CC BY
22
розмiрiв. Також тдвищуе надiйнiсть експлуатаци в низьких температурних умо-вах i дозволяе обслуговувати це устаткування малою кiлькiстю працiвникiв. Крiм цього, бшьш складнi пристро! менш енергомiсткi, бiльш компактнi i мають незна-чну вагу.
Застосування швидкодiючих ЕОМ для оцшки прийнятих технологiчних ршень у сучасних деревообробних верстатах i лiнiях iз швидкiстю подачi 100 м/хв i вище рiзко скорочуе брак. Особливо це важливо на дшянках розпилювання брусiв, сортування, розкрою i торцювання пиломатерiалiв. Агрегати, оснащеш мь кроелектронiкою, можуть використовуватися i як елементи автоматизовано! ви-робничо! системи.
Дуже важливою е висока швидюсть роботи й отже висока рiчна продукти-внiсть, що дозволяе окупити це устаткування в стислий термш (менше 1 року).
Говорячи про яюсть обладнання, необхiдно зауважити, що його визначае i стутнь оснащеностi новими комплектуючими виробами. Для деревообробного машинобудування це особливо важливо через специфiчнi вимоги, запропонованi тдприемствами до пожежо- i вибухобезпеки агрегатав. I, звiсно, якiсть устаткування забезпечуе його надшшсть у будь-яких температурних умовах.
З вищесказаного можна зробити таю висновки.
Ми бачимо, що використовуючи новггш технологи та за допомогою ЕОМ ми маемо отримати значну економта не тшьки часу (на обслуговування шструме-нту), але й затрачених коштiв, оскшьки в результатi ми матимемо вироби iз бiльш низькою собiвартiстю, бшьшим термiном експлуатаци та рiвнем якосл згiдно свь тових стандартiв. Врахування цих особливостей при оцшщ економiчноl ефектив-ностi новiтнiх технологiй е метою нашого майбутнього дослiдження.
Лггература
1. Бакуль В.Н., Захарченко И.П. "Применение твердосплавного инструмента для обработки древесины и ее заменителей". - К.: 1964. - 20 с.
2. "Деревообрабатывающее производство Восточной Европы"/ № 1(4) 2000. - С. 6, 9.
3. "Деревообробник" Всеукрашська галузева газета/ № 12 (12) 2000. - С. 8.
4. "Справочник мебельщика" под. Ред. канд. техн. наук В.П. Бухтиярова. - М.:, 1985. -
380 с.
УДК658.011 1нж. Л.Д. Загвойська - УкрДЛТУ
ДО ПИТАННЯ ОПТИМ1ЗАЦП ВИРОБНИЧОГО ПРОЦЕСУ НА ДЕРЕВООБРОБНИХ ШДПРИеМСТВАХ
Розглянуп шдходи до оргашзаци технолопчних процеав, запропоноваш росшськи-ми та японськими вченими, i представлений алгоритм ошишзаци структури автоматизо-ваних i потокових лiнiй деревообробних шдприемств.
Eng. L. Zahvoyska - USUFWT Production management of woodworking enterprise optimizing
The article deals with recent approaches to technologic process organizing. Russian and japans experience is considered. Optimal rule of linking woodworking machinery in automatic lines is introduced.
Сучасний виробничий менеджмент розглядае виробництво як складну ввд-криту систему, яка формуеться за принципом емерджентноста, а не як сумативне поеднання окремих елементав - робочо'1 сили, засобiв i предметiв працi. Взаемо-дiючи у рамках системи, И елементи не тшьки набувають нових властивостей, але й втрачають, обмежують деякi з них. Тому завданням виробничого менеджменту е з'ясування неминучосп цих втрат, а вщтак виявлення шляхiв 1'х мiнiмiзацii. Для вирiшення цього завдання потрiбно з'ясувати природу цих втрат, причини 1'х ви-никнення i врахувати закономiрностi й особливостi перебпу технолопчних про-цесiв, на як вони накладаються.
