автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.17, диссертация на тему:Метод обоснования промысловой схемы добывающего судна

/

(

•СЯЯИНЙНГРДССКРД ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ РЫБНОЙ

прошленност* и хозяйства

У« 339.2.067 (0631043.3)) + 23.124.72.00/.63

ЕЗТРОПКСВ 5пэ;ич1>э Михайпозин

f'ETOä 0ЕССНС2ЯН"Я ПРОКУС ЛОЗОЙ CXEf У ÍOEb';?í'¿ErO СУдНЯ

Спец." 05.18.17 - Про^ыплэиное рыболсаство

ЯзтореФерат лиссеотэиии на ссискз^ие ученой степени кзшилэтз технических нвук

Из паззых оукописи

Í043.3)

Катиш'нгрэл 1991

Работа выполнена институте вьбнай

в Кали'-'ингЕэдсксч техническом пэссыалечности и хозяйства

Научней руководитель; доктор технических наук, профессор »ридман й .Я.

0?и1иэпьн£!э оппоненты: заслуненный деятель науки

и техники РСФСР. ¿□кто? технических наук, профессор Севастьянов Н.Е. Калининградский технический институт вкбной проккачеиности и хозяйства:

кандидат технических наук ТолиачсЕ В,И. .Всесоюзный институт повьшения квали*икации руководящих работников и специалистов рыбной пэомыиленности и хозяйства г .Калининград.

Ведущее предпвиятие; цКБ"Бостск", г .Ленинград.

Залита состсится"/^¿ку^Д^/153/. на заседании специализированного ссэЕтгД 117.01.01 Калининградского технического института рыбной промышленности и хозяйства по адресу:23£000.г.Калининград, у а .про;. О .И .Баранова.43

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КТИРПХ.

Автореферат разослан

Ученый секретарь ^^

специализированного 1| м.

совета, к.т.н, /Ыш*'**'^ Иинько Е.!-.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное развитие промышленного рыболовства характеризуется частым изменением промысловой обстановки, ужесточением экологических требований, снижением величины улова на промысловое усилие, ограниченностью людских и энергетических ресурсов, а также целым рядом других требований и ограничений.

С другой стороны, задачи, решаемые советской экономикой на современном этапе развития общества, требуют, чтобы, создаваемая техника промышленного рыболовства соответствовала лучшим мировым образцам по качеству и уровню производительности труда.

Проблема создания высокоэффективного промыслового комплекса добывающего судна требует исследования и изучения вопроса взаимодействия и взаимообусловленности связей между орудием лова, промысловым комплексом и добывающим судном в процессе лова, особенно на этапе спуска или подъема орудия лова, так как этот этап характеризуется большой величиной непроизводительных затрат. И именно здесь происходят потери времени и энергоресурсов рыбопромысловой системы, что в конечном итоге сказывается на эффективности промысла.

В промышленном рыЬоловстве уже накоплен большой опыт и получены хорошие результаты по созданию методов проектирования промысловых механизмов, устройств и отдельных рабочих органов. (ТорбанС.С., ЛукашовВ.Н., ТрещевА.И., СтепановГ.Н., Черепанов Б.Е., Никаноров И.В., КарпенкоВ.П., Терентьев A.B., Расулев Ш.А., Фонарев'А.Л., Краковский B.C., ДокукинМ.М., Сабуренков Н.М. и др.). В различные годы проводились работы по вопросу исследования отдельных взаимосвязей между орудием лова, промысловым механизмом и судном (Карпенко Э. А., ВеденеевВ.Л., Расулев Ш.А., ГлясманК.С. и др.), а также работы, посвященные вопросу определения уровня механизации и автоматизации производственных процессов (Терентьев A.B., Моисеенко A.C. и др.). Все это явилось основой для решения задачи обоснованного формирования промыслового комплекса судна.

Вопрос научно обоснованного формирования промыслового комплекса добывающего судна можно разделить на две главные задачи. Первая - формирование промысловой схемы добывающего

судна, и вторая - подбор промысловых механизмов и устройств для сформированной схемы. Первая задача является определяющей. В ее основе лежит процесс обслуживания орудия лова, состоящий из определенного набора и последовательности операций, выполняемых над элементами орудия лова во время его спуска или подъема.

