автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Повышение выхода пиломатериалов при брусо-развальном способе распиловки бревен

г

На правах рукописи

МАТВЕЕВА ИРИНА СЕРГЕЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ВЫХОДА ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ПРИ БРУСО-РАЗВАЛЬНОМ СПОСОБЕ РАСПИЛОВКИ БРЁВЕН

05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки

Автореферат диссертации на соискание учбиой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2005

\

Работа выполнена в Сибирском государственном технологическом университете

Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор Огурцов Виктор Владимирович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Ветшева Вера Фёдоровна

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник Айзенберг Александр Ильич

Ведущая организация

- Братский государственный технический университет

Защита состоится о?^. 2005г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.253.04 в Сибирском государственном технологическом университете по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, СибГТУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СибГТУ Автореферат разослано^ 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мелешко А.В.

2.0064

<гъю

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Лесопильная промышленность России в течение века практически не может окончательно переступить черту 50%-ного объёмного выхода обрезных пиломатериалов. Ещё в 40-ых годах прошлого столетия российский математик проф. Фельдман Х.Л. доказывал, что объёмный выход 50% - слишком низкий, и он может достигать 65...70%. При этом он разработал «Систему максимальных поставов на распиловку». Далее развитием теории и практики лесопиления занимались: Шапиро Д.Ф., Власов Г.Д., Титков Г.Г., Гутерман М.Н., Канторович Л.В., Залгаллер В.А., Песоцкий А.Н., Аксёнов П.П., Батин H.A., Грачёв A.B., Калитеевский P.E., Ветшева В.Ф., Турушев В.Г., Лурье Л.З., Иванов В.Д., Соболев И.В., Фергин В.Р., Пижурин A.A., Розенблит М.С., Копейкин А.М., Рыкунин С.Н. и др. В результате отечественное лесопиление успешно конкурировало с крупнейшими лесными державами мира. В России был впервые реализован системный подход при управлении производством пиломатериалов. В лесопильной промышленности проводилась специализация предприятий по породам, размерам и качеству распиливаемого сырья, а также по назначению и размерам получаемых пиломатериалов. Внутри предприятия предусматривалась специализация отдельных лесопильных цехов на переработку сырья с ограниченным диапазоном варьирования его размерно-качественных характеристик, а внутри цеха осуществлялась специализация отдельных потоков по типу применяемого оборудования и структуре получаемой продукции. Фундаментальное влияние на работу отрасли оказал пакетный метод обращения пиломатериалов. Стала широко внедряться технология лесопиления с окончательной торцовкой досок после камерной сушки. Лесопильные предприятия насыщались поточными автоматизированными линиями. При разработке нового оборудования широко использовалось агрегатирование технологических операций, а при проектировании новых предприятий - блокирование цехов и участков. Непрерывно повышался уровень механизации и автоматизации производства и общий технический уровень отрасли. Параллельно проводилась организационная перестройка лесопильных предприятий - применялось объёмно-календарное и оперативно-календарного планирование процессов раскроя брёвен, внедрялась автоматизированная система управления качеством пилопродукции. Однако объёмный выход пиломатериалов при этом практически не повышался.

Анализ результатов исследований в области повышения объёмного выхода пиломатериалов, выполненных российскими и зарубежными учёными, позволяет сформулировать цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Целью работы является определение резервов и путей повышения объёмного выхода обрезных пиломатериалов с использованием имитационного моделирования процессов распиловки брёвен.

Для реализации поставленной цели ' лированы

следующие основные задачи:

- разработать алгоритмы автоматизированного проектирования поставов и имитационного исследования процессов раскроя брёвен с воспроизведением случайной изменчивости их размеров и формы;

- найти аналитические зависимости и разработать методику расчета поставов для брёвен с пороками формы;

- сгенерировать поставы, которые невозможно превзойти по объёмному выходу при действующих стандартах на размеры сырья и пилопродукции (максимальные поставы);

- установить теоретические предельно достижимые объёмные выходы дня использования в качестве ориентиров при проектировании реальных поставов;

- определить аналитические зависимости объёмного выхода пиломатериалов от толщины и длины бревен;

- установить степень снижения объёмного выхода организационно-техническими и технологическими условиями применения поставов (ограничениями по количеству толщин, по согласованности проходов, по разности смежных толщин);

- найти закономерности влияния эллиптичности, кривизны и разноголщинности брёвен на объёмный выход пиломатериалов;

- выявить резервы повышения объёмного выхода пиломатериалов;

- определить пути повышения объёмного выхода обрезных досок при брусо-развальном способе раскроя брёвен.

Научная новизна. Разработан алгоритм автоматизированного проектирования оптимальных поставов методом полного перебора с системой комбинируемых ограничений нормативно-технического, технологического и спецификационного характера. Используя ограничения только по размерам сырья и пилопродукции, сгенерированы поставы, которые невозможно превзойти по объёмному выходу в рамках действующих стандартов. Получены предельно достижимые объёмные выходы пиломатериалов. Установлены теоретические зависимости объёмного выхода от толщины и длины бревна. Определены «цены» (в виде потерь объёмного выхода) дополнительных технологических и спецификационных ограничений. Разработан алгоритм имитационных исследований процессов раскроя брёвен с воспроизведением реальной изменчивости их формы и точности базирования. Представлены теоретические основы расчёта поставов для распиловки брёвен с наиболее распространёнными пороками формы. Проведены дополнительные экспериментальные исследования эллиптичности, сбежистости, её ориентации относительно кривизны, а также центрирования брёвен и брусьев относительно постава пил. Установлены общие закономерности снижения объёмного выхода пиломатериалов при случайном варьировании толщины, эллиптичности и кривизны брёвен. Определены основные причины снижения объёмного выхода пиломатериалов и показаны пути его приближения к максимально достижимому (теоретическому) значению.

Основные научные положения, выносимые на защту:

- алгоритмы автоматизированного проектирования поставов и имитационного исследования процессов раскроя брёвен с воспроизведением случайной изменчивости их размеров и формы;

- аналитические зависимости и методика расчета поставов для брёвен с пороками формы;

- поставы, которые невозможно превзойти по объемному выходу при действующих стандартах на размеры сырья и пилопродукции (максимальные поставы);

- предельно достижимые объёмные выходы как ориентиры при проектировании поставов;

- теоретические зависимости объёмного выхода пиломатериалов от толщины и длины бревен;

- степень снижения объёмного выхода организационно-техническими и технологическими условиями применения поставов (ограничения по количеству толщин, по согласованности проходов, по разности смежных толщин);

- закономерности влияния эллиптичности, кривизны и разнотолщинности брёвен на объёмный выход пиломатериалов;

- резервы повышения объёмного выхода пиломатериалов;

- пути повышения объёмного выхода обрезных досок при брусо-развальном способе раскроя брёвен.

Практическая ценность работы. Выявлены резервы и определены пути повышения объёмного выхода пиломатериалов. Доказано, что главный резерв «сбывается» в неучтённых особенностях формы и размеров брёвен. Определена номенклатура потерь объёмного выхода из-за ограничений организационно-технического, технологического и спецификационного характера. Показана степень влияния технологических условий применения поставов (варьирования толщины, длины и формы брёвен) на объёмный выход пиломатериалов. Разработаны алгоритмы, которые позволяют осуществлять автоматизированное проектирование оптимальных поставов и проводить их имитационные испытания.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 7 разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 132 наименования, приложения. Основное содержание изложено на 220 страницах, включая 50 рисунков и 20 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и задачи работы, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе проведён анализ состояния проблемы повышения объёмного выхода обрезных досок при раскрое брёвен брусо-развальным способом. Показано, что в настоящее время, когда цены на сырьё постоянно

растут, а технические возможности для исследований многократно увеличиваются, возникает необходимость компьютерных испытаний теоретических основ и правил проектирования поставов. Известно, что любое правило имеет «цену» в виде величины снижения объёмного выхода пиломатериалов. Для определения обоснованности правил необходимо прежде всего оценить их отрицательный потенциал с тем, чтобы иметь возможность сопоставлять его с технологическими и потребительскими дивидендами. Важное значение приобретает оценка потенциальных и реальных возможностей поставов. Реальные возможности поставов ограничиваются сложными геометрическими и вероятностными характеристиками пиловочного сырья и зависят от организационно - технических и технологических условий их применения. Именно с этих позиций в данном разделе рассматриваются: теоретические основы проектирования поставов; дробность сортировки брёвен по толщине; дробность подсортировки брёвен по длине; распиловка брёвен с кривизной; распиловка эллиптичных брёвен; точность центрирования брёвен и брусьев при распиловке; градация пиломатериалов по длине. Анализ показывает, что, несмотря на результаты научных исследований и постоянное повышение общего уровня лесопильной промышленности, объёмный выход пиломатериалов практически не повышается. В соответствии с теорией максимальных поставов теряется 15...20% объёмного выхода. До конца неясна структура этих потерь. Поэтому в диссертации поставлена цель установить причины варьирования объёмного выхода обрезных досок на уровне 50%, а также определить пути и предельные возможности его повышения.

Во втором разделе проведены дополнительные экспериментальные исследования эллиптичности поперечных сечений брёвен, сбежистости, ориентации эллиптичности относительно кривизны, центрирования брёвен и брусьев относительно постава пил. Особое значение придавалось вероятностным закономерностям и случайным характеристикам рассматриваемых явлений и процессов. В результате получены недостающие сведения для имитационного моделирования процессов раскроя пиловочного сырья.

В третьем разделе разработаны теоретические основы расчёта поставов для распиловки брёвен с пороками формы. Предложен следующий подход к моделированию раскроя брёвен с кривизной (см. рисунок 1). Бревно мысленно рассекается поперечными резами на секции одинаковой и достаточно малой длины. При расположении бревна кривизной вбок эти секции смещаются одна относительно другой. Тогда распиловку такого бревна можно представить в виде поочерёдного последовательного раскроя секций с переменным расходом ширины полупостава Ек. Раскрой первой секции, имеющей диаметр вершинного торца, производится при расчётном расходе ширины полупостава Е,. При раскрое второй секции корректируется её диаметр на величину сбега, а также расход ширины полупостава - на величину кривизны, приходящуюся на вторую секцию. Таким образом, у каждой последующей секции диаметр будет больше, чем у предыдущей, а расход ширины полупостава для одной и той же доски сначала будет возрастать до величины, учитывающей максимальный

Рисунок 1 - Расчётные схемы боковой доски с учётом кривизны, эллиптичности и точности базирования бревна.