Об'еднання технологiчних операцш в единий виробничий цикл неодмшно породжуе додатковi втрати часу, викликаш особливостями роботи сумiжного об-ладнання - насамперед, його номшальною продуктившстю i коефiцiентом готов-ностi. Розроблення технолопчного процесу, синхронiзацiя його технолопчних операцiй - це дуже важливе i трудомiстке завдання. Однак сучасш методи його проектування не дають ввдповвд на запитання "яким е мшмальний такт потоково'1 лiнii, як далеко розроблений варiант послiдовностi технолопчних операцш ввд оптимального".
Особливосл технологiчного процесу оброблення деревини привносять сво'1 труднощi у процес синхрошзаци. Цi особливостi можна подiлити на чотири групи: особливостi предмета пращ, технологи, обладнання та систем керування. Предмет пращ - деревина - мае свою iсторiю розвитку - фшогенез та онтогенез, -що проявляеться у змш и фiзичних та хiмiчних властивостей. Цi шдиввдуальш особливостi кожного окремого предмета пращ накладаються на типовi властивос-та мало'1 жорсткостi на згин i схильностi до виникнення резонансних поздовжшх коливань. Технологiчнi процеси деревообробного виробництва вирiзняються великою довжиною технолопчних потоюв, рiзноманiтнiстю видiв обробки й штот-ною нестабiльнiстю тривалостi виконання навггь однорiдних операцiй. Говорячи про особливосл самого обладнання, потрiбно сказати про те, що бiльшiсть верс-татiв мають загальне призначення, самi процеси оброблення швидкоплиннi, особливо порiвняно iз швидюстю подачi предмету пращ, крiм того, сам дiапазон змiни сил рiзання досить широкий. Що ж до систем керування виробничими процесами оброблення деревини, то тут потрiбно сказати про широке використання систем iз оператором у контурi керування, який працюе в умовах гостро'1 нестачi iнформацii та часу на и опрацювання.
Методика оргашзаци технологiчного процесу, яка, враховуючи згадаш за-кономiрностi й особливосл, оптимiзуе параметри потокових лiнiй, подаеться у данш статтi.
Постановка задачi
Важливим i досить складним завданням виробничого менеджменту потокового деревообробного виробництва е компонування потокових лшш з мшма-льною величиною и такту. Це завдання постае як на етат проектування нових ав-томатичних лшш, так i в процес експлуатаци машин та обладнання, коли потрiб-но визначити оптимальний спосiб використання наявного обладнання або розши-рення його складу.
Ввдомо, що жорстке об'еднання у лшю тiльки двох верстатiв однаково1 номшально1 продуктивностi викликае до 33 % втрат !х робочого часу. Ще бiльшi втрати можуть бути, якщо верстати мають рiзнi номшальш продуктивностi. Цi втрати пояснюються рiзною тривалiстю операцiй, технiчним станом машин та об-ладнання, стабiльнiстю його роботи.
У лiтературi пропонуеться декшька пiдходiв до вирiшення завдання опти-мiзацii використання обладнання у технолопчних лiнiях i потоках. Зокрема, першi пiдходи до вирiшення цього завдання були запропоноваш у 1958 р. Д.К. Владзiев-ським [2]. Вш запропонував упорядкувати номiнальнi продуктивностi i формува-ти потоки так, щоб продуктивнiсть верстатiв наростала до початку лши.
У 1977 р. К. Окамура i Г. Ямашина [10] запропонували таку методику оп-тимiзацii послiдовностi операцiй: насамперед упорядкувати тривалосп технологь чних операцiй у порядку спадання. Вщтак першу (найдовшу) операщю поставити у потоцi останньою, другу за тривалiстю операцiю поставити у потощ першою, третю операцiю упорядкованого ряду тривалостей операцш поставити передос-танньою у потоцi, четверту операщю ряду - другою технолопчною операщею потоку i т.д.
Тому перед нами постали завдання: 1) з'ясувати, який алгоритм дае кращий результат - меншу тривалiсть такту потоково! лiнii, а значить i меншi втрати часу на простш обладнання; 2) перевiрити, чи дозволяе хоч один iз згаданих алгорит-мiв досягнути оптимального ритму роботи.
