Mục tiêu nghiên cứu
Việc xây dựng cơ sở lý luận cho lựa chọn thiết bị xẻ lại là rất quan trọng, nhằm xác định loại cưa phù hợp cho quy trình xẻ gỗ tự động Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng Việc lựa chọn đúng thiết bị sẽ góp phần nâng cao hiệu quả của dây chuyền xẻ gỗ, đáp ứng nhu cầu thị trường một cách hiệu quả nhất.
Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu của đề tài, luận văn sẽ tập trung vào việc nghiên cứu lý thuyết liên quan đến phạm vi nghiên cứu đã trình bày trước đó.
- Xây dựng chỉ tiêu để lựa chọn thiết bị xẻ lại trong dây chuyền xẻ gỗ tự động
- Thiết lập các hàm mục tiêu để lựa chọn thiết bị xẻ lại
- Giải bài toán tối ƣu để lựa chọn thiết bị xẻ lại hợp lý b) Nghiên cứu thực nghiệm
- Điều tra khảo sát về tình hình xẻ gỗ ở Việt Nam;
- Điều tra khảo sát một số loại máy móc phục vụ xẻ lại gỗ ở Việt Nam
- Thực nghiệm xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một số loại thiết bị sử dụng để xẻ lại
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Khái quát về tình hình chế biến gỗ ở Việt Nam
Trong những năm qua, ngành chế biến gỗ tại Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ với kim ngạch xuất khẩu hàng năm tăng 30-40%, đưa Việt Nam trở thành một trong những quốc gia xuất khẩu đồ gỗ hàng đầu thế giới Số lượng doanh nghiệp chế biến gỗ đã tăng từ 741 vào năm 2000 lên 3.934 hiện nay, cùng với hơn 340 làng nghề và hàng vạn hộ gia đình tham gia vào ngành này Dù có quy mô lớn, phần lớn doanh nghiệp chế biến gỗ là nhỏ, trong đó 95% thuộc khu vực tư nhân và 16% có vốn đầu tư nước ngoài Ngành này hiện đang tạo ra khoảng 250.000 – 300.000 việc làm, nhưng chỉ 10% lao động có trình độ đại học, trong khi 35-40% là lao động giản đơn Năng suất lao động trong ngành chế biến gỗ vẫn còn thấp, chỉ đạt 50% so với Philippines và 20% so với EU Do đó, việc đào tạo và bổ sung nguồn nhân lực có kỹ thuật cao là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất và đáp ứng yêu cầu của thị trường.
Hiện nay, các doanh nghiệp gỗ Việt Nam được phân loại thành bốn cấp độ: doanh nghiệp FDI và doanh nghiệp lớn, vừa sản xuất sản phẩm xuất khẩu; doanh nghiệp sản xuất ván nhân tạo; và doanh nghiệp chế biến đồ gỗ mỹ nghệ Trong thời gian qua, các doanh nghiệp chế biến gỗ đã nỗ lực cải tiến công nghệ, với việc đầu tư vào nhiều công nghệ hiện đại như xử lý biến tính gỗ và sản xuất vật liệu composite gỗ Tuy nhiên, những công nghệ này đòi hỏi mức đầu tư lớn, vượt quá khả năng tài chính của nhiều doanh nghiệp Việt Nam.
Năm 2015, xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 6,9 tỷ USD, tăng 10,71% so với năm 2014 Dự kiến trong năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sẽ đạt từ 7,2 đến 7,3 tỷ USD, với tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%.
Trong năm 2015, Việt Nam có 7 mặt hàng xuất khẩu đạt kim ngạch trên 1 tỷ USD, mang về tổng thu 6,9 tỷ USD, tăng 10,71% so với năm 2014, theo số liệu thống kê sơ bộ từ Tổng cục Hải quan Việt Nam.
Mặt hàng gỗ và sản phẩm của Việt Nam đã xuất hiện tại 37 quốc gia, với Hoa Kỳ là thị trường xuất khẩu chủ lực đạt kim ngạch 2,6 tỷ USD, chiếm 38,2% tổng kim ngạch và tăng 18,22% Nhật Bản đứng thứ hai với kim ngạch trên 1 tỷ USD, tăng 9,50% Mặc dù có vị trí thuận lợi trong giao thương, xuất khẩu gỗ sang Trung Quốc chỉ đạt 982,6 triệu USD, đứng thứ ba và tăng 12,72% so với năm 2014.
Năm 2015, xuất khẩu gỗ và sản phẩm sang các thị trường đạt tốc độ tăng trưởng dương, với 56,7% thị trường ghi nhận sự phát triển Đặc biệt, thị trường Thái Lan có mức tăng trưởng vượt trội lên đến 49,3%, tiếp theo là Mehico với 36,79% và Saudi Arabia với 34,42%.
Trong năm 2015, Việt Nam đứng thứ 4 thế giới về xuất khẩu đồ gỗ, chỉ sau Trung Quốc, Đức và Italy Tuy nhiên, thị trường xuất khẩu gặp khó khăn, với 6 thị trường có tốc độ tăng trưởng âm chiếm 43,2% Đặc biệt, xuất khẩu sang Séc, Áo và Thụy Sỹ giảm mạnh, lần lượt giảm 71,30%; 50,28% và 43,88%, tương ứng với kim ngạch 745,5 nghìn USD; 1,4 triệu USD và 2,4 triệu USD.
Theo Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ TPHCM (HAWA), xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đang vượt trội so với nhiều ngành hàng chủ lực khác Dự báo trong năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sẽ đạt từ 7,2 đến 7,3 tỷ USD, với tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%.
Thị trường đồ gỗ trong nước đang phát triển mạnh mẽ, với các doanh nghiệp ngày càng chú trọng vào việc tạo giá trị gia tăng qua thiết kế sản phẩm, công nghệ chế biến và nâng cao kỹ năng quản lý Ngành chế biến gỗ, lâm sản đã trở thành một trong những lĩnh vực có giá trị xuất khẩu hàng đầu tại Việt Nam Đặc biệt, sự hoàn tất đàm phán Hiệp định Đối tác tự nguyện (VPA) về thực thi luật lâm nghiệp và thương mại lâm sản giữa Việt Nam và EU vào cuối năm nay hứa hẹn mở ra cơ hội lớn cho ngành gỗ Việt Nam trong việc mở rộng và duy trì thị trường xuất khẩu.
Thị trường EU mang lại nhiều cơ hội cho sản phẩm gỗ Việt Nam, nhưng việc xuất khẩu yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt Chương trình hành động FLEGT do EU đề xuất là một ví dụ tiêu biểu, trong đó việc ký kết VPA với các quốc gia xuất khẩu gỗ là nội dung quan trọng nhất.
Việc Việt Nam ký kết VPA với EU sẽ nâng cao niềm tin của khách hàng từ Hoa Kỳ, Australia và Nhật Bản, những thị trường đã áp dụng quy chế tương tự về nguồn gốc gỗ hợp pháp Điều này sẽ góp phần mở rộng thị trường xuất khẩu quan trọng cho ngành gỗ Việt Nam.
Kết quả điều tra khảo sát về tình hình xẻ gỗ ở Việt Nam
Trong 5 năm qua, ngành công nghiệp xẻ gỗ tại Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ, chủ yếu từ gỗ rừng trồng với khối lượng khai thác khoảng 10 triệu m³, trong đó 50% là gỗ có đường kính ≥ 15 cm, được sử dụng chủ yếu để sản xuất đồ mộc và xây dựng Ngoài ra, Việt Nam cũng nhập khẩu khoảng 5 triệu m³ gỗ mỗi năm từ các quốc gia khác để đáp ứng nhu cầu sản xuất đồ mộc trong nước và xuất khẩu Tổng cộng, lượng gỗ tròn đưa vào xẻ hàng năm ở Việt Nam đạt khoảng 10 triệu m³, cho thấy quy mô lớn của ngành công nghiệp này.
Kết quả khảo sát tại một số tỉnh cho thấy quy trình xẻ gỗ tại Việt Nam được phân chia thành hai loại chính: xẻ gỗ lớn và xẻ gỗ nhỏ Trong đó, công nghệ và thiết bị sử dụng cho xẻ gỗ lớn đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Sơ đồ công nghệ xẻ gỗ lớn đƣợc thể hiện nhƣ sau
Khâu cắt khúc là bước quan trọng trong quy trình chế biến gỗ, đặc biệt với các loại gỗ lớn nhập khẩu vào Việt Nam như gỗ Lim, gỗ Tần bì, gỗ Bạch đàn đỏ, gỗ Sồi, gỗ Bạch Dương, gỗ Táu và gỗ Gụ Trước khi tiến hành xẻ, gỗ cần được cắt khúc theo quy cách sản phẩm, trong đó quy cách phổ biến hiện nay là 4m, 3m và 2,5m Thiết bị chủ yếu được sử dụng để cắt khúc là cưa xăng.
