Підвищення ефективності функціонування автоматизованих систем машин для механічного обробляння брускових заготівок столярних виробів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний лісотехнічний університет України

Підвищення ефективності функціонування автоматизованих систем машин ДЛЯ механічНого оброблЯння брускових заготівок СТОЛЯРНИХ ВИРОБІВ

05.05.04 - машини для земляних, дорожніх та лісотехнічних робіт

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ІВАНИШИН ТАРАС ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК [674:658.011.54/56]:674.214

Львів - 2009

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано на кафедрі автоматизації виробничих процесів, електротехніки і теплотехніки Національного лісотехнічного університету України Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор

Дудюк Дмитро Лук'янович , Національний лісотехнічний університет України Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри автоматизації виробничих процесів, електротехніки і теплотехніки, м. Львів.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Марущак Ярослав Юрійович, Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України, професор кафедри електроприводу і автоматизації промислових установок, м. Львів.

кандидат технічних наук, доцент

Пех Петро Антонович, Луцький національний технічний університет Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри комп'ютерної інженерії, м. Луцьк.

Захист відбудеться “ 07 ” жовтня 2009 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.072.03 Національного лісотехнічного університету України за адресою: 79057, м. Львів, вул. Генерала Чупринки, 103, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного лісотехнічного університету України за адресою: м. Львів, вул. Генерала Чупринки, 101.

Автореферат розіслано “04” вересня 2009 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Ребезнюк І. Т.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Основним напрямом світового руху за сталий розвиток і чистіше виробництво є раціональне використання сировини, обладнання та трудових ресурсів з метою максимального скорочення втрат дорогого й невідновного ресурсу - ресурсу часу та істотного зниження техногенного впливу на довкілля. Відомо, що непродуктивні втрати робочого часу в деревообробних системах машин можуть сягати 50 % від загального терміну їх роботи. Близько половини всього оперативного часу функціонування обладнання становлять додаткові, або, так звані, накладені втрати робочого часу (ВРЧ), спричинені нераціональним верстатним компонування автоматизованих ліній. Виявлення причин і джерел ВРЧ, знаходження шляхів і методів їх кількісного оцінювання й повного чи часткового усування є сьогодні важливими техніко-економічними та екологічними завданнями.

Як показує практика, сучасні комплекси машин для механічного обробляння віконних і дверних брускових заготівок спроектовано за середньостатистичними показниками роботи обладнання та критеріями кількісного характеру. Результати виконаних обчислень за допомогою спрощених детермінованих математичних моделей теорії продуктивності ліній є досить наближеними, оскільки не враховують специфічні особливості деревообробки як дискретного виробництва, в якому інтервали обробляння заготівок мають стохастичний характер. Унаслідок цього очікуване значення якісних параметрів систем машин, як правило, не збігається з реальним, а їх структури не є оптимальними. Тому, враховуючи високу вартість сучасних автоматизованих ліній, навіть незначна неточність у розрахунках суттєво знижує продуктивність і підвищує собівартість процесу обробляння, викликає перевитрати часу, енергії, сировини, матеріалів та завдає екологічних збитків.

Указані чинники та конструктивна складність сучасних автоматизованих систем машин зумовлюють необхідність створення наукових основ їх оптимального проектування на основі теоретичного та експериментального дослідження закономірностей функціонування обладнання й синтезу математичних моделей із взаємозв'язаними показниками надійності, продуктивності та економічної ефективності верстатів. Розроблення нових методів кількісного та якісного оцінювання роботи ліній з урахуванням деструктивного впливу на процес механічного обробляння брускових заготівок віконних і дверних блоків імовірнісних збурювальних факторів та обґрунтування структур і параметрів машинних систем є актуальним науковим завданням, розв'язання якого дає змогу істотно підвищити ефективність функціонування всього виробничого процесу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано за пріоритетним напрямом розвитку науки і техніки - 6: “Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі” й іноваційної діяльності в Україні - 8: “Машинобудування та приладобудування, як основа високотехнологічного оновлення всіх галузей виробництва”. Вона також є складовою частиною виконаних на кафедрі автоматизації виробничих процесів, електротехніки і теплотехніки держбюджетних науково-дослідних робіт: “Розробка методологічних основ для оптимізації параметрів та компоновки автоматизованих ліній лісопромислового комплексу” (1992 р., № держреєстрації 0193U033935); “Розробка математичного та програмного забезпечення для проектування технологічних потоків та ліній лісопромислового комплексу в САПР” (1994 р., № держреєстрації 0195U006038); “Розробка наукових основ автоматизації деревообробного виробництва” (1997 р., № держреєстрації 0197U000345); “Розроблення методів підвищення ефективності систем автоматизації технологічних операцій і ліній деревообробки” (2000 р., № держреєстрації 0100U001486).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є встановлення закономірностей роботи автоматизованих систем машин для механічного обробляння віконних і дверних брускових заготівок в умовах стохастичного варіювання тривалості технологічних операцій, розроблення методики розраховування багатоверстатних ліній і підвищення ефективності їх функціонування завдяки обґрунтуванню структур та параметрів.

Для досягнення поставленої мети, необхідно було розв'язати такі основні завдання:

- експериментально дослідити закономірність функціонування обладнання автоматизованих систем машин для механічного обробляння брускових заготівок віконних і дверних блоків;

- виконати статистичне оброблення експериментальних даних і проаналізувати вірогідність опису імовірності відхилень інтервалів обробляння заготівок за допомогою вибраного теоретичного закону розподілу випадкових величин;

- розробити імітаційну модель процесу функціонування багатоверстатних ліній;

- виконати імітаційне моделювання роботи деревообробних систем машин в умовах стохастичної невизначеності функціонування обладнання та визначити їх якісні показники;

- синтезувати математичні моделі процесу з урахуванням випадкового характеру тривалості операцій на автоматизованих лініях для механічного обробляння віконних та дверних брускових заготівок;

- формалізувати цільову функцію для оцінювання ефективності роботи багатоверстатних систем зі стохастичним оброблянням брускових заготівок і обґрунтування їх параметрів;

- оптимізувати структури та параметри автоматизованих систем машин для механічного обробляння віконних і дверних брускових заготівок;

- удосконалити конструкцію вузлів деревообробних верстатів та інструмента з метою підвищення стабільності й надійності роботи обладнання та якості оброблення заготівок;

- розробити рекомендації та пропозиції щодо проектування оптимальних структур автоматизованих верстатних систем для механічного обробляння віконних та дверних брускових заготівок.

