Синтез технологических процессов заготовки и первичной обработки древесины

• Автор: Якимович, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 339 с. : ил. + Прил. (228 с.: ил.)

Актуальность проблемы. Повышение эффективности функционирования лесопромышленного комплекса Российской федерации является перманентной задачей отраслевого управления и отраслевой науки. Одной из наиболее значимых сфер реализации названной задачи являются методы синтеза оптимальных технологий и оптимального управления процессами лесозаготовок. В границах этой сферы имеют место определенные научные и производственные проблемы, часть которых получила отражение на страницах отраслевых изданий. К ним относятся следующие. Проблема существенного многообразия лесных машин и комплектов, отличающихся по видам и типоразмерам в границах от лесных комбайнов до однооперационных валочные, трелевочные, раскряжевочные и др. Как правило, это круглые лесоматериалы или пиломатериал. По данным НАТИ и ЦНИИМЭ в отрасли в период с по годы имело место наличие 0 типоразмеров лесосечных машин, представляющих типоразмерный ряд от лесных комбайнов до однооперационных машин. Аналогичная ситуация наблюдается и на лесных складах, где в качестве границ ряда представляются установки системы машин 1НС или моторные инструменты с одной, и комбайны циклично поточной технологии с другой стороны.


При таком представлении, в виде дискретной последовательности или дискретного процесса 1 практически невозможно синтезировать оптимальную траекторию ТП методами теории оптимального управления на основе численных алгоритмов динамического программирования возможно лишь осуществить выбор из заранее сгенерированного многообразия альтернатив 2 невозможно включить в модель и учесть в штуках такие составляющие ПТ, как сучья, опил и другие аналогичные компоненты, составляющие порядка от начального объема дерева 2 3 и последнее, наиболее важное на основе моделей, описывающих машины с присущей им дискретностью, невозможно сконструировать модель такой степени абстракции и идеализации, которая бы позволила получить результаты лишь на основе специфических особенностей предмета труда лесозаготовок без влияния инертности достигнутого уровня развития техники лесозаготовок. То есть, обосновано предложить, а не спрогнозировать от прошлого эволюция в прошлом не всегда адекватна, конкретные направления движения в области технологии лесозаготовок и лесного машиностроения. С целью более качественного представления существа рассматриваемого вопроса дадим сравнительное изложение рассматриваемого способа моделирования ТП и способов, используемых в настоящее время. Общепринятая методика моделирования и проектирования ТП заключается в том, что на основе имеющихся базы знаний и данных в сфере лесного дела формируется в виде дискретной последовательности, как это отмечалось ранее в различных источниках 1,3, 5, ,,, и т. ПТ в дискретных положениях у пня, на волоке и т. ТП. Далее подбирается комплект машин, и по различным критериям рассчитываются количественные показатели и выбор сгенерированного варианта. При этом оценка технологического процесса производится его измерением посредством редукции упрощение разделением с последующей сборкой. В этой связи введем понятие сечения технологического процесса, под которым понимается поперечный разрез маршрута технологического процесса, отображенный в той или иной форме формализации математически, графически, алгоритмически и пр Для реальных процессов сечению соответствует операция. Рис. Редукция технологического процесса по сечениям Графически редукция технологического процесса см. На рисунке обозначено П производительность машины по Iу сечению техпроцесса для нормативов средняя статистическая с поправочными коэффициентами к количество машин в технологическом процессе. Более адекватное описание ТП дается наложением на дискретную последовательность состояний ПТ и машин методов теории массового обслуживания учет стохастичности3, теории графов, , , математического программирования 1, и др. Нормативы, которые разрабатываются с учетом стохастичности значений производительности для реально действующих машин и на основе отраслевых методик, отображают значения математических ожиданий производительностей П4 см. Рис. В этом подходе, как отмечалось ранее, основой проектирования являются дискретные состояния ПТ и присущие им действия, отображаемые машинами или комплектами машин, без явной оценки размещения обрабатывающепереместительных функций по маршруту ТП неявно размещение учитывается в альтернативах, а основой измерения является производительность либо иные критерии отдельной машины или комплекта машин. При этом наблюдается определенная утрата системных качеств в процессе идеализации и последующем проектировании ТП. Иной подход, на основе выносимого на защиту метода моделирования, оптимального управления и проектирования, предполагает отображение ТП в целом по маршруту , без его редукции по сечениям. Маршрут представляется фазовыми непрерывными координатами независимыми переменными, отражающими, как отмечалось в первом разделе изменение объема УЦ от начала начальное состояние ПТ и до окончания ТП конечное состояние ПТ координату расстояния или 1а,Ь,Н9 пройденного ПТ от начальной до конечной точек ТП и прочие переменные или совокупность перечисленных переменных многомерное отображение. Измерение технологического процесса выполняется на основе критериев общепринятой формы в теории оптимального управления интегральный функционал, интегральная сумма и пр. Рхп.