авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Оптимизация параметров технологических процессов лесопромышленного комплекса дальнего востока на принципах устойчивого лесопользования

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Рябухин Павел Борисович

Оптимизация параметров технологических процессов
лесопромышленного комплекса Дальнего Востока на принципах устойчивого лесопользования

05.21.01 – Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Хабаровск - 2008

Работа выполнена на кафедре технологии и оборудования лесопромышленного производства Тихоокеанского государственного университета (г. Хабаровск)

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Патякин Василий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Герц Эдуард Федорович,

доктор технических наук, профессор Долотов Алексей Митрофанович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Гуков Геннадий Викторович

Ведущая организация: ФГУ «Дальневосточный научно-исследовательский институт лесного хозяйства».

Защита состоится 21 ноября 2008 года в диссертационном совете ДМ 212.018.03 Братского государственного университета по адресу: Братск, ул. Макаренко, 40, ауд.112

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Тихоокеанского государственного университета (680035, г.Хабаровск, ул.Тихоокеанская, 136) или в библиотеке Братского государственного университета.

Автореферат разослан 12.09.2008 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Чжан С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Концепция развития лесопромышленного комплекса России до 2015 года предусматривает рациональное и неистощительное использование лесного сырьевого потенциала и ресурсов за счет увеличения объемов глубокой переработки древесины и создания современных экономических регуляторов развития лесозаготовительной промышленности. Решение поставленной задачи может быть достигнуто только в случае реализации приоритетных направлений, связанных с повышением эффективности использования сырья за счет ввода в действие ресурсосберегающих технологий; внедрения современных машин и оборудования, обеспечивающих высокую эффективность технологического процесса на всех фазах лесозаготовительного производства с учетом сохранения лесной среды и рационального использования лесосырьевых ресурсов; опережающего развития мощностей по глубокой переработке древесины.

Необходимость постановки проблемы связана также с неуклонным сокращением высокотоварных насаждений практически во всех регионах Дальнего Востока.

Многообразие породного состава лесов, горный рельеф местности, подверженность интенсивному антропогенному воздействию и другие специфические особенности лесного фонда требуют комплексного научно-обоснованного подхода к организации и проведению лесоэксплуатации с учетом эколого-лесоводственных, экономических и социальных аспектов региона. Леса Дальневосточного федерального округа (ДФО) отличаются высокой степенью биоразнообразия, поэтому сохранение или минимизация нарушений лесных экосистем здесь является основной приоритетной задачей при осуществлении лесозаготовительного производства.

Современное развитие лесопромышленного комплекса Дальнего Востока характеризуется широким и интенсивным внедрением лесозаготовительных машин отечественного и зарубежного производства. Однако вопросы их приобретения и эксплуатации в специфических условиях дальневосточных лесов зачастую решаются лесопромышленниками без научно обоснованной базы и учета лесорастительных условий региона. Необходима разработка четких критериев как по отбору систем лесозаготовительных машин и технологий лесосечных работ, так и по обеспечению их функционирования в конкретных природно-производственных условиях, что позволит получить максимальную эффективность по реализации всего комплекса экономических, эколого-лесоводственных и социальных принципов устойчивого лесопользования.

Поэтому можно констатировать актуальность, научную и прикладную значимость рассматриваемых в работе проблем, что предопределило необходимость проведения комплексных исследований для их решения.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследований является повышение эффективности лесопромышленного комплекса Дальнего Востока на основе оптимизации технологических, лесоводственных и экономических параметров функционирования предприятий лесной отрасли на принципах устойчивого лесопользования. Основные задачи, способствующие реализации поставленной цели, предусматривали:

  1. Определение лесоводственных и эксплуатационных особенностей лесного фонда в основных эксплуатируемых лесных формациях Дальнего Востока и создание базы данных по основным лесоэксплуатационным характеристикам лесосек региона.
  2. Комплексную оценку технологических процессов лесопромышленного производства и систем лесосечных машин при хлыстовом и сортиментном способах заготовки древесины.
  3. Исследование влияния различных технологий лесосечных работ и систем лесозаготовительных машин на лесную среду и выявление лесоводственно-экологических последствий лесозаготовок.
  4. Установление уровня потерь древесного сырья на различных фазах лесопромышленного производства и определение путей, обеспечивающих рациональное использование всего объема древесины, отводимого в рубку.
  5. Обоснование основных показателей качества функционирования систем машин и технологических процессов, формализация объектов исследования с учетом лесорастительных условий Дальнего Востока.
  6. Разработку математической модели для определения глобального диапазона экстремальных значений показателей качества функционирования систем машин и технологических процессов
  7. Выбор оптимальных способов рубок и определение возможных объемов применения существующих систем лесосечных машин и их ранжирование по лесорастительным зонам на лесотипологической основе.
  8. Разработку основных направлений и рекомендаций по развитию и организации лесозаготовительного производства на ближайшую перспективу с учетом повышения уровня машинизации лесосечных работ и возросших экологических требований к лесозаготовкам.

Объектом исследования являются технологические процессы лесозаготовок, системы машин для их реализации и лесной фонд субъектов Дальневосточного федерального округа.

