2454

Процедура выбора оптимальной добавки сводится к максимизации обобщенного критерия:

где х* – наилучшая альтернатива; Х – множество альтернатив.

Формирование обобщенного критерия при выборе компонентов мате- риала-основы для изготовления ДК с заданными свойствами производится по следующим группам показателей:

1)эксплуатационные gэк;

2)технологические gтх;

3)технико-экономические gтэ,

аобобщенный критерий представляется в виде аддитивной функции:

где ai +aj +ak=1.

Группы технологических, эксплуатационных и технико-экономических свойств объединены в соответствующие критерии gi (табл. 19) посредством мультипликативных функций

где Si – коэффициент, обеспечивающий безразмерность критериального значения;

i – коэффициент, учитывающий относительный вклад каждого критерия;

ki – частные параметры.

Для минимизации субъективного фактора при выборе значений i используется количественная оценка свойств нового ДК, формируемая в результате сравнения с аналогичными показателями близких аналогов (эталон, базовый состав). Выбор эталона производится путем позиционирования нового материала в сложившейся системе близких по составу и назначению древесных материалов.

Если в задании на проектирование составов предусмотрено предпочтение одной группы свойств над другой, то производится административное

назначение коэффициентов i, j и k.

31

2.2.Проектирование производственных систем

Воснове проектирования производственных процессов лежат следующие принципы, определяющие выбор типа и количества, а также схемы размещения оборудования в цеху:

специализация технологических потоков;

прямоточность (кратчайший путь) движения заготовок;

гибкость процесса (выпуск в одном потоке расширенной номенклатуры);

пропорциональность (кратность производительности оборудования);

непрерывность (отсутствие буферных магазинов);

параллельность – одновременность изготовления комплекта деталей;

32

ритмичность (выпуск продукции через определенный временной интервал).

Структурная схема типового производственного процесса на деревообрабатывающем предприятии показана на рис. 7.

Рис. 7. Структура типового производственного процесса [25]

В соответствии со структурной схемой общая продолжительность производственного цикла складывается из затрат времени на выполнение основных технологических операций, транспортировку, контроль качества и складирование.

Так, например, продолжительность производственного цикла изготовления погонажа из обрезной доски формируется из следующих временных затрат:

1.Сушка и кондиционирование древесины для обеспечения влажности 8…12 % и снятия внутренних напряжений.

2.Перемещение пиломатериалов к торцовочному станку.

3.Выбраковка дефектных участков после сушки.

4.Транспортировка пиломатериалов к четырехсторонним станкам.

5.Вскрытие внутренних дефектов, формирование базовых плоскостей для сращивания, раскрой на заготовки определенной ширины.

6.Транспортировка заготовок к линии оптимизации (или торцовочному станку проходного типа).

7.Получение бездефектных заготовок различной длины для последующего сращивания.

8.Транспортировка к линии сращивания.

9.Фрезерование торцов заготовок «на зубчатый шип», нанесение клея толщиной 0,1...0,3 мм на шипы и сращивание по длине бездефектных заготовок в плеть длиной до 12 м.

33

10.Транспортировка к четырехстороннему продольно-фрезерному

станку.

11.Обработка для получения заданного профиля и требуемой чистоты поверхности погонажного изделия.

12.Транспортировка к торцовочному станку.

13.Чистовая торцовка изделий с целью получения погонажа необходимой длины.

14.Транспортировка к упаковочной линии.

15.Упаковка изделий для обеспечения качества при транспортировке и хранении.

Как видно из вышеприведенного перечня, транспортировка является наиболее часто встречающейся операцией производственного цикла, однакоосновныезатратывремениприходятсянасушкупиломатериалов(от 3 до 9 сут).

Технологические операции, проводимые в рамках производственного цикла различных деревообрабатывающих (д/о) предприятий, показаны на рис. 8.

Рис. 8. Специфика технологических операций на различных деревообрабатывающих предприятиях

В зависимости от вида д/о производства типовые задачи формулируются следующим образом:

Лесопильное производство:

–обоснование объемного, качественного и сортиментного выхода пиловочника из хлыста и оптимизация его раскроя;

34

–обоснование объемного, качественного и сортиментного выхода пиломатериалов и оптимизация раскроя;

–назначение режимов гидротермической обработки и сушки древесины;

–оптимизация раскроя пиломатериалов на заготовки;

–исследование сортообразования пиломатериалов;

–исследование факторов, определяющих точность и качество обработки пиломатериалов;

–обоснование материалов и параметров режимов огне– и биозащиты.

Фанерное производство:

–обоснование количественного и качественного выхода шпона из чу-

рака;

–назначение режимов тепловой обработки древесины для лущения, а также сушки и склеивания шпона;

–оптимизация толщины шпона;

–исследование свойств фанеры и других клееных материалов из шпона;

–обоснование рецептуры клеев и защитно-декоративных покрытий.

Производство столярно-строительных изделий:

–обоснование объемного и качественного выхода заготовок из пиломатериалов;

–исследование прочности, деформативности, надежности и долговечности деревянных конструкций и их отдельных составляющих;

–исследование факторов, определяющих точность обработки и шероховатость поверхности деталей;

–исследование тепло- и звукозащитных показателей оконных и дверных блоков;

–обоснование рецептуры клеев и защитно-декоративных материалов.

Производство мебели:

–обоснование художественных, эргономических и антропометрических показателей;

–оценка механических показателей, надежности и долговечности отдельных элементов и изделий из них;

–разработка рецептуры клеев и лакокрасочных материалов;

–обоснование норм расхода сырья и материалов.

