Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследований 8
1.1 Обзор исследований пораженности древесины ядровой гнилью 8
1.2 Анализ работ в области раскроя древесины, пораженной ядровой гнилью 12
1.3 Обзор исследований в области описания формы древесных стволов 20
1.4 Выводы, цель и задачи исследований 22
2 Математическая модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию 24
2.1 Математическая модель раскроя хлыстов, пораженных напенной гнилью, с получением комбинированного пиловочника 24
2.1.1 Аллометрический метод исследований как способ описания изменения диаметра комлевой гнили по длине лесоматериала 24
2.1.2 Раскряжевка хлыстов, пораженных напенной гнилью 28
2.2 Математическая модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию 33
2.2.1 Теоретические основы раскроя пиловочного сырья при использовании аллометрической зависимости для описания формы его образующей 33
2.2.2 Определение размеров черновых заготовок, получаемых из низкокачественных частей пиломатериалов 41
2.2.3 Определение выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника 46
2.3 Определение выхода пилопродукции из круглых лесоматериалов, пораженных сквозной ядровой гнилью 48
2.4 Выводы 55
3 Экспериментальные исследования 56
3.1 Цели и задачи экспериментальных исследований 56
3.2 Исследование формы образующей комлевой части древесных стволов сосны 56
3.3 Модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию 58
3.4 Методика проведения экспериментальных исследований 65
3.4.1 Выбор варьируемых факторов и уровней их варьирования 65
3.4.2 Выбор плана эксперимента 67
3.4.3 Определение числа наблюдений в опыте 69
3.4.4 Экспериментальные исследования на имитационной модели 70
3.5. Выводы 84
4 Рекомендации по заготовке и распиловке комбинированного пиловочника 85
4.1 Рекомендуемые длины комбинированного пиловочника 85
4.2 Эффективность раскряжевки хлыстов, пораженной напенной гнилью, с получением комбинированного пиловочника 88
4.3 Эффективность транспортировки комбинированного пиловочника 89
4.4 Определение оптимальных схем раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию 94
4.5 Выводы 96
5 Производственная проверка результатов исследований 97
Основные результаты и выводы 100
Список литературы 102
Приложения 121
- Анализ работ в области раскроя древесины, пораженной ядровой гнилью
- Аллометрический метод исследований как способ описания изменения диаметра комлевой гнили по длине лесоматериала
- Модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию
- Эффективность транспортировки комбинированного пиловочника
Введение к работе
Актуальность темы. Не смотря на то, что древесина является возобновляемым природным ресурсом, запасы ее неуклонно сокращаются. Из-за постоянного усугубления экологической ситуации и антропогенного воздействия на лесные ресурсы, качество последних ухудшается. На протяжении многих лет остается актуальной проблема использования низкокачественной древесины.
В этой связи большое значение начинает занимать рациональное использование низкокачественной древесины, большую часть которой составляет древесина, пораженная сердцевинной гнилью. Особое внимание заслуживают напенные гнили, которые поражают ценную комлевую часть древесины преимущественно хвойных насаждений. Откомлевки с напенной гнилью составляют до 5-7% от объема заготавливаемой древесины и содержат до 70% объема качественной древесины. Причем это самая ценная бессучковая часть ствола.
Существующие технологии заготовки и переработки такой древесины предполагают в лучшем случае использование ее для производства технологической щепы или тарной пилопродукции. Большая же ее часть идет на производство дров или остается в лесу, так как из-за высоких транспортных расходов и низкой стоимости продукции становится невыгодным ее вывоз и дальнейшая переработка.
Заготовка комбинированного пиловочника, в котором пиловочник по ГОСТ 9462-88 для хвойных пород и ГОСТ 9463-88 для лиственных пород не разделен по длине с низкокачественной по содержанию гнили древесиной, позволит вовлечь в переработку дополнительные объемы древесины, сократить трудоемкость раскряжевки и упростить вывозку низкокачественной древесины, а также повысить выход пилопродукции.