Об'єкт дослідження - процес механічного обробляння брускових заготівок віконних і дверних блоків на автоматизованих системах машин.

Предмет дослідження - автоматизовані системи машин для механічного обробляння віконних і дверних брускових заготівок зі стохастичними інтервалами випуску продукції.

Методи дослідження. Для розв'язання поставлених завдань у дисертаційній роботі використано: основні положення теорії автоматичних ліній, теорії продуктивності виробничих систем машин і теорії проектування автоматичних ліній; методи математичної статистики та теорії імовірностей - для обробляння експериментальних даних; методи статистичного моделювання - для імітування процесу функціонування багатоверстатних систем машин; аналітичні методи - для побудови математичних моделей розраховування основних параметрів ліній та формалізування цільової функції ефективності роботи триверстатних систем; метод динамічного програмування - для обґрунтування структур та параметрів діючих систем машин.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше досліджено закономірності функціонування обладнання багатоверстатних систем для механічного обробляння віконних та дверних брускових заготівок, що вказало на стохастичний характер тривалості операцій процесу й дало змогу встановити закон розподілу її імовірностей.

Уперше доведено гіпотезу про можливість опису інтервалів обробляння віконних і дверних заготівок ерланговим законом розподілу, що підтвердило й надалі розвинуло ідею доцільності застосування імовірнісної моделі Ерланга для формалізування стохастичних деревообробних процесів.

Для дослідження ефективності роботи багатоверстатних ліній в умовах стохастичної невизначеності удосконалено імітаційну модель, яка враховує і відтворює за принципом зміни стану фаз системи основні специфічні особливості процесу механічного обробляння брускових заготівок, що суттєво розширило можливості статистичного моделювання складних імовірнісних процесів.

Уперше одержано математичні моделі триверстатних систем з жорстким і гнучким агрегатуванням обладнання, які дають змогу обчислювати параметри ліній в умовах випадкового характеру процесу обробляння заготівок. У результаті, набули подальшого розвитку методи аналізування та розраховування виробничих систем машин.

Уперше формалізовано цільову функцію для оцінювання ефективності функціонування триверстатних ліній з урахуванням впливу на роботу обладнання сукупності імовірнісних факторів, що надалі розвинуло теорію продуктивності автоматичних ліній та проектування технологічних систем машин.

Практичне значення одержаних результатів. Побудовані аналітичні рівняння вдосконалюють та спрощують розроблений алгоритм математичного моделювання автоматизованих ліній методом “еквівалентних” або “віртуальних” машинних пар і забезпечують потрібну точність виконаних розрахунків.

Створена імітаційна модель і синтезовані математичні моделі, що описують прийняту цільову функцію оцінювання ефективності автоматизованих ліній, дають змогу проектувати їх оптимальні структури та оптимізувати за структурою та параметрами вже скомпоновані й працюючі на виробництві системи машини.

Розроблені нові конструкції деревообробної фрези, механізму різання круглими пилками та механізму подачі деревообробних верстатів (які захищено авторськими свідоцтвами на винахід) підвищують стабільність і надійність технологічних операцій, зменшують брак на виробничих дільницях, підвищують точність і покращують якість оброблення заготівок.

Запропоновану методику розраховування деревообробних систем машин та розроблені рекомендації й пропозиції щодо оптимізування структур і параметрів діючих на виробництві ліній впроваджено на ДП “Промінь-Карпати” (м. Надвірна), ТзОВ НВП “Сенс” (м. Львів), ТзОВ ВКФ “СВД” (м. Рівне) і на АТЗТ “Світанок” (с.м.т. Пустомити, Львівської обл.) та в навчальному процесі на кафедрі автоматизації виробничих процесів, електротехніки і теплотехніки НЛТУ України (підтверджено актами впровадження).

Особистий внесок здобувача. Основні наукові результати дисертаційної роботи автор отримав самостійно. У публікаціях, написаних у співавторстві, здобувачеві належить: [1] - аналіз проблем формалізування процесів виробництва столярних виробів і дослідження на імітаційній моделі характеру перерозподілу місткостей накопичувачів у гнучких виробничих системах під час їх переналагодження на випуск нової продукції (розділи 1.4 і 5.3); [2] - дослідження на імітаційній моделі впливу співвідношення місткостей накопичувачів на продуктивність лінії; [5] - визначення граничних інтервалів варіювання параметра стабільності роботи верстатів з його максимальним впливом на продуктивність лінії; [11-13] - розроблення нових конструкцій механізмів та інструмента деревообробних верстатів; [14] - імітаційне моделювання автоматизованих ліній з різними параметрами обладнання. Публікації [3, 4, 7-10, 15-17] автор виконав самостійно.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися: на всесоюзній науково-технічній конференції молодих учених та спеціалістів “Cовершенствование технологии и оборудования лесопильно-деревообрабатывающих производств”, Архангельськ, 1992 р.; на міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми автоматизації лісопромислового комплексу”, Львів, 1996 р.; на міжнародній науково-технічній конференції “Лісовий комплекс напередодні ХХІ століття: освіта, наука, виробництво”, Львів, 1999 р.; на міжнародній науково-технічній конференції, присвяченій 125-річчю УкрДЛТУ, Львів, 2000 р.; на 5-й міжнародній науково-технічній конференції “Лес-2004”, Брянськ, 2004 р.; на 9-й міжнародній науково-технічній конференції “Лес-2008”, Брянськ, 2008 р.; на 15-й міжнародній конференції з автоматичного управління “Автоматика-2008”, Одеса, 2008 р.; на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу УкрДЛТУ, згодом - НЛТУ України, Львів, 1994-2008 рр.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 наукових праць, у тому числі: монографія “Імітаційне моделювання гнучких автоматизованих ліній у лісовиробничому комплексі”, 9 статей - у фахових наукових виданнях, отримано 3 авторські свідоцтва на винаходи.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел з 208 найменувань та 4 додатків. Основний зміст дисертації викладено на 141 сторінці і містить 36 рисунків та 14 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі подано загальну характеристику роботи: обґрунтовано актуальність теми, показано зв'язок роботи з науковими планами й темами, сформульовано мету і завдання дослідження, викладено наукову новизну та практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі розглянуто будову та призначення основних спеціалізованих автоматизованих систем машин для механічного обробляння віконних і дверних брускових заготівок та способи їх верстатного компонування.

