Обоснование применимости технологических процессов лесосечных работ на основе комплексно го критерия ( в природно-производственных условиях республики карелия)

На правах рукописи

КОНОВАЛОВ Александр Петрович

Обоснование применимости технологических процессов лесосечных работ на основе комплексного критерия

(в природно-производственных условиях Республики Карелия)

05.21.01 «Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Петрозаводск – 2008

Работа выполнена в государственном образовательном

учреждении высшего профессионального образования

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Научный руководитель:	доктор технических наук, профессор Сюнёв Владимир Сергеевич
Официальные оппоненты:	доктор технических наук, профессор Васильев Сергей Борисович кандидат технических наук, доцент Немкович Евгений Григорьевич
Ведущая организация:	Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия

Защита состоится 17 апреля 2009 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.03 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета.

Автореферат разослан 13 марта 2009 г.

Ученый секретарь
диссертационного совета В. В. Поляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время на лесозаготовительных предприятиях Северо-Запада Российской Федерации, в том числе Республики Карелия, нашли распространение три основных технологических процесса лесосечных работ, различающихся по способу трелевки (деревьями, хлыстами, сортиментами). Традиционно значительная часть лесозаготовительных предприятий применяет хлыстовую технологию заготовки леса, базирующуюся преимущественно на использовании бензиномоторных пил на валке и обрезке сучьев и отечественных трелевочных тракторов (ТЛТ-100, ТДТ-55А, ТБ-1М-15). В последние годы, особенно в условиях Республики Карелия, наметилась устойчивая тенденция перехода на сортиментную заготовку леса. Распространение получили как механизированные, так и машинизированные технологические процессы. При этом по Республике Карелия объем заготавливаемых круглых лесоматериалов по сортиментной заготовке превышает 70 %. В то же время ряд предприятий, работающих в северных и восточных районах республики, используют заготовку лесоматериалов деревьями с применением валочно-пакетирующих машин и колесных трелевочных тракторов с пачковым захватом (скиддеры).

Имеющиеся в литературе данные как научного, так и практического характера дают разноречивые рекомендации о целесообразности применения тех или иных технологических процессов лесосечных работ.

В современных условиях хозяйствования, когда, с одной стороны, со-здаются крупные промышленные и интегрированные структуры, а с дру-гой стороны, активизируется малый бизнес, перед лесозаготовительными предприятиями всех форм собственности встает вопрос выбора подходящих технологических процессов лесосечных работ.

Таким образом, выбор технологических процессов лесосечных работ для лесозаготовительных предприятий, в том числе с учетом их воздействия на смежные производственные процессы, является актуальной задачей.

Цель исследования. Повышение эффективности выбора технологических процессов лесосечных работ для лесозаготовительных предприятий путем разработки и применения методики оценки эффективности технологических процессов на основе комплексного критерия.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать особенности реализации технологических процессов ле-сосечных работ на лесозаготовительных предприятиях РК.

2. Обосновать показатели эффективности технологических процессов лесосечных работ. Сформировать базу данных для расчета этих показателей.

3. Предложить комплексный критерий эффективности технологических процессов лесосечных работ.

4. Разработать методику оценки эффективности и выбора технологических процессов лесосечных работ по комплексному критерию.

5. Исследовать влияние технологических процессов лесосечных работ на качество получаемых круглых лесоматериалов.

6. Исследовать эффективность технологических процессов лесосечных работ на основе разработанной методики.

7. Разработать рекомендации по применимости технологических процессов на лесозаготовительных предприятиях Республики Карелия.

Объектами исследования являются технологические процессы лесосечных работ, системы лесных машин и круглые лесоматериалы.

Предметом исследования являются основные показатели, характеризующие технологические процессы лесосечных работ, параметры и ха-рактеристики качества заготовленных лесоматериалов.

Теоретической и методологической основой исследования являются труды и результаты научных разработок отечественных и зарубежных ученых в области лесозаготовительных производств и, в частности, технологических процессов лесосечных работ, а также нормативно-правовые документы Российской Федерации.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались методы математического моделирования, свертывания целей, экспертных оценок, экспериментальные исследования с выполнением измерений в реальных природно-производственных условиях. Для решения теоретических задач и обработки результатов экспериментов применялся программный пакет MS Excel.