Методи дослвдження та експериментальн1 даш
Для вирiшення завдання оптимiзацii параметрiв потокових лiнiй традицш-но використовуються методи iмiтацiйного моделювання [6-8]. За своею суттю iмi-тацiйне моделювання - це замша дослщжувано! системи и адекватним юбернети-чним аналогом та подальше дослвдження його поведшки або оцiнка ефективностi рiзних способiв управлiння ним. Використання цього тдходу пояснюеться тим, що аналiтичнi методи дослвдження маркiвських процесiв можуть бути застосоваш тiльки для найпростiших ситуацш - коли кiлькiсть технологiчних операцш у потощ не перевищуе двох. Методи ж iмiтацiйного моделювання придатш для досль дження потоюв з будь-якою кiлькiстю операцiй. Важливим також е i те, що цей шдхщ враховуе стохастичну природу процесу оброблення, точнiсть отриманих результатав визначаеться коректнiстю побудови моделi та кшьюстю виконаних iмiтацiй, а стутнь детальностi отримано! iнформацii про переб^ модельованого процесу визначаеться самим алгоритмом моделювання.
ПiдГрунтям для побудови iмiтацiйноl моделi потоково1 лiнii е и математи-чна модель. Опрацювання лггературних джерел, проведенi нами експерименти показали, що тривалосп рiзноманiтних технологiчних операцш деревообробного виробництва - зокрема, операцш розкроювання, свердлшня, вибирання отворiв, фанерування пластей, полiрування та iнших - доводять, що тривалiсть операцiй мае властивосп випадково1 величини. Аналiз характеристик отриманих хроноло-гiчних рядiв поданий у табл. 1, а графiчне зображення статистичних характеристик окремих операцш подано на рис. 1.
Технолопчна операщя Технолопчне обладнання Тривалють такту, с. Коефщент стшкосп Дисперая Станд. вщхи-лення Коеф. Ерланга
мшь мальна максимальна сере дня
Поперечне розкроювання шпону Паперор1зальна машина БРП-4М 3 24 11,6 8,0 32,2 5,7 4,2
Поздовжне розкроювання шпону Ножищ гшьйотинш АРМЯ-22 10 235 96,6 23,5 4450 67 2,0
Розкроювання ДСП Багатопилковий верстат ЦТМФ 50 300 120,0 6,0 3141,0 56,0 4,6
Склеювання шпону Верстат FWll-50 2 13 6,0 6,5 11,5 3,4 3,1
Камбрування заготовок Рейсмусовий верстат СР6-8 2 10 5,0 5,0 2,2 1,5 11,3
Фанерування пластей Автоматизована лшя МФП-1 Автоматизована ЛШ1Я НБСМОО 6 4 20 33 12,0 14,0 3,3 8,3 14,7 55,4 3,8 7,5 9,8 3,8
Обр1зування заготовок по периметру Круглопилковий верстат Ц6 2 5 3,0 2,5 0,8 0,9 11,7
Свердлшня отвор1в Свердлильний верстат 2 10 4,5 5,0 3,7 1,9 5,5
Розкроювання ДСП на бруски Круглопилковий верстат Ц6 Круглопижовий верстат ЦПА 2 6 20 26 8,0 13,5 10,0 4,3 14,4 10,3 3,8 3,7 4,4 13,5
Обробка 1 фанерування поздовжшх кромок Автоматизована лшк КТ-42/25 27 37 32,5 1,4 6,3 2,5 167,7
Обробка [ фанерування поперечних кромок Верстат Е-62 11 20 16,5 1,8 2,8 1,7 90,8
Рис. 1. График розствання тривалостЬ технологЬчних операцш
I- максимум; гп - 75%; - - мед1ана ряду
- м1шмум; и - 25%
Виконаний аналiз показав, що тривалост операцш можна адекватно опи-сати за допомогою розподiлiв Ерланга, нормального та бета-розподшу. У табл. 2 показано порiвняння тривалостi емпiричного розподшу цieí ж операцп з теорети-чним розподiлом Ерланга з такими параметрами: середня тривалють операцií ^ер = 11,6, коефiцieнт Ерланга к ^ра стабiльностi процесу), який визначаеться як вщ-ношення квадрату середньо'1 тривалостi операцп до '11 дисперсп, дорiвнюe 4,0. Ре-зультати перевiрки за критерieм % Пiрсона показали, що мiж емпiричним i теоре-тичним розподiлами тривалостi операцiй е тюний зв'язок. Аналогiчнi результати були отримаш i для iнших технолопчних операцiй.