Предметом исследования являются технологические, эколого-лесоводственные, экономические и социальные параметры производственных процессов предприятий лесопромышленного комплекса.

Методы исследования. Исследования выполнялись на основе комплексных лесоводственных и таксационных методов, применяемых при изучении насаждений и оценке воздействия лесоэксплуатации на компоненты леса и лесную среду. В качестве основных методов теоретических исследований в диссертационной работе приняты математическое моделирование сложных систем с применением современных математических алгоритмов для численных и аналитических расчетов MathCAD 11, Enterprise Edition и Maple 8, а также языка универсального моделирования UML 1.4; реляционная алгебра; пассивный производственный эксперимент. Обработка результатов производилась с использованием аппарата математической статистики программы MathCAD, а накопление информации - с помощью компьютерной программы, написанной в системе управления базами данных Microsoft Access 2000.

Научная новизна работы. Впервые дана комплексная оценка лесным ресурсам Дальнего Востока, с учетом возможной их эксплуатации различными системами лесосечных машин. Обоснованы и формализованы эколого-лесоводственные показатели функционирования различных систем лесозаготовительных машин (ЛЗМ) в основных лесных формациях ДФО. Разработана математическая модель и алгоритм идентификации полимодального закона распределения основных характеристик лесосечного фонда дальневосточного региона. Получены программные продукты для реализации разработанных математических моделей функционирования технологических процессов лесопромышленных предприятий, позволяющие осуществить выбор оптимальных вариантов технологических процессов лесопромышленных предприятий и систем ЛЗМ и оборудования для различных природно -производственных условий региона на основе комплексной оценки (эколого-лесоводственной, технологической, экономической и социальной).

Основные научные положения и результаты исследования, выносимые на защиту.

  1. Влияние закономерностей формирования лесного фонда на состояние и структуру лесопромышленного комплекса Дальнего Востока.
  2. Критерии и методики оценки технологических и лесоводственных показателей применения различных систем лесозаготовительных машин.
  3. Методика и алгоритм идентификации закона распределения лесорастительных параметров лесного фонда ДФО.
  4. Методика определения средних значений угла поворота и вылета стрелы манипулятора валочно-пакетирующих машин при проведении различных способов рубок.
  5. Аналитические зависимости по определению затрат времени на выполнение управляющих команд оператором лесозаготовительных машин в зависимости от продолжительности его технологической работы.
  6. Математические модели функционирования систем ЛЗМ и технологических процессов лесопромышленных предприятий с учетом лесорастительных условий дальневосточного региона.
  7. Рекомендации по объемам применения существующих систем лесозаготовительных машин и выбору типа технологического процесса для конкретных природно-производственных условий функционирования лесопромышленных предприятий.

Практическая значимость работы. Исследования, положенные в основу настоящей работы, проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ Министерства лесной промышленности Хабаровского края, ГОУ ВПО “Тихоокеанский государственный университет”, ФГУ “Дальневосточный научно-исследовательский институт лесного хозяйства” в период с 2001 по 2007 г.

Результаты проведенных исследований позволяют предприятиям лесного комплекса ДФО:

  • прогнозировать тенденции развития лесозаготовок и деревопереработки на основе анализа лесного фонда по объемам и размерно-качественным характеристикам древостоев;
  • осуществлять выбор оптимального технологического процесса функционирования предприятия и систем лесозаготовительных машин для конкретных природно-производственных условий по экономическим, лесоводственным и социальным критериям;
  • существенно снизить вероятность повреждения тонкомерных деревьев и увеличить сохранность подроста при проведении лесозаготовок валочно-пакетирующими машинами по различным технологическим схемам;
  • повысить степень экономической и лесохозяйственной эффективности использования современных систем ЛЗМ и оборудования за счет предложенных научно- обоснованных разработок;
  • прогнозировать возможные объемы низкотоварной древесины и древесных остатков, образующихся на лесосеках при машинном способе лесозаготовок, с целью создания перерабатывающих производств и повышения эффективности использования древесины;

Реализация научных разработок. Результаты проведенных исследований послужили основой для разработки и внедрения в учебный и производственный процессы следующих нормативных и методических документов:

  1. Временные рекомендации по проведению рубок главного и промежуточного пользования в ЛПЦ ОАО «Горинский КЛПХ». Хабаровск, 2006, 22 с.
  2. Рекомендации заседания Научно-технического совета при Министерстве лесной промышленности Правительства Хабаровского края по обеспечению содействия развитию предприятий лесопромышленного комплекса Хабаровского края от 30.07. 2004 г.
  3. Рекомендации первого Дальневосточного международного экономического форума от участников заседания рабочей группы “ Лесная отрасль Востока России. Проблемы, задачи, перспективы “. Хабаровск, 6.10. 2006 г.
  4. “ Концепция стратегического развития Хабаровского края до 2010 года. Лесопромышленный комплекс “.
  5. Постановление Правительства Хабаровского края от 06.06. 2005 г. № 67 “ О мерах по повышению роли лесной отрасли в решении задач стратегического развития Хабаровского края на период до 2010 года.
  6. Рекомендации второго Дальневосточного международного экономического форума от участников заседания рабочей группы “ Лесной комплекс Востока России. Проблемы и пути их решения“. Хабаровск, 19.09. 2007 г.