В данной работе осуществлена разработка метода обоснования промысловой схемы добывающего судна на основе математического моделирования процесса обслуживания орудия лова. При таком подходе обеспечивается выполнение процедур анализа, синтеза и выбора промысловой схемы с учетом требований, накладываемых на нее со стороны орудия лова и добывающего судна.

Разработанные математические модели открывают путь структурного описания промысловой схемы с помощью функциональных графов. Позволяют наглядно представить исследуемый процесс обслуживания орудия лова, анализировать его и преобразовывать. Использование же их в автоматизации проектирования и оптимизации параметров промысловой схемы -открывают новые возможности в решении задач механизации процессов добычи рыбы. Цель работы:

- создание метода обоснования промысловой схемы при учете требований, накладываемых на нее со стороны орудия лова и добывающего судна;

- решение вопроса оценки и выбора наилучшей конструкции орудия лова с позиции удобства его обслуживания в процессе спуска или подъема;

- решение вопроса оценки и выбора наилучшего варианта промысловой схемы добывающего судна;

- исследование вопроса выбора оптимального распределения параметров промысловой схемы добывающего судна.

Научная новизна работы состоит:

I. В обосновании универсального метода проектирования промысловой схемы добывающего судна для различных способов лова

Задача формирования промысловой схемы добывающего судна еще не имеет научного обоснования. Она до сих пор решается на интуитивном уровне и лишь на основе субъективного опыта проектировщика. Получаемые проектные решения при этом не всегда удачны и нередко оборачиваются многомиллионными убытками. Какого-либо объективного метода для сравнительной оценки различных промысловых схем нет.

В разработанном новом методе предлагается вести создание промысловой схемы добывающего судна на основе исследования операций, выполняемое над элементами орудия лова.

2. В исследовании и определении понятия операции Гфомисловой схемы как преобразования, выполняемого над элементом орудия лова, в результате выполнения которого происходит смена его состояний. В выделении пяти видов операций промысловой схемы, а именно: последовательные, параллельные, обратные, петлевые и параллельно-обводные операции.

Все это является основой для формализованного представления процесса обслуживания орудия лова во время его спуска или подъема в виде Функционального графа.

3. В получении на примере тралового лова математического описания процесса обслуживания орудия лова в виде системы линейных уравнений или в виде обобщенной передаточной функции с последующи их решением на ЭВМ. Математическое описание в этом случае получается на основе исследования функционального графа, описывающего промысловую схему судна.

- 4. В разработке сетевой модели вариантов промысловой схемы, являющейся основой для решения задачи выбора наилучшего варианта промысловой схемы.

5. К научным результатам также относится разработка подхода к решению задач!! выбора оптимального распределения параметров промысловой схемы добывающего судна.

Практическая ценность заключается в том, что метод обоснования промысловой схемы добывающего судна выступает в роли инструмента познания процессов обслуживания орудия лова во время его спуска или подъема. Реализация отдельных проектных процедур данного метода на ЭВМ дает возможность автоматизировать этапы разработки промысловой схемы, оценивать существующие варианты промысловых схем, изыскивать пути их улучшения. Применение метода обеспечивает многовариатное проектирование промысловой схемы добывающего судна на ранних стадиях процесса проектирования, что особенно важно при прш1ятии решения, тем более, что в настоящее время при проектировании промысловой схемы проектировщику удается рассмотреть и проанализировать лишь три-четыре варианта.

На основе предлагаемого метода были-разработаны и внедрены в головном НПО по технике промышленного рыболовства три стандарта предприятия (СТП) по разработке промысловой схемы добывающего

судна :

- СТП "Количественная оценка элементов орудия лова для разработки промысловой схемы."

- СТП "Порядок формирования вариантов промысловой

схемы."

- СТП "Выбор варианта промысловой схемы добывающего

судна"

Алгоритмы и программы, разработанные на их основе, вошли в качестве методического и программного обеспечения в систему автоматизированного проектирования техники промышленного рыболовства, созданного в этой организации.

