автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Определение основных технологических факторов в процессах окончательной обработки пиломатериалов с целью увеличения производительности

кандидата технических наук
Трапезников, Сергей Владимирович
город
Ленинград
год
1984
специальность ВАК РФ
05.21.05
Диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева на тему «Определение основных технологических факторов в процессах окончательной обработки пиломатериалов с целью увеличения производительности»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Трапезников, Сергей Владимирович

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования . //

1.1. Структурные изменения производственного процесса на участке окончательной обработки пиломатериалов . //

1.2. Состояние вопроса в промышленности и результаты исследований на участке окончательной обработки пиломатериалов . /<£

1.3. Анализ существующих методов расчета основных показателей процесса окончательной обработки пиломатериалов

1.4. Выводы и задачи исследований.

2. Основы теории производительности линий сортировки и пакетирования в процессе окончательной обработки пиломатериалов

2.1. Основные положения теории производительности машин

2.1Л. Общие положения теории производительности

2.1.2. Основы теории производительности для линий сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов

2.2. Теоретическая оценка влияния технологических факторов процесса окончательной обработки пиломатериалов на его функционирование

2.2.1. Технологические факторы процесса

2.2.2. Влияние технологических факторов процесса окончательной обработки пиломатериалов на показатели его эффективности

2.3. Метод расчета производительности линий сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов

2.3.1. Аналитический метод расчета производительности линий сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов . • • &б

2.3.2. Расчет объема партии запуска и коэффициента кондиционности пакетов с учетом структуры партий пиломатериалов 7/

2.3.3. Расчет производительности линий сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов с использованием метода моделирования.7Н

2.4. Теоретическое обоснование выбора схем сортировки досок на линиях сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов

2.5. Выводы.

3. Имитационная модель процесса окончательной обработки пиломатериалов и методика экспериментальных исследований в производственных условиях и на ЭВМ.go

3.1. Имитационная модель процесса окончательной обработки пиломатериалов.

3.1.1. Обоснование применения имитационного моделирования . . ез

3.1.2. Формализованное описание, алгоритм и имитационная модель современного процесса окончательной обработки пиломатериалов

3.2. Подготовка исходных данных для проведения экспериментов на модели.юз>

3.2.1. Сбор статистической информации о функционировании и реального процесса окончательной обработки пиломатериалов ./о

3.2.2. Исследование влияния размерно-качественного состава партий запуска пиломатериалов на производительность линий сортировки и пакетирования . . //&

3.2.3. Подготовка исходных данных для многофакторных экспериментов и методика их проведения

3.3. Повышение фактической производительности линий сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов по выпуску пакетов из досок одной длины . /

3.3.1. Методика проведения исследований на имитационной модели./

3.3.2. Методика проведения исследований на предприятии

3.4. Выводы.

4. Результаты исследований влияния технологических факторов на процесс окончательной обработки пиломатериалов

4.1. Результаты машинных экспериментов на имитационной модели.

4.2. Результаты исследований взаимовлияния отдельных технологических факторов.

4.3. Выводы./75?

5. Методика расчета процесса окончательной обработки пиломатериалов . /S3.

5.1. Аналитический метод расчета процесса окончательной обработки пиломатериалов с основами его синхронизации /S

5.1.1. Определение основных технологических факторов и режима работы процесса при заданной его структуре и спецификации пиломатериалов./<?

5.1.2. Определение структуры процессов окончательной обработки пиломатериалов при заданной спецификации пиломатериалов.

5.1.3. Определение рациональной загрузки современного оборудования для окончательной обработки пиломатериалов при заданной структуре процесса . зо/

5.2. Определение рационального количества накопителей на линиях сортировки и пакетирования пиломатериалов

5.3. Выводы.<=?//

6. Экономическая эффективность проведенных исследований .?/з

Введение 1984 год, диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, Трапезников, Сергей Владимирович

