Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav základního zpracování dřeva Optimalizace třídění výřezů na pile v Hradci nad Moravicí ve vztahu k výtěži řeziva. Bakalářská práce 2013 Lukáš Havel
2
Prohlášení: Prohlašují, že jsem Bakalářskou práci na téma Optimalizace třídění výřezů na pile v Hradci nad Moravicí ve vztahu k výtěži řeziva, zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MENDELU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne: podpis studenta 3
Poděkování: Tímto bych chtěl poděkovat vedoucímu mé diplomové práce Panu Ing. Karlu Janákovi, CSc. za odborné vedení, cenné rady a pomoc při zpracování zadaného tématu. Dále bych chtěl poděkovat vedení firmy CARMAN-WOOD, s.r.o. a všem, kteří se spolupodíleli na vzniku této bakalářské práce. 4
Autor: Lukáš Havel Název práce: Optimalizace třídění výřezů na pile v Hradci nad Moravicí ve vztahu k výtěži řeziva Title: Optimization of sorting logs at the sawmill in Hradec nad Moravicí in relation to yield of timber Abstrakt: Optimalizace třídění výřezů ve vztahu k výtěži řeziva není jednoduchou záležitostí. Autor této práce se snaží z nashromážděných dat o vyráběném sortimentu řeziva na pile v Hradci nad Moravicí vytvořit systém třídění výřezů, který by zvýšil výtěž kulatiny při jejich podrobnějším třídění, které jsou nejoptimálnější svými rozměry čepového průměru vzhledem k nejvyšší výtěži řeziva. Pro toto navržené třídění výřezů bude vytvořeno nové uspořádání skladu kulatiny. Klíčová slova: třídění, výtěž, výřez, řezivo, kulatina, sklad kulatiny Abstract: Optimalization of cuts sorting in relation to the yield of timber is not a simple matter. The author is trying to create a grading system for cuts from data collected from the assortment of lumber in a sawmill in Hradec nad Moravicí. This system should increase the yield of cuts by their detailed sorting, which are optimal in size pintle diameter due to high yield timber. For these proposed classification will subsequently created a new arrangement warehouse appliance cuts. Key words: classification, yield, cut, lumber, timber, warehouse 5
Obsah 1 Úvod do problematiky...8 1.1 Vývoj závodu...8 2 Cíl práce:...9 3 Metodika... 10 3.1 Zjištění stavu závodu... 10 3.2 Stanovení výtěže vyráběného řeziva... 10 3.3 Hodnota výtěže dosahované nynějším tříděním výřezů... 10 3.4 Ideální čepové průměry pro výrobu sortimentů řeziva... 10 3.5 Způsob třídění výřezů... 11 3.6 Stanovení počtu boxů... 11 3.7 Stanovení konečné výtěže... 11 3.8 Stanovení druhu mechanizace skladu kulatiny... 11 3.9 Jednotlivé návrhy řešení skladů kulatiny... 12 3.10 Výkon použité mechanizace... 12 3.11 Záměr vedení firmy... 12 4 Řešení... 13 4.1 Zjištění stavu závodu... 13 4.1.1 Přehled pořezu závodu... 13 4.1.2 Dosavadní třídění výřezů a manipulace na skladu kulatiny... 13 4.1.3 Technologické vybavení závodu... 15 4.1.4 Rozměry a množství vyráběného řeziva na pile v Hradci nad Moravicí.. 16 4.2 Výpočet výtěží řeziva... 17 4.2.1 Postup výpočtu základní technologické údaje... 17 4.2.2 Minimální přídavky na sesychání pro konečnou vlhkost řeziva 18-22%. 18 4.2.3 Vlastní výpočet pořezových variant... 19 4.3 Dosahovaná ideální výtěž pro výřezy 4 a 5 m... 20 4.4 Využití čepových průměrů vzhledem k maximální výtěži pro jednotlivé sortimenty řeziva.... 23 4.5 Návrh třídění... 24 4.6 Hodnoty první a druhé největší dosažené výtěže pro délky 4 a 5 m.... 24 4.6.1 Maximální první a druhá výtěž pro 4 m a 5 m dlouhé výřezy.... 25 4.7 Návrh mechanizace pro sklad kulatiny... 30 4.7.1 Požadavky na manipulačně třídící vozík... 30 4.7.2 Výběr manipulačně třídícího vozíku... 31 4.8 Návrhy řešení skladů kulatiny.... 31 6
4.8.1 Návrh řešení skladu kulatiny 1... 31 4.8.2 Návrh řešení skladu kulatiny 2... 32 4.8.3 Návrh řešení skladu kulatiny 3... 32 4.8.4 Návrh řešení skladu kulatiny 4... 33 4.9 Výpočet potřebného výkonu manipulačně třídícího vozíku.... 33 4.9.1 Výpočet pro jednu směnu... 34 4.9.2 Výpočet pro dvě směny... 34 5 Diskuse... 35 6 Závěr... 37 7 Summary... 39 8 Seznam použité literatury... 41 9 Seznam obrázků... 42 10 Seznam tabulek... 43 7
1 Úvod do problematiky V České republice se v současnosti těží 16 milionů m³ surového dříví. Z tohoto objemu tvoří devadesát procent jehličnatá kulatina. Zhruba 9 milionů m³ z celkového množství je zpracovaná v pilařské výrobě. Při zpracování kulatiny se klade největší důraz na maximální výtěž středového řeziva. Mezi ostatní výrobky se řadí boční řezivo, piliny, štěpky a kůra. Cílem každého zpracovatelského závodu je docílit maximální středové výtěže, jakožto nejcennější části výřezu. Dřevařský průmysl je obor, ve kterém částky spojené s nákupem materiálu představují velkou část nákladů. Samotná výtěž je ovlivněna mnoha faktory. Jedním z faktorů, které můžeme ovlivnit, je tvorba pořezových schémat. Tvorba pořezových schémat je ovlivněna velikostí čepových průměrů a přesností třídění. Přesnost třídění je ovlivněna možnostmi zpracovatele, ale i používanou technologií při provádění jednotlivých operací měření, třídění a samotného zpracování. Dalším limitujícím činitelem mohou být velikosti prostoru, který znemožní zvětšení skladu kulatiny. Cílem každého pilařského podniku je minimalizovat ztráty materiálu při výrobě řeziva a tím i ztráty finanční. Jednou z možností, jak tohoto docílit, je přehodnocení dosavadního třídění řeziva a k tomuto účelu používané technologie v rámci prostoru závodu v oblasti skladů dřevní suroviny. 1.1 Vývoj závodu Pila firmy CARMAN-WOOD,s.r.o., se nachází v městysi Hradec nad Moravicí, v okrese Opava poblíž stejnojmenného města Opava. Pilařský závod v Hradci nad Moravicí vznikl v roce 1907. V závodu v Hradci nad Moravicí byla od roku 1907 až do roku 1945 zpracovávána jehličnatá a listnatá kulatina. Z listnatých stromů se od roku 1935 vyráběl i kusový nábytek. Převážně skládací židle, pasti na drobné hlodavce a jiné. Výše pořezu není přesně známa, pohybovala se asi kolem 5 000 [m³] ročně při počtu 20-30 pracovníků. V tomto časovém období se vystřídalo několik majitelů, převážně německé národnosti. Posledním majitelem od roku 1945 byla firma K. J. Osterreicher z Lomnice u Rýmařova. Od roku 1945 byla majitelkou národní správa, poté Státní lesy, Slezské pily, Valašské pily později pak Ostravské pily, Severomoravské dřevařské závody, dále Moravskoslezské dřevařské závody Šumperk a.s. a od roku 2006 až do současnosti CARMAN-WOOD,s.r.o. 8
2 Cíl práce: Cílem této práce je zjistit, jaký vliv by mělo podrobnější třídění výřezů na celkovou výtěž řeziva tak, aby bylo dosaženo co nejlepší výtěže vzhledem k vyráběnému sortimentu řeziva. Toto bude spojeno s rozsahem zpracovávaných čepových průměrů a použité technologii na skladech kulatiny. Nejvyšší priorita bude kladena na výtěž středovou, jakožto nejcennější části výřezu. Toto dosáhneme výpočtem jednotlivých výtěží pro všechny zastoupené čepové průměry. Podle nejvíce zastoupených čepových průměrů a nejvíce vyráběného sortimentu řeziva bude navrženo optimální třídění výřezů tak, aby bylo dosaženo zvýšení výtěže. Z výsledků bude navrženo optimální řešení skladu kulatiny vzhledem k omezené ploše skladu kulatiny. Po tomto kroku budou vypočteny změny v hodnotách výtěží pro vyráběné délky v závislosti na podrobnějším třídění řeziva. Tato práce bude zpracovávána na závodě firmy CARMAN-WOOD, s.r.o., která poskytla data pro zpracování této práce. Objem zpracované kulatiny se pohybuje okolo 22 300 m³ ročně. Z tohoto objemu je nejvíce zastoupenou dřevinou modřín, této dřeviny se přibližně zpracovává 19 800 m³ ročně. Primárně se budeme zabývat novým návrhem třídění modřínové kulatiny. Ostatní kulatinu zahrneme jako vedlejší především proto, že se samostatně zpracovává na horizontální pásové nebo horizontální rámové pile. Tato firma sice nezpracovává velké množství kulatiny, kde by se vyplatilo třídění výřezů do boxů po jednom centimetru a měla odpovídající prostor pro sklad kulatiny, ale její nynější třídění vzhledem ke stálosti vyráběného sortimentu je poměrně hrubé. Pokud zvýšíme množství tloušťkových stupňů, určitě dosáhneme vyšších výtěží v řádu procent vzhledem k vyráběnému sortimentu. 9
3 Metodika 3.1 Zjištění stavu závodu Nejdůležitější parametrem pro tuto práci je zjištění stavu závodu. Autor musí přesně zjistit stav jednotlivých věcí v závodu. Nejprve zpracovávaný objem kulatiny ročně, zpracovávané dřeviny, vyráběné rozměry řeziva, objemy, jednotlivé zastoupení sortimentů, používanou technologii jednak na skladech kulatiny a používanou technologii v celém závodě. Následně potom zvolit optimální postup řešení tohoto problému. 3.2 Stanovení výtěže vyráběného řeziva Za současného stavu závodu je nutné nejprve začít sestavením tabulky jednotlivých dosahovaných výtěží pro každý jednotlivý vyráběný rozměr řeziva. Toto provedeme pro zpracovávané délky kulatiny. Výsledné tabulky poslouží pro stanovení hodnoty výtěže stávajícího třídění výřezů a pro výpočet výtěží nového třídění výřezů. Výpočet provedeme v programu Výpočet pořezových variant v pilařské výrobě. Firma používá pro výpočet výtěží tentýž program. Bohužel požadovanou celkovou tabulku dosahovaných výtěží vyráběného řeziva pro jednotlivé čepové průměry nemá sestavenou. Tím pádem dostáváme jen kusé informace o dosažené ideální výtěži z vyráběného řeziva. Proto je nutné tuto tabulku sestavit. 3.3 Hodnota výtěže dosahované nynějším tříděním výřezů Pro toto stanovení poslouží tabulka výtěží vyráběného řeziva a stávající rozřazení boxů. Takto vypočítané hodnoty budou sloužit pouze pro představu skutečně dosažené výtěže z jednotlivých boxů, protože půjde o výtěž ideální, které lze maximálně dosáhnout. 3.4 Ideální čepové průměry pro výrobu sortimentů řeziva Přehled nejpotřebnějších čepových průměrů pro ideální výtěž stanovíme v základních tabulkách stanovení výtěže. Po tomto stanovení bude více než jasné, jaké čepové průměry by byly nejvhodnější pro vyráběný sortiment. Tyto hodnoty čepových průměrů samozřejmě nemusí odpovídat zastoupení dodávaných čepových průměrů. Z pohledu nynějšího třídění výřezu se nebere zvláštní ohled na více zastoupené čepové průměry. Pro nově navrhovaný postup třídění výřezů je tento fakt nutné vzít bezpodmínečně v úvahu. 10
3.5 Způsob třídění výřezů Nové stanovení podrobnosti třídění výřezu bude mít hlavní vliv na výtěž řeziva. Nynější třídění, jak už bylo zmíněno v kapitole zjištění stavu závodu, je poměrně hrubé, s velkým rozsahem jednotlivých tloušťkových stupňů. Tedy při určování podrobnosti třídění budeme vycházet z přehledu čepových průměrů ideálních vzhledem k výtěži, dosažených výpočtem v programu Výpočet pořezových variant v pilařské výrobě. Jednotlivé hodnoty výtěží pro první výtěž porovnáme s rozsahem dodávaných čepových průměrů. Toto provedeme sestavením tabulky s nejfrekventovanějšími čepovými průměry vzhledem k vyráběnému sortimentu, které byly získány výpočtem. Tyto průměry následně budou zohledněny pro sestavení tabulky nového návrhu systému třídění čepových průměru vzhledem ke všem zmíněným okolnostem. 3.6 Stanovení počtu boxů Podle podrobnosti třídění stanovíme jednotlivé rozsahy tloušťkových stupňů. To znamená sloučení nebo osamostatnění jednotlivých čepových průměru do boxů tak, aby bylo dosaženo co nejlepšího možného výsledku vzhledem k výtěži a možné ploše skladu k tomuto účelu určené. 3.7 Stanovení konečné výtěže. Podle návrhu počtu a rozsahu jednotlivých boxů bude vypočtena dosahovaná výtěž návrhu třídění výřezů. Hodnoty budou vypočteny do tabulek zvlášť pro jednotlivé délky 4 a 5 m, pro první a druhou výtěž v obou délkových stupních. První výtěž je nejideálnější, dosahuje nejlepších výsledků z hlediska výtěže středové. Ale do budoucna není možné vycházet pouze z výtěže první, jelikož nikdy není přesně dán rozsah čepových průměrů při dodání výřezů dodavatelem. Proto je možné, že při nedostatku výřezů pro první výtěž bude nutné přejít k výřezům s menší dosahovanou výtěží tzv. druhou výtěž, abychom uspokojili poptávku odběratelů. Nejdůležitější hodnota výpočtu bude celková hodnota středové výtěže pro všechny výsledné tabulky. 3.8 Stanovení druhu mechanizace skladu kulatiny Stanovení druhu mechanizace bude vycházet jednoznačně z množství zpracované kulatiny ročně a možností plochy skladu kulatiny tak, aby bylo co nejúčelnější. Dále bude obsahovat krátký nástin požadavků na toto zařízení. 11
3.9 Jednotlivé návrhy řešení skladů kulatiny Zde budou navrženy jednotlivé varianty skladů kulatiny s použitím vybrané technologie. Tyto návrhy budou zpracovány v několika možnostech. Následně budou porovnávány jednotlivé návrhy s jejich výhodami a nevýhodami. Nakonec bude autorem navrženo ideální řešení s převažujícími výhodami. 3.10 Výkon použité mechanizace Kapacitní výpočty budou provedeny pro jednosměnný a dvousměnný provoz. Podle potřebného množství zpracované kulatiny. Pro tyto výpočty budou použity následující vzorce (1.1; 1.2; 1.3). (1.1) Q d množství zpracované kulatiny za den [m³/den], V c celkový objem zpracovaných výřezů[m³], F POČET PRAC. DNÍ fond pracovní doby [dny]. (1.2) Q hod množství zpracované kulatiny za hodinu [m³/hod], V d objem zpracovaných výřezů za den [m³], t počet pracovních hodin [hod]. (1.3) Q min množství zpracované kulatiny za minutu [m³/min], V hod objem zpracovaných výřezů za hodinu [m³], t počet minut [min]. 3.11 Záměr vedení firmy Vedení firmy především zajímají jiné možnosti uspořádání skladu suroviny, než je způsob dosavadní, především vzhledem k výtěži řeziva. Nový způsob třídění výřezů musí být nastaven tak, aby bylo dosaženo co největší středové výtěže. V další řadě je použití manipulačních technologií pro tento sklad. Pokud by bylo dosaženo touto prací výsledku vedoucím k vyšší výtěži vzhledem k vyráběnému sortimentu, může v budoucnu dojít k úspoře kulatiny. 12
4 Řešení 4.1 Zjištění stavu závodu 4.1.1 Přehled pořezu závodu Současný stav výrobní technologie je zaměřený především na zpracování dřeviny modřín. Pila v Hradci nad Moravicí ročně pořeže přibližně 22300 [m³] kulatiny. Z tohoto množství je objem dřeviny modřínu kolem 19800 [m³]. Druhou nejvýznamnější dřevinou pro pořez je smrková kulatina, které pila zpracuje kolem 1400 [m³]. Třetí nejvýznamnější dřevinou je borovice. Této dřeviny se ročně zpracuje kolem 900 [m³]. Ostatní dřeviny se zpracovávají nárazově, především dub, buk a měkké dřeviny. Těchto dřevin se zpracuje okolo 240 [m³] z čehož nejvíce zastoupenou dřevinou je dub. Na pile je zpracováváno ročně poměrně velké množství kulatiny. 4.1.2 Dosavadní třídění výřezů a manipulace na skladu kulatiny Přejímka dříví se provádí kusově podle Doporučených pravidel pro měření a třídění dříví 2008. Zpracovávají především modřínovou kulatinu III. jakostní třídy kvality A, B, C, D. Dříví je dodáváno v celých délkách 12 m nebo ve výřezech délky převážně 4 m a 5 m. Přibližně 60% dodávek kulatiny obsahuje hotové výřezy a zbytek je dlouhá kulatina. Mezi nejvíce zastoupené čepové průměry patří 23, 24, 25, 26, 27, 28 cm, druhé nejvíce zastoupené čepové průměry jsou 20, 21, 22, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 cm. Ostatní čepové průměry jsou zastoupeny přibližně rovnoměrně. Příprava kulatiny probíhá ručně, pomocí motorové pily. Kulatina v celých délkách se rozřeže na požadované délky výřezů. Po krácení se kulatina dopraví pomocí úzkokolejné dopravy do příslušného boxu. Sklad kulatiny je řešen spádem směrem k boxům, aby manipulace výřezů probíhala co nejjednodušeji. Jednotlivé boxy (obr. 2) disponují velice malou kapacitou. Po naplnění jsou vyvezeny čelním nakladačem a výřezy jsou dopraveny buď na jednotlivé skládky tříděných výřezů, nebo přímo na rozebírací dopravník pilnice. Výřezy dovezené v požadovaných délkách čelní nakladač ukládá do boxů a po jejich naplnění na jednotlivé skládky. Pro třídění je použito 10 boxů po tomto rozsahu čepových průměrů: box č. 1 (14 16) [cm], box č. 2 (17 19) [cm], box č. 3 (20 22) [cm], box č. 4 (23 25) [cm], box č. 5 (26 28) [cm], box č. 6 (29 31) [cm], box č. 7 (32 35) [cm], box č. 8 (36 39) [cm], box č. 9 (40 44) [cm], box č. 10 (45+) [cm]. Z tohoto jasně plyne, že na množství zpracované kulatiny se výřezy nějak zvlášť netřídí a tento počet boxů je nedostatečný. 13
Takto malý počet boxů s odstupňováním po 3 až 5 centimetrech je nutno přehodnotit. V takovémto rozsahu třídění se nebere ani zvláštní ohled na dosahovanou výtěž kulatiny. Z toho plynou další problémy, jako je špatné vysledování ztrát. Bohužel není ani známa přesně dosahovaná výtěž dosavadního třídění výřezů. Odhad dosahované výtěže přibližně činí 40% středová a 20% boční výtěž. Kulatina je dále dopravována k rozebíracímu dopravníku pomocí čelního nakladače. Plocha skladu kulatiny činí 6140 [m²]. Sklad kulatiny tohoto závodu disponuje malým prostorem a velice malým počtem boxů a zdlouhavou a náročnou přípravou kulatiny. Podrobnost třídění jednotlivých boxů je pro tento objem výroby nedostatečná vzhledem ke stálosti vyráběného sortimentu. Obr. 1. Letecký snímek Pily firmy CARMAN-WOOD, s.r.o. v Hradci nad Moravicí. 14
Obr. 2. Sklad kulatiny firmy CARMAN-WOOD, s.r.o. 4.1.3 Technologické vybavení závodu Nejvýkonnější částí firmy je dvourámovková pilnice. Pilnice je plynule zásobena pomocí rozebíracího dopravníku. Na něj je napojen válečkový dopravník, který navazuje na dopravník řetězový, který slouží u zásobování I. rámové pily typu G710. Při průchodu kulatiny I. rámovou pilou vzniká prizma a boční řezivo, které je následně odloučeno a pokračuje soustavou válečkových a řetězových dopravníků k omítací pile Strojírny Loučná. Vyrobená prizma je dopravena za pomocí kombinace válečkového a řetězového dopravníku k II. rámové pile typu G710. Po průchodu rámovou pilou je odloučeno boční řezivo od řeziva středového. Boční řezivo pokračuje pomocí soustavy válečkových a řetězových dopravníku opět k omítací pile Strojírny Loučná. Po průchodu omítací pilou se boční řezivo zkracuje kapovací pilou v intervalu 0,5 [m]. Středové řezivo je dopraveno pomocí kombinace řetězového a válečkového dopravníku ke dvoukotoučové kapovací pile. Po zkrácení středového řeziva se ukládá do prokládaných hrání. Hráně jsou expedovány na sklad řeziva. Drobnější dřevní odpad je drcen v drtiči dřevní hmoty Sigma. Takto zpracovaný odpad v zimních měsících slouží k vytápění firmy. Větší odpad z výroby slouží pro výrobu energetické štěpky. Pro tento účel slouží rotorový štěpkovač firmy SG strojírny. Pro vedlejší pilařskou výrobu je firma vybavena horizontální pásovou pilou Pezzolatto mini profi 1000. Tato pásová pila 15
zpracovává především SM, BO a listnatou kulatinu, mimo to se používá pro speciální druhy pořezů. Dále firma disponuje horizontální rámovou pilou pro pořez přesílené kulatiny. Rozpětí rámu činí 1,6 [m] jedná se o druhý prototyp Strojírny Loučná. Firma dále disponuje malou truhlářskou dílnou. Tato dílna funguje jako přidružená výroba podniku. Vyrábějí především palubky a plotové dílce. Dílna je vybavena šestivřetenovou frézkou značky Weinig a klasickými truhlářskými stroji, jako je srovnávací frézka, tloušťkovací frézka, spodní svislá frézka, kapovací pila a univerzální kotoučová pila. 4.1.4 Rozměry a množství vyráběného řeziva na pile v Hradci nad Moravicí. Pila v Hradci nad Moravicí vyrábí velice široký sortiment řeziva. V tabulce 1. a 2. jsou uvedeny veškeré vyráběné rozměry řeziva z dřeviny modřín. Ostatním dřevinám nebude přikládána pozornost, protože z těchto dřevin je vyráběný sortiment nestálý. Tab. 1 Hlavní rozměry středového řeziva vyráběného na pile CARMAN-WOOD, s.r.o. Rozměry [mm] Objem [m³] Zastoupení středového řeziva [%] 22 120 362,72 4,59 22 140 173,20 2,19 22 150 641,76 8,12 22 160 705,36 8,92 22 180 186,03 2,35 22 200 341,52 4,32 28 120 224,31 2,84 28 140 96,22 1,22 28 150 505,05 6,39 28 160 551,82 6,98 28 180 164,52 2,08 28 200 450,29 5,69 38 120 245,07 3,10 38 140 95,22 1,20 38 150 447,14 5,65 38 160 295,26 3,73 38 200 396,78 5,02 47 140 238,48 3,02 47 150 309,92 3,92 47 160 454,52 5,75 47 200 230,93 2,92 47 250 142,52 1,80 celkem 7258,64 91,79 16
Tabulka 1 obsahuje výčet nejvíce vyráběných druhů řeziva, které tvoří téměř 92% vyráběného sortimentu. Jedná se už o rozměry prodejní. Tyto rozměry budou nejvíce upřednostněny při stanovení jednotlivých tloušťkových stupňů nového postupu třídění výřezů tak, aby byla maximalizována středová výtěž. Tab. 2 Ostatní rozměry středového řeziva vyráběného na pile CARMAN-WOOD, s.r.o. Rozměry [mm] Objem [m³] Zastoupení středového řeziva [%] 22 130 53,92 0,68 22 170 66,52 0,84 28 170 60,85 0,77 28 190 42,06 0,53 38 180 28,32 0,36 38 190 19,80 0,25 47 120 20,30 0,26 47 170 72,08 0,91 47 180 86,42 1,09 47 190 67,94 0,86 47 220 48,00 0,61 47 230 27,35 0,35 47 240 23,65 0,30 38 255 4,32 0,05 47 255 8,12 0,10 57 255 9,38 0,12 76 255 9,96 0,13 celkem 649,00 8,21 Tabulka 2 obsahuje výčet vedlejších rozměrů vyráběných z modřínové kulatiny. Jejich zastoupení činí z celkového objemu vyráběného středového řeziva málo přes 8%. Z toho to faktu plyne, že tyto rozměry nebudou mít zvláštní význam při optimalizaci třídění výřezů. 4.2 Výpočet výtěží řeziva Vypočtené údaje poslouží jako vodítko pro dosahované výtěže jednotlivých čepových průměrů. 4.2.1 Postup výpočtu základní technologické údaje V programu Výpočet pořezových variant v pilařské výrobě od firmy ThSOFT verze 2.0 nejdříve nadefinujeme podmínky výpočtu v záložce Základní technologické 17
údaje. Údaje na Obr. 3. zůstanou neměnné pro všechny druhy vyráběného řeziva. Volíme druh dřeviny, velikost řezné spáry, 1. a 2. koeficient omezení prizmy, koeficient pro obliny střed, koeficient pro obliny bok, maximální počet desek střed, maximální počet desek bok tam a zpět, sbíhavost výřezu, tloušťku bočního řeziva, která činí 22 mm plus nadměrek, šířky bočního řeziva ponecháme podle norem a v záložce nadměrky nastavíme nadměrky nestandardní. Obr. 3. Základní technologické údaje pro výpočet výtěže jednotlivých rozměrů řeziva. 4.2.2 Minimální přídavky na sesychání pro konečnou vlhkost řeziva 18-22% Při expedici v suchém stavu s výše uvedenou vlhkostí musí řezivo mít předepsaný rozměr a to ve všech dimenzích, tj. v tloušťce, šířce i délce. Při pořezu čerstvé hmoty používají nadmíry podle tabulky 3. Nestandardní nadměrky se musí ručně zadat do programu Výpočet pořezových variant v pilařské výrobě, pokud neodpovídají předvolené hodnoty. Tato operace se provádí před samotným výpočtem jednotlivých výtěží řeziva pro určité čepové průměry. Vzhledem k sesychání řeziva musí být nadměrky naddimenzovány tak, aby odpovídaly prodejní rozměry po vysušení. 18
Tab. 3 Nestandardní nadměrky pro tloušťky a šířky vyráběného řeziva. Nadměrky pro tloušťky [mm] Nadměrky pro šířky [mm] Tloušťka řeziva Velikost nadměrku Šířka řeziva Velikost nadměrku 18 27 +1 do 89 +3 28 45 +2 90 124 +4 46 65 +3 125 150 +5 66 100 +4 151 170 +6 171 190 +7 191 220 +8 221 250 +9 251 300 +10 4.2.3 Vlastní výpočet pořezových variant V záložce programu Výpočet pořezových variant se dostáváme do nabídky pro definování konkrétního rozměru řeziva. V této nabídce navolíme druh pořezu, velikost a délku požadovaného rozměru středového řeziva a řeznou spáru při omítání (Obr. 4.). Po zadání požadovaných údajů stiskem kláves F3 provedeme výpočet a dalším stiskem klávesy F6 zobrazíme pořezové schéma i s vypočtenými hodnotami výtěží středového řeziva a bočního řeziva, počet kusů středového řeziva. (Obr. 5.) Obr. 4. Zadané hodnoty do vlastního výpočtu pořezových variant. 19
Obr. 5. Pořezové schéma a vypočtené hodnoty výtěže. 4.3 Dosahovaná ideální výtěž pro výřezy 4 a 5 m Vypočítaná hodnota momentálně dosahované výtěže je ideální. Skutečná hranice výtěže se bude pohybovat pod touto hranicí. 20
Tab. 4 Dosahovaná výtěž pro délku 4m. Číslo Vážený průměr z Čep. průměry Vyráběný Kusů střed. Průměr z boxu boxu boxu střed v boxu rozměr řeziva řeziva Střed Bok Celkem 1 2,13 14,15,16 28 120 2,2,3 36,06 17,37 53,43 38 120 1,2,2 35,65 15,55 51,20 2 2,14 17,18,19 22 120 4,5,5 40,52 13,87 54,38 22 130 5,5,6 40,76 12,87 53,63 3 2,61 20,21,22 22 140 5,5,6 40,34 15,27 55,61 28 140 4,4,5 41,66 14,85 56,52 47 140 2,2,3 37,44 22,50 59,94 47 120 2,2,3 36,71 19,68 56,39 4 19,18 23,24,25 22 150 6,6,7 39,78 17,60 57,38 22 160 4,5,5 42,44 15,07 57,51 28 150 5,5,5 40,14 17,42 57,56 38 140 4,4,4 40,67 19,07 59,75 47 150 3,3,3 40,43 18,39 58,82 47 160 3,3,3 43,12 15,87 58,98 28 180 4,4,5 41,49 17,34 58,83 38 150 3,4,4 39,65 19,87 59,53 38 160 3,4,4 42,30 17,34 59,64 47 170 3,3,3 40,31 19,41 59,72 5 4,68 26,27,28 28 160 6,6,6 40,95 18,10 59,04 22 170 7,8,8 41,65 16,47 58,12 28 190 5,5,6 40,52 19,08 59,60 22 180 6,7,7 40,07 17,92 57,99 28 170 5,6,6 40,92 17,71 58,63 6 2,95 29,30,31 28 200 6,6,6 41,76 18,33 60,09 38 180 5,5,5 42,51 19,59 62,10 47 180 4,4,4 42,06 20,46 62,52 47 190 4,4,4 44,40 18,09 62,49 22 200 7,8,8 41,81 18,06 59,87 38 200 4,5,5 43,87 18,29 62,17 47 200 3,4,4 43,42 19,03 62,45 7 0,65 32,33,34,35 38 190 5,6,6,6 41,58 21,84 63,42 47 220 4,4,4,5 43,96 19,98 63,94 47 230 4,4,4,4 43,47 20,38 63,85 47 240 3,4,4,4 42,27 21,68 63,95 8 0,86 36,37,38,39 47 250 4,4,5,5 42,46 23,34 65,80 47 255 4,4,5,5 43,31 22,39 65,70 57 255 3,4,4,4 43,79 22,61 66,40 9 0,08 40,41,42,43,44 37 255 6,7,7,7,8 43,78 22,34 66,12 76 255 5,5,6,6,6 42,41 25,44 67,85 10 45+ - - - - - cel. střed. výtěž % 40,97 41,29 18,93 60,02 Z tabulky 4 vyplývá, že dosahovaná vážená středová výtěž činí 40,97% pro výřezy dlouhé 4m. Což přiměřeně odpovídá odhadované výtěži, ale je potřeba zdůraznit že se jedná o výtěž ideální. Takže reálná hodnota bude pod touto hranicí. 21