Результаты проведенных исследований по вопросу формирования промысловой схемы добывающего судна вошли также, в качестве одной из составных частей, в разрабатываемый проект руководящего технического материала "Орудия промышленного рыболовства. Требования безопасности." (дополнение к ОСТ 15.217-79. Оборудование промысловое. Общие требования безопасности.)

Материалы диссертационной работы могут быть также использованы в курсе "Механизация, автоматика и автоматизация процессов промрыболовства" при подготовке инженеров по специальности "Промышленное рыболовство."

Апробация работы осуществлялась в виде докладов и сообщений на конферейциях и совещаниях:

1. Межвузовская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных и инженерно-технических работников, аспирантов калининградских вузов Минрыбхоза СССР, 1987, 1989 г.г.

2. Техническое совещание в научно-исследовательском и проектном институте "ГИПРОРЫБФЛОТ", г. Ленинград, 1988 г.

3. Техническое совещание в НПО по технике промышленного рыболовства, г.Калининград, 1988 г.

4. International Symposium "Safety and Worklnq Conditions Aboard Fishinq Vessels." Canada, The Université du Quebec a Rimouskl, 1989.

Публикации. Материалы и основние результаты исследований по теме диссертации опубликованы в трех статьях и двух научно-технических отчетах.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и двух приложений. Основная часть работы содержит 130 страниц машинописного текста, 37 рисунков, 8 таблиц.

В первой главе решается задача выбора наилучшей кострукции орудия лова для создания промысловой схемы. Эта задача решается потому, что хорошо известен следующий факт. Для различных конструкций орудия лова (или же для одной, конкретно заданной конструкции орудия лова) можно разработать различные промысловые схемы, отличающиеся друг от друга и по степени механизации и автоматизации, и по количеству членов промысловой команды, ипо целому ряду других параметров. Задача решается при условии, что все анализируемые орудия лова обеспечивают одинаковую величину улова.

В настоящее время при разработке промысловой схемы формальный анализ и оценка конструктивных особенностей элементов и самого орудия лова, как правило, не проводятся. Естественно, что это отражается на качестве разрабатываемой промысловой схемы.

Для решения указанной задачи в данной работе предлагается использовать информационную модель орудия лова. Такая модель разрабатывается в виде древовидного непересекающегося графа (рис. I.), в вершинах которого указываются структурные компоненты (элементы) орудия лов^, участвующие в технологическом процессе, а ребра указывают на связи между этими элементами. Благодаря такому представлению орудия лова появляется возможность исследовать и оценивать каждый его элемент в отдельности и получать интегральную оценку всего орудия лова. Интегральная оценка в этом случае получается за счет суммирования оценок отдельных элементов орудия лова и служит основой для сравнения различных конструкций орудия лова и выбора среди них наилучшей.

Анализ и оценка отдельных элементов орудия лова выполняется с помощью разработанного классификатора свойств и признаков орудия лова и содержащего набор свойств и признаков (например: длина, вес, разрывная нагрузка, диаметри т.д.), присущих всем элементам орудия лова. Данный классификатор признаков и свойств представляется в виде матрицы и содержит девять груш признаков. Анализ элементов орудия лова проводится путем присвоения каждому признаку группы весовых значений от 0 до 9, говорящих о том, насколько сложно реализовать процесс автоматизации обслуживания

Информационный граф для трала с отсоединяемыми грузами-углубителями

X 11 / 1 4 0

/ 1 X X 2 1 2 2 / | 0 | \

0 0 / | 0 | \ 0

0 0 / | 0 | \ 0

0 0 0 ч X 54

а)

Информационный граф для трала с неотсоединяемыми грузами-углубителями

0 I

0 0

3-0

0) Рис. I

Для рис. 1а.

X , X

52 * 33

X , X

31 ' 34

X , 42 ' X 43

х

4

X_

х_

X 2:

X.