прогиб, а затем снижаться до расчетного значения у комлевой секции. Коррекция диаметра секции осуществляется по закону параболы, а коррекция расхода ширины полупостава на кривизну - по закону изогнутой оси бревна. При таком подходе случайное отклонение продольной оси бревна от центра постава пил учитывается также путём коррекции расхода ширины полупостава на величину этого отклонения. Для учёта эллиптичности бревна традиционно используемая формула круга заменяется формулой эллипса. В результате использования описанного методического приёма получается ступенчатое очертание необрезной доски. Уменьшая длину секций, ступенчатое очертание сглаживается и превращается в откорректированную параболу. Полученная таким образом математическая модель

Ь, = 7(8(2 (6 - (-1)° Дс1) + БЬ) (Ь -¡¡) + (й - (-1)" Дф 2) *

4(Е ¡+8т+ 0.(М ср 1,- (1 - ехр( - 2

I ^ ~ 2 (<1 + (-1)" Д<1) + -1;) + (ё + (-1)пД<1)2

связывает размеры боковой доски Ь„ 1, с характеристиками бревна (толщиной (1, длиной Ь, сбегом Б, эллиптичностью Лс1, кривизной и точностью его центрирования 8т в зависимости от местоположения доски в бревне Б, и номера прохода п. Предложена методика расчёта ширины и длины обрезной доски при оптимизации её размеров с учётом пороков формы бревна и точности его центрирования, в основе которой лежит коррекция расхода ширины полупостава. Разработаны алгоритмы автоматизированного проектирования поставов и имитационного исследования процессов раскроя брёвен с воспроизведением случайной изменчивости их размеров и формы. Они позволяют находить поставы, которые невозможно превзойти по объёмному выходу в рамках существующих стандартов, определять предельно достижимые объёмные выходы, оценивать правила составления поставов с позиции степени их отрицательного влияния на объёмный выход пиломатериалов, находить «цены» технологических и спецификационных ограничений на поставы в виде обусловленных ими потерь объёмного выхода, устанавливать теоретические закономерности влияния на объёмный выход обрезных досок размерных характеристик сырья, а также способов и параметров его раскроя. Алгоритм для имитации процессов раскроя позволяет также находить оптимальные поставы, учитывающие реальные характеристики брёвен (разноголтцинность, эллиптичность, кривизну), определять оптимальные поставы по критерию их минимальной чувствительности к отклонению фактических характеристик брёвен и процессов их раскроя от расчётных значений, исследовать влияние разнотолщинности, эллиптичности, кривизны, а также точности сортировки и центрирования брёвен с учётом фактора случайности на объёмный выход пиломатериалов, оценивать и находить пути

повышения объёмного выхода обрезных досок при раскрое сырья с любыми размерными и вероятностными характеристиками.

В четвёртом разделе получены оптимальные поставы, обеспечивающие максимальные объёмные выходы при ограничениях только по номинальным размерам сырья и пиломатериалов, и определены «цены» технических, технологических и организационных ограничений, накладываемых на эти поставы. Найдены максимальные объёмные выходы для чётных и нечётных поставов. Проведён сравнительный анализ максимальных поставов, полученных методом полного перебора, и поставов проф. Фельдмана X.JI. Установлены теоретические зависимости объёмного выхода от толщины и длины бревна. Определён охват бревна максимальным поставом. Найдены закономерности снижения объёмного выхода пиломатериалов при введении ограничений по смежным толщинам и по согласованности проходов. Исследована зависимость объёмного выхода от количества толщин в поставе. Получены двухтолщинные и трёхтолщинные поставы с максимальными объёмными выходами.

В пятом разделе исследовано влияние характеристик формы бревна и точности его центрирования на структуру максимальных поставов и объёмный выход, который они обеспечивают. Установлены закономерности влияния эллиптичности, кривизны и смещения бревна от центра постава пил на объёмный выход пиломатериалов.

В шестом разделе найдены зависимости объёмного выхода обрезных досок от характеристик формы и центрирования бревна с воспроизведением реальной их изменчивости. Эллиптичность, кривизна и смещённость относительно центра постава пил варьировали по нормальному закону, а толщину бревна - по равновероятному закону распределения. В машинном эксперименте каждым поставом «распиливали 1000 брёвен». На рисунках 2...5 представлены в качестве примера графики для брёвен 22см/5,5м и поставов: 25 - 150 - 25; 25 - 50/3 - 25; 60,21%, 25/2 - 100 - 25/2; 25 - 50/3 - 25; 58,51%, 32 -150 - 32; 32 - 50/3 - 32; 57,63%; для брёвен 26см/5,5м и поставов: 25/2 — 150 — 25/2; 25/2 - 50/3 - 25/2; 61,39%, 25/3 - 125 - 25/3; 25/2 - 50/3 - 25/2; 60,68%, 25/2 - 150 - 25/2; 25/9; 59,63%.

Из рисунка 2 видно, что объёмный выход досок из брёвен 22см/5,5м снижается при увеличении кривизны по линейному закону (с коэффициентом детерминации 0,95.. .0,99) примерно на 0,5... 1 % на каждый 0,1 % кривизны.

Из рисунка 3 видно, что объёмный выход снижается на 1,2...2,6% при средней эллиптичности 1см с размахом варьирования от 0 до 2см.

Из рисунка 4 видно, что при изменении средней величины смещения бревна и бруса относительно центра постава пил объёмный выход снижается слабо -от 0 до 0,2% на каждые 5мм среднего значения.

Рисунок 2 - Зависимость объёмного выхода от кривизны брёвен 22см/5,5м (с учётом фактора случайности)

Диаметр 2всм

1:у>-0,2142х + И,М«

2 4 в а

Эллиптичность, мм

Рисунок 3 - Зависимость объёмного выхода от средней эллиптичности брёвен 26см/5,5м (с учётом фактора случайного варьирования ± среднее)

Диаметр 26см

1- ив -0 0317* ♦ Я1 39?

5в, 5 ---1--

О 5 10 16

Максимальное смещение, мм

Рисунок 4 - Зависимость объёмного выхода от величины смещения брёвен 26см/5,5м и брусьев относительно центра постава пил (с учётом фактора случайности)

Из рисунка 5 видно, что объёмный выход пиломатериалов снижается весьма резко при размахе варьирования толщины бревна ¿5мм от 2,5 до 3% при диаметре 22см. При дальнейшем росте величины варьирования толщины темпы снижения объёмного выхода затухают и стабилизируются на уровне 0,1... 1% на каждые дополнительные ±5мм.

Полученные результаты на первый взгляд согласуются со сложившейся практикой сортировать пиловочное сырьё не по чётным диаметрам, а через два чётных диаметра. Согласуются они и с «финской» технологией, предусматривающей сортировку брёвен с точностью ± 5мм. Однако они не могут служить обоснованием дробности сортировки брёвен по толщине, поскольку показывают потери объёмного выхода для конкретных поставов и не учитывают потери от того, что с изменением диаметра бревна не меняется сам постав. То есть, увеличение пределов варьирования толщины брёвен с ± 10мм до ± 20мм при номинальных их размерах 16см/5,5м снижает объёмный выход на 0...1,5%, а то, что не произведена замена постава - на 3,25%.). Таким образом, в данной диссертации предлагаются алгоритмы, зависимости и параметры, позволяющие решать вопрос дробности сортировки пиловочного сырья по толщине, однако этот вопрос требует специальных дополнительных исследований.

Рисунок 5 - Зависимость объёмного выхода от величины варьирования толщины брёвен номинальными размерами 22см/5,5м при случайной изменчивости характеристик формы и ориентации брёвен

В седьмом разделе определили резервы и пути повышения объёмного выхода обрезных досок при брусо-развальном способе раскроя брёвен. Анализ причин снижения объёмного выхода обрезных досок позволяет их условно разбить на две группы: методико-технологическую и размерно-сырьевую. «Цена» первой группы не превышает 2,5% объёмного выхода досок. Другими словами, если отказаться от всех ограничений технологического и спецификационного характера, то теоретически можно рассчитывать на повышение объёмного выхода только на 2,5%. «Цена» второй группы причин может превосходить 10%. Таким образом, проведенный анализ причин снижения объёмного выхода показывает, что главный резерв его повышения «скрывается» в неучтённых особенностях формы и размеров брёвен. Для более полного использования этого резерва в диссертации предложена система первостепенных и дапьнесрочных мер.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для получения пилопродукции определённых размеров и качества в установленные сроки при минимальных затратах сырья и труда необходимо компьютерное планирование раскроя на каждом лесопильном предприятии. В условиях постоянного повышения стоимости ресурсов требования к качеству планирования должны также постоянно повышаться. В настоящее время, когда технические возможности для исследований многократно увеличиваются, существует необходимость машинных испытаний теоретических и

практических основ проектирования поставов и особенно вопросов, связанных со сложными геометрическими и вероятностными характеристиками пиловочного сырья и процессов его раскроя. Принято считать, что возможности повышения эффективности лесопиления за счёт улучшения качества планирования во многом уже исчерпаны и речь, скорее всего, может идти о повышении объёмного выхода пиломатериалов на 2...3%. Поэтому большое значение приобретает оценка потенциальных и реальных возможностей поставов. Важно знать предельно достижимые (чисто теоретические) возможности лучших поставов, а также риски и степень их ухудшения реальными организационно-техническими и технологическими условиями применения. Именно с этих позиций в данной диссертации рассматриваются вопросы автоматизированного проектирования поставов и проводятся имитационные исследования процессов раскроя брёвен с воспроизведением реальной изменчивости их формы и точности базирования.

2. Анализ поставов и планов раскроя на одном из передовых предприятий отрасли показывает, что они не в полной мере соответствуют существующим критериям рациональности: охват диаметра бревна поставом в большинстве случаев не входит в коридор, ограниченный рекомендованными минимальными и максимальными ширинами поставов и оказывается ниже нижнего; толщины брусьев так же не всегда укладываются в рекомендуемый корвдор (0,6...0,8)<1. С увеличением диаметра бревна относительная толщина бруса снижается по экспоненте. Таким образом, производственный опыт со своей стороны также указывает на необходимость периодически оценивать сами критерии рациональности технологии лесопиления, особенно по мере совершенствования средств и методов оценки.

3. Для создания алгоритмов автоматизированного проектирования поставов и имитационного моделирования процессов раскроя пиловочного сырья проведены дополнительные экспериментальные исследования эллиптичности поперечных сечений брёвен, сбежистости, ориентации эллиптичности относительно кривизны, центрирования брёвен и брусьев относительно постава пил. В результате сделаны следующие выводы:

3.1. Эллиптичность варьирует в пределах 5... 10мм и практически не зависит от толщины бревна.

3.2. Величина среднего сбега брёвен при изменении толщины от 14 до 64см возрастает от 0,40 до 2,12 см/м по закону близкому к линейному (коэффициент корреляции около 0,9). Для определения средних сбегов для каждого диаметра распиловочной партии брёвен наилучшую точность и сходимость со стандартной таблицей объёмов обеспечивает формула сбегов Соболева И.В.(максимальная погрешность -16,47%).

3.3. Можно считать, что большая ось эллипса и плоскость односторонней кривизны совпадают практически всегда.

3.4. Между эллиптичностью и величиной кривизны бревна нет даже слабой корреляционной зависимости, поэтому эти характеристики можно варьировать независимо друг от друга.

3.5. Случайное отклонение продольной оси бревна от центра постава пил достигает ± 100мм, а бруса - ± 10мм.

