СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЛАНИРОВАНИЯ РАСКРОЯ БРЕВЕН СИБИРСКОЙ ЛИСТВЕННИЦЫ ДЛЯ УСЛОВИЙ КОМПЬЮТЕРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ
Герасимова М.М., Ветшева В.Ф. (СибГТУ, г. Красноярск, РФ)
The computer calculating system of Siberian larch saw logs’ consumption had been improved.
В настоящее время в компьютерных программах проектирования поставов различных авторов задействован стандартный объем пиловочного сырья по ГОСТ 2708, в который заложены усредненные значения сбежистости бревен всех пород. Фактически этот показатель, характеризующий их полнодревесность, имеет существенные отличия не только в разных породах, но и в бревнах, получаемых из комлевой, средней и вершинной частей хлыстов одной породы. В процессе распиловки эти особенности сказываются не только на количестве получаемой продукции и отходов, но и на загрузке основного и транспортного оборудования.
Применение компьютерного управления процессом с включением в программы раскроя сырья фактических моделей бревен и их объемов позволит более адекватно определять показатели расхода древесины и корректировать по времени весь процесс ее переработки с учетом поступающего в распиловку сырья.
О полнодревесности бревен разной вырезки из хлыста
можно судить по коэффициенту 
, характеризующему отношение разности
между их фактическим и стандартным объемом к последнему, % [1].
(1)
где Бст и Бф - стандартный и фактический объемы бревен, м3.
Отсюда
.
(2)
Зная закономерности распределения бревен по их толщине, можно рассчитать этот коэффициент для всего распиливаемого сырья, а также для сырьевой базы в целом
(3)
где i – конкретные диаметры бревен, см;
Ni – количество бревен каждого диаметра, %;
т – максимальный диаметр бревен в вершинном торце;
вычисляются
по (1).
Используя коэффициент 
, можно рассчитать фактическую
структуру баланса в отличие от действующей системы, при которой в расчетах
задействован стандартный объем бревен. Для расчета структуры баланса в обоих
вариантах дополнительно введем следующие обозначения, м3.
Вст, Вф – выход пиломатериалов, % от сырья;
V – фактическое количество напиленных пиломатериалов.
В
любом случае 
. Объемный выход пиломатериалов 
, %, 
, %. Учитывая
(2), получим
,
%. (4)
Аналогично,
фактический выход опилок 
, а также расход древесины на
усушку и распыл 
будут равны
,
%, (5)
, %. (6)
Тогда фактический выход твердых отходов (горбыли, рейки, торцовые отрезки) в % от сырья составит
,
%. (7)
Для определения 
и 
выведены соответствующие зависимости
с индексами корреляции 
, 
.
,
(8)
.
(9)
Проведена проверка статистической значимости регрессионных уравнений по F-критерию Фишера, который заключается в сравнении фактического (Fфакт) и табличного (Fтабл) значений.
Fфакт
,
где 
- коэффициент детерминации,
показывающий долю вариации зависимой переменной, объясняемую вариацией
независимой переменной;
n – число наблюдений;
m – число параметров при независимой переменной.
, 
,
n=1580, m
=2. Следовательно, Fфакт оп = 244,2,
Fфакт (у+р) = 1194. Табличное значение критерия (Fтабл)
при степенях свободы k1=2, k2=1578 и уровне значимости 
равно 2,99.
Так как Fфакт> Fтабл, то выведенные зависимости
являются статистически значимыми.
В формулах (4)…(7) не задействованы конкретные значения диаметров бревен, поэтому по ним можно определять общий баланс древесины, характерный для распиливаемого сырья этой породы, в зависимости от выхода пиломатериалов. Практически показатель выхода пиломатериалов может меняться в пределах от 30 до 60 процентов и более при количестве получаемых попутно отходов соответственно 70-40 %. Такие колебания в структуре баланса сказываются на режиме работы производственного процесса.
На каждом лесопильном предприятии налажен точный учет вырабатываемых пиломатериалов, как наиболее ценной продукции, поэтому по балансу, составленному в зависимости от выхода пиломатериалов, можно по (8) и (9) легко определить остальные статьи расхода древесины и на этой основе выявить возможности ее реализации.
Таблица - Фактический баланс пиловочного сырья лиственницы сибирской
|
Выход пиломатериалов, % |
Выход составляющих баланса, % |
||
|
Опилки |
Усушка и распыл |
Твердые отходы |
|
|
30 |
13,87 |
2,94 |
53,19 |
|
35 |
14,78 |
3,37 |
46,85 |
|
40 |
15,14 |
3,74 |
41,12 |
|
45 |
14,95 |
4,07 |
35,98 |
|
50 |
14,21 |
4,34 |
31,45 |
|
55 |
12,92 |
4,57 |
27,51 |
|
60 |
11,08 |
4,74 |
24,18 |
|
65 |
8,69 |
4,87 |
21,44 |
Для сравнения фактического баланса древесины с расчетным по предприятию рассмотрим пример.
Распилено Б=10000 м3 пиловочного
сырья и получено V=5300 м3 пиломатериалов. Если объем
распиленных бревен учтен по ГОСТ 2708, то расчетный объемный выход пиломатериалов
в этом случае равен 
.
Фактический объем распиленного сырья с учетом
зависимости (2) при 
будет равен
м3.
При
этом значении 
фактический выход пиломатериалов
будет равен 
,
то есть на 3% меньше.
Используя уравнения (7)…(9), можно рассчитать фактическое количество опилок, твердых отходов и потерь древесины на усушку и распыл, % от сырья:
; 
;
,
что
составит 
м3,
м3,
м3.
Если
выход компонентов баланса определять не по 
, а по 
, то
; 
; 
.
Тогда
м3.
Из этого количества твердых отходов можно получить щепы 
или 
=2384,67 м3,
стоимость которой при цене, ориентировочно равной 700 руб., будет 1669269 руб.
Поскольку фактический объем бревен больше стандартного, объем фактически
полученной щепы составит не 2384,67 м3, а 2897,59 м3, то есть на 512,92 м3 больше, и ее фактическая стоимость
будет равна 2028313 руб., а не 1669269 руб.
По результатам проведенных исследований для компьютерного управления процессами раскроя бревен в программу комплексного расчета поставов [2] нами введены модели бревен разной вырезки из хлыста и общая модель для всего сырья, а также коэффициенты, характеризующие их фактический объем, и новые зависимости (4)…(9) для определения расхода древесины по статьям баланса.
Литература
1. Ветшева В.Ф., Герасимова М.М. Моделирование бревен сибирской лиственницы для оптимизации процессов их комплексной переработки // Деревообрабатывающая промышленность, 2004, №5, с. 11-13.
2. Ветшева В.Ф., Черепанова С.А. Совершенствование нормирования расхода древесины в производстве пиломатериалов // Деревообрабатывающая промышленность, 1997, №1, с. 12-14.