26
1.2. Исследование грузопотоков лесоматериалов при рубках
промежуточного пользования в малолесных регионах
В процессе планирования рубок промежуточного пользования обращают внимание на их концентрацию в возможно меньшем количестве кварталов с примерно равной площадью, структурой насаждения и объемом всех видов ру-
бок ухода. Однако этого достичь на практике чрезвычайно трудно. Как прави-
ло, рубки раскинуты в разных, порой противоположных кварталах лесного мас-
сива с небольшими объемами заготавливаемой древесины, из которой ликвид-
ной массы получается в несколько раз меньше общей. Исходя из этих особен-
ностей процесса рубок ухода и происходит формирование грузопотоков [88].
Чтобы выявить взаимосвязь между транспортными потоками лесоматериа-
лов из отдельных лесных массивов и обосновать наиболее эффективные пути их транспортировки, нужно уяснить, что сама система ухода устанавливает следующие ограничения:
-уменьшение максимально нагрузки на рейс и допустимых размеров заго-
товляемой древесины;
-хаотичное размещение по площади лесосек с разнообразным породно-
качественным составом;
- планирование рубок в течение года носит неопределенный характер из-за случайных воздействий погодных условий, поэтому фактическое время выпол-
нения отдельных этапов рубок будет отклоняться в большую или меньшую сторону.
Объем работ на всех фазах рубок ухода меняется в значительных пределах.
Характер этого изменения хаотичный, поэтому потоки древесины от рубок ухода носят вероятностный характер. Большое значение для формирования грузопотоков имеет выбор числа и местоположения верхних складов [80].
27
Необходимо решить еще малоизученную проблему комбинирования и кооперирования производств в пределах экономического района, их транспорт-
ных связей, путей использования древесного сырья – то есть рассматривать проблему в региональном масштабе. Для этого необходимо провести тщатель-
ную, всеобъемлющую оценку лесных ресурсов и транспортной инфраструкту-
ры. Кроме этого, необходимо учитывать социальные и экономические предпо-
сылки. Повышение процента вывозки и использования биомассы дерева, в пер-
вую очередь, изменяет методы проведения работ по лесовосстановлению, за-
щите лесных культур, ухода за ними [44].
На наш взгляд, решение такой сложной задачи, какой является формиро-
вание грузопотоков от рубок ухода за лесом, учитывающее интересы не только конкретного предприятия-производителя продукции, но и предприятий региона в целом, можно осуществить, используя методы математического программи-
рования, основанные на использовании специфики структуры связей в больших системах. Такие задачи не поддаются решению стандартными методами мате-
матического программирования, не использующими специфики и структуры грузопотоков [87].
Изучая реально функциональные транспортные потоки, необходимо выде-
лить основные технологические способы. Каждый из этих способов можно рас-
сматривать как «черный ящик» с входящими и выходящими потоками затрат
(различные виды лесоматериалов и других ресурсов и выпуска конечной про-
дукции). Различные виды затрат и выпуска будем называть ингредиентами, а
качественные показатели, характеризующие изменение этих ингредиентов, –
интенсивностью использования технологических способов. Чтобы разработать план вывозки и перевозок в пределах региона из пунктов складирования в пункты потребления, учитывая полное удовлетворение спроса при минималь-
ных суммарных транспортных затратах, рассмотрим перевозку единицы груза со склада «X» в пункт «Y». Показатель интенсивности использования этого способа есть число – количество лесоматериалов, перевезенных со склада в
28
пункт «Y». Ингредиентами способа, c соответствующими затратами, являются отправляемые лесоматериалы и финансы, а ингредиентами выпуска – достав-
ленные в пункт «Y» лесоматериалы. Все эти вопросы взаимосвязаны. Так, ре-
шение последнего вопроса зависит не только от транспорта, но и от производ-
ственных мощностей по различным предприятиям или подразделениям одного предприятия [98].
Транспортно-грузовые процессы не будут эффективно функционировать без решения задач управления запасами сырья на лесосеке и в пунктах потреб-
ления. Это достигается путем решения блочных задач со складывающимися переменными и ограничениями.
При планировании грузопотоков возникают следующие задачи:
1. Наилучшим образом распределить различные виды лесоматериалов между потребителями, а внутри предприятия – между технологическими уста-
новками;
2. Рационализировать материальные потоки между различными установ-
ками (решение задачи усложняется вследствие наличия промежуточных сор-
тиментов, которые могут быть направлены в другие потоки без дальнейшей пе-
реработки);
3. Определить оптимальные варианты, режимы использования техноло-
гических установок с учетом различных факторов и условий;
4. Обосновать наилучшие варианты закрепления потребителей за по-
ставщиками лесоматериалов.