З.б. При имитационном моделировании процессов раскроя брёвен и автоматизированном проектировании поставов вероятностные характеристики эллиптичности, сбежистости, кривизны и смещенности продольных осей брёвен и брусьев относительно центра постава пил целесообразно воспроизводить с помощью генераторов случайных чисел, настроенных на нормальный закон распределения со следующими параметрами:

Характеристика Среднее значение Среднее квадратическое отклонение

Эллиптичность 0; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2см 0; 0,08; 0,12; 0,16; 0,20; 0,24см

Сбежистость По формуле Соболева И-В.^) Scp/3

Кривизна 0 0; 0,15; 0,30; 0,50; 0,66%

Смещение: бревна бруса 0 0 0; 3; 5; 10; 15; 20; 30мм 0; 1,5; 3,0; 7,0; 10,0мм

4. Для автоматизированного проектирования поставов разработан и реализован метод полного перебора. В качестве ограничений выступают только размеры сырья и пилопродукции. Критерием оптимальности является объёмный выход обрезных досок. В результате получены поставы, которые невозможно превзойти по объёмному выходу в рамках существующих стандартов. Поэтому будем их называть по аналогии с проф. Фельдманом X.JI. максимальными.

5. Анализ максимальных поставов показывает, что при переходе с одного чётного диаметра на другой всегда изменяется структура максимального постава. Причём, смена постава на каждом чётном диаметре (14, 16, 18, 20см) сопровождается заметным (до 1% и более) приростом объёмного выхода. С увеличением диаметра бревна смена структуры максимального постава на каждом чётном диаметре сопровождается меньшим приростом объёмного выхода (0,5—0,7%).

6. Анализ максимальных поставов позволяет также установить, что с изменением длины бревна при неизменном его диаметре структура постава как первого, так и второго прохода также меняется, хотя и нерегулярно.

7. Для диаметров от 14 до 32см нечетные поставы явно превосходят чётные поставы по объёмному выходу (на 0,5...2,5%), для диаметров 34см и выше чётные и нечётные поставы уже не имеют систематических преимуществ.

8. Максимальные объёмные выходы показывают потенциал каждого постава, то есть предельно достижимые объёмные выходы при существующих стандартах на размерные характеристики сырья и пилопродукции.

9. Предлагается использовать разность между объёмными выходами рассматриваемого и максимального постава в качестве критерия совершенности постава.

10. Исключение толщины 1бмм при рамном пилении приводит к снижению максимального объёмного выхода на 0...2,55%. Большее снижение объёмного выхода приходится на брёвна меньшего диаметра.

1 11. Анализ структуры максимальных поставов показывает, что

большинство из них не отвечает существующим критериям технологичности: 62,5% максимальных поставов предусматривают 4 и более толщин; 59,4% -<4 содержат смежные доски, которые различаются по толщине на 5мм и менее;

15,6% - имеют разные по толщине крайние доски на первом и втором проходе. Ограничения по толщине сердцевинной и центральных досок выполняются автоматически.

12. Объёмные выходы поставов проф. Фельдмана Х.Л. для современных условий завышены до 7% за счёт использования недопустимо тонких досок (до 9,5мм). После исключения этих досок из поставов объёмные выходы становятся ниже максимальных на 2,3.. .4,5%.

13. Главным методологическим отличием поставов проф. Фельдмана Х.Л. от поставов, полученных полным перебором, является различие в толщинах брусьев - они могут отклоняться от 0,707(1 на 0,2(1 и более.

14. Определение толщины бруса является важнейшей задачей, которая во многом предопределяет эффективность постава. Зависимость толщины бруса от диаметра бревна не поддаётся аналитическому описанию, поэтому она должна определяться автоматически при проектировании поставов методом полного перебора.

15. Максимальные поставы можно находить только методом полного перебора.

16. При составлении поставов неавтоматизированными методами можно рекомендовать соотношение И = (0,7...0,9)<1 (вместо Ь = (0,б...0,8)<1). Однако к верхней границе следует относиться весьма осторожно. Во-первых, из-за варьирования эллиптичности и смещенности бревна относительно центра постава пил пропиленная часть бруса может доходить до нуля (при диаметрах до 20см) с резким снижением объёмного выхода. Во-вторых, поставы с толстым брусом наиболее подвержены влиянию мешающих факторов.

17. Зависимость объёмного выхода пиломатериалов от величины диаметра достаточно хорошо (коэффициент детерминации более 0,97) описывается многочленом второй степени.

18. Полученное выражение и диаграмма позволяют определять т изменение объёмного выхода при изменении диаметра бревна при любой его

длине.

19. Для брёвен диаметром 14...26см увеличение толщины бревна на ^ 2см приводит к увеличению объёмного выхода примерно на 1,5%, а для брёвен

диаметром 28см и более - на 0,5%.

20. При переходе от максимальных поставов к реальным зависимость объёмного выхода от величины диаметра может несколько усиливаться.

21. Теоретическая зависимость объёмного выхода пиломатериалов от длины бревна является функциональной линейной обратной с угловым коэффициентом 0,6 и свободным членом, зависящим от толщины бревна и структуры постава. Поэтому в абсолютных единицах она не имеет практического значения. Полученное выражение в приращениях позволяет оценивать изменение объёмного выхода при любом изменении длины бревна.

22. Увеличение длины бревна на 1м приводит к снижению объёмного выхода на 0,6%.

23. Причиной снижения объёмного выхода при увеличении длины бревна является возрастающие потери древесины в рейку. Для компенсации потерь объёмного выхода можно вводить операцию поперечного раскроя досок перед обрезкой.

24. Теоретически максимальное повышение объёмного выхода от использования операции поперечного раскроя перед обрезкой составляет 2,1%.

25. Разность между справочными ширинами поставов и ширинами максимальных поставов достигает 29мм. Если пользоваться справочными ширинами в качестве ограничений при генерировании поставов, то максимальные поставы могут оказываться вне области допустимых решений.

26. Ограничение по смежным толщинам обеспечивается ценой снижения объёмного выхода на 0,3...0,6%, независимо от диаметра и длины бревна.

27. Согласование проходов по толщинам тонких боковых досок обеспечивается потерей 0,4% объёмного выхода пиломатериалов при распиловке брёвен диаметром 20...24см.

28. «Цена» ограничения «не более 3-х толщин» составляет до 0,5% объёмного выхода, а «цена» ограничения «не более 2-х толщин» - до 2,5% объёмного выхода.

29. Получены максимальные объёмные выходы оптимальных двух-и-трёхтолщинных поставов при ограничениях по смежности толщин и согласованности проходов. Учитывая, что превзойти по объёмному выходу эти поставы невозможно, объёмные выходы можно использовать для оценки совершенности соответствующих поставов.

30. Влияние величины эллиптичности (полуразности между максимальным и минимальным диаметром) на объёмный выход пиломатериалов без учёта фактора случайности.

30.1. Для брёвен толщиной 16см объёмный выход уменьшается по линейному закону на 1...2% на каждый 1см эллиптичности. Для брёвен толщиной 26см при использовании поставов с высоким объёмным выходом последний колеблется в пределах 0,5%, при использовании менее эффективных поставов объёмный выход может уменьшаться примерно на 1% при увеличении эллиптичности на 1см.

30.2. С изменением величины эллиптичности брёвен диаметром 16см меняется структура оптимального постава - наиболее заметно ухудшаются характеристики поставов с толстым брусом.

30.3. Потенциалы поставов (максимально достижимые объемные выходы) снижаются при увеличении эллиптичности брёвен диаметром 16см от 0 до 4мм примерно на 1,3%; для брёвен толщиной 26см потенциалы поставов от эллиптичности практически не зависят.

30.4. При автоматической оптимизации размеров пластей боковых досок эллиптичность брёвен часто приводит не к заужению досок, а к их укорочению.

31. Влияние эллиптичности на объёмный выход пиломатериалов с учётом фактора случайности.

31.1. Объёмный выход досок из брёвен 16см/5,5м снижается при увеличении эллиптичности либо по линейному закону (с коэффициентом детерминации 0,9648), либо - по квадратичному (0,9017). В среднем объемный выход в зависимости от постава снижается на 2,3...6,2% при средней эллиптичности 1см с размахом варьирования от 0 до 2см.

31.2. Объёмный выход досок из брёвен 26см/5,5м снижается при увеличении эллиптичности по линейному закону (с коэффициентом детерминации 0,9554...0,9928). В среднем объёмный выход в зависимости от постава снижается на 1,2...2,6% при средней эллиптичности 1см с размахом варьирования от 0 до 2см.

31.3. Варьирующая эллиптичность по сравнению с постоянной эллиптичностью (дисперсия равна нулю) снижает объёмный выход пиломатериалов при прочих равных условиях в 2...3 раза сильнее.

32. Влияние кривизны на объёмный выход пиломатериалов без учёта фактора случайности.

32.1. При раскрое брёвен диаметром 16см объёмный выход пиломатериалов снижается на 1 ...2,5% на каждые 0,1% кривизны; при раскрое брёвен диаметром 22см - на 0,9... 1,8%, а брёвен диаметром 26см - на 0,7...0,9%.

32.2. Кривизна брёвна весьма существенно снижает максимально достижимый объёмный выход пиломатериалов: для брёвен 16см/5,5м -примерно на 1%; для брёвен 22см/5,5м - на 0,4%; для брёвен 26см/5,5м - на 0,2% на каждые 0,1% кривизны.

32.3. С увеличением кривизны бревна структура оптимального постава меняется, хотя и не так регулярно, как при увеличении эллиптичности. Поставы с более тонким брусом менее подвержены отрицательному влиянию кривизны на объёмный выход пиломатериалов, чем поставы с толстым брусом.

33. Влияние кривизны с учётом фактора случайности.

33.1. Кривизна бревна с учётом фактора её случайной изменчивости, так же как и постоянная кривизна (дисперсия равна нулю) снижает объёмный выход пиломатериалов весьма сильно - на 0,3... 1,7% на каждые 0,1% кривизны. Чем меньше толщина бревна, тем большее влияние на объёмный выход пиломатериалов оказывает кривизна. Так, при толщине бревна 16см допустимая стандартом кривизна 1,5% снижает объёмный выход на 25,5%.

33.2. Варьирующая кривизна по сравнению с постоянной кривизной (дисперсия равна нулю) при прочих равных условиях снижает объёмный выход пиломатериалов в среднем примерно в 1,5 раза слабее.

34. При изменении величины смещения от 0 до 20...25мм с шагом 5мм без учёта фактора случайности объёмный выход пиломатериалов варьирует около средних значений с амплитудой 2...3,7% при распиловке брёвен 16см/5,5м и с амплитудой 0,7...1,6% при распиловке брёвен 26см/5,5м. Причины колебания объёмного выхода видны из протокола результатов расчёта поставов. При смещении бревна и бруса влево ширины и длины боковых досок справа уменьшаются, а слева - увеличиваются, попеременно превышая друг друга.

35. При изменении средней величины смещения бревна и бруса относительно центра постава пил с учётом фактора случайности объёмный выход пиломатериалов снижается слабо - от 0 до 0,2% на каждые 5мм среднего смещения. Однако если постав оптимизирован по максимуму объёмного выхода и «доски предельно плотно упакованы в бревне», то возможно снижение объёмного выхода до 1,5% при смещении 5 мм. И всё-таки эту ситуацию следует считать чисто теоретической, поскольку в условиях реального варьирования диаметра бревен она мало вероятна.

36. Если влияние постоянного смещения (при нулевой дисперсии) на объёмный выход имеет знакопеременный характер, то варьирующее смещение приводит только к снижению объёмного выхода, хотя и на неощутимо малую величину.