Gỗ lớn, kích thước dài
Cắt khúc theo qui cách
Xẻ phá bằng cƣa vòng nằm
Xẻ lại bằng cƣa đĩa hoặc cƣa vanh
Khâu xẻ phá là bước quan trọng trong chế biến gỗ tròn thành các sản phẩm đồ mộc hoặc xây dựng, bao gồm các loại ván như ván mỏng, ván trung bình, ván dày và gỗ hộp, tùy theo yêu cầu sản phẩm Thiết bị chính sử dụng trong quá trình này là cưa vòng nằm CD, được thiết kế và chế tạo tại Việt Nam Mặc dù có cấu tạo đơn giản và vốn đầu tư thấp, thiết bị này vẫn gặp phải một số hạn chế như năng suất thấp, chất lượng mạch xẻ không cao và tốn nhiều lao động.
Hình 1.2 Khâu xẻ phá bằng cƣa vòng nằm
Khâu xẻ lại là bước quan trọng trong quy trình sản xuất gỗ, nơi gỗ sau khi xẻ phá được đưa đến để xẻ tiếp nhằm tạo ra phôi cho các sản phẩm tiếp theo Sản phẩm từ khâu xẻ lại có thể bao gồm thanh gỗ, nan nạp hoặc các chi tiết định hình Các thiết bị sử dụng trong khâu này chủ yếu là cưa đĩa, cưa vanh và cưa vòng đứng mini, hầu hết được nhập khẩu từ Trung Quốc và Đài Loan, trong khi một số ít được sản xuất tại Việt Nam.
Hình 1.3 Khâu xẻ lại bằng cƣa đĩa b) Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ nhỏ rừng trồng
Hiện nay, công nghệ và thiết bị xẻ gỗ nhỏ từ rừng trồng đã phát triển mạnh mẽ Theo khảo sát, cả nước có hàng vạn xưởng xẻ gỗ nhỏ, với công nghệ và thiết bị đa dạng phù hợp với từng loại sản phẩm.
- Sản phẩm là thanh gỗ: có hai công nghệ phổ biến nhƣ sau
Trước khi đưa gỗ tròn lên bàn xẻ của cưa vòng đứng mini, gỗ cần được cắt thành các khúc có kích thước 60cm, 80cm và 120cm Sau đó, gỗ sẽ được xẻ phá và xẻ lại bằng cùng một loại cưa vòng đứng mini Thiết bị xẻ này được thiết kế và chế tạo tại Việt Nam, sử dụng duy nhất loại cưa vòng đứng mini.
Cắt khúc theo qui cách
Xẻ phá, xẻ lại bằng cƣa vòng đứng mini
Sản phẩn là thanh gỗ
Công nghệ sản xuất này có ưu điểm là tỷ lệ thành khí cao, nhưng nhược điểm lớn là năng suất thấp và yêu cầu lao động nặng nhọc Công nghệ này chủ yếu được áp dụng cho các xưởng sản xuất nhỏ lẻ tại hộ gia đình và chỉ thích hợp với gỗ rừng trồng có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 20cm.
Hình 1.4 Gỗ trước khi đưa vào xẻ cắt khúc ngắn
Hình 1.5 Xẻ gỗ bằng cƣa vòng đứng mini
Ngoài công nghệ đã nêu trên còn có công nghệ và thiết bị xẻ nhƣ sau:
Công nghệ chế biến gỗ tròn bắt đầu bằng việc đưa gỗ vào bệ kê và xẻ bằng cưa vòng nằm, tạo ra các tấm ván không rọc rìa Sau đó, các tấm ván này được xẻ lại bằng cưa đĩa hoặc cưa vòng đứng mini Phương pháp này mang lại năng suất và chất lượng sản phẩm cao, mặc dù tỷ lệ thành khí thấp Công nghệ này phù hợp cho các cây gỗ có đường kính từ 20-40cm.
Hình 1.6 Xẻ gỗ bằng cƣa vòn nằm và cƣa vòng đứng mini
Sản phẩm ván là thành phẩm chủ yếu của các công ty chế biến gỗ lớn, trong đó khâu xẻ chủ yếu tạo ra ván không rọc rìa Sau khi phơi sấy để đạt độ ẩm yêu cầu, ván sẽ được xẻ lại để tạo phôi Công nghệ và thiết bị xẻ sản phẩm ván được thể hiện qua sơ đồ chi tiết.
Xẻ phá bằng cƣa vòng nằm
Xẻ lại bằng cƣa đĩa hoặc vòng đứng mini
Sản phẩn là thanh gỗ
Xẻ phá bằng cƣa vòng nằm
Sản phẩm là ván không rọc rìa
Công nghệ chế biến gỗ tròn bắt đầu bằng việc xẻ gỗ bằng cưa vòng nằm, tạo ra sản phẩm ván không sạch rìa Sau đó, các sản phẩm này sẽ được đưa đi phơi sấy để đảm bảo chất lượng.
Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ tại Việt Nam chủ yếu bao gồm cưa vòng nằm và cưa vòng đứng mini được thiết kế và chế tạo lại Ngoài ra, một số đơn vị còn sử dụng cưa đĩa để thực hiện quá trình xẻ gỗ Trên thực tế, thị trường sử dụng nhiều loại máy móc từ các hãng sản xuất khác nhau với công suất đa dạng.
Một số loại thiết bị đƣợc sử dụng xẻ lại gỗ ở Việt Nam
Cưa vòng đứng mini là thiết bị xẻ được sử dụng phổ biến hiện nay, được sản xuất tại Việt Nam Loại cưa này không chỉ dùng để xẻ thanh mà còn xẻ ván mỏng và nan nạp Ưu điểm nổi bật của cưa vòng đứng mini là chiều rộng mạch xẻ nhỏ, giúp tiết kiệm gỗ và tăng tỷ lệ thành khí trong quá trình xẻ.
Hình 1.7 Cƣa vòng đứng sử dụng để xẻ lại b) Cƣa đĩa:
Cưa đĩa là một thiết bị phổ biến trong quá trình xẻ lại gỗ, đặc biệt là sau khi sử dụng cưa vòng để xẻ phá gỗ thanh Loại cưa này có ưu điểm nổi bật là tốc độ cắt nhanh, mang lại chất lượng mạch xẻ cao và năng suất làm việc hiệu quả Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của cưa đĩa là chiều dày mạch xẻ lớn, dẫn đến tổn thất gỗ cao và tỷ lệ thành khí thấp.
Hiện nay, trong quy trình xẻ gỗ tự động, việc lựa chọn thiết bị xẻ lại rất quan trọng, với hai loại máy chính là cƣa vòng đứng và cƣa đĩa Mỗi loại máy đều có những ưu nhược điểm riêng, do đó cần phải phân tích và tính toán kỹ lưỡng để quyết định loại máy phù hợp nhất cho dây chuyền xẻ gỗ.
Những vấn đề tồn tại và hướng giải quyết khi áp dụng thiết bị xẻ lại ở Việt Nam
1.4.1 Những vấn đề tồn tại
- Chất lƣợng mạch xẻ còn thấp, mạch cƣa còn rộng, từ 1,5- 3,5mm do đó tỷ lệ thành khí còn thấp, một số lớn gỗ biến thành mùn cƣa
- Độ mấp mô bề mặt ván xẻ lớn, từ đó độ dƣ gia công phải lớn, sau khi xẻ lại phải bào nhiều để tạo mặt phẳng
- Năng suất thấp, tiêu tốn điện năng cao
- Tỷ lệ lợi dụng gỗ thấp một phần lớn gỗ biến thành mùn cƣa, phoi bào, khoảng 6 - 10%
- Độ bền của thiết bị thấp, chi phí sửa chữa cao nên giá thành sản phẩm cao, từ đó ảnh hưởng đến lợi nhuận
1.4.2 Hướng nghiên cứu giải quyết tồn tại
Cần nghiên cứu và áp dụng các thiết bị xẻ gỗ có năng suất và chất lượng cao, đặc biệt chú trọng đến chất lượng mạch xẻ và độ rộng mạch xẻ nhỏ, nhằm nâng cao hệ số sử dụng gỗ hiệu quả hơn.
Nghiên cứu và lựa chọn thiết bị hiện có là cần thiết để tìm ra loại thiết bị có năng suất chất lượng cao và hiệu quả kinh tế lớn, nhằm áp dụng vào quy trình xẻ lại trong dây chuyền xẻ gỗ tự động.
- Cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện thiết bị xẻ lại để nâng cao năng suất, tỷ lệ thành khí chất lƣợng mạch xẻ
Hiện nay, trong quy trình xẻ lại gỗ, nhiều loại cưa đĩa và cưa vòng đứng được áp dụng Tuy nhiên, các loại cưa này vẫn tồn tại một số hạn chế cần khắc phục Do đó, việc nghiên cứu và tính toán để lựa chọn thiết bị xẻ lại gỗ phù hợp là rất cần thiết nhằm đáp ứng yêu cầu về năng suất, chất lượng và hiệu quả, đồng thời phù hợp với loại nguyên liệu gỗ đầu vào.
Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị và thiết bị rọc rìa
1.5.1 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị nông lâm nghiệp
Khi áp dụng công nghệ và thiết bị vào sản xuất, việc lựa chọn phải phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật và môi trường Tùy thuộc vào tính chất của công nghệ và thiết bị, các phương pháp lựa chọn sẽ khác nhau.
Trên toàn cầu, việc áp dụng máy móc vào sản xuất nông lâm nghiệp đã được nghiên cứu một cách khoa học và toàn diện, tập trung vào các vấn đề kỹ thuật, kinh tế và bảo vệ môi trường.
15 vệ sức khỏe của công nhân vận hành Sau đây là một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị vào trong sản xuất nông lâm nghiệp
Tác giả J Laarman và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu về công nghệ và thiết bị trong sản xuất lâm nghiệp tại Philippines, bao gồm các loại cưa xăng và máy kéo Họ đã xây dựng phương pháp xác định các chỉ tiêu kinh tế và đánh giá tác động môi trường của công nghệ và thiết bị này.
Việc lựa chọn công nghệ và thiết bị trong sản xuất cần thực hiện qua hai bước: lựa chọn sơ bộ và lựa chọn chi tiết Tài liệu cũng cung cấp phương pháp tính toán chi phí sản xuất khi sử dụng máy móc và thiết bị, bao gồm cả chi phí khấu hao thiết bị trong khai thác gỗ.
Các chỉ tiêu lựa chọn công nghệ và thiết bị cần phải xem xét bao gồm các yếu tố kinh tế, kỹ thuật, môi trường sinh thái, và bảo vệ sức khỏe cũng như an toàn lao động Đặc biệt, chỉ tiêu bảo vệ môi trường sinh thái được nhấn mạnh là một yếu tố quan trọng trong quá trình lựa chọn.
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng để nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị trong sản xuất, công suất của các thiết bị cần phải được lựa chọn phù hợp, không quá lớn cũng không quá nhỏ Bên cạnh đó, việc tích hợp nhiều chức năng vào một thiết bị cũng là một giải pháp hiệu quả.
Nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động và hiệu suất máy móc cho thấy rằng dao động, rung động và tiếng ồn vượt quá giới hạn cho phép có tác động tiêu cực đến sức khỏe của công nhân vận hành Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe mà còn giảm năng suất và hiệu quả sử dụng máy Vì vậy, khi lựa chọn thiết bị, cần chú trọng đến các yếu tố này để đảm bảo an toàn và hiệu quả làm việc.
Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng cưa xăng trong việc chặt hạ gỗ Các công trình này chủ yếu tập trung vào việc phân tích năng suất và chi phí sản xuất khi áp dụng cưa xăng, đồng thời nghiên cứu về dao cưa để nâng cao hiệu quả công việc.
16 động của cưa xăng ảnh hưởng đến người lao động, các tài liệu trên đều đưa ra cách tính khấu hao của cƣa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng
Theo tài liệu của FAO, đã phát triển phương pháp tính toán năng suất và chi phí sản xuất khi sử dụng máy kéo nông nghiệp trong việc vận chuyển gỗ tại một số quốc gia Kết quả này cung cấp tài liệu tham khảo hữu ích cho việc tính toán năng suất và chi phí sản xuất khi áp dụng máy kéo trong làm đất trồng trọt.
Các nghiên cứu toàn cầu về lựa chọn và sử dụng thiết bị, cũng như đánh giá hiệu quả của chúng, rất phong phú và cung cấp phương pháp thực nghiệm để xác định các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật Những nghiên cứu này cũng đưa ra các phương pháp tính toán chi phí sản xuất và khấu hao máy móc Tài liệu từ các nghiên cứu này là nguồn tham khảo quý giá cho việc lựa chọn thiết bị phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể Tại Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn máy móc và thiết bị cho sản xuất nông lâm nghiệp.
Đề tài trọng điểm cấp Nhà nước "Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cho mô hình sản xuất lúa theo hướng cơ giới hóa đồng bộ ở vùng đồng bằng sông Cửu Long và vùng đồng bằng sông Hồng", mã số KC07.06/06-10, do TS Chu Văn Thiện, Viện cơ điện và công nghệ sau thu hoạch, làm chủ nhiệm, đã xây dựng hai mô hình cơ giới hóa sản xuất lúa tại hai vùng đồng bằng Đề tài đã lựa chọn hệ thống thiết bị cơ giới hóa phù hợp cho các mô hình này và khuyến nghị sử dụng máy kéo 4 bánh có công suất từ 25 – 35 mã lực để đạt hiệu quả kinh tế cao Tuy nhiên, đề tài chưa chỉ rõ loại máy nào nên áp dụng cho từng địa phương cụ thể.
PGS.TSKH Phan Thanh Tình là tác giả của công trình nghiên cứu “Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả sử dụng máy và thiết bị trong nông nghiệp” Ông đã công bố một số chỉ tiêu quan trọng nhằm đánh giá hiệu quả trong quá trình sử dụng máy móc và thiết bị nông nghiệp.
17 bị trong sản xuất nông lâm nghiệp, tác giả chƣa đƣa ra đƣợc các chỉ tiêu lựa chọn cho từng loại thiết bị
Tác giả Nguyễn Văn Bỉ, trong công trình “Một số phương pháp tuyển chọn máy móc thiết bị khai thác lâm sản và cơ giới hóa nông thôn miền núi”, đã phát triển nhiều phương pháp hiệu quả để tuyển chọn thiết bị trong lĩnh vực khai thác lâm sản.
Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “Phương pháp lập và giải bài toán tối ưu trong công nghiệp rừng” đã giới thiệu hai phương pháp giải bài toán đa mục tiêu trong lĩnh vực công nghiệp rừng, bao gồm phương pháp nhân tử Lagrăng và phương pháp hàm trọng lượng.
Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong công nghiệp rừng” đã trình bày phương pháp và các bước để giải quyết bài toán đa mục tiêu, đặc biệt khi các mục tiêu có sự trái ngược nhau.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguồn nguyên liệu để đƣa vào dây chuyền xẻ gỗ tự động
Dây chuyền xẻ gỗ tự động được thiết kế để xử lý gỗ nhập khẩu có đường kính từ 30cm đến 80cm, đồng thời cũng có khả năng xẻ gỗ rừng trồng tại Việt Nam với kích thước lớn Những loại gỗ phổ biến được đưa vào xẻ bao gồm gỗ Tần bì và gỗ bạnh đàn đỏ.
2.1.1 Gỗ Tần bì ( Franxinus spp) a) Nguồn gốc phân bố:
Trên thế giới gỗ tần bì phân bố ở Châu Âu, Bắc Mỹ, nhiều nhất là ở Liên Bang Nga b) Cấu tạo thô đại:
Ảnh cấu tạo thô đại 3 mặt cắt
Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến
Gỗ giác lõi có màu vàng nhạt, trong khi lõi có màu nâu hồng nhạt, và vòng năm không rõ ràng Gỗ sớm và gỗ muộn không có sự phân biệt rõ rệt Mạch gỗ phân bố một cách phân tán, với các mạch đơn kép, kích thước trung bình khoảng 0.1 đến 0.2 mm, và số lượng mạch ít, dưới 5 mạch trên 1 mm² Đặc biệt, trong các mạch không có chất chứa.
- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây làm thành dải thƣa
- Tia nhỏ(0.1 mm), số lƣợng nhiều (1016 tia/mm), khó thấy
- Không có cấu tạo thành lớp
- Có ống dẫn nhựa dọc
Ảnh cấu tạo hiển vi 3 mặt cắt
Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến
- Mạch phân bố phân tán; tụ hợp đơn kép 2-3 Số lƣợng trên 1mm 2
(2 -7 mạch/ mm 2 ) Đường kính mạch theo chiều tiếp tuyến trung bình 100-
170 (220)m Lỗ xuyên mạch đơn, lỗ thông ngang xếp xo le; trong mạch có chất chứa màu đen
Tế bào mô mềm dọc theo thân cây được phân bố theo hai hình thức chính: một là vây quanh mạch không kín, hai là vây quanh mạch kín hình cánh, tạo thành các dải song song với vòng năm.
Tia gỗ có bề rộng từ 2-3 hàng tế bào và chiều cao từ 7-8 hàng tế bào, với mật độ từ 6-11 tia/mm Cấu trúc của tia gỗ được sắp xếp không đồng nhất và chứa các tế bào chứa tinh dầu Ngoài ra, trong tia gỗ còn có tinh thể oxalat được xếp thành dãy dọc.
- Sợi gỗ có chiều dài trung bình 1200-1400m và có vách rất dày
- Gỗ không có cấu tạo lớp
- Gỗ có ống dẫn nhựa dọc d) Một số tính chất vật lý và cơ học chủ yếu của gỗ Tần Bì
Gỗ Tần bì có khối lượng thể tích trung bình là 0.63g/cm³ ở độ ẩm 12%, với hệ số co rút thể tích trung bình là 0.43 Điểm bão hòa thớ gỗ của nó khá thấp, chỉ đạt 23% Giới hạn bền nén dọc thớ gỗ trung bình là 631 N/m², trong khi giới hạn bền khi uốn tĩnh cũng được ghi nhận ở mức trung bình.
