1

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО

КРИТЕРИЯ (В ПРИРОДНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ)

КОНОВАЛОВ АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ

ст. преподаватель кафедры экономики и управленияпроизводством ПетрГУakon@psu.karelia.ru+7-921-220-5977

2

Актуальность темы1. Существующие технологии лесосечных работ:

деревьями, хлыстами, сортиментами.

2. Переход на новые техпроцессы вызывает необходимость оценки их выбора.

3. Основной критерий выбора – эффективность технико-экономических показателей техпроцессов.

4. Необходимо осуществить выбор показателей оценки эффективности и обоснование на базе их анализа технологических процессов лесосечных работ

3

Современное состояние технологий лесозаготовок и теоретические подходы к обоснованию их выбора:

- рассмотрены существующие технологии лесозаготовок и типы технологических процессов лесосечных работ

- проанализированы основные работы в области создания и применения систем принятия решений по оценке и выбору технологических процессов лесосечных работ

- выявлены и проанализированы показатели эффективности технологических процессов лесосечных работ

Постановка задачи исследования- выявить основные реализации технологических процессов в

лесозаготовительных организаций Республики Карелия;- обосновать показатели эффективности. Провести сбор, обработку и анализ

данных для расчета этих показателей;- провести исследование качества полученных лесоматериалов при применении

различных техпроцессов лесосечных работ;- обосновать комплексный критерий эффективности технологических процессов

лесосечных работ;- разработать методику оценки эффективности и выбора технологических

процессов лесосечных работ по комплексному критерию;- провести оценку существующих технологических процессов лесосечных работ

на основе разработанной методики;- разработать рекомендации по применимости технологических процессов для

лесозаготовительных организаций Республики Карелия.

4

Обоснование технико-экономических подходов к оценке эффективности технологических процессов лесосечных работ

- Практические реализации основных типов технологических процессов лесосечных работ

Усл. обозначение Система машин по технологическим процессам

A

B

C

D

E

5

503

363

935

318

67

0100

200300

400500600

700800

9001000

A B C D E

тыс. м

3/г

од

Распределение технологических процессов лесосечных работ

Хлыстовая42%

Сортиментная 40%

Деревьями 18%

Распределение технологий

6

Перечень операций и технические средства их выполнения (фрагмент таблицы)

Варианты ТП № п/п

Перечень операций и технические средства их выполнения ТП-2 ТП-3 ТП-5 ТП-6

1 Валка деревьев 1.1 Бензиномоторная пила + + + + 1 Валочно-пакетирующая машина + - - -

1.3 Харвестер - - - + 2 Очистка стволов от сучьев

2.1 Бензиномоторная пила - + + + 2.2 Процессор* + - - - 2.3 Харвестер - - - + 2.5 Мобильная сучкорезно-раскряжевочная установка* + - - - 3 Раскряжевка хлыстов

3.1 Бензиномоторная пила - + + + 3.2 Процессор - - - - 3.3 Харвестер - - - + 4 Трелевка деревьев или хлыстов

4.1 Трелевочный трактор с тросочокерным оборудованием + + + 4.2 Трелевочный трактор с челюстным захватом + 4.3 Трелевочный трактор с захватом манипуляторного типа + + + 4.4 Форвардер - - +

* - в условиях лесосеки

7

Показатели эффективности:

= производительность системы лесосечных машин и механизмов:

= прямые эксплуатационные затраты на заготовку 1 м3 круглых лесоматериалов:

= характеристики качества лесоматериалов:

,П

1...

П

1

П

1

П

1

П

1

n321

,654321

Q

ЗЗЗЗЗЗC

,j

j

общi

дефi

качN

NК

8

Уровни показателей:

X1 - фактические прямые эксплуатационные затраты (З1),

производительность лесосечных машин (П1) и качество

круглых лесоматериалов (К);

X2 - фактические полные (коммерческие) затраты (З2),

производительность лесосечных машин (П1) и качество

круглых лесоматериалов (К);

X3 - фактические прямые эксплуатационные затраты (З1),

производительность лесосечных машин с учетом ее

повышения (П2) , качество круглых лесоматериалов (К);

X4 - фактические полные (коммерческие) затраты (З2),

производительность лесосечных машин с учетом ее

повышения (П2) , качество круглых лесоматериалов (К);

9

0

5

10

15

20

25

хар

вест

ер

фо

рва

рд

ер

вал

ьщи

к

фо

рва

рд

ер

вал

ьщи

к

сучк

ор

ез

ТД

Т

TJ

85

0

TJ

46

0 D

Hita

chi 2

30

(LC

)

вал

ьщи

к

ТД

Т

ЛП

-30

Б

A B C D E

м3

/ча

с

Выработка на машино-смену по используемым машинам и механизмам

Комплексная выработка на машино-смену

Часовая выработка

10

Средние прямые эксплуатационные затраты по машинам и механизмам

146

119133

117

4964

142

85 82 81

53

10395

0

50

100

150

200

250

хар

вест

ер

фо

рва

рд

ер

вал

ьщи

к

фо

рва

рд

ер

вал

ьщи

к

сучк

ор

ез

ТД

Т

TJ

85

0

TJ

46

0 D

Hita

chi 2

30

(L

C)

вал

ьщи

к

ТД

Т

ЛП

-30

Б

A B C D E

За

тра

ты,

ру

б/м

3

0

50

100

150

200

250

результаты иследований расчет по методике [1]

11

Прямые эксплуатационные затраты по предприятиям

Часовая выработка

287

259

201

348

309

242255

369

134

223 231 231238

301

217

258244 250

314

252

335

0

50

100

150

200

250

300

350

400

A C D A B A B A A B A B B B C C C C C D E

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Предприятия

За

тра

ты, р

уб

/м3

12

Средние затраты по элементам

Средние прямые затраты по техпроцессам

265250 255 248 250

130

180

230

280

330

A B C D E

Зат

рат

ы,

руб

/м3

61

49

61

8681

36

135126

37,4

119

8

2633

10 12

47

2520

68

15

114

15 15

46

24

0

20

40

60

80

100

120

140

160

A B C D E

руб

/м3

Материальные затраты Затраты на оплату труда

Отчисления на оплату труда Амортизация

Прочие

161

40 35

112

39

105

210220

132

211

0

50

100

150

200

250

A B C D E

За

тра

ты,

ру

б/м

3

Постоянные затраты Переменные затраты

Средние затраты

13

Распределение технологий по средним

затратам и производительности

950

1000

1050

11001150

1200

1250

1300

1350

13 18 23 28 33 38

Производительность, м3/смена

Зат

рат

ы,

руб

/м3 Сорт (б/п+ф)

Сорт (х+ф)

Хлыст (б/п+ТТ)

Дер (б/п+ТТ) Дер (ВПМ+ТТ)

14

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Зима Лето Зима Лето Зима Лето Зима Лето

сосновые и еловые пиловочные бревна

березовыйфанкряж

сосновый и еловый баланс

березовыйбаланс

%

Сортиментная механизированная технология

Сортиментная машинизированная технология

Хлыстовая технология

Заготовкадеревьямимеханизированная

Заготовкадеревьямимашинизированная

Процент брака для различных видов сортиментов, заготовленных в зимний и летний сезоны, по

технологическим процессам лесосечных работ

15

16

Исследование влияния технологических процессов лесосечных работ на качество заготавливаемых круглых лесоматериалов:

Показатели, характеризующие качество:- механические повреждения (дефекты): вырыв, задир, обдир коры, запил (повреждение пилой, тросом или

пачковым захватом скиддера, грейферным захватом форвардера), заруб (повреждение топором);- дефекты обработки: сучья, дефекты поперечного перерезания (валки и раскряжевки, а именно скол, отщеп

(трещина), трещина от валки и раскряжевки, козырек, скос пропила);- геометрические размеры сортиментов (длина и диаметр) с учетом припусков и допусков, установленных

стандартами;- загрязнение лесоматериалов почвой.

Наибольшее негативное влияние на товарные свойства хвойных (еловых и сосновых) и лиственных (березовых) сортиментов оказали имеющиеся у них:

- механические повреждения;- дефекты обработки- загрязнение лесоматериалов (в летний период).

Общее количество измеренных сортиментов составило - 22 200 ед.