Здійснено аналітичний огляд наукових праць професорів Г. А. Шаумяна, А. П. Владзієвського, Ю.Б. Ерпшера, Н. М. Артоболевського, Н. М. Султан-Заде, Л. І. Волчкевича, А. І. Дащенка, М. М. Кузнєцова, І. В. Батіна, Д. Л. Дудюка та ін., присвячених створенню й розвитку теорії продуктивності ліній, теорії проектування технологічних систем машин та теорії автоматичних ліній Зазначено, що в деревообробній галузі наявні методи математичного моделювання багатоверстатних систем зі стохастичним характером функціонування обладнання потребують подальшого вдосконалення. Проектування з їх допомогою основного та допоміжного обладнання й агрегатування автоматизованих систем машин супроводжуються відчутними втратами робочого часу верстатів і відхиленням якісних показників ліній від їх прогнозованих значень.

Зроблено висновок про необхідність побудови математичних моделей процесу механічного обробляння брускових заготівок віконних і дверних блоків з метою розв'язання важливого науково-технічного завдання: встановлення характеру впливу випадкових факторів на показники функціонування систем машин та перспектив і доцільності раціоналізації параметрів обладнання, адекватного оцінювання ефективності роботи ліній і проектування їх оптимальних структур.

Другий розділ присвячено статистичному дослідженню розподілу відхилень тривалості операцій, як випадкової величини, що має особливе значення під час проектування автоматизованих систем машин і вибору оптимальних схем їх експлуатування.

На підставі аналізу теоретичних законів розподілу неперервних випадкових величин та отриманих проф. Д. Л. Дудюком і проф. В. М. Максимівим результатів наукових досліджень типових процесів лісозаготівлі й деревообробки запропоновано гіпотезу про достовірність опису тривалості операцій механічного обробляння брускових заготівок моделлю Ерланга з функцією розподілу імовірності потоків замовлень

(1)

де - імовірність того, що тривалість операції буде меншою від деякого її значення t;

- інтенсивність даної операції, де - середнє значення тривалості операції;

- параметр розподілу Ерланга (коефіцієнт стабільності операцій), де S2(t) - величина дисперсії тривалості операції.

Методами математичної статистики за допомогою програми MERL оброблено на комп'ютері 167 статистичних вибірок, отриманих унаслідок експериментального дослідженння на багатьох спеціалізованих підприємствах закономірностей функціонування систем машин для механічного обробляння брускових заготівок вікон спареної (типу ВС) і роз'ємної (типу ВР) конструкцій, вікон зі склопакетами (типу ВОСП) і виготовлених із багатошарового клеєного бруса (типу IV) та щитових і тахлевих (глухих і засклених) дверей (типу ДГ і ДО). Для репрезентативності об'єм кожної вибірки становив по N = 100 замірів тривалості технологічних операцій, яка є випадковою величиною.

Для всіх вибірок обчислено середнє значення , дисперсію S2(t) та параметр Ерланга К інтервалів обробляння брускових заготівок. Відповідність теоретичного розподілу випадкових величин експериментальному перевірено за допомогою критерію Пірсона 2, внаслідок чого встановлено, що механічне обробляння брускових заготівок має закономірності випадкового процесу, а його математичною моделлю є система масового обслуговування (СМО) з ерланговим вхідним потоком замовлень і часом їх обслуговування, який описується функцією розподілу імовірностей з параметром Ерланга Кі = 6 - 69 (рис. 1).



а б

Рис. 1. Зміна значень параметра Ерланга Кі на операціях механічного обробляння брусків: а - віконних блоків; б - дверних блоків.

Наголошено, що в порівнянні з іншими деревообробними процесами, операції механічного обробляння брускових заготівок виконують, зазвичай, на механізованому та автоматизованому обладнанні прохідного типу, яке має достатньо високу стабільність роботи. Низькі значення параметра Ерланга К зафіксовано, в основному, на позиційних верстатах, де вплив стохастичних збурювальних факторів є найбільш відчутним.

У третьому розділі розглянуто особливості математичного опису процесу роботи багатоверстатних систем для механічного обробляння віконних і дверних брускових заготівок з випадковим характером тривалості операцій.

Відмічено, що на сьогодні за допомогою математичного апарату СМО створено аналітичні моделі тільки для найпростіших варіантів двоверстатних деревообробних ліній. Змоделювати роботу багатофазних одноканальних чи багатоканальних систем машин не вдається, оскільки отримана система диференціальних рівнянь з невідомими функціями, що описує фінальні імовірнісні стани таких СМО, є надто складною й не має розв'язку.

Зроблено висновок, що для побудови адекватних математичних моделей функціонування автоматизованих ліній в умовах стохастичної невизначеності тривалості технологічних операцій потрібно створити імітаційну модель для статистичного моделювання даного процесу.

За допомогою розробленої імітаційної моделі ITVAL досліджено функціонування триверстатної лінії з індивідуальним ритмом роботи та жорстким агрегатуванням обладнання. Межі варіювання параметрів стабільності операцій Кі (і = 1, …, 3) і співвідношеннь j (j = 1, 2) циклових продуктивностей Р1, Р2 і Р3 суміжних верстатів у системі машин визначено експериментально: К1 = 1...60, К2 = 1...60, К3 = 1...60, 0,5 1 =Р1/Р2 2,0 і 0,5 2 = Р2/Р3 2,0. Функцією відгуку прийнято коефіцієнт використання робочого часу останнього верстата 3, який є визначальним у потоці, оскільки характеризує роботу кінцевої дільниці технологічного процесу та всієї лінії загалом. Унаслідок моделювання отримано більше як 16000 реалізацій випадкового процесу обробляння 500000 брускових заготівок з можливими комбінаціями імовірного впливу вхідних факторів К1, К2, К3, 1 і 2 на показник 3.

