авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Совершенствование использования пиловочного сырья на предприятиях, выпускающих товарные пиломатериалы

На правах рукописи

Корельская Марина Андреевна СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПИЛОВОЧНОГО СЫРЬЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ, ВЫПУСКАЮЩИХ ТОВАРНЫЕ ПИЛОМАТЕРИАЛЫ 05.21.05 – Древесиноведение;

технология и оборудование деревопереработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Архангельск – 2013

Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» доктор технических наук, профессор

Научный консультант:

Копейкин Адольф Михайлович

Официальные оппоненты: Агеев Сергей Петрович, доктор технических наук, ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова», профессор кафедры бухгалтерского учёта Бызов Виктор Евгеньевич, кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно строительный университет», доцент кафедры конструкций из дерева и пластмасс ЗАО «АРХГИПРОДРЕВ»

Ведущая организация:

Защита диссертации состоится 13 ноября 2013 г. в 1400 на заседании диссертационного совета Д 212.008.01 при ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова» по адресу:

163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке САФУ имени М.В. Ломоносова по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17.

Автореферат разослан « » октября 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент А.Е. Земцовский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Повышение эффективности использования пиловочного сырья во все времена оставалось одной из основных задач, которые ставились промышленностью перед отечественной наукой. Эта общая задача распадалась на ряд взаимозависимых направлений: углубление теории раскроя, оптимизация сортировки пиловочного сырья, а также определения выхода пилопродукции в зависимости от размерных и качественных особенностей пиловочных брёвен.

В настоящее время ситуация с переработкой лесоматериалов коренным образом изменилась. Полностью демонтирована система специализации и кооперированных связей между предприятиями. Резко возросло количество сечений пиломатериалов, вырабатываемых одним предприятием. Произошли существенные изменения в структуре сырья.

Изменившиеся экономические условия заставили по-новому взглянуть на оценку эффективности использования пиловочного сырья. Предприятия перешли на работу по краткосрочным контрактам, а не на достижение плановых объемных заданий по году. На первый план вышел спецификационный, а не объёмный выход. Анализ всей суммы изменений поставил под вопрос саму концепцию «распиловки в цель», которая до сих пор остаётся основой производства товарных пиломатериалов. В этом отношении представленная диссертационная работа является логическим продолжением ранее проведённых исследований ЦНИИМОДа, которые подтвердили такой прогноз развития технологии лесопиления.

Целью исследования является обоснование концептуально нового подхода к производству товарных пиломатериалов для внешнего и внутреннего рынков.

Задачи исследования Для достижения поставленной цели надо решить следующие основные задачи:

– выполнить анализ положений теории раскроя пиловочного сырья и практики производства пиломатериалов с позиций современных требований рынка;

– собрать информацию о размерно-качественном составе пиловочного сырья на предприятиях региона;

– установить закономерности и составить математические модели распределения брёвен по диаметрам в вершинном торце и по длинам;

– выполнить теоретическую оценку комплексного влияния размерных параметров брёвен и производственных факторов на рассеивание размеров пилопродукции, определить механизм его образования;

– разработать методику подбора брёвен в сортировочные группы с целью эффективного использования пиловочного сырья и обеспечения контрактных спецификаций продукции;

– исследовать изменение выхода пиломатериалов и охвата вершинного диаметра поставом в зависимости от предложенных рекомендаций.

Объектом исследования является система подготовки круглых лесоматериалов перед распиловкой.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы были использованы теория планирования эксперимента, теория раскроя пиловочного сырья, методы математической статистики, теории вероятностей и элементы кластер-анализа. Для обработки экспериментальных данных применялся пакет IBM-совместимых прикладных программ.

Научная новизна работы:

– представлен новый подход к оценке размерных характеристик множества круглых лесоматериалов как информационного массива и проверена корректность традиционных оценочных показателей для этих массивов;

– установлены закономерности распределения брёвен по длинам в каждой группе диаметров, разработаны модели распределения;

– предложена новая методика подбора брёвен в сортировочные группы, ориентированные на снижение рассеивания пиломатериалов по размерам;

– показана взаимосвязь способов сортировки пиловочного сырья и рекомендаций по составлению поставов с наиболее продуктивными схемами раскроя.



