Комплексная оценка технического уровня ОЭЦВС
Базовой машиной в технологии сортовых и обойных помолов зерна пшеницы со второй половины XIX века, как показано ранее, остаются вальцовые станки различных поколений. Они и сегодня обеспечивают высокий уровень использования пищевой ценности зерна пшеницы и ржи.
Развитие и совершенствование вальцовых станков в этот период и в настоящее время осуществляется в направлении повышения их надежности, совершенствования средств управления и автоматизации. Реализуемый в них способ измельчения, основанный на однократном приложении к измельченному продукту усилий сжатия и сдвига, при этом не претерпел существенных изменений.
Реализуемые на вальцовых станках современные технологии производства муки отличаются большой протяженностью, сложностью и высокой энергоемкостью. Одним из перспективных направлений в устранении этих недостатков является замена вальцового станка на более эффективное оборудование, в частности, на центробежный вальцовый станок (ЦВС).
Его применение, как показано ранее, указывает на реальную возможность сокращения протяженности процесса и снижения удельных энергозатрат. Однако перспективность направления и целесообразность применения ЦВС можно выявить только посредством комплексной оценки его технического уровня известными методами инженерного прогнозирования.
Цель настоящего подраздела сводится к определению перспективности разработки и применения ЦВС в технологии производства муки.
Поставленная цель была достигнута в процессе решения следующих научно-практических задач:
— определение объектов прогнозирования;
— определение и анализ параметрических характеристик объектов прогнозирования;
— ранжирование параметров и нормирование их весов;
— определение критериев технического уровня и технической конкурентоспособности ЦВС.
Современные отечественные и зарубежные мукомольные заводы укомплектованы вальцовыми станками типа: А1-БЗН, БВ-2, ЗМ-2, Р6-ВС (Украина, Россия, Казахстан и др.); MDDK, MDDL, Newtronic (Швейцария, Германия, Бельгия и др.); LAM, OL/84, Synthesis, RMX (Италия, Китай, Марокко, ЮАР, Греция, Гондурас, и др.) FM 05, FM 06 (Польша); Богатырь (Россия, Казахстан и др.); VEM, XK (Великобритания, Канада, Португалия и др.); Н.М. «Сирага» (Франция) и др.
В качестве объектов прогнозирования принимаем лучшие широкораспространенные в промышленности и вновь разработанные вальцовые станки. Их наименования представлены в таблице 6.18.
Параметрическая оценка вальцовых станков в настоящее время осуществляется следующими показателями:
— производительность 0,5 станка на I драной и 1 размольной системах;
— извлечением и скоростью обработки продуктов на этих системах;
— предельным отношением зольности исходного продукта к зольности муки на первой размольной системе;
— средней наработкой на отказ;
— коэффициентом технического использования;
— удельным потреблением электроэнергии;
— удельной массой изделия на I драной системе;
— производительностью на единицу занимаемой площади;
— коэффициентом автоматизации и др.
Целесообразность приведения некоторых из них будет показана ниже.
Метод группового учета аргументов (МГУА) А.Г. Ивахненко показывает, что увеличение числа параметров снижает достоверность прогнозирования. Так, увеличение числа параметров с 7-8 до 9-10 приводит к снижению точности прогнозирования с 0,1...0,06 до 0,05...0,02, т.е. в 2-3 раза. Этот пример указывает на нецелесообразность увеличения числа параметров прогнозирования более 7. Следовательно, анализ вышеприведенных параметров должен быть направлен на выбор пяти-семи наиболее значимых и непересекающихся. К ним, по результатам анализа, относим следующие:
— извлечения продуктов на I драной и 1-й размольных системах;
— удельное потребление электроэнергии;
— удельная масса изделия на I др. системе;
— производительность на единицу занимаемой площади.
Ранжирование параметров было проведено в два этапа. На первом этапе это выполнялось аспирантами кафедры под руководством автора разработки ЦВС. На втором этапе ранжирование было выполнено группой экспертов, в состав которых входило 9 докторов и 11 кандидатов технических наук кафедр: технологии переработки зерна; технологического оборудования зерноперерабатывающих предприятий; процессов и аппаратов пищевых производств; технологии комбикормов; технологии элеваторной промышленности; оборудования пищевых производств Одесской национальной академии пищевых технологий и ведущими специалистами Одесского, Николаевского, Кулиндоровского комбинатов хлебопродуктов. Результаты опроса и ранжирование приведены в таблице 6.19.
Для оценки относительной важности развития различных направлений в науке и технике воспользуемся такими показателями, как:
— среднестатистическое значение оценок назначенных j-му направлению Mj;
— частота максимально возможных оценок Nj;
— сумма рангов Sij.
Данные показатели определяются по формулам:
где mj- — количество максимально возможных оценок (100 баллов), полученных j-м направлением исследований;
∑m Cij — сумма оценок данных j-му направлению m экспертами;
mj — количество оценок;
Rij — ранг оценки данной i-м экспертом j-му направлению исследований.
Чем меньше Sij, тем большая относительная важность направления.
Вместе с показателями относительной важности следует оценить степень согласованности мнений экспертов по показателям: коэффициент вариации оценок Vj; коэффициент конкордации W.
Коэффициент вариации оценок определяется по формуле:
где: δj — среднеквадратическое отклонение оценок, данных j-му направлению исследований;
D — дисперсия оценок, данных j-му направлению исследований.
Vj — характеризует степень согласованности мнений экспертов об относительной важности j-гo направления исследований, (меньшее значение Vj указывает на большую согласованность мнений).
Коэффициент конкордации W является показателем степени согласованности мнений экспертов об относительной важности совокупности всех предложенных для оценки направлений исследований и определяется по формуле:
где m — количество экспертов, принимающих участие в оценке;
n — количество направлений подлежащих оценке;
Ti — показатель связанных (равных) рангов в 1-й группе;
dj — отклонение суммы рангов оценок, полученных j-м направлением исследований;
M[Sj] — среднеквадратическое значение суммы рангов оценок, полученных всеми направлениями .
Sj — сумма рангов оценок, назначенных m экспертами j-ой характеристике.
Результаты вычислений приведены в табл. 6.20.
Мнение экспертов в этом случае считается согласованным, так как W находится в пределах 0,68 ≤ W≤ 1.0.
Определение весов характеристик проводилось математическим моделированием с использованием зависимости:
где: φ(i0) — вес параметра;
i0 — номер параметра в ранжированной последовательности.
Коэффициент технического уровня Кту характеризует новую разработку по отношению к существующим объектам отечественной техники того же производственного назначения и вычисляется по формуле:
где kn — относительный показатель касательно отечественной техники.
Коэффициент технической конкурентоспособности Kтк характеризует новую разработку по отношению к объектам зарубежной техники:
где: km — относительный показатель касательно зарубежной техники.
Результаты расчета Kту, Kтк приведены в таблицах 6.21, 6.22.
Полученные коэффициенты технического уровня Kту = 1,45 и технической конкурентоспособности Kтк = 1,42 позволяют определить технический уровень оцениваемой машины (ОЭЦВС) на отечественном рынке как перспективный, а на внешнем рынке как конкурентноспособный.