В соответствии с экономической стратегией партии, определенной решениями ХХУ1 съезда КПСС, основными направлениями повышения эффективности лесопильного производства в одиннадцатой пятилетке являются рост производительности труда, повышение качества выпускаемой продукции и улучшение показателей комплексного использования сырья. В решении этих вопросов значительная роль отводится ускорению научно-технического прогресса, внедрению и освоению современных технологических процессов и высокопроизводительного оборудования /l/, В последние годы широкое распространение получила современная технология лесопиления, предусматривающая окончательную обработку пиломатериалов после сушки с использованием сортировочных линий большой единичной мощности. Увеличивается концентрация операций на данном участке за счет объединения в комплексные высоко-* производительные автоматизированные линии, которые в свою очередь объединяются в виде блоков, в одном здании с линиями сушки и паке тоформирования. Это позволяет снизить транспортные расходы, уменьшить межпинейные запасы, улучшить условия труда.Наиболее узким местом, с точки зрения производительности, в блоках являются линии окончательной обработки пиломатериалов. Э$*^ фективность их применения ограничивается рядом причин, к числу которых следует отнести низкий коэффициент использования оборудования, неритмичную работу процесса, обработку пиломатериалов на линиях без учета размерно-качественного состава партий запуска и др, В значительной мере это объясняется тем, что отсутствуют до-* стоверные методы расчета современного процесса окончательной обработки пиломатериалов с учетом основных технологических факторов т данного процесса и динамики его протекания. Решение большинства этих задач путем проведения исследований на производстве практически невозможно иди нецелесообразно. Поэтому именно использование имитационного моделирования процесса окончательной обработки пиломатериалов позволит решить эти задачи.В связи с изложенным следует, что разработка достоверного и эффективного метода расчета процесса окончательной обработки пиломатериалов с учетом основных технологических факторов и проведение исследований, результаты которых позволят повысить эффективность функционирования процесса, с использованием имитационного моделирования, являются весьма актуальной задачей, имевдей большой научный и практический интерес.Цель работы. Выявление резервов и повышение эффективности использования оборудования на участке окончательной обработки и пакетирования пиломатериалов за счет увеличения производительности линий и выпуска пиломатериалов преимущественно в пакетах из досок одной длины. Задачами работы являются: разработка математического описания процесса окончательной обработки пиломатериалов и имитационной модели системы "сушильные камеры - буферный склад - линии окончательной обработки"; проведение экспериментальных исследований на имитационной модели и в производственных условиях и установление закономерностей ВЛИЯНИЯ основных технологических факторов на режимы работы и производительность линий окончательной обработки пиломатериалов; разработка методики расчета и синхронизации процесса окончательной обработки пиломатериалов; разработка рекомендаций по повышению фактической производительности линий по выходу пиломатериалов в пакетах из досок одной длины.Научная новизна работы. Предложено исследовать функционирование процесса окончательной обработки пиломатериалов с помощью метода имитационного моделирования на ЭВМ. Выявлены основные технологические факторы процесса окончательной обработки пиломатериалов (ООП) с учетом влияния которых и исследуется данный процесс, Разработаны математическое описание современного процесса ООП и его имитационная модель, позволяющая провести исследования, которые на реальном процессе практически неосуществимы. Установлена степень влияния основных технологических факторов на производительность сортировочно-пакетирущих линий и емкость буферного запаса после нее, представленные в виде математических моделей.Предложен принципиально новый метод расчета фактической производительности линий ООП по выходу пиломатериалов в пакетах из досок одной длины. Разработана методика нахождения величин объема партий запуска и коэффициента кондиционности транспортных пакетов с учетом размерно-качественного состава партий обрабатываемых пиломатериалов. Впервые предложена методика определения рациональной схемы сортировки на сортировочно-пакетирующих линиях большой единичной мощности (для сухих досок) с учетом структуры обрабатываемых партий пиломатериалов. Разработана методика синхронизации современного процесса ООП. Предложен метод определения рационального количества накопителей на линиях ООП. Практическая ценность работы. Разработанная^тшссертации имитационная модель процесса ООП, с применением предлагаемого метода расчета данного процесса с основами его синхронизации, позволяет: намного ускорить расчеты и повысить их достоверность при нахождении основных параметров процесса ООП, то есть определить фактические величины производительности, объема партии запуска и коэффициента кондиционности с высокой степенью достоверности для данных условий протекания процесса; заранее определить требуемые объемы пиломатериалов каждого сечения и время перехода на сушку пиломатериалов другого сечения, обеспечиващие рациональные условия и непрерывность протекания процесса; подобрать рациональный вариант ^нкционирования процесса ООП, который дает возможность иметь достаточно высокую производительность за счет снижения простоев из-за неритмичной работы и увеличения загрузки оборудования; имитировать ситуации, которые невозможны в реальных условиях и тем самым предлагать новые структуры процесса ООП. Кроме того предварительная имитация протекания процесса позволяет оценить его эффективность, а также осуществлять оперативный контроль и управление его функционированием (путем варьирования пропускной способности - скорости обработки - на линии ООП, изменения последовательности обработки пиломатериалов различных сечений и т.д.).Полученные математические модели позволяют ориентировочно определить уровень производительности сортировочно-пакетирующих линий для ООП и требуемую емкость буферного склада перед ней. Разработанные методы расчета основных параметров процесса ООП дают возможность определить фактическую производительность и возможную, для данных условий протекания процесса, величину коэффициента кондиционности (либо определить величину партии запуска, необходимую для достижения заданного значения коэффициента кондиционности). Установлены основные положения синхронизации современного процесса ООП, наиболее важным из которых является соотношение интенсивностей поступления пиломатериалов из сушки и обработки их на линиях ООП; для этого показателя получен интервал варьирования его значения, позволяющий обеспечить бесперебойное функционирование процесса ООП в течение заданного периода времени.Разработанная методика нахождения рациональной схемы сортировки позволяет увеличить производительность линий ООП большой единичной мощности по выходу пиломатериалов в пакетах из досок ^с? одной длины. Предлагаемый метод определения рационального кодиче-ства накопителей на линии сортировки досок по сортам и длинам дает возможность получить достаточно высокую величину коэффициента кондиционности при окупаемости затрат на установку дополнительных накопителей и может быть использован при проектировании новых линий.Реализация результатов исследований. Разработанный метод расчета процесса ООП, включающий методики определения фактической производительности линий ООП, объема партий запуска и коэффициента кондиционности и метод синхронизации данного процесса, использован при выполнении научно-исследовательской работы "Разработать руководящие технические материалы по методам технологических расчетов производственных процессов лесопиления" (J5 тос,^втШ250Ш91), Результаты исследований по нахождению рациональной схемы сортировки на линиях сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов большой единичной мощности на Сегежском лесопильне-деревообрабатывающем комбинате Карельской АССР подтвердили правильность теоретических разработок и машинных экспериментов. Фактическая производительность линии по выходу сосновых пиломатериалов в пакетах из досок одной длины увеличится в общем на 6...9^. Экономический эффект от внедрения новой схемы сортировки на линии Сегежского комбината составляет 57 тыс.рублей в год. / / I . СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕЩОВМШ I . I . Структурные изменения производственного процесса на участке окончательной обработки пиломатериалов При переходе к пакетному методу обращения и к отгрузке с лесопильных предприятий пиломатериалов в транспортных пакетах ос*новная часть капитальных вложений и трудовых затрат (около 50^) заводов переносится на процессы 00П/37/. Внедрение ООП позволило создать условия для комплексной механизации и автоматизации работ и повышения производительности труда на этом участке производств венного процесса лесопиления.До внедрения ООП сортировка пиломатериалов выполнялась в один этап; после ее внедрения был осуществлен переход на трехэтапную, а в дальнейшем и на двухэтапную сортировку (рис.1.1).За годы УШ и IX пятилеток многие лесоэкспортные предприятия были оснащены оборудованием для камерной сушки, торцовки, сортировки и пакетирования пиломатериалов (линии первого поколения).Производственный процесс на базе этого оборудования (рис.1.1,в) состоит из пакето-формирующих линий (ПШ), браковочно-торцовочных (МГ) и сортировочно-пакетирущих установок (СПУ) (см.таблицу I . I ) и сушильных камер (СК) типа 1ШИЙМ0Д-32, "Валмет-1;2", 1ЩИЙМ0Д-49, ЦНИИМОД-бб и др., связанные буферными складами между собой.Число подстойных мест т.^ 4 6 *- м 6. Число кармановнакопителей т- ФШ _ т, 16 18 7.Установл.мопн ность э/дв., КВТ 53 45 70 68,9 60,9 65 8. Габаритные размеры машины, м: длина 38,8 25 51 45 40 51,5 ширина 7,8 17,35 27 17 7,3 8,8 высота 4,2 4,1 5,1 3,835 4.7 5,7 / ^ П родолжение т а б л Л . 1 пп Наименование показателей Ш ш ™У СПУ "Каукас" ПФМ-Ю "Рауте" БТСМ-6 "Сатеко" УСД-18 9.10, Количество обслуживающего персонала, чел» Масса машины, т 28,35 и повышение производительности труда на 16-18 процентов и др. / l / , в X и П пятилетках стал осуществляться переход на двухэтапкую сортировку с использованием комплексных механизированных и автоматизированных линий. На участках сушки и ООП начали внедряться автоматизированные линии второго поколения, отличающиеся от линий первого поколения значительно возросшим уровнем технологической производительности и увеличением степени концентрации операций (см.таблицу 1.2). В этом случае функции браковочно-торцовочных и сортировочно-пакетирующих установок выполняет комплексная линия торцовки, сортировки и пакетирования пиломатериалов - БТСПЯ. Наиболее широкое распространение получили автоматизированные линии второго поколения типа "План-Селд" (на предприятиях установлено более 30 установок).Существенным фактором, определяющим структуру производственного процесса, на базе линий второго поколения, является камерная сушка пиломатериалов в штабелях. Для этих линий формируются штабеля высотой до 5 м; сушка пиломатериалов в таких штабелях осуществляется в СК типа "Валмет-3"; СМ-4К.