Для максимального спрощення математичних моделей застосовано принцип декомпозиції системи: експериментально досліджені умови функціонування ліній розбито на ряд підумов із неоднаковою кількістю вхідних факторів та з різними обмеженнями інтервалів їх варіювання, а функцію відгуку прийнято постійною. Це збільшило кількість емпіричних моделей, але забезпечило адекватність опису об'єкта дослідження.

Накопичений масив даних вибраних залежностей апроксимовано поліномами другого порядку. Значення коефіцієнтів апроксиманти для багатофакторного експерименту обчислено методом найменших квадратів за умови, що сума квадратів відхилень отриманих на імітаційній моделі вихідних значень коефіцієнта 3 від його значень, обчислених за рівнянням, є найменшою.

Побудовано математичну модель триверстаної системи з рівнопродуктивним (1 = 2) і різностабільним (К1 К2 К3) обладнанням, яка відображає функціональну залежність 3 = f(К1, К2, К3):

,(2)

де , , ; а= 0,045, b=1,046.

Робота системи машин з різностабільним (К1 К2 К3) і різнопродутивним (1 2) обладнанням адекватно описується такою функціональною залежністю 3 = f(К1, К2, К3, 1, 2):

,(3)

Де а = ln; b = ln;

c = ln;

d = ln;

k = ln.

Аналогічно побудовано математичну модель роботи ліній, скомпонованих різнопродуктивними (1 2) верстатами з неоднаковим співвідношенням стабільностей операцій: К1 = К2 = К3, К1 К2 = К3, К1 = К2 К3 і К1 = К3 К2.

Коефіцієнти використання робочого часу 1 і 2 двох інших верстатів у системі машин можна обчислити за формулами:

і , (4)

а фактичну продуктивність лінії РЛ визначити зі співвідношення:

(5)

Зазначено, що математичні моделі (3), (4) і (5) дають змогу виявляти “вузькі” місця в довільній структурі машинної системи (один із верстатів постійно перевантажений), встановлювати вади в її компонуванні й знаходити шляхи їх усування та визначати коефіцієнти накладання втрат робочого часу кожної машини в процесі функціонування триверстатної лінії.

Підкреслено, що в структурах несинхронних ліній з нестабільним ритмом роботи встановлюють міжопераційні накопичувачі заготівок, які локалізують вплив відмови довільного верстата на ефективність роботи всієї машинної системи та зменшують накладені втрати робочого часу обладнання. Тому, під час формалізування процесу функціонування триверстатної виробничої системи з гнучкими міжагрегатними зв'язками разом зі стабільністю інтервалів випуску Кі (К1 К3 К2) і співвідношеннями циклових продуктивностей обладнання j (1 = 2 =1) враховано вплив на роботу лінії місткостей накопичувачів заготівок (у штуках): М1 , 1 М2 10 і 1 М3 10, який обмежується оптимальною величиною Мk й одночасно є визначальним. На імітаційній моделі реалізовано близько 16000 експериментів, які відображають можливі випадкові стани системи машин з оброблянням 500000 брускових заготівок. Використано методику апроксимування отриманих статистичних даних поліномом другого порядку й отримано математичну модель функціональної залежності РЛ = f(К1, К2, К3, М2, М3):

РЛ = ,(6)

де a = ;

b = ;

с = ;

d = ; k = .

За допомогою синтезованих аналітичних рівнянь розроблено алгоритм математичного моделювання багатоверстатних систем, який у порівнянні з методами “еквівалентних” чи “віртуальних” машинних пар є простішим і забезпечує потрібну точність розрахунків.

На підставі виконаного аналізу впливу міжопераційних запасів заготівок М2 і М3 на параметри РЛ і Ні (рис. 2) зроблено висновки, що встановлення в структурі триверстатної лінії з рівнопродуктивними (1 = 2) й низькостабільними машинами (К1 = К3 = К2 min) накопичувачів заготівок визначеної місткості М2 = М3 дає змогу підвищити продуктивність системи машин РЛ і зменшити накладені втрати робочого часу верстатів до 50 %. Установлено, що лінії з рівнопродуктивними машинами недоцільно компонувати міжопераційними накопичувачами великої ємності, оскільки, для Мk > 10 заготівок динаміка зростання продуктивності багатоверстатних систем є несуттєвою й надалі повільно нівелюється.

У четвертому розділі розглянуто питання вибору та формалізування цільової функції для аналізу ефективності функціонування автоматизованих систем машин. Зазначено, що у разі проектування нових виробничих систем машин, чи реконструкції діючих, зручно застосовувати статичну задачу порівняння варіантів капітальних вкладень і знаходження оптимальних структур ліній за критерієм мінімуму питомих зведених витрат випуску продукції. У такому разі, оцінюючи ефективність процесу обробляння, немає потреби враховувати чинник часу (дисконтування капіталовкладень) та пов'язані з ним якісні зміни.

Рис. 2. Графічні залежності РЛ = f(М2, М3) і Ні = f( М2, М3) у триверстатних системах з гнучким агрегатуванням обладнання.

Запропоновано методику двокритеріального оцінювання роботи ліній, коли питомі зведені витрати на оброблення заготівок є мінімальними ZЛ = min і, одночасно, пріоритетними, а продуктивність процесу - максимально можливою РЛ max:

(7)

де - витрати на оброблення заготівок на і-му верстаті в лінії, грн;

nі - кількість оброблених заготівок на і-й операції, шт;

Zі - собівартість обробляння одиниці продукції на і-му верстаті, грн;

а - кількість машин у лінії, шт.

Для триверстаної виробничої системи синхронної дії з жорстким агрегатуванням обладнання сумарні експлуатаційні витрати на одиницю продукції ZЛ можна визначити за формулою:

(8)

Виконавши в рівнянні (8) заміну PЛ = Р33, отримано аналітичний опис цільової функції за критерієм мінімуму питомих зведених витрат механічного оброблення віконних і дверних брускових заготівок з детермінованими параметрами 2, 3, Z1, Z2, Z3:

(9)

де - співвідношення циклових продуктивностей першої та третьої машин у лінії.

