Технологический алгоритм производства продукции из порубочных остатков. С. 153–171

УДК

630*311+519.1

DOI:

10.37482/0536-1036-2023-1-153-171

Аннотация

Одной из приоритетных задач лесной промышленности в настоящее время является повышение прибыли, получаемой с 1 га осваиваемого лесного участка. Этот показатель характеризует эффективность лесопользования и влияет на доступность древесных ресурсов. Одно из направлений решения данной задачи – разработка эффективных технологических цепочек производства товарной продукции из порубочных остатков древесины. В настоящее время существуют широкие возможности получения различной продукции из заготавливаемой древесины, в том числе и из отходов от ее заготовки и переработки. Ассортимент выпуска значительно дифференцирован по себестоимости и цене реализации. В российских реалиях одним из важных аспектов выступает спрос на отдельные виды продукции из древесных ресурсов, существенно уступающий в своем объеме зарубежным рынкам. Наиболее весомыми в структуре себестоимости продукции являются затраты, относящиеся к производственному процессу. При этом в зависимости от выбранной технологии, логистики, специфики производственных условий расходы могут существенно варьироваться по источникам образования и удельному весу в общей структуре. Множество факторов, влияющих на выбор вида производимой продукции и в конечном итоге на рациональный портфель товарной продукции, сложно учесть в оптимизационных задачах. Целью настоящего исследования стало формирование технологической цепочки процесса переработки порубочных остатков на стадии лесозаготовительного производства с получением эффективного портфеля товарной продукции в динамических природно-производственных условиях. Предлагается применить графоаналитическую модель, в которой вершинами графа являются лесосека, производственные операции и потребитель. Дуги данной мо-дели характеризуются пропускной способностью, ограниченной производительностью или объемом сырья, доступного для выполнения операции, а также трудозатратами и затратами (переменными и постоянными). Следует отметить, что постоянные затраты возникают прежде всего при хранении древесины. Отличительная особенность предлагаемой модели – учет безвозвратных потерь, получаемых на определенных операциях производства и при длительном хранении лесоматериалов, используемых для изготовления товарной продукции, а также затрат на утилизацию остатков. Предложенные графоаналитическая модель и алгоритм решения поставленной задачи позволят определить оптимальные технологические цепочки переработки порубочных остатков древесины с получением портфеля товарной продукции.

Сведения об авторах

А.П. Мохирев¹*, д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: N-9961-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1692-3323
К.П. Рукомойников², д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: N-6961-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9956-5081
М.М. Герасимова³, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAB-6823-2020, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3544-187X
С.О. Медведев³, канд. экон. наук, доц.; ResearcherID:N-8240-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7459-3150
М.А. Зырянов³, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: N-6950-2016, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4525-2124
¹Сибирский федеральный университет, просп. Свободный, д. 82, г. Красноярск, Красноярский край, Россия, 660041; ale-mokhirev@yandex.ru*
²Поволжский государственный технологический университет, пл. Ленина, д. 3, г. Йош-кар-Ола, Республика Марий Эл, Россия, 424000; rukomojnikovkp@volgatech.net
³Лесосибирский филиал Сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева, ул. Победы, д. 29, г. Лесосибирск, Красноярский край, Россия, 662543; marina-gerasimov@list.ru, medvedev_so@sibsau.ru, zyrynov_ma@sibsau.ru

Ключевые слова

порубочные остатки, доступность древесных ресурсов, портфель товарной продукции, графоаналитическая модель, технологический процесс, технологическая цепочка, динамические условия, переработка порубочных остатков

Для цитирования

Мохирев А.П., Рукомойников К.П., Герасимова М.М., Медведев С.О., Зырянов М.А. Технологический алгоритм производства продукции из порубочных остатков // Изв. вузов. Лесн. журн. 2023. № 1. С. 153−171. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-153-171

Литература

1. Беляков С.Л., Белякова М.Л., Боженюк А.В., Савельева М.Н. Оптимизация по-токов в транспортных системах // Изв. ЮФУ. Техн. науки. 2014. № 5(154). С. 161–167. 

2. Бурмистрова О.Н., Пильник Ю.Н., Мотрюк Е.Н. Математическая модель оп-тимального использования древесных отходов // Актуальные направления научных ис-следований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3, № 2-1(13-1). С. 179–182. https://doi.org/10.12737/10112

3. Каракчиева И.В., Чумаченко С.И. Система оценки экономической доходности древесных ресурсов леса и экономической доступности лесных участков // Фундамен-тальные исследования. 2016. № 7-2. С. 372–377. 

4. Кириллов Ю.В. Многокритериальное моделирование как основа информаци-онных технологий поддержки принятия решений // Фундаментальные исследования. 2004. № 6. С. 114–116. 

