CC BY
17
© А.Н. Васильев, В.И. Смирнов, 2002
УДК 622.331
А.Н. Васильев, В.И. Смирнов
ПРИМЕНЕНИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В ПОИСКЕ НОВЫХ Т ЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА
П
овышение эффективности работы торфяных предприятий неразрывно связано с внедрением более эффективных, экономически выгодных технологий добычи. В условиях рыночных отношений перед торфяной промышленностью выдвинуты новые более жесткие требования к выбору применяемых технологических процессов и технологических схем производства, позволяющих получать высококачественную торфяную продукцию.
Для целенаправленного поиска но-
вых технологических процессов производства фрезерного торфа и новых технологических схем была построена морфологическая матрица технологических приемов в процессе добычи торфа (таблица).
В морфологической матрице левый столбец заполняется параметрами-признаками технологических приемов в процессе добычи фрезерного торфа, а затем в каждой клетке этого столбца справа присваивается столько клеток, сколько нужно для размещения всех альтернативных вариантов реализации данного параметра (по одному в каждой клетке). Очевидно, что полученные
строки будут в общем случае иметь разную длину.
Каждый из п морфологических параметров-признаков технологических приемов может обладать определенным числом к различных вариантов. Для технологических схем производства фрезерного торфа приняты варианты: А1 - способ формирования слоя фрезерной крошки путем измельчения залежи и перемешивания с возможными остатками от предыдущего цикла; А2 -формирование расстила сырой крошки из предварительно заготовленных валков на высушенный слой фрезерного торфа и т.д.; Б1 - метод интенсификации сушки в технологическом цикле путем переворачивания слоя с помощью ворошилки и т.д.
Структурная формула технологической схемы производства фрезерного торфа может быть выражена морфологическими признаками (например, формулой А Б В Г Д), но обязательно в сочетании из конкретных вариантов (например, А1, Б2, В3, Г4, Д1), т.е. принимается лишь одна схема из множества технологических решений.
Совокупность всех возможных ва-
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ МАТРИЦА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА
Параметры-признаки технологических приемов Ин- декс Варианты исполнения
1 2 3 4
Способ формирования сушимого слоя торфяной крошки А Измельчение залежи и перемешивание с возможными остатками от предыдущего слоя Расстил сырой крошки из предварительно заготовленного валка на высушенный слой торфяной крошки (0,186) Расстил сырой крошки из предварительно заготовленного валка на поверхность торфяной залежи (0,102) Расстил размельченной торфяной залежи на остатки торфа от предыдущего цикла (0,186)
Метод интенсификации сушки в технологическом цикле (сокращение длительности цикла) Б Переворачивание слоя ворошением Сушка в тонких слоях на аэрированном подстиле (0,139) Образование равномерного по толщине и размеру частиц сушимого слоя (0,083) Предварительное диспергирование за-лежи (до сезона или в процессе фрезерования) (0,072)
Способ образования валков фрезерного торфа В Одноцикловые валки Одноцикловые, двухслойные валки (0,211) Многоцикловые валки (0,367) Многоцикловые, многослойные валки (0,422)
Метод перемещения фрезерного торфа с целью транпортиро-вания к месту складирования (в бункерах или конвейерами) Г Из предварительно собранного одноциклового или многоциклового валка Послойная уборка многоциклового валка с боковой поверхности (0,167) Послойная уборка валка параллельно основанию (0,131) Послойная уборка многоциклового валка с боковой поверхности и с поверхности полей сушки (0,174)
Процесс формирования штабеля Д Из навалов около штабеля специальным оборудованием Одновременно в процессе разгрузки у штабеля В процессе сбора и транспортирования к штабелю
риантов каждого из перечисленных морфологических признаков, выраженная в виде матрицы, дает возможность определить полное число решений:
п
№ П К = К1* К2*** Кп, г=1
где К; - число альтернативных вариантов в г'-м столбце; п - число параметров-признаков.
