电力电缆优化切割与精细化管理的研究与实现

2023.07.27

李娜刘亚

摘要：电缆是电网建设的主要原材料，使用时需将电缆原材料切割成需要的规格，为了降低企业成本，需提高电缆的利用率、减少浪费。本文首先建立了电缆最优化切割数学模型，利用应用分支定界法得到最优的切割下料方案。然后设计了电缆精细化管理系统，包括库存电缆管理、需求电缆管理和电缆剩余料管理，并给出了算例，为电缆精细化利用提供了有效的依据和决策支持，在一定程度上减少原材料的浪费，提高企业效益。

关键词：电缆;优化切割;精细化管理系统

Abstract：Cable is the main raw material for power grid construction，and raw cable material need be cured into the cable specifications.In order to reduce the enterprise cost，to improve the utilization rate of the cable，and reduce waste.This paper set up the cable optimization mathematical model of cutting，the minimum chief raw materials as the optimization goal，the branch and bound method are used to get the optimal cutting blanking scheme.The elaborating fine management system of cable，whose function module include inventory management，demand management and cable remaining material management.The results provide the effective basis for cable refinement using and decision support，reduce the waste of raw materials，and improve the efficiency of the enterprise.

Key words：Cables;Optimization cutting ;Fine management

电缆是电网建设的主要原材料，电缆在使用时，要将电缆原材料切割成需要的规格，为了降低企业成本，需提高电缆的利用率。

文献[1]深入研究了电力电缆优化切割问题，建立了优化数学模型。电缆优化切割算法包括线性规划算法[2]、启发式算法[3]以及智能算法[4，5]。但在电缆精细化管理方面，至今还没有一款非常合适并且可以直接应用的系统。因此本文在研究电缆最优化切割的基础上，深入研究精细化系统的流程，以实现电缆的最优利用率，降低电力企业成本，提高企业效益。

1 电力电缆优化切割研究

首先通过模型一进行运算，如果得到最优解，则直接进行下一步计算，否则，通过模型二重新进行运算，得到结果后进行下一步的余料处理，从而得到相应下料方案。上述最优化数学模型的求解过程采用整数规划里面的分支定界算法。

2 电力电缆精细化管理系统设计

2.1 电力电缆优化切割算法调用

系统应用Microsoft visual studio 2010来实现的，通过VS调用Matlab生成的dll文件，来达到数据输入通过VS设计的界面实现，核心计算通过调用Matlab生成的dll文件实现，最终下料方案通过界面输出。

2.2 系統流程设计

首先用户需要输入需求电缆的基本信息，导入对应型号库存电缆的信息，之后开始优化计算，得出一种最优下料方案，从而在一定程度上减少了资源的浪费。

具体步骤如下：

（1）库存电缆管理。软件的实现应用的是Microsoft visual studio 2010，为了进一步方便用户的使用情况，后台连接的是Access数据库，实现了对库存数据的保存与管理。

（2）需求电缆管理。根据电力建设工程需求，录入相应规格型号电缆需求的数量。

（3）电力电缆最优化切割方案分析计算。

计算开始之后，首先系统调用第一个dll文件开始优化计算，当这部分运算结束后，判断返回到系统的结果是否为最优解，如果得到的结果是最优解，那么直接进行余料、利用率等的计算，得到最优下料方案，但如果得到的结果不是最优解，那么系统调用第二个dll文件，得到近似最优解，然后对返回的结果进行余料处理，具体流程如上图所示。

2.3 电力电缆精细化管理实例

某电力设施建设工程铺设电缆，某型号电缆的库存原材料为1000m/轴的电缆5轴，800m/轴的电缆6轴，如表1所示。

除此之外，软件对原材料的库存情况做了相应统计，如表3所示，方便了相关工作人员对于电缆库存情况的管理。

3 结语

（1）研究了电力电缆优化切割问题，考虑到所有可能的下料方案，通过计算可以得到最优或者近似最优方案以及对应的余料情况，方便用户对于余料的管理，为用户的实际施工提供了有效的依据和决策支持，在一定程度上减少原材料的浪费。

（2）设计了电缆精细化管理系统，包括库存电缆管理、需求电缆管理和电缆剩余料管理，并给出了算例，为电缆精细化利用提供了有效的依据和决策支持，在一定程度上减少原材料的浪费，提高企业效益。

参考文献：

[1]刘亚.基于Matlab与C#混合编程的电缆优化分盘系统研究[D].保定：华北电力大学，2017.

[2]万书亭，韩国栋.Matlab与C#.net混合编程的电缆优化分割研究[J].中国电力，2013，06：48-51.

[3]祝胜兰，饶运清.一维下料问题的启发式方法[J].机械制造与自动化，2014，01：52-55.

[4]徐平平，郭蕴华.基于改进蚁群算法的不定长原管一维下料废料率优化[J].船海工程，2016，01：113-116.

[5]寿周翔，王琦晖，王李冬，王玉槐.一维下料的改进遗传算法优化[J].计算机时代，2014，01：36-37+41.

作者简介：李娜（1973—），女，汉族，浙江丽水人，本科，会计师，研究方向：企业管理。