Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Основы оперативного планирования на ЭВМ раскроя бревен при заданных объемах выпиливаемых сечений пиломатериалов

29.07.2015

В новых экономических условиях проблема технологической подготовки и оперативного планирования раскроя пиловочника на пиломатериалы выходит на одно из первых мест. Во-первых, они несут функции регулирования производства пиломатериалов заданных размеров, качества, объемов и сроков их выпуска. При этом должны быть обеспечены максимальный выход пиломатериалов, экономия площадей складов рассортированных бревен, рациональная загрузка бревнопильных линий лесопильного цеха и решение целого ряда других вопросов.
Во-вторых, в настоящее время на большинстве лесопильных предприятий имеется значительное количество ПЭВМ, которыми могут быть оснащены АРМы технологов. Это позволяет приблизить теорию к практике и проводить оптимизацию и регулирование процессов непосредственно в производстве. Однако решение этих вопросов невозможно без создания и использования специализированных технологически ориентированных (прикладных) программ. Иными словами, без создания программно-методического обеспечения невозможно осуществить оперативное плакирование раскроя пиловочных бревен, являющейся, по существу, главным механизмом эффективного управления производством пиломатериалов.
Планирование раскроя пиловочника необходимо для выработки пиломатериалов определенных сечений и их объемов, входящих в определенный заказ (стокнот) в течение, например, смены и периода выполнения определенного заказа или в течение года. В первом случае это задача оперативного планирования, в последнем — задача прогнозирования возможности и уровня эффективности выполнения определенной суммы заказов из имеющегося и ожидаемого к поступлению сырья.
Оперативное планирование раскроя пиловочника должно осуществляться в соответствии с ходом производства пиломатериалов, т. е. с учетом динамики производственного процесса.
В настоящее время совершенствование процессов лесопиления невозможно без применения современных технологий и оборудования. Однако их эффективное использование осуществимо только при рациональном проектировании процессов и, что особенно важно, глубокой технологической подготовке производства пиломатериалов. Именно она и определяет возможности оперативного планирования и управления процессами.
На рис. 2.15 представлен алгоритм комплексной модели информационной технологии подготовки и оперативного планирования раскроя пиловочного сырья.
Эта модель предназначена для использования в качестве программно-методического обеспечения на АРМах технологов лесопильного производства и в системах автоматизированного проектирования (САПР) технологии новых лесопильных предприятий и реконструкции существующих.
Комплексная модель включает в себя ряд прикладных программ и подпрограмм. Основными программами являются имитационная программа процессов подготовки и раскроя сырья на пиломатериалы и программа оперативного планирования раскроя сырья на пиломатериалы. Первая программа включает в себя в качестве подпрограмм программы расчета поставов на ПЭВМ и проектирования оптимальных систем поставов на ПЭВМ.
Основы оперативного планирования на ЭВМ раскроя бревен при заданных объемах выпиливаемых сечений пиломатериалов

Определение производительности лесопильного цеха (блок 2) осуществляется по нашей методике.
Блоками 3 и 4 производится непосредственно имитационное моделирование технологического процесса и определение основных технологических параметров системы линия сортировки бревен—склад рассортированного сырья—лесопильный цех. После этого в базу данных (блок 5) вводится информация об оставшемся сырье на складе рассортированного сырья и в программу оперативного планирования раскроя сырья на пиломатериалы фактически обработанное сырье по каждой сортировочной группе бревен (кривая сырья, поступившего на распиловку в лесопильный цех).
В блок 6 этой программы вводятся спецификация пиломатериалов с заданными объемами их выпиловки, минимальная длина боковых досок, шаг длины досок, требуемая влажность пилопродукции, ширина пропила головного и делительных станков, допускаемая величина перепилов и недопилов в партии пиломатериалов.
Анализ выполнимости спецификации осуществляется в блоке 7 по методу профессора Г.Д. Власова. Далее производится проектирование оптимальных систем поставов для каждой сортировочной группы бревен (блок 8).
