Методические принципы анализа и синтеза объектов лесозаготовительной техники

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Методические принципы анализа и синтеза объектов лесозаготовительной техники
Шегельман И.Р.1 Карельский научно-исследовательский институт лесной промышленности
Приведены общие и специфические закономерности анализа и синтеза объектов лесозаготовительной техники, изложены принципы функциональнотехнологического подхода к созданию новых технических решений.
Ключевые слова: лесная промышленность, технологический процесс, принятие решения, техническая система.
При прогнозе развития техники и технологических процессов лесозаготовок, при анализе и синтезе новых объектов лесозаготовительной техники необходимо учитывать принцип природный специфичности [1], предполагающий учет особенностей объекта прогнозирования.
Технологические процессы (ТП) функционирования объектов лесозаготовительной техники имеют следующие особенности:
• ТП входят в качестве подпроцесса в соответствующий комплексный процесс заготовки и переработки древесного сырья:
• операции ТП выполняют разнотипными видами техники, имеющими различное функциональное назначение, и осуществляют на площадях с варьирующимися в широких пределах вероятностными природно-производственными показателями внешней среды-
• форму и размеры предмета труда можно менять в различных территориально разобщенных узловых пунктах транспортной сети (на лесосеке, верхнем или нижнем лесоскладе. бирже ЦБК и др.) —
• древесные ресурсы рассредоточены, а их концентрация возрастает с удалением узлового пункта от места заготовки-
• характеристики внешней среды и предмета труда (природно-климатические и грунтовые условия, прирост и отпад древесины и др.) изменяются во времени-
• ТП влияют на возобновляемость леса (отрицательно или положительно), обладающего рекреационными, противоэрозионными, водорегулирующими и другими свойствами, вызывающими необходимость неистощительного освоения ресурсов-
• ТП должны базироваться на принципах безотходного производства и способствовать вовлечению в
1 Автор — ученый секретарь КарНИИЛПа © И. Р. Шегельман, 1996
переработку всех видов лесных ресурсов (древесины, ветвей, коры и др.) —
• ТП должны осуществляться не только после достижения древесиной полной спелости, но и в процессе формирования древостоя за счет рубок промежуточного пользования.
Для создания технических решений (ТР), направленных на совершенствование и создание ТП и технических систем (ТС), выделена область со следующими морфологическими признаками:
• ПI — Предмет труда:
• П. 1.2 — деревья:
• П. 1.2. 1а — целые,
• П. 1.2. 16 — отрезки вершинной части,
• П. 1.2. 1в — отрезки средней части,
• П. 1.2. 1 г — отрезки комлевой части,
• П. 1.2. 1д — смесь отрезков-
• П. 1.2. 2а-лиственные,
• П. 1.2. 26 — хвойные,
• П. 1,2. 2в — смесь хвойных и лиственных.
• П. 1.3 — отходы лесозаготовок:
• П. 1.3. 1а — сучья,
• П. 1.3. 16 — ветви,
• П. 1.3. 1в — вершинки,
• П. 1.3. 1 г — обломки хлыстов,
• П. 1.3. 1д — валежник,
• П. 1.3. 1е — смесь различных видов отходов-
• П. 1.3. 2а-лиственные,
• П. 1.3. 26 — хвойные,
• П. 1.3. 2в — смесь хвойных и лиственных.
• П. 1. 4- Отходы нижнескладских работ:
• П. 1.4. 1: смесь откомлевок, козырьков, вершинок-
• П. 1.4. 2а — лиственные,
(r) П. 1.4. 26 — хвойные,
• П. 1.4. 2в — смесь хвойных и лиственных.
• П. 1.5 — Дрова:
• П. 1.5. 1а — круглые:
• П. 1.5.1.6 — колотые-
• П. 1.5. 2а — лиственные,
• П. 1.5. 26 — хвойные,
• П. 1,5. 2в — смесь хвойных и лиственных.
• П. 1.6 — пнево-корневая древесина (ПКД):
• П. 1.6.1 — целые пни с корнями,
• П. 1.6.2 — куски пней-
• П. 1,6. 2а — лиственные,
• П. 1.6. 26 — хвойные,
• П. 1 6. 2в — смесь хвойных и лиственных.