37. Варьирование толщины бревен влияет на объёмный выход пиломатериалов тем сильнее, чем ближе постав к оптимальному и выше его расчётный объёмный выход. Причём, это относится лишь к диапазону варьирования диаметра - ±5мм. Дальнейшее увеличение уровня варьирования толщины брёвен снижает объёмный выход примерно на 0,2...0,3% на каждые ±5мм. Отсюда возможен вывод о том, что сортировать брёвна небольших диаметров есть смысл только с достаточно «тонкой» градацией - ±5мм. Но такая градация практически недостижима, а сортировка с градацией ±10 и ±20мм повышает объёмный выход примерно на 0,25 и 0,5%.

38. При диаметрах 22 и 26см зависимость объёмного выхода от варьирования толщины брёвен имеет линейный характер с угловыми коэффициентами, зависящими в свою очередь от структуры постава и среднего диаметра бревна. С увеличением последнего зависимость объёмного выхода от уровня варьирования толщины явно затухает. При среднем диаметре 22см объёмный выход снижается примерно на 0,1...0,5% на каждые 5мм размаха колебания толщины брёвна, при диаметре 2бсм - на 0,1.. .0,3%.

39. При формировании распиловочных партий брёвен с дробностью сортировки, зависящей только от точности измерения толщины, её варьирование в пределах распиловочной партии подчиняется не закону распределения толщины, а закону распределения погрешности измерения толщины, то есть нормальному закону. При нормальном законе распределения зависимость объёмного выхода от уровня варьирования толщины брёвен примерно в 1,2... 1,5 раза слабее, чем при равновероятном.

40. Исследовано влияние случайного варьирования толщины брёвен на объёмный выход пиломатериалов при одновременном варьировании всех

остальных характеристик сырья и его ориентации. Эллиптичность изменяется случайным образом в пределах от 0 до 10мм, кривизна - от 0 до 0,3%, смещение бревна и бруса от центра постава пил - от -5мм до +5мм.

41. Предположение о взаимном усилении влияния отдельных случайно изменяющихся характеристик формы бревна и его ориентации на объёмный выход досок вполне подтверждается. В результате зависимость объёмного выхода от величины варьирования толщины брёвен усиливается в 2...5 раза. Особенно резко снижается объёмный выход пиломатериалов при размахе варьирования толщины бревна ±5мм - примерно от 3 до 5% при номинальном диаметре 16см и от 2,5 до 3% при диаметре 22см. При дальнейшем росте величины варьирования толщины темпы снижения объёмного выхода затухают и стабилизируются на уровне 0,1... 1 % на каждые дополнительные ±5мм.

42. Полученные результаты (п.41) согласуются со сложившейся практикой сортировать пиловочное сырьё не по чётным диаметрам, а через один чётный диаметр. Согласуются они и с «финской» технологией, предусматривающей сортировку брёвен с точностью ± 5мм. Однако они не могут служить исчерпывающим обоснованием дробности сортировки брёвен по толщине, поскольку этот вопрос требует специальных дополнительных исследований. В данной диссертации предлагаются необходимые для этого алгоритмы, зависимости и параметры.

43. Проведённые исследования опровергают мнение о том, что возможности дальнейшего повышения объёмного выхода досок в основном исчерпаны и резервы составляют примерно 2...3%. Например, для брёвен номинальными размерами 22см/5,5м максимальный объёмный выход составляет 63,94%, использование наилучшего двухтолщинного постава снижает его до 63,25%, а варьирование характеристик формы бревна и его ориентации (причём, весьма ограниченное, см. п.40) доводит объёмный выход до 53,05%. Таким образом, можно считать, что резервы дальнейшего повышения объёмного выхода составляют порядка 10%. Для более полного использования этого резерва необходимо автоматизированное оборудование, предусматривающее измерение геометрических характеристик брёвен и синтез индивидуальных поставов. Для увеличения «самого» резерва возможно в ряде случаев следует отказываться от унифицированных стандартных размеров и развивать целевое лесопиление, например, «лесопиление для производства окон», «лесопиление для производства дверей» и т.д. Из первостепенных и неотложных мер можно выделить отказ от распиловки брёвен с кривизной более 0,5%, а затем и более 0,2% (1 см/5м).

Основные результаты исследований опубликованы в работах:

1. Огурцов В.В., Матвеева И.С., Огурцова Е.В. Повышение эффективности лесоэкспортных предприятий путем увеличения градации длины пиломатериалов. Достижение науки и техники - развитию сибирских регионов: Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Красноярск: СибГТУ.2000.

2. Огурцов В.В., Матвеева И.С., Огурцова Е.В. Зависимость эффективности лесопильных предприятий от дробности сортировки бревен по толщине. Достижение науки и техники - развитию сибирских регионов: Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Красноярск: СибГТУ.2000.

3. Огурцов В.В., Матвеева И.С., Огурцова Е.В. Закономерности формирования трудозатрат в лесопилении. Проблемы химико-лесного комплекса: научно-практическая конференция. Сборник тезисов докладов. Красноярск: СибГТУ.2000.

4. Огурцов В.В. , Чижов А.П. , Матвеева И.С, Чижова М.А. Разработка карт-схем сосняков нижнего приангарья для лесопильно-деревообрабатывающих предприятий.: Лесной и химический комплексы -проблемы и решения. Всероссийская научно-практическая конференция. Красноярск, СибГТУ, 2002. - с.

5. Огурцов В.В. , Чижов А.П. , Матвеева И.С. Математические модели сосновых хлыстов Нижнего Приангарья.: Вестник СибГТУ. 2002. сЮ-12.

6. Огурцов В.В. , Чижов А.П. , Матвеева И.С. Имитационное моделирование лесных массивов для производства пиломатериалов. Лесной и химический комплексы - проблемы и решения. Всероссийская научно-практическая конференция. Том 2-Красноярск, СибГТУ, 2004. - с. 132-135

7. Огурцов В.В. , Чижов А.П. , Матвеева И.С. Зависимость объемного выхода пиломатериалов из партии хлыстов от уровня варьирования длин досок. Лесной и химический комплексы - проблемы и решения. Всероссийская научно-практическая конференция. Том 2-Красноярск, СибГТУ, 2004. - -с.140-142

8. Огурцов В.В., Чижов А.П., Матвеева И.С. Зависимость объемного выхода пиломатериалов из партии хлыстов от градации длин досок. Лесной и химический комплексы - проблемы и решения. Всероссийская научно-практическая конференция. Том 2-Красноярск, СибГТУ, 2004. - -с.142-144.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д212.253.04 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 82, СибГТУ, диссертационный совет, учёному секретарю, т.273842

Подписано в печать 24.08.05. Формат 62x84 1/16. Тираж 100 экз. Заказ 486. Бумага офсетная Отпечатано с готовых оригинал-макетов в ООО Издательство «Красноярский писатель» г. Красноярск, ул. Лебедевой, 89. т. 23-48-60.

IP 1 5 2 2 1

РНБ Русский фонд

2006-4 12270

с

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПЛАНИРОВАНИЯ РАСКРОЯ ПИЛОВОЧНОГО СЫРЬЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Теоретические основы проектирования поставов.

1.2. Дробность сортировки брёвен по толщине.

1.3. Дробность подсортировки брёвен по длине.

1.4. Распиловка брёвен с кривизной.

1.5. Распиловка эллиптичных брёвен.

1.6. Точность центрирования брёвен и брусьев при распиловке.

1.7. Градация пиломатериалов по длине.

1.8 Цель и задачи исследования.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СЫРЬЯ И ПРОЦЕССОВ РАСКРОЯ ДЛЯ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

2.1. Общие характеристики поставов и планов раскроя.

2.2. Эллиптичность брёвен.

2.3. Сбежистость и объём брёвен.

2.4. Ориентация эллиптичности брёвен относительно односторонней кривизны.

2.5. Центрирование брёвен относительно постава пил.

2.6. Обработка и достоверность результатов.

2.7. Выводы.

3. АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОСТАВОВ И ИМИТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАСКРОЯ БРЁВЕН С ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕМ СЛУЧАЙНОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ИХ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ.

3.1. Теоретические основы расчёта поставов для распиловки брёвен с пороками формы.

3.2. Алгоритм автоматизированного проектирования поставов.

3.3. Алгоритм имитационных исследований процесса раскроя брёвен с воспроизведением случайной изменчивости их размеров и формы.

3.4. Оценка количества итераций при использовании метода полного перебора.

4. ОПТИМАЛЬНЫЕ (МАКСИМАЛЬНЫЕ) ПОСТАВЫ ПРИ СТАНДАРТНЫХ ОГРАНИЧЕНИЯХ. ЦЕНЫ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ.

4.1. Оптимальные поставы для стандартных размеров сырья и пилопродукции - максимальные поставы.

4.2. Максимальные объёмные выходы пиломатериалов.

4.3. Структура максимальных поставов.

4.4. Сравнение максимальных поставов с максимальными поставами проф. Фельдмана Х.Л.

4.5. Толщины брусьев в максимальных поставах.

4.6. Зависимость объёмного выхода пиломатериалов от толщины бревна

4.7. Зависимость объёмного выхода пиломатериалов от длины бревна

4.8. Охват диаметра бревна максимальным поставом.

4.9. «Цена» ограничения по смежным толщинам.

4.10. «Цена» ограничения по согласованию проходов.

4.11. Зависимость объёмного выхода пиломатериалов от количества толщин в поставе.

4.12. Трёхтолщинные поставы с максимальными объёмными выходами

4.13. Двухтолщинные поставы с максимальными объёмными выходами

4.14. Выводы.

5. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ БРЕВНА И ЕГО ОРИЕНТАЦИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ПОСТАВА ПИЛ НА ОБЪЁМНЫЙ ВЫХОД ПИЛОМАТЕРИАЛОВ.

5.1. Влияние эллиптичности на объёмный выход пиломатериалов.

5.2. Влияние кривизны на объёмный выход пиломатериалов.

5.3. Влияние смещения бревна от центра постава пил на объёмный выход пиломатериалов.

6. ВЛИЯНИЕ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОРМЫ БРЕВНА И ЕГО ОРИЕНТАЦИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ПОСТАВА ПИЛ НА ОБЪЁМНЫЙ ВЫХОД ПИЛОМАТЕРИАЛОВ.

6.1. Влияние эллиптичности на объёмный выход пиломатериалов с учётом фактора её случайной изменчивости.

6.2. Влияние кривизны на объёмный выход пиломатериалов с учётом фактора её случайной изменчивости.

6.3. Влияние смещения бревна от центра постава пил на объёмный выход пиломатериалов с учётом фактора его случайной изменчивости.

6.4. Влияние варьирования толщины брёвен на объёмный выход пиломатериалов.

6.5. Влияние точности измерения толщины брёвен на объёмный выход пиломатериалов.

6.6. Влияние варьирования толщины брёвен на объёмный выход пиломатериалов при случайной изменчивости характеристик формы и ориентации брёвен относительно центра постава пил.

7. РЕЗЕРВЫ И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ОБЁМНОГО ВЫХОДА ОБРЕЗНЫХ

ДОСОК ПРИ БРУСО-РАЗВАЛЬНОМ СПОСОБЕ РАСКРОЯ БРЁВЕН.

Лесопильная промышленность России в течение века практически не может окончательно переступить черту 50%-ного объёмного выхода обрезных пиломатериалов. Ещё в 40-вых годах прошлого столетия российский математик проф. Фельдман X.J1. попытался доказать, что объёмный выход 50% слишком низкий и он может достигать 65.70%. При этом он разработал «Систему максимальных поставов на распиловку»[1]. Далее развитием теории и практики лесопиления занимались: Шапиро Д.Ф., Власов Г.Д., Титков Г.Г., Гутерман М.Н., Канторович Л.В., Залгаллер В.А., Песоцкий А.Н., Аксёнов П.П., Батин Н.А., Грачёв А.В., Калитеевский Р.Е., Ветшева В.Ф., Турушев В.Г., Лурье Л.З., Иванов В.Д., Соболев И.В., Фергин В.Р., Пижурин А.А., Розенблит М.С., Копейкин A.M., Рыкунин С.Н. и др.[2-36,39,40,45-55]. В результате отечественное лесопиление при минимальных финансовых вложениях со стороны государства успешно конкурировало с крупнейшими лесными державами мира. В России был впервые реализован системный подход при управлении производством пиломатериалов. В лесопильной промышленности проводилась специализация предприятий по породам, размерам и качеству распиливаемого сырья, а также по назначению и размерам получаемых пиломатериалов. Внутри предприятия предусматривалась специализация отдельных лесопильных цехов на переработку сырья с ограниченным диапазоном варьирования его размерно-качественных характеристик, а внутри цеха осуществлялась специализация отдельных потоков по типу применяемого оборудования и структуре получаемой продукции. Фундаментальное влияние на работу отрасли оказал пакетный метод обращения пиломатериалов. Стала широко внедряться технология лесопиления с окончательной торцовкой досок после камерной сушки. Лесопильные предприятия насыщались поточными автоматизированными линиями. При разработке нового оборудования широко использовалось агрегатирование технологических операций, а при проектировании новых предприятий - блокирование цехов и участков.

Непрерывно повышался уровень механизации и автоматизации производства и общий технический уровень отрасли. Параллельно проводилась оганизационная перестройка лесопильных предприятий — применялось объёмно-календарное и оперативно-календарного планирование процессов раскроя брёвен, внедрялась автоматизированная система управления качеством пилопродукции.

Однако объёмный выход пиломатериалов при этом практически не повышался.

Поэтому целью данной диссертационной работы является определение путей повышения объёмного выхода обрезных пиломатериалов при распиловке брёвен.

Для реализации этой цели разработан алгоритм автоматизированного проектирования оптимальных поставов методом полного перебора. В качестве критерия оптимальности принят объёмный выход пиломатериалов. В качестве постоянных ограничений выступают номинальные размеры брёвен и пиломатериалов. В качестве непостоянных ограничений используются спецификационные и технологические требования — максимальное количество одновременно вырабатываемых толщин; минимально допустимая разность между смежными толщинами досок; согласованность проходов по толщинам боковых досок; запреты на неспецификационные и технически невыполнимые толщины. Используя ограничения только по размерам сырья и пилопродукции, получены поставы, которые невозможно превзойти по объёмному выходу в рамках действующих стандартов. Таким образом, получены предельно достижимые (теоретические) объёмные выходы пиломатериалов. Установлены зависимости объёмного выхода от толщины и длины бревна. Определены «цены» (в виде потерь объёмного выхода) дополнительных технологических и спецификационных ограничений.

В диссертации разработан алгоритм имитационных исследований процессов раскроя брёвен с воспроизведением реальной изменчивости их формы и точности базирования. Для этого разработаны теоретические основы расчёта поставов для распиловки брёвен с наиболее распространёнными пороками формы. Проведены дополнительные экспериментальные исследования эллиптичности, сбежистости, её ориентации относительно кривизны, а также центрирования брёвен и брусьев относительно постава пил. Установлены общие закономерности снижения объёмного выхода пиломатериалов при случайном варьировании толщины, эллиптичности и кривизны брёвен. Определены основные причины снижения объёмного выхода пиломатериалов и показаны пути его приближения к максимально достижимому (теоретическому) объёмному выходу.

На защиту выносятся:

- алгоритмы автоматизированного проектирования поставов и имитационного исследования процессов раскроя брёвен с воспроизведением случайной изменчивости их размеров и формы;

- аналитические зависимости и методика расчёта поставов для брёвен с пороками формы;

- поставы, которые невозможно превзойти по объёмному выходу при действующих стандартах на размеры сырья и пилопродукции (максимальные поставы);

- предельно достижимые объёмные выходы как ориентиры при проектировании поставов;

- теоретические зависимости объёмного выхода пиломатериалов от толщины и длины бревен;

- степень снижения объёмного выхода организационно-техническими и технологическими условиями применения поставов (ограничения по количеству толщин, по согласованности проходов, по разности смежных толщин);

- закономерности влияния эллиптичности, кривизны и разнотолщинности брёвен на объёмный выход пиломатериалов;

- резервы повышения объёмного выхода пиломатериалов;

- пути повышения объёмного выхода обрезных досок при брусо-развальном способе раскроя брёвен.

1 Для получения пилопродукции определённых размеров и качества в установленные сроки при минимальных затратах сырья и труда необходимо компьютерное планирование раскроя на каждом лесопильном предприятии. В условиях постоянного повышения стоимости ресурсов требования к качеству планирования должны также постоянно повышаться. В настоящее время, когда технические возможности для исследований многократно увеличиваются, существует необходимость машинных испытаний теоретических и практических основ проектирования поставов и особенно вопросов, связанных со сложными геометрическими и вероятностными характеристиками пиловочного сырья и процессов его раскроя. Принято считать, что возможности резкого повышения эффективности лесопиления за счёт улучшения качества планирования во многом уже исчерпаны и речь, скорее всего, может идти о повышении объёмного выхода пиломатериалов на 2...3%. Поэтому большое значение приобретает оценка потенциальных и реальных возможностей поставов. Важно знать предельно достижимые (чисто теоретические) возможности лучших поставов, а также риски и степень их ухудшения реальными организационно-техническими и технологическими условиями применения. Именно с этих позиций в данной диссертации рассматриваются вопросы автоматизированного проектирования поставов и проводятся имитационные исследования процессов раскроя брёвен с воспроизведением реальной изменчивости их формы и точности базирования.2 Анализ поставов и планов раскроя на одном из передовых предприятий отрасли показывает, что они не в полной мере соответствуют существующим критериям рациональности: охват диаметра бревна поставом в большинстве случаев не входит в коридор, ограниченный рекомендованными минимальными и максимальными ширинами поставов и оказывается ниже нижнего; толщины брусьев так же не всегда укладываются в рекомендуемый коридор (0,6...0,8)ci. С увеличением диаметра бревна относительная толщина бруса снижается по экспоненте. Таким образом, производственный опыт со своей стороны также указывает на необходимость периодически оценивать сами критерии рациональности технологии лесопиления, особенно по мере совершенствования средств и методов оценки.3 Для создания алгоритмов автоматизированного проектирования поставов и имитационного моделирования процессов раскроя пиловочного сырья проведены дополнительные экспериментальные исследования эллиптичности поперечных сечений брёвен, сбежистости, ориентации эллиптичности относительно кривизны, центрирования брёвен и брусьев относительно постава пил. В результате сделаны следующие выводы:

3.1. Эллиптичность варьирует в пределах 5... 10мм и практически не зависит от толщины бревна.3.2. Величина среднего сбега брёвен при изменении толщины от 14 до

64см возрастает от 0,40 до 2,12 см/м по закону близкому к линейному (коэффициент корреляции около 0,9). Для определения средних сбегов для каждого диаметра распиловочной партии брёвен наилучшую точность и сходимость со стандартной таблицей объёмов обеспечивает формула сбегов Соболева И.В.(максимальная погрешность— 16,47%).3.3. Можно считать, что большая ось эллипса и плоскость односторонней кривизны совпадают практически всегда.3.4. Между эллиптичностью и величиной кривизны бревна нет даже слабой корреляционной зависимости, поэтому эти характеристики можно варьировать независимо друг от друга.3.5. Случайное отклонение продольной оси бревна от центра постава пил достигает ± 100мм, а бруса - ± 10мм,

3.6. При имитационном моделировании процессов раскроя брёвен и автоматизированном проектировании поставов вероятностные характеристики эллиптичности, сбежистости, кривизны и смещенности продольных осей брёвен и брусьев относительно центра постава пил целесообразно воспроизводить с помощью генераторов случайных чисел.настроенных на нормальный закон распределения со следующими параметрами: Характеристика Эллиптичность Сбежистость Кривизна Смещение: Бревна Бруса Среднее значение

0; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; По формуле Соболева H.B.(SCD) Среднее квадратическое отклонение

0; 0,08; 0,12; 0,16;

0,20; 0,24см

0; 0,15; 0,30; 0,50; 0 ;3 ;5 ; 10; 15; 20;

0; 1,5; 3,0; 7,0; 4 Для автоматизированного проектирования поставов разработан и реализован метод полного перебора. В качестве ограничений выступают только размеры сырья и пилопродукции. Критерием оптимальности является объёмный выход обрезных досок. В результате получены поставы, которые невозможно превзойти по объёмному выходу в рамках существующих стандартов. Поэтому будем их называть по аналогии с проф. Фельдманом Х.Л. максимальными.5 Анализ максимальных поставов показывает, что при переходе с одного чётного диаметра на другой всегда изменяется структура максимального постава. Причём, смена постава на каждом чётном диаметре (14, 16, 18, 20см) сопровождается заметным (до 1% и более) приростом объёмного выхода. С увеличением диаметра бревна смена структуры максимального постава на каждом чётном диаметре сопровождается меньшим приростом объёмного выхода (0,5...0,7%).6 Анализ максимальных поставов позволяет также установить, что с изменением длины бревна при неизменном его диаметре структура постава как первого, так и второго прохода также меняется, хотя и нерегулярно.7 Для диаметров от 14 до 32см нечетные поставы явно превосходят чётные поставы по объёмному выходу (на 0,5...2,5%), для диаметров 34см и выше чётные и нечётные поставы уже не имеют систематических преимуществ.8 Максимальные объёмные выходы показывают потенциал каждого постава, то есть предельно достижимые объёмные выходы при существующих стандартах на размерные характеристики сырья и пилопродукции.9 Предлагается использовать разность между объёмными выходами рассматриваемого и максимального постава в качестве критерия совершенности постава.10 Исключение толщины 16мм при рамном пилении приводит к снижению максимального объёмного выхода на 0...2,55%, Большее снижение объёмного выхода приходится на брёвна меньшего диаметра.11 Анализ структуры максимальных поставов показывает, что большинство из них не отвечает существующим критериям технологичности:

62,5% максимальных поставов предусматривают 4 и более толщин; 59,4% — содержат смежные доски, которые различаются по толщине на 5мм и менее;

15,6% - имеют разные по толщине крайние доски на первом и втором проходе.Ограничения по толщине сердцевинной и центральных досок выполняются автоматически.12 Объёмные выходы поставов проф. Фельдмана Х.Л. для современных условий завышены до 7% за счёт использования недопустимо тонких досок (до

9,5мм). После исключения этих досок из поставов объёмные выходы становятся ниже максимальных на 2,3.. .4,5%.13 Главным методологическим отличием поставов проф. Фельдмана Х.Л. от поставов, полученных полным перебором, является различие в толщинах брусьев - они могут отклоняться от 0,707d на 0,2d и более.14 Определение толщины бруса является важнейшей задачей, которая во многом предопределяет эффективность постава. Зависимость толщины бруса от диаметра бревна не поддаётся аналитическому описанию, поэтому она должна определяться автоматически при проектировании поставов методом полного перебора.15 Максимальные поставы можно находить только методом полного перебора.16 При составлении поставов неавтоматизированными методами можно рекомендовать соотношение h = (0,7...0,9)d (вместо h = (0,6...0,8)d). Однако к верхней границе следует относиться весьма осторожно. Во-первых, из-за варьирования эллиптичности и смещенности бревна относительно центра постава пил пропиленная часть бруса может доходить до нуля (при диаметрах до 20см) с резким снижением объёмного выхода. Во-вторых, поставы с толстым брусом наиболее подвержены влиянию мешающих факторов.17 Зависимость объёмного выхода пиломатериалов от величины диаметра достаточно хорошо (коэффициент детерминации более 0,97) описывается многочленом второй степени.18 Полученное выражение и диаграмма позволяют определять изменение объёмного выхода при изменении диаметра бревна при любой его длине.19 Для брёвен диаметром 14.. .26см увеличение толщины бревна на 2см приводит к увеличению объёмного выхода примерно на 1,5%, а для брёвен диаметром 28см и более — на 0,5%.20 При переходе от максимальных поставов к реальным зависимость объёмного выхода от величины диаметра может несколько усиливаться.21 Теоретическая зависимость объёмного выхода пиломатериалов от длины бревна является функциональной линейной обратной с угловым коэффициентом 0,6 и свободным членом, зависящим от толщины бревна и структуры постава. Поэтому в абсолютных единицах она не имеет практического значения. Полученное выражение в приращениях позволяет оценивать изменение объёмного выхода при любом изменении длины бревна.22 Увеличение длины бревна на 1м приводит к снижению объёмного выхода на 0,6%.23 Причиной снижения объёмного выхода при увеличении длины бревна является возрастающие потери древесины в рейку. Для компенсации потерь объёмного выхода можно вводить операцию поперечного раскроя досок перед обрезкой.24 Теоретически максимальное повышение объёмного выхода от использования операции поперечного раскроя перед обрезкой составляет 2,1%.25 Разность между справочными ширинами поставов и ширинами максимальных поставов достигает 29мм. Если пользоваться справочными ширинами в качестве ограничений при генерировании поставов, то максимальные поставы могут оказываться вне области допустимых решений.26 Ограничение по смежным толщинам обеспечивается ценой снижения объёмного выхода на 0,3...0,6%, независимо от диаметра и длины бревна.27 Согласование проходов по толщинам тонких боковых досок обеспечивается потерей 0,4% объёмного выхода пиломатериалов при распиловке брёвен диаметром 20...24см.28 «Цена» ограничения «не более 3-х толщин» составляет до 0,5% объёмного выхода, а «цена» ограничения «не более 2-х толщин» - до 2,5%) объёмного выхода.29 Получены максимальные объёмные выходы оптимальных двух-и трёхтолщинных поставов при ограничениях по смежности толщин и согласованности проходов. Учитывая, что превзойти по объёмному выходу эти поставы невозможно, объёмные выходы можно использовать для оценки совершенности соответствующих поставов.30 Влияние величины эллиптичности на объёмный выход пиломатериалов без учёта фактора случайности.30.1. Для брёвен толщиной 16см объёмный выход уменьшается по линейному закону на 1...2% на каждый 1см эллиптичности. Для брёвен толщиной 26см при использовании поставов с высоким объёмным выходом последний колеблется в пределах 0,5%, при использовании менее эффективных поставов объёмный выход может уменьшаться примерно на 1% при увеличении эллиптичности на 1см.30.2. С изменением величины эллиптичности брёвен диаметром 16см меняется структура оптимального постава - наиболее заметно ухудшаются характеристики поставов с толстым брусом.30.3. Потенциалы поставов (максимально достижимые объёмные

выходы) снижаются при увеличении эллиптичности брёвен диаметром

16см от О до 4мм примерно на 1,3%; для брёвен толщиной 26см потенциалы поставов от эллиптичности практически не зависят.30.4. При автоматической оптимизации размеров пластей боковых досок эллиптичность брёвен часто приводит не к заужению досок, а к их укорочению.31 Влияние эллиптичности на объёмный выход пиломатериалов с учётом фактора случайности.31.1. Объёмный выход досок из брёвен 16см/5,5м снижается при увеличении эллиптичности либо по линейному закону (с коэффициентом детерминации 0,9648), либо - по квадратичному (0,9017). В среднем объёмный выход в зависимости от постава снижается на 2,3...6,2% при средней эллиптичности 1см с размахом варьирования от О до 2см.31.2. Объёмный выход досок из брёвен 26см/5,5м снижается при увеличении эллиптичности по линейному закону (с коэффициентом детерминации 0,9554...0,9928). В среднем объёмный выход в зависимости от постава снижается на 1,2...2,6% при средней эллиптичности 1см с размахом варьирования от О до 2см.31.3. Варьирующая эллиптичность по сравнению с постоянной эллиптичностью (дисперсия равна нулю) снижает объёмный выход пиломатериалов при прочих равных условиях в 2...3 раза сильнее.32 Влияние кривизны на объёмный выход пиломатериалов без учёта фактора случайности.32.1. При раскрое брёвен диаметром 16см объёмный выход пиломатериалов снижается на 1,..2,5% на каждые 0,1% кривизны; при раскрое брёвен диаметром 22см - на 0,9... 1,8%, а брёвен диаметром 2бсм • н а 0,7... 0,9%.32.2. Кривизна брёвна весьма существенно снижает максимально достижимый объёмный выход пиломатериалов: для брёвен 16см/5,5м — примерно на 1%; для брёвен 22см/5,5м - на 0,4%»; для брёвен 26см/5,5м -

на 0,2% на каждые 0,1% кривизны.32.3. С увеличением кривизны бревна структура оптимального постава меняется, хотя и не так регулярно, как при увеличении эллиптичности.Поставь! с более тонким брусом менее подвержены отрицательному влиянию кривизны на объёмный выход пиломатериалов, чем поставы с толстым брусом.33 Влияние кривизны с учётом фактора случайности.33.1. Кривизна бревна с учётом фактора её случайной изменчивости, так же как и постоянная кривизна (дисперсия равна нулю) снижает объёмный выход пиломатериалов весьма сильно — на 0,3... 1,7% на каждые 0,1% кривизны. Чем меньше толщина бревна, тем большее влияние на объёмный выход пиломатериалов оказывает кривизна. Так, при толщине бревна 16см допустимая стандартом кривизна 1,5% снижает объёмный выход на 25,5%.33.2. Варьирующая кривизна по сравнению с постоянной кривизной (дисперсия равна нулю) при прочих равных условиях снижает объёмный выход пиломатериалов в среднем примерно в 1,5 раза слабее.34 При изменении величины смещения от О до 20...25мм с шагом 5мм без учёта фактора случайности объёмный выход пиломатериалов варьирует около средних значений с амплитудой 2...3,7% при распиловке брёвен

16см/5,5м и с амплитудой 0,7... 1,6% при распиловке брёвен 26см/5,5м.Причины колебания объёмного выхода видны из протокола результатов расчёта поставов. При смещении бревна и бруса влево ширины и длины боковых досок справа уменьшаются, а слева — увеличиваются, попеременно превышая друг друга.35 При изменении средней величины смещения бревна и бруса относительно центра постава пил с учётом фактора случайности объёмный выход пиломатериалов снижается слабо — от О до 0,2% на каждые 5мм среднего смещения. Однако, если постав оптимизирован по максимуму объёмного выхода и «доски предельно плотно упакованы в бревне», то возможно снижение объёмного выхода до 1,5% при смещении 5 мм. И всё-таки эту ситуацию следует считать чисто теоретической, поскольку в условиях реального варьирования диаметра бревен она мало вероятна.36 Если влияние постоянного смещения (при нулевой дисперсии) на объёмный выход имеет знакопеременный характер, то варьирующее смещение приводит только к снижению объёмного выхода, хотя и на неощутимо малую величину.37 Варьирование толщины бревен влияет на объёмный выход пиломатериалов тем сильнее, чем ближе постав к оптимальному и выше его расчётный объёмный выход. Причём, это относится лишь к диапазоны варьирования диаметра - ±5мм. Дальнейшее увеличение уровня варьирования толщины брёвен снижает объёмный выход примерно на 0,2...0,3% на каждые ±5мм. Отсюда возможен вывод о том, что сортировать брёвна небольших диаметров есть смысл только с достаточно «тонкой» градацией - ±5мм. Но такая градация практически недостижима, а сортировка с градацией ±10 и ±20мм повышает объёмный выход примерно на 0,25 и 0,5%.38 При диаметрах 22 и 26см зависимость объёмного выхода от варьирования толщины брёвен имеет линейный характер с угловыми коэффициентами, зависящими в свою очередь от структуры постава и среднего диаметра бревна. С увеличением последнего зависимость объёмного выхода от уровня варьирования толщины явно затухает. При среднем диаметре 22см объёмный выход снижается примерно на 0,1...0,5% на каждые 5мм размаха колебания толщины брёвна, при диаметре 26см - на 0,1 ...0,3%.39 При формировании распиловочных партий брёвен с дробностью сортировки, зависящей только от точности измерения толщины, её варьирование в пределах распиловочной партии подчиняется не закону распределения толщины, а закону распределения погрешности измерения толщины, то есть нормальному закону. При нормальном законе распределения зависимость объёмного выхода от уровня варьирования толщины брёвен примерно в 1,2... 1,5 раза слабее, чем при равновероятном.40 Исследовано влияние случайного варьирования толщины брёвен на объёмный выход пиломатериалов при одновременном варьировании всех остальных характеристик сырья и его ориентации. Эллиптичность изменяется случайным образом в пределах от О до 10мм, кривизна - от О до 0,3%, смещение бревна и бруса от центра постава пил - от -5мм до +5мм.41 Предположение о взаимном усилении влияния отдельных случайно изменяющихся характеристик формы бревна и его ориентации на объёмный выход досок вполне подтверждается. В результате зависимость объёмного выхода от величины варьирования толщины брёвен усиливается в 2...5 раза.Особенно резко снижается объёмный выход пиломатериалов при размахе варьирования толщины бревна ±5мм - примерно от 3 до 5% при номинальном диаметре 16см и от 2,5 до 3% при диаметре 22см. При дальнейшем росте величины варьирования толщины темпы снижения объёмного выхода затухают и стабилизируются на уровне 0,1... 1% на каждые дополнительные ±5мм.42 Полученные результаты (п.41) согласуются со сложившейся практикой сортировать пиловочное сырьё не по чётным диаметрам, а через один чётный диаметр. Согласуются они и с «финской» технологией, предусматривающей сортировку брёвен с точностью ± 5мм. Однако они не могут служить исчерпывающим обоснованием дробности сортировки брёвен по толщине, поскольку этот вопрос требует специальных дополнительных исследований. В данной диссертации предлагаются необходимые для этого алгоритмы, зависимости и параметры.43 Проведённые исследования опровергают мнение о том, что возможности дальнейшего повышения объёмного выхода досок в основном исчерпаны и резервы составляют примерно 2...3%. Например, для брёвен номинальными размерами 22см/5,5м максимальный объёмный выход составляет 63,94%, использование наилучшего двухтолщинного постава снижает его до 63,25%, а варьирование характеристик формы бревна и его ориентации (причём, весьма ограниченное, см. п.40) доводит объёмный выход до 53,05%. Таким образом, можно считать, что резервы дальнейшего повышения объёмного выхода составляют порядка 10%. Для более полного использования этого резерва необходимо автоматизированное оборудование, предусматривающее измерение геометрических характеристик брёвен и синтез индивидуальных поставов. Для увеличения «самого» резерва возможно в ряде случаев следует отказываться от унифицированных стандартных размеров и развивать целевое лесопиление, например, «лесопиление для производства окон», «лесопиление для производства дверей» и т.д. Из первостепенных и неотложных мер можно выделить отказ от распиловки брёвен с кривизной более 0,5%, а затем и более 0,2% (1см/5м).

1. Фельдман Х.Л. Система максимальных поставов на распиловку. -М, Л.: Лесотехн.изд-во, 1932.-276 с.

2. Шапиро Д.Ф. Лесопильно-строгальное производство. - М., 1935.-508с.

3. Гутерман М.Н. Основные вопросы теории первичного раскроя древесины на лесозаводах. М.: Гослесбумиздат. 1950. - 24с.

4. Титков Г.Г. Теоретические основы наивыгоднейшего объемного использования пиловочных бревен: Автореф. дис... канд. техн. наук /Ленингр.лесотехн.акад. - Л., 1953. - 20 с.

5. Залгаллер В.А. Новое в составлении поставов на распиловку бревен. Л.: 1956.-64с.

6. Власов Г.Д, Куликов В.А, Родионов СВ. Технология деревообрабатывающих производств. М.: Гослесбумиздат. 1960. - 566с.

7. Аксенов П.П., Макарова Н.С. и др. Технология пиломатериалов. Учебник для вузов. - М.: Лесная промышленность, 1976. — 480с.

8. Грачев А.В. Механизация и автоматизация трудоемких операций в лесопильном производстве. М.: Лесная промышленность. 1961. - 432с.

9. Грачев А.В., Барашиков В.И. Влияние изменчивости посортного состава пиломатериалов на объем партии запуска сортировочно-пакетирующих линий //Изв. вузов. Лесной журнал.- 1986.

10. Грачев А.В. Совершенствование технологии и специализация лесопиления. —М.: Деревообрабатывающая промышленность, 1978.

11. Батин Н.А. Теоретические и экспериментальные исследования пиловочного сырья. Дис.... д-ра техн. наук. -Минск, 1964. -363с.

12. Песоцкий А.Н. Лесопильно-строгольное производство. - М.: Гослесбумиздат, 1949. - 755с.

13. Песоцкий А.Н. Лесопильное производство. - М: Лесная промышленность, 1970.-432 с.

14. Турушев В.Г. Технологические основы автоматизированного производства пиломатериалов. - М.: Лесная промышленность, 1975. - 208с.

15. Турушев В.Г. О целесообразности распиловки кривых бревен брусовым методом. - М . : Деревообрабатывающая промышленность. 1966. - 16с.

16. Канторович Л.В. Рациональный раскрой промышленных материалов. — Новосибирск, 1971. - 300с.

17. Лурье Л.З. Направления развития лесопиления в СССР и за рубежом. М.: - Лесная промышленность. 1969. - 25с.

18. Лурье Л.З. Лесопильная промышленность Европы. - М.:-Лесная промышленность. 1970.-207с.

19. Лурье Л.З. Линия агрегатной переработки бревен. - М.: Деревообрабатывающая промышленность. 1970. - №7, 3-5с.

20. Иванов В.Д, Щеглов В.Ф. Укладка, хранение, погрузка пиломатериалов. М. 1970. 64с.

21. Калитеевский Р.Е. Проектирование лесопильных потоков. — М.: Лесная промышленность. 1972.- 182с.

22. Калитеевский Р.Е. Автоматизация технологических процессов лесопиления. - М.: Лесная, промышленность. 1964. - 244 с.

23. Калитеевский Р.Е. Автоматизация производственных процессов в лесопилении. -М: Лесная, промышленность, 1979.-339 с.

24. Калитеевский Р.Е. Технология лесопиления. — М.: Лесная промышленность, 1986.-264 с.

25. Калитеевский Р.Е. Информационные технологии производства пиломатериалов с использованием ЭВМ. -СПб. -94с.

26. Калитеевский Р.Е. Теория и организация лесопиления. - М.: «Экология», 1995. - 352 с.

27. Калитеевский Р.Е., Гудков А.С. Система компьютерных программ для оперативного управления процессами подготовки и раскроя пиловочного сырья //Деревообрабатывающая, промышленность. Науч.-технич., экономич. и производств. журн.-1995.-№2,

28. Калитеевский Р.Е. Расчет процессов сортировки пиловочника с применением ЭВМ: Лекции. - Л.: ЛТА, 1987. - 40 с.

29. Ветшева В.Ф. Раскрой крупномерных бревен на пиломатериалы. — М.: Лесная, промышленность, 1976. - 166 с.

30. Ветшева В.Ф., Логинова Г.А., Белимов П.К. Расчет поставов на ЭВМ. - Красноярск: СТИ, 1990. - 24 с.

31. Ветшева В.Ф., Малькевич М.В. Рациональный раскрой пиловочного сырья. - Красноярск: СТИ, 1993. - 148 с.

32. Рыкунин СИ. Рациональное использование древесного сырья в производстве заготовок. Дис. д-ра техн. наук. - Московский лесотехнический институт. - М. 1987.

33. Фергин В.Р. Повышение эффективности процессов продольного пиления в лесопильных потоках.: Автореферат дис. д-ра. техн. наук./. Московский лесотехнический институт. - М. 1989.

34. Справочник по лесопилению /Богданов Е.С, Боровикова А.М, Голенищев Н.Д., и др./ Под ред. СМ. Хасдана - М,, 424с.

35. Шалаев B.C. Совершенствование теории раскроя древесного сырья на пилопродукцию заданных размеров и качества.: Автореферат дис. доктора техн. наук./. Московский государственный университет леса. - М. 1995.

36. Копейкин A.M. Технологические основы эффективного использования древесины мягколиственных пород в производстве пилопродукции.: Автореферат дис. доктора техн. наук./. ОАО ЦНИИМОД. - 2002.

37. Копейкин A.M. Перспективы развития технологии лесопиления. - М.: Лесная промышленность, 1989. - 164 с.

38. Глотова Т.И. Совершенствование технологической подготовки процессов сортировки и раскроя сырья на пиломатериалы с применением ПЭВМ: Автореф. дис.канд. техн. наук / Ленингр.лесотехн.акад. -Д., 1979.

39. Турушев В.Г. Автоматизация подачи брусьев в лесопильные рамы. - «Труды ЦНИИМОД». - 1969. - 37с.

40. Финк Р. Исследование технологии и продольных сортировочных устройств складов сырья лесопильных заводов: Автореф. дис. канд. техн. наук. - 1974.

41. Разработка предложений по пакетному способу обращения пиломатериалов в заключительной фазе лесопильного производства на предприятиях ПО «Красноярсклесоэкспорт»: Отчет о НИР /СибНИИЛП: Рук. А.Н.Осипенко. - Красноярск, 1980.

42. Соболев И.В., Бравый М.Я. Оперативно-календарное планирование и диспетчерование в АСУ лесным производством: Обзор /ВНИПИЭИлесопром. -М., 1976. - 56 с.

43. Соболев И.В. Управление производством пиломатериалов. - М.: Лесная промышленность. 1981.-е. 184.

44. Соболев И.В, Пуолакайнен Л.М, Репина Т.Н. Модели и методы объемно-календарного планирования лесопильного производства. М.: Деревообрабатывающая промышленность, 1975. - №4, с.13-15.

45. Соболев И.В. Оптимизация раскроя пиловочного сырья. М.:1971. — 37с.

46. Пижурин А.А. Комплекс математических моделей задачи оптимизации раскроя хлыстов и бревен. Научные труды. Центр научных исследований, институт механической обработки древесины. - Архангельск, 1988. — 147с.

47. Пижурин А.А., Розенблит М.С. Исследование процессов деревообработки. - М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 232 с.

48. Пижурин А.А., Розенблит М.С. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки. - М.: Лесн. пром-сть, 1988. -296 с.

49. Пижурин А.А. Оптимизация раскроя хлыстов, пиловочных бревен и пиломатериалов на заготовки для деревянного домостроения. // Дис.^канд. техн. наук - М.: 1989.-197с.

50. Розенблит М.С. О разработке имитационной модели формирования и раскроя хлыстов и бревен: Научные труды МЛТИ. - М., 1982. - Вып. 140. -С.68.

51. Розенблит М.С, Пижурин А.А. Оптимизация раскроя сырья на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях с поставкой древесины в хлыстах //Науч. тр./МЛТИ.-1984.-Вып.161.-С.53-54.

52. Розенблит М.С. Оптимизация раскроя пиловочного сырья: Автореф. дис. докт. техн. наук, 1990.

53. Петровский B.C. Исследование образующих древесных хлыстов. //Лесное хозяйство, 1964.-№9. - с. 10.

54. Петровский B.C. Алгоритмизация раскроя стволов на пиловочное сырье для максимизации объемного выхода обрезных пиломатериалов //ИВУЗ, Лесной журнал, 1968. - №4. -с.7.

55. Петровский B.C. Оптимальная раскряжевка лесоматериалов. -2-е изд. перераб. и доп.-М.:Лесн. пром-сть, 1989.-288с.

56. Боровиков Е.М., Фефилов Л.А, Шестаков В.В. Лесопиление на агрегатном оборудовании. - М.: Лесная промышленность. 1985. - 2165с.

57. Анучин Н.П. Раскряжовка хвойных деревьев. - М.: Гослестехиздат. 1936.-174с.

58. Сухов И.Е. Раскрой хлыстов и сортировка пиловочника на лесопильных предприятиях с целью увеличения выхода пиломатериалов. // Дис. канд. техн. наук. -Л.. 1986. - 174с.

59. Образцов А. Система поставов, - М.; Л.: Гослесбумиздат, 1950. - 96с.

60. Сухов И.Е. Раскрой хлыстов и сортировка пиловочника на лесопильных предприятиях с целью увеличения выхода пиломатериалов. // Дис. канд. техн. наук. -Л.. 1986. - 174с.

61. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. - М.: «Наука», 1971.-576с.

62. Кемени Дж., Снелл Дж. Кибернетическое моделирование: Некоторые приложения. — М.: Советское радио, 1972.-192с.

63. ГОСТ 6782.1 (СТ СЭВ 1148-78) Продукция из древесины хвойных пород. Величина усушки. - Взамен ГОСТ 6782-67; Введен в действие с 01..07.76 - М.: Из-во стандартов, -38с.