Tab. 5 Dosahovaná výtěž pro 5m. Číslo boxu Vážený průměr z boxu střed Čep. průměry v boxu Vyráběný rozměr řeziva Kusů střed. řeziva Průměr z boxu Střed Bok Celkem 1 2,05 14,15,16 28 120 2,2,3 34,69 15,31 50,00 38 120 1,2,2 34,34 19,29 53,63 2 2,07 17,18,19 22 120 4,5,5 39,24 14,51 53,75 22 130 5,5,6 39,47 14,71 54,18 3 2,56 20,21,22 22 140 5,5,6 39,24 15,67 54,91 28 140 4,4,5 40,52 15,22 55,75 47 140 2,2,3 37,05 22,17 59,22 47 120 2,2,3 36,04 21,73 57,77 4 18,71 23,24,25 22 150 6,6,7 38,83 18,17 57,00 22 160 4,5,5 41,38 15,03 56,41 28 150 5,5,5 39,14 18,46 57,60 38 140 4,4,4 39,67 19,96 59,63 47 150 3,3,3 39,42 19,82 59,25 47 160 3,3,3 42,05 16,69 58,74 28 180 4,4,5 40,47 18,32 58,79 38 150 3,4,4 38,67 20,48 59,16 38 160 3,4,4 41,25 17,34 58,59 47 170 3,3,3 39,31 20,07 59,38 5 4,57 26,27,28 28 160 6,6,6 40,01 18,92 58,93 22 170 7,8,8 40,69 17,64 58,33 28 190 5,5,6 39,60 19,25 58,85 22 180 6,7,7 39,16 19,11 58,27 28 170 5,6,6 39,98 18,42 58,40 6 8,44 29,30,31 28 200 6,6,6 40,86 19,64 60,50 38 180 5,5,5 41,60 20,27 61,86 47 180 4,4,4 41,16 21,08 62,24 47 190 4,4,4 43,44 19,41 62,84 22 200 7,8,8 40,91 19,40 60,31 38 200 4,5,5 42,93 19,39 62,32 47 200 3,4,4 41,67 20,88 62,55 7 0,65 32,33,34,35 38 190 5,6,6,6 41,58 21,84 63,42 47 220 4,4,4,5 43,96 19,98 63,94 47 230 4,4,4,4 43,47 20,38 63,85 47 240 3,4,4,4 42,27 21,68 63,95 8 0,86 36,37,38,39 47 250 4,4,5,5 42,46 23,34 65,80 47 255 4,4,5,5 43,31 22,39 65,70 57 255 3,4,4,4 43,79 22,61 66,40 9 0,08 40,41,42,43,44 37 255 6,7,7,7,8 43,78 22,34 66,12 76 255 5,5,6,6,6 42,41 25,44 67,85 10 45+ - - - - - cel. stř. výtěž % 39,99 40,51 19,39 59,90 Z tabulky 5 vyplývá, že dosahovaná vážená středová výtěž pro 5m dlouhé výřezy činí 39,99%. Ale opět se jedná o výtěž ideální. 22
4.4 Využití čepových průměrů vzhledem k maximální výtěži pro jednotlivé sortimenty řeziva. Tab. 6 Přehled čepových průměrů vzhledem k maximální výtěži jednotlivých sortimentů středového řeziva. Čepové průměry Vyráběné rozměry středového řeziva celkem Hlavní vyráběné rozměry středového řeziva Celkový vyrobený objem [m³] 14 15 38 120 38 120 245,07 16 28 120 28 120 224,31 17 18 22 120 22 120 362,72 19 22 130 53,92 20 21 47 120 20,3 22 22 140; 28 140; 47 140 22 140; 28 140; 47 140 508,3 23 22 150; 22 160; 28 150; 38 140; 47 150; 47 160 22 150; 22 160; 28 150; 38 140; 47 150; 47 160 2711,87 24 38 150; 38 160; 47 170 38 150; 38 160 614,48 25 28 180 28 180 164,52 26 28 160; 28 190; 22 170 28 160; 28 190 660,4 27 22 180; 28 170 22 180 228,88 28 29 28 200; 38 180; 47 180; 47 190 28 200 563,03 30 22 200; 38 200; 47 200 22 200; 38 200; 47 200 969,23 31 32 47 230; 47 240 51 33 38 190 19,8 34 35 47 220 48 36 37 57 255 9,38 38 47 250; 47 255 47 250 150,64 39-43 44 38 255; 76 255 14,28 45+ Tabulka zobrazuje vyráběné rozměry, které nejlépe svou výtěží odpovídají vybraným čepovým průměrům. Tato tabulka bude sloužit jako podklad pro vypracování návrhu rozsahu čepových průměrů v jednotlivých boxech pro nový postup třídění. 23
Z tabulky vyplývá, že si jednoznačně samostatný box zaslouží čepový průměr 23. Další samostatné boxy by mohly být pro čepové průměry 22; 24; 26; 29; 30. Naopak velice hrubé třídění bude navrženo pro čepové průměry 32+. Tyto čepové průměry obsahují velký rozsah čepových průměrů, které dosahují ideální výtěže u velmi málo dimenzí vyráběného řeziva. U menších čepových průměrů se vyplatí o něco podrobnější třídění než u čepových průměrů 32+ díky tomu, že obsahují nepatrné množství hluchých dimenzí čepových průměrů proti čepovým průměrům 32+. 4.5 Návrh třídění Tab. 7 Rozvržení boxů vzhledem k výtěži a objemu vyráběného řeziva. Návrh boxů Číslo boxu Čepové průměry 1 14,15,16 2 17,18 3 19,20,21 4 22 5 23 6 24,25 7 26 8 27,28 9 29 10 30,31 11 32,33,34,35 12 36,37,38,39 13 40,41,42,43,44 14 45+ Podle výpočtů jednotlivých výtěží vyráběného řeziva bylo navrženo třídění vycházející z tabulky 7. Tabulka zobrazuje nové rozvržení boxů a v nich navržené společné umístění jednotlivých čepových průměrů do boxů. Toto je nový náhled na problematiku třídění výřezů. 4.6 Hodnoty první a druhé největší dosažené výtěže pro délky 4 a 5 m. V následujících tabulkách jsou stanoveny průměrné výsledky výtěží jednotlivých vyráběných rozměrů pro určité délky. Hodnoty výtěží jsou zprůměrovány pro jednotlivé boxy. Tabulky dále obsahují vyrobený počet kusů daného rozměru středového řeziva postupně podle průměrů a váženou výtěž středového řeziva. 24
První výtěž je nejideálnější hodnota výtěže, které lze dosáhnout. Druhá výtěž má o něco horší dosahované hodnoty výtěže. S druhou výtěží musí být jednoznačně kalkulováno, protože je nutné mít pro výrobu alternativní výřezy. Z těchto výřezů bude možné momentálně vyrábět požadované rozměry řeziva, pokud nebudou dostupné výřezy dosahující výtěže první. Tento problém může být například způsoben dodávkami momentálně nepotřebných výřezů nebo kulatiny pro potřeby výroby. 4.6.1 Maximální první a druhá výtěž pro 4 m a 5 m dlouhé výřezy. 25
Tab. 8 Jednotlivé boxy a dosahovaná středová výtěž v první výtěži pro 4 m délky. Číslo boxu Vážený průměr z boxu střed Čep. průměry v boxu Vyráběný rozměr řeziva Kusů střed. řeziva Průměr z boxu Střed Bok Celkem 1 2,13 14,15,16 28 120 2,2,3 36,06 17,37 53,43 38 120 1,2,2 35,65 15,55 51,20 2 1,89 17,18 22 120 4,5 41,14 13,36 54,50 3 0,37 19,20,21 22 130 5,5,6 41,12 12,87 53,99 47 120 2,2,3 35,65 15,55 51,20 4 2,79 22 22 140 6 41,59 15,10 56,69 28 140 5 44,11 13,86 57,97 47 140 3 44,42 15,84 60,26 5 14,91 23 22 150 6 40,93 16,14 57,07 22 160 6 43,66 14,10 57,76 28 150 5 43,41 14,55 57,96 38 140 4 43,99 15,12 59,11 47 150 3 43,72 15,46 59,18 47 160 3 46,63 13,42 60,05 6 5,29 24,25 28 180 4,5 41,41 17,14 58,55 38 150 4,4 41,81 17,99 59,79 38 160 4,4 44,60 15,22 59,81 47 170 3,3 43,95 15,48 59,43 7 3,66 26 28 160 6 43,92 14,20 58,12 22 170 7 42,77 15,10 57,87 28 190 5 43,46 16,53 59,99 8 1,28 27,28 22 180 7,7 40,70 17,04 57,74 28 170 6,6 41,93 16,86 58,79 9 3,59 29 28 200 6 44,49 14,57 59,06 38 180 5 45,28 17,19 62,47 47 180 4 44,81 17,77 62,58 47 190 4 47,30 14,57 61,87 10 5,44 30,31 22 200 8,8 42,32 17,48 59,80 38 200 5,5 45,69 16,70 62,39 47 200 4,4 45,21 17,48 62,69 11 0,65 32,33,34,35 38 190 5,6,6,6 41,58 21,84 63,42 47 220 4,4,4,5 43,96 19,98 63,94 47 230 4,4,4,4 43,47 20,38 63,85 47 240 3,4,4,4 42,27 21,68 63,95 12 0,86 36,37,38,39 47 250 4,4,5,5 42,46 23,34 65,80 47 255 4,4,5,5 43,31 22,39 65,70 57 255 3,4,4,4 43,79 22,61 66,40 13 0,08 40,41,42,43,44 37 255 6,7,7,7,8 43,78 22,34 66,12 76 255 5,5,6,6,6 42,41 25,44 67,85 14 45+ - - - - - cel. 42,93 42,79 17,17 59,96 26
Tab. 9 Jednotlivé boxy a dosahovaná středová výtěž v druhé výtěži pro 4 m délky. Číslo boxu Vážený průměr z boxu střed Čep. průměry v boxu Vyráběný rozměr řeziva Kusů střed. řeziva Průměr z boxu Střed Bok Celkem 2 2,61 17,18 38 120 2,3 39,29 15,71 55,00 47 120 2,2 39,30 16,44 55,74 47 140 1,2 33,77 21,25 55,02 22 130 4,4 39,86 12,93 52,79 3 5,59 19,20,21 28 120 4,4,5 39,19 15,59 54,78 22 120 5,5,6 37,95 16,13 54,08 22 140 4,5,5 38,70 15,91 54,61 28 140 3,4,4 38,62 16,34 54,97 38 160 2,2,3 37,95 19,80 57,76 4 0,33 22 28 170 4 42,85 13,86 56,71 6 10,55 24,25 22 150 6,7 39,21 18,33 57,54 22 160 6,7 41,83 15,56 57,38 28 160 5,5 41,07 16,07 57,14 22 170 6,6 41,14 16,07 57,21 47 180 2,3 38,48 21,20 59,67 7 0,52 26 38 140 5 43,46 18,87 62,33 8 13,50 27,28 28 150 6,7 39,97 19,97 59,94 47 150 4,4 41,40 20,53 61,93 47 160 4,4 44,17 18,43 62,60 38 150 5,5 41,85 20,05 61,89 47 170 3,4 40,85 20,59 61,44 22 200 8,8 41,88 17,89 59,76 38 200 5,5 44,63 17,74 62,37 9 0,99 29 22 180 8 41,95 17,77 59,72 10 1,58 30,31 28 180 7,7 42,42 18,61 61,02 28 190 6,7 41,48 19,44 60,92 47 190 4,4 42,95 19,85 62,80 38 190 5,5 43,41 19,07 62,47 11 4,54 32,33,34,35 28 200 7,7,8,8 42,06 19,38 61,44 38 180 6,6,6,6 41,26 22,19 63,45 47 200 4,4,5,5 42,26 21,59 63,84 47 250 3,3,3,4 41,01 23,19 64,20 37 255 4,4,4,5 41,20 22,72 63,92 12 0,59 36,37,38,39 47 220 5,5,5,5 41,76 23,72 65,48 47 230 4,5,5,5 43,66 21,82 65,48 47 240 4,4,5,5 43,10 22,37 65,46 76 255 2,3,3,3 42,73 23,82 66,56 13 0,10 40,41,42,43,44 47 255 5,5,6,6,6 43,33 22,90 66,23 57 255 4,4,5,5,5 43,11 24,23 67,34 cel. 40,88 41,16 19,18 60,33 27
Tab. 10 Jednotlivé boxy a dosahovaná středová výtěž v první výtěži pro 5 m délky. Číslo boxu Vážený průměr z boxu střed Čep. průměry v boxu Vyráběný rozměr řeziva Kusů střed. řeziva Průměr z boxu Střed Bok Celkem 1 2,05 14,15,16 28 120 2,2,3 34,69 15,31 50,00 38 120 1,2,2 34,34 19,29 53,63 2 1,83 17,18 22 120 4,5 39,81 14,15 53,96 3 0,36 19,20,21 22 130 5,5,6 39,94 15,10 55,04 47 120 2,2,3 34,20 21,70 55,90 4 2,71 22 22 140 6 40,49 15,43 55,92 28 140 5 42,95 14,08 57,03 47 140 3 43,25 14,85 58,10 5 14,54 23 22 150 6 39,98 15,95 55,93 22 160 6 42,54 14,36 56,90 28 150 5 42,30 14,36 56,66 38 140 4 42,87 17,46 60,33 47 150 3 42,60 15,42 58,02 47 160 3 45,44 13,83 59,27 6 5,16 24,25 28 180 4,5 40,40 18,09 58,49 38 150 4,4 40,79 18,85 59,64 38 160 4,4 43,51 14,94 58,44 47 170 3,3 42,88 16,63 59,51 7 3,57 26 28 160 6 42,89 16,71 59,60 22 170 7 41,77 14,74 56,51 28 190 5 42,45 16,71 59,16 8 1,25 27,28 22 180 7,7 39,78 18,84 58,62 28 170 6,6 40,99 17,94 58,92 9 3,51 29 28 200 6 43,52 16,07 59,59 38 180 5 44,30 17,32 61,62 47 180 4 43,83 17,89 61,72 47 190 4 46,26 16,30 62,56 10 5,32 30,31 22 200 8,8 41,42 19,41 60,83 38 200 5,5 44,72 18,43 63,14 47 200 4,4 44,25 19,36 63,60 11 0,63 32,33,34,35 38 190 5,6,6,6 40,74 22,24 65,76 47 220 4,4,4,5 43,07 20,67 61,02 47 230 4,4,4,4 42,59 21,00 68,00 47 240 3,4,4,4 41,42 22,18 65,17 12 0,82 36,37,38,39 47 250 4,4,5,5 40,18 23,50 62,78 47 255 4,4,5,5 42,47 22,45 63,23 57 255 3,4,4,4 42,95 22,76 66,16 13 0,08 40,41,42,43,44 37 255 6,7,7,7,8 42,97 22,67 65,63 76 255 5,5,6,6,6 41,62 25,59 67,21 14 45+ - - - - - cel. 41,84 41,72 18,01 59,84 28
Tab. 11 Jednotlivé boxy a dosahovaná středová výtěž v druhé výtěži pro 5 m délky. Číslo boxu Vážený průměr z boxu střed Čep. průměry v boxu Vyráběný rozměr řeziva Kusů střed. řeziva Průměr z boxu Střed Bok Celkem 2 2,52 17,18 38 120 2,3 38,07 16,72 54,79 47 120 2,2 36,87 17,07 53,93 47 140 1,2 37,59 17,30 54,90 22 130 4,4 37,52 17,98 55,50 3 5,43 19,20,21 28 120 4,4,5 36,87 20,69 57,56 22 120 5,5,6 38,02 16,66 54,68 22 140 4,5,5 38,03 16,94 54,97 28 140 3,4,4 32,69 22,53 55,21 38 160 2,2,3 38,57 15,09 53,65 4 0,32 22 28 170 4 41,72 17,16 58,88 6 10,29 24,25 22 150 6,7 38,26 19,28 57,54 22 160 6,7 40,81 15,36 56,17 28 160 5,5 40,07 16,59 56,66 22 170 6,6 40,14 17,09 57,23 47 180 2,3 37,54 22,32 59,86 7 0,51 26 38 140 5 42,45 19,45 61,90 8 13,19 27,28 28 150 6,7 39,07 19,82 58,89 47 150 4,4 40,47 20,56 61,03 47 160 4,4 43,17 18,76 61,93 38 150 5,5 40,79 18,85 59,64 47 170 3,4 39,93 21,90 61,83 22 200 8,8 40,93 18,28 59,21 38 200 5,5 43,63 18,12 61,74 9 0,97 29 22 180 8 41,03 17,89 58,92 10 1,55 30,31 28 180 7,7 41,52 18,55 60,06 28 190 6,7 40,59 19,77 60,36 47 190 4,4 42,03 20,96 62,99 38 190 5,5 42,48 20,03 62,51 11 4,45 32,33,34,35 28 200 7,7,8,8 41,21 20,11 61,31 38 180 6,6,6,6 40,42 22,75 63,17 47 200 4,4,5,5 41,40 21,93 63,33 47 250 3,3,3,4 40,18 23,50 63,67 37 255 4,4,4,5 40,37 23,03 63,39 12 0,58 36,37,38,39 47 220 5,5,5,5 40,95 23,95 64,90 47 230 4,5,5,5 42,81 22,02 64,84 47 240 4,4,5,5 42,26 22,57 64,83 76 255 2,3,3,3 41,91 24,27 66,18 13 0,09 40,41,42,43,44 47 255 5,5,6,6,6 42,53 23,20 65,73 57 255 4,4,5,5,5 42,32 24,40 66,72 cel. 39,89 40,19 19,83 60,02 29
Z tabulek 8, 9, 10, 11 je patrné, že největší vážené středové výtěže bylo dosaženo u výřezů 4 m délky. O nepatrné zvýšení výtěže je dosaženo pro délky 5m. Toto nové uspořádání boxů přineslo zlepšení proti odhadované výtěži zejména u první vážené výtěže u výřezů délky 4 m. Výřezy délky 5 m dosáhly o něco nižší vážené středové výtěže, která se rovnala přibližně momentálním odhadem dosahované výtěži stávajícího systému třídění výřezů. 4.7 Návrh mechanizace pro sklad kulatiny Pro návrh obslužné technologie skladu kulatiny je nutné vycházet z několika hlavních faktorů. Především se jedná o množství zpracované kulatiny ročně, které se pohybuje okolo 23 000 m³/rok. Dalším limitujícím faktorem je velikost skladu kulatiny. Velikost skladu kulatiny činí přibližně 3346 m². Z těchto kritérií vychází jako ideální technologie manipulačně třídící vozík. Tato technologie je vhodná pro množství 10 000 až 30 000 m³/rok. Tato kapacita dokonale uspokojuje potřeby závodu. Mezi hlavní výhody manipulačně třídícího vozíku patří koncentrace všech požadovaných operací prováděných na skladu kulatiny do jednoho místa. Tímto bude ušetřen prostor skladu kulatiny a bude potřeba pouze jednoho pracovníka pro obsluhu. Této technologii dále nahrává možná flexibilita kvůli případným budoucím změnám požadavků na potřeby třídění výřezů. Závod momentálně disponuje čelním nakladačem a kolejovým vozíkem. Tato technologie doposud zajišťuje manipulaci s kulatinou. Manipulačně třídící vozík by v budoucnu nahradil místo zastaralého kolejového vozíku. Kombinací technologie obsluhy skladu pomocí čelního nakladače a manipulačně třídícího vozíku by bylo dosaženo optimálních výsledků. Tato kombinace je nutná z důvodu možnosti velikosti kolejové dráhy manipulačně třídícího vozíku. Manipulačně třídící vozík není schopen pokrýt jako samostatná technologie veškerou požadovanou manipulaci na skladu kulatiny. 4.7.1 Požadavky na manipulačně třídící vozík Manipulačně třídící vozík je plánován na kolejovou dráhu o rozchodu 3 m s dosahem hydraulické ruky 14 m s elektricky řešeným pohonem. Součástí vozíku bude přívěsný vagón pro odvoz výřezů do jednotlivých boxů. Dále bude vozík disponovat zkracovací řetězovou pilou a 1D měřením z důvodu možnosti třídění výřezů. 30