По мере имитации распиловки сортировочных групп бревен и выполнения объемов определенных сечений пиломатериалов осуществляется их изъятие из спецификации (блок 9) и занесение информации в блок 10.
Блок 11 формирует план раскроя пиловочных бревен на пиломатериалы, после анализа которого (блок 12) принимается решение о переходе имитации процесса подготовки и раскроя сырья на пиломатериалы на новую итерацию с измененными управляющими технологическими параметрами (блок 13) или к корректировке и формированию новых систем поставов (блок 14) подпрограммой расчета поставов ВЕАМ-300. Если план раскроя допустимо корректен, то происходит переход к блоку 15 для его выполнения.
Общий алгоритм имитационной модели представлен на рис. 2 .16. Программа начинается с ввода исходных данных (см. ниже). В блоке 2 осуществляется подготовка исходных данных: расчет объема бревна каждого расчетного диаметра и вычисление по кривой распределения сырья по диаметрам процента бревен с шагом 5 мм (до 1 мм). Для обеспечения распределения сортировочных групп бревен по лесопильным потокам производится расчет производственной мощности лесопильного цеха при равномерной загрузке оборудования (блоки 13, 14, 15), и в блоке 3 определяются граничные диаметры бревен между потоками. В блоке 16 рассчитываются объем сырья (в процентах) на каждый поток и доли сырья (в процентах граничного диаметра), приходящиеся на каждый поток.
Основы оперативного планирования на ЭВМ раскроя бревен при заданных объемах выпиливаемых сечений пиломатериалов

В блоке 4 осуществляется ввод границ сортировочных групп бревен с их распределением по бревнопильным потокам и ввод скоростей или (и) посылок лесопильных рам при обработке пиловочника. В блоке 5 рассчитывается производственная мощность лесопильного цеха согласно введенному распределению сортировочных групп бревен по потокам, интенсивности работы линия: сортировки бревен, объему сырья в группе и на потоке. В блоке 6 вычисляется необходимая емкость склада рассортированного сырья. Блок 7 обозначен в алгоритме как имитационный цикл. Так как во время имитации принимаются единицы измерения времени в минутах, а объем бревен выражается в штуках бревен, то блоком 8 осуществляется их корректировка для получения выводимых результатов в удобных для пользователя единицах: кубометры бревен, часы, смена, кубометры в смену.
Завершение имитационного цикла производится по заказанному времени имитации или по требуемому объему распиловки бревен с возможностью продолжить имитацию для последующих итераций.
Следующая итерация позволяет произвести повторение имитации, но уже с заполненным складом рассортированных бревен, оставшихся от предыдущей итерации. Практически это временное изменение кривой распределения бревен по диаметрам поступающего в лесопильный цех, но не на линию сортировки пиловочника. Обратим внимание, что при больших партиях перерабатываемого сырья и тех же спецификациях бревен и пиломатериалов повторение итераций значительного влияния на изменение объемов сортировочных групп бревен, распиливаемых в лесопильном цехе, и, следовательно, на выполнение плана раскроя не оказывает. Это происходит потому, что среднегодовая кривая распределения бревен по диаметрам, по которой до сих пор традиционно составляется план раскроя сырья, незначительно отличается от кривой распределения бревен по диаметрам, поступающих со склада рассортированного сырья в лесопильный цех.
При выполнении небольших заказов с часто изменяемой спецификацией пиломатериалов и корректировкой плана раскроя бревен в течение малых промежутков времени повторение итераций оказывает большое влияние на изменение объемов сортировочных групп бревен и выполнение плана раскроя сырья.
В меню (блок 9) имеется позиция «Вывод промежуточных данных», необходимая для проверки правильности введенных данных. Имеется также позиция-корректировка партий запуска сортировочных групп бревен, осуществляемая через блок 10. Здесь предполагается автоматическая коррекция планируемого периода работы лесопильных потоков, распиливающих соответствующие сортировочные группы бревен, от 0,5 до 2 смен с шагом 0,25 смены в зависимости от интенсивности их накопления (блок 11). Блок 12 осуществляет вывод полученных результатов на печать.