64. Виллинстон Э. Д. Производство пиломатериалов (конструирование и технология на лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях): Пер. с англ./ Под ред. к.т.н. СМ. Хасдана. - М.: Лесная промышленность, 1981.-384с.

65. Riihinen J. Kokorunkokasittelya ja apteerauksen optimointia. //Sahamies.-1983. -№7 -s.225-227.

66. Шатилов Б.A. Лесопиление за рубежом. -М.: Лесная промышленность, 1989.-96С.

67. Пуговкин В.Ф., Степаков Г.А. Математические модели оптимизации раскроя хлыстов. - ИВУЗ, Лесной журнал, 1968. - №6, - с.133-134.

68. Кошуняев Б.И. Оптимизация переработки сырья в лесопилении. М.: Лесная промышленность. 1987. - 110с.

69. Фергин В.Р. Методы оптимизации в лесопильно- деревообрабатывающем производстве. М.: 1975.216с.

70. Реклйтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике: Пер. с англ.- М.: Мир, 1986.

71. Барашиков В.И. Некоторые аспекты рационального использования сухих пиломатериалов и совершенствования технологического процесса их окончательной обработки: Труды ЦНИИМОД, 1985. - 119-123.

72. Таха X. Введение в исследование операций: В 2-х книгах. Пер. с англ. — М.гМир, 1985.-479с.

73. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. - М., 1978. - 400с.

74. Алексеев А.Е. Расчет поставов при различных способах установки бревна перед раскроем. Научные труды. Центр научных исследований, институт механической обработки древесины. - Архангельск, 1988. - 147с.

75. Алексеев А.Е, Горяева Н, Сергушов А.И. О выборе положения кривизны бревен перед базоформированием. Научные труды. Центр научных исследований, институт механической обработки древесины. - Архангельск, 1988.-147с.

76. Курицын А.К., Соболев И.В., Шемелин А.И. Управление качеством обработки пиломатериалов. - М: Лесная промышленность, 1983. - 64 с.

77. Курсова Л.М., Зыкин СИ. Определение нормативов выхода экспортных пиломатериалов с использованием ЭВМ: Труды ЦНИИМОД. -Архангельск, 1985. — 3-6.

78. Лесопильно-деревообрабатывающая промышленность Японии. - М., 1988. - 52 с. - (Механическая обработка древесины: Экспресс-информ.; Вып. 8).

79. Рациональные технологии переработки крупномерного пиловочника в ФРГ, - М., 1992. - (Деревообработка: Экспресс-информ.; вып.6).

80. Редькин А.К. Основы моделирования и оптимизации процессов лесозаготовок. -М.: Лесная промышленность, 1988. -256 с.

81. Рыбицкий П.Н. Формирование длины доски при ее торцовке на сортировочно-пакетирующих линиях //Деревообраб. пром-сть. - 1985. -№1.-С.3-5.

82. Тарасова М.С. Оптимизация комплексной переработки пиловочного сырья промышленного региона (на примере Архангельского лесопромышленного комплекса): Автореф. дис.канд.техн.наук, 1985.

83. Riihinen J. Kokorunkokasittelya ja apteerauksen optimointia. //Sahamies.-1983. -№7 -s.225-227.

84. Чувелев А.Я. Исследование эллиптичности сечения круглых лесоматериалов. Научн. тр. ЦНИИМЭ. Механизация обрезки сучьев. 1980. с.70-76.

85. Карпунин Ф.Н., Межов И.С, Метельков В.И., Петров В.М. Комплексная переработка древесины в хлыстах в условиях деревообрабатывающих предприятий - Обзор информации -М.: ВЫИИПИЭИ Леспром, 1987, - №6.

86. Monserud R.A. Estimating Transacted Tree Volumes with the Behre Hiperboloid and Existing Total Volume Equations // For. Sci. 1981. V. 27. №2 p.253-265.

87. Справочник no лесопилению /Богданов E.C, Боровикова A.M, Голенищев Н.Д., и др./ Под ред. СМ. Хасдана - М., 424с.

88. Spenser John S.A. А method for estimating operability and location of the timber resourses. New York 1986, 340 p.

89. Bruce D. Butt-Log Profile Equations // Forest Sci. 1987, V, 33. №1 P, 104- 115.

90. Янушкевич A.A., Яковлев M.K., Кулак М.И. Применение сплайнов в математических моделях хлыстов и бревен // Технология и оборудование заготовки и переработки древесины. Вып.З-Минск: Высшая школа, 1988. -с.97-103.

91. Анучин Н.П. Лесная таксация. Изд. 5-е доп. М.:Лесная промышленность. 1982, — 552с.

92. Иванов Д.В., Суровцева Л.С. Влияние длины бревен на показатели работы рамных потоков. //Технология и оборудование деревообрабатывающих производств. - ЛТА 1987. 19-23.

93. ГОСТ 9463-88 (СТ СЭВ 1144-78) Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия. - Взамен ГОСТ 9463-72; Введен в действие с 21.04.88. - М.: Изд-во стандартов, 1985. -14с.

94. ГОСТ 8486-86 (СТ СЭВ 2369-80) Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия. - Взамен ГОСТ 8486-66; Введен в действие с 30.09.86 .-М.: Изд-во стандартов, 1985. -12с.

95. ГОСТ 26002-83 (СТ СЭВ 2369-80) Пиломатериалы хвойных пород северной сортировки, поставляемые для экспорта. Технические условия. -Введен в действие с 14.12.83. -М.: Изд-во стандартов, 1985. -34с.

96. ГОСТ 24454-80 (СТ СЭВ 1147-78, СТ СЭВ 1264-78, СТ СЭВ 1266-78) Пиломатериалы хвойных пород. Размеры. - Взамен ГОСТ 8486-66; Введен в действие с 01.01.81 -М: Из-во стандартов, 1984. -45с.

97. Елсаков Г. Совершенствование технологии раскроя пиловочного сырья неправильной формы: Автореф. дис. канд. техн.наук, 1990.

98. Кирюшина М.П. Совершенствование технологии лесопильного производства в ФРГ. - М., 1992. - 38-48 - (Деревообработка: Экспресс-информ./ ВНИПИЭИпеспром; вып. 4).

99. Компьютеризация процесса лесопиления на канадских лесопильных заводах. - М., 1992 - (Деревообработка: Экспресс-информ.: вып. 3).

100. Елсаков Г. Математическое моделирование раскроя пиловочного сырья неправильной формы с использованием сплайн-функции. //Лесной журнал, -1990. №3. - 70-73.

101. Елесаков Г. Совершенствование технологии раскроя пиловочного сырья неправильной формы. // Лис. ...д-ра техн. наук. - Ленинград, 1990. -150с.

102. В Янушкевич А.А., Яковлев М.К. Совершенствование лесопиления на основе индивидуальных моделей раскроя // Деревообрабатывающая промышленность - 1991. - №3. - с. 18-19.

103. Технический уровень лесопильной промышленности США и стран Скандинавии. -М, 1991, -40с. -(Деревообработка: Экспрессинформ.; вып. 12)

104. Лесопильный завод будущего. - М., 1991 - (Деревообработка: Экспресс-информ.; Вып. 11).

105. Максимальный выход пилопродукции при распиловке тонкомерного сырья. - М., 1991 - (Деревообработка: Экспресс-информ.; Вып. 9).

106. Перестройка в Шведской лесопильной промышленности. - М., 1991. - 20-22 - (Деревообработка: Экспресс-информ. /ВНИПИЭИлесопром; вып. 11).

107. Предложения по организации новых технологий. - М., 1991. - (Деревообработка: Экспресс-информ.; вып. 3).

108. Рациональные технологии переработки крупномерного пиловочника в ФРГ. - М., 1992. - (Деревообработка: Экспресс-информ.; вып.6).

109. Тюкавин A.M. Совершенствование процесса окончательной торцовки пиломатериалов: Автореф. дис.канд.техн.наук. - 1990,

110. Царев Е.Г. Совершенствование процессов продольного раскроя пиловочного сырья: Автореф. дис. канд. техн. наук. - 1993.

111. Кирюшина М.П. Совершенствование технологии лесопильного производства в ФРГ. -М.: 1992. - 38-48. (Деревообработка: Экспрессин-форм./ВНИПИЭИлеспром; вьш.4)

112. Попов Е.В., Попова А.В., Михайлов А.С. Использование функций сбега для вычисления объемов стволов сосны и кедра // Лесоведение. 1994. №2 - 65-74.

113. Гарин В.А., Лимонов Е.А., Федоров Д.П., Хухрянская Е.С. Оптимизация раскроя и размерных показателей пиловочника // Деревообрабатывающая промышленность. - 1998. - №1. - с. 11-14.

114. Хухрянская E.G. Математические модели раскроя лесоматериалов / Автореф. канд. дис. Воронеж ВГЛТА. 1998. - 18с.

115. Сергеевичев А.В. Повышение эффективности оцилиндровки бревен путем совершенствования механизма резания.: Автореферат дис. канд. техн. наук./. С-П. - 2002.

116. Калинин Д.А. Формирование поставов с учетом макроскопического строения древесины лиственицы.: Автореферат дис. канд. техн. наук./. СПб. -2004.

117. Семенов А.С. Совершенствование процесса формирования размеров пиломатериалов.: Автореферат дис. канд. техн. наук./. Архангельск - 2002.

118. Старкова А.В. Совершенствование технологии производства профильных заготовок из круглых лесоматериалов.: Автореферат дис. канд. техн. наук./. Архангельск. - 2004.

119. Кочешова И.А. Совершенствование метода оценки использования пиловочного сырья.: Автореферат дис. канд. техн. наук./. Архангельск. - 2004.

120. Мильченко И.В. Динамика взаимодействия механизмов резания лесопильной рамы и подачи в упругом поле.: Автореферат дис. канд. техн. наук./. Архангельск. - 2003.

121. Маркин Н.И. Повышение эффективности процесса формирования длин пиломатериалов и надежности узла торцевания.: Автореферат дис. канд. техн. наук./. Архангельск. - 2003.

122. Огурцов В.В., Матвеева И.С, Бондарева Т.В. Имитационное моеделирование лесопильных предприятий с пакетной технологией: Лесоэксплуатация: Межвуз. сб. научи, трудов. - Красноярск: СибГТУ, 1998.-С.5.

123. Орлов А.И. Эконометрика: Учебное пособие для вузов. — М.: Издательство «Экзамен», 2002. - 576с.

124. Огурцов В.В., Матвеева И.С., Огурцова Е.В. Закономерности формирования трудозатрат в лесопилении. Проблемы химико-лесного комплекса: научно-практическая конференция. Сборник тезисов докладов. Красноярск: СибГТУ.2000.

125. Огурцов В.В. , Чижов А.П. , Матвеева И.С. Математические модели сосновых хлыстов Нижнего Приангарья.: Вестник СибГТУ. 2002. с 10-12.

126. Калитеевский Р.Е. Лесопиление в XXI веке. Технология , оборудование, менеджмент. СПб.: ПРОФИ-ИНФОРМ. 2005. - 480с.

127. Носач. В.В. Решение задач аппроксимации с помощью персональных компьютеров. - М.: МИКАП. 1994. - 382с.

128. Айвазян А, Мхитарян B.C. Прикладная статистика в задачах и упражнениях: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2001. - 270с.