Анотація до роботи:

Грицюк Ю. І. Системний аналіз та методи комбінаторної оптимізації технологічного процесу розкрою. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 01.05.04 - системний аналіз і теорія оптимальних рішень. – Національний університет "Львівська політехніка", Львів, 2009.

У роботі вирішено важливу науково-прикладну проблему, пов'язану з оптимізацією технологічного процесу розкрою, результати системного аналізу якого дають змогу визначити принципову можливість його реалізації за наявних або апробованих нових технологій промислового виробництва.

У дисертаційній роботі вперше розроблено наукові основи оптимізації ТП розкрою плитних деревних матеріалів, комплексна математична модель та обчислювальні методи якої забезпечують отримання достовірної інформації про умови його функціонування та своєчасне передбачення змін, а також вироблення стратегій дій для керування ним. Розвинуто теорію і практику оптимізації багатокритеріального плану розкрою, у якій за допомогою технологічних і конструктивних обмежень відображено особливості роботи різних видів виробництв (від масових до індивідуальних), а програмна її реалізація дає змогу за реальний проміжок часу і з достатньою точністю отримати локальний оптимальний розв'язок задачі, придатний для прийняття управлінського рішення. Розроблено методологію моделювання допустимих карт розкрою, математичні моделі та комбінаторні методи генерування яких враховують відомі концептуальні схеми та відповідні їм базові конфігурації карт розкрою, а також дають змогу шляхом внесення комбінованих заготовок їх удосконалювати, або за рахунок різних комбінацій утворювати нові їх конфігурації прогнозованої складності. Удосконалено методику розрахунку ефективності впровадження спроектованого ТП розкрою, яка дає змогу в статиці та динаміці визначити показники його технологічної та економічної ефективності, а також здійснювати інженерно-економічне обґрунтування управлінського рішення про вибір найкращого варіанту з множини допустимих.

У роботі розв'язано науково-прикладну проблему оптимізації технологічного процесу розкрою плитних деревних матеріалів, результати системного аналізу якого дають змогу визначити принципову можливість його реалізації за наявних або апробованих нових технологій промислового виробництва, а формалізовані постановки задач, математичні моделі та комбінаторні методи уможливлюють виконання комплексу інженерно-економічних розрахунків і прийняття управлінських рішень у короткі терміни та з достатньою точністю за умов невизначеності вхідної інформації.

Основні результати роботи зводяться до такого.

1. З'ясовано, що серед науково-прикладних проблем системного аналізу і теорії прийняття рішень одне з чільних місць займає проблема оптимізації ТП розкрою плитоформатних матеріалів, який характеризується невизначеністю, неточністю, неповнотою та суперечливістю вхідної інформації про умови його функціонування. Підвищення його ефективності забезпечується шляхом достовірного та своєчасного передбачення ризиків, об'єктивного прогнозування техніко-економічних показників, системного аналізу скінченої множини альтернатив можливих складних розв'язків, а також визначення стратегій дій для керування ним.

2. Проведений системний аналіз сучасного стану комбінаторних методів розв'язання задач одно- та двовимірного розкрою й пакування показав, що більшість дослідників використовують їх релаксацію до задач меншої розмірності. Побудовані ними математичні моделі не завжди є адекватними досліджуваному процесу і не відображають важливих особливостей задачі в початковій її постановці, а отриманий розв'язок загалом не є оптимальним, здебільшого допустимим. Виявлено, що у найбільш анонсованих роботах, у яких розміщувані об'єкти і області розміщення мають форму прямокутника, як правило, використовують евристичні методи, які навіть в двовимірному випадку не мають адекватних математичних моделей і ефективних методів оптимізації.

3. Розроблено основні напрямки підвищення ефективності ТП розкрою плитних деревних матеріалів на заготовки, які полягають в удосконаленні концептуальних схем і відповідних їм базових конфігурацій карт розкрою, в додатковому розкроюванні залишків смуг і введенні комбінованих заготовок, а також застосуванні вкладених карт розкрою. Питання прийняття компромісного управлінського рішення стосовно впровадження відповідного ТП розкрою вирішується шляхом побудови відповідних економіко-математичних моделей, проведення багатокритеріальних виробничо-проектних розрахунків і техніко-економічного обґрунтування.

