Технология и проектирование гибких лесообрабатывающих процессов лесозаготовительных предприятий (13.07.2009)

Автор: Шадрин Анатолий Александрович

???????????

???x?????q

???x?x?????l

???????????U

???????l

???????????

???????

???x???????

???????$????

???????

?x???????

???????L

???????U????????????U

???????U?????$??U

???????U

???????????U ???????U

????????

??????Ў

– вероятность поступления заявок за время t;

n – число станков в лесообрабатывающем цехе.

Среднее число заявок ?, поступающих в транспортную систему за единицу времени, определяется производительностью отдельных станков лесообрабатывающего цеха. Для простейшего потока с интенсивностью ? интервал между соседними событиями имеет распределение с плотностью

Таким образом, показатели качества функционирования гибкого лесообрабатывающего процесса при простейших потоках лесоматериалов могут быть получены методами ТМО. Однако, сложная структура технологического процесса цехов, наличие в лесообрабатывающих линиях участков с разветвлением технологического потока, случайный характер параметров обрабатываемых лесоматериалов и продолжительности их обработки на станках, воздействие на систему потока отказов оборудования не позволяют с достаточной точностью и простотой описать аналитически гибкий лесообрабатывающий процесс.

Поэтому для моделирования данного процесса с целью определения его параметров используется в дальнейшем аппарат стохастической имитации, который обеспечивает достаточную точность получаемого результата и сохранение сложных взаимосвязей между выполняемыми операциями. Имитационная модель гибкого лесообрабатывающего процесса предназначена для определения эксплуатационных параметров его функционирования: коэффициентов загрузки станков, их производительность, выхода готовой продукции и т.д.

Блок-схема модели представлена на рис. 6.

Рис. 6. Укрупненная блок-схема имитационной модели гибкого лесообрабатывающего процесса

Имитационная модель включает в себя блоки моделирования потоков сырья, времени цикла, объема и состава обрабатываемого сырья, объема и вида готовой продукции и отходов, выхода из строя и восстановления станков, текущего времени и определения достаточности числа реализаций.

Для моделирования значений случайных величин временных интервалов и параметров сырья приняты их распределение вероятностей. Модели отдельных операций и связей приняты функциональными.

За статистическую модель размерных параметров сырья (диаметров сортиментов) принято логнормальное распределение.

Интенсивность поступления лесоматериалов к станкам на обработку задана функцией плотности распределения Эрланга с параметром К.

Длительности обработки заготовок на станках комбинированного цеха являются случайными величинами и формируются посредством псевдослучайных чисел, которые представляются детерминантом для каждого единичного события.

Интервалы времени между наступлениями отказов и устранениями неисправностей станков заданы функцией плотности экспоненциального распределения.

В модели, кроме того, предусмотрено варьирование состава обрабатываемого сырья по отдельным его видам и пропорциям, количества станков по фазам обработки заготовок, вместимости буферных устройств перед станками. Рассматриваются также различные варианты управления потоками лесоматериалов в процессе их обработки.

Разработанная имитационная модель пригодна для исследования гибких лесообрабатывающих процессов в цехах с различным составом применяемого оборудования и параметрами обрабатываемых лесоматериалов.

Разработан вариант имитационной математической модели гибкого лесообрабатывающего процесса совместной обработки древесного сырья от рубок главного и промежуточного пользования с учётом основных факторов, которые оказывают влияние на производственный процесс переработки деловой древесины (размерно-качественная характеристика сырья, требования к пилопродукции, производительность головного оборудования и др.); подобраны критерии оценки эффективности обработки сырья в цехах лесозаготовительных предприятий. В результате решения задач моделирования предлагается создание рационального производственного процесса переработки древесного сырья от рубок главного пользования и от рубок ухода в общих технологических потоках, что особенно важно при меняющихся экономических условиях функционирования лесозаготовительного производства и объёмов заготовок древесного сырья.

С целью повышения загрузки применяемого оборудования и сокращения запасов сырья и полуфабрикатов в процессе производства в настоящее время находят применение различные методы прогнозирования спроса на лесопродукцию. В современных исследованиях производственных процессов обработки древесного сырья для прогнозирования изменений на рынке лесопродукции находят применение методы нейросетевого прогнозирования, что позволяет синхронизировать объёмы заказов на лесопродукцию (спроса) и объёмы её выпуска. В цехах с гибким лесообрабатывающим процессом при многономенклатурном производстве снижение спроса на один вид лесопродукции может быть компенсировано увеличением выпуска продукции другого наименования, что дает возможность максимально загрузить применяемое оборудование и учитывать как изменения в составе обрабатываемого древесного сырья, так и изменения на рынке лесопродукции.

Алгоритм решения задачи совершенствования лесообрабатывающего производства на основе нейросетевого прогнозирования приведен на рис. 7.

Рис. 7. Алгоритм совершенствования лесообрабатывающего производства на основе прогнозирования спроса на лесопродукцию

Для технико-экономической оценки параметров функционирования лесообрабатывающих процессов в цехах лесозаготовительных предприятий приняты удельные приведенные затраты и прибыль.

В третьем разделе приводятся результаты экспериментальных исследований размерно-качественных параметров древесного сырья и параметров потоков лесоматериалов в цехах, выполненных с целью проверки теоретических гипотез, принятых при математическом моделировании гибких лесообрабатывающих процессов.

Методикой экспериментального исследования предусматривалось: определение параметров потоков лесоматериалов на складах древесного сырья и готовой продукции цеха; определение размерно-качественных характеристик сырья, поступающего на обработку в лесообрабатывающий цех; определение интервалов времени между поступлениями отдельных сортиментов на станки технологической линии цеха; определение продолжительности циклов обработки сортиментов на станках.


загрузка...