Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса, цель и задачи исследований 10
1.1 Особенности выполнения трелевки в условиях малолесных районов 10
1.2 Анализ технологий и технических средств для выполнения трелевки в условиях малолесных районов 13
1.3 Трелевка леса - как объект оптимизации процесса 22
1.4 Анализ исследований по оценке функционирования трелевочной техники на лесосеке 25
1.5 Выводы, цели и задачи исследований 29
2 Теоретические исследования процесса трелевки в условиях малолесных районов 33
2.1 Разработка технологических вариантов выполнения трелевки применительно к условиям малолесных районов 34
2.2 Исследование структуры времени трелевки на выборочных рубках ухода за лесом 44
2.3 Цель и задачи имитационного моделирования процесса работы исследуемой техники 52
2.4 Имитационное моделирование технологии трелевки исследуемых вариантов техники... 53
2.5 Выводы по разделу 2 67
3 Программа и методика экспериментальных исследований 68
3.1 Программа экспериментальных исследований 68
3.2 Методика проведения хронометражных наблюдений за работой трелевочных средств 70
3.3 Методика проведения активных экспериментальных исследований 73
3.4 Производственная проверка разработанных имитационных моделей на адекватность 82
3.5 Оптимизация процесса трелевки в условиях малолесных районов 83
3.6 Выводы по разделу 3 97
4 Результаты и анализ экспериментальных исследований 98
4.1 Результаты проведения хронометражных наблюдений за работой трелевочных средств 98
4.2 Результаты многофакторного эксперимента по определению составляющих циклового времени трелевки 104
4.3 Результаты проведения производственной проверки разработанных имитационных моделей на адекватность 106
4.4 Оценка характера и степени влияния основных природно производственных факторов на показатели выполнения трелевки 111
4.5 Результаты оптимизации процесса трелевки в условиях малолесных районов 122
4.6 Выводы по разделу 4 125
5 Экономическое обоснование технологии трелевки в условиях малолесных районов 126
5.1 Результаты технико-экономических расчетов по обоснованию технологии трелевки 127
5.2 Выводы по разделу 5 131
Общие выводы и рекомендации 132
Список используемой литературы
- Трелевка леса - как объект оптимизации процесса
- Анализ исследований по оценке функционирования трелевочной техники на лесосеке
- Цель и задачи имитационного моделирования процесса работы исследуемой техники
- Результаты проведения производственной проверки разработанных имитационных моделей на адекватность
Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных задач развития лесных предприятий на территориях с истощенными сырьевыми базами является комплексное совершенствование пользование лесом с позиций производственно-экономической и лесоводственно-экологическои эффективности. Такой подход важно реализовывать с самого начала проектирования лесосечных работ при обосновании системы машин, формирование которой начинается с выбора техники на ведущей операции. В условиях малолесных районов такой операцией является трелевка, в наибольшей степени определяющая стоимость и трудоемкость всех основных и подготовительных работ, а также негативные экологические последствия в виде повреждений оставляемому подросту и деревьям на лесосеке. Вместе с тем, технология трелевки влияет на лесоводственный результат проводимого ухода за лесом, когда при прокладывании волоков и визиров определенной густоты и размеров из процесса лесовыращивания изымается определенная доля территории.
Принятие решений по выбору эффективной технологии трелевки с обозначенных позиций на сегодняшний день ограничено следующими причинами. Сравнение показателей работы существующих трелевочных средств путем натурного эксперимента очень трудоемкий процесс и при этом достоверность полученных результатов не велика по причине отсутствия идентичных условий его проведения в лесу, а для использования ЭВМ необходима разработка критерия позволяющего комплексно оценивать эффективность трелевки, а также математического аппарата функционирования исследуемой техники и соответствующего им программного обеспечения. При этом получение математических моделей работы трелевочных средств только на основе регрессионного анализа не обеспечивает необходимой чувствительности ко всем существенным факторам влияния природного, технического и технологического характера. Целесообразно подключение имитационного моделирования, позволяющего на основе системного подхода более глубоко изучить различные технологии и получить модели, позволяющие не только адекватно прогнозировать результаты трелевки в широко меняющихся условиях производства и природной среды, но и выполнять направленный поиск ее оптимальных технико-технологических параметров.
