Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных задач при создании новых ресурсосберегающих технологий обработки древесного сырья, модернизации существующих производств и лесопромышленных предприятий является компоновка технологических потоков, обеспечивающих обработку древесины начиная, от состояния исходного сырья (деревья, хлысты), до состояния лесопродукции: пиловочник, шпальный кряж, рудничная стойка, балансы, судостроительный пиловочник, строительные брёвна, авиационный кряж.
Задача повышения эффективности компоновки технологических потоков для обработки древесного сырья на множестве значений размерно-качественных пара-метровлесопродукции, множестве технологического оборудования, механизмов, множестве технико-экономических показателей эффективности, показателей сложности и избыточности является многовариантной, многокритериальной, многоуровневой, её решение затрудняется тем, что:
нет формализованного метода компоновки технологического оборудования и механизмов в технологические потоки для обработки древесного сырья на основе системы критериев предпочтения и показателей эффективности;
недостаточно, с точки зрения автоматизированного структурного синтеза, разработана математическая модель технологического процесса обработки древесного сырья;
нет метода формализованного перехода от модели технологического плана обработки древесного сырья к компоновке допустимых вариантов технологических потоков с количественной оценкой их сложности и избыточности;
нет единого вычислительного метода, обеспечивающего выбор рационального сырья и компоновку технологических потоков на множестве технологического оборудования, механизмов и технико-экономических показателей.
Цель и задачи исследований. Цель предлагаемой работы- повышение эффективности технологических процессов первичной обработки древесного сырья на основе совершенствования процесса компоновки технологического оборудования и механизмов в технологические потоки с применением системы критериев предпочтения в процессе принятия решений при выборе вариантов компоновки.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи;
разработать метод компоновки технологического оборудования и механизмов в технологические потоки на основе системы критериев предпочтения, технико-экономических показателей эффективности;
обосновать математическую модель технологического процесса обработки древесного сырья и компоновки технологических потоков;
разработать метод выбора вариантов рационального исходного сырья;
обосновать показатели эффективности для выбора рационального исходного сырья;
обосновать модель технологического плана обработки древесного сырья;
разработать метод формализованного перехода от модели технологического плана обработки древесного сырья к комоновке допустимых вариантов технологических потоков с количественной оценкой по показателю сложности и из-
4 быточности;
- разработать вычислительный метод, обеспечивающий поэтапную компоновку
технологических потоков.
- Методы исследования, выполненные в диссертационной работе, базируются на
основах теории многовариантного многокритериального синтеза, теории графов,
выбора и принятия решений, методов дискретного программирования.
Научная новизна результатов работы заключается в разработке:
метода компоновки технологических потоков, отличающийся тем, что позволяет в автоматизированном режиме осуществить поэтапную компоновку техноло-, гических потоков, начиная с выбора рациональных вариантов исходного сырья и синтеза нехудших и оптимальных вариантов технологических потоков на основе системы критериев предпочтения и множестве показателей эффективности
метода формализованноговыбора рациональных вариантов древесного сырья, отличающийся тем, что позволяет минимизировать отходы древесного сырья на основе упорядоченного оптимального покрытия множества требуемых размерно-качественных параметров лесопродукции множеством размерно-качественных параметров исходного древесного сырья, что в свою очередь позволяет создавать ресурсосберегающие технологические потоки производства лесопродукции;
метода формализованного перехода от модели технологического плана обработки древесного сырья к компоновке технологических потоков, отличающийся тем, что позволяет на основе построенного технологического плана осуществить переход к компоновке допустимых, нехудших и оптимальных вариантов технологических потоков с учётом требуемых размерно-качественных параметров лесопродукции, показателя сложности, избыточности и технико-экономических показателей эффективности;
вычислительного метода, отличающегося тем, что обеспечивает поэтапную компоновку технологических потоков на основе установленных бинарных отношений между множеством требуемых размерно-качественнных парметров исходного сырья, множеством размерно-качественных параметров лесопродукции, множеством технологического оборудования, механизмов и множеством технико-экономических показателей эффективности.
Значение полученных результатов для теории состоит в развитии методов многовариантного, многокритериального синтеза на основе бинарных отношений между множествами для принятия решений при компоновке технологических потоков.
Практическая ценность результатов работ:
машиноориентированный метод компоновки технологических потоков повышает эффективность получаемых проектных решений за счёт определения оптимального соответсвия между множеством размерно-качественных параметров лесопродукции, множеством размерно-качественных параметров исходного древесного сырья, множеством значений параметров технологического оборудования, множеством показателей эффективности;
предложенная вычислительная процедура позволяет выполнять численные расчёты допустимых, нехудших и оптимальных вариантов компоновки технологи-
5 ческих потоков.
результаты диссертационной работы внедрены в научно-призводственной и коммерческой фирме «ТИС-СибНИИЛП » («ТИС-Сибирский научно-исследовательский институт лесной промышленности») для комплексного выбора вариантов компоновки технологического оборудования начиная с выбора рационального древесного сырья и до выбора оптимальных вариантов компоновки по технико-экономическим показателям эффективности,показателям сложности и избыточности при снижении трудоёмкости и себестоимости соответственно в 5 и 4 раза.. Экономический эффект составил 185 тыс. рублей в ценах 1999года.
в АО «Красноярсклеспромпроект » внедрены материалы диссертации по многокритериальной компоновке технологических потоков с учётом размерно-качественных характеристик древесного сырья и лесопродукции, годового грузооборота, характеристик технологического оборудования при снижении трудоёмкости и повышении качества проектных работ. Ожидаемый экономический эффект составляет 175 тыс. рублей в ценах 1999года.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на Всесоюзном научно-техническом совещании по проблеме автомати зации и внедрения вычислительной техники в целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности-1990г., г. Москва; на Всесоюзных научно-технических конференциях «Проблемы химико-лесного комплекса » - 1992,1993,1994, 1998г.г., г. Красноярск; на научных конференциях Московского государственного университета леса-1994-1999г.г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 работ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 112 наименований, 6 приложений. Основная часть диссертационной работы изложена на^йс., включает 34 рисунка и 14 таблиц.
Результаты, выносимые на защиту:
метод компоновки технологических потоков для обработки древесного сырья;
метод формализованного выбора рациональных вариантов древесного сырья;
метод формализованного перехода от модели технологического плана обработки древесного сырья к компоновке технологических потоков лесопромышленных предприятий;
вычислительный метод, обеспечивающий поэтапную компоновку технологических потоков лесопромышленных предприятий.