Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Автоматизированные рабочие места технологов лесопильного производства

31.07.2015

Автоматизированные рабочие места технологов лесопильных предприятий базируются на ПЭВМ. Типовой состав устройств ПЭВМ включает в себя: центральный процессор с постоянной оперативной памятью, дисплей для отображения на экране информации, клавиатуру для ввода управляющих команд и данных, накопители на жестких и гибких магнитных дисках для хранения данных и программ их обработки, печатающее устройство для получения документов на бумаге и блок интерфейсов для подключения устройств, расширяющих возможности ПЭВМ (графопостроителей, приборов, модемов телекоммуникационного обмена и г. д.). Применение ПЭВМ для решения тривиальных задач без их оснащения специальными технологически ориентированными программами, как правило, нерационально.
Проведение технологических расчетов в лесопилении по специальным технологическим программам ПЭВМ позволяет решить следующие задачи.
1. Получить прямой эффект от улучшения технико-экономических показателей (на 2...10 %) производственной деятельности предприятия (оптимизация раскроя сырья, планирование производства пиломатериалов, лучшее использование производственных мощностей и пр.).
2. Получить косвенный эффект за счет значительной экономии времени при выполнении расчетов, анализе производственных ситуаций и принятии и выполнении решений.
3. Получить на качественно новом уровне оптимальные значения параметров процессов, их структур и решить целый ряд других вопросов, данные по которым в большинстве случаев вообще не могут быть получены без моделирования и ЭВМ.
По существу, мы имеем здесь дело с основными функциями управления, где существует своеобразный механизм исправления ошибок по результатам информации ведения производства пиломатериалов за оперативный период работы завода (неделю или несколько недель), сутки, смену и т. д. Технолог-пользователь системы программ и ПЭВМ практически на АРМ выполняет те функции, которые в автоматизированном технологическом комплексе, например, крупного автоматизированного лесопильного предприятия берет на себя система оперативнодиспетчерского управления и вычислительный комплекс. На лесоэкспортных предприятиях на АРМ отрабатываются, например, самостоятельные или сводные стокноты (подробные спецификации на партии пиломатериалов, предлагаемых или запроданных экспортеру со сроками поставки и пр.).
Ниже приведена номенклатура программ, которые входят в состав пакета (библиотеки) программ АРМ технолога лесопильного производства.
1. Расчет поставов на ЭВМ.
2. Исследование влияния на объемный выход пиломатериалов основных технологических факторов.
3. Проектирование оптимальных систем поставов на ЭВМ.
4. Определение оптимальных границ вершинных диаметров и числа сортировочных групп бревен.
5. Планирование раскроя бревен на пиломатериалы при сортировке пиловочника по диаметрам, четным, нечетным группам диаметров или оптимальным границам сортировочных групп при заданной размерной спецификации пиломатериалов и «свободном» объеме выпиливаемой пилопродукции.
6. Планирование раскроя бревен на пиломатериалы при "свободных" номенклатуре сечений пиломатериалов и объеме выпиливаемой пилопродукции по критерию максимального объемного выхода.
7. Оперативное планирование раскроя бревен на пиломатериалы при заданных номенклатуре сечений пиломатериалов и объеме выпиливаемой пилопродукции по критерию максимального объемного выхода.
8. Долговременное и оперативное планирование раскроя сырья по критерию максимальной прибыли.
9. Проектирование оптимальных систем поставов на ЭВМ для бревен неправильной формы.
10. Определение оптимальных схем раскроя и ориентации перед распиловкой бревен, брусьев и необрезных досок неправильной формы в системах гибкого первичного базирования.
11. Оптимизация раскроя хлыстов по критерию максимального выхода пиломатериалов.
12. Определение рациональных технологических параметров и режимов работы системы цех сортировки и подготовки пиловочного сырья к обработке—лесопильный цех.
13. Определение производственной мощности лесопильного цеха и рационального распределения пиловочных бревен по бревнопильным линиям.
14. Определение рациональных технологических параметров и режимов работы бревнопильных линий и линий сортировки сырых пиломатериалов, обеспечивающих синхронность работы лесопильного цеха.
15. Определение рациональных технологических параметров и режимов работы системы лесопильный цех—участок пакета- и штабелеформирования—сушка пиломатериалов—окончательная обработка пиломатериалов.