На защиту выносятся следующие научные положения:

– новый подход к оценке множества поступающих на предприятие брёвен как информационного массива;

– информация о размерных параметрах пиловочных брёвен и характере их распределения по диаметрам в вершинном торце и длинам;

– методика подбора брёвен в сортировочные группы, ориентированные на снижение рассеивания пиломатериалов по размерам;

– предложения по технологическому совершенствованию производства товарных пиломатериалов.

Достоверность выводов и результатов исследований. Научные положения, выводы и рекомендации, изложенные в настоящей работе обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными.

Достоверность результатов исследований подтверждается аргументированностью принятых допущений и сходимостью экспериментальных расчётов с теоретическими положениями.

Практическая значимость. Определяется внедрением в производство результатов исследований, направленных на оптимизацию планирования раскроя с целью применения ресурсосберегающих технологий лесопромышленного комплекса в условиях Европейского Севера.

Разработанная методика сортировки и подбора сырья в постав представляет собой инновационную концепцию производства пиломатериалов и может быть адаптирована для условий каждого конкретного предприятия. Предлагаемый способ сортировки сырья может быть реализован на существующем оборудовании лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях без существенного изменения технологического процесса.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли производственную проверку.

Предлагаемая методика подбора пиловочного сырья в постав использована при подготовке одного из вариантов технологического проекта комплексной реконструкции ОАО «Архангельский ЛДК №3».

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на международной научно технической конференции «Проблемы развития дизайна и композиции художественных изделий» (Архангельск, 2010), международной научно технической конференции «Лісове господарство України: проблеми та перспективи» (Львов, 2011), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2011), научно технической конференции «Наука и образование для лесопромышленного комплекса России» (Москва, 2012), международной молодёжной научной конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу – творчество молодых» (Йошкар-Ола, 2012), II всероссийской молодёжной научной конференции (с элементами научной школы) «Молодёжь и наука на Севере» (Сыктывкар, 2013), ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов АГТУ САФУ имени М.В. Ломоносова, 2010-2013 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из них 2 по списку ВАК России и 1 по списку ВАК Украины.

Структура и объём работы. Диссертация содержит введение, 4 раздела, выводы и рекомендации, список литературы и приложения. Объём работы:





основного текста - 147 с., иллюстраций - 27, таблиц - 15, список литературы – 95 наименований, приложений – 11 (45 с.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, объект и методы исследования, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе представлен обзор работ, посвящённых исследованию существующих технологий раскроя сырья на пиломатериалы, способов его сортировки, тенденций изменений в практике составления поставов, применяемых критериев рациональности использования сырья, а также вопросов, связанных с использованием низкокачественной и тонкомерной древесины.

Вопросами разработки и дальнейшего углубления теории раскроя занимались: Х.Л. Фельдман, Дж.Ф. Шапиро, Г.Г. Титков, М.Н. Гутерман, В.А. Залгаллер, Г.Д. Власов, П.П. Аксёнов, А.Н. Песоцкий, Н.А. Батин, Л.В. Канторович, А.М. Минкевич, Г.А. Елькин, В.Г. Турушев, А.М. Копейкин, В.Г. Уласовец и др. Особо здесь следует выделить Х.Л. Фельдмана, который впервые применил элементы математического анализа для определения оптимальных размеров досок для развального и брусово-развального поставов, и Дж.Ф. Шапиро, определившего сущностное содержание технологии раскроя – «распиловку в цель».

Вопросы оптимизации сортировки пиловочного сырья были рассмотрены в работах И.Д. Белозёрова, Л.С. Суровцевой, В.С. Шалаева и др.

Исследователи единодушны во мнении, что сортировка пиловочного сырья по чётным диаметрам в настоящее время не является эффективной, в связи с вынужденными потерями объёмного выхода. Однако в применяемых вариантах сортировки мнения расходятся: одни предлагают сортировку «под постав» (Р.Е. Калитиевский), другие – так называемые «совмещённые» поставы (С.Н. Рыкунин, В.Р. Фергин), реализуя предложения, относящиеся к категории «гибких технологий». Вместе с тем, достаточного освещения, данные предложения не получили, а потому требуют дальнейшего рассмотрения и анализа.