Таким образом, разработка обобщенного критерия оценки выполнения трелевки с позиций лесоводственно-экологическои и технико-экономической эффективности, соответствующего ему математического аппарата и программного обеспечения прогнозирующего на ЭВМ результаты операции различными способами с возможностью расчета оптимальных технико-технологических параметров является чрезвычайно актуальным для лесного комплекса малолесных районов вопросом, положительное решение которого, представляет большой научный и практический интерес.
Цель работы - повышение эффективности трелевки в малолесных районах путем разработки и обоснования наиболее адаптированной технологии к конкретным условиям производства и природной среды на основе имитационного моделирования и многокритериальной оптимизации технико-технологических параметров.
Объектом исследования являются технологические процессы и оборудование тракторной трелевки древесины.
Предметом исследования являются имитационные модели
функционирования трелевочной техники, критерии эффективности выполнения трелевки с технико-экономической и лесоводственно-экологической позиции.
Методы исследования. В процессе исследования использованы теория вероятности и математической статистики, имитационное моделирование, натурные и компьютерные эксперименты, многокритериальная оптимизация.
Научная новизна работы:
получены математические модели структуризации продолжительности цикла трелевки по технологиям учитывающим особенности малолесных районов, и отличающиеся высокой чувствительностью к основным природным, техническим и технологическим факторам влияния;
разработаны имитационные модели для расчета производительности трелевки, отличающиеся возможностью направленного поиска оптимальных технико-технологических параметров выполнения операции в широко меняющихся условиях производства и природной среды;
рассмотрена трелевка леса как объект оптимизации в виде кибернетической системы, отличающейся учетом факторов состояния и управления с позиции технико-экономического и лесоводственно-экологического совершенствования;
предложен обобщенный критерий оценки эффективности выполнения трелевки, отличающийся одновременным учетом прямых производственных затрат, затрат труда, стоимости прокладывания трелевочных волоков и потерь от их изъятия из процесса лесовыращивания, а также повреждений оставляемого древостоя на лесосеке;
разработано программное обеспечение для расчета на ЭВМ оптимальных технико-технологических параметров трелевки различными вариантами, отличающееся возможностью технико-экономического и лесоводственно-экологического совершенствования операции на стадии проектирования с последующим выбором наиболее эффективной технологии в конкретных природно-производсгвенных условиях малолесных районов.
Значимость для науки.
Полученные в диссертации аналитические зависимости уточняют и дополняют технологический расчет режимов трелевки. Предложенная кибернетическая система способствует развитию оптимизационных моделей операционных процессов лесосечных работ. Обобщение критерия оценки эффективности трелевки способствует совершенствованию экономико-математических моделей поиска оптимального варианта с учетом ограничений по лесоводственно-экологическим требованиям.
Практическая ценность работы. Разработанные аналитические зависимости продолжительности цикла трелевки позволяют в конкретных природно-производственных условиях малолесных районов обосновать оптимальные способы и режимы трелевки; разработанные имитационные модели обеспечивают возможность адекватного прогнозирования производительности работ на трелевке различными технологическими вариантами в широко меняющихся условиях производства и природной среды; представление трелевки как объекта оптимизации
в виде кибернетической системы, позволяет обозначить направления и резервы совершенствования операции применительно к условиям малолесных районов; предложенный критерий оценки эффективности трелевки позволяет комплексно совершенствовать процесс с технико-экономической и лесоводственно-экологической позиции путем обоснования оптимальных технико-технологических параметров; разработанное программное обеспечение позволяет на стадии технологического проектирования выбирать наиболее оптимальный способ и режим трелевки в конкретных природно-производственных условиях. Научные положения, выносимые на защиту:
математические модели структуризации продолжительности цикла трелевки по технологиям учитывающим особенности малолесных районов, и отличающиеся высокой чувствительностью к основным природным, техническим и технологическим факторам влияния;
имитационные модели расчета производительности трелевки позволяющие осуществлять направленный поиск оптимальных технико-технологических параметров выполнения операции в широко меняющихся условиях производства и природной среды;
общая структура трелевки леса как объект оптимизации в виде кибернетической системы с установлением факторов состояния и управления для комплексного совершенствования операции с позиций технико-экономической и лесоводственно-экологической эффективности;
обобщенный критерий оценки эффективности выполнения трелевки одновременно учитывающий прямые производственные затраты, затраты труда, стоимость прокладывания трелевочных волоков и потерь от их изъятия из процесса лесовыращивания, а также повреждений оставляемого древостоя на лесосеке;
программное обеспечение для расчета ЭВМ оптимальных технико-технологических параметров трелевки различными вариантами ее выполнения, отличающееся возможностью технико-экономического и лесоводственно-экологического совершенствования операции на стадии проектирования с последующим выбором наиболее эффективной технологии в конкретных природно-производственных условиях малолесных районов.
Достоверность полученных результатов обеспечена использованием системного подхода в исследовании технологии трелевки с применением методов планирования многофакторного эксперимента, имитационного моделирования, теории вероятности и математической статистики, а также сходимостью экспериментальных и теоретических данных, апробацией полученных результатов на предприятиях лесного комплекса.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на:
всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Организационно-методические вопросы деятельности научно-образовательного центра в области переработки и воспроизводства лесных ресурсов» в 2006 г. (г. Воронеж);
международной конференции «Повышение эффективности лесозаготовок малолесных районов России» в 2002 г. (г. Воронеж);
международной научно-практической конференции «Технологии, машины и производство лесного комплекса будущего» в 2004 г. (г. Воронеж);
ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Воронежской государственной лесотехнической академии в 2002-2008 г.
Публикации. Основное содержание работы и результаты выполненных исследований опубликованы в 2 монографиях и 13 научных статьях, включая 2 научные статьи в издании центральной печати рекомендованного ВАК Минобрнауки России и 3 публикации без соавторов.
Реализация работы. По результатам исследований были подготовлены рекомендации по выполнению трелевки в условиях малолесных районов. Кроме этого, результаты работы внедрены в ООО «Бутурлииовский лес», Учебно-опытном лесхозе ВГЛТА (г. Воронеж), а также в научно-исследовательской и учебной работе кафедры технология и оборудование лесопромышленного производства при выполнении курсовых проектов по дисциплинам «Технология и машины лесосечных работ», «Технология и оборудование лесозаготовок», «Технология и техника в лесной промышленности» и дипломных проектов по специальностям «Лесоинженерное дело» и «Машины и оборудование лесного комплекса».
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 266 страницах машинописного текста, из них 148 страниц основного текста и 113 страниц приложений; диссертация иллюстрирована 28 рисунками и 37 таблицами.
Трелевка леса - как объект оптимизации процесса
Использовать способ трелевки деревьями в малолесных районах не целесообразно особенно при широкопасечных технологиях, когда подроста по всей траектории подтрелевки практически не остается. Кроме этого, не рационально используется потенциал рейсовой нагрузки трелевочной техники. Целесообразность выполнения трелевки хлыстами ограничивается также шириной пасеки. Так при методе узких пасек угол валки деревьев может быть выдержан в пределах 30 , а значит подтрелевка хлыста выполняется практически без разворота, что позволяет свести к минимуму повреждаемость деревьев оставляемых на доращивание и максимально сохранить имеющийся подрост. Ширина пасеки, при условии валки дерева вершиной на волок, равна средней высоте деревьев в насаждении. Увеличение ширины пасеки средней высоты деревьев ведет к увеличению угла укладки дерева относительно волока. При положении дерева под углом от 30 до 60 к волоку подтаскивание хлыста на волок предполагает его разворот. В результате происходит обдир комлевой части деревьев оставляемых на доращивание, а также повреждение или даже слом трелюемых хлыстов. Кроме того, происходит уничтожение части имеющегося подроста и тонкомерных деревьев. Угол от 60 до 90 является наиболее сложным при технологии с трелевкой хлыстов, так как их разворот на волоке становится практически невозможным. Таким образом, с увеличением ширины пасеки растет вероятность повреждения оставляемого древостоя из-за увеличения расстояния подтрелевки, а также увеличения угла укладки хлыста относительно трелевочного волока, что также негативно сказывается на количестве возможных повреждений. Выходом из такой ситуации является раскряжевка хлыста на пасеке или использование технологических коридоров под углом к волоку.
На сегодняшний день существует достаточное количество разнотипной техники для выполнения трелевки различными способам. При этом преобладает оснастка трелевочных средств с технологическим оборудованием для чокерной прицепки древесины, хотя это трудоемко, небезопасно и длительно. Поштучное формирование пачки манипулятором пакетировочно-трелевочной техники исключает два вышеназванных недостатка чокерного набора, однако также требует больших затрат машинного времени. Использование пачкоподборщика позволяет устранить недостаток длительного формирования пачки, но только в процессе своей работы, а не во всем трелевочном цикле. Рассредоточенность лесоматериалов по ширине пасеки при выполнении выборочных рубок делает невозможным их захват манипулятор-ными трелевочными тракторами и пачкоподборщиками. Для трелевочных тракторов с канатно-чокерной оснасткой в этом случае необходимо разделение операции формирования воза на две составляющие - подтрелевка и набор воза. Вытягивание лесоматериала с пасеки к волоку осуществляется в единичном состояния, с целью предотвращения повреждения деревьев оставляемых на доращивание, что предполагает несколько приемов подтрелевки для формирования трелюемого воза в необходимом объеме. Рассредоточенность лесоматериалов вдоль трелевочного волока не позволяет техническому средству сформировать трелюемый воз в необходимом объеме с одной технологической стоянки, что предполагает несколько наборов под-трелеванных лесоматериалов и переездов между технологическими стоянками. В такой ситуации использование на потрелевке мощных трелевочных тракторов крайне нерационально вследствии их незначительной загрузки.
Специфика малообъемных выборочных рубок не позволяет эффективно использовать мощную специализированную технику, так как максимальный объем пачки, собираемый с одной технологической стоянки такой техникой на порядок меньше ее оптимальной рейсовой нагрузки. В связи с этим, либо велики затраты времени на перемещение для формирования полногрузных пачек с нескольких позиций, либо потенциал техники не используется полностью при работе в недозагру-женном режиме. Прохоров В.Г. [101] в своих исследованиях определил, что трелевка пачек малого объема на повышенных скоростях является менее предпочтительной по сравнению с трелевкой пачек максимально допустимого объема на малых скоростях. Из исследований проведенных в ЛТА им. Кирова [61] на сплошных рубках время формирования пачки специальным трелевочным трактором ТТ-4 в один прием составляет 42...48 % времени цикла, при этом мощность двигателя используется на 18...20 %, тогда как на трелевке на 80...85 % [80]. Очевидно, что на выборочных малообъемных рубках эти показатели еще больше изменятся в негативную сторону, а значит для эффективной работы в таких условиях целесообразна техника меньшего класса тяги, что в свою очередь соответствует и лесоводственным интересам - уменьшатся габариты трелевочного средства, а значит и ширина волока.
