Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Применение логистико-математических моделей в лесной отрасли. Монография

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 171 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > Следующая >>>

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М. Ф. Решетнева

И. М. Еналеева-Бандура

А. Г. Данилов

ПРИМЕНЕНИЕ

ЛОГИСТИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ

МОДЕЛЕЙ

В ЛЕСНОЙ ОТРАСЛИ

Монография

Красноярск 2020

УДК 630.37 ББК 65.050 Е610

Рецензенты:

генеральный директор Н. Н. Ш

ИШОРКИН

(ООО «СибСервисСтрой»);

начальник отдела лесопользования А. С. К

РИСЬКО

(ГПКК «Красноярское управление лесами»);

доктор биологических наук, профессор Е. В. А

ЛАУДИНОВА

(Сибирский государственный университет науки и технологий

имени академика М. Ф. Решетнева)

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета

Еналеева-Бандура И. М.

Е610 Применение логистико-математических моделей в лесной отрас-

ли : монография / И. М. Еналеева-Бандура, А. Г. Данилов ; СибГУ им. М. Ф. Решетнева. – Красноярск, 2020. – 168 с.

ISBN 978-5-86433-793-6

Рассмотрены актуальные проблемы управления лесотранспортными процессами, обозначена возможность применения математических моделей в лесотранспортной логистике, произведен анализ наиболее часто встречающихся в научной литературе способов моделирования логических систем, произведена оценка возможностей логистизации хозяйствования в условиях риска и неопределенности, обоснованы концептуальные положения по эффективности применения динамического моделирования в стохастической постановке в целях математического описания транспортно-технологического процесса предприятий лесного комплекса.

Книга предназначена для студентов, аспирантов, преподавателей, научных работников, руководителей и специалистов лесной отрасли.

УДК 630.37 ББК 65.050

ISBN 978-5-86433-793-6 © СибГУ им. М. Ф. Решетнева, 2020 © Еналеева-Бандура И. М., Данилов А. Г., 2020

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ........................................................................................... 6

1. Транспортно-технологический процесс доставки лесного сырья как объект

математического моделирования ....................................................... 7

1.1. Структура, отличия и значение лесной промышленности ........ 7

1.2. Сущность транспортно-технологического процесса

предприятий лесной отрасли ..................................................... 11

1.3. Производственный цикл и технологии лесозаготовок ............ 18

1.4. Транспортно-технологический процесс как объект

оптимизации ................................................................................ 19

1.5. Роль автомобильного транспорта на предприятиях

лесной отрасли ............................................................................ 20

1.6. Роль складов в лесотранспортной логистике ........................... 28

1.6.1. Классификация, виды и функции складов ..................... 29

1.6.2. Формирование системы складирования ......................... 31

1.6.3. Определение количества складов и размещение

складской сети .................................................................. 31

1.6.4. Оценка работы складов .................................................... 33

1.7. Логистический подход к транспортно-технологическому

процессу доставки лесного сырья ............................................. 36

1.7.1. Логистико-математическое моделирование

транспортно-технологического процесса

лесозаготовительного предприятия ................................ 36

1.7.2. Системный подход к транспортно-технологическому

процессу доставки лесного сырья ................................... 44

2. Математические методы моделирования транспортно-технологического процесса

доставки лесного сырья ..................................................................... 52

2.1. Общая постановка и классификация транспортных задач ...... 52

2.2. Динамическая модель оптимизации потоков

в транспортно-складской системе ............................................. 57

2.2.1. Содержательная постановка задачи ................................ 57

2.2.2. Динамическая транспортная задача с задержками ........ 58

2.2.3. Динамическая транспортная задача

с управляемыми задержками ........................................... 62

2.2.4. Многопродуктовая динамическая транспортная

задача с задержками (триаксиальная) ............................. 64

2.3. Метод динамического согласования производства

и транспорта ................................................................................ 66

2.4. Учет ущерба от недопоставок в динамических

моделях оптимизации ................................................................. 68

2.5. Транспортная задача в стохастической постановке ................ 70

2.5.1. Общая постановка транспортных задач с учетом

стохастической составляющей ........................................ 70

2.5.2. Транспортная задача со случайными стоимостями

перевозок ........................................................................... 82

2.5.3. Оценка устойчивости решений транспортных задач .... 88

3. Математическое моделирование транспортно-технологического процесса

доставки лесного сырья ..................................................................... 92

