Технологический алгоритм производства продукции из порубочных остатков

Авторы

  • А.П. Мохирев Сибирский федеральный университет https://orcid.org/0000-0002-1692-3323
  • К.П. Рукомойников Поволжский государственный технологический университет https://orcid.org/0000-0002-9956-5081
  • М.М. Герасимова Лесосибирский филиал Сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева https://orcid.org/0000-0003-3544-187X
  • С.О. Медведев Лесосибирский филиал Сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева https://orcid.org/0000-0001-7459-3150
  • М.А. Зырянов Лесосибирский филиал Сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева https://orcid.org/0000-0003-4525-2124

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-1-153-171

Ключевые слова:

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

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 модели 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.
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

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

А.П. Мохирев, Сибирский федеральный университет

д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: N-9961-2019

К.П. Рукомойников, Поволжский государственный технологический университет

д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: N-6961-2019

М.М. Герасимова, Лесосибирский филиал Сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева

канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAB-6823-2020

С.О. Медведев, Лесосибирский филиал Сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева

канд. экон. наук, доц.; ResearcherID: N-8240-2016

М.А. Зырянов, Лесосибирский филиал Сибирского государственного университета им. академика М.Ф. Решетнева

канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: N-6950-2016

Библиографические ссылки

Беляков С.Л., Белякова М.Л., Боженюк А.В., Савельева М.Н. Оптимизация потоков в транспортных системах // Изв. ЮФУ. Техн. науки. 2014. № 5(154). С. 161–167. Belyakov S.L., Belyakova M.L., Bozhenyuk A.V., Savelyeva M.N. Optimization of Flows in Transport Systems. Izvestiya SFedU. Engineering Sciences, 2014, no. 5(154), pp. 161–167. (In Russ.).

Бурмистрова О.Н., Пильник Ю.Н., Мотрюк Е.Н. Математическая модель оптимального использования древесных отходов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3, № 2-1(13-1). С. 179–182. Burmistrova O.N., Pil’nik Yu.N., Motryuk E.N. Mathematical Model of Optimum Use of Wood Waste. Current Directions of Scientific Research of the XXI Century: Theory and Practice, 2015, vol. 3, no. 2-1(13-1), pp. 179–182. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/10112

Каракчиева И.В., Чумаченко С.И. Система оценки экономической доходности древесных ресурсов леса и экономической доступности лесных участков // Фундаментальные исследования. 2016. № 7-2. С. 372–377. Karakchieva I.V., Chumachenko С.I. System of the Assessment of Economic Profita-bility of Wood Resources of the Wood and Economic Availability of the Timberland. Funda-mental Research, 2016, no. 7-2, pp. 372–377. (In Russ.).

Кириллов Ю.В. Многокритериальное моделирование как основа информационных технологий поддержки принятия решений // Фундаментальные исследования. 2004. № 6. С. 114–116. Kirillov Yu.V. Multicriteria Modeling as the Basis of Information Technology for De-cision Support. Fundamental Research, 2004, no. 6, pp. 114–116. (In Russ.).

Куницкая О.А., Григорьев И.В. Перспективы увеличения объемов лесоэксплуатации за счет низкотоварной древесины // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. № 3-2(8-2). С. 104–107. Kunitskaya O.A. Grigorev I.V. Prospects for Increasing the Volume of Forest Exploi-tation due to Low Commodity Wood. Current Directions of Scientific Research of the XXI Century: Theory and Practice, 2014, no. 3-2(8-2), pp. 104–107. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/3933

Лукаш А.А., Матрос В.А., Шитикова А.С., Черенкова М.С. Повышение эффективности организации за счет производства экологически безопасных видов строительных материалов из древесины // Экономика и эффективность организации производства. 2016. № 24. С. 120–124. Lukash А.А., Matros V.А., Shitikova А.S., Cherenkova M.S. Improving the Efficiency of the Organization Through the Production of Environmentally Safety Kinds of Building Materials Made Wood. Ekonomika i effektivnost’ organizatsii proizvodstva, 2016, no. 24, pp. 120–124. (In Russ.).