Научная новизна работы:

1. Выявлены реально используемые в Республике Карелия технологические процессы лесосечных работ и доля их применения.

2. Получены характеристики качества круглых лесоматериалов, заготавливаемых при применении различных машин и механизмов, которые используются в технологических процессах лесосечных работ.

3. Предложен комплексный критерий эффективности, учитывающий как производительность и затраты технологических процессов лесосечных работ, так и качественные характеристики получаемых круглых лесоматериалов.

4. Разработана методика оценки эффективности и выбора технологических процессов лесосечных работ по комплексному критерию.

5. Проведена оценка эффективности технологических процессов лесосечных работ для природно-производственных условий Республики Карелия на основе разработанной методики.

6. Разработаны рекомендации по применению различных технологических процессов лесосечных работ для лесозаготовительных предприятий.

Практическая значимость работы. Разработанная методика позволяет лицам принимающим решения осуществлять наиболее эффективный выбор технологических процессов лесосечных работ для конкретных природно-производственных условий и обосновывать их параметры, обеспечивающие высокую производительность систем лесосечных машин, низкие удельные прямые затраты и требуемое качество заготавливаемых круглых лесоматериалов.

Даны конкретные рекомендации представителям лесного бизнеса по выбору технологических процессов лесосечных работ.

Основные научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Результаты анализа показателей, характеризующих эффективность технологических процессов лесосечных работ.

2. Комплексный критерий и методика оценки эффективности и выбора технологических процессов лесосечных работ по данному критерию.

3. Результаты оценки технологических процессов лесосечных работ на основе разработанной методики, учитывающей производительность, затраты и качество круглых лесоматериалов.

4. Закономерности распределения видов дефектов круглых лесоматериалов, обусловленных технологическими процессами лесосечных работ.

5. Рекомендации по выбору технологических процессов лесосечных работ для конкретных условий с учетом обеспечения требуемого качества заготавливаемых круглых лесоматериалов.

Обоснованность и достоверность результатов исследований. Достоверность результатов исследований подтверждается данными, полученными в ходе проведения экспериментов в реальных условиях на пятнадцати лесозаготовительных предприятиях Республики Карелия, обеспечивающих порядка 40 % объемов лесозаготовок, а также проведенными SWOT-анализом, экспертным опросом и положительным опытом внедрения рекомендаций на лесозаготовительных предприятиях.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры тяговых машин ПетрГУ, на 9-й международной научно-технической конференции «Лес – 2008» (Брянск, 2008), на международных конференциях-семинарах в НИИ леса Финляндии (METLA) (Йоэнсуу, 2007, 2008), на международном семинаре «Влияние технологий лесосечных работ на эксплуатационные затраты, безопасность и производительность труда, лесную среду и качество лесоматериалов в лесозаготовительных компаниях Республики Карелия» (ПетрГУ, 2008), на научном семинаре «Современные технологии лесопользования в Карелии» (Институт леса КарНЦ РАН, 29 мая 2008).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 10 научных статьях, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК (п. 5 в списке публикаций) и в монографии (п. 10 в списке публикаций), общим количеством 11 п. л., в т. ч. авторский вклад – 2,4 п. л.

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований ис-
пользованы при выполнении международного научного проекта «Сравнение методов лесозаготовок – влияние технологий на качество древесины, производительность труда и себестоимость продукции в лесозаготовительных предприятиях» (TACIS, 2006–2008).

Рекомендации по выбору технологических процессов лесосечных работ внедрены на лесозаготовительных предприятиях. Результаты диссертационных исследований используются в учебном процессе кафедры тяговых машин и кафедры экономики и управления производством Пет-
розаводского государственного университета в курсах «Теория и конструкция машин и оборудования отрасли» и «Организация и управление производством».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, приложений, списка использованной литературы из 124 наименований. Содержание работы изложено на 173 страницах машинописного текста, иллюстрировано 31 рисунком и 36 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цель и задачи, научные положения, выносимые на защиту, отмечена теоретическая и практическая значимость, а также научная новизна работы.

В первом разделе рассматривается современное состояние НИОКР в области лесозаготовок, развитие технологий лесозаготовок и теоретические подходы к обоснованию их выбора.

Оценка технологических процессов лесосечных работ и их выбор рассматривается в работах В. Н. Андреева, Ю. А. Бита, Ю. Ю. Гера-
симова, Э. Ф. Герца, В. Г. Кочегарова, В. К. Курьянова, В. Н. Меньши-
кова, В. И. Патякина, Ф. В. Пошарникова, А. К. Редькина, В. С. Сюнёва, А. С. Федоренчика, И. Р. Шегельмана, Ю. А. Ширнина, A. Axenbom, A. Asikainen, J. Uusitalo и ряда других исследователей. В качестве основных критериев выбора технологических процессов лесосечных работ авторы рассматривают стоимостные характеристики (прибыль, затраты), характеристики экологичности техпроцессов и применяемых машин и механизмов (повреждение древостоя, уплотнение почв) или натуральные характеристики (выполнение плана рубок, производительность). Некоторые авторы обосновывают целесообразность применения тех или иных техпроцессов с точки зрения создания вертикально-интегрированных структур (А. С. Гершеев, В. М. Костюкевич), другие
в качестве основного критерия выбора техпроцесса рассматривают факторы, связанные с сезонностью выполнения лесосечных работ (Г. К. Ви-
ногоров, Л. В. Щеголева, В. М. Лукашевич), либо с показателями надежности (В. Н. Шиловский, С. Н. Перский) и др. В качестве основного инструментария принятия решений используются известные методы оптимизации и имитационного моделирования.

Проведенный анализ показателей эффективности технологических процессов позволил в качестве основных показателей эффективности лесосечного производства выбрать производительность машин и механизмов по комплексной выработке, затраты на заготовку 1 м3 древесины и характеристики качества лесоматериалов, определяющего их ликвидную стоимость.

Выбор в качестве основных показателей производительности и затрат дает возможность осуществлять оценку технологических процессов лесосечных работ с учетом актуализированной по времени, на период принятия решений, информацией. Использование данных показателей позволяет производить анализ эффективности технологических про-
цессов лесосечных работ не только с учетом стоимостной и натуральной оценки, но и учитывать важный показатель – качество круглых лесоматериалов.

На основе данных, рассмотренных в разделе, сформулированы цель и задачи исследования.

Во втором разделе приведены результаты исследований технологических процессов лесосечных работ в природно-производственных условиях Республики Карелия с целью выявления основных реализаций технологических процессов лесосечных работ. Кроме того, выявлены значения показателей, характеризующих технологические процессы лесосечных работ.

Установлено, что на территории республики нашли наибольшее распространение пять основных технологических процессов, которые приняты для дальнейшего исследования и анализа (Таблица 1).

Таблица 1

Технологические процессы лесосечных работ,
используемые лесозаготовительными предприятиями
Республики Карелия

Условное обозначение	Технологические процессы	Система машин	Доля, %
A	Сортиментный машинизированный		23,0
B	Сортиментный механизированный		16,6
C	Хлыстовой механизированный		42,8
D	Деревьями, машинизированный		14,5
E	Деревьями, механизированный		3,1

В ходе натурных исследований данных предприятий проводились хронометражные наблюдения и расчеты производительности применяемых машин и механизмов, расчеты затрат по лесосечным работам,
а также оценивалось качество заготовленных круглых лесоматериалов.

Проведенные исследования позволили установить уровень прямых эксплуатационных затрат по рассматриваемым технологическим процессам. В результате было выявлено, что средние прямые эксплуатационные затраты различаются незначительно. Это позволяет утверждать, что все технологические процессы по затратам являются равнозначными.

По результатам исследований средняя фактическая комплексная выработка по системе лесосечных машин составила (м3/машино-смену): техпроцессы В и А – 24,5 и 29,6 соответственно, техпроцесс С – 14,1,
а техпроцессы E и D – 14,8 и 38,5 соответственно.