4.7.2 Výběr manipulačně třídícího vozíku Pro potřeby této firmy bych doporučil vybrat přesný typ manipulačně třídícího vozíku až po nabídkách firem zabývajících se přímo touto problematikou. Následně zvolený typ vozíku by bylo vhodné představit vedení závodu na vybraných realizacích s přibližně stejnou kapacitou ročního pořezu kulatiny. 4.8 Návrhy řešení skladů kulatiny. Pro návrhy skladů kulatiny nebudeme sledovat dosažené hodnoty výtěží, protože navrhované zařazení čepových průměrů do boxů a použitá technologie bude pro všechny návrhy neměnná. Návrhy řešení budou vycházet z rozchodu kolejí 3 m a délky hydraulické ruky 14 m. Větší hydraulická ruka by byla problematická z hlediska volného prostoru. 4.8.1 Návrh řešení skladu kulatiny 1 Pro první návrh třídění je použito 28 boxů pro třídění výřezů, ostatní čtyři jsou použity jako skládky dlouhé kulatiny, případně nevytříděných výřezů. Délka kolejové dráhy činí 66 m. Orientace boxů pro nejvíce zastoupené 4 m dlouhé výřezy byla zvolena kolmo ke směru podélné osy dráhy z důvodu možného přístupu čelního nakladače pro zajištění zásobování pilnice. Výřezy délky 5 m jsou orientovány podél osy dráhy manipulačně třídícího vozíku. Zbývající box bude určen pro nevyhovující výřezy. Jiné druhy dřevin budou uloženy na skládkách v zadní části pozemku za manipulačně třídícím vozíkem. Manipulaci s jednotlivými výřezy zajišťuje stávající čelní nakladač. (Příloha 1) Výhody řešení: - dojde k celkovému využití plochy skladu kulatiny díky objízdné komunikaci - krátká kolejová dráha - možnost dopravy frekventovanějších výřezů čelním nakladačem do pilnice - největší možná kapacita skládek Nevýhody řešení: - nemožnost samostatně třídit veškerou kulatinu, řešení se omezuje pouze na modřínovou kulatinu - nemožnost vykládky odvozních souprav 31
4.8.2 Návrh řešení skladu kulatiny 2 Toto navrhované řešení je velmi podobné prvnímu návrhu, jen se změnou vyřazení čepových průměrů 14 a 45+. Čep o průměru 14 by byl vyřazen z důvodu velice malé dosahované výtěže vzhledem k vyráběnému sortimentu. Čepové průměry 45+ by byly vyřazeny jako nepotřebné pro výrobu. Následně získané volné boxy by bylo možné využít pro ostatní zpracovávané dřeviny. (Příloha 2) Výhody řešení: - dojde k celkovému využití plochy skladu kulatiny díky objízdné komunikaci - krátká kolejová dráha - možnost dopravy frekventovanějších výřezů čelním nakladačem do pilnice - největší možná kapacita skládek - nepatrné zvýšení výtěže - zisk boxů navíc Nevýhody řešení: - nespokojenost dodavatele omezením tloušťkových stupňů - nemožnost vykládky odvozních souprav - pro třídění ostatních dřevin nedostatečné množství boxů 4.8.3 Návrh řešení skladu kulatiny 3 Řešení číslo tři vychází z myšlenky zrušení objízdné komunikace a toto získané místo ponechat pro boxy ostatních zpracovávaných dřevin. Bohužel nebude možné postavit další zvláštní boxy pro obsluhu čelním nakladačem. Tímto krokem ztratíme místo z tak už malé plochy skladu kulatiny. Využít by šlo pouze jako mezisklad výřezu. Problém by mohl nastat v chaosu s dopravní obslužností čelním nakladačem. Délka kolejové dráhy by dosahovala 82 m. (Příloha 3) Výhody řešení: - dostatečné množství boxů pro třídění veškeré zpracovávané kulatiny - možnost třídění pouze manipulačně třídícím vozíkem Nevýhody řešení: - omezení využití zadní části skladu kulatiny - problematické otáčení odvozních souprav 32
- nutnost práce manipulačně třídícího vozíku na dvě směny 4.8.4 Návrh řešení skladu kulatiny 4 Toto řešení ve své podstatě odpovídá řešení prvnímu. Jedná se pouze o změnu kapacity skládek dlouhé kulatiny pro možnost vykládat odvozní soupravy hydraulickou rukou manipulačně třídícího vozíku. Skládky dlouhé kulatiny se zmenší o 2,5 m. (příloha 4) Výhody řešení: - možnost vykládky odvozních souprav pomocí hydraulické ruky manipulačně třídícího vozíku - dojde k celkovému využití plochy skladu kulatiny díky objízdné komunikaci - krátká kolejová dráha - možnost dopravy frekventovanějších výřezů čelním nakladačem do pilnice Nevýhody řešení: - menší kapacita skládek dlouhé kulatiny - nemožnost samostatně třídit veškerou kulatinu, řešení se omezuje pouze na modřínovou kulatinu 4.9 Výpočet potřebného výkonu manipulačně třídícího vozíku. Při výpočtu výkonu manipulačně třídícího vozíku je nutno zohlednit to, že vozík ve všech navrhovaných řešeních nebude manipulovat s veškerou kulatinou. Z tohoto vyplývá, že pro výpočet pouze zahrneme objem 19800 m³. Tento objem odpovídá pouze množství zpracované modřínové kulatiny. Ostatní smrkovou, borovou a listnatou kulatinu bude manipulovat dosavadní čelní nakladač na bočních skládkách nebo je zde i varianta rozšíření počtu boxů při zrušení objízdné komunikace kolejové dráhy. Proto bude výpočet doplněn o celkový zpracovávaný objem všech dřevin dohromady. Tab. 12 Vstupní hodnoty pro výpočet Objem pořezu kulatiny MD 19800 m 3 Objem pořezu kulatiny celkem 22300 m 3 Počet pracovních dní v roce 252 dny Využití prac. času 1 směna 6 hod. Využití prac. času 2 směny 12 hod. 33
4.9.1 Výpočet pro jednu směnu Tab. 13 Vypočtené hodnoty pro 1 směnu (množství kulatiny 19800 m³). značka výsledek jednotky Q d 78,57 m 3 /den Q hod 13,1 m 3 /hod Q min 0,218 m 3 /min Z tohoto výpočtu vyplývá, že manipulačně třídící vozík je v průběhu jedné směny velice vytížený. Množství 0,226 m³/min není možné zvládnout zpracovat a zatřídit do správného boxu za jednu minutu. Proto bude tuto navrhovanou technologii potřeba zavést pro dvě směny nebo nejméně pro přesčasové hodiny. 4.9.2 Výpočet pro dvě směny Tab. 14 Vypočtené hodnoty pro 2 směny (množství kulatiny 19800 m³). značka výsledek jednotky Q d 78,57 m 3 /den Q hod 6,55 m 3 /hod Q min 0,109 m 3 /min Z tohoto výpočtu vyplývá, že pro navrhovanou technologii by byl dvousměnný provoz naprosto dostačující. Bohužel momentálně závod funguje na jednu směnu. Tab. 15 Vypočtené hodnoty pro 2 směny (množství kulatiny 22300 m³). značka výsledek jednotky Q d 88,49 m 3 /den Q hod 7,37 m 3 /hod Q min 0,123 m 3 /min Z tohoto výpočtu vyplývá, že pro navrhovanou technologii by byl dvousměnný provoz naprosto dostačující. Bohužel momentálně závod funguje na jednu směnu. 34