Таким образом, решение задачи использования древесины, пораженной напенной гнилью, является актуальной.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование выхода пилопродукции из комлевой части древесины, пораженной напенной гнилью.
В соответствии с этим установлены следующие основные задачи исследований:
1) исследование формы комлевой части древесины;
2) разработка математической модели определения объемного выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника;
3) разработка имитационной модели раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию;
4) определение влияния основных факторов на величину выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника;
5) проведение опытных распиловок комбинированного пиловочника на пилопродукцию.
Предмет и методы исследований. Предмет исследований – способ раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию.
В диссертационной работе были использованы математические модели для описания формы комлевой части древесины. В процессе обработки экспериментальных данных применялись методы математической статистики и стандартные программы на ЭВМ.
Научная новизна. Создано математическое и программное обеспечение для определения выхода пилопродукции при раскрое комбинированного пиловочника, полученного из хлыстов, пораженных напенной гнилью новым способом (патент РФ № 2171175), на основании которых получены зависимости выхода пилопродукции от геометрических и качественных характеристик сырья. При этом разработаны: математическая модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию; имитационная модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию.
На защиту выносятся следующие научные положения:
-
способ раскроя хлыстов, пораженных сердцевинной гнилью, на пилопродукцию;
-
математическая модель определения выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника;
-
имитационная модель для исследования выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника;
-
результаты экспериментальных исследований выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника.
Достоверность выводов и результатов исследований. Адекватность математических моделей, полученных в работе, проверена и подтверждена F-критерием Фишера. Предлагаемый способ раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию апробирован на практике в производственных условиях.
Практическая значимость. Результаты исследований использованы при обосновании ресурсосберегающих технологий лесопромышленного комплекса, адаптированного к природным условиям Пермского края, с минимизацией затрат на лесовосстановление. Произведена производственная проверка результатов исследований в условиях ООО «Элмар». Разработанная имитационная модель определения выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника может быть использована при определении оптимальных схем раскроя, планировании расхода сырья. В настоящее время она используется в учебном процессе при подготовке магистров по дисциплине «Оптимальный раскрой и прогнозирование выхода продукции деревообрабатывающих производств». Предлагаемый способ раскроя комбинированного пиловочника реализуется на существующем оборудовании деревообрабатывающих предприятий без существенного изменения технологического процесса.
Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Рациональное использование лесных ресурсов» (Йошкар-Ола, 1999), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2004), международной научно-практической конференции «Уголовная и уголовно-исполнительная политика современной России: проблемы формирования и реализации» (Вологда, 2006), международной научно-практической конференции «Государственная политика в области назначения и исполнения уголовных наказаний» (Вологда, 2008), всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука – региону» (Вологда, 2008), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2008), ежегодных научных конференциях МарГТУ в 1999, 2004-2009 г.г.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 8 статьях, 1 отчете о НИР. Получено 3 патента на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 5 разделов, выводы и рекомендации, список литературы и приложения. Объем работы: основного текста – 120 с., иллюстраций – 22 , таблиц – 15, список литературы – 158 наименований, приложений – 7 (30 с.).
Анализ работ в области раскроя древесины, пораженной ядровой гнилью
Основы теории раскроя древесного сырья были заложены Фельдманом еще в начале XX века [148]. В разное время вопросами рационального раскроя древесины занимались такие ученые как П.П. Аксенов, А.Е. Алексеев, Н.А. Батин, И.Л. Белозеров, Ю.М. Бенько, Д.А. Братилов, Р.Е. Калитеевский, Н.Ф. Кварая, В.И. Кублицкая, В.В. Кузнецов, И.С. Матвеева, О.А. Мищенко, В.И. Пастушени, А.Н. Песоцкий, С.Н. Рыкунин, М.В. Тихонова, Л.П. Тютикова, ВТ. Уласовец, К.С. Худин и др. [4, 12-15, 17, 20, 55-57, 59, 6S, 69, 77, 82, 86, 90, 101, 133, 134, 145, 146, 151, 131,].
