Мінімізація ентропії в технологіях розкрою листових матеріалів як показник зниження відходоутворення в джерелі виникнення

Анотація

У роботі зроблена спроба створення технології отримання заготівельного розкрою, в якому всі компоненти, що отримуються в ході технологічного процесу, мали б свою товарну вартість. Іншими словами, зроблена методична спроба реалізації принципу термодинамічної двоєдності в технологічному процесі. Показано, що більшість технологій розкрою при будь-яких умовах дають більше 30% відходів залишкового матеріалу, які підлягають вторинній переробці. За основу прийнято силует залишкового малюнка, що одержується на вихідному полотні після вирізання шайб необхідних розмірів і кількості. Умовою для функціонування такого полотна стає його світлопропускання через безліч отворів, що залишилися після розкрою як основної технології. Розроблено модель забезпечення номенклатури продукції, що початково необхідна, визначені основні джерела енергії для її забезпечення. Представлені граничні умови для світлопропускання через полотно з отворами необхідного розміру після вирізання шайб і накладення отворів на фрагмент матриці залишкового полотна. Сформульовано показники, що визначають граничні умови формування замовлення на шайби і залишкового полотна у вигляді художнього твору і представлені результати подібного розрахунку. Складено алгоритм і розроблено комп’ютерну програму, що забезпечує створення художнього твору на раскройному полотні в умовах реального виробництва. Блок-схема програмного продукту технології проектування і виготовлення металевих шайб на базі imageToCirclesConverter дозволяє легко програмувати проектування такої технології. Результатом реалізації такої технології є номенклатура основної товарної продукції, а саме, задана кількість шайб необхідного розміру (декількох розмірів, в залежності від основного замовлення) і художній твір прикладного характеру у вигляді матриці із зображеною на ньому картиною з тонів і півтонів, видимих на просвіт цієї матриці. При цьому кількість отворів і шайб різного діаметру, приведених до площі полотна, відповідає щільності світла, що пропускається через одиницю цієї площі. Цим досягається повна відсутність технологічних відходів і забезпечується максимальна ефективність виробництва. Модель дозволяє регулювати якість малюнка на залишковому полотні, його чіткість, сприйняття. Представлений приклад реалізації такої технології, її переваги та області застосування. У повній відповідності з положеннями про термодинамічну нерівновагу технологічного процесу представлені параметри такої нерівноваги для системи «полотно-шайби». Розраховані величини негентропії, як ефективно витраченої енергії руху при традиційних технологіях виробництва шайб, які дозволили довести, що навіть додаткові енерговитратні механізми, пов’язані з переміщенням інструменту при різанні шайб, дозволяють мінімізувати загальну ентропію системи