Оценка эффективности лесных технологий на основе ресурсосбережения

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ

А.В. РОДИОНОВ, ст. преподаватель каф. механизации сельскохозяйственного производства ПетрГУ, канд. техн. наук

В лесопользовании как отрасли общественного производства основным объектом является участок лесного фонда (УЛФ), на котором осуществляется производство продукции - заготовка и восстановление лесных ресурсов.

Производство продукции как совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья, материалов или полуфабрикатов является сферой технологии [9].

Согласно классической политэкономии [6], общественное производство характеризуется производительными силами и производственными отношениями. Отношения базируются на распределении прибыли, которая возникает после продажи на рынке произведенной продукции.

Технология как наука изучает функционирование системы «человек - машина -окружающая среда - предмет труда», которая получила название «технологическая система» (ТС). Продукция не включается как составная часть непосредственно в ТС, а рассматривается как цель ее функционирования [1].

Эффективность такой ТС согласно ГОСТ 27.203-83 «Технологические системы. Общие требования к методам оценки надежности» оценивается по параметрам качества

продукции, по производительности и по величине затрачиваемых ресурсов.

В условиях рыночной экономики этого недостаточно: ТС не может считаться эффективной, если произведенная продукция не может быть продана с прибылью. Факт получения прибыли удостоверяет, что данная продукция (и, соответственно, технология ее производства) удовлетворяет какую-либо общественную потребность по количеству и качеству [6].

Для сравнения и оценки эффективности различных ТС освоения УЛФ с учетом экономических факторов их функционирования в настоящее время используется показатель рентабельности

Р

п, = —> тах,

К

где - прибыль на 1 м3 древесины, продаваемой на рынке, для /-го варианта ТС (показатель рыночной эффективности), р.;

С/ - себестоимость производства 1 м3 продаваемой древесины для /-го варианта ТС (показатель технологической эффективности), р. Чтобы устранить противоречие между существующими представлениями об эффективности ТС и рыночными факторами,

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 6/2005

11

предлагается включить продукцию в состав этой системы.

В предлагаемой ТС «человек - машина - окружающая среда - предмет труда -продукция» продукция является частью системы, но отчуждается от нее и становится предметом купли-продажи на рынке с целью извлечения прибыли.

С точки зрения системного подхода, цель функционирования ТС меняется - от производства продукции к производству прибыли, что адекватно отражает сущность производства в рыночных условиях [6]. Таким образом, продукция становится технологическим фактором, что позволяет производить оценку эффективности и оптимизации системы с учетом ее конкурентоспособности.

Конкурентоспособность ТС повышается при снижении затрат ресурсов на производство продукции [6]. Ресурсы затрачиваются в натуральном виде и имеют денежную оценку. Эта оценка не всегда отражает затраты на освоение УЛФ с учетом длительности цикла лесовыращивания, что является существенным недостатком рентабельности (1) как интегрального показателя конкурентоспособности ТС.

Некоторые ресурсы (как, например, благоприятная окружающая среда) вообще не оценены в деньгах, поскольку не включены в рыночный оборот, однако участвуют в процессе производства [6].

Для оценки и сравнения ТС с длительным циклом производства продукции (лесовыращивание) предлагается методика, основанная на расчете расходования ресурсов в натуральном их выражении.

Согласно этой методике показатель эффективности ТС будет иметь вид

Р  Я

Е ==--> тах,

' Р  Яг

где Р - средняя величина прибыли на 1 м3 древесины для п сравниваемых вариантов ТС, р.;

Я - интегральный показатель расходования ресурсов (в натуральном их выражении - количестве топлива,

человеко-дней труда рабочих и т.п., - с учетом значимости расходования для общества) для /-го варианта ТС;

Я - средняя величина показателя расходования ресурсов для п сравниваемых вариантов ТС.