На протяжении многих лет остается актуальной проблема использования низкокачественной древесины. В условиях постоянно сокращающихся запасов древесины, становится актуальной задача поиска новых более рациональных способов ее раскроя, в том числе и способов раскроя низкокачественной древесины.
Из-за трудностей переработки древесины, пораженной ядровой гнилью, и высокой стоимости перевозки значительные ее объемы оставляются в лесу. При использовании существующих технологий, во-первых, теряются большие объемы древесного сырья, так как наряду с пораженной сердцевиной такая древесина содержит качественную заболонную часть (до 70% объема); во-вторых, создаются очаги гниения древесины, являющиеся источниками размножения дереворазрушающих грибов и поражающими здоровые древостой. Поэтому очень важно, как с экономической, так и с экологической точек зрения, найти пути рационального использования древесины, пораженной сердцевинной гнилью.
В связи с этим возникает вопрос рационального раскроя древесины, пораженной ядровой гнилью. Этой теме посвящали свои работы Э.В. Алексеева, И.А. Айзенберг, М.Г. Анапольский, В.И Белько, В.Ф. Ветшева, В.И. Гриб, В.Ф. Домницкий, Б.М. Заливко, Г.И. Захарьин, Г.И. Кондратова, К.А. Лонн, Л.Н. Малыгин, В.М. Меркелов, B.C. Петровский, В.Е. Печенкин, В.Н. Соколов, А.Н. Сухих, Г.Г. Титков, А.С. Торопов, Л.П. Тютикова, А.Е. Феоктистов, В.Н. Хлебодаров, Е.С. Шарапов, У.Э. Яунсилс и др. [2, 7, 8, 16, 26-30, 43, 44, 49-51, 60, 71, 73-76, 79, 89, 93-95, 103, 132, 139, 143, 144, 149, 150, 154, 156-158].
Вопросам рациональной раскряжевки хлыстов с напенной гнилью посвящены работы Н.П. Анучина, С.Н. Горшина, В.А. Капустина, Г.И. Заха-риьна, В.Н. Соколова и др.
Н.П. Анучин, С.Н. Горшин предлагают традиционный вид раскряжевки хлыстов, пораженных напенной гнилью, при котором раскряжевщик последовательным отпиливанием коротких отрезков длиной 1-2 м добивается того, чтобы гниль в первом сортименте не превышала допускаемого для 1 и 2-го сортов размера. Такой способ раскряжевки имеет ряд недостатков. Во-первых, снижается производительность раскряжевки, во-вторых, появляется необходимость вывозки дровяных откомлевок с лесосеки [11, 35].
Другие ученые, такие как В.А. Капустин, В.Н. Соколов, Г.И. Захарьин [52, 58, 103] предлагают заготавливать комбинированный пиловочник, т.е. пиловочник, в котором пиловочник по ГОСТу не разделен по длине с низкокачественной по содержанию гнили древесиной. Все согласны, что напенной гнилью поражаются в основном хвойные насаждения (елово-пихтовые и перестойные сосновые). Г.И. Захарьин и С.Г. Нушкарев считают, что заготовка комбинированного пиловочника позволит сократить трудозатраты на операции разделки хлыстов [52]. В.А. Капустин предлагает заготовку комбинированного пиловочника и раскряжевку его на качественную и низкокачественную части на лесопильных предприятиях, а В.Н. Соколов и Г.И. Захарьин предлагают раскрой непосредственно комбинированного пиловочника на тарную пилопродукцию брусовым способом. Минимальная длина комбинированного пиловочника колеблется от 4 м по результатам исследований В.А. Капустина до 5,5 м по результатам исследований В.Н. Соколова [58, 103]. В результате исследований, проведенных этими учеными, были сделаны выводы о нецелесообразности заготовки и распиловки комбинированного пиловочника по разным причинам из-за уменьшения доли качественного пиловочника при лесозаготовках, уменьшения выхода пилопродукции на 10-12%, низкой прибыли. При этом раскрой комбинированного пиловочника производился по схемам, применяемым к стандартному пиловочнику, которые не позволяют учитывать его качественные особенности. Остановимся непосредственно на раскрое пиловочника, пораженного ядровой гнилью на пилопродукцию. Здесь можно выделить два направления исследований: исследования выхода пилопродукции из пиловочника, пораженного односторонней ядровой гнилью (напенной) и с выходом на аба торца. B.C. Петровский в своих работах рассматривает раскрой пиловочника, пораженного односторонней ядровой гнилью развальным способом по ходовому поставу, диаметр гнили в комлевом торце от 0,24 до 0,62 долей диаметра пиловочника. При этом выход пилопродукции составляет в среднем 59,7% из пиловочника и 51,8% непосредственно из пораженной части. Кроме этого B.C. Петровский рассчитал предельно допустимые относительные диаметры гнили для пиловочника с односторонней и сквозной гнилью, которые соста-вили соответственно (0,48-0,62) и (0,37-0,56) d [93. 94].
