Энергия самарадорлигини оширишда технологик жиҳозлар иш режимларининг ўрни

Технологик жиҳозлар ишлаб чиқариш жараёнида турли хил материаллар билан ишлаш, қайта ишлаш ва тайёр маҳсулотни шакллантириш учун мўлжалланган машиналар, механизмлар ва ускуналар йиғиндисидир. Улар турли хил иш режимларида ишлаши мумкин. Технологик жиҳозларнинг иш режими уларнинг ишлаш хусусиятлари ва талабларига қараб турлича бўлади. Биринчи узлуксиз иш режимида жиҳозлар тўхташига йўл қўйилмайди ёки минимал муддатга тўхтайди. Бу йирик конвейер линиялари, электр станциялари, нефть қайта ишлаш заводлари каби соҳаларда қўлланилади. Иккинчиси узлуксиз-циклли иш режими бўлиб, бунда жиҳозлар маълум вақт давомида ишлаб, қисқа муддатли танаффус қилади. Бу асосан тўқимачилик саноати, озиқовқат ишлаб чиқариш корхоналарида кенг тарқалган. Учинчиси циклли (даврий) иш режимида ишлайдиган истеъмолчилар бўлиб, унда истеъмолчида мавжуд жиҳозлар аниқ вақт мобайнида ишлаб, кейин тўхтайди ва янги циклни бошлайди. Бу жараён пресслар, металларга ишлов бериш станоклари, юк кўтариш механизмлари мавжуд корхоналарда амалга оширилади. Тўртинчиси қисқа муддатли иш режимида ишлайдиган истеъмолчилар. Бунда жиҳозлар қисқа вақт ичида фаолият юритиб, узоқ муддат танаффус қилади. Бу жараён одатда лаборатория жиҳозлари, тестерлар ва алоҳида махсус ускуналар учун хос ҳисобланади [1-3]. Саноат корхоналари технологик жиҳозлари иш режимларини таҳлили асосида самарадорликни оширишда жиҳозларнинг иш режимларига таъсир қилувчи омиллар мавжуд, яъни, юкланиш даражаси оғир ёки енгил режимда ишлаш жиҳознинг самарадорлигига таъсир қилади. Материал хусусиятларига ишлов беришда материалнинг мустаҳкамлигига, эластиклиги ва бошқа физик хоссалари муҳим аҳамиятга эга. Шу билан бирга шароит ҳарорат, намлик, чидамлилик каби омиллар иш режимини танлашда инобатга олинади. Энергия сарфи эса узлуксиз иш режимлари кўпроқ талаб қилади, даврий иш режими эса иқтисодий самарадорликни таъминлаши мумкин. Саноат корхоналарида технологик жиҳозларининг оптимал иш режими қандай танланади. Аввало жиҳознинг иш режими самарадорлик, ресурс тежамкорлиги ва хавфсизлик нуқтаи назаридан танланиши керак. Оптимал иш режими танлаш жиҳознинг ишлаш муддатини узайтиради, таъмирлаш харажатларини камайтиради ва энергия тежаш имконини беради. Технологик жиҳозларнинг тўғри иш режимида ишлатилиши самарали ишлаб чиқариш жараёнини таъминлайди ва юқори маҳсулдорликка эришишга ёрдам беради. Шу билан бирга ишлаб чиқарилган маҳсулот таннархи камайиб, унинг рақобатбардоршилиги ошишига эришилади. Технологик жиҳозларнинг оптимал иш режимларини қўллаб самарадорликни оширишда аввало технологик жиҳозларнинг оптимал иш режимларини танлаш ва қўллаш орқали ишлаб чиқариш самарадорлигини ошириш, ресурс тежамкорлигига эришиш ва “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №4/2025 147 Машиностроение и энергетика маҳсулот сифатини яхшилашда муҳим аҳамият касб этади. Оптимал иш режимларини танлашнинг асосий мезонлари бу юкланиш даражасини оптималлаштириш, яъни жиҳозлар тўлиқ юкламада узоқ ишлаганда тез эскиради, юклама кам бўлганда эса, самарадорлик тушиб кетади. Шу сабабдан юкламани бир хил тақсимлаш ва