Среди критериев рациональности использования сырья в работах Г.Г. Титкова, Г.А. Елькина, В.Г. Турушева, В.Д. Соломонова, В.А. Клюева, В.Я. Васильева, В.П. Покотило, М.Ф. Максакова, В.Ф. Ветшевой и др. ведущее место занимают объёмный и спецификационный выходы пилопродукции.

Одним из путей повышения спецификационного выхода пилопродукции учёные называют специализацию предприятий по размерам поперечного сечения и по рынкам сбыта, что в рамках действующих экономических отношений не представляется возможным осуществить. Влияние различных производственных факторов на объёмный выход достаточно хорошо изучено, в то время как основная причина снижения спецификационного выхода – рассеивание размеров пиломатериалов, теоретически исследовать не удалось.

Во второй главе приведены результаты теоретического исследования зависимости спецификационного выхода пиломатериалов от технологических факторов, а также описан механизм образования рассеивания.

Анализ практики работы предприятий по краткосрочным контрактам показал, что промышленность несёт существенные экономические потери из-за штрафных санкций по недопилам и убытков из-за перепилов, выходящих за пределы марджин. Основной причиной создавшейся ситуации является рассеивание размеров пиломатериалов, которое сейчас невозможно учесть при планировании раскроя сырья. Ключевые факторы, влияющие на рассеивание размеров пиломатериалов можно разделить на три группы: параметры бревна, способ раскроя и технологические факторы.

В ходе теоретического исследования была проанализирована каждая группа факторов. Влияние технологических факторов может быть ослаблено только за счёт повышения точности оборудования. Влияние способа раскроя может быть снижено за счёт применения иных схем раскроя, ранее имевших ограниченное применение, а сейчас не используемых совсем на промышленных предприятиях, например, комбинированный раскрой пиловочника (развально сегментный и брусово-сегментный способ раскроя). Влияние же параметров бревна прогнозировать сложнее. Так, компенсировать влияние сбега и длины бревна предприятия стараются за счёт уменьшения охвата диаметра поставом, а для кривых брёвен составляются отдельные поставы. Однако исследование показало, что попытки снизить рассеивание размеров пиломатериалов, особенно длин крайних досок, только за счёт уменьшения охвата вершинного диаметра поставом не оказали должного эффекта и только привели к экономически негативным последствиям. Таким образом, одним из немногих нераскрытых вопросов в совершенствовании технологии раскроя пиловочного сырья, остаётся характеристика входного потока (сырья, поступающего на лесопильные предприятия), поскольку попытки теоретически определить влияние диаметра бревна на рассеивание размеров пиломатериалов не дали положительных результатов. В связи с этим основной упор в представленной на защиту работе был сделан на накоплении экспериментальных данных, позволяющих хоть каким-то образом снизить негативный эффект от рассеивания размеров.

Механизм образования рассеивания был рассмотрен на примере двух вариантов раскроя – схема 1: раскрой двух брёвен с разной длиной (Lк и Lд), но одинаковым поставным диаметром (dp);

схема 2: раскрой двух брёвен с разным поставным диаметром (d1 и d2) и разной длиной бревна (L1 и L2), учитывая, что d1 d2, а L1 L2. Доски, получаемые из короткого бревна получились на 3 градации меньше по длине и уже по ширине, по сравнению с досками, полученными из длинного бревна по схеме 1. Очевидно, что для второй или третьей пары боковых досок рассеивание размеров будет ещё сильнее выражено, при этом длина доски может оказаться меньше наименьшей длины доски в спецификации. Доски, получаемые из короткого бревна большего диаметра получились всего на 2 градации меньше по длине, но при этом существенно больше по ширине в сравнении с досками, получаемыми из длинного бревна меньшего диаметра по схеме 2. Очевидно, что вероятность получения длины доски не меньше, чем наименьшая длина доски в спецификации по схеме 2 больше, нежели по схеме 1.