Об'єднавши аналітичні залежності (3) і (9), отримано математичні моделі, які дають змогу визначати цільову функцію ZЛ та аналізувати роботу триверстатної лінії з жорстким агрегатуванням обладнання в умовах стохастичної невизначеності варіювання тривалості операцій:

. (10)

Якщо для верстатів витрати на оброблення заготівок Zі невідомі, то для розрахунку параметра лінії ZЛ можна скористатися емпіричним рівнянням, побудованим за допомогою реалізації на імітаційній моделі 9300 експериментів і апроксимування отриманих даних у функціональну залежність ZЛ = f(K1, K2, K3, 1, 2):

(11)

Де а = ;

b = ;

c = ;

d = ;

k = .

Рівняння (11) відображає зведені витрати під час обробляння заготівок на триверстатній лінії з жорстким агрегатуванням різнопродуктивного (1 2) та різностабільного (К1 К2 К3) обладнання. Аналогічні моделі побудовано для умов, коли ZЛ = f(K1, K2, K3) і К1 = К2 = К3 та ZЛ =f(K1, K2, K3, 1, 2), К1 К2 = К3, К1 = К2 К3 і К1 = К3 К2.

На підставі виконаного аналізу побудованих моделей відзначено, що для триверстатної системи, коли значення параметра м1 першої пари верстатів у лінії містяться в межах 1,0 < м1 ? 2, то доцільно, щоб співвідношення продуктивностей м2 другої пари верстатів відповідало інтервалу 0,5 ? м2 < 1. І навпаки, якщо для перших двох верстатів м1 змінюється в межах 0,5 ? м1 < 1, то потрібно, щоб значення параметра м2 варіювалось у діапазоні 1 < м2 ? 2 (рис. 3, а).

Установлено, що наближеною до оптимальної за критерієм ZЛ є структура триверстатної лінії з жорсткими міжагрегатними зв'язками, в якій величина співвідношень продуктивностей кожної пари суміжних верстатів міститься в межах 0,8 < м1 < 1,2 і 0,8 < м2 < 1,2 (рис. 3, б). Тобто, під час компонування автоматизованої системи машин різниця між величиною продуктивностей її верстатів не повинна перевищувати 20 %.

а б

Рис. 3. Залежність питомих зведених витрат ZЛ на обробляння заготівок від співвідношення продуктивностей верстатів мj у лінії: а - м1 м2; б - м1 = м2

Досліджено, що на лініях із високостабільними дільницями, де параметр Ерланга обробляння заготівок Кі > 20, у порівнянні з низькостабільними з Кі < 10, зведені витрати випуску продукції зменшуються до 5 %.

Відомо, що для несинхронних систем машин з гнучким агрегатуванням обладнання питомі зведені витрати випуску одиниці продукції визначають за узагальненою залежністю:

(12)

де - зведені витрати на міжопераційні накопичувачі заготівок, грн.

Тоді математичний опис критерію оцінювання ефективності роботи триверстатних ліній з рівнопродуктивним обладнанням має вигляд:

(13)

Об'єднавши рівняння (6) і (13), отримано математичну модель для дослідження витрат оброблення заготівок на лінії зі стохастичними інтервалами випуску продукції:

.(14)

З метою отримання математичної моделі, в якій функція відгуку ZЛ визначається суто технічними показниками обладнання К1, К2, К3, M2 і M3, на комп'ютері змодельовано роботу триверстатної лінії з гнучким агрегатуванням обладнання. Кількість оброблюваних заготівок становила 500000 штук. Отриманий масив значень параметра ZЛ для 16000 можливих імовірнісних станів виробничої системи машин апроксимовано такою моделлю:

, (15)

де a = ;

b = ;

c = ;

d = ; k = .

У п'ятому розділі за допомогою побудованих математичних залежностей та імітаційної моделі, застосувавши метод динамічного програмування, оптимізовано структури та параметри типових автоматизованих систем машин для механічного обробляння брускових заготівок віконних і дверних блоків.

Залежно від типу й розмірів заготівок, способів їх обробляння, марки верстатів і способу їх компонування в лінії та величини міжопераційних запасів заготівок запропоновано оптимальні схеми несинхронних систем машин з гнучким агрегатуванням обладнання, які у порівнянні з базовими варіантами мають вищу ефективністю обробляння заготівок (рис 4.).

Для підвищення надійності роботи й стабільності інтервалів оброблення заготівок, покращення якості фрезування та зменшення технологічного браку, зниження рівня шуму на фрезувальних верстатах і підвищення точності розпилювання деревини тонкими пилками розроблено нові конструкції подавального вальця механізмів подачі деревообробних верстатів, фрези для профільного обробляння заготівок та механізму різання круглопилкового верстата, які захищено авторськими свідоцтвами на винахід.

ВИСНОВКИ

У дисертації розв'язано важливе науково-технічне завдання зі встановлення закономірностей роботи автоматизованих систем машин в умовах стохастичного варіювання вхідних параметрів обладнання, розроблення методики розраховування багатоверстатних ліній і підвищення ефективності функціонування машинних систем за рахунок оптимізації їх структури та параметрів. Отримані результати дозволяють зробити такі основні висновки:

1. Уперше розглянуто автоматизовані системи машин у виробництві віконних і дверних блоків як об'єкти зі стохастичним характером процесу механічного обробляння брускових заготівок. Виконані на виробництві чисельні експериментальні дослідження закономірностей роботи обладнання й отриманий масив статистичних даних підтвердили, що тривалість технологічних операцій є випадковою величиною. Унаслідок статистичного оброблення результатів експериментів установлено, що математичною моделлю процесу функціонування автоматизованих систем машин для механічного обробляння брускових заготівок є багатофазна одноканальна система масового обслуговування, в якій потоки замовлень та їх інтервали випуску описуються ерланговим законом розподілу імовірностей. Відповідність теоретичного розподілу випадкових величин експериментальному перевірено за допомогою критерію Пірсона, розрахункове значення якого на всьому проміжку досліджень змінювалось в межах 0,11 2розр. 5,78 і для всіх вибірок є меншим за допустиме табличне значення 2табл..

2. Досліджено, що в процесі механічного обробляння брускових заготівок стабільність дільниць не є постійною й змінюється в широких межах, зокрема, для фугування К = 6 - 27, для однобічного фрезування й стругання К = 14 - 29, для чотирибічного профільного фрезування К = 44 - 69, для нарізання шипів і вушок К = 14 - 58. Малі значення коефіцієнта стабільності К зафіксовано на верстатах з низьким ступенем механізації та автоматизації, де спостерігається постійний вплив випадкових збурювальних факторів на процес обробляння.