ишлаб чиқариш режасини мувозанатлаштириш зарур. Энергия самарадорлигини оширишда эса жиҳозларни энергия тежовчи режимда ишлатиш муҳим масалан, ўзгарувчан тезликли электр двигателлардан фойдаланиш ва бошқа. Ишламай турган вақтда қувватни ўчириш автоматик тизимлар билан таъминланиши керак. Саноат корхоналарида технологик жиҳозларнинг иш режимларини оптималлаштиришда аввало ҳарорат, босим, тезлик ва бошқа кўрсаткичларнинг аниқ назорати сифат ва ишончлиликни ошириш зарур. Бунда асосан автоматик бошқарув тизимлари ёрдамида реал вақтда мониторинг қилиш талаб этилади. Бу шиша буюмлар ишлаб чиқарувчи корхоналар мисолида кўриб чиқилди. Шиша буюмлар ишлаб чиқариш корхоналарида технологик жиҳозларнинг корхона бўйича схемаси ва уларнинг шиша идишларини тайёрлашдаги технологик жараёни қуйидаги кетма-кетликдан иборат: − хом-ашё материалларини етказиб берувчиларни танлаш; − корхонага келаётган хом-ашё материалларини кириш назорати; − хом-ашё материалларини ва шиша синиқларини тайёрлаш; − шихтани тайёрлаш; − шихта ва шиша синиқларини юклаш; − шишани пишириш (печда); − шишани қолипларга тайёрлаш; − шиша буюмларни ишлаб чиқариш; − мустаҳкамловчи қоплама қоплаш; − қиздириш; − ҳимояловчи қоплама қоплаш; − ишлаб чиқарилаётган шиша буюмлар сифатини назорат қилиш; − шиша буюмларни қадоқлаш; − транспортда ташиш; − омборга жойлаш; − юклаш; − буюртмачига юбориш. Бунда корхонанинг технологик ва энергетик ускуналари томонидан истеъмол қилинадиган қувватни инструментал ўлчашлар асосида электр баланси тузилди. Ўлчаш натижалари асосида ҳисоб-китоб йўли билан корхонанинг технологик эҳтиёжлари учун сарфланадиган электр энергияси миқдори аниқланди, яъни бўлим (цех)лар кесимида (1жадвал). Шиша маҳсулотларини тайёрлашда корхона лабораторияси томонидан берилган талабга амал қилинади ва шишани эритиш печларда амалга оширилади. Шиша синиқлари шиша эритиш печига шиша массасининг олинишига қараб бўлиб-бўлиб юкланади. Шиша эритиш печида 1450-1560°С оралиғидаги белгиланган ҳарорат режими сақланади. Шиша пишириш жараёнининг барқарорлигини ва газ муҳитининг доимийлигини таъминлаш учун ҳарорат режимига қатъий амал қилиш зарур. Печдан чиққан шиша массаси шиша буюмларни ишлаб чиқариш қолипларига юборилади. Шакллантирилган буюмлар конвейер орқали тобланиш печига ўтказилади, бу ерда маҳсулотлар аста-секин совитилади. Тайёр маҳсулотларнинг сифат назорати электрон текшириш қурилмалари ёрдамида, шунингдек қўлда ва кўз билан кўриб чиқиш орқали амалга оширилади [4-6]. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №4/2025 148 Машинасозлик ва энергетика Корхонада электр энергияси истеъмоли юқоридаги технологик кетма-кет жойлашган цехларда ускуналарнинг қувватидан келиб чиқиб истеъмол қуввати шаклланади. 1-жадвал Шиша ишлаб чиқариш корхонасининг бўлим (цех)лар бўйича электр энергия истеъмоли Умумий электр энергияси сарфига нисбатан % Бойитиш тизими 450295 5 Дозалаш тизими 185490 2 Шиша синиқлари 125820 2 Печ цехи 664416 8 Ишлаб чиқариш линиялари 1, 2, 3 1608282 20 Печни совитиш насослари 261360 3 Вакуум-насос станцияси 345600 4 Компрессор 4591160 56 Жами: 8232423 100 Корхона бўлимларида электр энергия истеъмоли бўйича баланси 1-расмда келтириб ўтилган. Йиллик электр энергия сарфи, кВт·соат Бўлимлар 1-расм. Корхона электр энергия истеъмол баланси Ушбу корхонада электр энергиясига бўлган талаб компрессор бўлими (56%)да эканлиги кузатилди. Компрессор бўлимининг иш режимларини ўрганиш орқали энг оптимал иш режимлари ўрганилади ва уни жорий этишда бир қанча усуллари мавжуд, жумладан: ▪ биринчи автоматлаштириш ва рақамлаштириш киради, яъни, SCADA, IoT ва PLC каби интеллектуал бошқарув тизимлари жиҳозларнинг ҳолатини реал вақтда кузатиш ва уларни оптималлаштириш имконини беради ҳамда автоматик ишлаш ва соатлик режалар билан қувват сарфини пасайтириш мумкин; ▪ иккинчи техник хизмат кўрсатиш ва диагностика, яъни, жиҳозларнинг ишлаш муддатини узайтириш учун мунтазам техник хизмат кўрсатиш ва профилактик таъмирлаш жорий этилиши керак. Бунда Predictive Maintenance (олдидан диагностика қилиш) усули билан муаммоларни эрта аниқлаш самарадорликни оширади; ▪ учинчи инновацион технологиялардан фойдаланиш, яъни янги технологиялар, масалан, сунъий интеллект, машинани ўрганиш ва энергия тежамкор двигательлар қўлланилиши “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №4/2025 149 Машиностроение и энергетика самарадорликни оширади. Бундан ташқари тежамкор жиҳозлардан фойдаланиш орқали ресурс ҳам тежаш мумкин. Иш режимлари самарадорлигини баҳолаш ва такомиллаштиришда умумий комрессор бўлимидаги жиҳоз самарадорлик коэффициентини ҳисоблаш. Қувват сарфи ва маҳсулот чиқиши ўртасидаги фарқни таҳлил қилиш. Технологик жиҳозларни ишламай турган вақтларни камайтириш ва оптимал иш режимини янгилаш зарур. Бунда ҳар йили ёки мавсумий равишда иш режимларини таҳлил қилиб, уларни такомиллаштириш лозим. Ишлаб чиқаришни бозор талабларига мос равишда, технологик кўрсаткичларни ўзгартириш зарур [7-9]. Технологик жиҳозларнинг иш режимларини оптималлаштириш учун математик модел ишлаб чиқишда қуйидаги асосий ёндашувлар қўлланилади, яъни биринчи оптималлаштиришда муаммони шакллантириш учун мақсад функциясидан фойдаланилади. Бунда энергия сарфи, иш унумдорлиги, технологик жиҳознинг хизмат муддати ёки ишлаш самарадорлигини максималлаштириш ёки минималлаштиришлар киритилади. Иккинчи чекловлар киритилади, яъни технологик жиҳознинг ишлашдаги унга боғлиқ бўлган кўрсаткичлари (ҳарорат, босим, тезлик ва ҳ.к.), хавфсизлик стандартлари ва ресурс чекловлари киритилади. Математик моделни тузишда дифференциал тенгламалар (жиҳознинг физик ёки кимёвий жараёнлари билан боғлиқ моделлар), стохастик моделлар (иш жараёнида тасодифий ўзгарувчилар таъсирини ҳисобга олиш) ва ишончлилик модел (жиҳознинг ишончлилигини баҳолаш ва хизмат муддатини узайтириш)ларидан фойдаланилади. Технологик жиҳозларнинг иш режимларини оптималлаштиришда бир қанча усуллардан фойдаланилади. Булар, линейли ва нолинейли программалаш (агар мақсад функцияси ва чекловлар аниқ берилган бўлса), катта ўлчамли ва мураккаб тизимлар учун эволюцион алгоритмлар (генетик алгоритмлар, симуляция қилинган) ва машина ўрганиш ва сунъий интеллект (машина ўрганиш моделлари орқали кўрсаткичларни автоматик оптималлаштириш)дан фойдаланилади. Технологик жиҳозларнинг иш режимларини оптималлаштиришда математик моделдан фойдаланишда