Мохирев А.П. Моделирование процесса работы машины для сортировки и транспортировки порубочных остатков на лесосеке // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 1(29). С. 89–94. Mokhirev A.P. Process Modeling for the Machine for Sorting and Transporting Felling Residues on the Cutting Area. Systems. Methods. Technologies, 2016, no. 1(29), pp. 89–94. (In Russ.). https://doi.org/10.18324/2077-5415-2016-1-89-94

Мохирев А.П., Рукомойников К.П. Моделирование структуры лесотранспортных потоков: моногр. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2022. 396 с. Mokhirev A.P., Rukomojnikov K.P. Modeling the Structure of Forest Transport Flows: Monograph. Yoshkar-Ola, VSUT Publ., 2022. 396 p. (In Russ.).

Рукомойников К.П., Мохирев А.П. Обоснование технологической схемы лесозаготовительных работ путем создания динамической модели функционирования предприятия // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. № 4. С. 94–107. Rukomojnikov K.P., Mokhirev A.P. Validation of the Logging Operations Scheme Through the Creation of Dynamical Model of the Enterprise Functioning. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2019, no. 4, pp. 94–107. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.4.94

Суханов Ю.В., Герасимов Ю.Ю., Селиверстов А.А., Соколов А.П. Технологические цепочки и системы машин для сбора и переработки древесной биомассы в топливную щепу при сплошнолесосечной заготовке в сортиментах // Системы. Методы. Технологии. 2011. № 4. С. 101–107. Sukhanov Yu.V., Gerasimov Yu.Yu., Seliverstov A.A., Sokolov A.P. Technological Chains and Machines Systems for Collecting and Processing Woody Biomass into Fuel Chips in Clear-Cutting Harvesting by Cut-to-Lengths. Systems. Methods. Technologies, 2011, no. 4, pp. 101–107. (In Russ.).

Третьяков А.Г. Экономическая доступность лесных ресурсов: факторы, ее определяющие, и достоверность оценки // Лесотехн. журн. 2015. № 1(17). С. 274–287. Tretyakov A.G. Economic Accessibility of Forest Resources: Its Determining Factors and the Accuracy of the Estimates. Forestry Engineering Journal, 2015, no. 1(17), pp. 274–287. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/11285

Тринеева Л.Т., Камнева В.А. Формирование сбытовой политики предприятия на основе экономико-математических методов // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2015. № 2(6). С. 83–88. Trineeva L.T., Kamneva V.A. Formation of Marketing Policy of the Enterprise on the Basis of Economic and Mathematical Methods. Tekhnologii pishchevoy i pererabatyvayush-chey promyshlennosti APK – produkty zdorovogo pitaniya, 2015, no. 2(6), pp. 83–88. (In Russ.).

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. Shegelman I.R. Substantiation of Technological and Technical Solutions for Promis-ing Technological Processes of Preparing Wood Biomass for Processing to Wood Chips: Dr. Eng. Sci. Abs. Saint Petersburg, 1997. 36 p. (In Russ.).

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. Shegelman I.R., Rudakov M.N. Sustainable Nature Management in the Context of the Resource Concept of Strategic Management. Sever i rynok: formirovanie ekonomicheskogo poryadka, 2014, no. 3(40), pp. 214–216. (In Russ.).

Щукин П.О., Демчук А.В., Будник П.В. Повышение эффективности переработки вторичных ресурсов лесозаготовок на топливную щепу // Инж. вестн. Дона. 2012. № 3. С. 395–398. Shchukin P.O., Demchuk A.V., Budnik P.V. Improving the Efficiency of Processing Secondary Logging Resources for Fuel Chips. Engineering Journal of Don, 2012, no. 3, pp. 395–398. (In Russ.).

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

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.

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

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

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

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

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

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

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

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.

Загрузки

Опубликован

17.02.2023

Как цитировать

Мохирев, А., К. Рукомойников, М. Герасимова, С. Медведев, и М. Зырянов. «Технологический алгоритм производства продукции из порубочных остатков». Известия вузов. Лесной журнал, вып. 1, февраль 2023 г., сс. 153-71, doi:10.37482/0536-1036-2023-1-153-171.

Выпуск

Раздел

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСИНОВЕДЕНИЕ