Transcript Распределение технологических процессов лесосечных работ

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО
КРИТЕРИЯ (В ПРИРОДНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ)
КОНОВАЛОВ АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ
ст. преподаватель кафедры экономики и управления
производством ПетрГУ
[email protected]
+7-921-220-5977
1
Актуальность темы
1. 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
2
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.
3
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
4
Распределение технологических процессов лесосечных работ
935
тыс. м3/год
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
Объемлесозаготовок 0
503
363
318
67
A
B
C
D
E
Распределение технологий
Деревьями
18%
Хлыстовая
42%
Сортиментная
40%
5
Перечень операций и технические средства их выполнения (фрагмент таблицы)
№
п/п
1
1.1
1
1.3
2
2.1
2.2
2.3
2.5
3
3.1
3.2
3.3
4
4.1
4.2
4.3
4.4
Перечень операций и технические средства их выполнения
Валка деревьев
Бензиномоторная пила
Валочно-пакетирующая машина
Харвестер
Очистка стволов от сучьев
Бензиномоторная пила
Процессор*
Харвестер
Мобильная сучкорезно-раскряжевочная установка*
Раскряжевка хлыстов
Бензиномоторная пила
Процессор
Харвестер
Трелевка деревьев или хлыстов
Трелевочный трактор с тросочокерным оборудованием
Трелевочный трактор с челюстным захватом
Трелевочный трактор с захватом манипуляторного типа
Форвардер
* - в условиях лесосеки
Варианты ТП
ТП-2 ТП-3 ТП-5 ТП-6
+
+
-
+
-
+
-
+
+
+
+
+
-
+
-
+
+
-
-
+
-
+
-
+
+
+
+
+
-
+
+
+
-
+
+
6
Показатели эффективности:
= производительность системы лесосечных машин
и механизмов:
1
1
1
1
1



 ... 
,
П П1 П 2 П 3
Пn
= прямые эксплуатационные затраты на заготовку
1 м3 круглых лесоматериалов:
З1  З2  З3  З4  З5  З6
C
,
Q
= характеристики качества лесоматериалов:
i
N деф j
Ккач  i
,
N общ j
7
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);
8
м3/машино-смену
30
25
35
A
20
15
B
40
14
C
D
Комплексная выработка на машино-смену
39
0
E
A
B
C
D
ЛП-30Б
ТДТ
вальщик
Hitachi 230
(LC)
TJ 460 D
TJ 850
ТДТ
сучкорез
м3/час
ЛП-30Б
ТДТ
вальщик
Hitachi 230
(LC)
TJ 460 D
60
вальщик
E
форвардер
D
вальщик
C
TJ 850
ТДТ
0
форвардер
B
б/пила
б/пила
форвардер
20
харвестер
A
б/пила
форвардер
харвестер
м3/машино-смену
Выработка на машино-смену по
используемым машинам и механизмам
120
100
80
Часовая выработка
40
25
20
15
10
5
0
E
30
24,5
14,8
10
5
9
250
250
200
200
150
146
119
142
133
150
117
103
100
85
82
81
64
50
95
100
53
49
50
A
B
C
результаты иследований
D
расчет по методике [1]
E
ЛП-30Б
ТДТ
вальщик
Hitachi 230 (LC)
TJ 460 D
TJ 850
ТДТ
сучкорез
вальщик
вальщик
форвардер
0
форвардер
0
харвестер
Затраты, руб/м3
Средние прямые эксплуатационные затраты по машинам и
механизмам
10
Прямые эксплуатационные затраты по предприятиям
400
350
369
348
335
309
Затраты, руб/м3
300
314
301
287
259
250
252
242
258
255
238
223 231 231
Часовая выработка
201
200
244 250
217
134
150
100
50
0
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
Предприятия
14
15
11
Средние затраты
Средние прямые затраты по техпроцессам
250
220
210
280
265
250
255
250
248
230
180
Затраты, руб/м3
Затраты, руб/м3
330
211
200
161
150
132
112
105
100
40
50
130
39
35
0
A
B
C
D
A
E
B
C
Постоянные затраты
D
E
Переменные затраты
160
135
140
руб/м3
120
Средние затраты по элементам
126
119
114
100
80
86
61
61
60
40
81
68
47
49
36
20
26 25
8
37,4
33
20 15
15
46
10
12 15
D
E
24
0
A
B
C
Материальные затраты
Затраты на оплату труда
Отчисления на оплату труда
Амортизация
12
Прочие
Распределение технологий по средним
затратам и производительности
Производительность, м3/смена
Затраты, руб/м3
13
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
18
23
Сорт (х+ф)
28
33
38
Сорт (б/п+ф)
Хлыст (б/п+ТТ)
Дер (б/п+ТТ)
Дер (ВПМ+ТТ)
13
%
Процент брака для различных видов сортиментов,
заготовленных в зимний и летний сезоны, по
технологическим процессам лесосечных работ
Сортиментная
механизированная
технология
10
9
8
Сортиментная
машинизированная
технология
7
6
5
Хлыстовая
технология
4
3
2
1
Заготовка
деревьями
механизированная
0
Зима
Лето
сосновые и еловые
пиловочные бревна
Зима
Лето
березовый
фанкряж
Зима
Лето
сосновый
и еловый баланс
Зима
Лето
березовый
баланс
Заготовка
деревьями
машинизированная
14
15
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.