Для предварительной оценки характера рассеивания длин также были использованы первичные данные Д.В. Иванова, не получившие в своё время адекватной математической обработки. После обработки его данных в МS Excel и вывода графического изображения (рис.1) стало ясно, что имеет место чётко выраженная общая закономерность: чем больше длина бревна и соответственно длина выпиливаемой из него доски, тем вероятность укорочения на большую градацию выше, как на центральных, так и на боковых досках.

Частота встречаемости, % Частота встречаемости, % Градации укорочений, фут Градации укорочений, фут 1) 2) Рис. 1. Распределение по градациям укорочения:

1) центральных досок;

2) первой пары боковых досок Результаты теоретических исследований ясно показали, что для снижения эффекта рассеивания размеров следует брать за основу комплекс признаков «диаметр – длина».

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований размерных характеристик совокупности пиловочных брёвен.

Анализ изменений, произошедших в системе лесоснабжения, показал, что резко упали объёмы заготовки древесины в целом по региону и по отдельным лесозаготовительным предприятиям, практически не обновляется транспортная инфраструктура. Поставка сырья на лесоперерабатывающие предприятия стала круглогодичной, с использованием всех видов транспорта. Сложилась нестабильная ситуация с объёмами поставок сырья по годам, они меняются скачкообразно, наблюдается колоссальная разница между минимальными и максимальными значениями. С потребителями круглых лесоматериалов сейчас работают не 2-3 поставщика, а десятки, включая тех, кто поставляет менее 1 тыс. м3 сырья в год.

Традиционно при планировании раскроя пиловочного сырья принимают во внимание распределение брёвен по толщине в вершинном торце, среднюю длину бревна и его средний объём. Считается, что средние параметры круглых лесоматериалов можно определить на основании общеизвестных статистических формул. В этом случае, принято считать, что распределение брёвен по диаметрам тяготеет к закону нормального распределения. В то же время результаты многочисленных исследований древесных пород показали, что древесина не является однородным материалом, поэтому первоочередной задачей является проверка совокупности на однородность, поскольку, как отметил Н.Л. Леонтьев: если распределение по виду отличается от нормального, то, скорее всего, причина кроется в неоднородности массива. Для проверки этого положения было выполнено экспериментальное исследование.

Исходными данными для него послужили фактические значения вершинного диаметра и длины брёвен, поступающих на линию сухопутной сортировки, которые фиксировались в случайно выбранные дни на протяжении пяти лет.

Данное исследование организовано по типу пассивного рандомизированного эксперимента. Целью эксперимента стала разработка модели распределения брёвен по диаметрам и длинам, проверка гипотезы нормального распределения, а также определение ведущих длин брёвен в каждой группе диаметров. В общей сложности учтено более 22 тысяч брёвен диаметром от 14 до 32 см. Такое количество брёвен обеспечивает достоверность результатов наблюдений, поскольку согласно рекомендациям ЦНИИМОДа при проведении опытных распиловок минимальное количество брёвен одного диаметра по ГОСТ 9463-88 в опытной партии для первого сорта должно составлять 10, для второго – 15, для третьего – 45 штук. Фактически же при градации 0,5 см наименьшее количество брёвен в партии составило 28 штук, а при градации 2 см – 157 брёвен. Чтобы проследить насколько теоретическое предположение о том, что распределение брёвен по диаметрам тяготеет к нормальному распределению, соответствует действительности, было предложено изменить систему сортировки пиловочника, уменьшив градацию (вместо стандартной через 2 см сделать её через 0,5 см). Полученная в результате зависимость (рис. 2) имеет ярко выраженную асимметрию и отличается от кривой нормального распределения. Кроме того, в каждой группе диаметров, которые при стандартной сортировке брёвен относились бы к одному чётному диаметру, наблюдается неравномерное распределение в виде пиков, с увеличением дробности измерения эти различия только усиливаются.