Х„

- ваер с траловой доской;

- переходной конец;

- структурные компоненты,

полученные на основе

свойств х их в х

31 52 4;

в х .;

и свойств

"слияния' •Г и х

33 34 • J

- кабели;

- структурные компоненты, полученные на основе "слияния" свойств х их, в х„, и свойств

41 42 32

х их в х ;

43 44 ЭЭ '

- груза-углубители;

- структурные компоненты, полученные на основе "слияния" свойств X их в х , и свойств

31 32 21 *

х их в х ;

ЭЭ 34 23 *

- вибратор;

- структурная компонента, полученная на основе "слияния" свойств трех компонент х21, х22, хгэ;

- канатно-сетная часть;

- обобщенная компонента, полученная на основе "слияния" свойств всех структурных компонент.

Для рис. 16.

х

4

х..

X 2:

X.

- ваер с траловой доской;

- переходной конец;

- структурные компоненты, полученные на основе "слияния" свойств х их в х , и свойств

41 42 32 '

х их в х ;

43 44 33 '

- кабели с грузами-углубителями;

- структурные компоненты, полученные на основе "слияния" свойств х их в х , и свойств

31 32 21

х их в х ;

ЭЗ 34 23

- вибратор;

- структурная компонента, полученная на основе "слияния" свойств х , х и х ;

21 22 23 "

- канатно-сетная часть;

- обобщенная компонента, полученная на основе "слияния" свойств всех структурных компонент.

элемента по данному признаку.

Отношения признаков позволяют установить связь (цепь) между признаками отдельных групп и тем самым описать конкретный элемент орудия лова, и получить его количественную оценку.

Количественная оценка элемента орудия лова х3 может быть получена по формуле:

где Хв - путь й-й цепи;

ц, - параметр (особое свойство) элемента орудия лова, отображающий отношение или группу отношений признаков к исследуемому элементу. Ему может быть присвоено экспертным методом числовое значение от I до 5;

л

г^ - признаки отдельных групп матрицы свойств и признаков.

На рис 2. приводится пример сравнения и оценки двух ваеров. Выбрав в качестве особого свойства "вес" элемента орудия лова и присвоив ему числовое-рначение 3, можно получить количественные оценки для сравниваемых вариантов:

г .= 3(7 + 8 + 6 + 6 + 5) =96 хг = 3(5 + 8+ 4 + 5 + 6) =84

Если при присвоении признакам весовых значений от Одо 9 считать, что сложнее автоматизировать обслуживание того элемента орудия лова, у которого весовое значение меньше по данному признаку то первый ваер х± будет лучше.

Классификатор признаков и свойств орудия лова может быть использован не только для получения количественных оценок отдельных элементов орудия лова, но и для синтеза новых элементов орудия лова с еще не существующим, улучшенным набором свойств. Это особенно важно, так как позволяет проектировщику по новому взглянуть на проектируемые им элементы и на конструкцию орудия лова в целом.

Глава вторая посвящена вопросу математиче ского описания процесса обслуживания орудия лова во время его спуска ( подъема ) 10

Пример сравнения двух ваеров на основе матрицы свойств и признаков

Весовые

значения

2. . 1J

Весовые значения г

IJ

Весовые значения

2 . .

Весовые

значения

2 . 1)

I группа Диаметр (мм)

15 15.5 16 16.5 17 17.5

8

7 /

Длина

2 группа Длина (м), ■

1000 1200 / 1400" 1600 1800 2000 /

9

8

ч

ч

3 группа Ве'с (кг) 4 \..ч

1000 1300 \I600 1900 4-ч 2100 2400

ч

8 7 Ч6 \ 5 4 3 \

4 груша Синтетическое Материал Сталь- -синтетическое \ \)таль

волокно волокно \ \

Весовые

значения

2 . IJ

5 груша Разрывная нагрузка рс^)

1300

1600.

1900 /2100 /

2500

8

Обозначения:

Рис 2.

-- I ваер

л

— ... — 2 ваер хг.

и вопросу синтеза новых вариантов промысловой схемы добывающего судна.

В данной работе под операцией промысловой схемы понимается преобразование, выполняемое над элементом орудия лова, и в результате выполнения которого происходит смена состояний элемента орудия лова. Вводятся пять видов операций: параллельные, последовательные, обратные, петлевые и параллельно-обводные операции. Это создает основу для представления с помощью теории графов процесса обслуживания орудия лова во время его спуска или подъема в виде математической модели.