19..75 75..280 3,0...7,0 м , ' . а .6,3 7,0 1.8 1.5 ДО 6,3 ДО 1,25 ДО 1,25 13..100 60..200 3,0...7,5 6,6 7.0 1,35 1,25 ДО 6,6 ДО 1,35 до 1,25 12..26 16..75 75..275 м, /....6,8 1,8...6,6 7,0 2,0 5,0 1,8..6,6 0,625; 1.35; 0,6; 1,2 1.3 16..100 75..300 2,0...6,8 1,8...6,6 6,8 2,05 5,0 ДО 6,6 0,5; 1,2; 1.3 ; 0,5; 1,2 1,3 17; 36 16..100 75..300 Х,8...6,8 6,6 6,8 2,05 5,0 1,8..6,6 0,5...1,15 и,0...В настоящее вреш наибольшее распространение получила первая структурная схема; такие БНИТ установлены на одиннадаати предприятиях. Исследованию именно такого процесса цедесообразно удедить особое внимание.Наибодее узким местом на современных участках ООП является БТСПЛ. Кроме того следует учитьшать, что в последнее время выпуск линий первого поколения прекращен, а наибодее широкое распространение на лесопильных предприятиях получили БТСПЛ фирмы "Пдан-Седд", которые в ближайшем будущем должны будут обрабатывать более половины экспортных пиломатериалов. Поэтому в данной работе они, как наименее изученные, выбираются в качестве основного объекта исследования.Все вышеизложенное подтверждает, что внедрение такого дорогостоящего оборудования на участках сушки и ООП (стоимость БТСПЛ фирмы "План-Седл" составляет 2 млн.руб., весь БНИТ -'^8.,.15 млн.руб.) настоятельно требует проведения комплекса организационно-технологических мероприятий, направленных на увеличение эффективности его использования, 1.2. Состояние вопроса в промышленности и результаты

Заключение диссертация на тему "Определение основных технологических факторов в процессах окончательной обработки пиломатериалов с целью увеличения производительности"

5.3. Выводы

1. Применение аналитического метода расчета процесса окончательной обработки пиломатериалов (ООП) позволяет с высокой степенью достоверности ( ^ 0,93) определить следующие основные параметры производственного процесса: фактическую производительность линии, коэффициент кондиционности, объем партий запуска пиломатериалов, время накопления партий запуска и переходов с сечения на сечение, количество сечений ( П ) и величину среднего сечения обрабатываемых пиломатериалов, интенсивность обработки (М), соотношение интенсивностей обработки и поступления ( /7 ) пиломатериалов ( M//I ), емкость буферного склада (Е), количество сушильных камер, режим работы линии. Более достоверный расчет этих показателей (ошибка не более 4%) может быть произведен с помощью имитационной модели данного процесса.

