ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ МЕТОДИКИ  АВТОМАТИЗИЦИИ РАСЧЕТА РЕЖИМОВ РАБОТЫ КОМПЛЕКТОВ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ

 

Заикин А.Н.,  Изюмова Е.Г.  (БГИТА, г. Брянск, РФ)

 

The major factors influential in increase of functionability of complete sets of machines and the equipment are parsed. The features of a technique of the automated calculation of modes of operation of complete sets of machines and equipment are reviewed.

 

Проанализированы основные факторы, влияющие на повышение работоспособности комплектов машин и оборудования. Рассмотрены особенности методики автоматизированного расчета режимов функционирования комплектов машин и оборудования.

 

Автоматизация - одна из характерных черт, присущих научно-техни­ческой революции, уже сейчас определяет облик многих отраслей произ­водства, в том числе и лесной, целлюлозно-бумажной и деревообрабаты­вающей промышленности. Важным элементом системы автоматизации является автоматизация процессов управления, способствующая повы­шению производительности труда, а также улучшению условий работы. Она обеспечивает наиболее эффективное выполнение всех функций управления — от сбора, обработки и анализа информации до выработки оптимальных решений. Управленческий труд при этом удешевляется и упрощается, персонал сферы управления освобождается от утомитель­ной рутинной работы и может уделять больше внимания творческой деятельности.

В процессе управления возникает необходимость оперативно­го решения задач, которые, с одной стороны, носят неформальный характер и их решение связано с участием человека (работника аппарата управления), а с другой стороны, требуют для принятия решения обра­ботки большого объема информации. Успешное решение таких задач немыслимо без организации диалогового режима работы пользователя с персональной ЭВМ, реализуемого в виде системы человек-машина.

Непосредственный доступ к ЭВМ позволяет пользователю в реаль­ном времени получить информацию в наглядном, ориентированном на его профессиональную деятельность виде, предоставляет широкие возможности для применения индивидуальных методов анализа и при­нятия решения по всей совокупности решаемых задач. Вся деятельность пользователя осуществляется без посредников на базе заранее разрабо­танного математического и программного обеспечений, которые, кроме общецелевых средств организации данных и режима диалога, преду­сматривают проблемно-ориентированные средства, учитывающие специ­фику задач управления применительно к профессиональной деятель­ности работников аппарата управления [1].

Объектами управления на лесосечных работах являются производственные операции – валка, трелевка и обрезка сучьев, выполняемые производственными подразделениями – мастерскими участками и бригадами с использованием различного типа валочных, валочно-пакетирующих, валочно-трелевочных, трелевочных, сучкорезных машин, харвестеров и форвардеров. Повысить работоспособность технологиче­ской системы можно несколькими способами: резервированием внезапно отказавших машин и оборудования, путем оптимальной периодичности и объема технического обслуживания и ремонта машин  и назначения оптимальных режимов их функционирования. Суть первого способа, т.е. резервирования отказавших машин,   заключается в том, что на каждую машину, находящуюся в эксплуатации, необходимо иметь резервную. Точно такую же, которая вступит в работу в случае отказа первой (основной). Но так как приобретение и содержание дополнительного парка машин очень дорого, то использование этого способа малоприемлемо. Согласно второму способу, сведение к нулю времени пребывания машин в ремонте по причинам внезапных отказов невозможно. Эти два фактора говорят о том, что примене­ние данного способа так же не обеспечит желаемого результата.

Последний способ (назначение оптимальных режимов функционирования машин) является наиболее приемлемым из перечисленных, так как он не требует больших экономических затрат и может быть быстро внедрён в производство. Методика данного спосо­ба сводится к следующему. Режимы функционирования машин должны обеспечивать: требуемые сроки и  качество работ; производительность машин,  равную максимальной выработке ведущей машины при минимальных удельных затратах и снижении времени на выполнение задания и техногенного воздействия на лесные экосистемы.

Проведенные нами исследования показали, что практически все машины, выполняющие комплекс операций,  объединяются в комплекты. Комплекты характеризуются числом машин каждого типа, структурой и характером их взаимодействия при выполнении смежных операций. Комплекты машин, обеспечивающие выполнение всех операций конкретных технологических процессов представляют собой поточные линии (рис.1). Причем особенностью выполнения большинства технологических процессов является то, что между смежными операциями создаются запасы объектов труда (ОТ). Точкой схождения и расхождения линий в потоках является за­пас, обеспечивающий гибкие связи между машинами каждой операции. Поэтому на производстве наи­большее распространение получили комплекты машин, отвечающие линиям смешанного агрегатирования с гибкими  связями.                       

Предлагаемое ранее [2] программное обеспечение было реализовано на СМ ЭВМ и позволяло проводить расчеты режимов работы машин для первого, промежуточного и последнего месяцев из расчета максимального объема выработки машин на смежных операциях без учета объеме производства. Для определения оптимальных объемов гарантийных запасов и поддержания их на определенном для конкретных условии уровне, за счет подключения дополнительного оборудования, с учетом обеспечения максимальной выработки комплекта машин, нами разработаны математические модели и блок-схема алгоритма, моделирующего работу лесосечных машин, реализованная на ЭВМ [3,4].

Программа написана на языке Pascal в среде программирования Delphi 7 и для удобства ее применения имеет визуальный интерфейс, понятный для пользователя.

Алгоритм функционирования реализуется двухступенчато: сначала определяется объем гарантийных запасов для конкретных условий эксплуатации комплекта машин, а затем определяются режимы создания, пополнения, потребления и выработки этих запасов. При разработке алгоритма применялся метод пошаговой детализации. Он предусматривает поэтапную разработку алгоритма, переход от общей схемы к реализации частных процедур.

При обращении к программе на экране появляется информация о назначении программы (рис. 1).

  Рисунок 1- Информационное окно программы

 

Запускается программа, на экране появится второе окно – главное меню программы (рис. 2). В этом окне имеются соответствующие ячейки для ввода значения переменных величин.

Рисунок 2- Главное меню

 

Ввод исходных данных начинается с количества планируемых месяцев, необходимых для разработки лесосеки. После окончания ввода данных, их ввод подтверждается.  

Выполняется расчет, и на экране появляются результаты расчета (рис. 3). При необходимости они могу выводиться на печать. Для этого курсор подводится к кнопке «Вывод результатов на печать», и нажимается левая клавиша мыши.

Рисунок 3- Результаты моделирования

 

Предлогаемое програм-мное обеспечение позво-ляет автоматизировать определение режимов ра-боты комплектов машин для конкрктных произ-водственных условий. Полученные режиы работы (оптимальные объемы оперативных запасов ОТ и режимы их пополнения и потребления) дают возможность организавать работу комплекта машин, обеспечивающую его выработку, равную объему выработки ведущей машины в комплекте. Увеличение объема выработки комплекта машин до максимально  возможного уровня позволяет уменьшить продолжительность его работы на лесосеке на 26-30%, при снижении эксплуатационных затрат на 15-20 %.

Полученные результаты и разработанные рекомендации нашли применение в  организации производственного процесса ряда лесозаготовительных предприятий Кировской и Сверд­ловской областей, Усть-Илимского ЛПК; на лесозаготовках ГУП «Дятьковский  лесхоз», ООО ЛПК «Навля» и ООО «Клетнянский лес» Брянской обл.

Для успешной адоптации на производстве, обоснованого и правильного принятия инженерных решений при организации производственных процессов студенты, обучаясь в вузе, должны полчить навык импользования аналогичного программного обеспечения. Опыт внедрения в научно-исследовательской работе и в учебном процессе при чтении лекций по дисциплинам: «Моделирование и организация производственных процессов в лесном комплексе», «Технология лесозаготовок», «Технология лесозаготовок и деревообработки», «Технология и оборудование лесозаготовок»; выполнении практических, курсовых,  расчетно-графических работ и в дипломном проектировании при подготовке инженеров по специальностям 150400 «Машины и оборудование лесного комплекса», 080502 «Экономика и управление на предприятиях», 250201 «Лесное хозяйство», магистров по направлению 150400 «Технологические машины и оборудование» в виде учебных пособий, методических разработок и ЭВМ программ в Брянской государственной инженерно-технологической академии, показал, что студенты успешно используют предлагаемую методику.

Литература

1. Автоматизация управления в лесной промышленности / Ю.И. Духон, Б.А. Мар­ков, Ю.Г. Павлов и др.; Под ред. Ю.И. Духона. - М-: Лесн. пром-сть, 1989. - 320 с.

2. Алябьев, В. И. Метод расчета режимов работы лесосечных машин на ЭВМ /  В. И.Алябьев, А. Н.Заикин, В. М. Захариков, Б. П. Корепанов //  Техдокументация на комплекс за­дач. Гос. фонд алгоритмов и программ № 50850000465 в сборнике алгоритмов и программ ВНТИЦ от  03.06.85.

3. Заикин, А. Н. Теоретические основы технологии  лесозаготовительных производств: учебное пособие / А.Н. Заикин, Е.Г. Изюмова.- Брянск:  БГИТА,  2010. - 170 с.

4. Заикин, А.Н. Моделирование режимов  работы  лесосечных  машин / А.Н. Заикин //

Известия высших учебных заведений.- Лесной журнал.-2009.- №1.- С. 71-77.