автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Технологические основы оперативного управления и планирования с использованием ПЭВМ процессов производства пиломатериалов

На ПраЗЗХ рукописи

ГУДКОВ Алексей Сергеевич ¡1

Г\

ш

технологические основы оперативного управления И планирования С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ пзвм процессов производства пиломатериалов

05.21.05 - "Технология и оборудование дереЕообрабзтыгав2Ц2с прог.в-еодств, древесиноЕеденг.е"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации ка соискание ученей степей;: кандидата технических наук

Санкт-Петер5ург -

Работа выполнена на кафедре лесопильного производства и гидротермической обработки дреЕесины Санкт-Петербургской лесотехнической академии

Научный руководитель

заслуженный деятель науки PS, член-корреспондент АЕН РФ, доктор технических наук, профессор Калитеевский P.E.

Официальные оппоненты -

член-корреспондент АЕН РФ, доктор технических наук, профессор Меньшиков В.Н.

кандидат технических наук, доцент Малышев Ю.2.

Ведущая организация

ПШРЭДРЕВ

Защита диссертации состоится " 1595 г. в

^ часоЕ на заседании специализированного совета Д063.50.01 в Санкт-Петербургской лесотехнической академии /134013, г. Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, главное здание, зал заседаний/ .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке лесотехнической академии.

Автореферат'разослан " " 1995 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СОВЕТ

Анисимоз Г.М.

общая характеристика работы

Актуальность теш. В ноеых экономических условиях, при переходе от централизованного планирования к рыночной экономике проблема оперативного управления производством пиломатериалов выходят на одно кг первых мест. Ока долина резать такие проблемы, как проверка выполнимости заданной спецификации ппломатери-алоз и определение времени ее выполнения, определение рациональных рехпмов работы оборудования и значении управляемых технологических параметров (количество и границы сортировочных групп бревен, планируемый период оаботы боевнолил.ьных потоков и др.:. Гло:-;носсь решения задачи оперативного планирования в отличие от долговременного в том. что ее необходимо рассматривать во времени, т.е. с учетом динамики производства. Существующие на сегодняпний день методы расчета емкости склада рассортированного сырья и составления оперативного плана раскроя сырья на пиломатериалы по-мимо их пригодности к проведению только укрупненных или оценочных расчетов ;<ме:от недостаток в разрозненном решении поставленных задач, что приводит к недостоверным результатам в целом по всему процессу в системе: сортировочная линия - склад рассортированного сырья - лесопильный цех. Увеличивавшийся в стране парк бревношгльного оборудования на баге лентсчнопигьных и кругло пильных станков приводит к необходимости создания методов расчета и оптимизации поставов различными способами раскроя сырья на пиломатериалы. Как показал проведенный анализ литературных источников, каких-либо работ и исследований по зтому вопросу не проЕод;тось. В связи с этим совершенствование оперативного управления и планирования процессов производства пзломатерпалов является актуальным.

Дель работы. Целью настоящей работы является увеличение средневзвешенного объемного выхода спецификзциснных пиломатериалов вследствии повышения эффективности планирования раскроя и функционирования системы: линия сортировки бревен - склад рассортированного сырья - лесопильный цех.

Научная новизна работы. Разработана методика решения комплекса задач оперативного планирования раскроя сырья на спецпфи-

кационные пиломатериалы и технологическом подготовки сырья к обработке с учетом динамики производственных процессов. •

Предложена методика принятия решения для рационализации плана раскроя сырья и прогнозирования средневзвешенного объемного выхода спецификационных пиломатериалов методом главны/; компонент.

Разработана й реализована на ПЭВМ имитационная модель системы: линия сортировки бреЕен - склад рассортированного сырья -лесопильным цех позволяющая определить во Бремени минимальную емкость склада рассортированного сырья, коэффициент ' загрузки лесопильного цеха и каждого бревнопильного потока в отдельности, время выполнения плана раскроя, кривую распределения сырья по диаметрам поступающих в лесопильный цех во время агитации.

Выявлены основные зависимости влияния технологических факторов на емкость склада рассортированного сырья, коэффициент загрузки лесопильного цеха и выполнение плана раскроя спецификационных пиломатериалов. В отличии от существующих методов планирования выявлено, что составление плана раскроя должно производиться не по статистической среднегодовой кривой распределения сырья по диаметрам, а по распределению сырья поступившему в лесопильный цех за оперативный период Бремени.