Исходными данными имитационной модели технологической подготовки и раскроя пиловочного сырья в лесопильном цехе являются:
1. Кривая распределения сырья по диаметрам (принимается по учтенному сырью на складе или ожидаемому к поступлению)
2. Структура лесопильного цеха (состав бревнопильного оборудования).
3. Интенсивность работы линии (линий) для сортировки бревен.
4. Коэффициент превышения работы линии для сортировки бревен над производительностью лесопильного цеха (корректирующийся технологический параметр — 1,2; 1,4;...2).
5. Средняя длина бревен с минимальным межторцовым разрывом.
6. Коэффициент превышения минимальных партий запуска рассортированных бревен (корректирующийся технологический параметр — 1,2...4).
7. Коэффициент использования (общий и коэффициент технического использования — Кти; коэффициент использования машинного времени — Kм и коэффициент загрузки — Kз) для каждого бревнопильного потока.
8. Планируемый период работы лесопильных потоков (корректируемый технологический параметр — 0,5; 1...2 смены).
9. Время имитации работы системы линия сортировки бревен—склад рассортированного сырья—лесопильный цех.
10. Границы сортировочных групп бревен с их распределением по бревнопильным потокам.
11. Посылки лесопильных рам и число оборотов их коленчатого вала, скорости обработки принятых сортировочных групп бревен.
12. Требуемый запланированный объем обрабатываемого сырья.
13. Время имитации работы системы.
Целью имитации на ПЭВМ производственного процесса системы сортировка бревен—склад рассортированного сырья—лесопильный цех является нахождение основных технологических параметров рационального процесса подготовки сырья к раскрою.
Задачи работы — определение рациональной емкости склада сырья, объемов и времени распиловки заданного объема пиловочник; а, нахождение кривых распределения бревен по диаметрам, поступающих в лесопильный цех, нахождение коэффициента. загрузки лесопильного цеха.
К конечным (выводным) результатам имитационной модели технологической подготовки и раскроя пиловочного сырья в лесопильном цехе относятся следующие данные:
1. Время последнего включения бревнопильных потоков и их простоев за время имитации, начиная с заполнения начальной емкости склада рассортированных бревен (достаточности сырья для включения (начала) работы всех лесопильных потоков на планируемый период их работы).
2. Время простоя линии для сортировки бревен.
3. Необходимая начальная емкость склада рассортированного сырья (см. ниже)
4. Производственная мощность лесопильного цеха при принятых сортировочных группах бревен.
5. Количество обработанного сырья на каждом бревнопильном потоке по принятым сортировочным группам бревен.
6. Количество смен лесопильного цеха, необходимое для распиловки заданного объема сырья.
7. Процентное содержание диаметров бревен, поступающих со склада рассортированного сырья в лесопильный цех.
Имеется возможность повтора имитации после изменения следующих параметров:
1. Кривой распределения бревен по параметрам.
2. Компоновки цеха.
3. Границ сортировочных групп бревен.
4. Режима имитации.
Введем понятия необходимой и начальной емкости склада рассортированного пиловочного сырья.
Необходимая емкость склада рассортированного сырья: — это сумма объемов пиловочных бревен во всех сортировочных группах бревен с учетом коэффициента превышения минимальных партий запуска. Под минимальными партиями запуск а подразумеваются объемы каждой сортировочной группы бревен, необходимые для распиловки в течение принятого периода работы лесопильного потока.
Поэтому значение необходимой емкости склада рассортированного сырья выводится сразу при построении графического отображения имитации.