Проведенные исследования позволили установить значения процента брака для хвойных пиловочных бревен и березового баланса, поставляемых на экспорт и заготовленных в зимний и летний сезоны при использовании всех рассматриваемых технологий лесосечных работ. Наибольший процент брака пиловочных бревен выявлен при использовании процесса С (7–8 %). В летний сезон по данному техпроцессу лесосечных работ отмечается также наибольший процент брака березового баланса (6 %). Наименьший процент брака пиловочных бревен у технологического процесса А (3 %). Наименьший процент брака березового ба-
ланса (1 %) показал технологический процесс B.

Процент брака хвойных пиловочных бревен и баланса, поставляемых на рынок России и заготовленных в зимний и летний сезоны при использовании всех технологических процессов лесосечных работ, показал, что наибольший процент брака пиловочных бревен дает техпроцесс C (6–7 %), наименьший – A (3 %). Наибольший процент брака баланса характерен также для C (3 %), а наименьший – для технологических процессов лесосечных работ A и B (1–2 %). Фактор сезонности ведения лесосечных работ оказывает существенное влияние на качество заготов-ленных лесоматериалов по сортиментной механизированной технологии, хлыстовой технологии и механизированной заготовке деревьями.

Третий раздел работы посвящен разработке и обоснованию комплексного критерия и методики выбора технологических процессов лесосечных работ на основе данного критерия.

Предлагаемый в работе комплексный критерий (К) учитывает производительность по показателю выработки систем лесосечных машин
и механизмов, прямые эксплуатационные затраты на лесосечных работах и качество заготовленных круглых лесоматериалов, которые представляют собой векторный критерий =(К1, К2, К3). Так как рассматриваемые технологические процессы лесосечных работ представляют собой множества вариантов (альтернатив) V={VA,VB,VC,VD,VE}, следо-
вательно, многокритериальная задача выбора наиболее эффективного техпроцесса сводится к одноцелевой. Под частным критерием Кi понимается функция, определенная на V.

Выявление наиболее эффективного технологического процесса осуществляется на основе процедуры принятия решения с применением комплексного критерия (рис. 1).

Методика принятия решения включает в себя следующие этапы:

Рис.1. Методика оценки и выбора техпроцесса лесосечных работ

1. Сбор фактических данных, характеризующих производительность, качество и затраты техпроцессов на основе данных отчетности предприятий и данных оперативного учета на лесосечных работах.

2. Оценка резервов повышения эффективности техпроцессов по соответствующим уровням принятия решений: X1 – фактические прямые эксплуатационные затраты, производительность лесосечных машин и ка-
чество круглых лесоматериалов; X2 – фактические полные (коммерческие) затраты, производительность лесосечных машин и качество круглых лесоматериалов; X3 – фактические прямые эксплуатационные затраты, производительность лесосечных машин с учетом ее повышения, требуемое качество круглых лесоматериалов; X4 – фактические полные (коммерческие) затраты, производительность лесосечных машин с учетом ее повышения и требуемое качество круглых лесоматериалов.

Уровни X3 и X4 позволяют осуществлять оценку технологических процессов лесосечных работ с учетом влияния на последующие смежные производства, в первую очередь вывозку и нижнескладские работы.

3. Расчет и анализ фактических значений показателей, а также выявление минимальных и максимальных значений данных показателей по каждому технологическому процессу лесосечных работ.

4. Выявление оптимальных вариантов технологических процессов лесосечных работ по Эджворту-Парето.

5. В связи с тем, что в данном случае показатели имеют разные шкалы и не выражаются в одних и тех же единицах измерения, их необходимо пронормировать. Это достигается путем введения функции:

, (1)

где Kimin и Kimax – соответственно минимальное и максимальное значения показателей на рассматриваемом множестве.

6. Выбор и расчет коэффициентов важности, который осуществляется с использованием экспертных оценок. Получив результаты экспертизы, следует определить согласованность мнений экспертов посредством расчета коэффициента вариации Vэ. Мнения экспертов можно считать согласованными, если его значение по конкретному показателю не превышает 0,2:

, (2)

где – дисперсия,

qi – средняя оценка i-гo показателя:

, (3)

где hj – экспертная оценка i-гo показателя, установленная экспертом j,

m – количество экспертов.