С точки зрения теории вероятностей диаметр бревна является непрерывной случайной величиной, однако в практике работы предприятий для упрощения планирования производства, было принято считать диаметр величиной дискретной (сортировка по чётным диаметром через 2 см).

Величина математического ожидания Номер диапазона диаметров Рис. 2. Интервальная оценка распределения брёвен по диапазонам диаметров Следует сказать, что шаг дискретности 2 см является слишком большим и не отражает особенностей распределения брёвен по диаметрам, поэтому уменьшив шаг дискретности хотя бы до 0,5 см (исходя из невозможности сделать его меньше 3-5 мм) можно приблизить непрерывный параметр – диаметр бревна к дискретному состоянию, без сильного загрубления, считая его квазидискретной величиной. Проверка гипотезы о распределении совокупности диаметров брёвен по закону Пуассона, применяемому для дискретных случайных величин показала, что наблюдаемое значение критерия Пирсона: набл 28,13. По уровню значимости =0,05 и числу степеней свободы k=39, нашли 2 критических точек распределения. Получили, что кр (0,05;

39)=54,57 и поскольку набл кр, то в качестве модели распределения брёвен 2 по диаметрам следует принять распределение совокупности по закону Пуассона.

Исследование закономерности распределения длин по группам диаметрам стало возможным только путём рассмотрения двумерной случайной величины, состоящей по одному измерению из вершинного диаметра, а по другому из длины бревна (обозначим её большими буквами (D, Lбр)). Однако теорией вероятностей никогда не рассматривался случай, когда двумерная случайная величина была бы по одному измерению дискретной (длина), а по другому – непрерывной (вершинный диаметр). Поэтому, для установления закономерностей распределения длин пиловочных брёвен по диаметрам воспользовались упрощением, что вершинный диаметр бревна является квазидискретной величиной, а потому рассматривали величину не самого диаметра, а непосредственно группу диаметров при условии сортировки через 0,5 см.

Функцией распределения F(d, lбр) двумерной случайной величины (D, Lбр) называется вероятность того, что D d, a Lбр lбр:

F (d, lбр) = p (D d, Lбр lбр) (1) Для того чтобы найти закон распределения составляющих дискретной двумерной случайной величины необходимо воспользоваться формулой Байеса.

Так, найти вероятности всех возможных значений D, при условии, что Lбр принимает любое другое возможное значение можно по формуле:

p (di /lбрj)= p (di, lбрj)/ p(lбрj) (2) Аналогично можно найти вероятности всех возможных значений Lбр, при условии, что D принимает любое другое возможное значение можно по формуле:

p (lбрj /di)= p (di, lбрj)/ p(di ) (3) Для большей визуализации информации была построена пространственная развёртка в координатах «длина брёвен – группа диаметров брёвен – количество брёвен». Данная развёртка (рис. 3) показала:

рассматриваемая совокупность действительно неоднородна и 1) представляет собой смесь трёх распределений;

из длин, соответствующих ГОСТ 9463-88 выделяются три ведущих 2) размера: 4,0;

5,2;

6,1 м (три пика на графике);

с увеличением диаметра различия в длинах становятся менее значимыми.

В дореформенный период распределение брёвен по длинам было 3) примерно равномерным, а потому длины не влияли на определение среднего диаметра. Однако полученная зависимость представляет собой смесь, а потому вычислять средний диаметр следует по трём частям, учитывая все ведущие длины.

4) Результаты исследования говорят о том, что судить о правильной организации и планировании работы лесопильных заводов, учитывая средние размеры пиловочных бревен, некорректно.

Количество брёвен, шт Номер диапазона диаметров Длина бревна, Рис. 3. Распределение по длинам и диаметрам в общей совокупности бревен В четвёртой главе разработаны предложения по совершенствованию технологии производства товарных пиломатериалов, дана оценка изменения объёмного выхода и охвата диаметра поставом с учётом рекомендаций.

Условия работы предприятий, занятых в производстве пилопродукции изменились практически полностью, однако адекватной стратегической политики ни собственники, ни топ-менеджмент за истекшие почти четверть века выстроить не смогли. Для обеспечения поступательного развития отечественного лесопиления следует перечислить основные направления совершенствования технологии производства пилопродукции.