Построена оптимизационная модель расчета раскроя бревен развально-сегментным способом и проведены первоначальные исследования влияния технологических факторов на объемный выход радиальных досок.

На защиту выносится:

- комплексная модель оперативного планирования раскроя сырья и технологической подготовки производства пиломатериалов;

- метод оперативного планирования раскроя сырья на пиломатериалы;

- имитационная модель процессов подготовки и раскроя сырья на пиломатериалы;

- программно-методические материалы по составлению поста-еов развально-сегментным способом для крупномерных . бреЕен и круговым способом раскроя для малых и средних диаметров пиловочника;

- результаты исследований влияния основных технологических факторов на систему: линия сортировки бревен-склад рассортированного сырья-лесопильный цех;

- результаты исследовании влияния технологических факторов на выполнение плана раскроя сырья ка п;шс.\:атерпалы определенны:': сечении при заданных с-бьемах ;;х выпиловки.

Достоверность выполненных исследований подтверждается:

совпадением результатов теоретических и з:-::пер;:мен-тальных исследован::;;;

- положит ель ными результатами проведенных лабораторных экспериментов, выполненных с использованием современных методов и средств.

Практическая значимость работы. Разработанные програи/.-но-методтеские материалы предназначены для использования в оперативном планировании и управлении производством пиломатериалов на АРМ технологов лесопильного производства и з САПР технологии лесопильных предприятий.

Реализация результатов исследований и разработанные мето-

розанного сырья и повысить коэффициент загрузки лесопильного цеха с увеличением

К.-.Т ■ - - - , ■ у

Т^^'Л^^.*л 0-е V

работанных прсграммно-метод;;ческ11х материалов произведена в А/и "БКОДРЕЕпрон", а также ка различных лесопильных предприятиях Ленинградской области, на Колпинском комбинате строительных материалов и при проведении экспертиз Санкт-Петербургской Торго-зо-промышленной палатой.

Апробация работы. исновнь:е положения диссертации доло-.^г.ы и обсуждены на научно-технических конференциях Санкт-Петербургской лесотехнической академии в 1950, 1991, 1392, 1993, 1994, 1955 г.г. Результаты исследований изложены в научных отчета:-: СПб ЛТА /гос. регистрационные Н 01370022900 в 1990, II 01910047393 в 1991, 1932, 1992 гг., Н 0195 0000512 в 1993. 1994 гг., Н 01940002241 в 1394 г.) и опубликованы в печати.

Публикации. По результатам выполненных исследований опуб-

ликаЕано четыре печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введет:?., шести разделов, осноеных еыеодое и рекомендаций, списка литературы, пяти приложения. Общий объем работы 149 с. В работе содержится 28 рис., 11 таблиц, список литературы содержит 1G5 наименований.

1 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш исследований, сформулированы цель и основные положения Еыносшлые ка защиту.

В первом разделе проЕеден' анализ существующих процессов подготовки сырья к обработке. Обусловлены задачи решаемые технологической подготовкой сырья" к раскрою в которые входят максимальный средневзвешенный объемный еыход пиломатериалов, минимальная емкость склада рассортированного сырья и максимальная загрузка лесопильного цеха.

Приводится обзор существующих методов плакирования раскроя пиловочных бревен и методик расчета производственного процесса подготовки сырья к обработке. Рассматривается состояние вопроса по разЕально-сегментному способу раскроя для крупномерных бревен и круговому способу для раскроя пиловочника малы;-; и средних диаметров.

Еще много лет назад проф. Аксенов отмечал, что при существующем планировании не учитывается фактор Еремени, т.е. сроки готовности отдельных партий пиломатериалов.

Пршенение в КАРНШШПе комплекса программ по расчету плана раскроя, где эта задача формулируется как задача линейного программирования, не позволяет учесть такие технолоплескпе особенности процесса производства пиломатериалов как: метод сортировки бреЕен, тип бреЕнопильного оборудования и т.д. При этом планирование раскроя осуществлялось на уровне объединения с минимальным шагом управления декада, и вопрос оперативного управления не ставился.

К.т.н. Л.И.ШматкоЕым разработана технологическая программа составления плана раскроя при заданном диапазоне границ сорти-

ровочных групп бревен. Однако она позволяет выполнение заданной размерной спецификации пиломатериалов только со свободнаn.ai, а не с заданны;.«! объемами выпиловки определенных сечений пилематериалов. Поэтому она может использоваться только ^ частный случал для выявления наиобелее выгодных сечений пиломатериалов при получении заказа.

При разработанном методе оперативного планирования раскроя сырья на пиломатериалы к.т.н. Глотовой Т.И. поставь: ссставл.~:-от-ся одновременно по всем группам бревен, а оптимизация объемного выхода пиломатериалов осуществляется при выполнении плана раскроя га счет сокращения количества перерабатываемого сырья. Однако, -з этом методе используется среднегодовая кривая распределения сырья, что в динамике не учитывает узел!:чекие процентов перелилов и недопилсв.

Анализ существующих методик расчета процессов на складе сырья разработанных: А.П.Ерагпным, Ю.А.Дьлчксвым, К.В.Соболева/., М.Я.Еравым, Я.Е.Шпигельыаном, Т.И.Глотовой, показал, что они пригодна либо для укрупненных расчетов., либо недостаточно достоверны вследствие. не учета некоторых основных технологически: параметров.

Увеличивающийся спрос на специализированные пиломатериалы, кек. например, радиальные доски и отсутствие в литературе программно-методических и исследовательски.:-: материалов по расчету их раскроя на SEM приводит к. необходимости решения данной задачи, как составляющей на АРМ технологов лесопильного производства.

На основании вышеизложенного были сформулированы основные задачи исследований:

- разработка методики решения комплекса задач оперативного планирования раскроя сырья нз спецпфикзционные пиломатериалы и технологической подготовки сырья к обработке с учетом динамики прсиг водстЕенкьк процессов;

- разработка общего алгоритма комплексной модели оперативного планирования раскроя и технологической подготовки сырья к обработке на базе имитационной модели системы: лн.ния сортировки бревен - склад рассортированного сырья - лесопильный цех и

программы составления оперативного плана раскроя сырья на пиломатериалы-,

- проведение исследований влияния основных технологических .факторов на средневзвешенный объемный выход спецификационных пиломатериалов, емкость склада рассортированного сырья, производительность лесопильного цеха и параметры системы: линия сортировки бревен - склад рассортированного сырья - лесопильный цех;

- рационализация плана раскроя сырья и прогнозирования средневзвешенного объемного выхода спецификационных пиломатериалов;

- разработка алгоритмов, программ и методик расчета раскроя сырья развально-сегментным способом и его оптимизация по критерию наибольшего объемного"Еыхода радиальных досок с проведением исследований елияния основных технологических факторов на объемный еыход радиальных досок.

Второй раздел посвящен основным положениям теории и методике оперативного планирования и технологшеской подготовки производства пиломатериалов.

На рис. 1 представлен алгоритм комплексной модели оперативного планирования раскроя сырья и технологической подготовки производства пиломатериалов.

Комплексная модель технологической подготовки сырья к раскрою Екиочает в себя ряд специализированных технологических программ и подпрограмм. Основными программами яеляются имитационная модель процессов подготовки и раскроя сырья на тшомате-риалы и расчет плана раскроя на оперативный период.

Програша планирования сырья на пиломатериалы PLAH-AR Еключает е себя в качестве подпрограмм ранее созданные программы по расчету максимально возможного объемного Еыхода пиломатериалов при получении оптимальных размеров ширины и длины боковых досок для конкретных диаметров бреген и заданной спецификации пиломатериалов (BEAM-300) и проектировании оптимальных поставов (ОРТ-500).

Ееод исходных данных в имитационную модель процессов подготовки и расрол сырья на пиломатериалы SCLAD-10 производится в

Программа планирования раскроя сырья на пиломатериалы

-5-

PLAN-AR Веод исходных данных

ккализ выполнимости спецификации

г8-

0РТ-500 Перебор массива бревен с формированием пакетов брусовых и боковых досок I и II проходов

Изъятие выполненных сечений пиломатериалов

гЮ-

Учет выпиленных сечении пиломатериалов

Составление плана раскроя сырья на п/м

Г12-

Анаяиз плана раскроя

Г14-'-

BEAM-300 Корректировка систем поставов

13-

Имитацпонная программа

процессов подготовки и раскроя сырья на п/м

-1-

5СЬА0-10 Ввод исходных данных

Определение производительности л/ц

Имитационное моделирование процессов систеш: линия сортировки бревен - склад рассортированного сырья - лесопильный цех

Г4-1-

Определение основных технологических параметров системы:

- емкость склада;

- оперативный запас:

- время обработки' заданного объема сырья;

- объемы распиловки заданных сорт, групп бревен.

г5-

Ввод информации о складе рассортированного сырья

г15-1-

Корректировка управляющие технологически; параметров

ВЫПОЛНЕНИЕ ILTAHA РАСКРОЯ

1

Рис.1. Общий алгоритм комплексной модели_оперативного планирования раскроя и технологической подготовки сырья к раскрою

блоке 1, дополнительные исходные данные для программы "PLAN-AR" вводятся в блоке 6.

В блоке 2 определение производительности лесопильного цеха осуществляется по методике проф. Р.Е.Калитеевского. Блоками 3 и 4 производится непосредственно имитационное моделирование технологического процесса и определение основных технологических параметров системы. После чего в базу данных, блок 5, заносится информация об оставшемся сырье на складе рассортированного сырья и в программу планирования раскроя сырья на пиломатериалы PLAN-AR фактически обработанное сырье по каждой сортировочной группе, т.к. при определенных условиях оно может резко изменяться от характера поступающего сырья на склад рассортированного сырья.

Анализ выполнимости спецификации выполняется в блоке 7 по методу проф. Г.Д.ВласоЕа..Далее производится переход к подпрограмме проектирования оптимальных поставов для каждой сортировочной группы бреген (GPT-500), блок 8.

По мере перебора сортировочных групп бревен и выполнении отдельных сечений пиломатериалов осуществляется их изъятие из спецификации (блок 9) и занесение информации е базу данных (блок 10). В блоке 11 составляется план раскроя. Последующим анализом в блоке 12 принимается решение либо о его допустимости и переходе к блоку 13 для его выполнения, либо корректировке и формировании ноеых систем поставов, посредством подпрограммы расчета постаЕов (BEAM-300) или переходе на новую итерацию имитирования процессов подготовки и раскроя сырья на пиломатериалы с.измененными управляющими технологическими параметрами.

Переход к новой итерации позволяет учесть фактически обработанное в лесопильном цехе сырье по сортировочным группам бревен, что впоследствии может значительно повлиять на план раскроя.

При использовании разработанной модели оперативного планирования раскроя сырья и технологической подготовки производства пиломатериалов проведены исследования влияния обработанных кри-вьи; распределения сырья по диаметрам при разлшных итерациях на оперативный период времени е лесопильном цехе на средкеЕзвеиек-

ный объемный выход, процент перепилов и недопилов. Установлено,

что коэффициент загрузки лесопильного цеха на первой итерации (с нулевой емкости склада рассортированного сырья) Еыше нз 0,1 - 0,15 % в сравнении с последующа,¡и итерациями по тому же объему раскроя пиловочника. Средневзвешенные объемные еыходы пиломатериалов могут изменяться при одних и тех же исходных данных, только за счет кривой сырья обработанного в лесопильном цехе от 2 до 3 7.. При этом процент перепилов и недопилов - до 6 - 3 7..

В третьем разделе разработана модель системы: линия сортировки бревен - склад рассортированного сырья - лесопильный цех. Детально описан метод определения граничных диаметров бревен между еревнопклъными потоками и расчет фактической производительности 1-го потока. Приведены общий алгоритм титацпоннои модели и детализированный блок имитационного цикла функционирования системы.

Программа рассчитана на И:.:;;оац;;ю системы с любой номенклатурой бревнсппльксго оборудования, различным количеством сортировочных групп бревен и другиш факторами влияющими ка производственный процесс системы. В результате имитации рассчитываются: необходимая и начальная емкости склада рассортированного, необходимое количество смен для распиловки заданного объема сырья, количество обработанного сырья на каждом бревнопильном потоке и каждой сортировочной группы (кривая распределения сырья обработанного в лесопильном цехе), производственная мощность лесопильного цеха и коэффициент загрузки лесопильного цег ха на время итерации.

Обеспечение графического отображения имитации технологического процесса на экране монитора позволяет пользователю быстрое освоение программы и возможность визуальной оценки тех-, нологпческого процесса во времени.