4. На підставі економіко-математичного аналізу теоретично обґрунтовано і практично доведено, що збільшення виходу заготовок на 1 % з одиниці площі плити при постійних обсягах їх виготовлення призводить до зменшення вартості використаного матеріалу на 1.17 %, а значить і до зменшення суми виробничих витрат на 1.09 %. Однак проведені практичні дослідження ТП розкрою свідчать про те, що навіть незначне підвищення ефективності використання плит поряд з заощадженням їх як сировини вимагає залучення додаткових виробничих ресурсів, внаслідок чого наступає такий момент, коли виробничі видатки можуть значно перевищувати отриманий виграш від заощадженої сировини.

5. Наведено формалізований опис загальної задачі системного аналізу ТП розкрою, складна ієрархічна структура якого вимагає багаторівневого та неодноразового процесу формування та прийняття рішень, складається з послідовної реалізації задачі структурно-функціонального аналізу ТП розкрою, задачі аналізу управління процесом його функціонування та задачі техніко-економічного аналізу. З'ясовано, що методологічні підходи до їх розв'язання розвиваються завдяки широкому застосуванню евристичних прийомів і методів створення інтелектуальних засобів підтримки рішень на основі систематизації, узагальнення та нагромадження знань і досвіду попередніх дослідників з різних галузей науки і техніки.

6. Розроблено математичні моделі процесу генерування допустимих карт розкрою, які враховують відомі концептуальні схеми та відповідні їм різні за складністю базові конфігурації карт розкрою. Для моделювання базових конфігурацій карт розкрою розроблено комбінаторні методи регулярного послідовно-одиночного одно- і двовимірного та багаторівневого розміщування прямокутних об'єктів у межах АЧП, які дають змогу враховувати різні технологічні та конструктивні обмеження, а також дотримуватись певних виробничих вимог.

7. У розвиток наявних методів оптимізації плану розкрою розроблено метод поетапної комбінаторної його оптимізації, основна особливість якого полягає в тому, що одночасно з моделюванням допустимих карт розробляється придатний для подальшого використання план розкрою, тобто очікуваний результат розрахунку отримується паралельно за один прохід і за незначний проміжок часу, а також виконується умова цілочисельності шуканого розв'язку задачі – інтенсивність застосування карт розкрою та обмеження на точне виконання запланованої кількості заготовок.

8. Розроблено процедуру проектування оптимального ТП розкрою різної продуктивності для відповідних типів виробництв, основою якої є моделювання допустимих карт розкрою прогнозованої складності та оптимізація багатокритеріального плану розкрою, результати якого використовуються під час структурної оптимізації функціональних елементів лінії розкрою, а також параметричної оптимізації їх технічних характеристик.

9. Розроблено математичні моделі, які забезпечують технологічне обґрунтування доцільності впровадження у виробництво спроектованого ТП розкрою, критерієм оцінки якого є продуктивність роботи розкрійного обладнання чи потужність дільниці розкрою, враховує ряд показників ефективності розрахованого оптимального плану розкрою, що дає змогу більш точно виконувати проектні чи перевірні інженерно-технічні розрахунки. Для економічного обґрунтування вибору оптимального ТП розкрою розроблено процедуру розрахунку показника, який характеризує технологічну собівартості процесу виготовлення заготовок.

10. Розроблена удосконалена економіко-математична модель визначення економічної ефективності капіталовкладень, яка дає змогу виконувати всі обчислення, виходячи з теперішньої вартості майбутніх чистих надходжень від впровадження ТП розкрою (чистий прибуток + амортизаційні відрахування), а не із темпів зниження собівартості процесу виготовлення заготовок, як це передбачено типовою методикою. У моделі також враховується зміна вартості грошей з часом, тобто дається уточнення на темпи інфляції, рівень ризику та непевність у майбутніх грошових надходженнях.

11. З використанням методики двофакторного дисперсійного аналізу з'ясовано, що із ускладненням допустимих конфігурацій карт розкрою при постійному типорозмірі плит (наприклад, 18303500 мм) ефективність використання розкроюваного матеріалу зростає в незначних межах (від 88.09 до 92.41 %), водночас як продуктивність роботи розкрійного обладнання зменшується у декілька разів (від 67.26 до 25.01 м³/зм.). За отриманими оцінками невідомих параметрів лінійної моделі двофакторного дисперсійного аналізу встановлено числові значення компонент, з яких складаються відповідні відгуки дослідів кожного з експериментів, а також з'ясовано значущість ефектів впливів на них відповідних рівнів варіювання якісних факторів і їх взаємодій з позиції вагомості кожного з них.

