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제안 방법
- 본 연구에서는 빠른 시간 내에 전체적인 배치윤곽을 결정하는 1단계 초기배치와 얻어진 초기배치의 구조를 왜곡시키지 않으면서 최적배치에 가까운 해를 얻어나가는 2단계 상세배치의 반복 Logic으로 구성된 다단계 접근법으로 프로그램을 구성하였다. 1단계 배치는 Kohonen 모델과 Fuzzy C-Means(FCM) 알고리즘의 함수를 결합한 SOAL(self organization assisted layout) 알고리즘의 응용에 기반을 두었으며, 2단계에서는 풀림모사에 의한 배치방법에 기반을 둔 경험법칙을 이용하여 SOAL 응용으로부터 얻은 초기배치의 한계를 극복하여 최적해를 구하였다.
- 본 연구에서는 다수의 원판에서 버림률을 최소화하는 원판과 부품을 검색하여 초기 배치 후 일반적으로 버려지는 스크랩을 다시 원판으로 등록하여 같은 알고리즘을 다단계로 반복하여 최적의 절단 배치도를 구성하도록 하는 판재 절단 배치시스템의 알고리즘을 구현하였다.
- 본 연구에서는 빠른 시간 내에 전체적인 배치윤곽을 결정하는 1단계 초기배치와 얻어진 초기배치의 구조를 왜곡시키지 않으면서 최적배치에 가까운 해를 얻어나가는 2단계 상세배치의 반복 Logic으로 구성된 다단계 접근법으로 프로그램을 구성하였다. 1단계 배치는 Kohonen 모델과 Fuzzy C-Means(FCM) 알고리즘의 함수를 결합한 SOAL(self organization assisted layout) 알고리즘의 응용에 기반을 두었으며, 2단계에서는 풀림모사에 의한 배치방법에 기반을 둔 경험법칙을 이용하여 SOAL 응용으로부터 얻은 초기배치의 한계를 극복하여 최적해를 구하였다.
- 형상의 종류는 일정 형상(regular shapes)과 임의 형상(irregular shapes)으로 구분되는데, 여기에서는 판재 배치에 적합한 직사각형 일정 형상 배치 알고리즘을 선택하였다. 이를 위하여 ① 절곡된 부품의 경우 블랭크 크기(blank size)를 계산하여 절곡 전의 철판 사이즈로 부품의 사이즈를 대치하고, ② 임의 곡면으로 이루어진 경계가 있는 부품은 근사화 된 직선으로 이루어진 사각형 형태로 단순화 하였다.
- 원판에 들어가는 부품의 개수를 결정하는 방법으로 크게 두 가지 경우로 나눌 수 있으며, 각각 경우의 수를 프로그램 언어인 Lisp로 정리하였다. 이를 위하여 원판폭을 기준으로 부품폭으로 나눈 등분수를 폭폭수량으로, 원판길이를 기준으로 부품 길이로 나눈 등분수를 길길수량, 원판폭을 부품의 길이 방향으로 나눈 등분수를 폭길수량, 그리고 원판길이를 부품의 폭방향으로 나눈 등분수를 길폭수량으로 정의하였다.
- <표 1>의 4번째 방법을 서술하는 것이며, 구성 알고리즘은 원판을 부품의 가로와 세로로 등분하는 방법으로 다음과 같은 두 가지의 경우로 프로그래밍 하였다. 이의 구성을 위하여 가로방향의 등분수를 X, 세로 방향의 등분수를 Y, 원판폭을 W, 원판의 높이를 L, 그리고 가로 방향의 스크랩을 R1, 세로방향의 스크랩을 R2로 표기하였다.
- 일반적인 제조공정에서 많이 사용되는 작두형(guillotine cut) 절단방법을 채택하여 알고리즘을 구성하였다. 여기서 작두형 절단방법은 주로 직사각형 형상을 이루는 철판 또는 합판, 유리, 섬유 및 피혁 제품 등의 절단에서 많이 사용되고 있다.
- 평판 형태의 원자재에서 스크랩을 최소화하고 효율적인 원자재 관리를 위한 절단계획을 수립하기 위하여 Kirkpatrick 등에 의하여 개발된 조합최적화문제(combinatorial optimization problem)의 해를 구하는 풀림모사기법(SSA, simulated annealing algorithm)의 응용과 이에 몇 가지의 효율적인 경험법칙(heuristics)들을 고안하여 절단배치 기술을 구현하였고, 이를 위해 Lisp 및 Visual Basic을 이용한 Nesting Logic 프로그램을 디자인하여 AutoCAD로 자동배치를 구현하였다.
- 형상의 종류는 일정 형상(regular shapes)과 임의 형상(irregular shapes)으로 구분되는데, 여기에서는 판재 배치에 적합한 직사각형 일정 형상 배치 알고리즘을 선택하였다. 이를 위하여 ① 절곡된 부품의 경우 블랭크 크기(blank size)를 계산하여 절곡 전의 철판 사이즈로 부품의 사이즈를 대치하고, ② 임의 곡면으로 이루어진 경계가 있는 부품은 근사화 된 직선으로 이루어진 사각형 형태로 단순화 하였다.
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