Разрабатываемая математическая модель строится на основе выбранной конструкции орудия лова и представляется в виде функционального графа. Такие модели называются топологическими, дуги в ней обозначают операции, выполняемые над элементами орудия лова, а вершины - состояния элементов орудия лова до начала выполнения операции и после ее окончания. Модели такого вида очень удобны для проектировщика, так как могут быть представлены в виде рисунка и позволяют наглядно описать исследуемый процесс. На рис. 3, в качестве примера, показана топологическая модель, описывающая процесс обслуживания канатно-сетной части трала и выливки улова. В табл Л приводится список операций А^ .входящих в данную модель.

Достоинством топологических моделей является возможность проведения на их основе многовариантного проектирования промысловой схемы добывающего судна при полном учете всех взаимосвязей между состояниями элементов орудия лова во время его обслуживания.

Исследование топологической модели путем анализа количества и качества выполняемых операций на тех или иных участках прцесса обслуживания орудия лова позволяет выявить "узкие места" процесса и тем самым поставить задачу его улучшения. Это решено за счет "расшивания узких мест" путем синтеза новых вариантов промысловой схемы.

Синтез новых вариантов промысловой схемы может быть осуществлен двумя путями. Впервом случае это выполняется на основе топологической модели, описывающей уже существующий вариант промысловой схемы, когда для каждой операции процесса подбирается новый набор промысловых механизмов, которые могут ее реализовать. В этом случае, не меняя структуру самого процесса, можно получать новые варианты.

Топологическая модель

рис. д.

Таблица I.

Описание графа описывающего процесс выборки кенатно сетной части трала и выливки улова

Наименование операции

Наматывание канатно сетной части трала Остановка

Ориентация подача стяжного троса

Ориентация подача гака грузовой стрелы

Механическое воздействие на стяжной трос

Механическое воздействие гаком грузовой стрелы

Наматывание троса грузовой стрелы

Ориентация тралового мешка в диаметральной плоскости судна над лючиной рыбного бункера

Ориентация тралового мешка в плоскости параллельной плоскости мидель шпангоута проходящей через лючину рыбного бункера

Остановка

Подача рабочего органа Механическое воздействие на гайтян

Во втором случае синтез новых вариантов промысловой схемы добывающего судна осуществляется путем упрощения структуры исследуемого процесса посредством замены нескольких операций на одну эквивалентную операцию. Замена выполняется с учетом соответствия начального и конечного состояний элемента орудия лова, над которым выполняется новая операция, к начальному и конечному состояниям элемента заменяемой последовательности операций. Приведение нескольких операций процесса к одной эквивалентной операции приводит к необходимости решения задачи создания или подбора нового механизма для новой операции. В целом такой путь приводит к созданию промысловой схемы добывающего судна с новой структурой процесса и с новым набором промысловых механизмов и устройств.

Так как в процессе поиска и синтеза новых вариантов промысловой схемы встает вопрос создания новых промысловых механизмов, то для определения направлений поиска новых технических решений использовалось "дерево целей повышения эффективности рыбопромысловой системы". На рис.4 представлена ветвь дерева целей, отображающая направления поиска для участка промысловой схемы - процесса обслуживания канатно-сетной части трала и выливки улова.

"Дерево целей" позволяет не только определить направление поиска новых технических решений при созданиии промысловых механизмов, но и перейти к созданию и исследованию функционального и морфологического описаний промыслового механизма.

Достоинством топологической модели, описывающей процесс обслуживания орудия лова, является не только ее наглядность, но и возможность получения на ее основе математического описания процесса в виде аналитического выражения. Это предлагается делать двумя способами.

I. способ. Описание функционального графа с помощью системы линейных уравнений. В этом случае представляя вершины графа как зависимые и независимые переменные, что соответствует начальному и конечному состояниям элемента орудия лова, над которым выполняется операция, мы ищем равенство:

х = а х , (2)

J д I

где а - оператор, выражающий передачу дуги; - независимая переменная;

Дерево целей повышения эффективности процесса обслуживания канатно-сетной части и выливки улова

Рис 4

х - зависимая переменная.

При составлении системы линейных уравнений используется такое свойство функциональных графов, при котором значение зависимой переменной, соответствующее^, определяется всеми входящими в нее дугами:

х =

вк к

(3)

где а - операторы q дуг, входящих в вершину х

(исходящие из нее дуги не оказывают никакого влияния на ха).