17

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Сучья Скол, отщеп,трещина от валки

Запил, заруб Вырыв, задир Загрязненияпочвой

Дефекты обработки Механические повреждения

%

Сортиментная механизированная технология

Сортиментная машинизированная технология

Хлыстовая технология

Заготовкадеревьямимеханизированная

Заготовкадеревьямимашинизированная

Механические повреждения, дефекты обработки и загрязнения почвой у сосновых (1) и еловых (2) пиловочных бревен (летний период)

18

Механические повреждения, дефекты обработки и загрязнения почвой у сосновых (1) и еловых (2) пиловочных бревен (зимний период)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

1 2 1 2 1 2 1 2

Сучья Скол, отщеп,трещина от валки

и раскряжевки

Запил, заруб Вырыв, задир

Дефекты обработки Механические повреждения

%

Сортиментная механизированная технология

Сортиментная машинизированная технология

Хлыстовая технология

Заготовкадеревьямимеханизированная

Заготовкадеревьямимашинизированная

19

Анализ полученных результатов

- для всех техпроцессов лесосечных работ характерны различные механические повреждения и дефекты обработки;

- по процессам C и Е в летний сезон встречалось существенное загрязнение почвой.

20

В: дефекты обработки: - сколы, отщепы и трещины (менее 2,5%)- повреждения (запилы) сортиментов пилой и грейферным захватом форвардера

при выполнении погрузочно-разгрузочных операций (до 2%).

В целом, процент брака в зимний сезон не превышал 6%, в летний – 4%.

А: дефекты обработки: - неполностью срезанные сучья (до 2%);- сколы, отщепы, трещины (около 2%) механические повреждения ( повреждения, причиненные сучкорезно-

протаскивающим механизмом харвестерной головки):- при обрезке сучьев – вырывы и задиры (до 1,7%). Указанным повреждениям

сопутствовали обдиры коры, доходящие до древесины или со снятием слоя древесины.

- повреждения (запилы) сортиментов пилой харвестерной головки и грейферным захватом форвардера (менее 1%).

В целом процент брака составил до 3% как в зимний, так и летний сезон.

21

С и Е: механические повреждения:- вырывы и задиры – до 3% и до 2,5% соответственно- запилы и зарубы – до 2,6% и 2,7% соответственно,- загрязнения почвой в летний сезон лесозаготовки –

до 9% и 8% соответственно. - дефекты обработки:- сортименты с сучьями около 1%- сколы, отщепы и трещины (около 1%).

В целом значение брака (соответственно):- зимой: до 8% и 5%;- летом: до 10% и 8%.

22

D:

- запилы (менее 3%)$

- сколы, отщепы и трещины (менее 2,1 %)$

- вырывы и задиры (менее 1,7%)$

- сучья (менее 1,5%)/

В целом, процент брака не превышал 5%, как в зимний, так и летний сезон.

23

Факторы, оказавшие негативное влияние на качество:- сезонность ведения лесозаготовительных работ (В, С, Е);- квалификация рабочего персонала (В, С, Е);- неграмотное обслуживание технологического

оборудования (А);- и нарушение технологических приемов:

- валки и раскряжевки (А, D);- выполнение операций штабелевки деревьев на верхнем складе (D);

- нарушения при выполнении погрузочно-разгрузочных операций (А, В)

24

Обоснование выбора технологических процессов

для условий Республики Карелия

Характеристика объекта исследования

Хлыстовая42%

Сортиментная 40%

Деревьями 18%

25

Объемы лесозаготовок по предприятиям

48

90 96103

58

84

179

122

7570

198

321

433

242

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15

Предприятия

тыс

. м3

/го

д

A B C D E

26

В лучших условиях:- по количеству возможностей, предоставляемых внешней

средой;- объемом возможностей снижения угроз;- незначительным количеством факторов внутренней среды,

мешающих воспользоваться возможностями;- малым количеством самых больших опасностейнаходятся:- сортиментный машинизированный техпроцесс (A);- сортиментный механизированный техпроцесс (B);- машинизированная заготовка деревьями (D);- механизированная заготовка деревьями и традиционная

хлыстовая (E и С).

Вывод:перспективность дальнейшего развития технологических процессов

лесосечных работ, основанных на сортиментной заготовке.

