- Phương phỏp tối ưu: Nội dung của phương phỏp này là: Xỏc lập mối quan
e) Yếu tố thuộc về cụng nghệ xẻ
Trong cụng nghệ xẻ gỗ chỳng ta cú cụng nghệ xẻ suốt, cụng nghệ xẻ hộp và cụng nghệ xẻ xoay trũn, trong đú cụng nghệ xẻ suốt thường ỏp dụng cho xẻ gỗ hộp, cũn cụng nghệ xẻ hộp ỏp dụng cho xẻ gỗ trũn, cụng nghệ xẻ xoay trũn ỏp dụng cho xẻ cõy gỗ trũn cú đường kớnh lớn. Cỏc cụng nghệ xẻ khỏc nhau thỡ năng suất khỏc nhau.
Việc chất lượng cụng nghệ xẻ phụ thuộc vào kớch thước cõy gỗ, loại gỗ đưa vào trong quỏ trỡnh xẻ là gỗ trũn hay gỗ hộp. Trong quỏ trỡnh tớnh toỏn lựa chọn chỳng tụi chỉ chọn một loại gỗ đặc trưng để tiến hành thớ nghiệm tớnh toỏn năng suất và chất lượng sản phẩm để từ đú lựa chọn ra loại thiết bị tốt nhất.
3.4. Lựa chọn hàm mục tiờu để chọn cưa vũng nằm xẻ gỗ.
Như phần trờn đó trỡnh bày để đỏnh giỏ, lựa chọn thiết bị người ta đó đề ra nhiều chỉ tiờu, bao gồm: Chỉ tiờu về năng suất, chất lượng sản phẩm, chỉ tiờu về chi phớ sản xuất, lợi nhuận hàng năm và hiệu quả vốn đầu tư . Việc lựa chọn tất cả cỏc chỉ tiờu này để tớnh toỏn, lựa chọn là rất phức tạp tốn nhiều thời gian, mặt khỏc một số cỏc chỉ tiờu nú lại ảnh hưởng lẫn nhau, phụ thuộc lẫn nhau. Do vậy trong đề tài này chỳng tụi chỉ chọn một số chỉ tiờu quan trọng nhất, nú chi phối cỏc chỉ tiờu khỏc để làm hàm mục tiờu.
Trong cỏc chỉ tiờu đó phõn tớch thỡ chỉ tiờu quan trọng nhất, chi phối nhiều nhất, đú là chỉ tiờu về năng suất của cưa. Năng suất của cưa càng cao càng tốt, năng suất cao cho hiệu quả kinh tế lớn. Do vậy trong đề tài này chỳng tụi chọn hàm mục tiờu là năng suất, ký hiệu là Ns, đơn vị tớnh là m2/h.
- Việc sử dụng cưa phải mang lại hiệu quả kinh tế thỡ cưa mới được ỏp dụng rộng rói, do vậy chỉ tiờu về kinh tế phải được xem xột. Để cú hiệu quả kinh tế cao thỡ chi phớ sản xuất hay chi phớ xẻ của thiết bị phải thấp nhất, năng suất của mỏy cao. Từ những phõn tớch trờn chỳng tụi chọn hàm mục tiờu là hàm lợi nhuận cả đời mỏy để tớnh toỏn, trong hàm mục tiờu lợi nhuận bao hàm cả hàm năng suất và hàm chi phớ sản xuất,
ký hiệu LT, đơn vị tớnh (đồng/ đời mỏy).
- Trong sản xuất kinh doanh, một chỉ tiờu được quan tõm đú là chỉ tiờu về hiệu quả vốn đầu tư, nếu hiệu quả vốn đầu tư lớn cú nghĩa là một đồng vốn bỏ ra mà thu được lợi nhuận cao hơn thỡ từ đú khuyến khớch cỏc hộ nụng dõn vay vốn đầu tư mua sắm mỏy múc đến với cụng nghệ phục vụ sản xuất. Trong đề tài này chỳng tụi chọn hàm mục tiờu là hiệu quả vốn đầu tư, ký hiệu là Hv.
- Trong xẻ gỗ một chỉ tiờu quan trọng khỏc đú là chỉ tiờu về chất lượng sản phẩm sau khi xẻ, chất lượng sản phẩm được đỏnh giỏ bằng độ phẳng bề mặt vỏn xẻ càng lớn càng tốt. Độ phẳng bề mặt vỏn xẻ nú ảnh hưởng rất lớn đến tiờu hao gỗ trong quỏ trỡnh xẻ, từ đú ảnh hưởng rất lớn đến giỏ thành sản xuất ra sản phẩm đồ mộc, độ phẳng thấp khi sản xuất đồ mộc người ta phải bào nhiều, từ đú gỗ biến thành mựn cưa nhiều dẫn đến hiệu quả kinh tế thấp. trong đề tài này chỳng tụi chọn hàm chỉ tiờu về chất lượng sản phẩm để tớnh toỏn, ký hiệu là: Δ
Túm lại: Từ những phõn tớch ở trờn, đề tài chọn bốn hàm mục tiờu đú là: Hàm năng suất ký hiệu Ns, đơn vị tớnh là m2/h, hàm lợi nhuận đời mỏy ký hiệu LT đơn vị tớnh đ/đời mỏy; hàm hiệu quả vốn đầu tư, ký hiệu Hv; chất lượng sản phẩm ký hiệu là Δ, để lựa chọn thiết bị. Thiết bị mỏy múc nào thỏa món bốn hàm mục tiờu đú là: Năng suất cao, lợi nhuận cao, hiệu quả vốn đầu tư lớn, chất lượng sản phẩm cao thỡ thiết bị đú được lựa chọn, đú là thiết bị hợp lý nhất và được khuyến cỏo cỏc cơ sở sản xuất, cỏc hộ gia định, cỏc doanh nghiệp đầu tư để sử dụng xẻ gỗ tại La Xuyờn, í Yờn Nam Định.
3.5. Lựa chọn cỏc yếu tố ảnh hưởng tới hàm mục tiờu.
- Từ những phõn tớch ở trờn chỳng tụi thấy, nhúm yếu tố thuộc về loại gỗ, kớch thước gỗ là nhúm yếu tố ngẫu nhiờn khụng điều khiển được nờn đề tài chọn ở một giỏ trị nhất định, ở một điều kiện nhất định, đặc trưng nhất cho loại gỗ, kớch thước gỗ ở La Xuyờn để làm thực nghiệm nghiờn cứu.
- Nhúm yếu tố về cụng nghệ sử dụng là nhúm yếu tố cú thể điều khiển, lựa chọn được theo yờu cầu, trong đề tài này chỳng tụi lựa chọn loại sơ đồ cụng nghệ xẻ hợp lý nhất, lựa chọn cụng nhõn vận hành mỏy cú tay nghề cao, được đào tạo cơ bản, cú nhiều
kinh nghiệm trong quỏ trỡnh vận hành cưa xẻ tại địa phương để tiến hành nghiờn cứu, thực nghiệm xỏc định cỏc chỉ tiờu kinh tế, kỹ thuật của một số loại mỏy.
- Nhúm yếu tố thuộc về mỏy là nhúm yếu tố ảnh hưởng chớnh đến cỏc chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật, nhúm yếu tố này điều khiển được theo ý muốn của người lựa chọn. Mục tiờu của đề tài này là lựa chọn ra được loại mỏy phự hợp để xẻ gỗ, do vậy trong đề tài này chỳng tụi chọn cỏc yếu tố thuộc về mỏy là thụng số ảnh hưởng đến hàm mục tiờu.
Trong cỏc yếu tố thuộc về mỏy thỡ cụng suất của mỏy là yếu tố quan trọng nhất chi phối cỏc yếu tố khỏc, do vậy đề tài chọn tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiờu là cụng suất của mỏy và được ký hiệu là (N), đơn vị tớnh là (kw).
3.6. Cỏc phương phỏp giải bài toỏn tối ưu chọn thiết bị
Từ cỏc kết quả phõn tớch ở trờn ta cú mụ hỡnh toỏn học của bài toỏn tuyển chọn cưa vũng nằm xẻ gỗ đó nờu là: ca s N f1(N) max (3.19) LT = f2(N) max (3.20) Hv = f3(N) max (3.21) Δ = f4 (N) max (3.22) Nmin N Nmax (3.23)
Với: N - Cụng suất động cơ cưa vũng nằm tham số cần tối ưu đó trỡnh bày ở trờn. Nsca ; LT, Hv; Δ - Năng suất, lợi nhuận trong một ca sản xuất, hiệu quả vốn đầu tư và chất lượng vỏn xẻ tớnh theo cụng thức từ 3.11 3.19.
Ta cú bài toỏn tối ưu với 4 mục tiờu:
Phương phỏp giải bài toỏn tối ưu đa mục tiờu này đó được tổng kết trong tài liệu thụng tin khoa học kỹ thuật Lõm nghiệp số 6 năm 1997. Ta cần phõn tớch nội dung và cỏch giải theo cỏc phương phỏp đó nờu để chọn phương phỏp thớch hợp cho bài toỏn của mỡnh.
Bài toỏn tối ưu đa mục tiờu được chuyển về bài toỏn một mục tiờu qua một phiếm hàm mục tiờu F(xi) max nào đú, cựng với cỏc ràng buộc và điều kiện biờn (3.23). Cú cỏc phương phỏp chuyển như sau:
3.6.1. Phương phỏp thứ tự ưu tiờn.
Đõy là phương phỏp đầu tiờn (theo lịch sử của bài toỏn). Nội dung là trong số cỏc mục tiờu dạng (3.19) chỉ chọn lấy một chỉ tiờu quan trọng nhất, chủ yếu nhất (theo một quan điểm nào đú), vớ dụ Y1, cũn cỏc chỉ tiờu khỏc được coi như những điều kiện giới hạn. Bài toỏn dẫn đến việc tỡm cực trị của một chỉ tiờu Y1 trong khi đảm bảo cỏc giỏ trị giới hạn của cỏc chỉ tiờu cũn lại (bài toỏn tối ưu cú điều kiện).
3.6.2. Phương phỏp hàm trọng lượng
Nếu cỏc tiờu chuẩn tối ưu cú cựng số đo, cú thể thành lập tiờu chuẩn tối ưu kiểu tổng như sau:
Y jYj
m
(2.24)
Ở đõy j - Trọng lượng ưu tiờn (độ nặng) đỏnh giỏ mức độ quan trọng tương đối của tiờu chuẩn thứ j và chỳng phải cú điều kiện:
3.6.3. Phương phỏp trao đổi giỏ trị phụ (Phương phỏp nhõn tử Lagrăngiơ).
Phương phỏp trao đổi giỏ trị phụ do Haimes đề xướng vào năm 1955 và được sử dụng để giải cỏc bài toỏn tối ưu đa mục tiờu. Theo Haimes bài toỏn tối ưu đa mục tiờu được đưa về bài toỏn một mục tiờu như sau:
Y1 min Với Yj(xi) < , j = 1, 2,..., m
Và hàm mục tiờu được biểu diễn qua phiếm hàm Lagrăngiơ dạng tổng: F(x, ) = Y1(x) + ji j j j m Y x [ ( ) ] j 1 (3.25) Trong đú ji - Gọi là nhõn tử Lagrăngiơ, cú ý nghĩa như hàm trao đổi
ij j F Y Với x X và j > 0
Tại điểm tối ưu thỡ: Y1(x*) = F(x*, *) và F xi ; F ji Do đú giải hệ (n+m) phương trỡnh: 0 i X F ; i = 1, 2,....,n Yj - j = 0 ; j = 1, 2,...., m
Đối với cỏc ẩn xi và ij sẽ tỡm được cỏc giỏ trị: x*, x ......., x2*, n* xỏc định cực trị của hàm mục tiờu F. Căn cứ vào giỏ trị của *ij
người ta thiết kế chọn cỏc giỏ trị j để tỡm lời giải phự hợp.
3.6.4. Phương phỏp hàm tổng quỏt
Sau khi xỏc định được cỏc hàm mục tiờu, cỏc hàm mục tiờu này cú thứ nguyờn khỏc nhau, nhưng tớnh chất cực trị giống nhau (đều cực trị). Chỳng tụi sử dụng phương phỏp tỡm lời giải tối ưu tổng quỏt khi cú mặt nhiều hàm mục tiờu [4], nội dung của phương phỏp này túm tắt như sau:
- Xỏc định giỏ trị cực đại của từng hàm mục tiờu: Nmax; Lmax; Hmax; Δmax
- Lập hàm tỷ lệ tối ưu: m ax . 1 ca s ca s N N max . 2 T T L L ; m ax 3 v v H H m ax 4 (3.26) - Lập hàm tỷ lệ tối ưu tổng quỏt: = 1+ 2+3+4 (3.27)
- Xỏc định giỏ trị x1, để tối ưu hàm tổng quỏt đạt giỏ trị cực đại. - Thay cỏc giỏ trị x1, vào cỏc hàm tỷ lệ tối ưu 1; 2; 3; 4
- Nếu 1+ 2 + 3 + 4= max thỡ giỏ trị x, là cỏc giỏ trị cực trị cần tỡm. - Thay x vào Nsca, LT, Hv và Δ tỡm được giỏ trị tối ưu của hàm mục tiờu. - Nếu 1+ 2 +3+ 4 max thỡ cần tớnh toỏn lại.
Kết luận: Với bài toỏn chọn cưa vũng nằm xẻ gỗ chỳng tụi lựa chọn phương
phỏp lập hàm tổng quỏt để giải bài toỏn tối ưu tỡm giỏ trị cụng suất của loại cưa vũng.
Chương 4
KẾT QUẢ TÍNH TỐN LỰA CHỌN CƯA VềNG NẰM XẺ GỖ TẠI LÀNG NGHỀ LA XUYấN NAM ĐỊNH
4.1. Phõn tớch định tớnh một số loại cưa vũng cú thể sử dụng tại làng nghề La Xuyờn
4.1.1. Phõn tớch ưu, nhược điểm của một số loại cưa vũng nằm hiện đang sử dụng ở Việt Nam. Việt Nam.
Ở Việt Nam hiện nay cú rất nhiều loại cưa vũng được sử dụng, với nhiều chủng loại, song cưa vũng sử dụng phổ biến nhất là cưa vũng nằm, loại cưa vũng nằm chủ yếu được sản xuất tại Việt Nam. Mỗi loại cưa cú ưu, nhược điểm nhất định, sau đõy chỳng tụi đi phõn tớch định tớnh ưu nhược điểm của một số loại cưa vũng được sử dụng trong khõu xẻ gỗ ở Việt Nam