16. Оперативное управление системой цех подготовки пиловочника к обработке—лесопильный цех—цех камерной сушки и окончательной обработки пиломатериалов—цех комплектования, хранения и отгрузки пилопродукции и пр.
В настоящее время часть программ разработана и используется в промышленном лесопилении. Часть программ находится в стадии разработки, например, компанией «Декософт» и другими. Естественно, что при наличии соответствующих программ и необходимости на ПЭВМ можно решать также экономические задачи: моделировать хозяйственный риск, делать различные прогнозы и др.
При организации и комплектовании АРМ технологов лесопильного производства на конкретном предприятии необходимо учитывать не только особенности его информационного, программно-методического и технического обеспечения, но и имеющуюся и возможную базу (банк) данных, необходимых для эффективного функционирования АРМ. При этом следует учитывать, что все виды обеспечения АРМ могут иметь весьма индивидуальный характер для каждого конкретного предприятия. Так, под банком данных понимается система сведений о сырье, продукции за ряд лет, нормативные данные с учетом их корректировки на этом предприятии, наличие сырья и полуфабрикатов на отдельных этапах производства и пр. Перечень необходимой информации, входящей в банк данных, должен быть сформулирован в процессе разработки АСТПП и дополняться при ее эксплуатации.
Четкое и эффективное функционирование производственного процесса с использованием АСТПП определяется достоверной и регулярной информацией о запасах и движении сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, загрузки оборудования, а также о возникающих отклонениях от запланированного процесса производства.
Внедрение в производственные процессы вычислительной техники происходит с прогрессирующей быстротой, и от понимания, насколько это качественно изменяет уровень технологических расчетов, во многом зависит экономика лесопильных предприятий.
Так, в качестве основного положения расчета производственной мощности многопоточных лесопильных цехов с разнотипным бревнопильным (головным) оборудованием в настоящее время используется принцип их равномерной загрузки. Однако условие равенства времени работы бревнопильных линий разных типов отнюдь не является панацеей при определении производственной мощности лесопильного цеха и предприятия. Это может иметь место только при «выборке» всех технологических ограничений от устанавливаемых бревнопильных линий (что практически бывает очень редко) или организации рациональной их загрузки. В целом ряде случаев равномерная загрузка оборудования не является определяющим фактором при расчете теоретической и фактической (возможной) производственной мощности предприятия и в новых условиях хозяйствования может привести к крупным просчетам, асинхронности всего процесса лесопиления и как следствие к снижению его экономической эффективности.
Автоматизированные рабочие места технологов лесопильного производства

На рис. 14.1 отражена зависимость производственной мощности двухпоточного лесопильного цеха от среднего диаметра распиливаемого сырья. Лесопильный цех принят на базе двухрамного потока с двухэтажными лесопильными рамами, работающего со 100 % -й брусовкой, и однопильного ленточного станка ЛBЛ для индивидуального раскроя бревен. Расчеты проведены на ПЭВМ по специальной технологической программе на основе методики, изложенной ранее.
Данные для построения графика получены по принципу равномерной загрузки оборудования по времени. Представленные результаты (см. кривые 1 и 2) отражают производственную мощность цеха при различном числе резов и поворотов бревна на ЛБЛ. Кривая 1 характеризует производительность лесопильного цеха при IO резах и трех поворотах, что характерно для низкого качественного состава сырья. Кривая 2 характеризует производительность цеха при 4 резах и 2 поворотах бревна на ЛБЛ. Обратим внимание, что разница производственной мощности цеха при различном качестве сырья доходит до 10 тыс. м3 в год.
На рис. 14.1 обозначены также значения граничных диаметров пиловочника при соответствующих средних диаметрах бревен, расположенных по оси абсцисс. Резкие подъемы и спады производственной мощности при увеличении среднего диаметра бревен приводят к изменению величины граничных диаметров. Это объясняется тем, что при изменении среднего диаметра изменяется распределение крупномерных, средних и тонкомерных бревен в общем объеме сырья, что предопределяют значительные колебания производительности бревнопильных линий при соблюдении принципа их равномерной загрузки во времени.
На рис. 14.2 отражена зависимость производственной мощности лесопильного цеха от среднего диаметра обрабатываемого сырья с тремя потоками, на базе фрезерно-пильной линии типа ЛФП, двухрамного потока на базе двухэтажных лесопильных рам и однопильного ленточнопильного станка для индивидуального раскроя бревен (линии типа ЛБЛ).