(1194 N/m 2 ) Sức chống tách trung bình (11kg/cm) Hệ số uốn va đập trung bình (0.65)
2.1.2 Gỗ Bạch đàn đỏ ( E.urophylla) a) Nguồn gốc phân bố:
Gỗ bạch đàn đỏ đƣợc nhập về từ Úc, Colobia b) Cấu tạo thô đại:
Ảnh cấu tạo thô đại 3 mặt cắt
Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến
- Gỗ giác lõi phân biệt, gỗ giác màu nâu vàng, lõi màu nâu vàng hoặc nâu hồng Có những vệt màu đỏ nâu tạo thành vân
- Vòng năm rõ, gỗ sớm và gỗ muộn phân biệt, vòng năm thường rộng 2- 5 mm Thớ gỗ mịn và nghiêng
- Mạch phân bố trung gian, tụ hợp đơn kép ngắn, trong mạch có chất chứa màu nâu hồng
- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây phân bố ở các dạng: vây quanh mạch kín hình cánh & cánh nối tiếp, liên kết mạch giải hẹp
- Tia gỗ nhỏ và hẹp
- Gỗ có cấu tạo lớp
- Gỗ không có ống dẫn nhựa dọc c) Cấu tạo hiển vi:
Ảnh cấu tạo hiển vi 3 mặt cắt
Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến
- Mạch phân bố trung gian; tụ hợp đơn kép 2-3 Số lƣợng trên 1mm 2 ít
Mạch có đường kính từ 2-7 mạch/mm², với hai loại kích thước khác nhau: loại nhỏ có đường kính 80µm và loại lớn có đường kính trung bình 205µm Lỗ xuyên mạch đơn và lỗ thông ngang được sắp xếp so le, bên trong mạch chứa chất màu nâu đỏ.
- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây phân bố theo các hình thức: vây quanh mạch kín hình cánh & cánh nối tiếp, liên kết mạch giải hẹp
Tia gỗ có bề rộng từ 1-2 hàng tế bào và chiều cao từ 7-8 hàng tế bào, với mật độ khoảng 12 tia/mm Cấu trúc của tia gỗ được sắp xếp không đồng nhất, trong đó có tế bào chứa tinh dầu Ngoài ra, tinh thể oxalat được sắp xếp thành dãy dọc trong tia gỗ.
- Sợi gỗ có chiều dài trung bình 1042(770 - 1230)m và có vách rất dày
- Gỗ có cấu tạo lớp
- Gỗ không có ống dẫn nhựa dọc d) Một số tính chất vật lý và cơ học chủ yếu của gỗ bạch đàn đỏ
Gỗ Bạch đàn đỏ có khối lượng thể tích trung bình 0.89g/cm³ ở độ ẩm 16% và hệ số co rút thể tích trung bình là 0.59 Điểm bão hòa thớ gỗ thấp, chỉ đạt 23% Giới hạn bền nén dọc thớ trung bình là 494 kg/cm³, trong khi giới hạn bền khi uốn tĩnh trung bình đạt 1204 kg/cm³ Sức chống tách trung bình của gỗ là 10 kg/cm, và hệ số uốn va đập trung bình là 0.62.
2.1.3 Kích thước của loại gỗ đưa vào xẻ
Căn cứ vào kết quả điều tra khảo sát tôi chọn kích thước trung bình của gỗ tròn đƣa vào xẻ nhƣ sau:
Chiều dài cây gỗ 4m, đường kính từ 30cm đến 80cm
Thiết bị nghiên cứu
2.2.1 Khái quát về dây chuyền xẻ gỗ tự động a) Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động Để tạo ra dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động đạt năng suất và chất lƣợng cao, đề tài đề xuất thiết kế dây chuyền với các hệ thống nhƣ trong hình 2.2 và hình 2.3:
Hình 2.2 Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động
Hệ thống phân loại và cấp liệu tự động qu ét Hệ thống tự động tia Laser đƣa gỗ tròn vào bàn xoay trở gỗ
Hệ thống tự động xoay trở gỗ và vam kẹp điều khiển tự động bằng quét tia laser (scans3D)
Hệ thống cƣa xẻ tự động ứng dụng Scans 3D ( cƣa vòng đứng)
Hệ thống băng tải di chuyển ván xẻ
Hệ thống tự động rọc rìa, xẻ lại
Hệ thống tự động xếp đống thành phẩm
Hệ thống tự động thu gom phế liệu và xử lý môi trường
Hệ thống chương trình điều khiển tự động dây chuyền
Hệ thống quét tia laser (Scans3D )
Hình 2.3 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo
1- Đống gỗ tròn; 2- Hệ thống cấp liệu tự động ; 3- Hệ thống quét tia laser 4- Hệ thống xoay gỗ, vam kẹp gỗ; 5- Hệ thống cƣa xẻ (cƣa vòng đứng); 6- Hệ thống cƣa rọc rìa, xẻ lại; 7- Đống ván xẻ thành phẩm; 8 - Hệ thống tự động xếp đống, phân loại; 9- Hệ thống tự động thu gom phế liệu, xử lý môi trường; 10- Cabin điều khiển dây chuyền b) Thuyết minh mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo
1) Hệ thống phân loại và cấp liệu tự động cho dây chuyền Đề tài thiết kế hệ thống phân loại cấp liệu tự động với hệ thống quét hình dạng khúc gỗ, khúc gỗ đƣợc đƣa vào băng truyền và di chuyển trên đó, hệ thống quét tia laser quét toàn bộ hình dạng và kích thước cây gỗ, với phần mềm scans 3D phát hiện khuyết tật, độ cong độ thót ngọn và gửi tín hiệu về bộ vi xử lý trung tâm, bộ vi xử lý sẽ tự động phân loại cây gỗ
Sau khi cây gỗ được phân loại, chúng sẽ được di chuyển trên băng chuyền và chờ sẵn Khi gỗ trên băng chuyền được nạp vào hệ thống xoay trở và vam kẹp, gỗ từ hệ thống cấp liệu sẽ tự động di chuyển vào băng chuyền để chờ Nhờ vậy, hệ thống cấp liệu luôn duy trì gỗ sẵn sàng để cung cấp cho hệ thống xoay trở.
2 ) Hệ thống tự động đưa gỗ vào bàn xoay trở gỗ
Gỗ tròn không được đưa trực tiếp từ hệ thống cấp liệu vào vam kẹp mà phải qua hệ thống băng chuyền Hệ thống này nhận gỗ từ cấp liệu, di chuyển dọc đến vam kẹp, và sử dụng tay thủy lực để đẩy gỗ vào vam kẹp Sau khi gỗ đã được đưa vào vam kẹp, hệ thống sẽ quay lại vị trí nhận gỗ từ cấp liệu và chờ sẵn để tiếp tục quá trình.
3) Hệ thống tự động quét hình dạng, kích thước khúc gỗ
Khúc gỗ được di chuyển trên băng chuyền để chuẩn bị cho quá trình kẹp và xoay Trước khi xẻ, hệ thống quét hình dạng sẽ xác định kích thước và hình dạng của khúc gỗ Sau khi quét xong, tín hiệu sẽ được gửi về hệ thống tính toán để lập bản đồ xẻ tối ưu, sử dụng phần mềm chuyên dụng để xác định vị trí và sơ đồ mạch xẻ cho khúc gỗ.
4) Hệ thống tự động vam kẹp xoay gỗ và đẩy gỗ vào cưa
Hệ thống vam kẹp gỗ, xoay gỗ và di chuyển gỗ trong quá trình xẻ bao gồm các bộ phận sau:
Bộ phận xoay trở gỗ giúp xác định vị trí xẻ tối ưu cho khúc gỗ Sau khi được đặt lên bàn xoay trở và kẹp chặt bằng vam, cánh tay thủy lực sẽ được điều khiển bởi chương trình tự động để xoay gỗ đến vị trí lý tưởng Khi khúc gỗ đã đạt vị trí xác định, cơ cấu tay thủy lực sẽ kẹp chặt lại, và chương trình tự động sẽ tính toán cũng như lập bản đồ xẻ tối ưu dựa trên tín hiệu từ hệ thống quét.
- Bộ phận vam kẹp: Có nhiệm vụ giữ cho khúc gỗ cố định với xe gòng trong quá trình xẻ
Bộ phận di chuyển gỗ theo chiều dọc khúc gỗ là yếu tố quan trọng trong quá trình xẻ gỗ, giúp đưa khúc gỗ vào lưỡi cưa Quá trình này được thực hiện bằng xe gòng, có nhiệm vụ di chuyển cây gỗ vào vị trí cần xẻ Sau khi xẻ xong, xe gòng sẽ lùi cây gỗ về vị trí ban đầu để chuẩn bị cho mạch xẻ tiếp theo Việc di chuyển xe gòng được thực hiện bằng tời kéo và được điều khiển tự động, đảm bảo hiệu quả và chính xác trong quá trình xẻ gỗ.
Bộ phận di chuyển theo chiều ngang khúc gỗ là một phần quan trọng trong quy trình xẻ gỗ Sau khi hoàn thành một mạch xẻ, khúc gỗ cần được đẩy vào lưỡi cưa để tiếp tục tạo ra mạch xẻ tiếp theo Cơ cấu đẩy được thực hiện bằng động cơ servo kết hợp với vít me đai ốc, trong đó hành trình đẩy chính phụ thuộc vào độ dày của tấm ván cần xẻ Quá trình này được lập trình và điều khiển tự động, đảm bảo hiệu quả và chính xác trong từng bước xẻ gỗ.
5) Hệ thống tự động xẻ gỗ
Hệ thống xẻ gỗ được thiết kế với cưa vòng đứng, lắp cố định và tích hợp hệ thống cân bằng giảm rung động nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm Cưa vòng đứng được trang bị cơ cấu chống dao động cho lưỡi cưa, bao gồm các bộ phận chính như khung cưa, bánh đà, lưỡi cưa, cơ cấu căng lưỡi cưa tự động và cơ cấu dẫn hướng lưỡi cưa để đảm bảo ổn định trong quá trình cắt.
6) Hệ thống tự động rọc rìa
Sau khi ván xẻ hoàn tất, chúng được đưa vào hệ thống băng chuyền để chuyển tới hệ thống rọc rìa, tùy thuộc vào công nghệ xẻ và kích thước sản phẩm yêu cầu Hệ thống rọc rìa sử dụng cưa đĩa, với thiết kế đẩy bằng ru lô để đẩy gỗ vào cưa Sau khi hoàn thành quá trình rọc rìa, cánh tay bốc xếp sẽ sắp xếp các tấm ván thành đống, trong khi thanh gỗ sau khi xẻ sẽ được phân loại và xếp thành đống một cách hiệu quả.
Hình 2.4 Hệ thống rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động
7) Hệ thống tự động xếp đống sản phẩm
Ván xẻ sau khi rọc rìa hoàn chỉnh được xếp thành đống bằng cơ cấu bốc xếp sử dụng nguyên lý hút chân không Tấm ván được giữ chặt vào tay bốc bằng áp lực chân không, sau đó cơ cấu này nâng gỗ lên và di chuyển ngang, dọc đến vị trí để xếp thành đống, kết hợp với xe nâng để tối ưu hóa quy trình.
29 hàng để di chuyển đống sản phẩm đến kho chứa hoặc đƣa đi sấy hoặc đƣa đi gia công các công đoạn tiếp theo
8) Ca bin điều khiển Để điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của dây chuyền cần một công nhân điều khiển ngồi tại cabin, trong cabin có bàn điều khiển gồm các nút ấn, màn hình, bàn phím, người điều khiển hoàn toàn có thể thay đổi kích thước ván xẻ và công nghệ xẻ (xẻ suốt hay xẻ hộp)
9) Hệ thống điều khiển trung tâm cho toàn bộ quá trình tự động hóa dây chuyền
Hệ thống điều khiển dây chuyền được chia thành hai tầng: tầng một là bộ giám sát và điều khiển trung tâm, tầng hai là các mô đun điều khiển thứ cấp như mô đun cấp liệu, lập bản đồ xẻ tối ưu, điều khiển xoay trở gỗ, di chuyển xe gòng theo chiều dọc, di chuyển gỗ theo chiều ngang, điều khiển hệ thống xẻ lại và điều khiển cánh tay bốc Mỗi bộ điều khiển thứ cấp được lập trình và nạp vào bộ nhớ, trong khi chương trình quản lý giám sát được nạp vào hệ thống điều khiển trung tâm để điều phối toàn bộ hoạt động Người dùng có thể lựa chọn chương trình điều khiển hoặc thiết lập thông số theo quy trình công nghệ mong muốn, và hệ thống giám sát trung tâm sẽ gửi tín hiệu điều khiển phù hợp đến các mô đun thứ cấp để đảm bảo dây chuyền hoạt động hiệu quả.
10) Hệ thống tự động thu gom phế liệu và xử lý môi trường
Toàn bộ phế liệu và bìa bắp sau khi xẻ được thu gom lại một chỗ, phế liệu này có thể được đưa vào hệ thống băm dăm để sản xuất bột giấy, ván nhân tạo hoặc làm nhiên liệu Mùn cưa cũng được thu gom để sử dụng làm nguyên liệu.
30 liệu Đề tài sử dụng quạt hút kết hợp xyclon để hút và thu gom mùn cƣa và bụi trong quá trình xẻ
Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết được áp dụng trong đề tài này là lý thuyết lựa chọn thiết bị máy móc Nội dung của phương pháp này tập trung vào việc phân tích và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quyết định lựa chọn thiết bị, nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng và giảm thiểu chi phí.
Để lựa chọn thiết bị hiệu quả, cần xây dựng các chỉ tiêu cụ thể, từ đó xác định hàm mục tiêu và các tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiêu Việc này sẽ giúp trong việc xây dựng và lựa chọn phương pháp giải quyết bài toán lựa chọn thiết bị Chi tiết về phương pháp này được trình bày trong các tài liệu [2]; [3]; [25].
2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Phương pháp điều tra khảo sát nhằm xác định đại lượng nghiên cứu trong luận văn được thực hiện thông qua phương pháp điều tra chuyên ngành Nội dung của phương pháp và cách xử lý kết quả được trình bày chi tiết trong các tài liệu [12], [13].
Việc tổ chức và thực hiện thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các loại máy được thực hiện theo phương pháp thống kê toán học và khảo nghiệm máy lâm nghiệp Quá trình tổ chức thực nghiệm và xử lý số liệu thí nghiệm sẽ được trình bày chi tiết trong các tài liệu [11], [12], [13] Các phương pháp nghiên cứu này sẽ được mô tả cụ thể trong các chương tiếp theo khi nghiên cứu từng nội dung.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN CHỌN THIẾT BỊ RỌC RÌA
Các phương pháp lựa chọn thiết bị
Việc tuyển chọn thiết bị sản xuất dựa vào việc tính toán và đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật trong cùng một điều kiện làm việc Để thực hiện điều này, cần xây dựng một hệ thống các chỉ tiêu đánh giá phù hợp Các chỉ tiêu này có thể khác nhau tùy thuộc vào quan điểm và mục đích của người tuyển chọn.
Theo trình tự phát triển của bài toán tôi giới thiệu một số phương pháp chọn thiết bị thường được áp dụng trong lĩnh vực Nông - Lâm nghiệp
3.1.1 Phương pháp xác định hiệu quả kinh tế trực tiếp
Theo phương pháp này, chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá các thiết bị là lợi nhuận, tức là số tiền lãi mà thiết bị tạo ra trong một năm sản xuất hoặc trong toàn bộ thời gian hoạt động của nó Do đó, có hai cách xác định hiệu quả trực tiếp.
Theo nghiên cứu của Viện Cơ điện Nông nghiệp và chế biến nông sản, lợi nhuận hàng năm được tính toán theo một công thức cụ thể, không bao gồm khấu hao máy móc và lãi suất vốn đầu tư.
Trong đó: La - Lợi nhuận thu đƣợc hàng năm tính bằng tiền
A - Khối lƣợng đơn vị công việc (m 3 ) mà công cụ, máy móc làm đƣợc trong năm,
Tn - Đơn giá khi thực hiện công việc
Cpm - Chi phí sản xuất cho 1 đơn vị công việc (đồng, hoặc đơn vị sản phẩm)
Chi phí sản xuất cho một đơn vị công việc (C ) đƣợc tính nhƣ sau:
Cpm = Sct + Scl + Ll + Nm + Bq + Ck (3.2 ) Trong đó: S cl - Chi phí sửa chữa lớn cho 1 đơn vị công việc (đồng)
Sct - Chi phí sửa chữa thường xuyên và phục vụ kỹ thuật
L l - Chí phí lao động trực tiếp bao gồm lương thợ chính và phụ tính theo bậc công việc hoặc đơn giá khoán
Nm - Chi phí nhiên liệu, dầu mỡ hoặc điện năng (đ/đơn vị công việc)
Chi phí bảo quản (Bq) bao gồm các khoản chi cho lao động, vật tư và kỹ thuật cần thiết để bảo quản các loại công cụ và máy móc, được tính theo đơn vị công việc.
C k - Các chi phí khác (đ/đơn vị công việc)
3.1.1.2 Lợi nhuận của một đời công cụ, máy móc
Theo kết quả nghiên cứu của tiến sĩ khoa học Phan Thanh Tịnh viện
Cơ điện Nông nghiệp [25], lợi nhuận cả đời máy đƣợc tính nhƣ sau:
(3.3) Trong đó: n- Số năm hoạt động của máy
L t Lợi nhuận cả đời công cụ, máy móc
Z - Giá trị còn lại của công cụ, máy móc khi thanh lý
3.1.1.3 Xác định các chỉ tiêu giới hạn
Ngoài hai phương pháp đánh giá hiệu quả thiết bị đã nêu, có thể sử dụng các chỉ tiêu kinh tế cụ thể để tiến hành đánh giá Một trong những chỉ tiêu quan trọng là thời gian hoàn vốn T v, bao gồm cả lãi vay, được tính toán theo các công thức nhất định.
(3.4) E=1+p trong đó : p - lãi suất hàng năm phải trả cho vốn mua máy
Là mức lợi nhuận tối thiểu đảm bảo cho việc sử dụng máy không lỗ (không lãi)
L nco = L a Tv (3.5) c) Khối lượng công việc tối thiểu
Là khối lƣợng công việc tối thiểu hàng năm máy phải làm đƣợc để việc sử dụng máy không lỗ (không lãi)
(3.6) d)Hiệu quả vốn đầu tư
Hiệu quả vốn đầu tƣ cho ta biết một đồng vốn đầu tƣ để trang bị công cụ máy móc sẽ thu lại đƣợc bao nhiêu
3.1.2 Phương pháp chuẩn hoá các chỉ tiêu đánh giá
3.1.2.1 Chuẩn hoá giá trị của các phương án theo từng thông số về chất lượng làm việc
Theo nghiên cứu của Viện Cơ điện Nông nghiệp và chế biến nông sản, các thông số đặc trưng cho chất lượng làm việc của thiết bị đã được chuẩn hóa theo các công thức cụ thể.
- Nếu giá trị của thông số tiến tới cực đại thì:
- Nếu giá trị của thông số tiến tới cực tiểu thì:
(3.9) Trong đó: W ij - Số điểm về chất lượng làm việc của phương án ở thông số j a - Giá trị thực của các phương án theo từng thông số
38 asi - Yêu cầu về kỹ thuật phải đạt cho các loại công việc
3.1.2.2 Chuẩn hoá giá trị các phương án theo từng thông số về chi phí
Các chi phí của từng phương án theo các thông số về chi phí được xác định theo công thức: w M aij M ij jMax
Trong đó: M ij - Chi phí của phương án i ở thông số j
Wại - Số điểm về chi phí của phương án i ở thông số j sau khi được chuẩn hoá
M jmax - Chi phí cao nhất của các phương án theo từng thông số
Phương pháp chuẩn hoá các chỉ tiêu thiết bị là phương pháp thống kê cho điểm, nhưng có nhược điểm chính là độ chính xác phụ thuộc vào ý kiến của các chuyên gia trong việc xác định các trọng số (f i) Khi cần chọn nhiều thiết bị cùng lúc, độ chính xác của phương pháp này sẽ giảm xuống.
3.1.3 Chọn thiết bị theo các thông số tối ưu
Trình tự lập và giải bài toán tối ưu được trình bày qua hai bước: Phân tích định tính và phân tích định lƣợng nhƣ sau:
Phân tích định tính là quá trình đánh giá toàn diện các đặc điểm của thiết bị, bao gồm ưu điểm, nhược điểm và khả năng thực hiện Qua đó, chúng ta có thể lựa chọn thiết bị phù hợp với từng điều kiện cụ thể Việc phân tích dựa trên các yếu tố như hình thức, mẫu mã, chủng loại và thói quen tiêu dùng giúp đưa ra quyết định chính xác hơn.
Khi chọn thiết bị, việc chỉ dựa vào phân tích định tính là chưa đủ; cần tiến hành phân tích định lượng để có cái nhìn toàn diện hơn Phân tích định tính giúp xác định một số thiết bị có thể sử dụng trong điều kiện sản xuất.
Hiệu quả sử dụng của các thiết bị vẫn chưa được đánh giá cụ thể Phân tích định lượng là quá trình tính toán các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, xã hội và môi trường để so sánh và chọn ra thiết bị có các chỉ tiêu tốt nhất Sau khi tính toán, có thể áp dụng một trong ba phương pháp để lựa chọn thiết bị phù hợp.
Phương pháp so sánh là một phương pháp truyền thống phổ biến trong sản xuất, mặc dù đơn giản nhưng có độ chính xác thấp Phương pháp này bao gồm việc tính toán tất cả các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các thiết bị được đưa ra để so sánh, sau đó tiến hành đối chiếu từng chỉ tiêu giữa các thiết bị Dựa trên kết quả so sánh, thiết bị nào có nhiều chỉ tiêu đạt giá trị tốt sẽ được lựa chọn.
Phương pháp thống kê cho điểm giúp đạt độ chính xác cao bằng cách cho điểm từng chỉ tiêu của từng thiết bị Sau khi tổng hợp, thiết bị có điểm cao nhất sẽ được chọn làm phương án tối ưu.
Phương pháp tối ưu liên quan đến việc xác lập mối quan hệ giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và các tham số thay đổi của thiết bị, từ đó tạo ra các hàm mục tiêu Việc khảo sát các hàm mục tiêu này giúp tìm ra miền cực trị hoặc điểm cực trị Thiết bị đạt được tham số có điểm cực trị sẽ được coi là thiết bị tối ưu nhất.
Trong luận án này, tôi áp dụng phương pháp tối ưu đã được trình bày để lựa chọn thiết bị rọc rìa cho dây chuyền xẻ gỗ tự động, nhằm tận dụng những ưu điểm của phương pháp này.
Thiết lập bài toán chọn thiết bị xẻ lại
Trong ngành sản xuất hiện nay, có nhiều loại cưa đĩa từ các hãng chế tạo khác nhau, với công suất và chất lượng đa dạng Để lựa chọn cưa đĩa một cách chính xác và khoa học, tôi đã thực hiện các bước cần thiết.
- Phân loại cƣa theo các hãng chế tạo
Trong số các hãng chế tạo, tôi đã trình bày một số loại máy với công suất khác nhau để so sánh và lựa chọn, nhằm tìm ra loại máy phù hợp nhất cho hệ thống dây chuyền.
- Như đã trình bày ở trên việc lựa chọn được tiến hành theo phương pháp tối ƣu
3.2.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật a) Năng suất xẻ gỗ của thiết bị xẻ lại
Để lựa chọn thiết bị xẻ lại hiệu quả, việc xác định các chỉ tiêu kỹ thuật là rất quan trọng, trong đó năng suất xẻ được tính toán theo công thức cụ thể.
Trong đó: N s ca - Năng suất xẻ trong 1 giờ làm việc, m 2 /h
T - Thời gian làm việc trong 1 giờ tính bằng (giây)
- Hệ số sử dụng thời gian lấy bằng 1=0,8
Diện tích một tấm ván xẻ được tính bằng mét vuông (m²) Thời gian để đẩy cưa hết chiều dài tấm ván là t1 (giây), trong khi thời gian chỉnh thước tựa để lấy kích thước tấm ván là t2 (giây) Thời gian lùi cưa lại và hạ cưa xuống để xẻ mạch khác được ghi nhận là t3 (giây) Cuối cùng, n là số mạch xẻ.
Dựa vào công thức (3.11), chúng ta có thể tính toán năng suất xẻ gỗ của các loại cưa khác nhau theo lý thuyết, đồng thời cũng có thể xác định năng suất thông qua thực nghiệm Về chất lượng sản phẩm, chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng nhất đối với thiết bị cưa xẻ gỗ là chất lượng ván xẻ, được đánh giá dựa trên độ mấp mô của ván.
Để đảm bảo chất lượng ván xẻ, bề mặt tấm ván cần được làm nhẵn, với độ mấp mô càng nhỏ càng tốt Chỉ tiêu độ phẳng của mặt tấm ván xẻ được sử dụng để đánh giá chất lượng, được xác định theo công thức Δ 100 % 100 %.
Trong đó: Δ - là độ phẳng của tấm ván, %
- chiều dài tấm ván đo độ mấp mô, mm h - chiều cao mấp mô lớn nhất, mm
Đối với tấm ván xẻ, nếu chiều dài đo độ mấp mô cố định, thì chiều cao mấp mô lớn sẽ dẫn đến độ phẳng thấp và chất lượng ván xẻ kém Ngược lại, khi độ mấp mô nhỏ, độ phẳng cao và chất lượng ván xẻ sẽ tốt hơn.
3.2.2 Chỉ tiêu về kinh tế
Chỉ tiêu kinh tế đƣợc đánh giá bằng những chỉ tiêu cụ thể sau: a Chi phí sản xuất:
Chi phí xẻ gỗ là tổng hợp các chi phí phát sinh trong quá trình xẻ gỗ, được tính theo đơn vị tiền trên một sản phẩm (đồng/m²) Công thức tính chi phí này giúp xác định rõ ràng mức chi phí cho mỗi mét vuông gỗ xẻ.
Cp = C nc + C nl + C khm + C sc + Cls + C khlc (đ/m 2 ) (3.13 )
Cp - Chi phí sản xuất tính cho 1 m 2 ván xẻ đƣợc (đ/m 2 )
C nc - Chi phí nhân công tính cho 1 m 2 ván xẻ (đ/m 2 )
C nl - Chi phí điện tính cho 1 m 2 ván xẻ (đ/m 2 )
C khm - Chi phí khấu hao máy tính cho 1 m 2 ván xẻ đƣợc (đ/m 2 )
C sc - Chi phí sửa chữa tính cho 1 m 2 ván xẻ đƣợc (đ/m 2 )
C ls - Chi phí lãi suất vay vốn đầu tƣ thiết bị (đ/m 2 )
C khlc - Chi phí khấu hao đĩa cƣa tính cho 1 m 2 ván xẻ đƣợc (đ/m 2 ) b Chỉ tiêu về lợi nhuận
Lợi nhuận từ thiết bị trong một năm hoặc suốt vòng đời của máy là chỉ tiêu kinh tế quan trọng nhất khi lựa chọn thiết bị Chỉ tiêu này bao gồm cả năng suất và chi phí, giúp đánh giá hiệu quả kinh tế tổng thể của thiết bị.
- Lợi nhuận trong một ca đƣợc tính toán theo công thức nhƣ sau:
L ca (N s ca k g C p ) (3.14) Trong đó: Lca - Lợi nhuận trong một ca của cƣa vòng tính bằng (đồng)
N s ca - Năng suất trong một ca làm việc (m 2 / ca), tính theo công thức (3.11) kg - Đơn giá thuê khoán (đồng/m 2 ), lấy theo đơn giá thực tế tại địa phương;
Cp - Chi phí cho một ca sản xuất (đồng/ca), tính theo công thức (3.13)
- Lợi nhuận trong một năm của cƣa đƣợc tính theo công thức (3.1) và và đƣợc viết nhƣ sau:
Ln= Ns ca (kg- Cp)D (3 15) Trong đó: Ln - Lợi nhuận trong một năm của cƣa đĩa
Để lựa chọn loại cưa phù hợp, chúng ta cần xem xét chỉ tiêu lợi nhuận cả đời của cưa, vì số ca làm việc trong một năm giữa các loại cưa là tương đối giống nhau.
- Lợi nhuận cả đời cƣa đƣợc tính theo (3.3) có dạng:
( ) + Z (3.16) Trong đó: n - Số năm làm việc của thiết bị tính theo số giờ làm việc của cƣa
Z - Giá thanh lý của cƣa
Khi tính đến lãi suất vay vốn ngân hàng, lợi nhuận cả đời cƣa đƣợc tính theo công thức sau:
Trong đó: E= 1+pq, với pq là lãi suất vay vốn ngân hàng, % c) Thời gian hoàn vốn (T V ) kể cả lãi suất vay vốn đầu tư
Thời gian hoàn vốn đƣợc tính theo công thức sau:
Trong đó Tv- Thời gian hoàn vốn của cƣa, năm d Hiệu quả vốn đầu tư H v
Hiệu quả vốn đầu tƣ là chỉ tiêu tổng hợp đánh giá thiết bị nó đƣợc tính theo công thức (3.7) có dạng nhƣ sau: nd v h n
Trong đó: Th - Thời hạn sử dụng máy tính theo lý lịch cƣa
Znd - Giá bán buôn của cƣa.
Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm chỉ tiêu
a) Yếu tố thuộc về loại gỗ
Các loại gỗ khác nhau có cơ lý tính khác nhau, dẫn đến lực cản cắt không giống nhau Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chi phí năng lượng cần thiết để hoàn thành 1 m² gỗ xẻ.
Gỗ cứng có vận tốc đẩy cưa thấp, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất của thiết bị Khi độ cứng của gỗ tăng lên, năng suất xẻ cũng giảm theo.
Loại gỗ có ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của thiết bị Trong quá trình lựa chọn và tính toán thiết bị, tôi đã tiến hành thí nghiệm để đánh giá hiệu quả của các loại gỗ khác nhau.
44 b) Yếu tố thuộc về kích thước gỗ đưa vào xẻ
Kích thước gỗ mang vào xẻ có ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng quá trình xẻ Gỗ có kích thước lớn giúp tăng năng suất vì giảm thời gian bào mặt chuẩn Tuy nhiên, kích thước lớn cũng yêu cầu công suất cưa cao, điều này ảnh hưởng đến công suất và loại thiết bị cưa xẻ sử dụng.
Kích thước gỗ lớn thì chất lượng mặt gỗ xẻ giảm, do vậy kích thước gỗ ảnh hưởng đến chất lượng mạch xẻ
Kích thước của gỗ đóng vai trò quan trọng trong năng suất và chất lượng của quá trình xẻ gỗ Do đó, khi lựa chọn loại gỗ, cần căn cứ vào yếu tố kích thước này Bên cạnh đó, các yếu tố liên quan đến thiết bị cưa cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xẻ gỗ.
Các loại cưa khác nhau có các thông số kỹ thuật, chi phí năng lượng điện và độ bền khác nhau, dẫn đến năng suất và chi phí sản xuất cũng khác nhau.
Công suất của máy là yếu tố quyết định nhất, ảnh hưởng đến các thông số khác của máy Máy có công suất lớn sẽ có vận tốc đẩy cưa cao, dẫn đến năng suất cao hơn, đặc biệt khi bề rộng tấm gỗ xẻ lớn Ngược lại, nếu diện tích tấm ván nhỏ, năng suất có thể không đạt mức cao Do đó, công suất máy chi phối mọi yếu tố liên quan đến hiệu quả làm việc.
Các loại máy khác nhau có vận tốc cắt, tốc độ đẩy, chi phí năng lượng, chi phí sửa chữa và vốn đầu tư khác nhau, dẫn đến năng suất và hiệu quả kinh tế không đồng nhất giữa các hãng sản xuất.
Vận tốc lưỡi cưa trong quá trình làm việc ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất máy Khi vận tốc cắt lớn, năng suất tăng và chất lượng mạch xẻ được cải thiện Tuy nhiên, vận tốc của máy lại phụ thuộc vào công suất động cơ; công suất động cơ càng lớn thì vận tốc càng cao.
Bước răng của lưỡi cưa đóng vai trò quan trọng trong năng suất của máy cắt, với bước răng lớn giúp tăng năng suất nhưng lại giảm chất lượng mạch xẻ, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Đặc biệt, bước răng của đĩa cưa phụ thuộc vào công suất của thiết bị, trong đó công suất càng cao thì bước răng càng lớn.
Độ mở của lưỡi cưa ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất cắt gỗ Cụ thể, lưỡi cưa mở rộng sẽ dẫn đến tiêu hao gỗ lớn hơn, từ đó làm giảm tỷ lệ thành khí Ngược lại, độ mở nhỏ của lưỡi cưa tăng cường ma sát với thành mạch xẻ, ảnh hưởng tiêu cực đến chi phí năng lượng điện và tốc độ đẩy của cưa, gây ra sự giảm sút năng suất.
Yếu tố kỹ thuật của thiết bị là yếu tố quyết định đến năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế, trong đó công suất động cơ là yếu tố nổi bật nhất Việc lựa chọn công suất máy phù hợp cần được tính toán cẩn thận, vì nó ảnh hưởng đến các yếu tố khác trong quá trình vận hành.
Công nghệ sử dụng máy là nhóm yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chi phí sản xuất, công nghệ sử dụng bao gồm các yếu tố sau:
Kỹ thuật sử dụng máy là yếu tố quyết định năng suất lao động; công nhân có kỹ năng vận hành máy tốt sẽ đạt được năng suất cao, trong khi công nhân không thành thạo sẽ dẫn đến năng suất thấp.
Bảo dưỡng máy móc đúng kỹ thuật không chỉ gia tăng tuổi thọ của thiết bị mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất Việc sửa chữa và bảo trì hợp lý sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp.
Nhóm yếu tố công nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chi phí sản xuất, và người sử dụng có thể điều chỉnh chúng Việc đào tạo nâng cao kỹ năng sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa máy móc sẽ kéo dài tuổi thọ thiết bị, giúp tiết kiệm chi phí và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
Lựa chọn hàm mục tiêu để chọn thiết bị xẻ lại
Để đánh giá và lựa chọn thiết bị, cần xem xét nhiều chỉ tiêu như năng suất, chất lượng sản phẩm, chi phí sản xuất, lợi nhuận hàng năm và hiệu quả vốn đầu tư Việc tính toán và lựa chọn dựa trên tất cả các chỉ tiêu này rất phức tạp và tốn thời gian, do một số chỉ tiêu có sự ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau Vì vậy, trong đề tài này, tôi sẽ chỉ tập trung vào một số chỉ tiêu quan trọng nhất, những chỉ tiêu này sẽ chi phối các chỉ tiêu khác để xây dựng hàm mục tiêu.
Chỉ tiêu quan trọng nhất trong các phân tích là năng suất của cƣa, vì năng suất càng cao thì hiệu quả kinh tế càng lớn Vì lý do này, tôi đã chọn hàm mục tiêu là năng suất, ký hiệu là Ns, với đơn vị tính là m²/h.
