化，可以获得更高的优化率。操作方式通过先优化后分架或先分架后分组优化，都可以轻松达到目的。由于此类情况比较简单，本文不进行详细阐述。
(二) A、B片采用相同的尺寸的原片
虽然A、B片原片不同，如5mm白玻+9A+6mm白玻钢化（5C+9A+T6C），假设都采用3660*2440和3050*2134的原片，那么我们可以按其中的一片进行优化，然后分架；另外一片采用相同的切割方案和相同的分架方案，中空工序就可以进行轻松配片。
派尔系统操作的具体步骤：
1． 对整个订单（或一个批次）进行自由切割优化，获得很高的切割优化率。
2． 根据切割优化套版图顺序，调用派尔高级参数化分架算法，得到最佳分架方案，并反馈到切割套版图，在套版图显示具体的放架位置。
3． 将套版图和分架方案应用于另外一片，进行相同的切割和放架。
三、 复杂情况
(一) A、B片采用不同的原片
以上情况都属于比较简单的情况，而实际建筑玻璃加工企业，更多的是面临更加复杂的情况（Low-E中空就属于此类情况），A、B 采用不同的原片，并且原片的尺寸也往往不相同，甚至A、B两片尺寸都不尽相同（如中空大小片）。此类情况必须调用派尔的高级动态分组优化模块才能完成此复杂情况。
以6mm白玻+9A+8mmLow-E钢化（系统编码：6C+9A+T8Low-E）为例。由于Low-E片价值高，需要追求最高的原片利用率，而白玻因为价格比较便宜，因此我们白玻片可以根据Low-E片的分架来分架，牺牲部分利用率，实现中空快速配对生产，避免生产时间过长导致膜面氧化。所以，我们首先将B片进行先自由优化，以获得最高的利用率，然后再按照套版顺序进行参数化分架（考虑相近尺寸、重量限制、数量限制、叠厚限制、现场允许最大架数等条件）；然后A片再依据B片的分架结果进行配对分架。
由于A采用的原片和B片不同（主要是因为尺寸不同），所以，我们无法利用B片的切割方案来完成A片的切割。如果我们将整个订单的A片进行优化，由于套版软件追求的是尽可能获得更高的利用率，所以会出现某一架分布在过多的套版图中，现实中无法完成生产。最佳的结果就是希望能按分架结果，某架分布在少部分的套版图，保证一架连续快速切出，而不是分散在过多套版图。假设共分出50架，凭人力无法计算出哪几架组合起来能获得更高的利用率。而此时，只需要通过派尔的动态分组优化，可以获得理想的结果（分组优化将会在下篇文章《动态分组优化介绍兼谈玻璃优化软件发展方向》详细说明）。
具体操作步骤：
1． 对B片进行自由优化，以取得最高的原片利用率
2． 对B片进行参数化分架，并分架结果反馈到套版图打印中，指导切割工人进行下片分架
图表 1
1） 选择“依据套料顺序”，表格将显示套料结果
2） 配置分架参数
3） 设置切割现场最多允许多少个集架
4） 点优化分架，系统自动分架，并提醒各架何时上架和下架
图表 2
分架结果：
图表 3
3． 对A片进行配对优化
图表 4
1） 选择配对模式
2） 点优化分架，分架结果如下：注意和上面比较
图表 5
4． 对A片进行动态分组优化
1） 选择A片的全部流程卡，然后点“套料”
图表 6
2） 进行分组设置（点按流程卡分组，注意看组号列）
图表 7
3） 分组优化设置
图表 8
a) 起点组数：切割现场默认摆放的架子个数
b) 最大组数：切割现场最多允许摆放的架子个数
c) 可接受利用率：分组优化会降低部分利用率，此为设置的最低可接受的利用率
4） 套料结果
图表 9
a) XX#代表架号
b) 组X代表组号
(二) 按分箱再分架
某些加工企业，发货通过木箱包装。为了生产管理方便，我们希望中空下架后，一架对应一箱，也就是说，不希望出现一箱玻璃来自不同的架子。所以，我们分架需要严格按照分箱结果来分架。
具体软件操作流程如下：
1） 按客户要求（楼层号）、其他参数（总重量、尺寸差范围、总厚度等）进行分箱
图表 10
a) 分组方式可用来限制不同楼层放在同一箱
b) 排序可方便将尺寸将玻璃放在一起
c) 优化选项设置分箱条件。分箱结果如下
图表 11
2） 依据分箱来分架
*选择“一箱一架”模式
3） 分架完毕后，通过动态分组优化来进行切割优化（分组优化和上同，不再赘述）
4） 特别说明：对于不分箱，但是需要按客户要求（如楼层号）分架的，操作方式和此方式是一致的
四、 总结
综上所述，我们把建筑玻璃加工企业的分架需求情况和处理方案归纳如下表：
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场景 |
方案 |
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客户没有特殊要求 |
A、B片具有相同的原片，并工艺流程一致 |
方案一：整体混合优化+参数化分架 方案二：参数化分架+动态分组优化 |
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A、B片具有相同的原片规格 |
对A先进行切割优化，然后分架+将切割方案、分架方案应用于B片 | |
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“主片+配片” |
自由切割优化+参数化分架+分架同步+动态分组优化 | |
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客户有特殊要求 |
木箱包装 |
参数分箱优化+按箱分架+动态分组优化 |
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非木箱包装 |
采用派尔管理系统的高级分箱、分架和切割优化综合系统，依据不同的管理场景，用户可以获得一个同时兼顾原片利用率和现场管理方便的切割优化方案。此解决方案不仅远远领先国内同行软件，在国外软件中也处于领先地位。
附：
1） 本文系派尔8.X版管理软件深度剖析系列文章，“看似相同，实则大不同”主题的第二篇。上篇：《玻璃深加工管理系统构架分析》。
2） 本文观点系作者个人观点，欢迎指正。
3)下几篇预告
《国内外玻璃优化管理软件分析兼谈玻璃优化软件的发展方向》
《细节决定成败--玻璃企业管理软件细节分析》