Для приведенных в таблице технологических приемов N = 8* 9* 5* 8* 3 = 8640. Однако не каждый из технологических приемов может сочетаться со всеми остальными и составить возможные варианты технологических схем производства фрезерного торфа. Если построить п-мерное пространство (где п - количество морфологических признаков) и на каждой из осей, принадлежащей одному из признаков, отложить его варианты, то получим «морфологический ящик». В каждой точке его, характеризуемой конкретными координатами, находится одно возможное решение
Выбор наиболее эффективных решений затрудняется из-за большого числа комбинаций. Их количество равно 5214. Должны быть рассмотрены все N = 5214 вариантов технологических схем производства фрезерного торфа. Наиболее эффективные технические решения из всего множества можно выбрать путем отбрасывания наименее эффективных и недостаточно перспективных. Для оценки значимости, относительной важности, вероятности предпочтений технологических приемов в процессе производства фрезерного торфа применялся метод экспертных оценок. Состав экспертной группы 15 человек - это профессорско-преподавательский состав Тверского государственного технического университета, инженернотехнические работники ОАО «Тверь-торф» и торфопредприятия « Васильевский Мох».
Индивидуальная экспертиза методом попарного сопоставления и обработка мнений экспертов позволили ранжировать технологические приемы в процессе производства фрезерного торфа и определить их значимость
(таблица числа, записанные в круглых скобках).
Оценка достоверности экспертной информации выполнялась:
- по приближенной формуле ЛЯ > т
л/2 п,
где ЛЯ - размах суммарных рангов, оцененных экспертами по всем способам; т - количество способов; п - количество экспертов.
По более точной формуле D > (0,22 т +0,5) Я ,
где D - дисперсия суммарных рангов;
Я - среднее суммарных рангов.
По приведенным критериям мнения экспертов согласуются во всех случаях.
Результаты обработки мнений экспертизы показывают, что новые технологические схемы производства фрезерного торфа ориентированы на уборку торфа из многоцикловых многослойных валков, т.е. по принципу раздельного способа добычи торфа.
Учитывая, что технологические приемы независимы друг от друга, а их
Варианты исполнения
5 6 7 8 9
Формирование крупного валка из влажного торфа до начала сезона и измельчение залежи с возможными остатками от предыдущего цикла в процессе добычи (0,138) Формирование 1,5-2 слой-ного расстила с предварительным обжатием торфяной крошки и получением укрупненных частиц (0,219) Экскавация, измельчение и расстил торфяной крошки (0,064) Расстил торфяной крошки на уплотненной залежи или другом подстиле, исключающем влагообмен с крошкой (0,105)
Без ворошения в тонких слоях (или с одним рыхлением) (0,119) Сушка в расстиле на подсохшем слое от предыдущего цикла (0,152) Сушка в расстиле и на откосах валков (0,170) Образование укрупненных (обжатых) частиц торфяной крошки (0,167) Осушение т/з и поверхност-ного эксплуатационного слоя (0,098)
Без образования валков, путем непосредственного сбора с поверхности торфяной залежи
Уборка частями по длине многоциклового валка (0,143) Из предварительно собранной части многоциклового валка и с поверхности полей сушки (0,124) Непосредствен-но с поверхности полей сушки методом забрасывания за счет сил инерции (0,079) Последовательная перевалка валков торфа (0,182)
пересечение составляет технологическую схему производства фрезерного торфа, можно определить значимости (предпод-чительности) технологических схем, как произведение их значимостей.
Структурная формула технологической схемы с максимально значимыми (с наиболее предподчительны-ми) приемами следующая А6ЛБ6ЛВ4ЛГ7. Значимость технологической схемы
Р(А6ЛБ6ЛВ4ЛГ7)= =Р(А6)Р(Б6)Р(В4)Р(Г7)= =0,219*0,170*0,422*0,182 =
=2,85*10-3.
Она представляет собой формирование 1,5-2 слойного расстила с предварительным обжатием торфяной крошки и получением укрупненных частиц, с последующей сушкой в расстиле и досушкой на откосах валков с образованием многоцикловых, много-
слойных валков (по принципу раздельного способа добычи торфа) и последовательная перевалка валков торфа в штабель.
Результаты экспертной оценки позволили расположить в убывающем порядке по предпочительности (значимости) технологические схемы производства фрезерного торфа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Одрин В.М., Картавов С.С. Морфологический анализ систем. - 3.Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учебное
Киев: Наукова думка, 1977. - 148 с. пособие для студентов. - М.: Машиностроение, 1988. - 368 с.
2.Одрин В.М. Метод морфологического анализа технических систем. - М.: ВНИИПИ, 1989. - 312 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Васильев А.Н. - доцент, кандидат технических наук, Тверской государственный технический университет. Смирнов В.И. - доцент, кандидат технических наук, Тверской государственный технический университет.