Аллометрический метод исследований как способ описания изменения диаметра комлевой гнили по длине лесоматериала
Автоматизация раскряжевки хлыстов, пораженных сердцевинной гнилью, реализуется на математической модели объекта. Для древесных стволов математической моделью является образующая, которая зависит от породы, возраста дерева, его места произрастания.
Разные ученые в своих исследованиях принимают среднюю форму древесных стволов. Для вычисления объемов стволовой древесины для хлыстов используют таблицы с измерением диаметров на высоте груди и таблицы с измерением диаметров в комле, что дает ошибку в измерениях ±20% [92]. Более точным методом определения объемов стволов и пиловочных бревен является аналитический. Для этого нужно иметь математическую модель стволов.
Считается, что хлыст в поперечном сечении представляет круг [11, 136]. Исследователями установлено, что образующая древесного ствола представляет собой сложную кривую: нижняя комлевая часть ствола приближается к геометрической фигуре - нейлоиду, отдельные отрезки средней части-близки к цилиндру, вершинная часть похожа на конус; серединная часть в целом представляет собой параболоид второго порядка [11].
Разные ученые в своих исследованиях применяют различные типы образующей, которая и характеризует модель ствола как тела вращения. Считается, что наиболее точной математической моделью описания формы образующей хлыстов для любой породы, является полином четвертой степени, разработанный профессором B.C. Петровским [92]. Эта модель имеет ряд существенных недостатков [136], таких как: - значительные подготовительные работы по сбору и аппроксимации экспериментальных данных, - высокая погрешность результатов, связанная с большой вариацией, взаимосвязью параметров хлыстов и дефектами формы, - недостаточный учет качественных признаков предмета труда, - невозможность достоверного моделирования хлыстов с природными дефектами формы ствола. Наиболее точной и целесообразной математической моделью описания предмета труда будет такая модель, структура которой основана на естественном законе роста древостоя - теории относительного роста. Суть теории относительного аллометрического роста состоит в том, что чаще всего соотношение скоростей роста разных органов в онтогенезе остается постоянным, хотя абсолютные величины этих скоростей меняются [70, 136]. Аллометри-ческий метод позволяет уменьшать количество замеров для адекватного описания предмета труда. Оптимальный раскрой хлыстов, пораженных напенной гнилью, осуществим при адекватном аналитическом описании формы обра-зующей и формы гнили. В качестве математического описания образующих лесоматериалов и гнили предлагается аллометрическая зависимость, основанная на законе относительного роста. Аллометрический метод исследований представляет собой частный случай регрессионного анализа при использовании в качестве выравнивающей функции уравнение относительного роста (изменения) у = с + ахЬ [136, 138]. Предварительно необходимо провести замеры геометрических парамет-ров хлыста и гнили и, пользуясь аллометрическим методом, получить зависимости, описывающие образующую хлыста (в коре, без коры). Методика определения коэффициентов для образующей хлыста подробно представлена в работах профессора А.С. Торопова [136, 140]. Выбор аллометрического метода исследований для описания формы круглых лесоматериалов и напенной гнили базируется на том, что этот метод имеет ряд преимуществ: - малое число замеров для получения математической модели круглого лесоматериала; - простота обработки экспериментальных данных; - высокая степень адекватности получаемых моделей древесных стволов; - возможность применения кусочной аллометрии для более точного описания отдельных частей древесного ствола; - возможность применение этого метода для получения моделей ядровой гнили, сучков и других пороков, которые образуются в дереве постепенно в процессе его роста, а соответственно, должны также подчинятся закону относительного роста. 1.4 Выводы и задачи исследований В результате проведенного обзора работ в области раскроя древесины с ядровой гнилью можно сделать следующие выводы: 1) в условиях постоянного сокращения лесосырьевых ресурсов и ухудшения их качества из-за неблагоприятных условий произрастания, вызванных техногенным воздействием на окружающую среду, необходимо вовлекать в переработку древесину с ядровой гнилью, запасы которой весьма значительны. Степень пораженности древостоев в отдельных случаях может достигать до 70-80% от общего количества деревьев. 2) В связи с тем, что раскрой комбинированного пиловочника производился по схемам, применяемым к стандартному пиловочнику, которые не позволяют учитывать его качественные особенности, считаю необоснованными заявления о нецелесообразности его заготовки и переработки в настоящее время, когда известны новые способы переработки его на пилопродукцию. 3) Для раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию предлагается новый способ раскроя, защищенный патентом Российской Федерации, позволяющий в общих технологических потоках производить раскрой комбинированного пиловочника с получением обрезных пиломатериалов и черновых заготовок [108]. На основании вышеизложенного считаю необходимым провести исследование выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника, пораженного напенной гнилью, новым способом. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) разработать математическую модель определения объемного выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника новым способом; 2) исследовать форму комлевой части древесных стволов; 3) разработать имитационную модель раскроя комбинированного пиловочника, пораженного напенной гнилью, на пилопродукцию; 4) определить влияние основных факторов на величину выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника.
Модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию
В последнее время для исследования процессов раскроя в лесопилении все чаще используются методы имитационного моделирования [96, 97, 155]. Имитация является лишь одним из многих видов моделирования. По мнению Р. Шеннона [155], имитационное моделирование - это один из самых мощных инструментов анализа, которыми располагают люди, ответственные за разработку и функционирование сложных процессов и систем. Имитационное моделирование дает возможность исследователю экспериментировать с системами в тех случаях, когда делать это на реальном объекте практически невозможно или нецелесообразно.
Круглые лесоматериалы являются сложными объектами, на которые воздействуют множество неуправляемых факторов, связанных с их размерно-качественными характеристиками. Кроме того, проводимые в настоящее время эксперименты в лесопилении с целью математического описания процесса раскроя слишком дороги, трудоемки, экономически нецелесообразны и недостаточно эффективны [96. 97]. Для проведения эксперимента необходимо подбирать довольно большие партии круглых лесоматериалов с одинаковыми размерно-качественными характеристиками.