1. Совершенствование способов раскроя Результаты исследований, выполненных в диссертационной работе показали, что «распиловка в цель», служившая основной идеей планирования раскроя пиловочного сырья в сочетании с брусово-развальным методом, стали тормозить рост производительности труда в отрасли. Объясняется это тем, что одноэтапное формирование сечения пиломатериалов, особенно тонких досок в сбеговой зоне бревна почти вдвое увеличивает штучное количество досок, обрабатываемых после лесопильного цеха, уменьшает полнодревесность сушильных штабелей и пакетов. Именно поэтому следует воспользоваться рекомендациями ЦНИИМОДа, который в своё время предложил 10 перспективных схем раскроя пиловочных брёвен и двухстадийную технологическую систему.

При использовании фрезернопильного оборудования рекомендуется использовать следующие схемы раскроя (рис. 4):

1) 2) 3) Рис. 4. Схемы раскроя пиловочного сырья для фрезернопильного оборудования:

1) вразвал;

2) брусово-развальная;

3) брусово-сегментная При использовании лесопильных рам и многопильных круглопильных станков рекомендуется использовать следующие схемы раскроя (рис. 5):

1) 2) 3) 4) Рис. 5. Схемы раскроя пиловочного сырья для лесопильных рам и многопильных круглопильных станков: 1) брусово-развальная;

2) с брусовкой на один брус и толстые доски;

3) брусово-развальная;

4) с брусовкой на три бруса Крупномерное сырьё (диаметром от 26 см и более) предпочтительнее распиливать по индивидуальным схемам раскроя, применяя в качестве головного оборудования однопильные и многопильные ленточнопильные станки (рис. 6):

1) 2) 3) Рис. 6. Схемы раскроя пиловочного сырья для однопильных и многопильных ленточнопильных станков: 1) круговая;

2) брусово-сегментная;

3) брусово-сегментная с формированием базы 2. Оптимизация технологии размерной сортировки пиловочных брёвен.

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований была разработана математическая модель, изменяющая принцип формирования сортировочных групп, связывая его с правилами составления поставов.

Проведённые исследования достоверно показывают, что совокупность всех брёвен, поступающих на предприятие, не может рассматриваться как однородное множество, а представляет собой смесь трёх распределений и потому не может быть рассортировано только по одному признаку – величине диаметра в вершинном торце. Именно поэтому следует взять за основу самое мощное из трёх распределений, в котором средний диаметр и средняя длина наиболее близки к среднему диаметру и средней длине по всей совокупности брёвен. В свою очередь весь диапазон диаметров следует разделить на две подгруппы – средние лесоматериалы (14-24 см) и толстомерные (26 см и более). В первой подгруппе поставы следует разрабатывать для каждого чётного диаметра, во второй подгруппе поставы могут быть групповыми. Оба распределения следует также разделить на три подгруппы по величине диаметра в вершинном торце и затем подмешивать короткие брёвна из следующей сортировочной группы и длинные брёвна из предыдущей сортировочной группы к брёвнам поставного диаметра. Целесообразно изменить и подход к интервалам чётных диаметров. В настоящее время этот интервал практически симметричен (минус 10 мм, плюс 9 мм). При достигнутой точности лазерных измерителей (1мм) можно принять частично (минус 5 мм, плюс 14 мм) или полностью смещённый (0, плюс 19 мм) интервал.

Кроме того, брус должен подбираться под наименьший в сортировочной группе диаметр, а охват диаметра поставом – под наибольший. При таких вариантах сортировки целесообразно применить методологический подход выбора поставов, предложенный В.Р. Фергиным, О.И. Шако и О.И. Ерховой.

Поскольку аналитически представить разработанную и описанную выше математическую модель трудно ввиду сложности зависимости, она представлена в табулированном виде (таблица 1). В зависимости от того, насколько тщательно составляются поставы и каким конкретно сырьём располагает предприятие, предложенная схема сортировки может корректироваться.