Функциональный граф (рис. 3) описывающий процесс выборки канатно-сетной части трала и выливки улова, в данном случае описывается следующей системой уравнений:

+ (4)

^3 = аз.

г 4 = а«г

= +■ а,

- +

Хе = ав7

+ а;у) ха + а7охл+ а„х7:

+

в которой хо, х1, х , ха принимаются в качестве независимых переменных.

Данная система уравнений может быть решена методом Крамера, методом Гаусса или методом итераций.

2 способ. Получение с помощью метода эквивалентного преобразования математического описания процесса обслуживания орудия лова в виде обобщенной передаточной функции.

В этом случае проектировщик имеет возможность непосредственно решить функциональный граф, без составления системы уравнений. Для такого решения он может использовать метод эквивалентного преобразования, позволяющий получить расчетную формулу (обобщенную передаточную функцию графа) непосредственно по виду графа, используя следующие четыре правила:

Правило I. Однонаправленные дуги Си21, из2,..., иыь_ }си

с соответствующими операторами (передачами) а21, а32,..., аь<ь-1>' принадлежащие пути графа С(Х,С7), можно обобщить в одну дугу с оператором А обобщенной дуги (х1 ), которая будет равна произведению операторов а21, аЭ2,..., обобщаемых дуг, т.е.

Л=\ | (5)

Правило 2. Число п однонаправленных параллельных дуг {и'";£=1,2,...,п)си с соответствующими операторами

,2,... соединяющих две смежные вершины х их графа, можно обобщить в одну дугу (х , х}) с оператором А, который определяется как сумма операторов а'", а.'",... обобщенных дуг, т.е.

п

л - Y2 а>: ■■(б) 1

Правило 3. Если вершина х^, к которой подходит дуга и^а^) из вершины х , имеет петлю и■ , с соответствующим оператором а J, то ее можно исключить, т.е. обобщить со входящей дугой и^ , при этом оператор А обобщенной дуги определяется по формуле *

а

А = —¿-1— (7)

(1-а

Правило 4. Контур, образованный разнонаправленными параллельными дугами и ь и и с соответствующими операторами а ^ и а} , которыми соединяют вершины графа Х1 и х , можно преобразовать в обобщенную дугу (хи, х.) с оператором А который определяется по формуле

а.

А =-^--(8)

(1-а а . )

ч

Обобщенная передаточная функция процесса обслуживания канатно-сетной части трала и выливки улова будет иметь вид:

3 4» а„/{\-АЧ7) / (1-4,)) +

А*, 41?/(1-Л77)/(1-Д9))+ (9)

Получение математического описания процесса обслуживания орудия лова с помощью описанных методов создает основу крещению задачи выбора оптимального распределения параметров промысловой схемы, если при проектировании добывающего судна найден вариант промысловой схемы, удовлетворяющей требованиям рыбопромысловой системы и характеризующийся конкретным набором операций и их последовательностью.

Третья глава посвящена вопросам оценки и выбора наилучшего варианта промысловой схемы добывающего судна и выбора для нее оптимального распределения параметров.

Так как при синтезе вариантов промысловой схемы добывающего судна получаемые варианты отличаются друг от друга и по уровню механизации и автоматизации, и по набору промысловых механизмов и устройств, и по их стоимости, и по количеству членов промысловой команды, а также и по ряду других параметров, то в конечном итоге это приводит к необходимости решения задачи оценки и выбора варианта промысловой схемы добывающего судна. Для ее решения строится сетевая модель вариантов промысловой схемы, которая получается путем математического объединения моделей, описывающих различные варианты промысловой схемы. В такой сетевой модели каждый путь, состоящий из отдельных звеньев, определяет конкретный вариант промысловой схемы.

Сетевая модель вариантов промысловой схемы строится на основе матрицы реализаций, которая представляет собой группу операций, описывающих процесс обслуживания орудия лова, каждой из которых ставится в соответствие промысловый механизм (или группа механизмов), обеспечивающих работоспособность конкретного звена модели. На рис.5, в качестве примера, приводится сетевая модель вариантов процесса обслуживания канатно-сетной части трала и выливки улова.