В предлагаемой методике предусматривается рассчитывать значение коэффициента конкордации (согласованности) Кендалла, а затем оценивать его значимость. Коэффициент конкордации W вычисляется по формуле:

, (4)

где 12 – постоянная величина в формуле расчета коэффициента конкордации Кендалла,

n – число показателей,

m – число экспертов,

S – коэффициент вариации относительно среднего ранга.

S определяется как сумма квадратов отклонений, вычисляется по формуле:

, (5)

где Rij – ранг i-го показателя, присвоенный j-м экспертом.

Значение коэффициента конкордации может изменяться в пределах от 0 до 1. Чем ближе W к 1, тем выше согласованность мнений экспертов.

В итоге определяется коэффициент важности показателей:

, (6)

где qk – средняя экспертная оценка i-гo показателя,

n – количество показателей.

7. Расчет комплексного критерия эффективности методом свертывания (метод Гермейера). Данный метод заключается в переходе от векторного критерия к скалярному путем образования суммарного монопоказателя. При этом составляется одна функция, аргументами которой служат компоненты вектора полезного эффекта. Комплексный критерий в данном случае образуется в виде некоторой суммы частных критериев. Таким образом, для выбора наилучшей альтернативы достаточно решить многоцелевую задачу, которая может быть сведена
к задаче скалярной оптимизации с использованием функции вида:

, (7)

где i – коэффициент значимости i–го показателя. Обычно .

С целью повышения достоверности и точности принятия решений предлагается параллельно с описанной методикой выполнять экспертный анализ и SWOT-анализ. Экспертный анализ позволяет выявить резервы повышения эффективности, осуществить расчет коэффициентов важности и оценить перспективность развития рассматриваемых техпроцессов лесосечных работ. SWOT-анализ – это определение сильных и слабых сторон развития процесса, а также возможностей и угроз, исходящих из ближайшего окружения (внешней среды). Методика SWOT-анализа представляет эффективный, доступный и дешевый способ оценки состояния проблемной ситуации в организации. С ее помощью также можно оценить перспективы развития техпроцессов лесосечных работ.

Четвертый раздел посвящен исследованию влияния технологических процессов лесосечных работ на качество получаемых круглых лесоматериалов и установлению характеристик качества круглых лесоматериалов, заготавливаемых при применении различных машин и механизмов, используемых в технологических процессах лесосечных работ.

По результатам исследования было выявлено, что наиболее распространенными являлись механические повреждения (вырыв, задир, запил), дефекты обработки (сучья, скол, отщеп, трещина) и загрязнения почвой (рис. 2).

Рис. 2. Распределение видов дефектов в зависимости от сезона

В результате было установлено, что самое высокое негативное влияние на качественные характеристики круглых лесоматериалов, особенно в летний период времени, оказывают хлыстовой механизированный, деревьями машинизированный и механизированный техпроцессы.

В пятом разделе на основе методики оценки эффективности технологических процессов лесосечных работ обосновывается выбор технологических процессов лесосечных работ для лесозаготовительных организаций Республики Карелия.

Для этого проведена альтернативная оценка технологических процессов лесосечных работ на примере трех лесозаготовительных предприятий, работающих в северной (предприятие N1), центральной (предприятие N2) и южной (предприятие N3) частях Республики Карелия
в различных природно-производственных условиях (таблица 2).

Таблица 2

Исходные данные по предприятиям

Предприятие	Применяемые техпроцессы	Среднее расстояние трелевки, км	Среднее расстояние вывозки, км	Средний объем хлыста, м3	Породный состав	Год. 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	C	0,3	13	0,211	6С3Е1Б	218,4
	D	0,15	70	0,234	4С5Е1Б	214,9
N3	A	0,6	56	0,282	4С2Е2Б2О	144,8
	C	0,7	56	0,251	4Е3Б3О+С	176,4

В исследуемых технологических процессах лесосечных работ применялась следующая техника отечественного и импортного производства: валочно-пакетирующие машины (Timberjack 850), колесные и гусеничные харвестеры (Timberjack 1270D, John Deere 1070D, John Deere 1270D, Volvo EC210BLC, Valmet 901.3, Valmet 911.3), бензиномоторные пилы (Husqvarna-257, Husqvarna-262 XP), гусеничные трелевочные трактора (ТДТ-55А, ТЛТ-100А, ТБ-1-16), колесные форвардеры (Timberjack 1410D, Timberjack 1010D, John Deere 1110D, John Deere 1410D, Valmet 840.3), колесные скиддеры (Timberjack 460D), гусеничные скиддеры (МЛ-136), гусеничные сучкорезные машины (ЛП-30Б)
и процессоры (Hitachi Zaxis 230).