3. На основі отриманих результатів експериментальних досліджень уперше побудовано аналітичні залежності, які моделюють оброблення заготівок на синхронних триверстатних системах машин з жорсткими міжопераційними зв'язками та триверстатних лініях несинхронної дії з гнучким компонуванням рівнопродуктивних та різностабільних машин зі стохастичною тривалістю технологічних операцій. Установлено, що забезпечення в структурі триверстатної лінії з рівнопродуктивними (1 = 2) та низькостабільними (К1 = К2 = К3 min) машинами визначених міжопераційних запасів заготівок М2 = М3 дає змогу підвищити її продуктивність РЛ і зменшити накладені втрати робочого часу кожного верстата до 50 %.

4. Науково обґрунтовано потребу двокритеріального оцінювання ефективності функціонування автоматизованих систем машин, коли питомі зведені витрати на оброблення заготівок є мінімальними ZЛ = min і, одночасно, пріоритетними, а продуктивність процесу - максимально можливою РЛ max. Уперше формалізовано цільову функцію для обґрунтування структур та параметрів триверстатних систем з жорстким і гнучким агрегатуванням обладнання в умовах стохастичної невизначеності зміни тривалості інтервалів випуску продукції. Побудовані аналітичні залежності відповідають вимогам основних положень теорії продуктивності автоматичних ліній, оскільки об'єднують у собі економічні та технічні показники обладнання.

5. Установлено, що найвищі зведені витрати на оброблення заготівок має автоматизована система машин з жорстким агрегатуванням обладнання (незалежно від місця розміщення верстатів у потоці), у якій продуктивності верстатів суттєво відрізняються між собою. Найкращим варіантом такої лінії за вказаним критерієм є структура системи машин, скомпонована рівнопродуктивними верстатами, але на практиці такий варіант лінії здійснити практично неможливо з технологічних і конструктивних міркувань. Наближенням до оптимальної може бути структура триверстатної системи, у якій співвідношення продуктивностей кожної пари машин змінюється в межах 0,8 < м1 < 1,2 і 0,8 < м2 < 1,2, тобто різниця між продуктивностями суміжних верстатів не повинна перевищувати 20 %. На багатоверстатних лініях з високостабільними дільницями, де параметр Ерланга Кі > 20, у порівнянні з низькостабільними операціями, на яких Кі < 10, питомі зведені витрати випуску продукції зменшуються до 5 %.

6. На основі статистичних даних уперше обґрунтовано структури та параметри автоматизованих ліній столярного виробництва. Доведено, що їх базові структури з жорстким агрегатуванням верстатів не є оптимальними. Ефективнішим варіантом під час механічного обробляння довгомірних і короткомірних брусків віконних коробок та імпостів (вікна типу ВР і ВС) є несинхронна триверстатна лінія з нестабільним ритмом роботи обладнання та буферними накопичувачами між усіма її операціями. Оптимальна місткість міжопераційних запасів повинна становити М2 = 1 і М3 = 1-2 заготівки. Продуктивність РЛ оптимізованої лінії з гнучкими міжагрегатними зв'язками, у порівнянні з базовою структурою, вища на 5-6 %, а питомі зведені витрати ZЛ на оброблення заготівок віконних коробок та імпостів нижчі на 1,5-3 %.

7. Під час механічного обробляння брусків віконних стулок і кватирок (вікна типу ВР і ВС) оптимальною є несинхронна чотириверстатна структура лінії з гнучким агрегатуванням обладнання на дільницях профілювання заготівок, нарізання в них шипів і вушок та чотирибічного фрезування брусків (між першою і другою операціями накопичувач неефективний). Незалежно від типу оброблювальних заготівок віконних стулок, оптимальна місткість установлених міжопераційних накопичувачів повинна дорівнювати М3 = М4 = 1-4 заготівки. У такому разі продуктивність процесу РЛ зросте на 7-9 %, а питомі зведені витрати випуску продукції ZЛ зменшаться на 2-6 %.

8. Оптимальним варіантом автоматизованої лінії для обробляння брускових заготівок дверних коробок (двері типу ДГ і ДО) є її несинхронна структура з двома міжопераційними запасами заготівок М2 = М3 = 1-2 шт. Продуктивність РЛ модернізованої системи машин, у порівнянні з її базовим варіантом, зросте на 8-9 %, а питомі зведені витрати ZЛ оброблення довгомірних заготівок зменшаться на 1-4 % і короткомірних - на 3-6 %.

9. Розроблені рекомендації й пропозиції щодо удосконалення структур і покращення параметрів діючих на виробництві автоматизованих систем машин впроваджено на ДП “Промінь-Карпати”, м. Надвірна (вікно типу ІV, зведені витрати випуску продукції зменшились на 5-7 %, продуктивність лінії зросла на 3-5 %), ТзОВ НВП “Сенс”, м. Львів (вікно типу ВР, продуктивність процесу зросла на 10-14 %, зведені витрати оброблення заготівок зменшились на 8 %), ТзОВ ВКФ “СВД”, м. Рівне (вікно типу ВР, продуктивність лінії зросла на 7-9 %) і на АТЗТ “Світанок”, с.м.т. Пустомити, Львівської обл. (вікно типу ВОСП, видатки випуску продукції зменшились на 7-10 %, продуктивність лінії зросла на 4-6 %). Запропоновану методику математичного моделювання деревообробних систем машин впроваджено в навчальному процесі НЛТУ України на кафедрі автоматизації виробничих процесів, електротехніки і теплотехніки.

СПИСОК опублікованих праць ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Монографія:

1. Імітаційне моделювання гнучких автоматизованих ліній у лісовиробничому комплексі: [монографія] / [Д. Л. Дудюк, В. М. Максимів, Т. В. Іванишин та ін.]. - К.: фірма “Віпол”, 1996. - 140 с. - ISBN 5-7763-2415-7.

Статті у наукових фахових виданнях:

2. Про перерозподіл місткостей накопичувачів в гнучких виробничих системах / В. М. Максимів, О. А. Валюх, Т. В. Іванишин [та ін.] // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 1994. - Вип. № 2. - С. 53-56. - ISBN 5-7763-2435-1.

