Формирование древесных материалов из хвойного сырья на основе учета его морфометрических характеристик (02.03.2009)

Автор: Исаев Сергей Петрович

Потенциальная воз-можность выхода шпона высших сортов (Ех, Iх и IIх) может быть оценена коэффициентом выхода шпона k-го сорта, i-й толщины из фанерного сырья j-й размерно-качественной группы определяется равенством

Рис. 17. Зависимость качественного

выхода шпона от породы

Фактический выход сухого шпона реально ниже, вследствие перепадов сортности, и будет определяться соответствующими равенствами:

Анализ диаграммы сортового выхода шпона (рис. 18) позволяет сделать вывод о том, что объемный выход шпона высшего сорта (Ех) из лиственничного сырья примерно на 10 % больше, чем из елового и пихтового сырья. При этом, выход шпона сорта Ех из елового сырья в 2,5 раза больше чем из пихтового.

Для обеспечения максимизации выпуска фанеры высших сортов следует технологический процесс организовывать таким образом, чтобы было обеспечено производство комбинированной фанеры, в которой на лицевые слои необходимо использовать шпон из лиственничного сырья. При раскрое стволов на чураки возникает необходимость определять воз-можное соотношение сортов

Рис. 18. Диаграмма сортового выхода шпона из сырья

с учетом перепадов сортности

шпона, получаемого из сырья определенной размерно-качественной группы.Показателем, характеризующим вероятное соотношение сортов шпона, может служить средний коэффициент сортности:

– сортовой коэффициент шпона.

Зависимости, изображенные на рис. 19, иллюстрируют, что средний коэффициент сортности шпона из чураков лиственницы, выкроенных из первых 4-х долей ствола, в 1,5 … 2 раза превышает коэффициент сортности шпона из аналогичных чураков ели и пихты.

Коэффициенты сорт-ности шпона из чураков, полученных при раскрое долей ствола в интервале от 0,4 до 0,6 , имеют незначительное расхождение (не более 2 %) для исследуемых пород. В интервале первых трех долей ствола лиственницы даурской средний коэффициент сортности шпона превышает сортовой коэффициент шпона сорта Ix (значение 2,4), что указывает на целесообразность производства

Рис. 19. Зависимость среднего коэффициента

сортности шпона от породы

и места вырезки чурака из ствола дерева

шпона для лицевых слоев фанеры из чураков, выкраиваемых из первых трех долей ствола.

На основе проведенных исследований разработаны алгоритм и программный комплекс, позволяющий выполнять прогнозную оценку объемно-качественного выхода шпона из имеющегося фанерного сырья.

Наличие прогноза выхода шпона важно, если товарной продукцией предприятия является лущенный шпон. Если же предприятие выпускает фанеру, то для обеспечения выпуска заданного ассортимента необходимы удельные расходы шпона по каждому виду продукции от сырья до готовой фанеры.

Шестая глава – «Оптимизация производственной программы процессов обработки древесного сырья при формировании клееных материалов» – посвящена описанию результатов моделирования и решения задачи оптимального распределения древесного сырья по видам производств, выпускающих как клееные материалы на основе цельной древесины, так и плитные материалы на основе измельченной древесины. Такое решение обусловлено необходимостью использования балансовой древесины, образующейся при раскрое хлыстов, и утилизацией отходов от производств клееных материалов на основе цельной древесины.

Обозначив потоки сырья, продукции, отходов и безвозвратных потерь в виде векторов X, Y, F и D, соответственно, получены уравнения баланса древесного сырья при переработке, которое в векторно-матричной форме имеет вид

Х = Х(А + С + Р), (36)

Y = X ( A; F = X ( C; D = X ( P, (37)

– матрицы коэффициентов соответствующих размерностей.

Коэффициенты agk задают значения удельных выходов продукции

g-го типоразмера из сырья k-й размерно-качественной группы. Коэффициенты сgоk учитывают потери древесины в отходы o-го вида при переработке сырья k-й размерно-качественной группы на продукцию g-го типоразмера.

Система линейных алгебраических уравнений, описывающая баланс сырья, имеет вид:

– объем товарной продукции j-го вида, получаемой при переработке вторичного сырья;

– объем первичного сырья k-го типоразмера, предназначенный для выпуска товарной продукции i-м производством за период времени t;

– объем вторичного сырья o-го вида, предназначенный для выпуска продукции i-м производством за период времени t; n – количество производств, входящих в комплексное деревообрабатывающее предприятие; J – количество видов товарной продукции; K – количество типоразмеров первичного сырья; R – количество типоразмеров промежуточной продукции; О – количество видов вторичного сырья; t – рассматриваемый период времени работы предприятия, месяц, квартал, год.

Полагая, что главной целью ПЭС является обеспечение требуемой прибыльности производства, целевая функция модели оптимального распределения древесного сырья между производствами комплексного деревообрабатывающего предприятия сформулирована в следующем виде:

– полные условно-постоянные затраты на весь объем товарной продукции, выпускаемой комплексным предприятием за период времени t.

Введя необходимые ограничения, была осуществлена компьютерная реализация модели, которая позволила установить зависимости, характеризующие изменение прибыли ПЭС от объемов обрабатываемого древесного сырья. Наряду со значениями общей прибыли предприятия, были получены значения прибылей по каждому виду производства, их загрузка и обеспечение сырьем.

Характер зависимостей загрузки производств от объема сырья, имеющегося в распоряжении предприятия (рис. 20), указывает на то, что в первую очередь сырьем обеспечиваются производства, дающие большую прибыль предприятию (лесопильное и фанерное). Затем производство древесностружечных плит. Причем интенсивность загрузки производства древесностружечных плит возрастает по мере обеспечения 100 %-й загрузки лесопильного и фанерного производств. После обеспечения загрузки производства древесно-стружечных плит на уровне 95 % начинается подача сырья производству древесно-волокнистых плит. Установлено также, что загрузка производ-

ства древесно-волокнистых плит осуществляется за счет перераспределения объема балансов, образующихся при раскрое хлыстов.

Анализ результатов, полученных при реализации модели, позволил установить «пороговый» объем сырья в хлыстах, который необходим леозаготовительно-деревооб-рабатывающему предприятию для осуществления глубокой обработки древесного сырья (350 тыс. м3).

Рис. 20. Зависимости загрузки производств

от объема сырья:

1 – лесопильное производство; 2 – фанерное;

3 – производство ДСтП; 4 – производство ДВП

При данном объеме перерабатываемого сырья обеспечивается 90 – 100 % загрузки производств, дающих наибольшую прибыль предприятию (лесопиление, производство фанеры и производство ДСтП).


загрузка...