Заметим, что альтернативой данной методике могла быть зависимость, предполагающая суммирование показателей (метод равномерной оптимальности). Однако при этом возникает возможность компенсации низких оценок по одному критерию (например, прибыль) за счет высоких оценок по другому критерию (расходования ресурсов) и наоборот. Предложенная методика, основанная на принципе справедливого компромисса, свободна от этого недостатка [2].

Из выражения (2) следует, что эффективность ТС будет повышаться при увеличении прибыли и снижении расходования ресурсов.

Для оценки эффективности по формуле (2) требуется расчет интегрального показателя расходования ресурсов в натуральном их выражении [10]. При вычислении показателя Я для различных вариантов ТС освоения УЛФ необходимо учитывать, что в любой из сравниваемых систем расходуются следующие ресурсы [7]:

- живой труд, выражается в человеко-днях, затраченных на выполнение основных, подготовительных и др. работ;

- орудия труда, выражается в килограммах металла в конструкции машин и запасных частей;

- энергия, определяется количеством израсходованного топлива;

- предмет труда, оценивается количеством природного объекта, использованного для производства продукции;

- окружающая среда, оценивается размером ее относительного повреждения или уничтожения;

- время, оценивается его количеством, необходимым для выполнения технологических операций;

- информация, может быть оценена в человеко-днях, необходимых для разработки документации.

Принцип ресурсосбережения предполагает производство продукции с минимальным расходом ресурсов и наименьшим воздействием на окружающую среду при безусловном достижении цели процесса производства [7].

В теории принятия решений разработаны следующие многокритериальные методы расчета интегрального показателя расходования различных ресурсов (с учетом их значимости) для сравнения и оценки альтернативных вариантов ТС освоения УЛФ [2, 4, 5]:

- вычисление показателя по методу Гермейера

к k

R = Z*i • W ^ min, Z*i = 1;

i=1 i= 1

- вычисление показателя по методу Руссмана

kk R = П*i • W ^ min,= 1; (4) i =1 i =1

- вычисление показателя по методу главной компоненты

R = W ^ min,

где i - количество видов ресурса, i = 1 ...к;

W, - величина показателя расходования i-го вида ресурса на 1 ед. продукции;

Л - коэффициент значимости (вес) расходования i-го вида ресурса. Поскольку ресурсы не выражаются в одних и тех же единицах измерения, в формулах (3-5) используются безразмерные показатели W,, вычисляемые с помощью функции [4]

V

W = —^,

г n 5 v ^

ZV

i = 1

где г - количество вариантов ТС освоения УЛФ, г = 1 ...n;

V, - величина расходования i-го вида ресурса в n-ом варианте ТС освоения УЛФ в известных единицах измерения. Недостатком метода Гермейера (3) является возможность компенсации низких оценок по некоторым критериям за счет высоких оценок по другим. Свободен от этого недостатка метод Руссмана (4), однако низкая оценка альтернативы хотя бы по одному

из критериев влечет за собой общее ухудшение интегрального показателя, рассчитываемого по этому методу. Основным недостатком метода главной компоненты (5) является произвол в выборе критерия, по которому сравниваются альтернативы (при этом все остальные критерии переводятся в разряд ограничений) [2, 4].

С целью компенсации недостатков рассмотренных методов вычисления интегрального показателя рекомендуется рассчитывать показатели по каждой методике в отдельности, а затем вычислять итоговый показатель (например, методом строчных сумм). При этом совместное использование метода Гермейера (3) и метода главной компоненты (5) позволяет выявить наилучшую альтернативу, а метод Руссмана (4) - оценить равномерность «качества» сравниваемых ТС по всей совокупности критериев [4].

Информация, необходимая для определения величины коэффициентов значимости Л (3, 4), а также выбора главного компонента (5), может быть получена только от экспертов с помощью [5]:

- методов, основанных на многокритериальной теории полезности - метод отношений, метод наибольших отклонений и др.;

- методов, основанных на подходах аналитической иерархии;

- методов, основанных на конструктивистском подходе;

- методов, основанных на экспертных оценках.