Разработанная программа оперативного планирования производства пиломатериалов "РЬАН-АИ" позволяет пользователю работать е двух режимах: расчета плана раскроя с ранее заказанными поставами для каждой сортировочной группы и оптимизацией поставов по критерию максимального объемного выхода пиломатериалов из бреген минимального диаметра в сортировочной группе с добав-

лением боковых досок по мере увеличения диаметра. Последний режим позволяет по мере распиловки досок брусового' сечения определить границы сортировочных групп бревен и минимизировать их .количество.

В результате реализации программы "PLAN-AR" при составлении плана раскроя рассчитываются: поставы и границы сортировочных групп бревен, ' средневзвешенные объемные выходы для каждой сортировочной группы и общий для Есего плана раскроя, процент перепилов и недопилов, как общий, так и по каждому сечению.

Блочное составление программы "PLAN-AR" позволяет подключение к ней других подпрограмм с различными схемами раскроя бреЕен.

В четвертом разделе приведены исследования оперативного планирования раскроя сырья и технологической подготовки производства пиломатериалов на примере предприятия. Исследования проводились по данным предприятия ЛДК-3 А/0 "Северолесоэкс-порт". Обоснованием Еыбора данного предприятия было внедрение на комбинате сухопутной сортировочной линии ЕС-60 и лесопильного цеха с тремя потоками на базе двухэтажных лесопильных рал 2Р-75 1(2) и одного потока на базе фрезернобрусующего станка ФБС-750 спаренного с многопильным станком СБ-8М, что дает возможность при исследованиях варьировать большим числом технологических факторов.

Оценка погрешности имитации, обусловленной наличием в программе имитационной модели генераторов псевдослучайных чисел, производилась по методике основанной на определении величины доверительного интервала для каждой компоненты вектора отклика и Еыбора максимального значения.

Задачей исследований являлось составление плана раскроя с определением рациональных значений средневзвешенного объемного выхода спецификационных пиломатериалов и технологических параметров процессов подготовки и раскроя пшгавочника.

Для решения этой задачи сначало был проведен полнофакторный эксперимент на имитационной модели "SCLAD-10" для определения емкости склада рассортированного сырья (Ее р/с) и коэффициента загрузки (Кз л/ц) лесопильного цеха (табл. 1). Затем ис-

Таблица 1

1 ■ I 1 N1 | XI Х2 хз 1 Кг л/ц| Ее р/с 1 1 N XI Х2 ХЗ Кз л/ц 1 Ее р/с|

( 1 1 1 1 0.5 8 ! 0.657| 1212 ¡31 1 0.5 16 0. 606 1824 |

| 9 1.5 0.5 8 0.6391 1818 1 '"39 1.5 0.5 16 -о. 63 2736 !

