Введение к работе
Актуальность работы. Коренная перестройка народного хозяйства требует интенсификации производства и широкого внедрения достижений науки и техники. Это утверждение в полной мере относится к сахарной промышленности, которую не без оснований называют тяжелой индустрией пищевой промышленности.
В Советском Союзе более 300 сахарных заводов мощностью от I до 9 тыс. тонн перерабатываемой сахарной свеклы в сутки. Это составляет примерно одну треть всех свеклосахарных заводов мира.-Продукция же отечественной сахарной промышленности не превышает 9Я от мирового объема производства сахара. Потери сахара в производстве на отечественных сахарных заводах почти вдвое превышают потери на современных сахарных заводах мира^ Это говорит о том, что до сих пор нэ решены многие важные проблемы отечественного сахарного производства, в том числе одна из основных проблем: реализация наиболее эффективных схем и режимов процесса производства сахара-песка на основе оптимального управления основными материальными потоками свеклосахарного производства.
Значительный вклад в изучение вопросов управления материальными потоками свеклосахарного производства внесли видные отечественные и зарубежные ученые: П.М. Силин, А.Р. Сапронов, М.Я. Азри-левич, А.А. Вяльшанский, Б.А. Еременко, СИ. Гулый, Я.Н. Таварт-киладзе, Н.И. Спинул, В.И.' Тужилкин, А.И. Сорокин, Р.А. Мак-Дкин-нис, К. Вагнеровски, Д. Шлипхаке и др.'
Однако до сих пор не выработаны научно обоснованные подходы к определению схем и режимов оптимального управления основными материальными потоками свеклосахарного производства в целом. Отсюда вытекает актуальность поставленной в настоящей диссертаци-
онной работе научной проблемы синтеза оптимальных схем и режимов процессов свеклосахарного производства. Для ее решения в настоящее время сложились необходимые предпосылки: накоплен обширный экспериментальный материал, получила широкое распространение теория математического моделирования технологических процессов на ЭШ, больших успехов достигла наука оптимизации технологических процессов, созданы надежные и доступные для производства микропроцессорные средства вычислительной техники, значительно возрос уровень квалификации персонала сахарных заводов.
Делыо работы является повышение эффе,ктивности работы предприятий сахарной промышленности за счет рационального использования сырьевых и других материальных ресурсов на основе совершенствования системы управления основными материальными потоками свеклосахарного производства.
Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к взаимно связанному решению задач управления материальными потоками основных технологических процессов на сахарном заводе; математической постановке задачи автоматизированного управления основными материальными потоками свеклосахарного производства; исследовании влияния входных параметров, характеризующих качество сырья, на выходные параметры системы, характеризующие эффективность работы сахарных заводов; разработке математической модели диффузионного отделения, с помощью которой проведена оценка влияния различных факторов на величину потерь сахара на диффузии и время переходного процесса; разработке метода оперативного определения потерь сахара на диффузии при различном распределении материальных потоков; исследовании кинетики и статики процесса диффузии, с последующей разработкой новых способов интенсификации этого процесса, позволяющих сократить его длительность, уменьшить потери са-
хара, снизить энергозатраты; разработке математических моделей, критериальных оценок и алгоритмов управления основными материальными потоками как всего свеклосахарного производства так и каждого отделения.
Методологическую- основу работы составляют: методы теории сложных систем, основные принципы системного подхода к исследованию систем управления, диалогового и ситуационного управления, методы экспертных оценок, корреляционно-регрессионного анализа, теории множеств, динамического, нелинейного и линейного программирования;1
Практическая ценность работы. На основе разработанных моделей, критериев и алгоритмов разработана структура автоматизированной системы управления основными материальными потоками свеклосахарного производства; разработан комплекс программ реализации на персональных ЭШ ряда задач.
Автоматизированная система управления основными материальными потоками свеклосахарного производства и соответствующий комплекс программ внедрены на сахарном заводе АПК "Кубань", опытно-экспериментальном сахарном заводе "Рамонский" и ПО "Укрсахтехэне-ргоремонт", что позволило увеличить выпуск сахара-песка на 1,5 г./сут.і за счет снижения потерь сахара при хранении, в производстве и с мелассой на 0,049( к массе свеклы.
Разработанный комплекс программ внедрен в Московском и Киевском технологических институтах пищевой промышленности в составе автоматизированной системы научных исследований /АСНИ/, построенной на базе персональных ЭШ.
Разработанный комплекс программ внедрен на Рамонском сахарном заводе и сахарном заводе АПК "Кубань" в составе автоматизированной системы технологических расчетов /АСТР/, которая в произ-
водственных условиях используется для расчета параметров оптимальных схем и режимов процессов свеклосахарного производства.
Созданный проблемно ориентированный комплекс математических моделей процессов свеклосахарного производства внедрен в учебном процессе Московского и Киевского технологических институтов пищевой промышленности, где на основе этого комплекса изучаются элементы АСНИ, САПР и АСУ ТП сахарного производства, проводятся деловые и ситуационные игры, реализованы тренажеры на персональных ЭВМ.
Общий экономический эффект от внедрения результатов выполненной работы составил 35 тыс? руб. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения выполненных автором разработок составит 104 тыс. руб., для типового сахарного завода производственной мощностью 3 тыс. тонн перерабатываемой сахарной свеклы в сутки.
Апробация работы.' Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на конференции молодых ученых МТИПП, Москва, 1986 г.; Всесоюзном семинаре "Интенсификация и автоматизация технологических процессов обработки пищевых продуктов", Москва, 1986 г.; Всесоюзной научной конференции "Разработка и совершенствование технологических процессов, машин и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания", Москва, 1987 г.1; Всесоюзной конференции "Микропроцессорные комплексы для управления технологическими процессами", Грозный, 1987 v'i; научных конференциях МТИПП, Москва, 1985-1989 г.Л"; научных семинарах кафедр "Автоматизация технологических процессов" и "Технология сахара и сахаристых веществ" МТИПП, Москва, I9S5-I989 Лт$
диссертационная работа выполнялась в Московском технологическом институте пищевой промышленности в соответствии с планими
Ыинпищепрсма и Госагропрома РСЗСР по теме "Интенсифгаация и разработка более интенсивной технологии переработки сахарной свеклы пониженного качества и тростникового сахара-сырца" /1961-85г.г./ и теле "Разработать основы гибкой технологической схемы очистки сахаросодержащих растворов и кристаллизации сахара при переработке сырья различного качества" /19В6-88г.г.Л' Эта тема вошла в план экономического и социального развития РСЗСР на 1986 г., утвержденный Постановлением Совета Иинистров РСЗСР №530 от 22Л1^85, и в Комплексную научно-техническую программу Минвуза РСЗСР "Продовольствие".
Публикации," Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных трудах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 144 наименований, 14 приложений. Основное содержание работы изложено на 168 страницах машинописного текста. Иллюстрированный материал представлен 28 рисунками и 19 таблицами.
