Рациональная организация лесотранспортных процессов при освоении годового лесосечного фонда лесозаготовительного предприятия

РАЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОСВОЕНИИ ГОДОВОГО ЛЕСОСЕЧНОГО ФОНДА ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Коваленко Т.В.

The tendered system of rational organization of wood freight traffics allows to place the optimal strategy at mastering annual forest fund, which one includes definition of calendar times of holding logging operations in each wood-cutting area, duration of storage of the prepared forest in a upper warehouse, periods and sizes of carriage of timber to a customer.

Существующая система лесосечно-транспортного процесса в лесозаготовительных предприятиях (ЛЗП) предлагает годовое, квартальное и помесячное планирование. Особо актуальной в связи со сложившейся системой организации лесозаготовок является помесячное планирование лесозаготовок и транспорта леса, которое носит массовый характер. Оно осуществляется на уровне планово-производственных отделов предприятия и предполагает определение не только объемов, но и местоположение лесозаготовок, объемов складирования, хранения и сроков вывозки заготовленного леса, что, в конечном счете, в значительной мере определяет эффективность всего лесозаготовительного процесса.

Существующая практика планирования последовательности освоения годового лесосечного фонда содержит множество неформализованных субъективных этапов, в основном основанных на интуиции и опыте предыдущих лет.

Наиболее плодотворным путем решения задач такого рода является разработка экономико-математических моделей и их реализация на ЭВМ с принятием обоснованных плановых и проектных решений.

Лесотранспортные работы в лесозаготовительном производстве имеют определяющее значение. От правильного и своевременного выполнения лесотранс-портных работ зависят все последующие операции и конечные результаты работы ЛЗП в целом. По содержанию и условиям выполнения лесной транспорт значительно отличается от других фаз технологического процесса лесозаготовок. Их особенностью является существенная зависимость от природных условий: погоды и климата, грунтово-гидравлических условий и таксационных характеристик лесосек. Наибольшее влияние на лесотранспортный процесс оказывают погодно-климатические факторы, что в первую очередь и определяет сезонность лесозаготовок. Значительная изменчивость этих характеристик, как по времени (сезонные колебания), так и в пространстве (каждая лесосека имеет свои условия), делает задачу проектирования лесосечно-транспортных процессов чрезвычайно сложной.

На современном этапе развития лесозаготовительного производства можно выделить три основных слагаемых оптимального решения задачи организации механизированных работ на группе объектов производственной программы ЛЗП:  решение вопроса о рациональном пространственно-временном освоении годового лесосечного фонда;

выбор наиболее эффективных способов выполнения работ на объектах программы планируемого периода (выбор принципиальной схемы разработки лесосек, рациональной конструкции технологических путей).

Максимальный эффект дает лишь совместное решение всех указанных задач.

Этого можно достичь путем создания интегрированных систем автоматизированного проектирования и управления лесопользованием.

Такие методы и автоматизированные системы разрабатываются и внедряются, однако большинство из них рассчитаны на решение стратегических задач в рамках региона, области или холдинга и поэтому не всегда применимы к каждому конкретному лесозаготовительному предприятию.

Содержательное описание задачи сводится к следующему. Имеется годовой лесосечный фонд лесозаготовительного предприятия, сведения о котором включают общее число лесосек, таксационное описание каждой из них, их географическое местоположение и грунтово-гидрологические условия.

Все лесосеки должны быть освоены в течение планируемого года, причем любая из них может быть разработана в любое время в течение года, но расходы на лесозаготовки, лесовосстановление и лесотранспорт будут при этом различны.

Заготовленная на лесосеках древесина может быть отправлен сразу же (но не позднее месяца со дня заготовки) на нижний склад, либо складирован здесь же в штабелях с последующей вывозкой его на нижний склад или потребителю в наиболее рациональные календарные сроки. Эффективность лесосечно-транспортных работ так же зависит от сезона года, поскольку расходы на лесосечные работы, дорожное строительство, а так же транспортная составляющая себестоимости вывозки значительно отличаются по сезонам года.

Считается так же, что помесячные поставки леса потребителю определены и известны заранее. Помесячные объемы заготовки и складирования древесины на лесосеках, промежуточном и нижнем складе не определены; известен лишь их верхний предел, установленный наличием складских площадей, материально-технических и трудовых ресурсов.

Математическая модель поставленной задачи имеет следующую целевую функцию:

т 12т т 12р т 12й 12т 12р

р = 22 сх +22 сахи +22 с „х „ +22 ск1хк1 +

1 =1 к=1 г=1 1 =1 г=1 г=1 к=1 1=1

12т 12й 12т 12и 12р 12й 12р 12и

+22 СгХг +22 Сцхк] +22 сх +22 СХ +

к=1 г=1 к=1 ] =1 1=1 г=1 1=1 ] =1

12й 12п

+22 СгХГ1 ^ ™п

г=1 ] =1

Задача содержит следующие ограничения.