• П. 2 — Место входа:
• П. 2.1 — лесосека,
• П. 2.2 — технологический коридор,
• П. 2.3 — верхний лесосклад,
• П. 2. 4- транспортная сеть,
• П. 2.5 — нижний лесосклад,
• П. 2.6 — биржа: ЦБК, КЭЗа, завода ДСП,
ДВП, гидролизного завода.
• П. З — Место выхода (при переработке на щепу):
• П. 3.1 — лесосека,
• П. 3.2 — технологический коридор,
• П. 3.3 — верхний лесосклад,
• П. 3.4 — промежуточная площадка,
• П. 3.5 — транспортная сеть,
• П. 3.6 — нижний лесосклад,
• П. 3.7 — биржа: ЦБК, КЭЗа, завода ДСП,
ДВП, гидролизного завода.
• П. 4 — Выход (назначение продукции) при получении щепы:
• П. 4.1 — щепа для ЦБП:
• П. 4.1. 1- марки Ц-1,
• П. 4.1.2 — марки Ц-2,
• П. 4.1.3 — марки Ц-3-
• П. 4.2 — щепа для ДВП,
• П. 4.3 — щепа для ДСП,
• П. 4.4 — щепа для гидролиза,
• П. 4.5 — щепа для экстрагирования.
• П. 5 — Основные операции:
• П. 5.1 — деление на части (по длине, в поперечном сечении),
• П. 5.2 — отделение сучьев,
• П. 5.3 — окорка,
• П. 5.4 — перемещение:
• П. 5.4.1 — подвозка,
• П. 5.4.2 — погрузка,
• П. 5.4.3 — транспортировка,
• П. 5.4.4 — разгрузка-
• П. 5.5 — сортировка:
• П. 5.5.1 — по размерам.
• П. 5.5.2 — по породам,
• П. 5.5. 3- по направлениям использования, П. 5.5.4 — по качеству окорки.
С учетом специфики области поиска, изучения и обобщения известных методов (Альтшуллер Г. С. ,
Балашов Е. П., Джонс Г. К., Мазуркин П. М., Моисеева Н. К., Одрин В. М., Половинкин А. И., Хубка В. и др.) для анализа и синтеза ТС отработана методология, сочетающая функционально-технологический анализ (ФТА) и метод построения «дерева целей» (МДЦ).
На первом этапе создания ТР осуществляется постановка задачи. Цель решения задачи уточняется на основании ФТА, который способствует декомпозиции «дерева целей», направленной на определение направлений и методов совершенствования ТП и ТС (рис. 1).
При декомпозиции в процессе мышления, трактуемого в работах С. Л. Рубинштейна, А.В. Брушлинско-го, А. Ф. Эсаулова и др. [2,3] как «анализ через синтез», элементы ТС и внешней среды вовлекаются в новые связи и системы, выделение (анализ) в объекте новых свойств совершается через соединение (синтез) исследуемого объекта с предметами или явлениями и исходные элементы в ходе поиска выключаются из одних связей и вступают в новые, образуя элементы, отличающиеся от первоначальных, и в объекте проявляются новые качества.
На стадии ФТА совершенствуемую ТС анализируют в процессе ее функционирования (в процессе «потребления» ТС). Детально анализируют: процесс функционирования ТС, требования и ограничения к его проведению, процессы функционирования аналогичных ТС- особенности ТС и ее элементов, функции ТС и их элементов и взаимосвязей в пространстве и во времени- совокупность возможных вариантов ТП и их подпроцессов, характер работы ТС, выполняющих операции и приемы работы- характеристики внешней среды, влияющие на процесс функционирования ТС или воспринимающие воздействия от этого процесса, связи ТС с внешней средой и другими ТС- свойства и характеристики предмета труда в начале, в процессе и в конце операций, характер преобразования этих свойств, требования к продукции- необходимость или целесообразность изменения процесса, исключения, введения или усиления выполняемых функций, исключения нежелательных факторов- возможность изменения управляемых параметров процесса или внешней среды- имеющаяся информация и ее полнота, направления поиска дополнительной информации (теоретические, экспериментальные, патентноинформационные исследования).
Выявляют резервы развития ТС, которые вызваны:
• недостаточной изученностью процессов функционирования ТС, наличием неизвестных сторон процессов-
• противоречиями, возникающими в ТС-
• неправильно сформулированными целями функционирования ТС-
• устареванием заложенных в ТС идей, отсутствием в период создания ТС необходимых достижений науки и техники- упущениями из-за неточностей в расчетах, необоснованности заложенных ТР-
• необоснованным резервированием прочности, мощности, введением излишних связей, элементов и т. п. :
• компромиссами при создании ТС (например, между технологами и конструкторами) —
• неполным использованием заложеннного в ТС потенциала-
• профессиональной ограниченностью, консервативностью разработчиков-
• достижениями науки и техники, новыми идеями и ТР.
В результате ФТА определяют:
• причины недостатков, функции, элементы и факторы, дающие отрицательный эффект, пути устранения недостатков и повышения полноты использования потенциала ТС-
• целесообразность введения новых функций и элементов, которые могут дать положительный эффект-
• возможность совмещения или разделения функций, выполняемых ТС и ее элементами, дробления или укрупнения ТС-
• целесообразность перехода к новой ТС (подсистеме, надсистеме).
Рис. I. Процесс разработки ТР
Рис. 2. Процесс оценки ТР
При аналитико-синтетической стадии работ определяют направления и методы совершенствования ТС путем:
• разведения, сведения или перераспределения операций (приемов) во времени и в пространстве- перемещения предмета труда, ТС, ее элементов во времени и в пространстве-
• изменения принципа выполнения операций (приемов) — внесение дополнительных операций (приемов) или исключение действующих- измене-
ния характера взаимодействия ТС с внешней средой, внесения или исключения связи с ней-
• введения или исключения функций, выполняемых по отношению к внешней среде-
• изменения предмета труда и других входных воздействий- изменения вида продукции и других выходных воздействий-
• изменения требований к процессу и его результатам.
Цель совершенствования ТС расчленяют на локальные цели, подцели, задачи и т. д., образуя «дерево& quot- в виде иерархической совокупности основной и локальных целей и задач, определяющих направления и методы совершенствования ТС. При этом достигается направленный переход к совокупности генерируемых ТР.
Сочетание ФТА и МДЦ позволяет исследовать ТС, процесс ее работы, внешнюю среду в различных системах и в различных системных качествах. На этой основе устанавливают новые взаимосвязи ТС с причинно-следственными факторами, расширяют область поиска ТР. Включение Т С, предмета труда, внешней среды в новые системы связей, отношений, переход от одной системы к другой обеспечивает возникновение новых ассоциаций, изменяет направленность мышления, а отсюда и мысленное прогнозирование и генерирование новых ТР.
Выбирают лучшие варианты на основе оценки сформулированных на качественном уровне ТР целей и критериев эффективности (рис. 2).
При оценке ТР вначале исключают заведомо, а затем более слабые варианты, основываясь на опыте и интуиции. Глубину проработки более сильных вариантов ТР определяют экспертно и с учетом экспертной оценки проверяют ТР на моделях (графических, физических или математических) и проводят количественную. теоретическую или экспериментальную оценку.
При рекомендации к проверке или внедрению формируют графический и описательный облик ТР, при необходимости изготовляют экспериментальный или опытный образец, после испытаний которых решается вопрос об освоении производства.
Методические принципы анализа и синтеза, основанные на сочетании ФТА и МДЦ, формулировались и отрабатывались длительный период и положительно зарекомендовали себя при создании технических решений (в т.ч. более 100 патентоспособных) вариантов конструкций корчевателей (АКП-1, ЛП-52, КПК-1), режуще-раскалывающих устройств (ДО-77, Р-402), погрузочно-транспортных машин ЛТ-189, захватнорежущих устройств машин ЛТ-189, ТБ-1, лункообра-зователей Л-2 и Л-2У, окорочного и сучкорезноокорочного оборудования барабанного и бункерного типа и др.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рабочая книга по прогнозированию / И.В. Бестужев-Лада (отв. ред.) и др. М.: Мысль, 1982. 430 с.
2. Брушлинский А. В. Мышление и прогнозирование: логико-психологический анализ. М.: Мысль, 1979. 230 с.
З. Эсаулов А. Ф. Психология решения задач. М.: Высшая школа, 1972. 216 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой