Введение к работе
Актуальность исследования. По данным мировой статистики, в условиях индустриальной экономики наиболее развитых стран процесс собственного производства товаров составляет только 2% от общего времени цикла процессов производственно-коммерческой деятельности, завершающейся доставкой товара потребителю. Остальные 98% времени приходится на различные виды перемещений и хранения исходных материалов, полуфабрикатов и готовой продукции. Транспортными средствами лесопродукция перемещается от пункта производства или складирования к пункту потребления. Для вывозки древесины, как технологической фазы лесозаготовительного процесса, необходима организационная структура, которая может быть различной. От выбора той или иной транспортно-технологической системы зависит величина общих затрат на вывозку древесины. Сокращение расходов за счет организационных и технологических решений, научных методов оптимизации потоковых процессов является важнейшей задачей, которая может быть решена на основе логистики.
При проектировании лесной транспортной инфраструктуры следует обосновать хозяйственную необходимость и экономическую целесообразность строительства проектируемых объектов. Размещение лесовозных дорог различной категории является сложной многовариантной задачей, решение которой должно быть связано с технологией лесосечных работ и вывозкой древесины. Многоэтапное проектирование лесотранспортной инфраструктуры заключается в комплексном решении задач: обоснование годового объема заготовки и вывозки древесины, выбора пункта примыкания, выбора схемы размещения путей, обоснование типа и вида транспортных средств.
Эффективность вывозки древесины зависит от соответствия используемых транспортных средств и дорожных машин природно-производственным условиям выбора оптимальной транспортно-технологической схемы. Многоступенчатая технология транспорта с оптимальными параметрами позволяет создать при ограниченных капиталовложениях устойчивую транспортную структуру, гарантирующую ритмичную работу наиболее капиталоемких участков лесозаготовительного производства – магистрального транспорта, нижнего склада и цехов переработки. Благодаря высокому уровню использования производственных мощностей и трудовых ресурсов, сокращению затрат на строительство дорог обеспечиваются условия для снижения себестоимости продукции. Гибкость многоступенчатой схемы вывозки древесины позволяет применять ее в различных вариантах с учетом климатических, почвенно-грунтовых и технологических факторов. При использовании многоступенчатой технологии вывозки древесины необходимо учитывать природные факторы: типы леса, характеризуемые почвенно-грунтовыми и гидрологическими условиями. Внедрение многоэтапной технологии вывозки древесины с учетом почвенно-грунтовых и гидрологических условий, может позволить предприятию минимизировать затраты на транспортировку древесины.
Цель работы. Повышение эффективности работы лесопромышленных предприятий за счет оптимизации транспортно-технологических схем вывозки древесины с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий.
Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи исследования:
разработана математическая модель проектирования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;
исследовано влияние лесорастительных, почвенно-грунтовых и гидрологических условий на эффективность строительства лесной транспортной инфраструктуры;
проведен сравнительный анализ различных транспортно-технологических схем;
разработан алгоритм поиска оптимальной транспортно-технологической системы лесозаготовительного предприятия в различных природно-производственных условиях;
разработана программа для ЭВМ оптимизации лесной транспортной инфраструктуры «REULG» при различных природно-производственных условиях.
Научная новизна. Разработана математическая модель проектирования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры с учетом почвенно-грунтовых и гидрологических условий. Созданная на базе математической модели программа для ЭВМ «REULG» позволяет обосновать оптимальную транспортно-технологическую схему, обеспечивающую минимальные затраты на строительство, содержание, ремонт дорог и вывозку древесины. В математической модели был введен и определен коэффициент соотношения расстояний. Этот коэффициент позволяет определить местоположение перегрузочного пункта и транспортно-технологическую схему вывозки древесины.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Математическая модель обоснования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры, учитывающая тип леса, почвенно-грунтовые и гидрологические условия;
-
Методика обоснования оптимальной транспортно-технологической структуры с учетом типа леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;
-
Программа оптимизации лесной транспортной инфраструктуры и схемы вывозки древесины;
-
Результаты исследования зависимости стоимости строительства и содержание лесовозных дорог и вывозки древесины от природно-производственных и почвенно-грунтовых условий;
-
Рекомендации по практическому внедрению методики обоснования оптимальной транспортной инфраструктуры на лесопромышленных предприятиях
Обоснованность и достоверность результатов научных положений. Обоснованность и достоверность научных положений подтверждена использованием результатов исследования на предприятии ООО «МЕТСЯ ФОРЕСТ Подпорожье».
Адекватность математической модели подтверждена проведенными экспериментами, их практической реализацией. При проведении экспериментов был использован пакет программ Microsoft Office, свободная программа для создания двух- и трехмерных графиков Gnuplot и линейка продуктов компании Microsoft, Microsoft Visual Studio, включающая интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Для теории имеют значение:
математическая модель обоснования оптимальной транспортно-технологической системы, обеспечивающей минимальные затраты на строительство, содержание, ремонт дорог и вывозку древесины;
теоретическое и экспериментальное обоснование методики поиска оптимальной транспортно-технологической системы с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;
закономерность изменения величины затрат на вывозку 1 м3 древесины при различных почвенно-грунтовых и гидрологических условиях за счет использования одноступенчатой или двухступенчатой технологии вывозки древесины;
коэффициент соотношения расстояний, представляющий собой отношение расстояния, на которое вывозится древесина конкретным видом автотранспорта, к общей длине дороги.
Для практики имеют значение:
математическая модель обоснования оптимальной транспортно-технологической системы, обеспечивающей минимальные затраты на строительство, содержание, ремонт дорог и вывозку древесины;
методика обоснования оптимальной транспортно-технологической схемы с учетом типа леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий;
программа для ЭВМ «REULG» обоснования оптимальной лесной транспортной инфраструктуры, разработанная на базе математической модели, с учетом типов леса, почвенно-грунтовых и гидрологических условий.
Методы исследования. Поставленные задачи решены на основе системного подхода, лесной типологии, математического и программного моделирования, метода сравнительного анализа, вычислительных экспериментов с использованием ЭВМ. При экспериментальных исследованиях использовались: программное средство Microsoft Visual Studio, включающее интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств, операционная система Windows XP и пакет программ Microsoft Office.
Апробация результатов. Результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических семинарах и конференциях Санкт-Петербургского Государственного Лесотехнического университета им. С.М. Кирова в 2009-2013, международной научно-технической конференции «Опыт лесопользования в условиях Северо-Запада РФ и Фенноскадии» (20 – 22 сентября 2011 г. в г. Петрозаводск), Международной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Современные проблемы и перспективы развития рационального лесопользования в условиях рынка» (Санкт-Петербургский Государственный Лесотехнический университет им. С.М. Кирова, 10-11 ноября 2011г.), IV Международной научной конференции «Актуальные проблемы народнохозяйственного комплекса: инновации и инвестиции» (г. Москва, 28 мая 2012 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 2 работы в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка и приложения. Диссертация изложена на 175 страницах текста, включает библиографический список из 90 наименований, 21 рисунка, 9 таблиц.