2. В результате исследований установлено, что М должна быть больше /7 на величину приблизительно равную удвоенной сумме коэффициентов накопления (КНШ() и переходов {К^р ):

Поэтому фактическое превышение М над /7 , в течение продолжительного промежутка времени - за исключением потерь времени на переходы и накопление партий, ((M//I) составляет:

I < П * 3 (M//lf= 1,0!.Л,I Л = 4 (M//lf= 1,02.1,2 ^6 [h/Ztf- 1,03.1,185 ft^ 8 [M/Zlf* 1,065.1,16

3. Современный процесс ООП типа блока новой импортной техники, имеющий структуру: пять сушильных камер - 120 штабелей -одна линия ООП (БТСПЛ), позволяет одновременно обрабатывать пиломатериалы не более семи сечений. Наиболее рациональной, с точки зрения наличия широкого диапазона изменения М и небольшой величины требуемой Е , является обработка пиломатериалов четырех сечений (см.рис.5.1).

4. Применение методики определения рационального количества накопителей на БТСПЛ позволило получить, что для линий данного типа, при обработке сосновых пиломатериалов, эта величина в среднем составляет ^40.44; для конкретных условий Сегежского ЛДК эта величина 42 (см.рис.5.3).

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОВЕДЕННЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Конечной цепью проведенных исследований является повышение эффективности функционирования процесса ООП, оснащенного современными высокопроизводительными БТСПЛ.

Одним из направлений повышения эффективности данного процесса является увеличение выхода пиломатериалов в пакетах из досок одной длины. За счет применения новой схемы сортировки, учитывающей размерно-качественную структуру партий запуска (см.раздел 3.3), был увеличен выпуск пиломатериалов в пакетах из досок одной длины. Следует отметить, что дополнительным прейскурантом А 07-04-1980-3 /61/, предусмотрены надбавки к цене пиломатериалов (сверх оптовой цены) за пакетирование их в жестких транспортных пакетах из досок одной и двух-трех длин. А именно: при толщине пиз ломатериалов 19.25 мм - надбавка составляет 14 руб. за I м ; 32.38 мм - II руб.; 44 и более мм - 8 руб.; за формирование пакета из досок двух-трех длин доплата составляет 3 руб.20 коп. (для всех толщин).

По фактическим данным предприятия (Сегежский ДНК) внедрение новой схемы сортировки позволяет увеличить выход пиломатериалов в пакетах из досок одной длины в среднем на 10.15$ для толстых пиломатериалов (38 мм и более) и на I.2J& для тонких и узких досок, и в пакетах из двух-трех длин - на 3.5$ (от общего количества пиломатериалов по ТУ 13-316-76) (см.раздел 3.3).

С учетом того, что на линиях типа "План-Селл" обрабатывается, з в среднем, 100 тыс.м пиломатериалов в год, для обработки выбираются доски не всех сечений, а, в основном, фаворитные4 и смежные по толщинам и ширинам, с учетом соотношения толстых и тонких. С учетом вышеизложенного производим расчет для условий Сегежского ДЩС за 1983 год; на линию поступают пиломатериалы: сечением 50х х150 мм - 40800 м3; 50x200 мм - 15900 м3; 38x100 мм - 24150 м3; 22x100 мм - 19650 м3; 22x125 мм - 8900 м3; всего за год о

109400 м (см.таблицу 2.3). Для этих условий определяем величину экономического эффекта за счет этого мероприятия.

Годовой экономический эффект от производства новой продукции или продукции повышенного качества рассчитывается по формуле /52/:

Э =(П-EH'K)'Q, (6.1) где П - прибыль от реализации новой продукции; н~ нормативный коэффициент эффективности (0,15); К - удельные капитальные вложения на производство новой продукции;

Q - годовой объем выпуска новой продукции. При внедрении данного мероприятия капитальные вложения практически отсутствуют, поэтому формулу (6.1) можно записать:

Э=Л-(3. (6.2)

Несколько видоизменив выражение (6.2) с учетом особенностей данного процесса имеем:

3 = gfQi-iOBMil-P^-AK^rAUi], (6.3)

I/' ' где АКк1~ прирост величины Кд на пиломатериалах С -го сечения за счет использования новой схемы сортировки на линии. С учетом величины торцовки и количества пиломатериалов по ГОСТ 8486-66 в общей партии имеем по каждому сечению досок, соответствующих ТУ 13-3X6-76: 50x150 мм - 30294 м3; 50x200 мм -10887 м3; 38x100 мм - 15045 м3; 22x100 мм - 14437 м3; 22x125 мм -- 5874 м3. л? /:5~

Тогда по формуле (6.3): Э, = (30294"0,1311'8+10887 *0,1512 *8+15045*0,1510'11+5874 * •0,0249-14+14437-0,0087*14) = 73685 руб.