35

2.3. Алгоритм технологического проектирования производственных систем

Для описания, анализа и оптимизации проектов часто используют сетевые модели, представляющие собой разновидность ориентированных графов.

Важной задачей технологического проектирования производственных процессов является выбор оптимального варианта технологической схемы по критерию минимальной продолжительности выполнения всех операций.

Для решения таких задач производят построение «сетевой модели» – графической схемы, описывающей хронологическую последовательность выполнения отдельных операций. Сетевая модель также позволяет выявить работы, несвоевременное выполнение которых приводит к срыву графика производства комплекса операций в целом, и работы, которые могут быть отложены на некоторое время. Таким образом, обеспечивается рациональное планирование работы предприятия и его подразделений.

Основными элементами сетевой модели являются работа и событие. Различают действительную и фиктивную работы. Действительная работа выполняется с затратами трудовых и материальных ресурсов и является неделимой частью комплекса действий, предпринимаемых для решения заданной производственной задачи. Фиктивная работа – условный элемент структурысетевогографикаснулевойпродолжительностью, используемый исключительно для указания логической связи отдельных событий.

Событие – момент времени, когда происходит начало или окончание выполнения работы.

Путь – любая непрерывная последовательность между двумя событиями.

Полный путь – путь от исходного до завершающего события. Критический путь – полный путь с наибольшей продолжительностью

по времени.

Работами первого ранга называют такие, которые не опираются ни на какие другие работы. Работы второго ранга – это работы, опирающиеся хотя бы на одну из работ первого ранга. Работы третьего ранга – это работы, опирающиеся хотя бы на одну из работ второго ранга.

При построении сетевой модели используют следующие общепринятые обозначения:

–событие

–фиктивная работа

–действительная работа

36

При построении сетевой модели придерживаются следующих правил построения:

1)стрелки, изображающие работы, ориентируются слева направо;

2)индекс события соответствует индексу работы, завершением которой является данное событие;

3)построение модели начинают с построения нулевого события, соответствующего началу выполнения работ;

4)на нулевое событие опираются работы первого ранга;

5)работа не может быть построена раньше, чем все работы, на которые она опирается;

6)если две работы начинаются от одного события, то третья может начинатьсятолькопослезавершенияобеих. Вмоделидолжныбытьвведены фиктивная работа и еще одно событие, которым завершается одна из двух первых работ.

Например, пусть работа В опирается

на работы А и Б (рис. 9). Из работ А и Б выбирают ту, которая заканчивается позднее (в нашем примере это работа Б). Тогда на сетевой модели стрелка работы В будет исходить из события, завершающего работу Б, а события, завершающие работы А и Б, будут соединены фиктивной работой.

7)на сетевой модели не может быть циклов;

8)стрелки на сетевой модели не должны пересекаться.

Для расчета сетевой модели вводят обозначения, приведенные на рис. 10.

Рис. 10. Обозначения элементов сетевой модели:

i – индекс события, с которого начинается работа; j – индекс события, которым заканчивается работа; tij – продолжительность работы; tiр – ранний срок наступления события; tiп – поздний срок наступления события; R – резерв

Ранний срок наступления событий равен наибольшей суммарной продолжительности работ, ведущих к данному событию. Ранний срок наступления события первого ранга равен продолжительности соответствующей работы первого ранга. При построении сетевой модели с использованием оси времени ранний срок наступления события равен координате события на временной оси.

37

Для удобства каждой операции присвоим индекс. Определим, на какие операции опирается каждая из них. Результаты занесем в табл. 21.

Сетевая модель технологического процесса показана на рис. 11.

0

Рис. 11. Сетевая модель технологического процесса

Из графика сетевой модели следует, что минимальная продолжительность технологического процесса равна 270 с.

2.4. Обоснование уровня автоматизации производства

Механизация процессов предусматривает проведение комплекса технологических мероприятий с целью замещения малопроизводительного ручного труда.

По степени внедрения различают частичную, малую или комплексную механизацию. Высшейформоймеханизацииявляетсяавтоматизацияпроизводства, основанная на использовании автоматизированных технологических линий и позволяющая осуществлять производственный цикл без непосредственного участия человека.

39

Вдеревообрабатывающей промышленности все еще недостаточно механизированы вспомогательные процессы – подъемно-переместитель- ные, транспортные и складские [1].

Основные факторы, необходимые для автоматизации производства, – это специализация, поточность, серийность и массовость. Специализация выражается в ограничении перечня выпускаемой продукции, в том числе за счет тесной кооперации со смежными производствами.

Впоточном производстве процесс сегментирован на отдельные специализированные технологические операции, выполняемые на последовательно расположенных рабочих местах. Для серийного производства характерна многократная повторяемость выпуска однотипных изделий. Массовостьпроизводствапроявляетсявбольшомобъемепродукции, непрерывно изготовляемой в течение длительного времени.

Степень автоматизации производства определяется типом основного оборудования (полуавтоматический, автоматический) и степенью его агрегатирования – автоматические линии, цехи-автоматы, заводы-авто- маты. Оптимальная степень автоматизации обусловлена экономической целесообразностью, определяемой на основе анализа результатов многовариантного проектирования, проводимого с учетом технологических и экономических критериев.

Основными показателями, характеризующими уровень механизации и автоматизации, являются [1]:

– коэффициент механизации (автоматизации) труда

где Nм – количество работников механизированного и автоматизированного труда, чел.;

Np – количество работников ручного труда;

– уровень механизированного труда Ум.т

где Км.п – коэффициент механизации производства,

здесь Vм – объем продукции, произведенной с помощью машин и механизмов;

Vобщ – общий объем продукции, выработанной на предприятии (при полной механизации Км.п=1);

40