3.1. Динамическая оптимизация рационального распределения

лесного сырья .............................................................................. 92

3.1.1. Постановка задачи распределения потоков

лесного сырья по критерию минимизации транспортной составляющей в динамической

постановке ......................................................................... 92

3.1.2. Математическая модель ДТЗЗ минимизации доли

транспортной составляющей ........................................... 92

3.1.3. Определение оптимальной структуры

транспортных потоков в условиях нарушения

баланса производства и потребления ............................. 95

3.1.4. Алгоритм расчета оптимального плана перевозок

к ДТЗЗ минимизации доли транспортной

составляющей ................................................................... 97

3.2. Динамическая оптимизация рационального распределения

лесного сырья в условиях неопределенности ........................ 100

3.2.1. Сущность, содержание и виды рисков

в лесной отрасли ............................................................. 100

3.2.2. Процесс управления рисками на предприятии

лесной отрасли ................................................................ 107

3.2.3. Методы прогнозирования рисков в цепи поставок

лесного сырья .................................................................. 112

3.2.4. Анализ динамических моделей

транспортно-технологического процесса

в условиях влияния рисков ............................................ 116

3.2.4. Математическое моделирование транспортно-

технологического процесса поставок лесного

сырья с учетом влияния рисков ..................................... 126

4. Экспериментальное обоснование эффективности динамического моделирования

в стохастической постановке .......................................................... 136

4.1. Эксперимент в условиях превышения предложения

над спросом ............................................................................... 138

4.2. Эксперимент в условиях равенства спроса

и предложения .......................................................................... 144

4.3. Эксперимент в условиях превышения спроса

над предложением .................................................................... 150

Послесловие ........................................................................................ 159

Библиографический список ............................................................ 160

Приложения

Приложение 1. Состояние лесодобывающей отрасли

Красноярского края в 2019 г. ................................................... 165

Приложение 2. Система функционирования

лесозаготовительного предприятия ........................................ 166

Приложение 3. Сравнительная характеристика

методов решения транспортной задачи................................... 167

ПРЕДИСЛОВИЕ

Совершенствование управления лесотранспортным процессом – один из существенных резервов повышения эффективности транспортного обеспечения лесопромышленного производства.

Управление лесотранспортным процессом, как и всяким другим производством, включает в себя решение вопросов перспективного планирования и управления.

Лесотранспортные системы являются логистическими системами и обладают всеми характерными для них свойствами. Подход к управлению в лесотранспортных системах состоит ными потоками, которые образуются в результате транспортировки, складирования и выполнения других материальных операций с лесным сырьем, полуфабрикатами и готовыми изделиями – начиная с первичного источника сырья вплоть до конечного потребителя. Современное состояние предприятий лесопромышленного комплекса требует углубления теоретических исследований и, прежде всего, разработки нированию через создание новых моделей перевозочного процесса с учетом специфики отрасли.

В связи с этим актуальной научной задачей является оптимизация управления перевозочным процессом доставки лесопродукции от поставщиков до конечных потребителей автомобильным транспортом, с целью снижения транспортных издержек при перевозках лесоматериалов. Данная оптимизация необходима для более спроса на лесопродукцию, повышения эффективности работы автомобильного транспорта, успешной конкуренции на рынке автомобильных перевозок и с другими видами транспорта.

В целях оптимизации работы предприятий лесной отрасли наиболее часто применяются методы исследования различных вариантов, аналитические методы, включая методы дифференциального и вариационного исчислений. В последнее время

все шире стали применяться регулярные численные методы, а также методы математического программирования такие, как линейное программирование, динамическое программирование, методы теории массового обслуживания и другие. При логистикоматематическом моделировании поиск путей решения задачи оптимизации начинают не с изучения самого объекта, а с подбора готовых или получения новых математических зависимостей. Таким ной монографии является анализ наиболее часто применяемых в научной литературе способов моделирования и предложение новых подходов к математическим моделям технологических процессов с учетом специфики отрасли.

в сквозном управлении материаль-

новых подходов к пла-

полного удовлетворения рыночного

образом, целью дан-

1. ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ДОСТАВКИ ЛЕСНОГО СЫРЬЯ КАК ОБЪЕКТ

МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

1.1. СТРУКТУРА, ОТЛИЧИЯ И ЗНАЧЕНИЕ

ЛЕСНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Лесная промышленность является старейшей в России и включает

20 отраслей, подотраслей и производств, среди которых – лесозаготови-

тельная, лесоперерабатывающая, целлюлозно-бумажная, лесохимическая отрасли. Колоссальные запасы и широкое территориальное распространение определяют значимость лесной отрасли для экономики страны. Постоянный стабильный рост потребности в древесине, свыше 20 тыс. различных изделий также влияют на степень ее хозяйственного использования.