Увеличивается также выход пиломатериалов в пакетах из досок двух-трех длин; величина экономического эффекта за счет этого о при условии, что выход увеличивается на 2984 м - см.таблицу 2.3) составит согласно формуле (6.3):

Э2= 2984 * 3,2 = 9549 руб. Кроме того с увеличением выхода пиломатериалов в пакетах из досок одной длины с БТСПЛ, уменьшается объем пиломатериалов (по

ТУ 13-316-76) не рассортированных по длинам (см.таблицы 2.3, 3.16,

Обых п

Ф . При старой схеме сортировки эти пиломатериалы направлялись для сортировки по длинам на установки типа "Сатеко" (Сегежский ДЦК и др.). В результате внедрения новой схемы объем пиломатериалов, направляемых с БТСПЛ на "Сатеко" уменьшился на 7207 м3. з

Средняя величина себестоимости обработки I м пиломатериалов на "Сатеко" - ^ 3,0 руб. /62/. Поэтому экономический эффект

Г)8ыхп за счет повышения U<p на БТСПЛ (иди снижение объемов обработки на "Сатеко") по формуле, за счет снижения себестоимости продукции /86/ составит: 7207 ' 3,0 = 2I62I руб. Таким образом, общая расчетная величина экономического эффекта (прибыли) от внедрения новой схемы сортировки на БТСПЛ Се-гежского ЛДК должна составить: Э ~ Р, -f З2 * Зз - 104855 руб. з то есть экономия составит ^ 0,96 руб. на I м пиломатериалов).

Оценить действительную экономическую эффективность в результате увеличения фактической производительности за счет синхрони-.зации процесса ООП и его оперативного управления на базе имитаци

2 /в онного моделирования, а также за счет изменения количества накопителей на БТСПЛ, в настоящее время не представляется возможным.

Подтвержденный экономический эффект от внедрения элементов новой схемы сортировки составляет 57 тыс.руб. (см.приложение II).

Минимальная величина ожидаемой экономической эффективности от внедрения новой схемы сортировки для более чем 30 линий, установленных на предприятиях Минлесбумпрома, составит ~1,5 млн. рублей.

ОСНОВНЫЕ вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Современный процесс окончательной обработки пиломатериалов представляет многопараметрический, динамичный объект со сложной структурой. Повышение эффективности процесса сдерживается из-за отсутствия научно обоснованного метода расчета его производительности с учетом основных технологических факторов.

2. Проведенные в диссертации исследования показывают, что повысить эффективность современного процесса окончательной обработки пиломатериалов возможно за счет определения рациональных условий протекания процесса, его синхронизации и оперативного управления, а также изменения схемы сортировки и количества накопителей на сортировочно-пакетирующих линиях.

3. Предложенный метод определения производительности линий сортировки и пакетирования пиломатериалов позволяет производить расчет и оценку эффективности процесса в динамике с учетом не только количественных, но и качественных показателей. При этом значительное влияние на производительность по выходу пиломатериалов в пакетах из досок одной длины оказывает размерно-качественный состав партий обрабатываемых пиломатериалов.

4. Составлено математическое описание и разработана имитационная модель современного процесса окончательной обработки пиломатериалов. Применение имитационного моделирования позволяет определить влияние как отдельных, так и комплекса технологических факторов и выявить основные закономерности функционирования процесса.

5. Разработанный аналитический метод расчета минимально возможной партии запуска и коэффициента кондиционности пиломатериалов позволяет определять эти величины с высокой степенью достоверности как ддя существующих, так и ддя реконструируемых и проектируемых вновь предприятий. Полученная при этом ошибка не превышает 6.8$. Определение фактической величины объема партий запуска; а следовательно и коэффициента кондиционности, осуществляется на имитационной модели с учетом динамики протекания процесса, при ошибке не более 4%.

6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена универсальная схема сортировки пиломатериалов, которая дает возможность обеспечить сравнительно высокую производительность линий сортировки и пакетирования пиломатериалов по выходу в пакетах из досок одной длины. Разработанная методика выбора рациональной схемы сортировки с учетом структуры обрабатываемых партий позволяет либо увеличить фактическую производительность линий по выходу пиломатериалов в кондиционных пакетах (из досок одной длины) в среднем на 6.9$, либо, при неизменной величине коэффициента кондиционности, уменьшить объемы партий запуска в среднем на 20. 40%.

7. При проведении экспериментов на имитационной модели установлено, что основными технологическими факторами, оказывающими наибольшее влияние на эффективность процессов окончательной обработки пиломатериалов являются: интенсивность обработки пиломатериалов на линии, средние величина сечения и длина обрабатываемых пиломатериалов, количество их сечений (ft), соотношение интенсив-ностей.обработки и поступления пиломатериалов.

8. Разработанные графо-аналитический и имитационный методы расчета и синхронизации процесса окончательной обработки пиломатериалов позволяют осуществлять выбор рациональных условий протекания процесса, заранее предсказать эффективность и последовательность его функционирования, повысить степень достоверности получаемых результатов (при имитации не менее 0,96), производить расчет показателей данного производственного процесса с учетом его сложности и динамичности, при значительном снижении затрат времени на расчеты.

9. В результате анализа экспериментальных исследований на имитационной модели установлено, что границы величины соотношения интенсивностей обработки на линии (М ) и поступления пиломатериалов из сушки (/7), обеспечивающие непрерывное и ритмичное функционирование процессов составляют:

I <П $ 3 М//1 = 1,02.1,2 ft =4 М/Л = 1,04.1,4 ^6 /7///= 1,06.1,34 8 М/Л = 1,13.1,32 Фактическая величина превышения интенсивности обработки над интенсивностью поступления пиломатериалов (за исключением потерь времени на переходы с сечения на сечение и накопление партий запуска) будет приблизительно в два раза меньше.

10. Разработанный метод определения рационального количества накопителей на линиях сортировки и пакетирования позволил установить, что при существующих условиях работы, размерно-качественной структуре выпиливаемых сосновых пиломатериалов величина рационального количества накопителей составляет в среднем 40.44. Для конкретных условий Сегежского ДЦК эта величина составляет 42 накопителя.

11. Наиболее выгодной с точки зрения минимальной величины требуемой емкости буферного склада является равномерный режим работы линии сортировки и пакетирования; это имеет место при количестве рабочих смен в неделю 14 и 20, то есть когда количество выходных смен близко к нулю. Определение фактической величины требу емой емкости буферного склада возможно с помощью либо полученных зависимостей - в виде графиков и уравнений регрессии, либо имитационного моделирования.

12. При реконструкции существующих и проектировании новых лесопильных предприятий структура процесса окончательной обработки пиломатериалов может значительно отличаться от принятых в настоящее время структур (например, заложенной в блоках новой импортной техники). В зависимости от величины среднего сечения и режима работы линии сортировки и пакетирования пиломатериалов, для обеспечения ее рациональной загрузки требуется от двух до двенадцати сушильных намер типа "Валмет-З". Так при постоянной емкости буферного склада после сушки (не более 150 штабелей), количестве сечений обрабатываемых пиломатериалов 2.6, двухсменной пятидневной рабочей неделе и величине среднего сечения обрабатываемых пиломатериалов - 0,0035 м2, требуется две сушильные камеры; при %scf> - 0,0045 м2, шестидневной рабочей неделе и трех сменах в день - двенадцать сушильных камер.

13. Формирование пакетов с уменьшенным поперечным сечением ( 0,25.О,7 м2) позволяет даже при обработке небольших партий о запуска ( 100.300 м ) иметь высокий коэффициент кондиционности. о

При больших объемах партий запуска (не менее 2000 м ) величина поперечного сечения пакетов не оказывает влияния на выход пакетов из досок одной длины.

14. Подтвержденный экономический эффект от внедрения новой схемы сортировки на линии Сегежского ДДК составляет 57 тыс.руб. в год. Ожидаемый минимальный экономический эффект на линиях данного типа составит около 1,5 млн.руб.

Библиография Трапезников, Сергей Владимирович, диссертация по теме Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки

1. КПСС. Съезд 26-й. Москва. 1981. Материапы ХХУ1 съезда КПСС. -М.: Политиздат. 1981. - 223 с.

2. Важнейшие задачи лесопильной промышленности. Деревообрабатывающая промышленность, 1982, .№ I, с.1-2.

3. Абчук В.А. Справочник по исследованию операций. М.: Воениз-дат, 1979. - 368 с.

4. Аксенов П.П. Технология пиломатериалов. Учебник для вузов. -М.: Лесная промышленность, 1976. «■ 480 с.

5. Андреев В.Н. Математическое планирование экспериментов: методические указания. Л., ЛТА, 1982. - 38 с.

6. Батин И.В., Дудюк Д.Л. Основы теории и расчета автоматических линий лесопромышленных предприятий. М.: Лесная промышленность, 1975. - 176 с.

7. Батин Н.А., Трофимов С.П. Влияние места торцовки в технологическом процессе на выход бессортных экспортных пиломатериалов. Механическая обработка древесины, реферативная информация, 1976, & 4, с.10~П.

8. Буспенко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов на цифровых вычислительных машинах. « М.: Наука, 1964. 362 с.

9. Варакин М.Ю., Мациевский Г.С., Алексеев В.И. Пособие оператору установок для торцовки и сортировки пиломатериалов: Учебноепособие. М.: Лесная промышленность, 1981. - 112 с.

10. Вентцедь Е.С. Исследование операций. М.: Наука, 1980. -206 с.

11. Вентцедь Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. - 576 с.

12. Вигедь Э.Г. Зависимость производительности сортировочно-паке-тируицих установок от коэффициента кондиционности транспортных пакетов. Механическая обработка древесины, экспресс-информ. (ВНИПИЭИлеспром), 1975, вып.7, с.Ю-12.

13. Вигель Э.Г. Оптимизация производственных процессов обработки и пакетирования пиломатериалов. Механическая обработка древесины, реферативная информация, 1978, № 9, с.9-11.

14. Владзиевский А.П., Белоусов А.П. Основы автоматизации и механизации технологических процессов в машиностроении. М.: Высшая шкода, 1974. - 352 с.

15. Волчкевич Л.И. Надежность автоматических линий. М.: Машиностроение, 1969. - 309 с.

16. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. - 368 с.

17. Горячев Г.С. Исследование технологических процессов окончательной обработки пиломатериалов при их пакетной отгрузке с лесозаводов Сибири: Дисс.канд.техн.наук. Красноярск, 1975. - 218 с.

18. Горячев Г.С., Губин В.И., Никоненко Н.А. Расчет технологических запасов в браковочно-торцовочных и пакетирующих линиях при распиловке сырья больших диаметров. Деревообрабатывающая промышленность, 1975, J& I, с.20-21.

19. Грачев А.В., Кононова Н.Е. Исследование причин простоев оборудования для окончательной обработки пиломатериалов после сушки: Межвуз.сб./ЛТА. Л., 1979, с.15-18.

20. Грачев А.В. Сокращение числа сечений выпиливаемых пиломатериалов необходимое условие производительного использования оборудования для сортировки пиломатериалов: Лекции. Сортировкаи сушка пиломатериалов /Общественный заочный институт. М., 1979, с.86-98.

21. Грачев А.В. Обработка сухих пиломатериалов: Лекции для студентов. Л., ЛТА, 1977. - 39 с.

22. Грубэ А.Э., Санев В.й. Основы теории и расчета деревообрабатывающих станков, машин и автоматических линий. М., Лесная промышленность, 1973. - 384 с.

23. Добранд В. и др. Программирование на фортране: Справочник. -М., Статистика, 1973. 175 с.

24. Елуков А.П., Щеглов В.Ф. Комплексная механизация работ на складах пиломатериалов. М.: Лесная промышленность, 1979. -224 с.

25. Елуков А.П. Окончательная обработка и пакетирование сухих пиломатериалов: Лекции. Склеивание, обработка, пакетирование и отгрузка пиломатериалов /Общественный заочный институт. М., 1978, с.15-20.

26. Елуков А.П. Расчет минимального объема пиломатериалов для формирования транспортных пакетов. Механическая обработка древесины, реферативная информация, 1970, JS 17, с.16-17.

27. Елуков А.П., Рванин Р.В., Щеглов В.Ф. Сортировка, пакетирование и погрузка пиломатериалов. Механическая обработка древесины, обзорная информация, 1968, вып.2, 41 с.

28. Зеленин Ю.А. Влияние размеров досок на пропускную способность сортировочно-пакетирующей установки фирмы "Сатеко": Научные труды /ЦНИИМОД. Архангельск, 1973, вып.29, с.33-36.

29. Иванов В.Д., Щеглов В.Ф. Автоматизированные сортировочные устройства и пакетоформирующие машины для пиломатериалов. -М.: Гослесбумиздат, 1963. 70 с.

30. Иванов В.Д., Щеглов В.Ф. Укладка, хранение и погрузка пиломатериалов. М.: Лесная промышленность, 1970. - 93 с.

31. Инструкция по технологии сушки и эксплуатации лесосушильных установок фирмы "Валмет" /Богданов Е.С., Гринькова О.И. Архангельск: ЦНИИМОД, 1981. - 59 с.

32. Иорданский М.А. Программирование на языке АЛ для Наири К.~ М.: Наука, 1983. - 112 с.

33. Исаева Л.Н. Влажность древесины растущих деревьев в различных районах произрастания. В кн.: Древесина и древесные материалы. - Красноярск: Институт леса и древесины им.Сукачева В.Н.,1974, с.31-35.

34. Калитеевский Р.Е. Автоматизация производственных процессов в лесопилении. М.: Лесная промышленность, 1979. - 336 с.

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

36. Калитеевский Р.Е., Фаллер А.Н. Браковка и сортировка продукции лесопиления и деревообработки. М.: Лесная промышленность,1971, 47 с.

37. Калитеевский Р.Е. Проектирование лесопильных потоков. М.: Лесная промышленность, 1972. - 184 с.

38. Кононова Н.Е. Анализ работы оборудования для окончательной обработки пиломатериалов после сушки. В кн.: Технология и оборудование деревообрабатывающих производств /Межвуз.сб.научн. тр. - Л.: ЛТА, 1979, с.20-22.

39. Коноплев П.С. Краткий анализ использования новой техники на лесозаводах. В сб.: Исследование технологии и оборудования лесопильно-деревообрабатывающих производств. - Архангельск: АЛТИ, I97X, вып.27, с.38«41.

40. Коноплев П.С. О производительности сортировочно-пакетирукщих установок. В сб.: Исследование технологии и оборудования2 2 <Sлесопильно-деревообрабатывающих производств. « Архангельск: АЛТИ, 1973, вып.31, с.39-41.

41. Леонтьев Н.А. Техника статистических вычислений. « М.: Лесная промышленность, 1966. 250 с.

42. Дурье Л.З. Браковка, торцовка, сортировка пиломатериалов. -М.: Лесная промышленность, 1970. 48 с.

43. Дурье Л.З. Исследование методов торцовки и браковки экспортных пиломатериалов: Дисс.канд.техн.наук. Архангельск, 1961. - 166 с.

44. Дурье Л.З. Новые методы торцовки пиломатериалов. М.: Гос-лесбумиздат, 1962. - 35 с.

45. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971. - 576 с.

46. Методика определения экономической эффективности использования в лесопильной, деревообрабатывающей, фанерной и мебельной промышленности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М. - Архангельск.: ЦНИИМОД, 1983. - 94 с.

47. Нейлор Т. и др. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М.: Мир, 1975. - 500 с.

48. Обследование и разработка рекомендаций по повышению эффективности лесосушильных камер конструкции ЦНИИМОД и "Валмет": Отчет ЦНИИМОД; Гринькова О.И. Тема J6 10-62; $ ГР ; инв.<№ - Архангельск, 1982. -7? с.

49. Опыт работы по освоению линий сушки и пакетирования пиломатериалов. Механическая обработка древесины, экспресс-информ.(ВНИПИЭИлеспром), 1981, вып.1, 32 с.

50. Пен Р.З., Менчер Э.М. Статистические методы в целлюлозно-бумажном производстве. М.: Лесная промышленность, 1973. - 89с.

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

52. Песоцкий А.Н. Лесопильно-строгальные производства. М.: Гослесбумиздат, 1949. - 755 с.

53. Пижурин А.А. Оптимизация технологических процессов деревообработки. М.: Лесная промышленность, 1975. - 312 о.

54. Пижурин А.А. Современные методы исследований технологических процессов в деревообработке. М.: Лесная промышленность, 1972. - 248 с.

55. Прейскурант Я 07-04: Оптовые цены на лесопродукцию экспортную и импортную. Утв.Гос.ком.цен СССР 06.05.84. Ввод в действие с 01.01.82. М.: Прейскурантиздат, 1980. - 48 с.

56. Проанализировать работу линий сортировки и пакетирования сухих пиломатериалов "План-Селл" на предприятиях Минлесбумпрома СССР и разработать рекомендации по повышению эффективности их использования: Отчет ЦНИИМОД; Щеглов В.Ф. Тема Jfc 3-I-3-8I;

57. IT 81034408; инв.й Б995381. Архангельск, 1981. - 87 с.

58. Разработать технологию производства, хранения и отгрузки экспортных пиломатериалов на лесозаводах г.Архангельска, оснащенных импортной техникой: Отчет дт ; Коноплев П.С. Тема X-I2-8I; Я TP790i27S6 ; инв.гё . - Архангельск, 1981. -77 с.

59. Разработка технологических режимов сушки пиломатериалов нескольких сечений одновременно в одной камере в условиях Ленинградского лесного порта: Отчет ЦНИИМОД, Гернет М.Г. Тема & 24-82; J6 ГР ; инв.гё . - Архангельск, 1982.- 34 с.

60. Рекомендации по расчету производительности линий торцовки, сортировки и пакетирования пиломатериалов. Архангельск: ЦНИИМОД, 1982. - 30 с.2 2 <2

61. Руководящие технические материалы. Методология экспериментальных исследований процессов резания древесины. Архангельск: ЦНИЙМОД, 1982. - 77 с.

62. Руководящие технические материалы по камерной сушке пиломатериалов. Архангельск: ЦНИЙМОД, 1982. - 94 с.

63. Руководящие технические материалы по производству и отгрузке пиломатериалов на экспорт. Архангельск: ЦНИЙМОД, 1984. -ПО с.

64. Рыбицкий П.Н. Совершенствование основных параметров оценки качества пиломатериалов на сортировочно-пакетирующих линиях: Дисс.канд.техн.наук. Л., 1982. - 187 с.

65. Рымашевский В.Л. Совершенствование технологии производства и отгрузки пиломатериалов в условиях Архангельского промышленного узла: Дисс.канд.техн.наук. Л., 1983. - 164 с.

66. Светозарова Г.И. Практикум по программированию на алгоритмических языках. М.: Наука, 1980. - 320 с.

67. Сиротов А.В. Техническое обслуживание и ремонт автоматизированных пиний для сортировки и пакетирования пиломатериалов: Дисс.канд.техн.наук. М., 1983. - 207 с.

68. Скурихин В.й. и др. Математическое моделирование. К.: Техника, 1983. - 270 с.

69. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и.математической статистики: для технических приложений. -М.: Наука, 1969. 511 с.

70. Соболев И.В., Пуолакайнен Л.М., Репина Т.Н. Модели и методы объемно-календарного планирования лесопильного производства.

71. Деревообрабатывающая промышленность, 1975, № 4, с.13-15.

72. Соболев И.В. Управление производством пиломатериалов. М.: . Лесная промышленность. - 184 с.

73. Соболев И.В. Управление производством пиломатериалов. -. Петрозаводск: Карелия, 1976. 173 с.

74. Совершенствование технологии сушки пиломатериалов в линии сушки "Валмет" на ЛДК .№ I: Отчет ЦНИИМОД; Гернет М.Г. -Тема й 20-82; ГР ; инв.й . Архангельск, 1982. - 14 с.

75. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологии процессов. М.: Машиностроение, 1981. - 184 с.

76. Справочник по лесопилению /Богданов Е.С., Боровиков A.M., Голенищев А.Н. и др. М.: Лесная промышленность, 1980.424 с.

77. Справочник по сушке древесины /Богданов Е.С., Козлов В.А.,2 зо

78. Пейч А.Н. Изд.З-е, перераб. - М.: Лесная промышленность, 1981. - 192 с.

79. Справочник экономиста деревообрабатывающей промышленности. -М.: Лесная промышленность, 1972. 540 с.

80. Трофимов С.П. Исследование технологии и технических средств торцовки пиломатериалов и разработка основных положений по ихсовершенствованию: Дисс.канд.техн.наук. Л., 1981. - 237с.

81. Трофимов С.П. О влиянии триммерного метода торцовки на выход пиломатериалов. В кн.: Механическая технология древесины. -Минск: БТИ, 1978, вып.8, с.27-35.

82. Турушев В.Г., Зеленин Ю.А. Влияние размеров формируемого пакета на производительность сортировочно-пакетирующей установки. В кн.: Научные труды /ЦНИИМОД. - Архангельск, 1973, вып.29, с.36-38.

83. Турушев В.Г. Методика расчета буферных запасов пиломатериалов: Комплексное использование древесины /Сб.научн.трудов. -Архангельск.: ЦНИИМОД, 1972, вып.27, с.128-135.

84. Турушев В.Г., Рванин Р.В. О взаимосвязи сырья и технологии пиломатериалов: Комплексное использование древесины /сб. научн.трудов. Архангельск: ЦНИИМОД, 1972, вып.27, с.118-122.

85. Щеглов В.Ф, Исследование пакетоформирующих машин: Дисс. канд.техн.наук. Архангельск, 1965. - 195 с.

86. Щеглов В.Ф. Пакетирование и пакетные перевозки пиломатериалов. Механическая обработка древесины, обзорная информация, 1980, вып.7, 48 с.

87. Щеглов В.Ф. Современные методы сортировки пиломатериалов-в Финляндии. Механическая обработка древесины, обзорная информация, 1980, вып.З, 40 с.