1 ? п 0.5 8 0.6931 2424 ¡33 о 0.5 16 0. 645 3648 |

1 4 2.5 0.5 8 0.702| 3030 |34 2.5 0.5 16 0. 635 4560 |

1 5 £ 0.5 8 0.706| 3536 ¡35 з 0.5 16 0. 696 5474 |

1 6 1 1 8 О.бо | 2425 |36 1 1 16 0. 62 3649 |

I 7 1.5 1 8 0.689| 3637 ¡37 1.5 1 16 0. 635 5474 |

1 6 2 1 8 0.699) 4850 ¡33 2 1 16 0.679 7293 |

1 9 2.5 1 8 0.7 | 6062 ¡39 2.5 1 • 16 0.725 9123 }

¡10 3 1 8 0.7 | 7274 ¡40 3 1 16 0. 765 10947 |

¡11 1 1.5 0 0.676| 3637 ¡41 1 •1.5 16 0. 627 5880 |

112 1.5 1.5 8 0.687| 5456 ¡42 1.5 1.5 16 0. 625 8211 |

|13 2 1.5 8 0.699| 7275 143 2 1.5 16 0. 726 10948 |

¡14 2.5 1.5 8 0.73Ц 9093 ¡44 2.5 1.5 16 0. 814 13685 |

¡15 3 1.5 о ■_> 0.73Ц 10912 ¡45 з 1.5 16 0. 845 16422 |

¡16 1 0.5 12 0.5831 1241 ¡46 1 0.5 20 0. 595 3207 |

117 1.5 0.5 12 0.624| 1862 ¡47 1.5 0.5 20 0.634 4310 |

!18 п 0.5 п 1 0.63 | 2482 ¡48 о 0.5 20 0. 664 6413 |

¡19 2.5 0.5 •1 п 1 & 0.734| 3103 ¡49 2.5 0.5 20 0. 669 8017 |

¡20 з 0.5 -1 п 0.755| 3723 ¡50 3 0.5 20 0. 683 9620 |

121 1 1 12 0.596| 2483 ¡51 1 1 20 0. 607 6377 |

| 22 1.5 1 12 0.687| 3725 ¡52 1.5 1 20 0. 627 9565 |

¡23 О 1 12 0.744| 4966 ¡53 2 1 20 0. ГУЧ 1 Г 12753 |

124 2.5 1 12 0.762| 6208 ¡54 2.5 1 20 0. 677 15941 |

125 О 1 12 0.776| 7449 ¡55 з 1 20 0. 722 19130 |

¡26 1 1.5 12 0.5941 3724 1 об '1 1.5 20 0. О.С. 1 954.6 |

| пп 1 ^ 1 1.5 1.5 12 0.6961 5586 ¡57 1.5 1.5 20 0.661 14320 |

¡23 2 1.5 12 0.7681 7448 158 2 1.5 20 0.667 ■19093 |

129 г? Г" 1.5, 12 0.756| 3070 159 2.5(1.5 20 0. 587 21815 1

130 1.. 1 3 1.5Ц2 ! 0.807| г 11172 60 1 ...1 3 1.5 20 0. 826 27765 |

. XI - коэффициент превышения минимальных партий запуска.

Х2 - планируемый период работы лесопильных потоков.

КЗ - количество сортировочных групп бревен, пользуется программа оперативного планирования раскроя сырья на пиломатериалы (PLAN-AR) для определения выполнимости плана раскроя и рационального средневзвешенного объемного Еыхода пиломатериалов (табл.2) был

Таблица 2

1 |N опыта 1 |Кол-во с/групп 1 |Ср. D6p 1 |OB n/u i | % пер 1 1 |% нед|

1 1 1 8 | 18 1 47.8 | 5.4 | 10.2|

1 2 | 12 | ' 18 1 54.6 | 4.1 1 3.91

1 з 1 16 | 18 | 54.3 | 6.7 1 8.1|

1 4 | 20 | 18 | 51.9 I 2.8 1 5.8|

1 5 1 8 | 20 | 49.4 | 1.0 | 14.4|

1 6 | 12 | 20 | 56.1 | 4.2 1 4.3|

1 7 1 16 | 20 1 .52.4 I 5.1 1 8.2|

1 8 | 20 | 20 | 55.6 | 3.0 1 3.6|

1 9 1 8 I 22 | 50.2 | 2.6 1 7.8|

| 10 | 12 | 22 | 54.4 | 3.2 1 4.91

| 11 1 16 | 22 | 56.4 | 3.4 1 4.0|

| 12 | 20 | 22 | 55.8 | 2.8 1 3.6|

| 13 1 8 1 24 | 51.1 | 1.1 1 4.4|

| ■ 14 | 12 1 24 | 55.2 | 2.6 1 4.11

1 15 1 16 1 24' | 55.2 | 0.2 1 3.4|

К* СП | 20 1 1 24 | 1 53.4. i | 0.6 р 1 3.9| 1 .1

проведен также полнофакторный эксперимент при заданных количествах сортировочных групп бревен и определенных средних диаметрах сырья.

Изменение любого технологического фактора в производственном процессе, такш^ как спецификация сырья и пиломатериалов, номенклатуры оборудования, изменение границ сортировочных групп

СреЕен и др., которые не могут численно быть представлены в

регрессионном уравнении не позволяет использование здесь таких методов оптимизации как градиентный или симплекс метод. Поэтому, по результатам экспериментов табл. 1 был проведен перебор значений емкости склада рассортированного сырья в порядке ее

TAS. ВАРИАНТ

Рис. 2. График зависимости емкости склада рассортированного сырья и коэф. загрузки лесопильного цеха от переменных факторов.

По табл. 2 был проведен перебор значений средневзвешенного объемного выхода пиломатериалов с построением графика рис. 3 в порядке его уменьшения. На рис. 2 по оси абсцисс отложены варианты из соответствующих им таблиц. Затем по графику (рис. 3) для заданного среднего диаметра бревна выбирается максимальный объемный выход пиломатериалов при определенном количестве сортировочных групп бревен.

Далее, по заданному ограничена максимальной емкости склада рассортированного сырья и определенному количеству сортировочных групп бревен определяется наибольшее значение коэффициента загрузки лесопильного цеха. Еариант сооответствующий

Рис. 3. График зависимости объемного выхода пиломатериалов и процента перепидов и недопилов от переменных факторов.

определенным значениям определяет сочетание рациональных управляющих параметров. Так, наибольший коэффициент загрузки лесопильного цеха для типового процесса при максимальном средневзвешенном объемном выходе пиломатериалов - 56,4 %, проценте пе-репилов - 3,4 и недопилов - 4,0 (11 вариант табл.2) может быть получен при следующих условиях (по табл.1):

- количество сортировочных групп бревен - 16-,

- средний диаметр бревен - 22 см.

а. При емкости склада рассортированного сырья (Ее р/с) до 10 тыс. мЗ коэффициент загрузки лесопильного цеха (Кз л/ц) -0,725 (планируемый период работы лесопильного цеха - 1 смена, коэффициент превышения минимальных партий запуска - 2,5 (вариант 39 )).

б. Ее р/с до 5 тыс. мЗ - Кз л/ц - 0,665 (планируемый период работы лесопильного цеха - 0,5 смены, коэффициент превышения минимальных партий запуска - 2,5 (вариант 34)).

в. Ее р/с до 3 тыс. мЗ - Кз л/ц - 63 (планируемый период работы лесопильного цеха - 0,5 смены, коэффициент превышения минимальных партий запуска - 1,5 (вариант 32)).

В пятом разделе для проведения исследований с использованием ПЭВМ выхода радиальных досок при развально-сегментном способе раскроя пиловочника предусматривается разработка алгоритма и nporpai.ii/.a для расчета постзеов. nporpai.ii.ia "5ЕБ£" для расчета постаЕов развально-сегментным способом является блоком для возможного подключения к программе планирования раскроя "Р1-АМ-АР".

Радиальные доски относятся к доскам специального назначения и отличаются от обычных регламентированным углом ме;*ду касательной ¡с окружности годичных слоев и наружной плзстью доски. Величина этого угла у радиальных досок должно быть от 30 до 60 градусов, у полу радиальных от 55 до 30 градусов. Остальные доски тангентальные. Преимуществом радиальных досок является отсутствие коробления при сушке и стабильность в изделиях подверженных температурным и влажностным перепадам.

ДИАМЕТР БРЕВНА

Рис. 4. График зависимости объемных еыходов: суммарного, радиальных, полу радиальных и тангентальных досок от диаметра бревна.

. На графике (рис. 4) представлена зависимость влияния диаметра бревен на объемные еыходы пиломатериалов радиальных, полурадиальных, тангектальных и суммарный. Определение поставов производилось при их оптимизации по критерию максимального выхода радиальных досок в автоматическом режиме. Расчет производился начинал с диаметра 26 см, как наименьшего диаметра бревна для рационального 'раскроя развально-сегментным способом.

Как видно' кз кривой суммарного объемного выхода пиломатериалов он соотЕетсЕует среднему объемному выходу пиломатериалов для такого оборудования, поэтому, принятый критерий оптимизации постава по максимальному объемному еыходу рздиалькых досок ка ' него значительного влияния не оказал. Увеличенный объемный выход радиальных досок начиная с диаметра бревна 50 см подтверждает, что использование развально-сегментной схемы раскроя рационально только на больших диаметрах. При этом как показывает кривая объемного выхода тангентзлькых досок их количество начиная с диаметра 40 см является минимальным.

В шестом разделе приведен расчет эконо;.пгчеокоп эффективности исследований. Установлено, что при внедрении комплекса программ оперативного планирования раскроя и технологической подготовки сырья к раскрою на ДДК-З за счет увеличения объемного выхода пиломатериалов кз 1.2 % и реконструкции склада сырья ожидаемый экономический эффект составит 194 тыс. долл. в год.

Использование программы "SEGR" для расчета поставов крупномерных бреген при развально-сегментном способе раскроя позволяет повысить объемный еыход радиальных досок на 2.4 У. при сохранении суммарного объемного выхода пиломатериалов, что дает экономический эффект на лентсчнопгльных .станках типа ЛГИ.'-1 -1050 долл. в год.

ОСНОВНЫЕ ЕЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИЙ

Изучение и разработка технологических основ оперативного управления и планирования с использованием ПЭВМ процессов производства пиломатериалов позволяет сделать следующие основные выводы и рекомендации.

1. Разработанная методика оперативного планирования раскроя сырья и техкслоппеской подготовки сырья к обработке с учетом динамики производственных процессов позволяет определить рациональные значения технологических параметров влияющих на средневзвешенный объемный выход спецификационных пиломатериалов, емкость склада рассортированного сырья и коэффициент загрузки лесопильного цеха.

2. Предложенная методика планирования раскроя сырья и прогнозирования средневзвешенного выхода спецпфикаиионных пиломатериалов разрешает найти рациональные количество и границы сортировочных групп бревен при заданных значениях процента пе-репилов и недспилсв.

3. Применение имитационной модели системы: линия сортиров-га! бревен - склад рассортированного сырья - лесопильный цех позволяет определить рациональные значения основных технологических параметров: минимальную емкость склада рассортированного сырья; время выполнения плана раскроя; коэффициент загрузки лесопильного цеха; количество сырья обработанного на каждом, брев-нопильком потоке (кривую сырья обработанную в лесопильном цехе) во времени практически с любой номенклатурой оборудования в системе.

4. Оперативный план раскроя сырья на пиломатериалы следует составлять не по среднегодовой кривой распределения сырья по диаметрам, а по конкретно накопленному обге;.-"/ сырья на складе рассортированного сырья с учетом его предполагаемого поступления на склад и интенсивности распиловки пиловочника в лесопильном цехе. В противном случае расхождение от плакируемого средневзвешенного сбьемномного выхода пиломатериалов может составлять от £ до 3 процентов и недовыполнение плана до 10 процентов. «

5. Установлено, что величина емкости склада рассортированного сырья зависящая от ксзо^ппиента превыгекил минимальных

:. новоопцпектв гагругни лесопильного цеха от

переменных управляющих ¿акторов имеет случайный характер.

_ 7. Проведенные исследования показали, что суммарный объемный выход пиломатериалов при развально-сегментном' способе раскроя с увеличением диаметра бревна, начиная с 60 см, выравнивается, -а объемный выход радиальных досок имеет значительное повышение. Следует иметь гвиду, что рациональное использование развально-сегментного способа раскроя возможно лиаь начиная с бревен 25 см и выле..

8. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения на базовом лесопильном предприятии ДЦК-3 А/0 "Север-олеоозкспорт" комплексной модели оперативного планирования и технологической подготовки сырья к раскрою позволяет увеличить средневзвешенный объемный выход спецпф1кационных пиломатериалов на 1,2 процента и составляет 1Э4 тыс. долл:

9. Применение программы "3EGR" для расчета поставов крупномерных бревез при развально-сегментном способе раскроя позволяет повысить объемный выход радиальных досок на 2,4 процента при сохранении суммарного объемного выхода пиломатериалов, что дзет экономический эффект на ленточнспильных станка:-: типа ЛПМ-1 - 1050 долл. в год.

Разработанные программно-методические. материалы, могут быть использованы в АРМ технолога лесопильного производства и проектных материалах САПР лесопиления, а также в учебном процессе по осноеным дисциплинам лесопиления.

"■ По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Калитеевский P.E., Гудков A.C. Расчет прокзводктэльнос-и одно- и многопоточных лесопильных цехов на базе оборудования олыпои единичной мощности.-Меззузовскии сб. науч. тр.. ,ЛТА.- 1992.- Технология и оборудование деревообрабатывающих роиз-в. С.- 13-17. подготовь сырья к раскрою.- с. 24-33.

2. Калитеевский Р.Е., Гудков A.C. Система компьютерных рэграмм для оперативного управления процессами подготовки и аскроя пиловочного сырья. деревообрабатывакЕЗЯ пром-ть.- М.: 995, N Z.- с. 2-5.

3. Калитеевский P.E., Гудкоз A.C. Оперативное управление и газирование процессов подготовки и раскроя сырья на пнломвте-=лы. "Лесной журнал".- Архангельск, 1933. N 2-3.- с. 15-17.

4. Калитеевский P.E., Гудков A.C. Программное обеспечение отем управления производством пиломатериалов. "Лесной жур-s".- Архангельск, 1995. Н 2-3,- с. 35-39.

■ «Просим принять участие в работе специализированного ссве-

Отзывы на автореферат з ~ гписями прос:а.1 присылать по ело рГ , К-13, J.KCTXTYTCKilll Игр. Э, й совет.