Публікації автора:

Монографії

1.Грицюк Ю. І. Оптимізація технологічного процесу розкрою плитних деревних матеріалів на меблеві заготовки : монографія / Грицюк Ю. І. – Львів : Вид. дім "Панорама", 2004. – 484 с.

2.Грицюк Ю. І. Моделювання карт і оптимізація плану розкрою плитних деревних матеріалів на меблеві заготовки : монографія / Грицюк Ю. І. – Львів : Вид. дім "Панорама", 2004. – 524 с.

3.Грицюк Ю. І. Регулярне розміщування прямокутних об'єктів вздовж смуг односторонньо обмеженої стрічки : монографія / Грицюк Ю. І. – Львів : Вид. дім "Панорама", 2002. – 220 с.

Статті у наукових фахових виданнях

4.Грицюк Ю. І. Дослідження впливу базових конфігурацій карт розкрою та типорозмірів ПДМ на зміну продуктивності роботи розкрійного обладнання / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. – Львів : НЛТУ України. – 2007. – Вип. 17.1. – С. 102-111.

5. Яцишин С. І. Моделювання процесу розкрою колод хвойних порід на радіальні пиломатеріали для потреб столярного виробництва / С. І. Яцишин, Ю. І. Грицюк // Проблеми трибології : міжнар. наук. журнал. – Хмельницький : Хмельницький НУ. – 2007. – № 4. – С. 46-53.

6.Грицюк Ю. І. Проблема моделювання карт і оптимізації плану розкрою плитних деревних матеріалів на меблеві заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. – Львів : НЛТУ України. – 2006. – Вип. 16.7. – С. 102-111.

7.Грицюк Ю. І. Динамічне програмування у задачі гільйотинного розкрою / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. – Львів : НЛТУ України. – 2006. – Вип. 16.5 – С. 119-126.

8.Грицюк Ю. І. Методика формування допустимих карт розкрою торцевої та основної частин плити на заготовки з введенням до них комбінованих заготовок / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник НЛТУ України : зб. наук.-техн. праць. – Львів : НЛТУ України. – 2006. – Вип. 16.3. – С. 79-96.

9.Грицюк Ю. І. Дослідження впливу базових конфігурацій карт розкрою та типорозмірів плитних деревних матеріалів на зміну ефективності їх використання / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2005. – Вип. 15.3. – С. 92-106.

10.Грицюк Ю. І. Дослідження впливу базових конфігурацій карт розкрою на ефективність використання плитного деревного матеріалу / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2005. – Вип. 15.2. – С. 81-95.

11.Грицюк Ю. І. Розрахунок технологічної ефективності використання плитного деревного матеріалу / Ю. І. Грицюк // Лісове господарство, лісова, паперова i деревообробна промисловість : міжвідомч. наук.-техн. зб. – Львів : УкрДЛТУ. – 2004. – Вип. 29 – С. 133-141.

12.Грицюк Ю. І. Методика формування карт розкрою для головної та основної частин плити / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2004. – Вип. 14.7. – С. 119-137.

13.Грицюк Ю. І. Розрахунок тривалості операцій процесу розкрою пилковими установками плитних деревних матеріалів / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2004. – Вип. 14.1. – С. 97-108.

14.Грицюк Ю. І. Розрахунок продуктивності роботи спеціалізованого розкрійного обладнання / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2003. – Вип. 13.4. – С. 131-142.

15.Грицюк Ю. І. Методика врахування в картах розкрою плитних матеріалів заготовок малих довжин і смуг малих ширин / Ю. І. Грицюк // Лісове господарство, лісова, паперова i деревообробна промисловість : міжвідомч. наук.-техн. зб. – Львів : УкрДЛТУ. – 2002. – Вип. 27. – С. 78-95.

16.Грицюк Ю. І. Спосіб поетапної оптимізації плану розкрою плитоформатних матеріалів на заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2002. – Вип. 12.8. – С. 193-203.

