Введение к работе
Актуальность темы. Сушка пиломатериалов и заготовок согласно нормативным трехступенчатым режимам характеризуется низкими показателями качества высушиваемой древесины и большой длительность» процесса. Результаты обследования показывают, что на деревообрабатывающих предприятиях брак из-за дефектов сушей может достигать 20%, особенно при сушке пиломатериалов и мебельных заготовок из древесины твердых лиственных пород.
Интенсификация процесса сушки должна идти по линии многокритериальной оптимизации процесса, то есть разработки рациональных сочетаний режимных факторов, обеспечивающих одновременно заданное качество показателей высуииваемой древесины при при минимальных затратах. В то ка время поиск и строгое соблюдение оптимальных режимов сушки невозможно без использования средств вычислительной техники и автоматизации, что связано с необходимостью контроля и направленного регулирования параметров сушильного аген'а одновременно з нескольких рабочих секциях сушильной камеры.
Таким образом, для совершенствования технологии камерной сушки пиломатериалов и заготовок необходима дальнейшая разработка методов управления процессом на основе математического моделирования и оптимизации реальных режимов сулки.
, Цель и радячи исследования. Цель работы - исследование, разработка технологической системы компьютерной поддержки управления сушкой с целью получения оптимальных режимов, обеспе-
чивающих повышение качества заготовок за счет снижения технического брака по растрескиванию, короблению и сокращения общей продолжительности процесса.
В соответствии с поставленной целью били сформулированы основные задачи исследований и разработок:
проведение производственных экспериментов и построение математической модели сушки в виде зависимости растрескивания заготовок в процессе сушки от параметров режима:
исследование и разработка математической модели сушки в виде :.овисимости коробления заготовок в процессе сушки от параметров режима:
изучение процесса и сентез математической модели сушки в вида зависимости обшей продолжительности процесса от параметров режима:
анализ процесса сушки мебельных заготовок дуба с помощью полученных математических моделей:
алгоритмизация вычислительных процедур решения многокритериальной задачи оптимизации и определение оптимальных режимов процесса в системе управления сушкой мебельных заготовок дуба:
проведение производственных испытаний и внедрение в практику выпушенных научных разработок, реализация программного регулирования параметров среды в сушильной камере:
анаіїиз практического использования полученных результатов управления процессом сушки, экономической эффективности научных разработок и выдача рекомендаций производству.
Методика исследования. Поставленные выше задачи решались с помощью аппарата экспертных оценок, теории планирования эксперимента, математического моделирования, теории вероятности, регрессионного анализа, теории одно- и многокритериальной оптимизации. Достоверность результатов экспериментальных и научных исследования подтверждена протоколами испытаний и результатами реализации математических моделей, алгоритмов и программ при внедрении оптимальных режимов управления сушкой мебельных заготовок.
Научная новизна работы. Построена математическая модель процесса камерной сукки мебельных заготовок, отражающая закономерности изменения растрескивания заготовок в процессе сушки от влияния восьми параметров режима.
Получена математическая модель процесса сушки мебельных заготовок, характеризуйся изменение коробления заготовок от влияния восьми параметров режима.
Определена математическая модель, характеризующая зависи-симость обіцея продолжительности от параметров режима.
Проведен синтез оптимизационных моделей сушки, отличающихся решением задач минимизации растрескивания, коробления, общей продолжительности. Разработаны вичислительные процедуры рекения однокритериальных и многокритериальных задач определения оптимальных реммов процесса сукш мебельных заготовок дуба, стлича-ra'jjwcn одновременной миішмизсциая есєк трек критериев и поззаля-l-jjjs зккчитяльно улучать качество процесса.
В результата '«огокритериольноя оптимизации процесса ретра-
ботан способ сушки твердых пород древесины, на который получено положительное решение НШГГЭ.
Практическая ценность работы. Разработанные математические модели и вычислительные процедуры реализованы при решении практической задачи многокритериальной оптимизации процесса камерной сушки мебельных заготовок дуба, что позволяет осуществлять выбор наиболее экономичных режимов сушки в зависимости от параметров начального состояния - толщины и начальной влажности заготовок, температуры и относительной влажности сушильного агента на перво.., второй и третьей ступенях процесса.
Полученные программные средства, реализующие построение математических моделей и алгоритмов, обеспечивают также после соответствующих экспериментов решение практических задач оптимизации управления технологическим процессом сушки пиломатериалов и мебельных заготовок иэ других пород древесины в сушильных камерах периодического действия.
Внедрение научных разработок и результатов исследований в производство позволило повысить качество высушиваемых заготовок в среднем на 4% и сократить общую продолжительность процесса на '2-3 суток. Реальный экономический зііфект от внедрение ыного-критеріїапьних оптимальных режимов сушки на Воронежском комбинате мебельных деталей на годовую программу составил 31 млн. рублей в ценой сентября 1993 года.
Апробация пороти. Материалы отдельных глои диссертации докладывались на Всероссийской конференции "Информационная технология и системи" (Воронеж, ВТИ. 1993), на научно-технических, кондарен-
7 циях Воронежского лесотехнического института (1989, 1990, 1991, 1992, 1993. гг.)
Публикация роботы. По теме диссертационной работы опубликовано 4 научных статьи, 1 информацоннып листок, получено 1 положительное решение по заявке на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, заключения, списка литературы, приложения и включает 30 рисунков и 27 таблиц. Объем основного текста составляет 166 машинописных страниц.