Кроме ограничения по мощности при выборе трелевочного средства важно также учитывать экологические последствия работы техники. По исследованиям Гильц И.Р [38, 39], насаждения после применения тяжелых гусеничных трелевочных средств имеют более низкий бонитет, менее устойчивы к вредителям и болезням и хуже выполняют водоохранно-защитные и другие средообразующие функции. Взаимосвязь ходовых систем мощной специализированной техники и почвогрунтов, обоснование параметров движителей рассматривались в исследованиях B.C. Сюнев и В.И. Обыденникова [81, ПО]. В работах Буша К.К. [24] подчеркивается важность сохранения почвенных ресурсов при ведении лесного хозяйства, а также то, что гусеничная лесозаготовительная техника отечественного производства в наибольшей степени может усилить процессы уплотнения и разрушения почвы. Для промежуточных рубок результатом невнимания к обозначенному вопросу может быть серьезное снижение продуктивности насаждения, и в зависимости от степени уплотнения почвы - 18 лет восстановления ее структуры. В этой связи колесная техника в условиях малолесных районво наиболее предпочтительна, в том числе за счет более высоких скоростных показателей, хорошей управляемости, маневренности [79, 100, 107].
Анализ исследований по оценке функционирования трелевочной техники на лесосеке
Исследование затрат времени на выполнение трелевки проводилось рядом авторов [8, 15, 46, 48, 53, 66, 70]. Эмпирические формулы, выведенные в результате этих исследований, достоверны в рассматриваемых условиях производства и природной среды, однако не могут быть распространены на другие обозначенные условия. Рекомендуемые зависимости для определения циклового времени трелевки не учитывают специфику работы техники на выборочных рубках ухода, а также не отражают влияние многих существенных факторов: интенсивность рубки, ширина пасеки и схема ее разработки, способ трелевки и т.д. Это вызывает необходимость глубокого исследования продолжительности трелевки для установления теоретических и экспериментальных связей расчлененных элементов затрат со всеми основными природными и технико-технологическими факторами, а также друг с другом учитывая особенности выполнения операции на выборочных рубках малого объема. Общее уравнение по определению времени цикла трелевки имеет следующий вид Гч = ...+ „,+ ,.„ (2-І) где ґф в - затраты времени на формирование воза, с; tm — транспортное время рейса, с; t в - затраты времени на разгрузку воза, с. Технология проведения несплошных рубок предполагает рассредоточенность лесоматериалов по ширине пасеки. Перемещение лесоматериалов к волоку происходит в единичном состоянии. В связи с этим время формирования воза разделится на подтрелевку лесоматериалов к волоку (tni ) и набор воза {tlle ) t, =/ +/ , (2.2)
Время подтрелевки единичного лесоматериала к волоку техническим средством выразим следующим образом tx =t , +t , +t +t +f, +t , +t = (2.3) п.л. п.п.д. о.п.д. м.т.с. n.m.o. д.п.у. п.д.в. p.n.m. \"-" J V +v = t +t +t +t + d-"-y- 2lL/ +t п.п.д. о.п.д. м.т.с. n.m.o. JT T cp.n. p n.m. д.п.у. пд.в. где tnnd -затраты времени на прицепку подтрелевываемой древесины, с; Кпд затраты времени на отцепку подтрелевываемой древесины, с; tM т с — затраты времени на маневры технического средства при его установке для выполнения подтрелевки, с;
Кто затраты времени на подготовку к работе технологического оборудования подтрелевочной техники (опускание щита, растормаживание лебедки, разбор прицепного оборудования), с; КпУ затраты времени на доставку прицепного устройства на полупасеку, с; Kidв затраты времени на перемещение древесины с полупасеки к подтреле вочному средству на волоке (технологическом коридоре), с; t пт — затраты времени на разворот прибывшей техники для подтрелевки, с; Vdny - средняя скорость доставки прицепного устройства на полупасеку, м/с; К д в средняя скорость подтрелевки древесины, м/с; lc п — среднее расстояние подтрелевки, м. Среднее расстояние подтрелевки при равномерном распределении лесонасаждений по площади К К -2smalcnxn U = " \. (2-4) где Ъп - ширина пасеки, м; Ьв — ширина волока, м; а - угол укладки дерева относительно трелевочного волока, град.; hpxn сРеДняя длина подтрелевываемого лесоматериала, м.
Количество приемов подтрелевки единичного лесоматериала к волоку с одной технологической стоянки т ограничивается возможностями технологического оборудования техники, шириной пасеки, а также зависит от густоты насаждения и сте пени его изреживания. Среднее количество приемов подтрелевки лесоматериалов в необходимом объеме трелюемого воза п зависит, кроме этого от таксационной характеристики древостоя
Полученные выражения справедливо при условии (р = 1). Однако, в условиях проведения несплошных рубок для подтрелевки лесоматериалов в необходимом объеме одной технологической стоянки, как правило, недостаточно (р 1). В связи с этим, время подтрелевки лесоматериалов (tnn) дополнительно будет включать в себя продолжительность перемещения техники, на смежную стоянку учитывая количество необходимых переездов где tncc - время переезда подтрелевочной техники на смежную технологическую стоянку, с; х - количество необходимых переездов на смежные стоянки для подтрелевки лесоматериалов в необходимом объеме трелюемого воза; lm п - среднее расстояние переезда между технологическими стоянками, м; Km средняя скорость переезда на смежные технологические стоянки. Очевидно, что количество переездов х будет определяться из следующего выражения к (2.8) где z - количество технологических остановок для формирования пачки необходимого объема. При этом объем древесины подтрелевываемый с одной технологической стоянки (Рисунок 2.6) можно выразить как Ъ Ъ Ъ-zZbi 104 - Ч.Л1(г4 (2.9) где qsa - запас древостоя на 1 га, м ; S - площадь лесосеки (зоны) обрабатываемой с одной технологической стоянки, м ; к} — степень интенсивности проводимой рубки; / — ширина обрабатываемой ленты (ограничивается возможностями технологического оборудования lmK подтрелевочного средства и условия досягаемости лесоматериала), м. Таким образом, учитывая вышесказанное время t\\n может быть выражено в следующем виде
Цель и задачи имитационного моделирования процесса работы исследуемой техники
На основе анализа выполнения операции трелевки в малолесных районах (гл. 1), а также теоретических предпосылок (гл. 2) и экспериментальных исследований (п.З) факторами управления могут быть приняты:
Кроме управляемых факторов на объект исследований оказывают существенное влияние факторы состояния. В условиях производства при проведении эксперимента их сложно одновременно с другими варьировать на различных уровнях искусственно, а значит и получение моделей позволяющих адекватно прогнозировать работу техники в конкретных условиях, затрудняется. Возможности разработанных имитационных моделей позволяют устранить данный недостаток натурного эксперимента и задавать факторы состояния на необходимых уровнях:
Для оценки технологических процессов используют несколько разновидностей критериев оптимальности. Несмотря на некоторые различия в терминологии, большинство авторов [32, 54, 60, 62, 69, 72, 82, 97, 99, 106] выделяют в качестве обобщенных критериев оптимизации экономические, технико-экономические и технологические показатели. В условиях малолесных районов особую значимость имеет лесоводственно-экологическая оценка последствий проведения рубок. Таким образом, необходим компромиссный критерий комплексной оценки эффективности техники и технологии решающий следующие основные задачи: рост производительности труда, уменьшение негативных лесоводственно-экологических последствий, снижение потерь древесины, уменьшение материальных и трудовых затрат.