Модель является представлением объекта или системы в некоторой форме, отличной от формы их реального существования [155]. В данном конкретном случае моделью является процесс получения пилопродукции из комбинированного пиловочника. Имитационная модель процесса получения пилопродукции из комбинированного пиловочника может быть использована: 1) при профессиональной подготовке студентов в области раскроя пиловочного сырья; 2) при прогнозировании выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника; 3) как средство постановки эксперимента, позволяющее проводить контролируемые эксперименты. При экспериментировании с имитационной моделью можно узнать намного больше, чем, если бы мы экспериментировали с реальным объектом. Можно сравнить несколько вариантов раскроя одного и того же комбинированного пиловочника при различной степени его пораженности гнилью. На практике в реальных условиях затруднительно сравнение нескольких способов раскроя из-за невозможности подбора абсолютно одинаковых партий круглых лесоматериалов. Невозможно один и тот же пиловочник раскроить разными схемами несколько раз. А имитационная модель это позволяет делать. Поэтому при ее использовании можно сравнивать несколько вариантов раскроя и выбирать наиболее подходящий для конкретных начальных условий. Методы имитационного моделирования предполагают использование ЭВМ. При имитационном моделировании на ЭВМ последовательно воспроизводятся одиночные события, происходящие в моделируемой системе. На основе математической модели разработан алгоритм программы для определения размеров пилопродукции, получаемой при имитации процесса раскроя комбинированного пиловочника. Укрупненная блок-схема этого алгоритма представлена на рисунке 3.1. К вводимым данным относятся следующие: - диаметр комбинированного пиловочника, см; - длина комбинированного пиловочника, м; - диаметр гнили в комлевом торце, см; - толщины пиломатериалов (постав), мм; - минимальная ширина заготовок из низкокачественных частей, мм; - минимальная длина заготовок из низкокачественных частей, м; - ширина пропила, мм. К данным, которые выводятся на печать, относятся: - размеры пилопродукции (ширина в мм и длина в м); - объемный выход пиломатериалов по сечениям, м"; - суммарный объем пиломатериалов, м ; - выход пилопродукции из комбинированного пиловочника, %. Для проведения исследований, используя предлагаемый алгоритм определения выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника, разработана программа по имитации раскроя комбинированного пиловочника новым способом в среде Microsoft Office Excel. С помощью специальных функций производится генерация равномерно распределенных случайных чисел [147] и таким образом в модель вводятся элементы случайности, что позволяет использовать статистические методы для обработки результатов эксперимента. На первом этапе получаем математическую модель, описывающую форму образующей комбинированного пиловочника. Эта модель учитывается аллометрическими коэффициентами, занесенными в базу данных. Аллометрические коэффициенты, учитывающие форму круглого лесоматериала, получены в результате экспериментальных исследований образующей хлыстов сосны аллометрическим методом. При планировании эксперимента уровнями варьирования вершинного диаметра круглого лесоматериала являются стандартные (четные) значения диаметров [41]. На практике к стандартному четному диаметру относятся диаметры в диапазоне 2 см. При имитационном моделировании случайным образом выбирается точный диаметр круглого лесоматериала в диапазоне, относящемся к заданному четному диаметру. Методы имитационного моделирования предполагают использование ЭВМ. При имитационном моделировании на ЭВМ последовательно воспроизводятся одиночные события, происходящие в моделируемой системе. На основе- математической модели разработан алгоритм [1, 56] программы для определения размеров пилопродукции, получаемой при имитации процесса раскроя комбинированного пиловочника. Укрупненная блок-схема этого алгоритма представлена на рисунке 3.1. Для проведения исследований, используя предлагаемый алгоритм определения выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника, разработана программа в среде Excel. При построении имитационных моделей необходимо обеспечить возможность генерирования случайных величин. Так как наша имитационная модель просчитывается на ЭВМ, то нужно иметь возможность получать равномерно распределенные случайные числа и использовать эти случайные числа для генерации случайных величин с требуемыми характеристиками [155]. С помощью специальных подпрограмм генерации случайных чисел в модель вводятся элементы случайности, что позволяет использовать статистические методы для обработки результатов эксперимента.