Основным недостатком методов многокритериальной теории полезности и аналитической иерархии является то, что назначаемые веса критериев могут отражать только мнение одного эксперта, осуществляющего выбор ТС из предлагаемых ему альтернатив.

Свободны от этого недостатка методы, основанные на конструктивистском подходе, и методы, основанные на экспертных оценках.

Однако методы конструктивистского подхода предполагают, что эксперты назначают веса критериев на основе сравнения группы заранее заданных альтернатив [5]. В

связи с этим был выбран метод сбора экспертных оценок «анкетирование» [3], что позволяет:

- выявить предпочтения и ожидания экспертов, сформировавшиеся в ходе эксплуатации различных вариантов ТС освоения УЛФ (согласно рефлексивному подходу [5], ожидания экспертов формируют основу их поведения по выбору предпочтительного варианта ТС в будущем, следовательно, экспертная оценка позволяет еще спрогнозировать направления развития технологии);

- охватить экспертов, территориально удаленных друг от друга.

Необходимо заметить, что экспертную оценку показателей важности сбережения ресурсов рекомендуется проводить регулярно [3].

Экспертные оценки значимости различных ресурсов (табл. 1), расходуемых в процессах лесосечных и лесовосстанови-тельных работ, проводились в 1998-2000 гг. на предприятиях лесной промышленности и лесного хозяйства Республики Карелия. В анкетировании приняли участие руководящие и инженерно-технические работники. Обработка анкет показала согласованность мнений экспертов, результаты анкетирования статистически достоверны [3].

Полученные результаты (табл. 1) показывают, что наиболее значимым для экспертов ресурсом, расходуемым в процессах лесосечных и лесовосстановительных работ, является живой труд (общая весомость составляет 69,9-71 % от всей совокупности ресурсов). Следовательно, в качестве главного компонента (5) принимаем живой труд [2, 5, 8].

Сложившаяся ситуация объясняется тем, что в настоящее время в Карелии основные операции лесосечных работ полностью механизированы и частично машинизированы. Однако подготовка лесосек к освоению и очистка от порубочных остатков выполняются преимущественно вручную. В то же время в лесовосстановлении преобладают технологические процессы с обработкой почвы механизмами и выполнением всех остальных операций вручную.

Аналогичная ситуация наблюдается при выращивании посадочного материала в лесных питомниках.

Высокая значимость живого труда подтверждается в Карелии устойчивой тенденцией к переходу на «малолюдные» технологии лесозаготовок и лесовосстановле-ния, что позволяет сократить количество работающих в лесу. Ситуация стимулируется дефицитом рабочей силы в лесных поселках, возникшей из-за низкого уровня оплаты труда в лесной отрасли.

Например, в 2002 г. средняя заработная плата рабочих и служащих в органах лесного хозяйства составляла 4090,8 р., а в лесозаготовительной промышленности -3937 р. При этом величина прожиточного минимума на одного человека в 2002 г. составляла 2054 р. [8].

Для обеспечения простого воспроизводства рабочей силы необходимо, чтобы заработная плата позволяла наемному работнику поддерживать свою способность к труду и содержать ребенка - будущего работника [6], т.е. заработная плата должна превышать прожиточный минимум в 2 раза.

Таблица 1

Значимости ресурсов, расходуемых при освоении УЛФ

Вид ресурса Лесосечные работы Лесовосстановительные работы

Значимость, % Ранг Значимость, % Ранг

Живой труд 39,9 1 32,7 1

Орудия труда 15,9 2 5,0 6

Энергия 10,0 5 9,8 5

Предмет труда 10,0 4 22,0 2

Окружающая среда 11,8 3 11,1 4

Машинное время 8,8 6 15,2 3

Информация 3,6 7 4,2 7

Итого 100,0 - 100,0 -

Следовательно, величина заработной платы в органах лесного хозяйства и лесозаготовительной промышленности не обеспечивает простое воспроизводство нанятых рабочих и служащих. Это подтверждается сокращением численности населения (рождаемость в РФ в 2002 г. составила 9,6 чел. на 1000 чел. населения, смертность - 17,8), падением комплексной выработки на 1 рабочего лесозаготовок почти в 2,5 раза по сравнению с 1990 г. и увеличением среднего возраста основных лесопромышленных рабочих [8].