16
Механические повреждения, дефекты обработки и загрязнения почвой
у сосновых (1) и еловых (2) пиловочных бревен (летний период)
8
Сортиментная
механизированная
технология
7
6
Сортиментная
машинизированная
технология
%
5
4
3
Хлыстовая
технология
2
1
0
1
2
Сучья
1
2
Скол, отщеп,
трещина от валки
Дефекты обработки
1
2
Запил, заруб
1
2
Вырыв, задир
Механические повреждения
1
2
Загрязнения
почвой
Заготовка
деревьями
механизированная
Заготовка
деревьями
машинизированная
17
Механические повреждения, дефекты обработки и загрязнения почвой
у сосновых (1) и еловых (2) пиловочных бревен (зимний период)
3,5
Сортиментная
механизированная
технология
3
2,5
Сортиментная
машинизированная
технология
2
1,5
Хлыстовая
технология
1
0,5
0
1
2
Сучья
1
2
Скол, отщеп,
трещина от валки
и раскряжевки
Дефекты обработки
1
2
Запил, заруб
1
2
Вырыв,
задир
Механические повреждения
Заготовка
деревьями
механизированная
Заготовка
деревьями
машинизированная
18
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.
19
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 сучкорезнопротаскивающим 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.
20
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%.
21
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.
22
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)
23
Обоснование выбора
технологических процессов
для условий Республики
Карелия
Объемлесозаготовок
Характеристика объекта исследования
Деревьями
18%
Сортиментная
40%
Хлыстовая
42%
24
Объемы лесозаготовок по предприятиям
433
450
400
321
тыс. м3/год
350
300
250
242
198
179
200
122
150
84
100
103 96
90
50
48
58
N6
N7
70
75
0
N1
N2
N3
N4
N5
N8
N9 N10 N11 N12 N13 N14 N15
Предприятия
A
B
C
D
E
25
SWOT-анализ
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 опасностей
находятся:
- 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
26
лесосечных работ, основанных на сортиментной заготовке.
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;
27
Коэффициенты важности (V<0,2 и W>0,6):
– качество
– производительность
– затраты
– 0,361
– 0,301
– 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;
28
Пред
прият
ие
N1
N2
N3
Среднее
расстояние
трелевки, км
Среднее
расстояние
вывозки, км
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
С
0,4
78
0,130
3С7Б
106,8
D
0,4
78
0,130
3С7Б
71,8
A
0,3
26
0,272 5С3Е2Б
50,0
С
0,3
26
0,272 5С3Е2Б
34,4
Технология
Средний
объем
хлыста, м3
Породный
состав
Годовой объем
лесозаготовок,
тыс. м3
29
Комплексный критерий по техпроцессам
0,70
0,60
0,55
0,55
0,45
0,50
0,36
0,40
0,30
0,58
0,35
A
C
0,29
D
0,20
0,10
0,00
N1
N2
N3
30
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).
31
Оценка перспективности техпроцессов – эксперты
45,0
41,2
40,0
35,0
%
30,0
23,5
25,0
17,6
20,0
11,8
15,0
10,0
5,0
5,9
0,0
C
A
B
D
E
Технологические процессы
32
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
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.
1.
В качестве основного критерия при выборе технологических процессов лесосечных работ
рекомендуется использовать комплексный критерий, учитывающий указанные
показатели
33
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%.
34
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 периодов
При 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.
35
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%).
36
7. Для выбора технологического процесса лесосечных работ
предлагается использование критерия
К =(К1, К2, К3).
Значение критерия в скалярном виде:
K   i K i (v)
i
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
37
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%.
38
СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ!
39