17.Грицюк Ю. І. Методика формування допустимих карт розкрою з суцільними поздовжніми і зміщеними поперечними пропилами / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : Сучасні теоретичні розробки в деревообробному і меблевому виробництвах. – Львів : УкрДЛТУ. – 2002. – Вип. 12.5. – С. 61-80.

18.Грицюк Ю. І. Розміроутворення меблевих деталей / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2002. – Вип. 12.3. – С. 128-142.

19.Грицюк Ю. І. Регулярне двовимірне розміщування прямокутних об'єктів у межах прямокутної площини / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2002. – Вип. 12.2. – С. 243-259.

20.Грицюк Ю. І. Основні напрямки дослідження проблеми оптимізації ТП виготовлення заготовок з плитних деревних матеріалів / Ю. І. Грицюк // Наукові праці : зб. наук. праць ЛАН України. – Львів : Вид-во НУ "Львівська політехніка". – 2002. – Вип. 1. – С. 118-121.

21.Грицюк Ю. І. Економічна ефективність капітальних вкладень від впровадження ТП виготовлення заготовок з ПДМ / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2001. – Вип. 11.4. – С. 216-225.

22.Грицюк Ю. І. Розрахунок прибутків підприємства від впровадження розкрійного обладнання / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 2001. – Вип. 11.1. – С. 170-181.

23.Грицюк Ю. І. Розрахунок річних амортизаційних відрахувань для розкрійного обладнання / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : До 125-річчя УкрДЛТУ. – Львів : УкрДЛТУ. – 2000. – Вип. 10.2. – С. 177-193.

24.Грицюк Ю. І. Основні концепції компонування обладнання для розкрою плитних деревних матеріалів / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : До 125-річчя УкрДЛТУ. – Львів : УкрДЛТУ. – 2000. – Вип. 10.1. – С. 250-258.

25.Грицюк Ю. І. Функції мети для проектування технологічного процесу виготовлення заготовок з плитних деревних матеріалів / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 1999. – Вип. 9.13. – С. 53-61.

26.Грицюк Ю. І. Аналіз існуючих і перспективи розробки нових методів розв'язання комбінаторних задач гільйотинного розкрою / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : Лісівницькі дослідження в Україні. – Львів : УкрДЛТУ. – 1999. – Вип. 9.10. – С. 61-73.

27.Грицюк Ю. І. Нове в методиці розв'язання комбінаторних задач гільйотинного розкрою / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 1999. – Вип. 9.6. – С. 125-139.

28.Грицюк Ю. І. Спосіб поетапної оптимізації плану розкрою плитних деревних матеріалів на меблеві заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : Проблеми деревообробки на рубежі ХХІ століття : наука, освіта, технології. – Львів : УкрДЛТУ. – 1999. – Вип. 9.5. – С. 56-67.

29.Грицюк Ю. І. Одновимірне розміщення прямокутних об'єктів вздовж смуги з врахуванням обмеження на задану їх кількість / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 1999. – Вип. 9.3. – С. 52-63.

30. Грицюк Ю. І. Математичні моделі класу оптимізаційних задач розкрою в лісопромисловому комплексі / Ю. І. Грицюк, Є.С. Дорожовський // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 1998. – Вип. 9.0. – С. 139-148.

31. Грицюк Ю. І. Щодо відбору множини карт для оптимізації плану розкрою / Ю. І. Грицюк, Є.С. Дорожовський // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 1997. – Вип. 6.2. – С. 168-171.

32. Грицюк Ю. І. Щодо генерування неоднакових карт розкрою ДСП на заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 1997. – Вип. 6.1. – С. 163-167.

33. Грыцюк Ю. И. Оптимизация себестоимости изготовления мебельных заготовок из древесностружечных плит / Ю. И. Грыцюк // Деревообрабатывающая промышленность. – 1997. – № 1. – С. 16-17.

34. Грицюк Ю. І. Щодо розробки плану розкрою ДСП на меблеві заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. – 1995. – Вип. 3.3. – С. 75-87.

35.Грицюк Ю. І. Методика генерування можливих варіантів неоднакових карт розкрою ПДМ на заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : До 50-річчя УкрДЛТУ. – Львів : УкрДЛТУ. – 1995. – Вип. 3.2. - С. 103-116.