Для апробации предлагаемой методики определения эффективности ТС в рамках проекта «Тайга - Модельный лес» в Республике Карелия были проведены сравнительные исследования российской, финской и шведской технологий рубок ухода. Исследования включали сбор фактических данных для определения прибыли, себестоимости и расходования ресурсов на 1 м3 реализованной древесины [11].

На участке, разработанном по российской технологии, выполнялись лесовод-ственные нормативы, действующие на территории Карелии. На участках, разработанных по финской технологии, выполнялись лесоводственные требования, применяемые фирмой «81»га-Еп80» при проведении рубок ухода в Финляндии. На участках, разработанных по шведской технологии рубок ухода, применялись лесоводственные нормативы системы лесной сертификации «Е8С».

Выбор технологий объясняется тем, что в настоящее время наибольшее распространение на рубках ухода в Карелии имеет следующий вариант российской технологии,

Результаты расчетов для

предусматривающей вывозку сортиментов: валка деревьев бензопилой, обрезка (обрубка) сучьев у пня, трелевка хлыстов гусеничным трактором с канатно-чокерной оснасткой, раскряжевка хлыстов на верхнем складе бензопилой, погрузка и вывозка автомоби-лем-сортиментовозом, оснащенным гидроманипулятором.

На предприятиях республики данный вариант реализуется на базе гусеничных трелевочных тракторов ОАО «Онежский тракторный завод»: ТДТ-55А, ТЛТ-100А и др. Для валки леса используются бензопилы фирм «Ншдуагпа» и др., для обрубки сучьев - бензопилы или топоры.

В связи с сокращением предложения рабочей силы в лесных поселках, лесозаготовительные предприятия Карелии осуществляют постепенный переход на иностранные технологии сортиментной заготовки древесины (в т.ч. и на рубках ухода) на базе импортной лесозаготовительной техники - шести- и восьмиколесных харвестеров и форвар-деров фирм «ТтЬецаск», «Уа1ше1» и др.

Данные технологии предусматривают валку деревьев, обрезку сучьев у пня и раскряжевку харвестером, подвозку сортиментов к верхнему складу форвардером, погрузку и вывозку автомобилем-сортиментовозом, оснащенным гидроманипулятором.

В проведенном исследовании рубки ухода по российской технологии выполнялись с использованием бензопил «Ншдуагпа-257» и трелевочного трактора ТДТ-55А. Рубки по финской и шведской технологии выполнялись с применением харвестера «КГКОМ Н-8» и форвардера «КШБА1 8-12».

Таблица 2

технологий рубок ухода

Показатель Технология рубок ухода

российская финская шведская

Себестоимость, р./м3 (2000 г.)* 74,07 283,48 287,16

Прибыль, р./м3 (2000 г.) 225,93 16,52 12,84

Показатель расходования ресурсов по методу *: - Гермейера - Руссмана - главной компоненты 0,501 3,79 • 10 -10 0,679 0,243 0,18 • 10 -10 0,159 0,256 0,28 • 10 -10 0,161

Интегральный показатель расходования ресурсов, Я, * 0,590 0,201 0,209

Показатель эффективности, Е1 * 4,699 0,177 0,094

* Минимальные значения соответствуют наилучшему варианту.

На основе полученных в ходе исследования данных были рассчитаны себестоимость, прибыль, интегральный показатель расходования ресурсов (3-5) и показатель эффективности (2) для упомянутых технологий.

Результаты расчетов представлены в табл. 2.

Наилучшей, с точки зрения ресурсосбережения, является финская технология рубок ухода. Однако, с точки зрения максимизации прибыли на 1 м3 продукции, лидирует российская технология рубок ухода. Лучшей по показателю эффективности (2) среди рассмотренных является российская технология рубок ухода (табл. 2).

Это означает, что для настоящего времени предпочтительнее российская технология, а для долгосрочного планирования технического перевооружения предприятий можно рекомендовать финскую технологию. Достоверность рекомендации подтверждается тем, что в настоящее время лесопромышленные предприятия Карелии осуществляют переход на сортиментные технологии заготовки древесины даже в ущерб прибыльности производства.

Сравнительный анализ технологий искусственного лесовосстановления проведем на примере посадки сеянцев сосны с открытой корневой системой (ОКС) на 1 га не-раскорчеванной вырубки из-под сосняка-брусничника, т. к. в Карелии большая часть лесокультурного фонда представлена нерас-корчеванными вырубками с числом пней более 600 шт./га и каменистыми почвами. Основными способами искусственного лесовос-становления на таких площадях являются ручная посадка сеянцев сосны или ели с ОКС под меч Колесова в полосы, подготовленные дисковыми покровосдирателями типа ПДН-1А, ПДН-2 в агрегате с гусеничными трелевочными тракторами ТДТ-55А или ТЛТ-100А, и механизированный посев с одновременной подготовкой почвы с использованием этих же покровосдирателей [12].

Вместо покровосдирателей могут использоваться тяжелые дисковые бороны типа ТТ8-20, агрегатируемые с тракторами

ТДТ-55А или ТЛТ-100А либо с колесными форвардерами.

Основным недостатком покровосди-рателей являются частые поломки дисков при неизбежном контакте с камнями. При этом производительность труда при ручной посадке сеянцев составляет не более 1000 шт./чел.-смену, или 0,25 га/чел.-смену при норме посадки 4000 шт./га. С целью повышения производительности труда на ле-совосстановительных работах в условиях Республики Карелия предлагается использовать лункообразователи динамического действия Л-2У, разработанные в Петрозаводском государственном университете (ПетрГУ). Назначение лункообразователя Л-2У - подготовка лунок глубиной до 23 см для посадки саженцев и укрупненных сеянцев, норма посадки для которых снижена до 2500 шт./га по сравнению с 4000 шт./га для обычных сеянцев. Для подготовки лунок под обычные сеянцы (глубиной до 16 см) лунко-образователь комплектуется сменными рабочими органами [12].

Рассмотрим следующие процессы искусственного лесовосстановления:

- обработка почвы лесокультурным агрегатом ЛХТ-55 + ПДН-2 с последующей ручной посадкой сеянцев с ОКС под меч Колесова;

- обработка почвы лесокультурным агрегатом ЛХТ-55 + Л-2У с последующей ручной посадкой сеянцев сосны с ОКС в подготовленные лункообразователем Л-2У посадочные места.

Исходные данные для расчетов были собраны на лесопромышленном предприятии ОАО «Воломский КЛПХ «Лескарел» (Карелия) в 2002-2004 гг.

Результаты расчетов представлены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что лучшей как с точки зрения ресурсосбережения, так и с точки зрения максимизации прибыли на 1 га является технология с посадкой леса под лункообразователь Л-2У. Использование Л-2У повышает производительность труда в 2,38 раза и снижает себестоимость работ на 253,03 р./га.

Таблица 3

Результаты расчетов для технологий лесовосстановления

Показатель Машины и оборудование

ЛХТ-55 + ПДН-2 + меч Колесова ЛХТ-55 + Л-2У

Себестоимость, р./га (2004 г.) * 3421,22 3168,19

Прибыль, р./га (2004 г.) 378,78 631,81

Показатель расходования ресурсов по методу *: - Гермейера - Руссмана - главной компоненты 0,565 2,71 • 10 -9 0,702 0,435 1,18 • 10 -9 0,298

Интегральный показатель расходования ресурсов, Я1 * 0,634 0,366

Показатель эффективности, Е1 * 0,950 0916

* Минимальные значения соответствуют наилучшему варианту.