Для оценки звеньев сетевой модели был выбран показатель суммарных затрат 3 , необходимых для выполнения Л- операции технологического процесса. Этот выбор сделан из анализа народно-хозяйственной ситуации в стране, когда каждая рыбопромысловая база или рыболовецкий колхоз, переходя на новые

19

Матрица реализаций

Группы операций

Обслуживание (выборка) канатно-сетной части Ориентация мешса с уловом Выливка улова

Выборка с помощью сетного барабана

С помощью грузовых При развязывании

стрел гайтяна

с \ Зн 6)-(?

Выборка с помощью фрикционного барабана ^

Выборка с помощью турачхи кногооперациоуг— п ной лебедки^_________ ¿ц

8

ршонасосон

Выборка с лоыоцьг вытяжной лебедки

Рис. 5

условия хозяйствования, не заинтересован в увеличении затрат, необходимых для обеспечения процесса обслуживания орудия лова при определенной величине улова. Показатель суммарных затрат в этом случае определяется так:

з ■ = 3„ + За + 3, + 3D „ , (10)

JI м э ч э ол *

где 3„ - цена промыслового механизма (ов), участвующего в м

реализации JI - операции;

33 - затраты на электроэнергию;

34 - заработная плата рабочих, участвующих в выполнении Jt - операции;

30 - цена нового конструктивного элемента орудия

лова, вносимого в конструкцию орудия лова над которым выполняется JI -операция. Построение сетевой модели и выбор количественной оценки ее звеньев создают основу для решения задачи выбора наилучшего варианта реализации промысловой схемы, которая математически формулируется следующим образом:

3 -» min , (II)

1 есети

при ограничениях

Т < \ Тб

ji J ji песета ji-есети

п < ) пб

ji / JI

jv^ceTH jigceTH

где Т , Г ® - время выполнения Jt - операции для нового и базового вариантов;

п , п® -количество матросов, участвующих в

технологическом процессе в новом и базовом вариантах.

Достоинством такого подхода является невозможность выбора нового варианта промысловой схемы с параметрами хуже чем у базового варианта, что обуславливается выбором строгих ограничений по количеству человек, участующих в технологическом процессе, и времени выполнения всего процесса.

Задача же-выбора варианта промысловой схемы представляет

собой транспортную задачу определения кратчайшего пути на сети

После выбора наилучшего варианта реализации промысловой схемы выполняется его проверка с помощью имитационной модели эксплуатации добывающего судна. Для тралового лова такая модель разработана канд. техн. наук В.И.Атгалинариевым.

Если выбранный вариант промысловой схемы удовлетворяет требованиям критерия рыбопромысловой схемы, то можно считать, что искомый вариант найден, если нет, то разработку промысловой схемы добывающего судна необходимо проводить заново.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате выполненного иследования задача научно обоснованного формирования промысловой схемы добывающего судна получает формализованное решение на основе анализа связей между орудием лова, промысловым комплексом и добывающим судном.

В качестве универсального метода проектирования промысловой схемы добывающего судна для различных способов лова обосновывается гипотеза представления процесса обслуживания орудия лова во время его спуска или подъема как последовательности операций (преобразований), выполняемых над элементами орудия лова. '

В результате разработки метода решена задача оценки и выбора наилучшей конструкции орудия лова из предлагаемого ряда с позиций удобства его обслуживания в технологическом процессе. Основой длу ее решения послужило представление конструкции орудия лова в виде древовидного непересекающегося графа, позволяющего определить количество этапов его обслуживания, которое соответствует количеству уровней графа, и выделить элементы орудия лова, участвующие в этом процессе. Выбор же наилучшей конструкции орудия лова выполняется на основе суммарной количественной оценю его элементов.

Получение количественной оценки элемента осуществляется на основе специально разработанного классификатора свойств и признаков орудия лова путем экспертной оценки его отдельных свойств.

Достоинством такого подхода является простота и быстрота получения результата, и что особенно важно, возможность синтезирования и прогнозирования элементов орудия лова с новым, еще не существующим набором свойств. Использование же пакета прикладных программ "Консультант" и параметрической базы данных 22

САПР техники промрыболовства обеспечивает удобство работы и повышает уровень автоматизации проектных работ.