36. Грицюк Ю. І. Щодо процесу формоутворення раціональних карт розкрою ДСтП на меблеві заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : До 50-річчя УкрДЛТУ. – Львів : УкрДЛТУ. – 1995. – Вип. 3.1. – С. 128-138.

37. Фернеза Р. М. Перспективи розробки і впровадження АСУ та АРМ на меблевих підприємствах / Р. М. Фернеза, Ю. І. Грицюк, О. В. Дебопре // Лісовий журнал : наук.-виробн. журнал. – К., 1994. – № 5. – С. 41-42.

38. Костів I. I. АРМ технолога для розрахунку витрат сировини і матеріалів / I. I. Костів, Ю. І. Грицюк, О. В. Дебопре, Р. М. Фернеза // Лісовий журнал : наук.-виробн. журнал. – К., 1994. – № 4. – С. 41-42.

39. Фернеза Р. М. Автоматизоване робоче місце економіста меблевого виробництва / Р. М. Фернеза, О. В. Дебопре, Ю. І. Грицюк, Я. Г. Єлфімова // Лісовий журнал : наук.-виробн. журнал. – К., 1994. – № 3. – С. 36-37.

40. Грицюк Ю. І. Методика генерування всіх можливих варіантів карт розкрою ДСтП на заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : Проблеми деревообробного виробництва. – Львів : УкрДЛТУ. - 1994. – Вип. 2. – С. 101-127.

41. Грицюк Ю. І. Методика генерування та характеристика карт розкрою ДСтП на меблеві заготовки / Ю. І. Грицюк // Науковий вісник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. – Львів : УкрДЛТУ. - 1994. – Вип. 1. – С. 57-65.

Тези доповідей, матеріали наукових конференцій

42.Грыцюк Ю. И. Теоретические основы оптимизации технологического процесса раскроя плитных древесных материалов на мебельные заготовки / Ю. И. Грыцюк // Лесной комплекс : состояние и перспективы развития : Матер. научно-техн. конф. - Брянск. – 2006, 1-30 ноября. – 59-62 с.

43.Грицюк Ю. І. Теоретичні засади прийняття оптимальних управлінських рішень під час виготовлення меблевої продукції / Ю. І. Грицюк // ІІІ-а Міжнар. школа-семінар "Теорія прийняття рішень" : Праці школи-семінару. - Ужгород : УНУ. – 2006, 2-7 жовтня. – 43-44 c.

44.Грыцюк Ю. И. Экономические аспекты комплексного использования ДСтП для изготовления мебельной продукции / Ю. И. Грыцюк // Междунар. научно-техн. конф. [Лес – экология и ресурсы]. – Минск : БГТУ. – 1998. – С. 210-214.

45.Gryciyk Jurij. Theoretical foundations for optimum use of WPB in furniture blanks manufacturing. 11 Konferencja Naukowa Wydzialu Technologii Drewna SGGW : Drewno – material ekologiczny. – Warszawa. – 1997. – P. 337-340.

46.Gryzjuk Ju. Das Problem der Optiemierung von Betriebskosten fur die Hersctellung der Mobelwerkstucke aus Holzplatten. ISEODI '97. State and Development Trends in Wood Industry: VII Interchair Meeting of Organizers and Economists in Wood Industry XII Economic Forum. – Stubike Toplice, Croatia, 1997. – P. 161-164.

47.Gryciuk Juri, Lis Wojciech. Rozmieszczenie obiektw prostoktnych na wstdze jako sposb rozwizywania zada z zakresu optymalizacji rozkrojow materiaw stosowanych w przetwrstwie drewna. INTERCATHEDRA '97 : Bulletin of Bulletin of Plant – Economic Department of the European Wood Technology University studies. – Pozna. – No 13. – 1997. – P. 87-93.

48.Lis Wojciech, Gryciuk Juri. Metodologia programowania procesw rozkroju pyt wirowych. IX sesja naukowa: Badania dla meblarstwa, listopad 1995 roku. – Pozna: Wydawnictwo Akademii Rolniczej w Poznaniu. – 1996. – P. 41-51.

49.Грицюк Ю. І. Розміщення прямокутних об'єктів як один із підходів до розв'язання класу оптимізаційних задач розкрою в лісопромисловому комплексі / Ю. І. Грицюк // Матер. наук.-практ. конф. : Проблеми автоматизації лісопромислового комплексу. – 1996. – С. 55-61.