реал вақт режимида мониторинг ва бошқариш биринчи ўринда туради. Кейин у PLC (Programmable Logic Controller) ва SCADA тизимлар билан интеграция қилинади. Шухсий компьютерлар ёрдамида маълумотлар йиғилади ва таҳлил қилиб чиқилади. Оптималлаштиришда линейли ва нолинейли программалаш усулларидан кенг фойдаланилади. Улар технологик жиҳозларнинг иш режимларини оптималлаштиришда кенг қўлланилади. Уларнинг фарқи ва қўлланиш соҳаларини қуйида кўриб чиқамиз. Линейли программалаш усулида мақсад функцияси ва чекловлар фақат биринчи даражали тенгламалар ёки нотенгликлар билан ифодаланади. Линейли программалашнинг умумий кўриниши: Min/max f(x)=c1x1+ c2x2+ · · · + cnxn Саноат корхоналарининг технологик жиҳозлари иш режимларини оптималлаштириш ва ишлаб чиқаришда самарадорликни ошириш биринчи ўринда жиҳозларнинг ишлаш “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №4/2025 150 Машинасозлик ва энергетика вақтларини тақсимлашда, ресурсларни минимал сарфлашда (харажат билан) ва энергетик тизимлар, яъни электр станцияларида юкламани тақсимлашда асосий ҳисобланади [10, 11]. Бу масалани ечишда энг кўп қўлланиладиган усул Simplex усулдан фойдаланилади. Нолинейли программалаш усулида мақсад функцияси ёки чекловлар нолинейли шаклда бўлади, яъни квадрат, экспоненциал ёки логарифмик функциялар бўлиши мумкин. Нолинейли программалашнинг умумий кўриниши: Min/max f(x)=g(x1, x2+ · · · xn) Нолинейли программалаш усулида қувват самарадорлигини оширишда технологик жараёнлар бўйича кетма-кетликдаги жиҳозларнинг иш режимларини эътиборга олиш, ишлаб чиқариш тезлигини оптималлаштириш ва жиҳозларнинг иш режимини режалаштириш асосида фойдаланилади. Шунинг учун ишлаб чиқариш жараёнида автоматлаштириш, мунтазам техник хизмат кўрсатиш ва инновацион ечимлардан фойдаланиш самарадорликни оширишнинг энг самарали усулларидан ҳисобланади. Энергия самарадорлигини оширишда технологик жиҳозлар иш режимларининг оптимал ечимларини топишда линейли ва нолинейли программалардан фойдаланилади (2-жадвал). 2-жадвал. Линейли ва нолинейли программалашни солиштириш Хусусиятлар Линейли программалаш Нолинейли программалаш Мақсад функцияси Линейли Нолинейли Чекловлар Фақат линейли Линейли ёки нолинейли Ечим усуллари Simplex, Interior-point Градиент, Генетик алгоритмлар Қўлланиш соҳаси Ишлаб чиқариш, транспорт Физика, энергетика, робототехника Ечим топиш тезлиги Юқори Пастроқ, чунки мураккаб Хулоса қилиб айтганда агар масала линейли бўлса, Simplex ёки Interior-point алгоритмларини ишлатиб, тез ва аниқ ечим топиш мумкин. Агар масалада нолинейли функциялар мавжуд бўлса, градиент усуллари, генетик алгоритмлар ёки динамик моделлар ишлатилиши керак. Лекин ҳар бир технологик жиҳознинг иш режими учун аниқ бир модел танлаш муҳим. Агар тизимда линейли муносабатлар бўлса линейли программалаш, агар мураккаб жараёнлар бўлса нолинейли программалаш қўлланилади. Саноат корхоналари технологик жиҳозлар иш режимлари таҳлили асосида самарадорликни оширишда технологик жиҳозларнинг оптимал иш режимларини қўллаш орқали ишлаб чиқариш самарадорлиги ошади, энергия тежалади, харажатлар камаяди, жиҳозлар узоқроқ муддат ишлайди ва асосийси маҳсулот сифати юқори бўлади