3. Іванишин Т. В. Підвищення стабільності інтервалів випуску за рахунок технічного вдосконалення деревообробного обладнання / Т. В. Іванишин // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 1997. - Вип. № 6. - С. 94-98. - ISBN 5-7763-2435-1.

4. Іванишин Т. В. Імітаційна модель функціонування автоматизованих ліній механічної обробки віконних та дверних блоків / Т. В. Іванишин // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 1998. - Вип. № 8.1. - С. 149-152. - ISBN 5-7763-2435-1.

5. Іванишин Т. В. Чутливість показників якості функціонування автоматизованих ліній до зміни параметра стабільності роботи обладнання / Т. В. Іванишин, Р. Я. Оріховський // Науковий вісник УкрДЛТУ: Лісовий комплекс напередодні XXІ століття: освіта, наука, виробництво: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 1999. - Вип. № 9.6. - С. 149-153. - ISBN 5-7763-2435-1.

6. Іванишин Т. В. Математичні моделі ліній і технологічних потоків виробництва віконних та дверних блоків з жорстким агрегатуванням обладнання / Т. В. Іванишин // Науковий вісник УкрДЛТУ: До 125-річчя УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2000. - Вип. № 10.1. - С. 258-262. - ISBN 5-7763-2435-1.

7. Іванишин Т. В. Ідентифікація роботи триверстатних виробничих систем механічної обробки брускових заготовок з гнучким агрегатуванням обладнання / Т. В. Іванишин // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2001. - Вип. № 11.4. - С. 281-285. - ISBN 5-7763-2435-1.

8. Іванишин Т. В. Оптимізаційна модель синхронних багатоверстатних ліній з постійним ритмом роботи у виробництві віконних і дверних блоків / Т. В. Іванишин // Науковий вісник УкрДЛТУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: УкрДЛТУ, 2002. - Вип. № 12.8. - С. 314-319. - ISBN 5-7763-2435-1.

9. Іванишин Т. В. Цільова функція структурної оптимізації триверстатних виробничих систем із гнучким агрегатуванням обладнання / Т. В. Іванишин // Науковий вісник НЛТУУ: зб. наук.-техн. праць. - Львів: НЛТУУ, 2006. - Вип. № 16.3. - С. 114-118. - ISBN 5-7763-2435-1.

10. Іванишин Т. В. Математичне моделювання деревообробних автоматизованих систем машин зі стохастичними інтервалами обробляння заготівок / Т. В. Іванишин // Автоматика-2008: доклади XV міжнародної конференції з автоматичного управління, 23-26 вересня 2008 р.: матеріали. - Одеса: ОНМА. - С. 794-796. - ISBN 978-966-7591-31-1.

Авторські свідоцтва на винахід:

11. А.с. 1722819 СССР, ГКИ В 27 В 5/00, 5/32. Узел резания / И. М. Пишник, Т. В. Иванишин (СССР). - № 4823217/15; заявл. 07.05.90; опубл. 30.03.92, Бюл. № 12.

12. А.с. 1738650 СССР, ГКИ В 27 G 13/02. Фрезерный дереворежущий инструмент / И. М. Пишник, Т.В. Иванишин, В. И. Белошицкий, В. А. Багрийчук, Л. Я. Сорока (СССР). - № 4834093/15; заявл. 04.06.90; опубл. 07.06.92, Бюл. № 21.

13. А.с. 1794652 СССР, ГКИ В 27 С 1/12. Секционный подающий валец / И. М. Пишник, В. И. Белошицкий, Т. В. Иванишин (СССР). - № 4823849/15; заявл. 07.05.90; опубл. 15.02.93, Бюл. № 6.

Публікації в інших виданнях та матеріали наукових конференцій:

14. Оптимізація параметрів та компонування автоматизованих ліній лісопромислового виробництва / Д. Л. Дудюк, В. М. Максимів, Т. В. Іванишин [та ін.]. - Львів: УкрДЛТУ, 1995. - 53 с. - Деп. в ДНТБ України 17.07.95, № 1824-УН95.

15. Іванишин Т. В. Про деякі результати математичного опису тривалості технологічних операцій столярно-будівельного виробництва / Т. В. Іванишин // Проблеми автоматизації лісопромислового комплексу: зб. матер. допов. міжнар. наук.-прак. конф., 27-28 травня 1996 р. - Львів: УкрДЛТУ, 1996. - С. 43-46.

16. Иванишин Т. В. Идентификация процесса работы многостаночных производственных систем механической обработки брусковых заготовок оконных и дверных блоков / Т. В. Иванишин // Актуальные проблемы лесного комплекса: cб. науч. труд. по итогам 5-ой междунар. науч.-техн. конф. “Лес-2004”. - Брянск: БГИТА, 2004. - Вып. № 8. - С. 227-230.

17. Иванишин Т. В. Формализация критерия оптимизации систем машин из стохастическими интервалами обработки заготовок / Т. В. Иванишин // Актуальные проблемы лесного комплекса: cб. науч. труд. по итогам междунар. науч.-техн. конф. - Брянск: БГИТА, 2008. - Вып. № 21. - С. 240-242. - ISBN 5-98573-016-6.

АНОТАЦІЯ

Іванишин Т. В. Підвищення ефективності функціонування автоматизованих систем машин для механічного обробляння брускових заготівок столярних виробів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.04 - машини для земляних, дорожніх та лісотехнічних робіт. - Національний лісотехнічний університет України, Львів, 2009 р.

У дисертаційній роботі виконано експериментальні дослідження інтервалів механічного обробляння віконних і дверних брускових заготівок, які за своєю природою є стохастичною величиною. Статистично оброблено отримані дані й перевірено гіпотезу про ерланговий закон розподілу імовірностей тривалості операцій. За допомогою імітаційного моделювання визначено якісні параметри автоматизованих триверстатних систем, синтезовано математичні моделі їх роботи та удосконалено методику розраховування ліній. Формалізовано цільову функцію аналізу ефективності ліній за критерієм мінімуму питомих зведених витрат випуску продукції. Оптимізовано структури діючих автоматизованих систем машин, обґрунтовано їх параметри, розроблено рекомендації щодо проектування ліній. З метою покращення ефективності роботи деревообробних верстатів удосконалено їх вузли й механізми. Основні результати роботи впроваджено на виробництві та в навчальному процесі НЛТУ України.