Практически все авторы рекомендуют в качестве основного критерия, для нескольких сравниваемых вариантов использовать экономический показатель в виде приведенных затрат. Удельные приведенные затраты определяют по выражению Зпр = Зэ+ЕК, (3.23) где Зэ - суммарные эксплуатационные затраты; Е - нормативный коэффициент эффективных капиталовложений в отраслях лесного комплекса; К - капитальные затраты на реализацию оптимального варианта. Однако данный критерий не учитывает взаимосвязь с обозначенными выше задачами современного этапа развития лесного комплекса малолесных районов. В связи с этим, предлагается с учетом исследований [37] следующий критерий оценки эффективности
Прямые затраты представляют собой стоимость трелевки всей заготавливаемой на лесосеке в /-й прием рубок древесины. К косвенным затратам относится стоимость потерь в приросте из-за площадей занятых под волоки. Дополнительные затраты выражают собой стоимость подготовки транспортной сети для процесса трелевки. Таким образом, представленный критерий чувствителен к двум направлениям совершенствования процесса трелевки: снижение себестоимости трелевки за счет роста ее производительности; снижения денежных потерь путем уменьшения доли непродуцирующих площадей. В связи с этим представляется целесообразным общие затраты на выполнение трелевки С принять за основную целевую функцию, а остальные, необходимые для более полной и глубокой оценки эффективности исследуемых технологий и способов трелевки считать дополнительными. Таким образом, задача оптимизации трелевки становится многокритериальной.
Входящая в прямые затраты на трелевку С себестоимость содержания ма шино-смены используемой техники См_си слагается из следующих эксплуатационных расходов: зарплата основных рабочих с начислениями и доплатами; основной и дополнительной зарплат вспомогательных рабочих и обслуживающего персонала; стоимости текущих ремонтов; стоимости топлива и смазочных материалов; амортизационных отчислений; прочих производственных затрат.
Основой для расчета фонда зарплаты основных рабочих являются разряд и тарифные ставки. Зарплата основных рабочих зависит от количества рабочих, обслуживающих трактор. К ним относятся тракторист и прицепщики. Опыт трелевки леса тракторами показывает, что количество прицепщиков зависит в основном от производственных условий (таксационной характеристики древостоя и организации работ). Кроме оплаты по тарифу в состав фонда зарплаты основных рабочих входят различные виды доплат. Это, прежде всего, премиальные за выполнение и перевыполнение месячного плана трелевки леса, бригадирские и другие доплаты. Исследованиями ЦНИИМЭ установлены средние проценты доплат к тарифным ставкам основных рабочих, занятых на лесосечных работах составляют 32 %. Фактически сложившиеся проценты дополнительной зарплаты (оплата отпусков, вознаграждения за выслугу лет и др.) составляют в среднем для рабочих основного производства — 11 % основной зарплаты. Отчисления на социальные страхования принимаются в размере 4,7 % и на социально-бытовые расходы — в размере 12,3 % от суммы основной и дополнительной зарплаты рабочих основного производства. Основная и дополнительная зарплата тракториста и прицепщика с начислениями может быть определена из следующей зависимости 3 = T(Tm+nJ„)(l + kd), (3.25) где Т — продолжительность смены в часах; Тт — часовая тарифная ставка тракториста, руб; Тп — часовая тарифная ставка прицепщика, руб; пп — количество прицепщиков, обслуживающих один трактор; кд - суммарный нормативный коэффициент доплат к основной зарплате. В статью зарплат вспомогательных рабочих и обслуживающего персонала включаются: зарплата вспомогательных рабочих, занятых на содержании тракторов (подвозка воды и ГСМ, подогрев воды и смазочных масел, охрана и перебазирование тракторов, прогрев тракторов зимой); зарплата рабочих, занятых на подготовительных работах (содержание трелевочных волоков).
Удельный вес зарплаты вспомогательных рабочих в общей стоимости маши-но-смены трактора составляет примерно 5 %. Зарплата вспомогательных рабочих устанавливается исходя из нормативной величины трудозатрат по обслуживанию трактора на одну машину-смену, тарифных ставок рабочих и действующей системы оплаты труда. По исследованиям ЦНИИМЭ трудозатраты на вспомогательные работы, связанные с тракторной трелевкой, составляют примерно 0,84 чел .дня на одну машино-смену. К ним относятся : содержание тракторов - 0,34 чел.дня/см и содержание волоков — 0,5 чел.дня/см. Суммарный коэффициент к тарифным ставкам вспомогательных рабочих равен - 43 %.
Результаты проведения производственной проверки разработанных имитационных моделей на адекватность
Таким образом, разработанные имитационные модели после успешно проведенной производственной проверки на адекватность рекомендуются к использованию при прогнозировании показателей работы трех вариантов трелевочной техники (МТЗ-82 + ЛТП-2; МТЗ-82 + ЗТЛ-2; ЛТЗ-55 + ЛТН-1 + ТТР-401) в различных условиях производства и природной среды. Кроме этого, полученные модели могут использоваться при обосновании оптимальных параметров и технологии трелевки. В этой связи в ходе компьютерного эксперимента необходимо выявить основные наиболее существенные факторы влияния на эффективность выполнения трелевки.
Для оценки характера и степени влияния, основных природно-производственных факторов на показатели выполнения трелевки по различным ис 111 следуемым технологиям был проведен вычислительный эксперимент. Конечной целью анализа характера и степени воздействия, основных наиболее существенных факторов влияния на исследуемые критерии эффективности выполнения трелевки являлось обоснование параметров многокритериальной оптимизации процесса. Вычислительный эксперимент выполнялся на разработанных имитационных моделях функционирования трех вариантов исследуемой техники по двум схемам разработки пасек двумя способами трелевки. Таким образом, исследовалось 12 технологий выполнения операции.
Входные регулируемые факторы активного вычислительного эксперимента были определены в две группы. Первую группу факторов составляют параметры древостоя: средний объем хлыста - q, запас древесины на 1 га - qca, а также интенсивность изреживания насаждения - кр. Вторую группу факторов образуют параметры технологии разработки делянки, а также параметры выполнения трелевочной и обрабатывающих операций: ширина пасеки - Ъп, ширина ленты - 1ол , длина оттягивания тягово-собирающего троса трелевочного средства — lm 0, ширина делянки -b, длина делянки — а, ширина пасечного волока — Ъп в , ширина магистрального волока — Ь„в, ширина визира — Ьвз, доля подтрелевываемой и трелюемой древесины — р, угол укладки дерева относительно трелевочного волока - а, средняя длина трелюемого лесоматериала — /,.
Выходными факторами (откликами) вычислительного эксперимента являются: производительность работы трелевочной техники - Па1, общие затраты на выполнение трелевки - С, прямые затраты на выполнение трелевки - Спр, косвенные затраты на выполнение трелевки - СК, дополнительные затраты на выполнения трелевки - Сд, затраты труда - С , показатель повреждаемости оставляемых деревьев на лесосеке - Wnoep.
Диапазон варьирования 14 количественных входных факторов, определенный исходя из критерия практической применимости результатов исследования, представлен в Таблица 4.7.
Результаты проведенного вычислительного эксперимента по определению характера и степени влияния обозначенных факторов на показатели эффективности выполнения трелевки по всем исследуемым технологическим вариантам представлены в приложении . План выполнения вычислительных экспериментов представлен в Таблица 4.8.
Значимость факторов влияния на исследуемые критерии эффективности трелевки определялась по методике В.З. Матюшкина. Графическая иллюстрация результатов компьютерного эксперимента по первому исследуемому варианту технологии трелевки представлена на Рисунок 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9.
Из представленных графически результатов предварительной серии экспериментов можно отметить наличие экстремума функций у следующих зависимостей: фР= \(1то А) Собщ = \(Ь„;Ьмв), Сд = \(1по\Ьп), Стр = \(lmo;bn). Анализ степени влияния исследуемых факторов на критерии эффективности трелевки, а также представленных графически результатов предварительной серии экспериментов позволяет в качестве входных факторов управления для многокритериальной оптимизации процесса трелевки определить следующие параметры: 1то; Ъп\ а.