Общие запасы годового лесосечного фонда должны быть равны или превосходить заключенные предприятием контракты на поставку древесины

т 12т_ 12р_ \2й_ 12п

2 +2 ^ +2 ^ +2 N >2Ь )

1=1 к=1 1=1 г=1 ]=1

Сумма поставок j-ому потребителю из всех лесосек, отведенных в рубку должна быть равна спросу этого потребителя

N 12т 12р 12й

Е х. +Е х. +Е х. +Е х. =ъ] и = и2*)

1=1 к=1 1=1 г=1

Сумма поставок леса с каждой i-ой лесосеки на верхний сезонный, нижний склад и во двор потребителя не должна быть более ликвидного запаса в этой лесосеке.

12т 12р 12й 12п

Е хгк +Е хи +Е хг +Е хи - аг

к=1 1=1 г=1 .=1

Суммарный объем поставок леса на верхние склады должен быть равен мощности каждого из них, а поставки из этих складов на сезонный склад, нижний склад и во двор потребителю не должны превосходить установленного верхнего предела их мощности

т 12р 12й 12* ____

Е х1к = Хк =Е хк1 +Е хкг +Е хц - Чк

1=1 1=1 Г=1 .=1

Суммарный объем поставок леса на сезонные склады с лесосек и верхних складов должен быть равен мощности каждого из них, а поставки с сезонных складов на нижний склад и потребителем не должны превышать установленного

верхнего предела их мощности

т 12т 12^ 12*

Еха +Ехн = X1 =Ех1г +Ех. - 5

1=1 к=1 г=1 ]=1

Суммарный объем поставок леса на нижние склады с лесосеки, верхних и сезонных складов должен быть равен мощности каждого из них, а поставки с нижних складов во двор потребителю не должны превосходить установленного верхнего предела их мощности

т 12т 12р 12* ____

Ехщ +Ехг +Ехгг = Хг =Ехг] - Nr

1=1 к=1 1=1 .=1

Задача содержит так же ограничение на неотрицательность всех неизвестных

х1к > 0; хи > 0; х1Г > 0; х. > 0;

хк! > 0; хкг > 0; х^ > 0; х1г > 0;

^ > 0; ^ > 0; (1 = 1, т; к = 1,12т; 1 = 1,12р; г = 1,Ш; . = 1,12.

х/к - объем леса, вырубленный на /-той лесосеке и складируемый на ней для последующей вывозки; хц, х/г, Ху - объем леса, вырубаемый на /-той лесосеке с доставкой на промежуточный склад, нижний склад и во двор потребителя соответственно; хы, хкг, ху - объем леса, вывозимый с верхнего склада соответственно на промежуточный склад, нижний склад и во двор потребителя; Х1„ ху -объем леса, вывозимый с промежуточного склада на нижний склад и во двор потребителя; Ху - объем леса, вывозимый с нижнего склада потребителю.

Предложенная модель, метод ее преобразования и построения сводной матрицы исходных данных обладают достаточной универсальностью и легко преобразовываются для большего количества звеньев в системе лесотранспорта.

На основании вышеизложенного, на кафедре Сухопутного транспорта леса Лесоинженерного факультета под руководством проф. Тюрина Н.А. была создана система 01УВ.

Исходными данными для системы являются сведения о годовом лесосечном фонде ЛЗП. Каждая лесосека характеризуется ликвидным объемом, площадью общей и неэксплуатационной, геометрическими параметрами, наличием подроста, расстоянием до существующей дороги, типом местности по условиям увлажнения, средним объемом хлыста и расстоянием вывозки до нижнего склада.

Материально-технические ресурсы ЛЗП характеризуются системой лесосеч-но-транспортных машин, помесячными объемами заготовки и вывозки леса, а так же помесячными потребностями нижнего склада в древесине.

Выходная информация, полученная в результате работы системы, выводится как на дисплей, так и на принтер, а так же в файл. Она содержит матрицу решения транспортной задачи, таблицу календарных графиков заготовки и вывозки леса с каждой из лесосек годового лесосечного фонда, таблицу рациональных схем и конструкций дорожных одежд на усах, количество погрузочных пунктов на лесосеке и принципиальные схемы трелевочных волоков, а так же технологическую карту разработки лесосеки с технико-экономическими показателями.

Использование системы в учебном процессе и опытное внедрение на производстве показало ее работоспособность и эффективность.