Автоматизированные рабочие места технологов лесопильного производства

Фрезерно-пильные линии имеют несколько модификаций с точки зрения обработки максимально возможного диаметра пиловочника.
Определяющим параметром равномерной загрузки различных типов бревнопильного оборудования во времени являются граничные диаметры обрабатываемых бревен. С увеличением среднего диаметра перерабатываемого сырья увеличиваются и граничные диаметры. Следовательно, рациональное использование различных типов и сочетаний лесопильного оборудования в основном зависит от размерной спецификации сырья.
Кривая 1 (см. рис. 14.2) характеризует производственную мощность лесопильного цеха при равномерной загрузке бревнопильных потоков во времени без конструктивно-технических ограничений для линий типа ЛФП по обработке максимальных диаметров бревен. Однако если загружать ЛФП всем объемом сырья только до максимально возможного обрабатываемого диаметра, то зависимость производственной мощности лесопильного цеха от среднего диаметра сырья (в соответствии с кривой сырья) примет иной вид.
При построении кривой 2 принимался для ЛФП-2 и ЛФП-3 максимальный обрабатываемый диаметр 24 см, при построении кривой 3 для ЛФП-4 — 40 см.
При среднем диаметре пиловочника 18 см виден рост производственной мощности лесопильного цеха (кривая 2) на 6000 м3/год по сравнению с равномерной загрузкой (кривая 1), несмотря на то, что при 100 %-й загрузке ЛФП-2 и ЛФП-3 процент загрузки двухрамного потока и ЛБЛ соответственно 56 и 52 %.
Кривые 3 и 4 также характеризуют увеличение производственной мощности лесопильного цеха при неравномерной загрузке оборудования во времени в сравнении с равномерной загрузкой (кривая 1). Неравномерная загрузка в этих случаях характеризуется 100%-й загрузкой фрезерно-пильных линий с обработкой до возможно максимальных обрабатываемых ими диаметров пиловочника. Процент загрузки двухрамного потока и линии типа ЛБЛ при среднем диаметре пиловочника 18 см будут составлять соответственно 12 и 1 % (кривая 3), 8 и 1 % (кривая 4). С увеличением среднего диаметра сырья кривые 2, 3 и 4 пересекаются с кривой 1 равномерной загрузки оборудования во времени, а затем уровень производственной мощности значительно ниже при тех же средних диаметрах пиловочника. Следует отметить, что до пересечения кривых 3 и 4 с кривой 1 имеется резерв производственных мощностей лесопильных рам и ЛБЛ, после пересечения имеет место простаивание ЛФП за счет нехватки сырья для нее при существующем распределении бревен по диаметрам в соответствующей кривой сырья.
Обратим внимание, что на существующих предприятиях, имеющих резервы производственной мощности головного бревнопильного оборудования большой единичной мощности, оно может быть рационально использовано только при введении оперативного планирования и управления производством пиломатериалов.
Основными параметрами складов рассортированного сырья являются объем начального запаса, обеспечивающий синхронность работы системы, и емкость склада. При этом необходимо определение баланса интенсивности поступления бревен в запас и интенсивности их распиловки. При имитации совместной работы лесопильного цеха с заданной структурой и склада сырья на модели функционирования системы сортировка бревен—склад рассортированного сырья—лесопильный цех установлено, что с ростом превышения производительности линии сортировки над производительностью цеха до 1,5...1,6 раза объем запаса рассортированных бревен уменьшается. Дальнейшее увеличение превышения производительности линии сортировки над производительностью цеха не приводит к уменьшению емкости запаса.
Имитационным моделированием на ПЭВМ также установлено, что на величину емкости склада рассортированного сырья значительное влияние оказывает распределение сырья по потокам при их равномерной загрузке. Перераспределение объемов бревен с диаметрами, близкими к граничному, при равномерной загрузке оборудования между потоками разных типов позволяет значительно уменьшить емкость склада по сравнению с жестким закреплением определенных диаметров за лесопильными потоками. Иными словами, как только «сдвигается» граничный диаметр, но продолжается равномерная загрузка бревнопильных линий разных типов, требуется зачастую в несколько раз (а иногда и на порядок) увеличить емкость склада рассортированного сырья. Все это, как уже отмечалось, требует введения оперативного планирования и управления производством пиломатериалов на базе АРМ технолога лесопильного производства.