Табл. 2. Теоретичний розпоЫл тривалост1 операцп розкроювання
№ Спостережена тривалють Кумулятивна Теоретична частота Критерш Прсона
частота, п частють, п/ЭД 1мов1ршсть
1 0 - 1 0 0,00 0,00 0,0 0,66
2 2 - 3 4 0,06 0,04 2,0
3 4 - 5 8 0,16 0,15 7,5
4 6 - 7 14 0,28 0,29 14,5 0,00
5 8 - 9 19 0,38 0,37 17,5 0,13
6 10 - 11 23 0,46 0,41 20,5 0,30
7 12 - 13 33 0,66 0,64 32,5 0,03
8 14 - 15 40 0,80 0,76 38,0 0,11
9 16 - 17 42 0,84 0,82 41,0 0,02
10 18 - 19 45 0,90 0,89 44,5 0,01
11 20 - 21 47 0,94 0,93 46,5 0,01
12 22 - 23 48 0,96 0,95 47,5 0,01
13 24 - 25 50 1,00 0,96 48,5 0,08
14 >25 50 1,00 0,98 49,5 0,02
- - - - - - 1,38
Узагальнення результат опрацювання експериментальних даних, вивчен-ня л^ератури дозволило зробити висновки про те, що для iмiтацiйного моделю-
вання тривалоста технологiчних операцiй можна використовувати розподш Ерла-нга, який адекватно описуе широкий клас технологiчних процесiв - ввд випадко-вих (коефiцiент Ерланга дорiвнюе одиницi) до детермiнованих (коефщент Ерлан-га дорiвнюе безмежностi).
Можна довести [3-5], що цей розподш адекватно описуе i виробничi цикли, яю складаються iз послiдовностi технолопчних операцiй та перерв мiж ними. Параметр Ерланга для них зростае. 1нтенсившсть цього зростання залежить ввд кшь-костi складових елементав та 1х власних параметрiв Ерланга. Максимальний ефект спостерiгаеться при об'еднант кiлькох елементiв iз однаковими параметрами, то-дi результуючий коефiцiент Ерланга зростае аж до суми ввдповвдних значень окремих елементiв.
Для дослщження продуктивностi рiзних варiантiв потокових лшш був роз-роблений алгоритм, який побудований за принципом моделювання подш. Його блок-схема наведена на рис. 2. Моделювання ж самих випадкових подш, у даному випадку тривалоста технолоНчно'! операцц - виконувалося за законом Ерланга.
Початок
В танов, ичтя початкчвих
::::
Результати моделювання
1мггацшна модель, побудована на основi наведених вище теоретичних по-ложень, дозволила проаналiзувати ефективнiсть оптимiзацii потокових лiнiй за правилами, яю сформулювали Д. Владзieвський, К. Окамура та Г. Ямашина.
Для лш11 з трьох-чотирьох верстатiв алгоритм японських вчених давав кращий результат. Однак iз збiльшенням кiлькостi верстатiв у гшотетичних лшь ях, сформованих за цим алгоритмом, виникае одразу декшька вузьких мiсць. Це пiдтверджують результати iмiтацiйного моделювання, поданi у табл. 3 i на рис. 3.
№
Послщовнють номiнальних продуктивностей у лши
Фактична продуктивнiсть лiнií у прямш послiдовностi
Фактична продуктивнiсть лши у зворотнш послщов-ностi
1,9-1,7-1,5-1,3-1,1-1,0-1. 1,6-1,8-2,0
2-1,4-
0,539
0,540
2,0-1,9-1,8-1,7-1,6-1,5-1,4-1,3_1,2-1,1-1,0_
0,557
0,556
1,5-1,6-1,4-1,7-1,3-1,8-1. 1,1-2,0-1,0
2-1,9-
0,594
0,594
1,1-1,3-1,5-1,7-1,9-2,0- 1,8-1,6_1,4-1,2-1,0_
0,597
0,596
1,1-1,9 -1,5-1,7-1,3-2,0- 1. 1,4-1,8-1,0
2-1,6-
0,602
0,601
1,1-1,9 -1,7-1,3-1,6-1,4-1,5-1,81,2-2,0-1,0
0,606
0,604
1,1-1,9-1,3 -1,7-1,5-1,6-1. _1,2-2,0-1,0
4-1,8-
0,608
0,606
0,62 ! 0,6 ¡£ 0,58 ЗЁ 0,56 £ 0,54 | 0,52 0,5
варганти
■ пряма послщовнють Озворотна послщовнють
Рис. 3. Продуктивность варЬантЬв компонування лтпз 11 верстатЬв
Результати виконаних нами дослвджень дозволили сформулювати такий алгоритм оптимiзацif послвдовноста технолопчних операцiй:
• насамперед упорядкувати операцп, що виконуються на однiй автоматичнiй лшп, у порядку спадання 1х тривалостi. Тодi найтривалша операцiя лшп матиме номер 1, а найкоротша - п.
• створити пари операцш за таким правилом: першу пару утворюють найкоротша i найбiльш тривала операцп - 1 i п; другу пару - друга i передостання операцп упо-рядкованого ряду тривалостей - 2 i п-1 i т.д. Особливостi формування пар операцш для парних i непарних значень п можна записати так:
■ п парне: {1, п}; {2, п-1}; {3, п-2}; ...; {п/2, п/2+1};
■ п непарне: {1, п}; {2, п-1}; {3, п-2}; ...; {(п-1)/2, (п+3)/2}; {(п+1)/2}.
• розмютити пари операцiй в автоматизованiй лшп таким чином: першу пару поставит на початку лшп, другу пару - у и кiнцi, третю пару поставиги пiсля першо!, а четверту - передостанньою. Залежно вiд того, якою буде юльюсть операцiй п i ю-льюсть пар т - парною або непарною, це правило виглядае так:
■ п 1 т парт: {1, п}; {3, п-2}; ...; {п/2-1, п/2 + 2}; {п/2, п/2+1}; ...; {п-3; 4};{п-1, 2};
■ п парне, т непарне: {1, п}; {3, п-2}; ...; {п/2-2, п/2 + 3}; {п/2, п/2+1}; {п/2+2, п/2 -1}; ...; {п-3; 4};{п-1, 2};
■ п непарне, т парне: {1, п}; {3, п-2}; ...; {(п-3)/2, (п+5)/2}; {(п+1)/2}; {(п+3)/2, (п-1)/2}; ...; {п-3; 4}; { п-1, 2}
■ п непарне, т непарне: {1, п}; {3, п-2}; {(п-1)/2, (п+3)/2}; {(п+1)/2}; {п-3; 4}; { п-1, 2}.
Послвдовшсть операцiй, сформована за таким алгоритмом, матиме най-меншу тривалшть, а отже потiк матиме мшмальну величину такту i максимальну можливу продуктившсть. Звичайно, наведене правило е у певному сенсi вдеаль-ним, адже послвдовшсть технологiчних операци можна легко змшювати тiльки для окремих лiнiй, таких, як лiнii калiбрування, лакування. Однак розумiння сут-носп цього пiдходу дозволить проектувати лши та потоки з параметрами, близь-кими до оптимальних.
Висновки
Зроблет теоретичнi викладки та аналiз експериментальних даних дозволили простежити закономiрностi та особливостi процесу формування технолопч-ного циклу у деревообробному виробництвi. Побудована з урахуванням цих зако-номiрностей та особливостей iмiтацiйна модель дозволила сформулювати алгоритм оргашзаци потокових лiнiй з оптимальними параметрами, оцшити рiвень неминучих втрат у продуктивносп обладнання, простежити динамшу ефективно-стi оптимiзацii iз наростанням кiлькостi верстатiв у лши (рис. 4).
Рис. 4. Приркт продуктивностг лтп при органнаца потоковоЧлта за наведеним правилом
оптимального компонування
Отримаш результати допоможуть усунути вузью мкця в кнуючих лшях, виявити можливi критичш точки в потоках, яю розробляються, а також бшьш ефективно здшснювати полiтику оновлення машин та обладнання i3 урахуванням особливостей ix взаемоди у потоцi.
Лiтература
1. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Statistica. Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. - Москва, Торгово-издательский дом "Филинъ", 1998. -592 с.
2. Владзиевский Д.К. Автоматические линии в машиностроении. - М.: Машиздат, 1958. -
340 с.
3. Загвойська Л. Analysis of multi-stage transfer line systems using simulation// Gaps and solutions in managerial economics. Prague, May, 13-15, 1999. Р.239-243.
4. Загвойська Л. Д. До питания стабшьност функцюнування виробничих систем// Науковий вюник УкрДЛТУ -1999. Вип. 9.5. - C. 266-271
5. Загвойська Л. Д. Дослщження стабшьност виробничих систем з паралельними i посл> довними зв'язками структурних пщроздшв// Науковий вюник УкрДЛТУ. -1999. Вип. 9.11. - С. 220-228
6. Imíi uiiímiic моделювання гнучких автоматизованих лiнiй у лiсовиробничому комплекса Ред. Дудюка Д.Л. - К.: 1СДО, 1996. - 140 с.
7. Carroll J.M. Simulation using personal computer. 1985. - 194. p.
8. Freeman M.C. The effects of breakdowns and integrated storage on the production line capacity// Journal ofthe industrial engineering. - 1964. № 17. - P.651.
9. Koenigsberg E. Production lines and internal storage// Management Science. - 1956. № 5. -
P. 410.
10. Masso, J., Smith M.L. Interstage storages for the three stage lines subject to stochastic failures// Transactions of the A.I.I.E. -1974. № 6. - P. 354.
11. Okamura K., Yamashina H. Analysis of the effects of buffer storage capacity in transfer line systems// Transaction of the A.I.I.E. - 1977. № 9, 2.
12. Okamura K., Yamashina H. Computer simulation of the effect of buffer storage capacity in transfer line systems// Japanese Journal of Precision Engineering. - 1977. № 43, 2.
13. Okamura K., Yamashina H. Analysis of in-process for multi-stage transfer line systems// International Journal of Production Research. - 1983. Vol. 21. № 2. - P. 183-195.
УДК 630.3.338 Дои. Р.Я. Ктдрат, к.е.н. - УкрДЛТУ
ТЕОРЕТИЧН1 АСПЕКТИ УПРАВЛ1ННЯ ВИТРАТАМИ НА ДЕРЕВООБРОБНИХ ШДПРЖМСТВАХ
Дано визначення управлшня витратами та шдкреслено його актуальнють в ринковш економщ. Зазначено функцюнальний та оргашзацшний аспекти цього поняття та показано галузевi особливост управлшня витратами на деревообробних шдприемствах, зокрема, при калькулюванш собiвартостi продукци.
Doc. R. Kindrat - USUFWT Theoretical aspects of timber enterprises costs management
This article presents the definition of costs management stressing the point of modern market economy vital problem. This concept functional aspects and problem of organization have been attributed. Branch peculiarities of timber enterprises costs management specifically in production costs calculating have been shown.
В умовах переходу промислових тдприемств Украши до ринкових ввдно-син кожне тдприемство зобов'язано працювати беззбитково, повшстю покривати bcí витрати та отримувати прибуток. Шдприемства повинт змщнювати свш фь нансовий стан та брати участь у формуванш державного бюджету.
Саме тому велика увага придшяеться питанню зниження виробничих ви-трат, що досягаеться шляхом оптимального управлшня ними. Зокрема, останшм часом прийнято низку законодавчих та нормативних документав, в яких регламе-нтуеться змшт, значення та методи управлшня витратами [1-3].
Управлшня витратами - це процес цшеспрямованого формування витрат за мшцем виникнення i рiзновидами продукци при постшному контролi рiвня витрат i стимулювання 1'х зниження [4].
Управлшня витратами складаеться з двох понять: управлшня та витрати. Як ввдомо, функц1ями управлшня е нормування, планування, координування, стимулювання, контроль, облш та аналiз. Витрати характеризують використання в