'В результате проведенных исследований на примере тралового лова разработана математическая модель промысловой схемы траулера в виде топологической модели (функционального графа) и получена ее обобщенная передаточная функция.

Анализ и исследование топологической модели позволяет определить "узкие места" процесса обслуживания орудия лова, соответствующие тем этапам преобразования элементов орудия лова, которые характеризуются выполнением большого количества операций, большими затратами времени на их выполнение, применением ручного труда для их выполнения и др. характеристиками. Как правило такие места оказываются наиболее опасными на промысловой палубе. Исследование модели с целью "расшивания узких мест", улучшения структуры процесса, получение новых вариантов промысловой схемы выполняется с помощью метода эквивалентного преобразования и анализа дерева целей "Повышение эффективности рыбопромысловой системы".

Результатом проведенных исследований стали также сетевая модель вариантов промысловой схемы, выбор критерия оценки промысловой схемы и решение задачи поиска наилучшего варианта с учетом требований, накладываемых на него со стороны добывающего судна.

Проектные процедуры получения обобщенной передаточной функции и наилучшего варианта промысловой схемы добывающего судна реализованны в виде специализированного комплекса программ для ЭВМ.

Решение задачи получения обобщенной передаточной функции, описывающей процесс обслуживания орудия лова во время спуска или подъема, позволило разработать общий подход к решению вопроса выбора оптимального распределения параметров промысловой схемы добывающего судна. В перспективе эта задача может быть использована при проектировании промысловой схемы добывающего судна и формировании требований к конкретным промысловым механизмам и устройствам, а также в моделях управления процессом обслуживания орудия лова в промысловых схемах с высоким уровнем автоматизации или автоматических промысловых схемах.

Разработанный метод и выполнение исследований для тралового и ярусного лова уже сейчас позволяют НПО по технике промышленного рыболовства решать задачу обоснованного формирования промысловой

23

схемы при учете требований, выдвигаемых к ней со стороны орудия лова и добывающего судна.

При разработке и исследовании математических моделей процесса обслуживания орудия лова во время его спуска или подъема полученные результаты могут использоваться не только в области проектирования промысловых схем, но и при выработке требований техники безопасности при работе на промысловой палубе, что обеспечит повышение безопасности труда палубной комманды.

Универсальность и перспективность разработанного метода открывают возможности для более широкого его использования в исследовании процессов обслуживания орудий лова, задачах автоматизации проектирования, разработки управляющих моделей рыбопромысловой системы и совершенствовании технико-экономичесю характеристик промысловых механизмов и устройств.

Результаты диссертационной работы могут быть использовании также в учебном процессе при подготовке специалистов в области промышленного рыболовства.

Основное содержание диссертации опубликований в работах:

1. Фридман А.Л. Евтропков В.М. Формирование и оптимизация промысловой схемы траулера //Рыб. хоз-во - 1989. 10. - С.78-80.

2. Разработка предложений по обоснованию основных характеристик промыслового комплекса траулера: Отчет о НИР /Калинингр. техн. ин-трыб. пром-сти и хоз-ва; Руководитель Я.М. Гукало. 87-21.300.1; №ГР 01.870063838; ИнвЛ02880023803 -Калининград, 1987. - 37 с.

3. Разработка предложений по обоснованию

основных характеристик промыслового комплекса траулера: Отчет о НИР/Калинингр. техн. ин-трыб. пром-сти и хоз-ва; Руководитель Я.М. Гукало. 87-21.21.400.1;№ ГРОТ.870063838; ИнвЛ02890025134 - Калининград, 1988. - 60 с.

4. Фридман А.Л. Евтропков В.М. Оптимизация характеристик промыслового механизма при формировании технического задания //Рыб. хоз-во - 1990. - $ 2. -С.66-68.

Подписано к печати 9.Х.90 г. Заказ 248. Объем 1,0 уч.и

Бумага 60x84 1/16. Тираж 100 экз.

РТП УОП КТИРПХ.236000,Калининград обл..Советский пр-т,