SWOT-анализ

27

Оценка техпроцессов – комплексный подход

1. Техпроцессы, оптимальные по Парето:

Х1: A, B, C, D (доминируемая – Е);

Х2: A, B, D (доминируемые – С, Е);

Х3: A, B,C (доминируемые – D, E);

Х4: A, B (доминируемые – C, D, E).2.1 Распределение по комплексному критерию(без учета важности показателей):

Х1: D, B, A, далее, с существенным отрывом: E, C;

Х2: B, A, D, далее, с существенным отрывом: E, C;

Х3: A, B, D, далее, с существенным отрывом: E, C;

Х4: A, B, D, далее, с существенным отрывом: E, C;

28

Коэффициенты важности (V<0,2 и W>0,6):

– качество – 0,361– производительность – 0,301– затраты – 0,338

2.2 Распределение по комплексному критерию(с учетом важности показателей):

Х1: D, B, A, далее, с существенным отрывом: E, C;Х2: B, A, далее, с существенным отрывом: D, E, C;Х3: B, A, далее, с существенным отрывом: D, E, C;Х4: A, B, далее, с существенным отрывом: D, E, C;

29

Предприят

иеТехнология

Среднее расстояние

трелевки, км

Среднее расстояние вывозки, км

Средний объем

хлыста, м3

Породный состав

Годовой объем лесозаготовок,

тыс. м3

N1

A 0,3 60 0,303 4С5Е1Б 63,4

C 0,3 60 0,488 6С4Е+Б 75,4

D 0,7 60 0,276 5С4Е1Б 103,3

N2

С 0,4 78 0,130 3С7Б 106,8

D 0,4 78 0,130 3С7Б 71,8

N3

A 0,3 26 0,272 5С3Е2Б 50,0

С 0,3 26 0,272 5С3Е2Б 34,4

30

0,58

0,29

0,55

0,350,36

0,45

0,55

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

N1 N2 N3

A

C

D

Комплексный критерий по техпроцессам

31

Рекомендации

• N1: значительно увеличить долю сортиментной машинизированной заготовки леса с использованием машин зарубежного производства (John Deere, Ponsse). В итоге с 2008 года данное предприятие полностью перешло на сортиментную заготовку леса. Данный переход обеспечил рост комплексной выработки, снижение удельных затрат и повышение качества продукции.

• N2: использование машинизированного техпроцесса заготовки деревьями с использованием систем машин как зарубежного (John Deere 850, John Deere 460D, Hitachi Zaxis 230), так и отечественного (ЛП-19А, ЛТ-230, МЛ-136, ЛП-30Б) производства. Данный переход обеспечивает повышение производительности, снижение уровня затрат при неизменном качестве заготавливаемых круглых лесоматериалов.

• N3: увеличить долю использования сортиментного машинизированного техпроцесса с 45% до 90% с использованием машин зарубежного производства (John Deere, Ponsse).

32

Оценка перспективности техпроцессов – эксперты

23,5

41,2

5,9

17,6

11,8

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

C A B D E

Технологические процессы

%

33

1. Проведенные исследования позволили выявить пять основных практических реализаций технологических процессов при ведении лесосечных работ:

- сортиментный машинизированный (23% по объемам заготовки круглых лесоматериалов);

- сортиментный механизированный (17%); - хлыстовой механизированный (42%); - деревьями машинизированный (15%); - деревьями механизированный (3%). 2. В качестве основных показателей эффективности при обосновании применимости

технологических процессов лесосечных работ рекомендуется использовать:- производительность машин и механизмов по комплексной выработке;- затраты на заготовку 1 м3 древесины;- характеристики качества лесоматериалов, определяющие их ликвидную стоимость.Данные показатели наиболее доступны из отчетности предприятий или могут быть получены на основе измерений на лесосеке.

В качестве основного критерия при выборе технологических процессов лесосечных работ рекомендуется использовать комплексный критерий, учитывающий указанные

показатели

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

34

3. По удельным прямым эксплуатационным затратам техпроцессы отличаются незначительно.Негативное влияние на уровень себестоимости продукции оказывает традиционный вариант технологического процесса (хлыстовой), включающий помимо комплекса лесосечных работ и вывозки также и нижнескладские работы, что повышает себестоимость на 30%.

4. Комплексная выработка по системе лесосечных машин составила (м3/машино-смену):- хлыстовой механизированный техпроцесс – 14,1;- сортиментный механизированный и машинизированный - 29,6 и 24,5;- деревьями механизированный и машинизированный - 38,5 и 14,8.Выявлены резервы роста производительности при условии хорошей организации работ и повышения уровня обученности операторов лесных машин:- хлыстовой механизированный и деревьями механизированный техпроцессы – 5-7%;- деревьями машинизированный – 20-50%;- сортиментный механизированный и машинизированный – 35-80%.