В объеме транспортных перевозок лесные грузы занимают большой удельный вес, уступая лишь перевозкам угля и нефтепродуктов. В настоящее время в общем объеме экспорта пиломатериалы, фанера и целлюлоза занимают 6-е место. За счет поставок из России обеспечивается до 40 % потребности ряда государств СНГ в продуктах и изделиях лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.

Основную часть ресурсов в РФ в настоящее время использовать не представляется возможным. Причиной является плохо развитая инфраструктура, практическое отсутствие лесовозных дорог. В целом по России на 1 тыс. га лесных земель приходится всего 1,2 км лесных дорог, что в 10–20 раз меньше, чем в развитых европейских странах. При этом основные мощности по переработке древесины сосредоточены в Европейской части страны, а основные запасы сосредоточены за Уралом (82 % лесного фонда).

В целях настоящего исследования, отметим состояние лесной отрасли Красноярского края.

Красноярский край – один из крупнейших лесных регионов страны. За последние лет пять местные лесорубы значительно прирастили годовые объемы заготовки и переработки древесины. Ежегодно у нас вырубают около 10 миллионов кубометров. Объемы заготовки и переработки древесины растут, аналогично увеличивается и объемы производства пиломатериалов, древесных плит, целлюлозы, бумаги, появляются новые виды продукции из древесины. Но самое важное – на территории края появляются новые деревообрабатывающие производства. Сегодня на территории края действует около полутора тысяч

лесоперерабатывающих предприятий разного уровня. В основном они занимаются мелкими объемами и формируют почти 30 % всего валового лесного продукта в Сибирском Федеральном округе. Аналитики сходятся во мнении, что лесная отрасль края переживает свое второе рождение. Успешно реализуются многие инвестиционные проекты, но многое еще впереди. У отрасли огромный нереализованный потенциал. По подсчетам специалистов, общая потребность в инвестициях сегодня достигает двух с половиной миллионов долларов. Эти деньги смогут вовлечь в производство огромные запасы леса, к которым пока не прикоснулась пила лесоруба. На территории края действуют всего лишь 6 крупных предприятий по переработке леса. Они реализуют лишь 15 % от потребностей отрасли. В поселке Березовка построен первый в Сибири завод по производству пеллет – специальных гранул для отопления. Они во много раз превосходят те же дрова и даже уголь. Потенциальная мощность предприятия – 50 тысяч тонн продукции в год. Ее реализация – дополнительный источник доходов. Экономичные пеллеты будут пачками уезжать за рубеж по цене 180 евро за тонну. Потребность в таких гранулах растет с каждым годом. Будет она возрастать и на отечественном рынке.

Сейчас на территории края начала действовать отраслевая программа по заготовке и переработке древесины до 2030 года. Так, у нас будут создан ряд новых лесоперерабатывающих производств, ориентированных на производство продукции высокой добавленной стоимости, в том числе два новых целлюлозно-бумажных производства. Аналитики уверены, что в целом к 2019 году валовый продукт отрасли должен возрасти более, чем в два с половиной раза. Будет развиваться и лесозаготовительная деятельность, объем заготовок древесины по всем показателям будет только расти. По оценкам специалистов, низкосортная древесина, заготавливаемая в некоторых лесничествах края, практически полностью будет обеспечена сбытом благодаря запуску новых целлюлозно-бумажных производств. В новой программе особое внимание уделено вопросам инвестиционной деятельности отрасли. Необходимо создать условия для лесоперерабатывающих производств, ориентированных на комплексную глубокую переработку древесины. На территории края в том числе будут созданы малые и средние «малобюджетные» производства по переработке древесных отходов. Еще один сдерживающий фактор развития – дороги. В связи с этим в администрации разработали отдельную программу лесовозных магистральных дорог. В общей сложности в крае намериваются построить больше тысячи километров таких дорог. Если программа будет успешно реализована, то уже через 8 лет объем лесозаготовок увеличится до 17 млн кубомет-