Решение усложняется еще и тем обстоятельством, что предприятия разли-
чаются возрастом и структурой оборудования основного и вспомогательного производства.
Анализ проблемы показал, что вовлечение в оборот древесины от рубок ухода и использование сортиментной вывозки повышает доступность древес-
ного сырья для рынка лесоматериалов [85].
29
1.3. Обзор научных исследований в области совершенствования
транспортных потоков лесоматериалов
Вопросами лесотранспортных процессов лесных предприятий, анализом технологических операций занимались многие НИИ и ВУЗы страны:
ОАО «ЦНИИМЭ», ВНИИЛМ, МГУЛ, ВГЛТУ, СПбГЛТУ, САФУ, УГТУ,
ПГТУ, КарНИИЛП, Гипролестнанс и др.
Научные основы транспортного освоения территорий лесного фонда, раз-
работку технологий лесозаготовительных и деревообрабатывающих произ-
водств заложили такие учѐные, как: В.В. Буверт, Д.К. Воевода, А.К. Редькин,
А.А. Камусин, В.И. Алябьев, И.Р. Шегельман, Б.А. Ильин, Ю.А. Ширнин,
Б.И. Кувалдин, В.И. Патякин, В.А. Горбачевский, Э.О. Салминен, Г.А. Борисов,
В.К. Курьянов, А.В. Скрыпников, Ф.В. Пошарников, Д.Н. Афоничев, О.Н. Бур-
мистрова, Е.В. Кондрашова, И.В. Григорьев, П.А. Нехорошков, М.Ю. Смирнов и др.
В работах В.К. Курьянова, В.Е. Межова, В.Н. Харина [65] дан анализ со-
временных представлений об автоматизированном управлении лесопромыш-
ленным производством, определены показатели эффективности функциониро-
вания лесопромышленного комплекса. Однако в предложенном варианте ана-
лиза рассматривались системы управления транспортными связями при прямой вывозке хлыстов на нижний склад внутри отдельно взятого лесозаготовитель-
ного предприятия и моделирование процессов трелевки лесоматериалов при различных схемах разработки лесосек. Вопросы сортиментной поставки лесо-
материалов непосредственно на склады потребителей не рассматривались.
Для определения транспортно-технологических затрат по погрузке, транс-
портировке, складировании использовались математические методы линейного программирования В.В. Глотова [47]. Рассматривались методы линейного про-
граммирования в однокритериальной постановке, не позво-ляющие решать проблему поставок лесоматериалов на региональном уровне, транспортно-
30
технологические связи между предприятиями не исследовались с целью поиска рациональных вариантов [49, 54, 57]. Модели производственных задач по мак-
симуму выпуска отдельного вида лесоматериалов предлагались Я. В. Хомяком
[129] и зарубежными авторами (G. B. Dantzig [135], A. J. Miller [136]). При этом рассматривался только прямой класс математических задач, не затрагивались обратные задачи, в то время как с помощью обратных задач находят экстремум
(максимум или минимум) показателя эффективности.
Определение направлений транспортных потоков, их планирование с уче-
том функционирования инфраструктурных объектов и транспортно-грузовых комплексов было предложено А.А. Смеховым [112]. Задача формирования сис-
темы лесотранспортных потоков лесоматериалов в пределах региона, опреде-
ляющая принятый уровень технологической специализации, не решалась. Ос-
новные способы получения оптимальных показателей транспортно-грузовых процессов предприятий в зависимости от скоростных характеристик грузопото-
ков, определение наивыгоднейших направлений доставки грузов и распределе-
ние их по видам транспорта предложены Е.А. Александровым [3], Н.К. Соло-
губом [114] и в ряде других работ [4, 15, 41, 50]. В них, в основном, все внима-
ние было направлено на погрузочно-разгрузочные операции на нижних складах при перевалке лесоматериалов с автомобильного транспорта на железнодорож-
ный. Проблема развития транспортных связей в территориально-
производственных комплексах, состоящих из отдельных предприятий, связан-
ных совместным использованием территории и транспортной инфраструктуры,
в пределах региона не ставилась.
Принципы расчета показателей обслуживания материально-транспортных потоков подъемно-транспортными устройствами, имеющих вероятностный ха-
рактер, были разработаны А.К. Редькиным [100, 101]. Совершенствованию сис-
тем автоматизированного управления производством на основе составления формализованных схем доставки продукции (сырья, полуфабрикатов) с исполь-
зованием математических моделей для отдельных операций на складах, погру-