Результаты работы внедрены в учебный процесс путем издания учебных пособий и методических рекомендаций по дисциплинам «Технология и оборудование лесосечных работ», «Технология и оборудование лесозаготовок», «Оценка воздействия на окружающую среду», а также при выполнении курсового и дипломного проектирования студентами специальностей «Лесоинженерное дело», «Лесное хозяйство», «Охрана окружающей среды».

Апробация. Основные положения и результаты исследований были доложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях (НТК) профессорско-преподавательского состава и аспирантов Тихоокеанского государственного университета (ХГТУ, ТОГУ) в 1998-2006 г.г.; на пятом российско-китайском симпозиуме “Проблемы научно-технического прогресса в Дальневосточном регионе “ в 1998 г. (г. Хабаровск); на международной НТК в г. Хабаровске в 2001 г.; на первом дальневосточном международном Форуме (6-9 сентября 2006 г., г. Хабаровск); на заседании секции УМО по специальности 26.01 Лесоинженерное дело в 2003 г. (г. Санкт-Петербург, С-П ГЛТА), на втором дальневосточном международном Форуме (18-19 сентября 2007 г., г. Хабаровск), на третьем Форуме регионального сотрудничества между Китаем и Россией (КНР. г. Цзямусы, 25-28 июля 2007г.).

Публикации. Основное содержание работы и результаты выполненных исследований опубликованы в двух монографиях, в двух учебных пособиях, в 49 научных статьях, 9 из которых изданы в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и заключения, списка использованных источников литературы и четырех приложений. Содержание работы изложено на 383 страницах машинописного текста, иллюстрировано 59 рисунками и 58 таблицами. Список литературы включает 344 наименований (в том числе 44 иностранных).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование и необходимость постановки темы диссертационной работы, которые связанны с тем, что в результате масштабных изменений в лесном фонде ДФО возникла острая необходимость изыскания путей решения задач по максимально возможному ослаблению сложившихся противоречий между лесопользованием и состоянием лесной среды; сформулированы цель работы, ее задачи и научная новизна; определены положения, выносимые на защиту и научно-практическая значимость проведенных исследований.

В первом разделе выполнен анализ работ, посвященных изучению технологических процессов лесозаготовок на территории Дальнего Востока, методам оценки эффективности систем лесозаготовительных машин (ЛЗМ); определены задачи и программа исследований.

Значительный вклад в решение научных и практических задач регионального лесопользования в лесах Дальнего Востока внесли Ю.И. Манько, В.Т. Чумин, Б.С. Петропавловский, А.С. Шейнгауз, Г.В. Гуков, Д.Ф. Ефремов, А.П. Ковалёв и др. Ими были сформулированы и аргументированы основные лесоводственные и организационно-технические принципы и подходы к выбору и назначению систем и способов рубок главного пользования в основных лесных формациях региона.

С появлением на лесосеках принципиально новых многооперационных лесозаготовительных машин, полностью заменивших ручной труд в лесу, обеспечивающих более высокий уровень производительности труда на лесозаготовках, возникла необходимость поиска новых рациональных технологий лесосечных работ при различных способах рубок главного пользования. В условиях Дальнего Востока вопросами разработки, совершенствования и лесоводственной оценки использования агрегатных машин на заготовке древесины занимались преимущественно работники Дальневосточного НИИ лесного хозяйства. Большой набор пород- лесообразователей, их экологическая разнокачественность; различия в условиях местообитаний предопределяют необходимость дифференцированного подхода к назначению не только способов рубок, но и технологии лесосечных работ, в зависимости от лесорастительных условий конкретных участков леса.

Техническое перевооружение лесной промышленности Дальнего Востока, повышение экологических и лесоводственных требований к лесосечным работам привели к необходимости проведения дополнительных исследований по совершенствованию приемов и технологий лесопользования и лесовоспроизводства. Решение этих вопросов в значительной мере определяется созданием адекватных математических моделей и их реализация в виде программных продуктов, обеспечивающих минимизацию негативных последствий лесозаготовительной деятельности на лес и лесную среду.

Составление комплексных моделей функционирования лесосечных машин и оборудования, технологических процессов лесозаготовок изложено во многих научных работах. Вопросы построения комплексных моделей функционирования лесозаготовительной техники с использованием многокритериального поиска оптимальных решений рассмотрены в научных трудах А.К. Редькина, В.М. Захарикова, Н.В. Казакова, В.С.Сюнева, Э.Ф. Герца, С.Б. Якимовича и др.

По результатам проведенного анализа состояния вопроса сформулированы цель и основные задачи исследования, для реализации которых составлена программа диссертационной работы, предусматривающая изучение состояния лесного фонда дальневосточного региона, оценку технологических процессов лесозаготовок и систем лесосечных машин в различных лесорастительных условиях с учетом необходимости достижения минимизации негативных последствий лесоэксплуатации на лес и лесную среду; моделирование показателей качества их функционирования для разработки рекомендаций по развитию и организации лесозаготовительного производства.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.