Следует отметить, что с сентября 2004 г. в ПетрГУ по заказу лесопромышленного холдинга ОАО «Сегежский ЦБК» начата научно-исследовательская работа по внедрению технологии лесовосстановления на базе лункообразователей Л-2У на лесозаготовительных предприятиях этого холдинга. Ожидаемый ежегодный объем лесовосста-новительных работ - до 10 тыс. га.

В заключение следует отметить, что расчеты по формулам (2-6) можно проводить для оценки эффективности лесосечных и лесовосстановительных работ отдельно друг от друга либо совместно для комплекса работ по освоению участков лесного фонда.

Совместное использование формул (2-6) дает возможность оценить дополнительный эффект, возникающий при применении для освоения УЛФ машин со сменными рабочими органами, позволяющих выполнять работы по заготовке и восстановлению леса (например, колесный форвардер, агрегатируемый с тяжелой дисковой бороной типа ТТ8-20, либо гусеничный трактор ТЛТ-100А, агрегатируемый с лункобразова-телем Л-2У).

Библиографический список

1. Александров В.А. Моделирование технологических процессов лесных машин: Учеб. для вузов. - М.: Экология, 1995. - 256 с.

2. Андреев В.Н., Герасимов Ю.Ю. Принятие оптимальных решений: теория и применение в лесном комплексе. - Йоэнсуу: Изд-во ун-та Йоэнсуу, 1999. - 200 с.

3. Бешелев С. Д., Гурвич С. Д. Математико-статистические методы экспертных оценок. - М.: Статистика, 1980. - 263 с.

4. Горский П.В. Положение об аналитическом рейтинге рангового типа [Электронный ресурс] / П.В. Горский - Электрон. ст. - Режим доступа к ст.: http://www.gorskiy.ru/Artic1es/ratru1.htm1

5. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений, а также Хроника событий в волшебных странах: Учеб. для вузов. - М.: Логос, 2003. - 392 с.

6. Маркс К. Избранные произведения. В 3 т. / К. Маркс, Ф. Энгельс. - М.: Политиздат, 1986. -Т 1. - 635 с.

7. Повышение эффективности лесовосстановительных работ на основе ресурсосберегающей технологии: 2000 гг. Отчет о НИР (заключит.) / Петрозаводский гос. ун-т; рук. А.М. Цыпук. - № ГР 01200102931 от 25.12.2000. - Петрозаводск, 2000. - 50 с.

8. Представления о лесном секторе Республики Карелия (по официальным данным и результатам анкетирования) / С. Карвинен, А.В. Марковский, А. А. Рогов и др.; под ред. С. Карвинен, А.В. Родионова. - Петрозаводск: Ин-т экономики КарНЦ РАН, 2004. - 64 с.

9. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров. - 2-е изд. - М.: Сов. энциклопедия, 1982. - 1600 с.

10. Стратегический менеджмент: Курс лекций // Бухгалтерский учет в торговле [Электронный ресурс] / АО «Аудит-Оптим»: Электрон. журн. - М.: Изд-во «OPTIM.RU», 1997. - № 3. - Режим доступа к журн.: http://www.optim.ru

11. Цыпук А.М. Кильюнен Н., Харстела П. и др. Экономическая устойчивость и подходящая технология: Отчет о НИР // Известия ун-та Йоэнсуу. - Йоэнсуу: Изд-во ун-та Йоэнсуу, 2000. - Вып. 115. - С. 61-83.

12. Цыпук А.М. Повышение эффективности лесовос-становительных работ ресурсосберегающей технологией: Автореф. дис... д-ра техн. наук. -Петрозаводск, 1996. - 36 с.