Начальная емкость склада рассортированного сырья определяется только посредством имитации системы сортировка бревен—склад рассортированного сырья—лесопильный цех. Объем сырья в начальной емкости достаточен для начала работы всех потоков в лесопильном цехе одновременно. Это объясняется тем, что имитация упомянутой производственной системы начинается с момента разворота потока, т. е. с момента включения линии сортировки бревен.
Программа предназначена для составления оперативного плана раскроя сырья на пиломатериалы при определенных спецификациях бревен и пиломатериалов в двух режимах: во-первых, с ранее заказанными поставами для каждой сортировочной группы бревен и, во-вторых, с оптимизацией поставов по критерию максимального объемного выхода пиломатериалов для каждой сортировочной группы бревен.
В последнем случае могут быть два варианта.
В первом варианте задаются определенные число и границы сортировочных групп бревен. Для каждой из групп для наименьшего диаметра бревен в группе в соответствии с заданными спецификациями сырья и пиломатериалов автоматически определяется оптимальный постав. Во втором варианте производится минимизация числа сортировочных групп (по выполнению брусовых досок) и определяются их границы, характерные только для данного случая раскроя. В этом случае сначала все поставы выводятся на печать и затем их число уменьшается, так как остаются только поставы с разными брусовыми пакетами досок.
Во всех случаях программой предусматривается автоматический ввод дополнительных боковых пил при появлении в поставах дополнительных тонких досок на первом и втором проходах при увеличении расчетного диаметра бревна в сортировочной группе. Это объясняется тем, что шаг расчета поставов составляет 5 мм.
Расчет оперативного плана раскроя бревен с оптимизацией поставов по критерию максимального объемного выхода пиломатериалов для каждой сортировочной группы. Основной задачей работы программы является расчет на ПЭВМ сравнительного влияния на выполнение оперативного плана раскроя и объемный выход пиломатериалов различных кривых распределения бревен по диаметрам: среднегодовой и бревен, поступающих в лесопильный цех со склада рассортированного сырья за время выполнения оперативного заказа.
Исходные данные программы следующие.
1. Спецификация пиломатериалов и объемы заданных се- сечений досок.
2. Средняя длина бревна.
3. Шаг длины досок.
4. Минимальная длина боковой доски.
5. Ширина пропила.
6. Объем сырья.
7. Кривые распределения бревен по диаметрам: среднегодовая, соответствующая среднему диаметру перерабатываемых в течение года бревен, и процентное содержание диаметров бревен, поступающих в лесопильный цех за время выполнения оперативного заказа.
8. Начальный и конечный диаметры бревен, например, по четным и группам четных диаметров с максимального вершинного диаметра в кривой сырья.
Расчет оперативного плана раскроя бревен с заказанными (определенными) поставами для каждой сортировочной группы. В данном случае производится расчет оперативного плана раскроя при выполнении заданной спецификации пиломатериалов (при определенных сечениях досок и их объемах) и заданном числе сортировочных групп бревен (определенном количестве карманов на линии сортировки бревен, не считая резервных). Задачей работы является составление рациональных поставов при этих условиях для получения максимально возможного средневзвешенного объемного выхода с минимальным процентом перепилов и недопилов пиломатериалов.
Перед работой с программой производится расчет поставов с их распределением по сортировочным группам бревен. Программа осуществляет оптимизацию поставов по критерию максимального объемного выхода пиломатериалов для каждой сортировочной группы бревен. Выбираются те сечения досок, сочетание которых может дать их наибольший объемный выход. В результате некоторые сечения досок могут оказаться невостребованными.
Поэтому система поставов корректируется, и все сечения досок оказываются задействованными. При этом могут быть также скорректированы границы некоторых сортировочных групп бревен.
При получении неудовлетворительного результата (высокий процент недопилов или низкий средневзвешенный объемный выход пиломатериалов) поставы снова корректируются.
Главным результатом, кроме планирования производства пиломатериалов, как оперативного, так и в виде прогноза на один-два года, является эффективный контроль за материальными и финансовыми потоками в реальном времени.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: