Введение к работе
ASIZ^JblQSIb.TeMy^ Необходимость лесноЯ экосистемы как упорядоченной во времени последовательности лесоэксплуатации вытекает из анализа как биологических, так и экономических аспектов проблемы. В плане стабилизации экосистемы оказывает существенную роль использование интенсивных факторов, включая экономию ресурсов всех видов.
Интенсификация поперечной распиловки лесоматериалов требует не только повышения производительности оборудования, но и увеличения выхода конечной продукции в стоимостном выражении с учетом состояния сырья и степени переработки круглых лесоматериалов при выполнении требования экономии древесины и снижения используемых затрат.
Это возможно путем комплексного совершенствования технологии, оборудования и режущего инструмента, применяя эффективные методы регулирования выполняемых операция в технологическом процессе.
Тема диссертации посвящена обоснованию и разработке прогрессивных направления интенсификации таких как: увеличение производительности оборудования путем поштучно-групповой обработки лесоматериалов без снижения качества выпускаемой продукции, обеспечение беззажимного пиления путем безопорноя раскряжевки лесоматериалов, снижение энергетических и трудовых затрат путем регулирования (саморегулирования) режимов обработки.
С целью повышения качества, уменьшения трудоемкости и сокращения сроков проектирования техники и технологий, в основе которых заложены новые решения по пути интенсификации процессов поперечной распиловки лесоматериалов, необходима система автоматизированного проектирования (САПР). Для реализации CATCF необходимо разработать основные компоненты подсистем математического (основы обобщенной теории с учетом новых направления интенсификации, математические модели, методики расчетов) и программного (пакеты прикладных программ) обеспечения.
Таким образом, работа способствует реализации задач, стоящих гаред лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающея промышленностью. Решаемая проблема рассматривается на базе системного подхода, учитывающего множество аспектов, в том числе требования рационального использования материальных и трудовых ресурсов. В такоя постановке эта проблема является весьма актуальной, масштабной и имеет важное народно-хозяйственное
- Л. -
значение. Ее решение стало возможным благодаря систематизации исследовании проведенных ранее, исследованиям процессов интенсификации, а также созданием нового оборудования.
Ц@ль^абдты_и_задачи_иссл20ван1Ш^ Цэль работы: разработка
научных основ обоснования конструктивно-технологических решений
поперечной распиловки лесоматериалов, обеспечивающих
интенсификацию производственных процессов.
В соответствии с этим установлены следующие основные задачи исследования:
определение основных признаков, значений признаков
рассматриваемой функциональной системы и на этой основе разработка
методики систематизации, поиска новых и выбора
эффективных конструктивно-технологических решений поперечной распиловки лесоматериалов;
- разработка универсальной математической модели предмета
труда;
разработка математических моделей
функционирования различного оборудования для поперечной распиловки лесоматериалов, включая и новые перспективные решения;
- разработка математической модели процесса безопорыой
поперечной распиловки лесоматериалов;
обоснование эффективных направлений интенсификации поперечной распиловки лесоматериалов на стадии предпроектного решения проблемы;
- рлзрагіотка рекомендаций и принципиальных схем технологий и
-оорудовзния для погашения эффективности поперечной распиловки
лп с омэтериалов.
^Ktffi!_y_^yi9ffi!.исследования. Объектами явились составляющие J-.ункционалыюг системы: предмет труда, средства труда, конечная лг.'сдукция в зависимости от степени переработки на гхьдпрютгки. Перечисленные объекты исследовались следующим заразом:
- составлялись морфологические таблицы по признакам и их
унччениям, используя метод морфологического анализа; с помощью
синтеза по морфологическим таблицам определялись новые
конструктивно-технологические решения, обобщенные схемы, связи;
производилась оптимизация параметров на стадии предпроектного решения проблемы с целью определения новых направления совершенствования функциональной системы;
- составлялись математические модели, описывающие новые
способы поперечной распиловки лесоматериалов с учетом гипотез, теоретического обоснования (описания), экспериментальных исследования в лаборатории и в производственных условиях;
по результатам ранее проведенных многими авторами исследования систематизировался предает труда, используя закон относительного роста, разрабатывалась обобщенная теория поперечной распиловки лесоматериалов, в основе которой был заложен метод элементного взаимодействия механизмов функционалыюп системы с предметом труда;
используя теоретические положения, разрабатывались математическое и программное обеспечение, основные составляющие САПР поперечной распиловки лесоматериалов.
В процессе обработки и анализа полученных результатов применялись методы математической статистики и стандартные программы ЭВМ.