Результаты исследования по изменению охвата диаметра поставом с учётом предложенных рекомендаций показывают, что в производственных условиях, из бревен небольших размеров диаметром 14-16 см, вообще нет смысла получать крайние боковые доски на первом проходе, поскольку длина Таблица 1– Рекомендации по подбору сырья в поставы Соответствие диаметров и длин, включаемых в данный постав Диаметр, под который Поставный подбирается Чётный диаметр, Интервал чётного Расчётная диаметр, охват см диаметра, см длина, м брус, см диаметра см поставом, см 1 2 3 4 5 Поставы разрабатываются на каждый чётный диаметр 13,5…15,4 (14,0…15,9) 13, 14 5, 14 15,4 (15,9) 15,5…17,4 (16,0…17,9) (14,0) 16 4, 13,5…15,4 (14,0…15,9) 14 4, 15, 15,5…17,4 (16,0…17,9) 16 16 17,4 (17,9) 5, (16,0) 17,5…19,4 (18,0…19,9) 18 6, 15,5…17,4 (16,0…17,9) 16 4, 17, 17,5…19,4 (18,0…19,9) 18 18 19,4 (19,9) 5, (18,0) 19,5…21,4 (20,0…21,9) 20 6, 17,5…19,4 (18,0…19,9) 18 4, 19, 19,5…21,4 (20,0…21,9) 20 20 21,4 (21,9) 5, (20,0) 21,5…23,4 (22,0…23,9) 22 6, 19,5…21,4 (20,0…21,9) 20 4, 21, 21,5…23,4 (22,0…23,9) 22 22 23,4 (23,9) 5, (22,0) 23,5…25,4 (24,0…25,9) 24 6, 21,5…23,4 (22,0…23,9) 22 4, 23, 23,5…25,4 (24,0…25,9) 24 24 25,4 (25,9) 5, (24,0) 25,5…27,4 (26,0…27,9) 26 6, Поставы могут разрабатываться на группу диаметров 23,5…25,4 (24,0…25,9) 24 4, 25, 25,5…27,4 (26,0…27,9) 26 26 27,4 (27,9) 5, (26,0) 27,5…29,4 (28,0…29,9) 28 6, 25,5…27,4 (26,0…27,9) 26 4, 27, 27,5…29,4 (28,0…29,9) 28 28 29,4 (29,9) 5, (28,0) 29,5…31,4 (30,0…31,9) 30 6, 27,5…29,4 (28,0…29,9) 28 4, 29, 29,5…31,4 (30,0…31,9) 30 30 31,4 (31,9) 5, (30,0) 31,5…33,4 (32,0…33,9) 32 6, их не удовлетворяет требованиям спецификации, и они только «засоряют» технологию. Вместе с тем, при условии получения боковых досок длиной не менее 2,1 м охват вершинного диаметра основным поставом составляет (0,89…1,09) d за исключением брёвен небольших диаметров, что приближает уровень использования сырья к оптимальному с позиции современных требований рынка и создаёт предпосылки для повышения спецификационного выхода пиломатериалов.

Расчёт поставов, применяемых в 2011 году на ОАО «Архангельский ЛДК №3» для соснового сырья показал, что при симметричном интервале чётного диаметра средневзвешенный объёмный выход составил 54,02%, при частично смещённом – 54,27%, а при полностью смещённом – 54,52%. Таким образом, при смещении границ сортировочных групп объёмный выход не только не снизится, но, возможно, окажется несколько выше, чем при традиционном подходе к интервалам чётных диаметров.

Однако следует учитывать, что данные в работе рекомендации показывают лишь существующую тенденцию, которая для каждого конкретного предприятия должна определяться в рамках консалтинговых услуг, исходя из условий его работы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ Анализ публикаций других авторов и результаты собственных теоретических и экспериментальных исследований, изложенные в диссертационной работе, позволяют сделать следующие выводы:

1) С учётом изменившихся условий производства и характера спроса на внутреннем и внешнем рынках ведущим критерием эффективности использования пиловочного сырья стал спецификационный выход.

2) Количество вырабатываемых сечений пилопродукции существенно возросло в сравнении с дореформенным периодом и колеблется в пределах от 10 до 44.