ров. Но проблем у лесозаготовителей еще много. Одна из наиболее наболевших – отсутствие техники. Большинство мелких производителей работают старым дедовским способом – валят деревья бензопилами и в ручную обрезают сучья, потому, что просто не могут приобрести современные машины для заготовки древесины. Подобная техника не из дешевых. Стоимость одной машины оценивается примерно в 15 миллионов рублей, а потому не по карману многим предприятиям. Но за последние пять лет лесорубы все-таки значительно прирастили годовые объемы заготовки и переработки древесного сырья примерно на один миллион кубометров. Множество положительных перемен в лесопромышленный комплекс Красноярского края внес новый лесной кодекс. Функции управления лесами передали субъектам федерации. То есть практически все вопросы сейчас решаются на краевом уровне, что, безусловно, во многом облегчило работу самим лесопереработчикам, но осложнило руководителям лесного комплекса. Им приходится заниматься поиском инвесторов, создавать условия для развития бизнеса и решать все наболевшие вопросы. Тем не менее, на развитие отрасли влияет не только край, но и политика центра. Сегодня прорабатывается вопрос о снижении вывозных пошлин на продукцию глубокой переработки. Повысились пошлины на вывоз круглого леса. На сегодняшний день край имеет все предпосылки для того, чтобы стать главным экспортером леса не только страны, но и выйти на мировой уровень! Но пока в отрасли еще много сложностей. Зачастую элементарно не хватает вагонов для перевозки, план поставок которых выполняется наполовину. В итоге – страдают наиболее крупные предприятия, нацеленные на экспорт, а отсюда страдают и лесозаготовители. Предприятиям приходится искусственно снижать обороты. В тоже время запасы леса в крае – богатейшие. И в планах чиновников реализовывать все разработанные программы в полном объеме.

Обширные леса являются одним из главных богатств Красноярского края. И не случайно развитию лесной отрасли региональные власти уделяют особое внимание, привлекая инвестиции и раздавая госгарантии.

Общий объем запасов леса края (с учетом Таймыра и Эвенкии) составляет примерно 6 % мировых запасов лесов. В Красноярском крае лесопромышленный комплекс занимает пятое место в структуре промышленного производства края.

Общий объем производимой на территории края лесопромышленной продукции оценивается в 0,25 млрд долл. Доля лесной промышленности в структуре промышленного производства края занимает 3,8 %.

Средняя рентабельность чистой прибыли 12 крупнейших предприятий региона составляет 7 %. По данным статистического обзора ООО «Русские инвесторы-Сибирь» за 2017 год в крае зарегистрировано свыше 3 тысяч предприятий лесопромышленного комплекса. Лесопользователями являются около 1800 коммерческих предприятий, 1500 из которых – субъекты малого бизнеса.

На предприятиях лесопромышленного комплекса работают около 50 тыс. человек, что обеспечивает 15 % занятости в крае. Но, экспертным оценкам, данная цифра занижена в 1,5 раза, так как не учитывает данные по малым предприятиям, нелегальных рабочих, а также, как правило, не учитывает занятых в производстве мигрантов из зарубежных стран (Украина, Китай).

Большинство лесопромышленных компаний находятся в частной собственности (91 %).

На долю края приходится 14,5 % лесопокрытых площадей. Общий запас леса по краю с учетом автономных округов составляет 11,9 млрд м3. Суммарная расчетная лесосека составляет 59,7 млн куб. м3.

Расчетная лесосека используется в Красноярском крае всего на 15,3 %, в том числе по хвойному хозяйству – на 24,1 %. Это, прежде всего, является результатом отсутствия лесовозных дорог и концентрации заготовки на участках, расположенных вдоль основных транспортных магистралей. Низкие показатели использования лесосеки связаны также с незначительной степенью консолидации лесозаготавливающих и лесоперерабатывающих предприятий и низким качеством оборудования и техники.

В общем запасе лесов преобладают спелые и перестойные насаждения. В Красноярском крае на их долю приходится 70,6 %. Преобладающее место занимают хвойные насаждения.

Транспортно-технологический процесс на предприятиях лесного комплекса Красноярского края и России, в отличие от транспортнотехнологических процессов в других отраслях промышленности, характеризуется:

− широкой номенклатурой видов перевозимой лесопродукции,

начиная, непосредственно, с мест лесозаготовки;

− объемами перевозимой лесопродукции;

− снижением качества лесопродукции с течением времени без

переработки и специальной обработки;

− особыми условиями заготовки транспортировки и хранения

лесной продукции;

1 / 171 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]