Việc áp dụng cưa một cách rộng rãi chỉ có thể xảy ra khi nó mang lại hiệu quả kinh tế cao, do đó, các chỉ tiêu kinh tế cần được xem xét kỹ lưỡng Để đạt được hiệu quả kinh tế tối ưu, chi phí sản xuất và chi phí xẻ của thiết bị cần phải được giữ ở mức thấp nhất, trong khi năng suất của máy phải đạt mức cao Dựa trên những phân tích này, tôi đã chọn hàm mục tiêu là hàm lợi nhuận trong suốt đời máy để thực hiện tính toán Trong hàm mục tiêu này, lợi nhuận được xác định bởi cả hàm năng suất và hàm chi phí sản xuất, ký hiệu là L T, với đơn vị tính là đồng/đời máy.
Trong sản xuất kinh doanh, hiệu quả vốn đầu tư là một chỉ tiêu quan trọng, phản ánh khả năng sinh lợi từ đồng vốn bỏ ra Khi hiệu quả vốn đầu tư cao, điều này khuyến khích nông dân vay vốn để đầu tư vào máy móc và công nghệ phục vụ sản xuất Chúng tôi chọn hàm mục tiêu là hiệu quả vốn đầu tư, ký hiệu là H v, để phân tích và đánh giá tiềm năng phát triển trong lĩnh vực này.
Trong quá trình xẻ gỗ, một tiêu chí quan trọng là chất lượng sản phẩm sau khi xẻ, được đánh giá qua độ phẳng bề mặt ván xẻ Độ phẳng càng cao sẽ giảm thiểu tiêu hao gỗ trong quá trình xẻ, từ đó ảnh hưởng tích cực đến giá thành sản xuất.
Trong sản xuất đồ mộc, việc bào gỗ nhiều để đạt độ phẳng thấp dẫn đến việc gỗ bị biến thành mùn cưa, từ đó ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả kinh tế Hơn nữa, chất lượng mạch xẻ thường không được chú trọng khi sử dụng thiết bị rọc rìa Vì vậy, trong đề tài này, tôi không chọn chất lượng mạch xẻ làm hàm mục tiêu.
Tóm lại: Từ những phân tích ở trên, đề tài chọn ba hàm mục tiêu đó là:
Hàm năng suất (Ns) được tính bằng m²/h, trong khi hàm lợi nhuận đời máy (LT) được đo bằng đ/đời máy và hàm hiệu quả vốn đầu tư (Hv) cũng được sử dụng để lựa chọn thiết bị Thiết bị máy móc nào đáp ứng đồng thời ba tiêu chí: năng suất cao, lợi nhuận lớn và hiệu quả vốn đầu tư cao, thì thiết bị đó sẽ được chọn là hợp lý nhất.
Lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng tới hàm mục tiêu
Dựa trên những phân tích đã thực hiện, tôi nhận thấy rằng các yếu tố liên quan đến loại gỗ và kích thước gỗ là những yếu tố ngẫu nhiên không thể kiểm soát Do đó, đề tài nghiên cứu sẽ được chọn dựa trên một giá trị và điều kiện nhất định, đặc trưng cho loại gỗ cụ thể để thực hiện thí nghiệm.
Nhóm yếu tố công nghệ trong nghiên cứu này có thể được điều chỉnh và lựa chọn theo yêu cầu cụ thể Tôi đã chọn sơ đồ công nghệ xẻ hợp lý nhất và tuyển chọn công nhân vận hành máy có tay nghề cao, được đào tạo bài bản và có nhiều kinh nghiệm trong quá trình vận hành cưa xẻ tại địa phương Mục tiêu là tiến hành nghiên cứu và thực nghiệm để xác định các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của một số loại máy.
Nhóm yếu tố thuộc về máy là yếu tố quyết định chính đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và có thể được điều chỉnh theo ý muốn của người lựa chọn Mục tiêu của đề tài này là lựa chọn loại máy phù hợp để xẻ gỗ, do đó, tôi tập trung vào các thông số máy móc ảnh hưởng đến hàm mục tiêu.
Trong các yếu tố thuộc về máy thì công suất của máy là yếu tố quan trọng
Trong nghiên cứu này, yếu tố chính ảnh hưởng đến hàm mục tiêu là công suất của máy, được ký hiệu là (N) và đo bằng kilowatt (kw).
Các phương pháp giải bài toán tối ưu chọn thiết bị
Từ các kết quả phân tích ở trên ta có mô hình toán học của bài toán tuyển chọn cƣa đĩa xẻ gỗ đã nêu là:
Với: N - Công suất động cơ cƣa đĩa tham số cần tối ƣu đã trình bày ở trên
; LT, Hv; - Năng suất, lợi nhuận trong một ca sản xuất, hiệu quả vốn đầu tƣ tính theo công thức từ 3.11 3.19
Ta có bài toán tối ƣu với 3 mục tiêu:
Phương pháp giải bài toán tối ưu đa mục tiêu được tổng kết trong tài liệu thông tin khoa học kỹ thuật Lâm nghiệp số 6 năm 1997 Cần phân tích nội dung và các phương pháp giải đã nêu để lựa chọn phương pháp phù hợp cho bài toán cụ thể.
Bài toán tối ưu đa mục tiêu có thể được chuyển đổi thành bài toán tối ưu một mục tiêu thông qua một phiếm hàm mục tiêu F(x i ) max, kết hợp với các ràng buộc và điều kiện biên Các phương pháp chuyển đổi này giúp đơn giản hóa việc giải quyết bài toán tối ưu đa mục tiêu.
3.6.1 Phương pháp thứ tự ưu tiên Đây là phương pháp đầu tiên (theo lịch sử của bài toán) Nội dung là trong số các mục tiêu dạng (3.19) chỉ chọn lấy một chỉ tiêu quan trọng nhất, chủ yếu nhất (theo một quan điểm nào đó), ví dụ Y 1 , còn các chỉ tiêu khác đƣợc coi nhƣ những điều kiện giới hạn Bài toán dẫn đến việc tìm cực trị của một chỉ tiêu Y 1 trong khi đảm bảo các giá trị giới hạn của các chỉ tiêu còn lại (bài toán tối ƣu có điều kiện)
3.6.2 Phương pháp hàm trọng lượng
Nếu các tiêu chuẩn tối ƣu có cùng số đo, có thể thành lập tiêu chuẩn tối ƣu kiểu tổng nhƣ sau:
(2.23) Ở đây j - Trọng lƣợng ƣu tiên (độ nặng) đánh giá mức độ quan trọng tương đối của tiêu chuẩn thứ j và chúng phải có điều kiện:
3.6.3 Phương pháp trao đổi giá trị phụ (Phương pháp nhân tử Lagrăngiơ)
Phương pháp trao đổi giá trị phụ do Haimes đề xuất vào năm 1955 là một công cụ hữu ích trong việc giải quyết các bài toán tối ưu đa mục tiêu Theo lý thuyết của Haimes, các bài toán tối ưu đa mục tiêu có thể được chuyển đổi thành bài toán tối ưu một mục tiêu, giúp đơn giản hóa quá trình phân tích và tìm kiếm giải pháp tối ưu.
Và hàm mục tiêu đƣợc biểu diễn qua phiếm hàm Lagrăngiơ dạng tổng:
j 1 (3.24) Trong đó ji - Gọi là nhân tử Lagrăngiơ, có ý nghĩa nhƣ hàm trao đổi
Tại điểm tối ƣu thì: Y 1 (x * ) = F(x * , * ) và
Do đó giải hệ (n+m) phương trình:
Để xác định cực trị của hàm mục tiêu F, ta cần tìm các giá trị của các ẩn x_i và λ_ij, với i = 1, 2, , n và j = 1, 2, , m Các phương trình Y_j - ε_j = 0 sẽ được sử dụng để xác định các giá trị x_1*, x_2*, , x_n* Dựa vào giá trị của λ*_ij, ta sẽ thiết kế và chọn các giá trị ε_j nhằm tìm ra lời giải phù hợp.
3.6.4 Phương pháp hàm tổng quát
Sau khi xác định các hàm mục tiêu, mặc dù chúng có thứ nguyên khác nhau, nhưng đều có tính chất cực trị giống nhau Chúng tôi áp dụng phương pháp tìm lời giải tối ưu tổng quát cho trường hợp có nhiều hàm mục tiêu, và nội dung của phương pháp này được tóm tắt như sau:
- Xác định giá trị cực đại của từng hàm mục tiêu: Nmax; Lmax; Hmax
- Lập hàm tỷ lệ tối ƣu: max
- Lập hàm tỷ lệ tối ƣu tổng quát: = 1+ 2+3 (3.27)
- Xác định giá trị x1, để tối ƣu hàm tổng quát ( 3.27) đạt giá trị cực đại
- Thay các giá trị x1, vào các hàm tỷ lệ tối ƣu 1; 2; 3
- Nếu 1+ 2 + 3 = max thì giá trị x, là các giá trị cực trị cần tìm
- Thay x vào Ns ca, LT, Hv tìm đƣợc giá trị tối ƣu của hàm mục tiêu
Kết luận: Để giải quyết bài toán chọn thiết bị rọc rìa, chúng tôi đã áp dụng phương pháp lập hàm tổng quát nhằm tối ưu hóa giá trị công suất của thiết bị.
