AI+ 制造：用友 BIP 智能裁切，突破造纸行业效率革命

智能裁切技术在造纸行业复卷分切环节发挥关键作用，通过优化算法实现高效精准生产。该 算法 可根据不同订单需求自动规划最优分切方案，显著提升母卷材料利用率，减少废料产生。在高速生产环境下（1000-2000 米/ 分钟），智能裁切系统能实时调整裁切路径，确保分切精度和设备稳定性。可优化 卷纸排刀 ，降低换刀频率和停机 次数 。智能裁切技术的应用不仅提高了生产柔性和效率， 降低排刀计划人员的工作负荷， 还 大大提升母材的利用率 ，推动造纸行业向智能化、绿色化制造转型，为企业创造显著的经济效益。

裁切技术亟需降本增效

智能分切算法（排刀算法）广泛应用于工业生产中的优化 / 裁切、 切割问题，旨在提高材料利用率并减少浪费。在 造纸、膜 材、玻璃、金属 加工 、 棒材、板材、家居建材 等行业，该算法通过智能计算最优切割路径和排刀方案，最大化原材料的使用效率，降低生产成本。例如，在家具制造中，算法可优化木板切割方案，减少边角料；在 单晶硅 行业，它能自动 批量优化单晶硅棒划线 ，提升生产效率。此外，在 3D 打印、 PCB 电路板制造等领域，排刀算法也能优化切割轨迹，提高加工精度和速度。随着智能制造的发展，结合机器学习和运筹学方法的智能分切算法，正成为工业自动化与精益生产的关键技术，助力企业实现降本增效和可持续发展。

以造纸行业为例，从纸机来的原纸 ,在卷纸辊轴上被卷成原纸母卷，纸机门幅可以调整，大纸卷/母卷必须根据客户订单要求经过复卷、甚至二次复卷成符合订单要求幅宽和长度。别外，纸幅的低质纸边必须切掉，所有这些在复卷机上完成。在造纸生产流程中，从纸机产出的母卷，会通过复卷机切成客户订单要求，切割成符合订单要求的幅宽的原纸。这里面涉及两次排版，第一次是根据客户订单要求、纸机生产幅宽，合理安排母卷的生产；第二次是母卷下线，根据纸病合理安排复卷分切幅宽。在节约纸厂生产成本、提高订单交付满足率等方面起着关键作用，在完成客户订单的同时，尽可能减少资源浪费。 此外，复卷分切机 减少 调整刀片 次数，也是有效提升复卷分切机的作业效率的关键措施 。因此，优化卷纸分切排刀 、缩短换产时间，也是纸企的 关注点。

复卷裁切的核心需求

Ø  多规格订单适配 ：客户需求的纸卷宽度各异（如卫生纸、包装纸、特种纸等）， 型号、厚度、克重等各不相同，裁 切 算法 需灵活调整分切方案，以适应不同订单组合。

Ø  材料利用率优化 ：母卷的幅宽固定，如何合理排刀，减少边角废料（如 “切边”或“剩余窄条”），直接影响生产成本和利润。

Ø  裁切精度与效率 ：高速复卷机（线速度可达 1000-2000 米/分钟）要求排刀算法快速生成最优切割方案，避免频繁停机调整。

Ø  减少换刀次数 ：不同宽度的订单组合可能导致频繁更换刀具，优化排刀顺序可降低设备磨损和停机时间。

Ø  决策原纸的生产计划： 根据接单的情况，反向决策母卷的生产，降低原纸库存。

用友 BIP 智能裁切：显性经济指标，辅助决策

用友 BIP 智能裁切解决方案建立了运筹优化算法模型。该算法模型考虑了原料 /母材种类、原料/母材用量、裁切方式三大决策变量。基于订单产品幅宽、数量要求、订单位置要求、型号、克重、长度等要求，支持综合优化目标优化， 该模型 综合考虑 产品订单的产品幅宽 和 数量要求 、特殊订单位置要求 、 纸机母卷幅宽、母卷纸病 ，以 切废最低 、 订单满足率高 作为目标函数 ， 构建了运筹优化算法模型 ，计算得到拼版母卷生产计划，和下线母卷复卷排版排刀计划 。

在实际生产中，系统可依据计算结果现场指导裁切作业。同时，通过可视化界面展示排刀方案，使生产人员能直观了解裁切情况。在可视化方案中，充分考虑线边仓的位置和空间，以及订单分布的紧凑性，灵活配置超产、配产、欠产情况，有效控制库存水平，并满足特殊订单的位置约束，如不靠左、不靠右、不靠边等要求。 在尽量满足产品订单需求的前提下，以余料最低、成本最低、方案数最少、换刀次数最少，并且尽量少的超产、欠产、和配产为目标函数。智能化裁切能够根据不同造纸特定的生产规则和约束制定分切计划。灵活修改这些约束以适应当前生产状况。同时可以根据要求自动生成多种复卷裁切优化方案，并保存每次的计算存结果进行多版本计算结果的对比分析，使生产人员更好寻找最佳裁切排刀方法和最优微调方案。并且进行相关指标的比较，为产销协调会议提供依据。

经济指标显性化，辅助决策，支持换刀次数最小算法

算法支持场景

1、  基于原材料的库存，优化裁切方案；

2、  基于订单情况，反向决策原材的生产计划（型号，轴数，幅宽等），并输出优化裁切方案。

产品订单需求及排刀数量  

应用价值

排刀算法（Cutting Stock Problem, CSP）通过数学优化（如动态规划、遗传算法或启发式策略）计算最优分切方案，确保：

·  最大化母卷利用率 ，减少废料，降低生产成本；

·  自动适配多订单组合 ，提升生产柔性；

·  优化裁切顺序 ，减少换刀次数，提高设备效率 ；

·  反向决策母卷的生产， 最大限度实现柔性生产；

·  智能算法与裁切作业深度融合， 确保裁切计划落地执行。

智能计算经济指标

用友 BIP 智能裁切运用运筹学算法，为造纸行业复卷分切排产问题提供了可靠且细致的解决方案。该方案可广泛应用于不同规格和数量的客户订单，全面考虑模型求解过程中的各种情况，能灵活调整多种约束条件和目标变量，高度契合造纸行业的实际生产需求。通过应用这一方案，有效提高了造纸企业卷纸分切效率，节省了原材料 、和生产成本 ，为造纸行业的高质量可持续发展提供了有力支持。