5 Diskuse Výtěž řeziva je jednoznačně ovlivňována mnoha faktory. Jeden z těchto zásadních faktorů je postup třídění řeziva na skladech kulatiny. Bohužel firmě není známo, jaké přesně momentálně dosahuje výtěže, proto bylo nutné tyto hodnoty alespoň přibližně dopočítat pro obě vyráběné délky výřezů. Výpočtem bylo zjištěno, že středové řezivo dosahuje vážené výtěže 40,97% a boční řezivo přibližně dosahuje výtěže kolem 18,93% pro délky výřezů 4m. Délky 5m dosahují výsledků o něco horších, vážená výtěž středová 39,99% a boční výtěž 19,39%. Bohužel tento odhad není moc přesný z důvodu výpočtu výtěže ideální. Následně provedené výpočty pro nový návrh třídění ukázaly, že je možné zvýšit výtěž na středu v nejideálnějším případě o necelé 2%, tohoto výsledku bylo dosaženo u první výtěže pro 4 m dlouhé výřezy, celková výtěž činila průměrně 59,87% (Tab. 8). Pro druhou nejlepší výtěž na středu bylo dosaženo zlepšení asi o 1% (Tab. 9), celková průměrná výtěž činila 60,33%. Pro délky 5m došlo také k mírnému zlepšení. Pro první výtěž bylo dosaženo zlepšení o necelé 1%, celková průměrná výtěž pak činila 59,84% (Tab. 10). Pro druhou výtěž bylo dosaženo o něco horšího výsledku tím, že nedošlo k jakémukoli zlepšení proti přibližně určené dosahované výtěži závodu, ale samotná dosahovaná výtěž závodu je velice diskutabilní. Celková průměrná výtěž druhé výtěže pro 5m dosahovala 60,01% (Tab. 11). Reálná hodnota dosahované výtěže se bude pohybovat pod úrovní výtěže ideální. Z toho teoreticky vyplývá, že bylo dosaženo zlepšení mnohem většího rozsahu. Z těchto výpočtů byla stanovena jednotlivá řešení nového uspořádání skladu kulatiny. Jako hlavní hodnotící kritérium byla zvolena přístupnost a s tímto související obslužnost celého skladu kulatiny. Další kritérium stejné váhy je kapacita jednotlivých skládek tak, aby bylo zajištěno dostatečné množství kulatiny a výřezů pro výrobu. Mezi méně významná hodnotící kritéria bylo zahrnuto křížení a obslužnost dopravních cest, možnosti vykládky odvozních souprav, možnost třídění všech zpracovávaných dřevin a délka kolejové dráhy. Počet boxů, dosahovaná výtěž a navrhovaná technologie pro návrh skladu kulatiny nehraje roli z důvodu použití vesměs stejného počtu boxů pro třídění modřínové kulatiny a stejných dimenzí navrhované obslužné technologie. Následuje porovnání jednotlivých variant vzhledem ke stanoveným kritériím. Využití celkové plochy skladu. Plocha skladu je využita nejvíce u řešení 1, 2 a 4. Třetí 35
varianta má tímto největší výhodu maximální kapacity a zároveň možnosti třídění všech dřevin, bohužel nesplňuje požadavky dopravní obslužnosti kompletní plochy skladu závodu. Podmínku splnění dopravní obslužnosti skladu naopak splňují varianty ostatní. Bohužel varianta číslo 4 trpí sníženou kapacitou skládek proti ostatním navrhovaným variantám. Jako další hodnotící kritérium byla brána možnost vykládky odvozních souprav. Toto kritérium splňuje pouze varianta 4, ostatní varianty tuto možnost nemají. Kritérium třídění veškerých dřevin pomocí manipulačně třídícího vozíku splňuje pouze varianta 3, pro ostatní varianty je toto řešení neproveditelné. Pro výběr konečného řešení je potřeba zvážit veškeré výhody a nevýhody daných možností řešení skladu kulatiny a následně vybrat to nejvhodnější. Co se týče vypočítané kapacity manipulačně třídícího vozíku z tabulek 13, 14 a 15 jasně vyplývá, že práce manipulačně třídícího vozíku na jednu směnu nemůže dostatečně pokrýt potřeby výroby. Z toho důvodu by navrhovaná technologie musela pracovat na dvě směny, nebo by byly v případě potřeby nutné přesčasové pracovní hodiny. 36
6 Závěr Cílem práce byl nový přístup k problematice třídění výřezů tak, abychom zvýšili výtěž středového řeziva, jakožto nejcennější části výřezu. Tohoto bylo dosaženo podrobnějším tříděním jednotlivých čepových průměru proti dosavadnímu řešení. V návaznosti na nový návrh třídění bylo potřeba navrhnout mechanizaci a řešení skladu kulatiny. Toto bylo vyhotoveno v několika variantách a tyto varianty byly mezi sebou posouzeny. Zásadní roli pro návrhy třídění měla dosahovaná ideální výtěž pro jednotlivé čepové průměry vzhledem k vyráběnému řezivu a zastoupení čepových průměrů při dodávkách. Především vyřešení problematiky třídění jednotlivých boxů proti stávajícímu stavu přineslo poměrně uspokojivé zvýšení středové výtěže proti momentálně dosahované. Pro potřeby třídění modřínové kulatiny bylo navrženo 32 boxů, z toho pro vlastní třídění modřínových výřezů 28 boxů. Ostatní 3 boxy byly použity jako skládky kulatiny a výřezů. Poslední box byl využit jako skládka nevhodných výřezů. Navrhované řešení 3 obsahuje i více boxů, ale ty slouží pouze pro potřebu třídění ostatních zpracovaných dřevin. Také je zapotřebí rozhodnout, jaké z navrhovaných uspořádání skladu kulatiny bude optimální z hlediska převažujících výhod řešení. Musí být vzaty do úvahy veškerá hodnotící kritéria a kritéria, která nehrají důležitou roli. Nedůležitá kritéria pro návrh skladu kulatiny jsou použitá technologie, počet boxů a dosahovaná výtěž, jelikož návrh vychází z jedné varianty třídění. Autor této práce se přiklání k variantě číslo 1. Jednoznačnou výhodou této varianty je využití maximální plochy skladu a maximální kapacity skladu, dále možnost dopravní obslužnosti zadní části skladu. Nesplňuje ale podmínku vykládky odvozních souprav. Touto nevýhodou paradoxně manipulačně třídícímu vozíku vznikne větší časové rozmezí pro vlastní třídění výřezů. Skládky ostatních dřevin mohou být umístěny v zadní části skladu kulatiny, případně zde může být místo sloužící jako mezisklad výřezů. Zadní skládky by byly obsluhovány dosavadním čelním nakladačem. Navrhovaný postup třídění je pro potřebu firmy podle názoru autora dostačující, přesnější třídění výřezu není možné z hlediska kapacity skladu kulatiny. Podrobnější třídění například po 1 cm by nemělo smysl a ani by nebylo možné jej použít pro tento sklad kulatiny. 37