Ндвизна_иссл9дованга_и_научных_результатдв. Впервые
рассмотрены вопросы, связанные с обоснованием
конструктивно-технологических решений поперечной распиловки лесоматериалов, обеспечивающих не только рост производительности, пп и качественный выход, а тага» снижение издержек производства продукции. При этом разработаны:
- методика систематизации и поиска новых технологических и
конструктивных решений поперечной распиловки лесоматериалов;
теоретические положения поперечной распиловки ле соматериалов;
- математические модели поштучно-групповой и бозогарнся
поперечной распиловки лесоматериалов;
- методика выбора эффективных решений поперечной распиловки
ле соматериалов;
новые способы и конструктивные решения поперечной распиловки лесоматериалов;
- математическое и программное обеспечение расчета параметров
оборудования для поперечной распиловки лесоматериалов.
М_35^ї_шосятся_следщш^_научнш_полджени
1. Комплексный метод принятия конструктивных решения
оборудования для поперечной распиловки, включающий совместное
использование морфологического метода и метода оптимума Парето.
2. Универсальная математическая модель предмета труда.
3. Математическая модель функционирования различного
оборудования для поперечной распиловки, включая и новые решения.
- Є -
4. Метода обоснования технологических и конструктивных
параметров, позволяющие (позволившие) наметить пути
интенсификации.
5. Методы и результаты оптимизации.
SQ25EIcib_BHBg20B_gj»3j^TaTgB_Hcc^goBaHm^
Достоверность полученных результатов обеспечена:
применением системного подхода при разработке математических моделей;
применением методов математической статистики при обосновании числа экспериментов, обработке и оценке результатов; использованием ЭВМ;
- применением для исследований современной проверенной аппаратуры.
Пр.актмеская_ценндсть_и_глализация _рзботы. Разработан математический аппарат, позволяющий научно обосновывать прогрессивные направления интенсификации процессов поперечной распиловки лесоматериалов. Создана база для реализации системного подхода к постоянно развивающимся средствам производства круглых лесоматериалов. Полученные в работе результаты могут быть использованы при решении следующих практических вопросов: разработка технико-экономического обоснования пгщенения поштучно-групповой, Сазопорноя, непрерывной пощр&чной распиловки лесоматериалов; использование теоретических положений в САПР пильных и падающих механизмов раскряжевочных установок; расчет режимов обработки при различных вариантах подачи исполнительных механизмов установок для поперечной распиловки лесоматериалов; организация автоматизированного поиска (информации о существующих) технологических и технических решений рассматриваемой функциональной системы и поиска новых патентоспособных решений; компьютеризация в учебном процессе.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при разработке: установки групповой раскряжевки хлыстов (УТР) в Лобвияском ЛПК ПО "Свардлеспром", раскряжевочной установки ДО-56 в Крестецком ЛИХ ПО "Новгородлес", раскряжевочной установки Д0-Є8 в Чухоломском ЛПХ ПО "Костромалес". Разработан и внедрен в учебный процесс программный комплекс по расчету и определению оптимальных параметров механизмов поперечной распиловки лесоматериалов, включая и новые решения, защищенные патентами или авторскими свидетельствами.
Апробация_рабдты. Основные научные положения и результаты исследования докладывались, обсуждались и были одобрены на
Всесоюзное конференции "Применение математических методов и
использование ЭВМ в управлении лесной промышленностью" (1979г.),
на Всесоюзной научно-технической конференции "Экономические
проблемы комплексного использования древесного сырья" (1982г.). на
Всесоюзной научно-технической конферені#га "Состояние и перспективы
разработки и внедрения автоматизированных систем управления в
лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности"
(1984г.), на Всесоюзном совещании "Совершенствование техники и
технологии предприятий лесной промышленности и лесного хозяйства"
(1985г.), на Всесоюзном совещании комиссии лесной промышленности
лесотехнической секции для рассмотрения хода выполнения научных
исследования по координационному плану НИР" (1982г.) на 5
Всесоюзной научно-технической конференции "Механизация и
автоматизация поремостительных работ на предприятиях лесного
комплекса" (1989г.), на Региональной научно-методической
конфоронции "Компьютерная технология в учебном процессе высшей
шкалы" Чо.ллбинск (1989г.), на Республиканской научно-практической
конфоіюнции "Научно-тохничоския прогресс в комплексных лесных
п]хід!і]іиігіиііх" КлрИЩЛП (1990г.), на Республиканской
паупю пракгичоскпя конфоронции "Проблемы рационального
использования вторичных, энергетических и других ресурсов" (Йошкар-Ола, 1Ш9г.), на научно-технических конференциях Сашст-Ноторбургскоя лосптохничоской академии (1976...1978, 1989.. .1992гг.), на ежегодных научно-технических конференциях карийского политохничоскогн института (1979...1988гг.).
Диссертационная работа обсуждена и одобрена на расширенном заседании кэфодры технологии лесозаготовительных производств Занкт-Потербургскоя лесотехнической академии с участием зодуших ученых по специальности 05.21.01.
Пу_бликации^_ Основное содержание диссертации изложено в 61 тачатноя работе. На технологические и технические решения юлучено: 1 патент, 15 авторских свидетельств.
tf?fiMjpa6oTbi. Диссертация состоит из введения, 6 разделов, :писка использованной литературы 156 наименований и 19 приложения.