35

5. Качество заготовленных круглых лесоматериалов:для хвойных пиловочных бревен и березового баланса с учетом поставок на экспорт и на внутренний рынок для условий летнего и зимнего периодовПри поставке на экспорт:- наибольший процент брака пиловочных бревен - хлыстовой механизированный процесс работ (7-8%). В летний сезон по данному процессу отмечается также наибольший процент брака березового баланса (6%). - наименьший процент брака пиловочных бревен у сортиментного машинизированного техпроцесса (3%). Наименьший процент брака березового баланса (1%) - сортиментный механизированный процесс.При поставке на внутренний рынок:- наибольший процент брака пиловочных бревен - хлыстовой механизированный (6-7%);- наименьший – сортиментный машинизированный технологический процесс (3%).- наибольший процент брака баланса характерен для хлыстового (3%), а наименьший – для сортиментных механизированного и машинизированного техпроцессов (1-2%).

При оценке качества наиболее эффективными являются сортиментные техпроцессы лесосечных работ с различными уровнями машинизации.

36

6. Наиболее распространенные дефекты обработки, вызванные применяемыми техпроцессами лесосечных работ:- механические повреждения: вырывы, задиры, запилы;- дефекты обработки: сучья, сколы, отщепы, трещины;- загрязнения почвой.Сортиментный механизированный техпроцесс:- дефекты обработки (поперечного перерезания), как сколы, отщепы и трещины (менее 2,5%), а также повреждения (запилы) сортиментов пилой и грейферным захватом форвардера при выполнении погрузочно-разгрузочных операций (до 2%);Сортиментный машинизированный: - при обрезке сучьев – неполностью срезанные сучья (до 2%);- при валке дерева и последующей его раскряжевке на сортименты – сколы, отщепы, трещины (около 2%).Механизированный хлыстовой и механизированный деревьями техпроцессы:- механические повреждения (вырывы и задиры – до 3% и до 2,5% соответственно, запилы и зарубы – до 2,6% и 2,7% соответственно)- загрязнения почвой в летний сезон лесозаготовки (до 9% и 8% соответственно).- количество сортиментов различных видов с сучьями по данным техпроцессам около 1%, со сколами, отщепами и трещинами также около 1%.По машинизированной заготовке деревьями в зимний и летний сезон: - запилы (менее 3%), сколы, отщепы и трещины (менее 2,1 %), вырывы и задиры (менее 1,7%), сучья (менее 1,5%).

37

7. Для выбора технологического процесса лесосечных работ предлагается использование критерия =(К1, К2, К3).Значение критерия в скалярном виде:

К = {0;1} Наиболее эффективный технологический процесс лесосечных работ - обладающий наибольшим значением критерия К.

8. Принятие решения по выбору технологических процессов лесосечных работ целесообразно проводить с использованием предложенной методики:- определение частных показателей техпроцессов лесосечных работ;- оценка резервов повышения эффективности техпроцессов;- расчет и анализ фактических значений показателей по технологическим процессам лесосечных работ;

К

)(vKKi

ii

38

• - выявление оптимальных вариантов технологических процессов лесосечных работ по Эджворту-Парето;

• - нормирование показателей;• - расчет коэффициентов важности на основе экспертных оценок;• - расчет комплексного критерия эффективности.• С целью повышения достоверности применяемой методики

предлагается проведение процедур экспертных оценок и SWOT-анализа.9. Проведенная оценка техпроцессов лесосечных работ на примере трех

лесозаготовительных предприятий Республики Карелия позволила рекомендовать им переход на иные техпроцессы лесосечных работ:

• - предприятию N1 - на сортиментную машинизированную заготовку леса. Данный переход обеспечивает рост производительности на 7%, снижение удельных затрат на 25% и повышение качества продукции на 21%;

• - предприятию N2 – на машинизированный техпроцесс заготовки деревьями, что обеспечивает повышение производительности на 11%, снижение уровня затрат на 3%, при неизменном качестве заготавливаемых круглых лесоматериалов;

• - предприятию N3 рекомендовано увеличить долю использования сортиментного машинизированного техпроцесса с 45% до 90%, что приводит к повышению производительности на 5%, снижению уровня затрат на 15% и повышению качества продукции на 7%.

39

СПАСИБОЗА

ВНИМАНИЕ!