5. Куницкая О.А., Григорьев И.В. Перспективы увеличения объемов лесоэксплу-атации за счет низкотоварной древесины // Актуальные направления научных исследо-ваний XXI века: теория и практика. 2014. № 3-2(8-2). С. 104–107. https://doi.org/10.12737/3933

6. Лукаш А.А., Матрос В.А., Шитикова А.С., Черенкова М.С. Повышение эффек-тивности организации за счет производства экологически безопасных видов строитель-ных материалов из древесины // Экономика и эффективность организации производ-ства. 2016. № 24. С. 120–124. 

7. Мохирев А.П. Моделирование процесса работы машины для сортировки и транспортировки порубочных остатков на лесосеке // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 1(29). С. 89–94. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2016-1-89-94

8. Мохирев А.П., Рукомойников К.П. Моделирование структуры лесотранспорт-ных потоков: моногр. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2022. 396 с. 

9. Рукомойников К.П., Мохирев А.П. Обоснование технологической схемы лесо-заготовительных работ путем создания динамической модели функционирования пред-приятия // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. № 4. С. 94–107. https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.4.94

10. Суханов Ю.В., Герасимов Ю.Ю., Селиверстов А.А., Соколов А.П. Технологи-ческие цепочки и системы машин для сбора и переработки древесной биомассы в топ-ливную щепу при сплошнолесосечной заготовке в сортиментах // Системы. Методы. Технологии. 2011. № 4. С. 101–107. 

11. Третьяков А.Г. Экономическая доступность лесных ресурсов: факторы, ее определяющие, и достоверность оценки // Лесотехн. журн. 2015. № 1(17). С. 274–287. https://doi.org/10.12737/11285

12. Тринеева Л.Т., Камнева В.А. Формирование сбытовой политики предприятия на основе экономико-математических методов // Технологии пищевой и перерабатыва-ющей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2015. № 2(6). С. 83–88. 

13. Шегельман И.Р. Обоснование технологических и технических решений для перспективных технологических процессов подготовки биомассы дерева к переработке на щепу: автореф. дис. … д-ра техн. наук. СПб., 1997. 36 с. 

14. Шегельман И.Р., Рудаков М.Н. Рациональное природопользование в свете ресурсной концепции стратегического менеджмента // Север и рынок: формирование экономического порядка. 2014. № 3(40). С. 214–216. 

15. Щукин П.О., Демчук А.В., Будник П.В. Повышение эффективности перера-ботки вторичных ресурсов лесозаготовок на топливную щепу // Инж. вестн. Дона. 2012. № 3. С. 395–398. 

16. Bellman R. On a Routing Problem. Quarterly of Applied Mathematics, 1958, no. 16, pp. 87–90. https://doi.org/10.1090/qam/102435

17. Bozhenyuk A., Gerasimenko E., Rozenberg I. The Methods of Maximum Flow and Minimum Cost Flow Finding in Fuzzy Network. Proceedings of the CDUD 2012 – Con-cept Discovery in Unstructured Data. Leuven, Belgium, 2012, pp. 1–12.

18. Dijkstra E.W. A Note on Two Problem in Connection with Graphs. Numerische Mathematik, 1959, vol. 1, pp. 269–271. https://doi.org/10.1007/BF01386390

19. Floyd R.W. Algorithm 97 – Shortest Path. Communications of the ACM, 1962, vol. 5, iss. 6, pp. 344–348. https://doi.org/10.1145/367766.368168

20. Gerasimov Yu., Senko S., Karjalainen T. Nordic Forest Energy Solutions in the Republic of Karelia. Forests, 2013, vol. 4, iss. 4, pp. 945–967. https://doi.org/10.3390/f4040945

21. Jourgholami M., Abdi E., Chung W. Decision Making in Forest Road Planning Considering Both Skidding and Road Costs: A Case Study in the Hyrcanian Forest in Iran. iForest − Biogeosciences and Forestry, 2013, vol. 6, iss. 2, pp. 59–64. https://doi.org/10.3832/ifor0640-006

22. Karjalainen T., Asikainen A., Ilavsky J., Zamboni R., Hotari K.-E., Röser D. Esti-mation of Energy Wood Potential in Europe. Working Papers of the Finnish Forest Research Institute. Helsinki, METLA, 2004. 43 p. Available at: http://www.metla.fi/julkaisut/workingpapers/2004/mwp006.htm

23. Mokhirev A., Gerasimova M., Pozdnyakova M. Finding the optimal route of wood transportation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019, vol. 226, art. 012053. https://doi.org/10.1088/1755-1315/226/1/012053

24. Mokhirev A., Rukomojnikov K. Graphic-Analytical Modelling of Technological Chain of Logging Operations in Dynamic Natural and Production Conditions. IOP Confer-ence Series: Earth and Environmental Science, 2019, vol. 316, art. 012039. https://doi.org/10.1088/1755-1315/316/1/012039

25. Moore E.F. The Shortest Path through a Maze. Proceedings of the International Symposium on Theory of Switching. Cambridge, MA, Harvard University Press, 1957, pp. 285–292.