Для проведения оценки и выбора техпроцессов были осуществлены экспертные опросы, которые показали согласованность мнений экспертов (V < 0,2 и W = 0,6). В результате выявлены значения коэффициентов важности, которые составили для качественных характеристик – 0,361, для комплексной производительности – 0,301 и затрат – 0,338.

Проведенная оценка техпроцессов по предложенной методике позволила установить величину комплексного критерия по рассматриваемым техпроцессам (рис. 3):

Рис. 3. Значение комплексного критерия для исследованных предприятий

На основе оценки техпроцессов по комплексному критерию предприятию N1 рекомендовано значительно увеличить долю сортиментной машинизированной заготовки леса с использованием машин зарубежного производства (John Deere, Ponsse). Предприятию N2 рекомендовано 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. Предприятию N3 рекомендовано увеличить долю использования сортиментного машинизированного техпроцесса с 45 % до 90 % с использованием машин зарубежного производства (John Deere, Ponsse).

Основные выводы и рекомендации

1. Проведенные исследования технологических процессов лесосечных работ по пятнадцати лесозаготовительным предприятиям Республики Карелия 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 %) и 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 и характеристики качества лесоматериалов, определяющего 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.

3. Сравнивая рассматриваемые техпроцессы по удельным прямым эксплуатационным затратам, можно сделать вывод о том, что они незначительно отличаются друг от друга, но 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 %. Учитывая высокую стоимость используемого оборудования, большую степень его изношенности и низкий коэффициент использования, можно говорить о том, что данный техпроцесс является более затратным по сравнению с другими.

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 соответственно; деревьями механизированный и машинизированный – 38,5 и 14,8 соответственно. Кроме того, 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 %.

5. При анализе качества заготовленных круглых лесоматериалов оценка осуществлялась для хвойных пиловочных бревен и березового баланса с учетом поставок на экспорт и на внутренний рынок для условий летнего и зимнего периодов. При поставке на экспорт наибольший процент брака пиловочных бревен выявлен при использовании хлыстового механизированного процесса 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 %) показал сортиментный механизированный процесс. При поставке на внутренний рынок наибольший процент брака пиловочных бревен дает 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 %). Таким образом, при оценке качества наиболее эффективными являются сортиментные техпроцессы лесосечных работ с различными уровнями машинизации.

6. В результате проведенного исследования было установлено, что наиболее распространенными дефектами обработки, вызванными применяемыми техпроцессами лесосечных работ, выступили: механические повреждения (вырывы, задиры, запилы), дефекты обработки (сучья, ско-
лы, отщепы, трещины) и загрязнения почвой. По сортиментному механизированному техпроцессу: такие 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 %). По сортиментному машинизированному – основные дефекты обработки: при обрезке сучьев – неполностью срезанные сучья (до 2 %), при валке дерева и последующей его раскряжевке на сортименты – сколы, отщепы, трещины (около 2 %). При механизированном хлыстовом
и механизированном деревьями техпроцессах – 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 за-
диры (менее 1,7 %), сучья (менее 1,5 %).

7. Для выбора технологического процесса лесосечных работ предлагается использование критерия  = (К1, К2, К3), позволяющего одновременно учитывать производительность по показателю выработки систем лесосечных машин и механизмов, прямые эксплуатационные затраты на лесосечных работах и качество заготовленных круглых лесоматериалов. Значение данного критерия в скалярном виде определяется путем известных процедур свертывания целей и рассчитывается по формуле . Значение критерия изменяется в интервале от 0 до 1. Наиболее эффективным является технологический процесс лесосечных работ, обладающий наибольшим значением критерия К.

8. Принятие решения по выбору технологических процессов лесосечных работ целесообразно проводить с использованием предложенной методики, включающей следующие процедуры:

 определение частных показателей техпроцессов лесосечных работ;

 оценка резервов повышения эффективности техпроцессов;

 расчет и анализ фактических значений показателей по технологическим процессам лесосечных работ;

 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 %.