3) Подход к вычислению средних характеристик брёвен, существовавший до 90-х гг. прошлого века, в современных условиях некорректен и потому не позволяет правильно судить об этой статистической совокупности и способах размерной сортировки брёвен.

4) Экспериментальные исследования, выполненные на большом информационном массиве, показали, что вся совокупность брёвен, поступающих на предприятие, представляет собой «смесь распределений» и сортировку брёвен «под постав» следует выполнять с учётом комплекса признаков «диаметр – длина».

5) Для снижения эффекта рассеивания размеров пиломатериалов целесообразно отказаться от сортировки по чётным диаметрам с симметричной градацией сортировки в пользу сортировки по чётным диаметрам со смещенной градацией.

6) Изменение тактики подбора пиловочного сырья в постав по диаметрам и использование в одном поставе брёвен разных длин, создаст предпосылки для увеличения спецификационного выхода пиломатериалов.

Использование развально-сегментного и брусово-сегментного 7) способов раскроя, варьируемых в зависимости от вида применяемого головного оборудования, позволят уменьшить количество полуфабрикатов, выпиливаемых из периферийной части бревна, и в перспективе увеличить производительность оборудования за счёт перехода к двухэтапной технологии лесопиления.

Основные результаты диссертации опубликованы:

В изданиях по перечню ВАК:

Корельская М.А. Об изменениях в спецификациях товарных 1.

пиломатериалов на примере лесоэкспортных предприятий/ А.М. Копейкин, М.А. Корельская// Вестник Московского государственного университета леса. – Лесной вестник. – 2013. - №1(93). – С.70-73.

Корельская М.А. О корректности определения размерных 2.

характеристик пиловочных брёвен /М.А. Корельская, А.М. Копейкин// Лесн.

журн. – 2013. –№ 1. – С. 102–106. – (Изв. высш. учеб. заведений).

В прочих научных изданиях:

Корельская М.А. Сопоставительный анализ эффективности 3.

различных критериев рациональности использования сырья/ М.А. Корельская// Лiсове господарство, лiсова, папарова i деревообробна промисловiсть: мiжвiд.

наук.-техн. зб. – Львiв: НЛТУ Украiни, 2011, вип. 37.1. – С.122-124.

Корельская М.А. Влияние размерно-качественных характеристик 4.

сырья на планирование раскроя/ М.А. Корельская// Проблемы развития дизайна и композиции художественных изделий: материалы Междунар. науч.-техн.

конф. (Архангельск, 18-21 мая 2010 г.) / под ред. П.Н. Рыбицкого. – Архангельск: Изд-во Северного (Арктического) федерального университета, 2010. – 163 с. – С. 28-33.

Корельская М.А. Анализ методов раскроя пиловочного сырья/ 5.

А.М. Копейкин, М.А. Корельская// Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы науч.-техн. конф. (Вологда, 6-8 декабря 2011 г.) – Вологда: ВоГТУ, 2012. – С. 90-92.

Корельская М.А. К вопросу о корректности расчёта средних 6.

размерных характеристик пиловочных брёвен/ М.А. Корельская// Научному прогрессу – творчество молодых: материалы и доклады Междунар. молодёж.

науч. конф. по естественнонаучным и техническим дисциплинам (Йошкар-Ола, 20-21 апр. 2012 г.) в 3 ч./ редкол.: В.А. Иванов [и др.]. – Йошкар-Ола:

Поволжский государственный технологический университет, 2012. – 296 с. – С. 78-80.

Корельская М.А. О влиянии рассеивания размеров пиломатериалов 7.

на комплексное использование пиловочного сырья/ М.А. Корельская// Материалы докладов II Всероссийской молодёжной конференции «Молодёжь и наука на Севере» (в 2-х томах). Том II. (Сыктывкар, Россия, 22-26 апреля г.). Сыктывкар, 2013. – 240 с. (Коми научный центр УрО РАН). – С. 139-140.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направить по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17, САФУ имени М.В. Ломоносова, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.008.01 Земцовскому А.Е.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.