Эффективность автоматизации систем управления харвестеров. С. 201–212

УДК

630*306

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-201-212

Аннотация

В связи с санкционными ограничениями предприятия лесопромышленной отрасли столкнулись с рядом проблем, одной из которых является необходимость обновления и ремонта парка лесозаготовительной техники. Ведущие зарубежные производители лесозаготовительной техники постоянно совершенствуют свою продукцию, внедряя инновационные технологии. Одним из таких решений является использование на лесных машинах системы частичной автоматизации управления гидроманипулятором IBC (Intelligent Boom Control). Исходя из этого, возникла необходимость оценки работы лесозаготовительных машин с учетом новых технических условий (внедрения инновационных систем управления гидроманипулятором), в т. ч. в сравнении с альтернативными лесозаготовительными машинами. Цель исследования – анализ эффективности колесных и гусеничных харвестеров с учетом влияния современных систем управления гидроманипулятором. Задачи: 1. Формирование базы данных и оценка фактических показателей работы харвестера на базе экскаватора Sany SY245F, харвестера John Deere 1270G 6WD и харвестера John Deere 1270G 8WD, оснащенного системой IBC. 2. Построение статистической модели посредством регрессионных зависимостей, описывающей эффективность харвестеров в исследуемых природно-производственных условиях. 3. Обоснование выводов и выработка рекомендаций по применению колесных и гусеничных харвестеров. Проведена сравнительная оценка фактических показателей работы трех исследуемых харвестеров. Анализ показал преимущество по дневной выработке харвестера John Deere 1270G 8WD с системой IBC в сравнении с модификацией John Deere 1270G 6WD (в 1,32 раза) и харвестером на базе гусеничного экскаватора Sany SY245F (в 1,54 раза). Для прогнозирования изменения дневной выработки в исследуемых природно-производственных условиях разработана регрессионная модель. Результаты оценки коррелируют с другими исследованиями и служат подтверждением постоянного роста эффективности лесозаготовительных машин при внедрении инновационных технологий. Необходимо учитывать, что усложнение системы управления манипулятором вызывает повышение стоимости техники и ее эксплуатации.

Благодарности: Авторы выражают благодарность представителям и руководству компании АО «Кондопожское лесопромышленное хозяйство» за поддержку и предоставленную информацию.

Сведения об авторах

А.В. Кузнецов¹, д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: N-5802-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3266-8729
О.Н. Галактионов^1*, д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: AAE-5888-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0768-3628
А.А. Селиверстов¹, канд. техн. наук, доц.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8925-2022
А.А. Гайда², мастер лесозаготовок; ResearcherID: NLO-5970-2025, ORCID: https://orcid.org/0009-0009-2455-3906
¹Петрозаводский государственный университет, г. Петрозаводск, Россия; kuzalex@psu.karelia.ru, ong66@mail.ru*, saa.pk@onego.ru
²АО «Кондопожское лесопромышленное хозяйство», г. Кондопога, Россия; Office@klpkh.com

Ключевые слова

харвестер, лесозаготовительная техника, лесозаготовительная машина, эффективность харвестера, дневная выработка, производительность харвестера, автоматизация управления, система автоматизации управления, система интеллектуального управления, гидроманипуля

Для цитирования

Кузнецов А.В., Галактионов О.Н., Селиверстов А.А., Гайда А.А. Эффективность автоматизации систем управления харвестеров // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 4. С. 201–212. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-4-201-212

Литература

1. Акционерное общество «Кондопожское лесопромышленное хозяйство». Режим доступа: https://klpkh.com/ (дата обращения: 12.08.23). 

2. Васенёв М.Ю. Перспективные направления автоматизации современных лесозаготовительных машин // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 3(39). С. 125–129. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2018-3-125-129

3. Герасимов Ю.Ю., Сибиряков K.Н., Мошков С.Л., Вяльккю Э., Карвинен С. Расчет эксплуатационных затрат лесосечных машин. Йоэнcуу: НИИ леса Финляндии, 2009. 46 с. 

4. Герасимов Ю.Ю., Сюнев В.С. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок. Йоэнсуу: Изд-во ун-та Йоэнсуу. 1998. 178 с. 

5. Григорьев И.В., Куницкая О.А., Рудов С.Е., Давтян А.Б. Пути повышения эффективности работы лесных машин // Энергия: экономика, техника, экология. 2020. № 1. С. 55–63. https://doi.org/10.7868/S0233361920010085

6. Гусеничный трактор ТСН-4 // Алтайский тракторный завод «Гранд». Режим доступа: https://tt-4.ru/traktor/ (дата обращения: 25.02.25). 

7. Карелия Палп. Режим доступа: http://karjalapulp.com/ (дата обращения: 12.08.23). 

8. Кузнецов А.В., Гайда А.А. Сравнительный анализ эффективности харвестеров зарубежного производства // Resources and Technology. Петрозаводск, 2024. Т. 21, № 1. С. 100–112. https://doi.org/10.15393/j2.art.2024.7543

9. Кузнецов А.В., Галактионов О.Н. Анализ производства лесозаготовительных машин в России // Инженерн. вестн. Дона. 2023. № 4. С. 712–722. 

10. Лесной экскаватор // Спецмашинери. Режим доступа: https://sanysibir.ru/catalog/spetsialnyie-ekskavatoryi/lesnoy-ekskavator/sany-sy245f-gb-ii/ (дата обращения: 03.04.25). 

11. Продукция // XUVOL – качество создает будущее: офиц. сайт. Режим доступа: https://ru.xuvol.com/Products_index.html (дата обращения: 25.02.25). 

12. Скрыпник В.И., Кузнецов А.В., Васильев А.С., Сапожков Д.В., Зайцев В.Г. Обоснование направлений совершенствования лесозаготовительных машин. Петрозаводск: Verso, 2016. 93 с. 

13. Соколов А.П., Селиверстов А.А., Суханов Ю.В., Сенькин В.А. О влиянии частичной автоматизации управления манипуляторами на эргономические показатели лесозаготовительных машин // Лесн. вестн. / Forestry Bulletin. 2023. Т. 27, № 1. С. 139–152. https://doi.org/10.18698/2542-1468-2023-1-139-152

14. Форвардер МТБ-18 // Производство России: интернет-выставка. Режим доступа: https://productcenter.ru/products/76868/forvardier-mtb-18 (дата обращения: 25.02.25). 

15. Форвардер Тром 20 // Тром. Режим доступа: https://trom20.ru/ (дата обращения: 25.02.25). 

16. Харвестеры и форвардеры // Амкодор. Каталог. Режим доступа: https://amkodor.by/catalog/ (дата обращения: 25.02.25). 

17. Apafaian A.I., Proto A.R., Borz S.A. Performance of a Mid-Sized Harvester-Forwarder System in Integrated Harvesting of Sawmill, Pulpwood and Firewood. Annals of Forest Research, 2017, vol. 60(2), pp. 227–241. https://doi.org/10.15287/afr.2017.909

18. Cadei A. The Eco-Efficiency of Forest Operations in Complex Scenarios and the Role of Harvesting and Transportation System on the Carbon Balance. PhD Thesis. University of Padova, 2023. 152 p.

19. Eriksson M., Lindroos O. Productivity of Harvesters and Forwarders in CTL Operations in Northern Sweden Based on Large Follow-Up Datasets. International Journal of Forest Engineering, 2014, vol. 25, iss. 3, pp. 179–200. https://doi.org/10.1080/14942119.2014.974309

20. Grabowski D., Kowalska J., Bembenek M., Mederski P. Intelligent Boom Control System on Forwarder – Inexperienced Operator Benefits More. Proceedings of the 56th International Symposium on Forest Mechanization (FORMEC). Gdansk, Poland, 2024. 97 p.

21. Hartsch F., Schönauer M., Pohle Ch., Breinig L., Wagner T., Jaeger D. Effects of Boom-Tip Control and a Rotating Cabin on Loading Efficiency of a Forwarder: A Pilot Study. Croatian Journal of Forest Engineering, 2024, vol. 45, no. 1. 14 p. https://doi.org/10.5552/crojfe.2024.2179

22. Manner J., Gelin O., Mörk A., Englund M. Forwarder Crane’s Boom Tip Control System and Beginner-Level Operators. Silva Fennica, 2017, vol. 51, no. 2, art. 1717. https://doi.org/10.14214/sf.1717

23. Manner J., Lundström H. The Effect of Forked Trees on Harvester Time Consumption in a Pinus contorta Final-Felling Stand. Silva Fennica, 2024, vol. 58, no. 4, art. 24039. https://doi.org/10.14214/sf.24039

24. Manner J., Mörk A., Englund M. Comparing Forwarder Boom-Control Systems Based on an Automatically Recorded Follow-up Dataset. Silva Fennica, 2019, vol. 53, no. 2, art. 10161. https://doi.org/10.14214/sf.10161

25. Robotics and Automation for Improving Agriculture. Ed. by Prof. J. Billingsley. Burleigh Dodds Science Publishing, 2019. 326 p.

26. Sokolov A.P., Seliverstov A.A., Suhanov Yu.V. Statistical Analysis of Forest Machines Ergonomic Parameters. BIO Web of Conferences, 2024, vol. 93, art. 01023. https://doi.org/10.1051/bioconf/20249301023

27. Stankic I., Poršinsky T., Tomašić Ž., Tonkovic I., Frntic M. Productivity Models for Operational Planning of Timber Forwarding in Croatia. Croatian Journal of Forest Engineering, 2012, no. 33, pp. 61–78.

28. Syunev V.S., Sokolov A.P., Konovalov A.P., Katarov V.K., Seliverstov A.A., Gerasimov Yu.Yu., et al. Comparison of Wood Harvesting Methods in the Republic of Karelia. Working Papers of the Finnish Forest Research Institute. Joensuu, Finland, Melta, 2009, no. 120, p. 117.

29. Zemánek T., Fiľo P. Influence of Intelligent Boom Control in Forwarders on Performance of Operators. Croatian Journal of Forest Engineering, 2022, vol. 43, no. 1, pp. 47–64. https://doi.org/10.5552/crojfe.2022.965

Ссылка на английскую версию:

The Effectiveness of Automation in Harvester Control Systems. P. 201–212