кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
В статье представлена новая комплексная трехуровневая концепция оценки проектных решений по выполнению обрабатывающих операций на несплошных рубках, отличающаяся возможностью одновременного прогнозирования энергозатрат, технико-экономического результата и лесоводственно-экологических последствий для лесной среды. Для реализации данной концепции была предложена структура трехуровневой автоматизированной системы повышения эффективности работы бензопилами на несплошных рубках путем обоснования оптимальной технологии и организации труда, комплекта бензиномоторного инструмента, способа и параметров разработки пасек. На первом уровне для обоснования оптимального комплекта бензиномоторного инструмента предлагается математическая модель процесса выполнения комлевого пропила по определению удельных энергозатрат. На втором уровне для обоснования оптимальной технологии и организации труда предлагаются имитационные модели процесса выполнения обрабатывающих операций по определению удельных приведенных энергозатрат. На третьем уровне для обоснования оптимального способа и параметров разработки пасеки используется обобщенный критерий оценки эффективности выполнения обрабатывающих операций с учетом прямых производственных затрат, лесоводственного ущерба, а также повреждаемости подроста. По каждому обозначенному уровню решаемых задач был разработан математических аппарат, информационное и программное обеспечение, рекомендованное к использованию на лесозаготовительных предприятиях. В настоящее время оно успешно внедрено в Московской и Тамбовской областях. По результатам внедрения наблюдается снижение на выполнении обрабатывающих операций: удельных и удельно-приведенных энергозатрат (от 4 до 9 %); общих прямых затрат (от 3до 7%); а также лесоводственного и экологического ущерба (от 5 до 11 %).
The article presents a new comprehensive three-level concept for evaluating design decisions for performing processing operations on incomplete logging, which is distinguished by the ability to simultaneously predict energy costs, technical and economic results, and forestry and environmental consequences for the forest environment. To implement this concept, a structure of a three-level automated system for increasing the efficiency of working with chainsaws on incomplete cutting was proposed by substantiating the optimal technology and organization of work, a set of gasoline-powered tools, a method and parameters for developing apiaries. At the first level, to substantiate the optimal set of gasoline-powered tools, a mathematical model of the process of performing butt cuts for the determination of specific energy costs is proposed. At the second level, to substantiate the optimal technology and labor organization, simulation models of the process of performing processing operations to determine the specific reduced energy costs are proposed. At the third level, in order to justify the optimal method and parameters for apiary development, a generalized criterion is used to assess the efficiency of processing operations taking into account direct production costs, forestry damage, as well as damage to the undergrowth. For each indicated level of tasks to be solved, a mathematical apparatus, information and software recommended for use at logging enterprises was developed. Currently, it has been successfully implemented in the Moscow and Tambov regions. According to the results of the implementation, there is a decrease in the performance of processing operations: specific and specific reduced energy costs (from 4 to 9%); total direct costs (from 3 to 7%); as well as forestry and environmental damage (from 5 to 11%).
ВВЕДЕНИЕОдной из основных задач развития лесозаготовок является комплексное совершенствование лесосечных работ с позиции снижения энергоемкости производственных процессов, роста производительности труда, повышения лесоводственного эффекта рубки и уменьшения негативных экологических последствий окружающей среде [11-14]. Возможности реализации такого подхода находятся на стадии проектирования производства при обосновании эффективных технико-технологических и организационных решений по выполнению обрабатывающих операций [5-10]. В настоящее время на валке деревьев, обрезке сучьев и раскряжевке хлыстов широко используются бензопилы, особенно в условиях когда другие средства ограничены в работе: по своим техническим возможностям (из-за рельефа местности, несущей способности грунтов, крупности деревьев); лесоводственно-экологическими требованиями (к повреждаемости оставляемых деревьев, сохраняемости подроста и доли технологических площадей на лесосеке); а также экономической целесообразностью (при освоении разрозненных лесосек с небольшими объемами лесопользования). Эффективность механизированного выполнения обрабатывающих операций во многом зависит от: выбора технологии и комплекта бензиномоторного инструмента; способа, параметров и последовательности разработки пасеки и ленты; а также от индивидуальных особенностей мотористов бензопил [1,2,3, 4].