Эффективность транспортировки комбинированного пиловочника
Из таблицы 4.10 видно, какие диаметры комбинированного пиловочника какими схемами нужно раскраивать, чтобы получить максимальный выход пилопродукции. Схема 1 эффективна при раскрое пиловочника диаметром 36-38 см с достаточно большим (около 18 см) поражением гнили. При небольших поражениях гнилью (около 10 см) эффективными являются схемы 2 и 3, причем схема 3 эффективна во всем диапазоне варьирования диаметра пиловочника.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы о целесообразности заготовки комбинированного пиловочника: 1) заготовка комбинированного пиловочника сокращает на 20-30% энергозатраты на раскряжевку хлыстов, пораженных напенной гнилью; 2) производительность раскряжевки хлыстов, пораженных напенной гнилью, увеличивается на 30-50% за счет сокращения числа резов; 3) заготовка комбинированного пиловочника позволит снизить объемы отходов лесозаготовок, тем самым сократить затраты на их утилизацию; 4) использование технологии заготовки комбинированного пиловочника сокращает на 30% удельные энергозатраты на транспортировку низкокачественной древесины; 5) предлагаемая технология раскроя хлыстов, пораженных напенной гнилью, с получением комбинированного пиловочника позволяет вовлекать в переработку дополнительные ресурсы древесины и поэтому является ресурсосберегающей; 6) определены оптимальные размеры комбинированного пиловочника и оптимальные схемы его раскроя на пилопродукцию. 5 Производственная проверка результатов исследований Важным этапом проведения исследований на имитационной модели является ее проверка. Необходимо провести оценку адекватности - проверку соответствия между поведением имитационной модели и реальной системы. Целью оценки адекватности имитационной модели является: - приобретение уверенности в том, что модель ведет себя таким же образом, как и реальная система; - установление того, что выводы, полученные в результате экспериментов с моделью, справедливы и корректны. С целью проверки результатов исследований на имитационной модели, проведены пробные распиловки комбинированного пиловочника, пораженного напенной гнилью, способом раскроя по патенту РФ №2171175. Распиловка производилась на горизонтальном ленточнопильном станке «Мастер 200-04М» (производитель самарский завод «Прогресс») на пилопродукцию, соответствующую спецификации предприятия ООО «Элмар». Толщина пиломатериалов составляла 50 и 25 мм. Предварительно проводились замеры диаметров комбинированного пиловочника с целью получения математической модели образующей, его длины и диаметра гнили. Используя замеры диаметров комбиринованного пиловочника по длине, получена его аллометрическая модель. Модель комбинированного пиловочника и размеры пиломатериалов были в качестве исходных данных введены в имитационную модель и получены результаты в виде выхода пилопродукции в % для варианта удаления коры и гнили перпендикулярно пластям (вариант 1). С помощью имитационной модели раскроя комбинированного пиловочника получен расчетный выход пилопродукции 58,9%. Затем проводилась непосредственно распиловка комбинированного пиловочника на пиломатериалы. Полученные после первичного раскроя необрезные пиломатериалы маркировались. Торцовка пиломатериалов, содержащих гниль, на качественную и низкокачественную части велась на круглопильном станке Ц-6. Обрезка всех качественных пиломатериалов по ширине не производилась. После маркировки они складировались в удобном для проведения замеров месте, где производился их обмер методом разметки (условного раскроя). Что касается низкокачественных частей пиломатериалов, то из них удалялись кора и гниль параллельно их образующим перпендикулярно пластям (вариант 1) на круглопильном станке Ц-6, и полученные заготовки подвергались обмеру. Измерительные инструменты: - для измерения диаметров использовалась мерная вилка с ценой деления 0,001 м; - для измерения ширины пилопродукции использовались линейки с ценой деления 0,001 м; - для измерения длины пиловочника и пилопродукции использовались рулетки с ценой деления 0,001 м. По результатам замеров определялся объемный выход пилопродукции из комбинированного пиловочника. Фактический выход пилопродукции из комбинированного пиловочника составил 56,1%. Проведенная производственная проверка результатов исследований выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника подтверждают приемлемость разработанной имитационной модели для определения выхода пилопродукции. Расхождение расчетных и опытных данных составило 4,7%, что не превышает 5% и подтверждено соответствующим актом (приложение Ж). Производственная проверка показала, что разработанная имитационная модель раскроя комбинированного пиловочника на пилопродукцию может быть использована для определения выхода пилопродукции новым способом, а значит и полученные с помощью нее регрессионные зависимости выхода пилопродукции из комбинированного пиловочника в зависимости от его диаметра, длины и диаметра гнили в комле справедливы и адекватны.