Публикации по теме диссертации

1. Кузнецов Ю. Д., Коновалов А. П. Совершенствование системы уп-
равления лесным комплексом в условиях рынка / Ю. Д. Кузнецов, А. П. Коновалов. Региональные аспекты социально-экономического развития хозяйственного комплекса. Сб. тр. ПетрГУ. Серия: Экономика – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1999. – С. 139145. (Личное участие при написании статьи 50 %.)

2. Сюнёв В. С., Коновалов А. П. Себестоимость машинизированной сор-
тиментной технологии в условиях Республики Карелия / В. С. Сюнёв, А. П. Коновалов, А. А. Селиверстов // Лес и бизнес, № 9 (29), 2006. – С. 54–59. (Личное участие при написании статьи 30 %.)

3. Сюнёв В. С., Коновалов А. П. Особенности учета затрат при различных технологиях заготовки леса на предприятиях Республики Карелия / В. С. Сюнёв, А. П. Коновалов, А. А. Селиверстов // Лесной эксперт, № 1 (38). Ч. 1. 2007. – С. 54–56. (Личное участие при написании статьи 30 %.)

4. Сюнёв В. С., Коновалов А. П. Особенности учета затрат при различных технологиях заготовки леса на предприятиях Республики Карелия / В. С. Сюнёв, А. П. Коновалов, А. А. Селиверстов // Лесной эксперт, № 2 (31). Ч.2., 2007. – С. 52–55. (Личное участие при написании статьи 30%.)

5. Коновалов А. П. Производительность систем машин и качество древесины как важнейшие факторы при сравнительной оценке эффективности лесозаготовительных технологий // Известия СПбГЛТА. Вып. 183. – СПб.: СПбГЛТА, 2008. – С. 75–80.

6. Сюнёв В. С., Коновалов А. П. Оценка производительности и прямых затрат различных технологий лесозаготовок / В. С. Сюнёв, А. П. Ко-
новалов, А. А. Селиверстов // Сб. науч. тр. по итогам междунар. научн.-техн. конф. Вып. 21 (под ред. Памфилова Е. А.) // Актуальные проблемы лесного комплекса. – Брянск: БГИТА. – 2008. – С. 225–228. (Личное участие при написании статьи 30 %.)

7. Коновалов А. П., Селиверстов А. А. Технологии лесозаготовок: оценка по технико-экономическим факторам / А. П. Коновалов, А. А. Се-
ливерстов // Лесной эксперт. № 1 (46), 2008. – С. 76–81. (Личное участие при написании статьи 50 %).

8. Сюнёв В. С., Коновалов А. П. Сравнение эффективности технологий лесозаготовок на основе экспертного анализа / В. С. Сюнёв, А. П. Ко-
новалов, А. А. Селиверстов // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. № 3 (94). – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. – C. 89–93. (Личное участие при написании статьи 30 %).

9. Сюнёв В. С., Соколов А. П., Коновалов А. П. Опыт сравнительных исследований различных технологий лесосечных работ в условиях лесозаготовительных компаний Республики Карелия / В. С. Сюнёв, А. П. Соколов, А. П. Коновалов, В. К. Катаров, А. А. Селиверстов, Ю. Ю. Герасимов, С. Карвинен, Э. Вялккю // Лес и бизнес. № 5 (45), 2008. – С. 50–56. (Личное участие при написании статьи 12 %).

10. Сюнёв В. С., Соколов А. П., Коновалов А. П. Сравнение технологий лесосечных работ в лесозаготовительных компаниях Республики Карелия / В. С. Сюнёв, А. П. Соколов, А. П. Коновалов, В. К. Катаров, А. А. Селиверстов, Ю. Ю. Герасимов, С. Карвинен, Э. Вялккю. НИИ леса Финляндии. Исследовательский центр Йоэнсуу, 2008. 127 с. (Личное участие при написании монографии 12 %).

Подписано в печать 09.03.09. Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Уч.-изд.л. 1. Тираж 100 экз. Изд. № 76

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Отпечатано в типографии Издательства ПетрГУ

185910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33