Ключові слова: система машин, тривалість операцій, стохастична величина, ерланговий закон, імітаційне моделювання, математична модель, цільова функція, імовірність.

АННОТАЦИЯ

автоматизований триверстатний інтервал обробка

Иванишин Т. В. Повышение эффективности функционирования автоматизированных систем машин для механической обработки брусковых заготовок столярных изделий. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.04 - машины для земляных, дорожных и лесотехнических работ. - Национальный лесотехнический университет Украины, Львов, 2009 г.

Основной задачей диссертации является определение закономерностей работы автоматизированных систем машин механической обработки оконных и дверных брусковых заготовок в условиях стохастического варьирования продолжительности операций, разработка методики расчета многостаночных линий и повышение эффективности функционирования за счёт оптимизации их структуры и параметров.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования закономерностей функционирования оборудования многостаночных систем для производства оконных блоков спаренной и раздельной конструкции и окон, изготовляемых из многослойного клеенного бруса (с простым остеклением и со стеклопакетами), а также дверных блоков щитовой и рамочной конструкции. Основное внимание уделено измерению продолжительности технологических операций механической обработки разнотипных брусковых заготовок на многочисленном оборудовании разнообразной конструкции, которая по своей природе есть случайной величиной. Исследовано 167 технологических операций, объём каждой статистической выборки составил по 100 значений. Методами математической обработки полученных статистических данных проверена и доказана выдвинутая гипотезы о возможности описания интервалов обработки оконных и дверных заготовок эрланговым законом распределения вероятностей с параметром Эрланга (коэфициентом стабильности) К = 6 - 69, что указало на целесообразность применения модели Эрланга для формализации случайных деревообрабатывающих процессов.

Для исследования процесса обработки заготовок в условиях стохастической неопределенности применено имитационное моделирование работы многостаночных систем, агрегатированных разнопроизводительным и разностабильным оборудованием. Разработанная имитационная модель работает за принципом изменения состояния фаз системы и отображает все специфические особенности механической обработки брусковых заготовок оконных и дверных блоков. Полученный при статистическом моделировании массив данных апроксимирован регрессионными уравнениями второго порядка, в результате чего построено систему математических моделей работы трёхстаночных линий с жёстким и гибким агрегатированием оборудования, разрешающие анализировать структуры линий и рассчитывать их параметры с учетом случайного характера процесса обработки заготовок. Границы варьирования значений входных факторов: параметры стабильности операций - 1 Кі 60, і = 1 ,..., 3; соотношения производительностей станков - 0,5 j = Рi/Рi+1 2,0, j = 1, 2; вместимости междуоперационных накопителей заготовок - 1 Мk 10 шт, k = 1, 2 определены экспериментальным путём. Сделаны выводы, что установка в структуре трёхстаночной системы с одинаковой производительностью машин, но с минимальной стабильностью обработки деталей, буферных накопителей определённой ёмкости позволяет повысить производительность системы машин и уменьшить дополнительные наложенные потери рабочего времени станков до 50 %. Созданные аналитические модели совершенствуют существующие методики расчёта автоматизированных систем машин и существенно расширяют возможности математического моделирования линий.

Для структурно-параметрической оптимизации систем машин предложено метод двухкритериальной оценки эффективности их функционирования по минимальным удельным приведенным затратам обработки заготовок (и одновременно приоритетные) и максимально возможной производительности процесса. Формализована целевая функция анализа качества работы трёхстаночных систем с жёсткой и гибкой межоперационной связью с учетом влияния на работу оборудования совокупности вероятностных факторов. Установлено, что наилучшим вариантом линии по критерию минимума приведенных затрат есть структура системы машин, агрегатированная станками одинаковой производительности. Близко к оптимальной может быть структура трёхстаночной линии, в которой соотношения производительностей каждой пары станков находятся в пределах 0,8 < м1 < 1,2 и 0,8 < м2 < 1,2 (разница производительностей сопредельных машин не должна превышать 20 %).

С использованием метода динамического программирования выполнена структурно-параметрическая оптимизация базовых систем машин. Предложены оптимальные структурно-компоновочные схемы линий и обоснованы их качественные параметры в зависимости от типа и размеров заготовок, способов их обработки, модели станков и способов их агрегатирования, величины буферных запасов заготовок.

Разработаны новые конструкции деревообрабатывающей фрезы, круглопильного механизма резания и механизма подачи деревообрабатывающих станков, которые повышают качество, точность и стабильность обработки заготовок и защищены авторскими свидетельствами на изобретение.

Основные результаты диссертационной роботы внедрены на производстве и в учебный процесс НЛТУ Украины.

Ключевые слова: система машин, стохастический процесс, параметр Эрланга, оптимизация, моделирование, вероятность, целевая функция, механическая обработка, заготовка, станок.

ANNOTATION

Ivanyshyn T. V. The increasing of the functioning efficiency of the computer-aided system of mashines for mechanical processing of squared timber for joiner's goods. - Manuskript.

Dissertation on obtaining degree of Candidat of Technical Sciences on speciality 05. 05. 04. - mashines for excavations, road and forestry technical operations. - Ukrainian National Forestry University, Lviv, 2009.

The experimental studies of the intervals of mechanical processing of squared timbers material for window frames and door frames have been done in the dissertation. Such intervals have stochastic value. The statistical sampling is evaluated. The hipotesis of probabilities of operations duration distribution according the erlang law have been tested. The qualitative parameters of computer - aided based on three joiner's benches system estimated through the simulative modelling. The mathematical models of their work syntesized. The methodology of line calculation improved in the frameworks of this study. The target function of the line efficiency according the criteria of the total unit costs minimization have been formalized. The structures of computer - aided systems of mashines optimized. Their parameters substantiated. The recommendations developed conserning the optimal desighn of lines. The proposals on mechanisms and components developed to improve the efficiency of wood processing benches work.

Keywords: system of machines, duration of operations, stochastic value, simulation modellin, joiner's bench, target function, optimization, probability, line.

...