CC BY
54
З.И. КАРЛИНСКИЙ, профессор, за в. кафедрой,
И.В. ВОСКОБОЙНИКОВ,
профессор
Лесное машиностроение: состояние и перспективы развития
В настоящее время Российская промышленность в целом переживает сильнейший экономический кризис. Объём промышленного производства сократился и в 1993 г. составил 64,8 % от уровня 1989 г. Даже в машиностроении и металлообработке, этой ключевой, приоритетной отрасли отечественной экономики, определяющей технический прогресс всей промы.-тленности, объём производства сократился за тот лее период на 35 %. К 1993 г. мы стали выпускать в 2,1 раза меньше кранового оборудования по сравнению с 1990 г., выпуск тракторов за этот лее период сократился более чем в 2 раза и составил 89,1 тыс. штук.
Общепромышленный кризис не мог обойти стороной лесную промышленность, где по статистическим сводкам объём производства продукции к 1993 г. составил 63 % от уровня 1990 г. За период 1988— 93 гг. объём вывозки древесины снизился в 2 раза, производство пиломатериалов — на 53 %, фанеры — на 41 %, древесных пластиков — на 28 %, продукции ЦБП — на 48-54 %. Указанный порядок цифр сохранился и в настоящее время.
Основным показателем, определяющим номенклатуру и объёмы выпуска машин для лесозаготовительной промышленности, является объём лесозаготовок, который за последние годы в Российской Федерации значительно снизился. Так, если в доперестроечные годы общий годовой объём лесозаготовок составлял около 400 млн. м3, то в 1990 г. он составил около 193 млн. м3, а в 1994 г. и последующее время не превысил 120 млн. м3.
Снижение объёмов лесозаготовок и ухудшившееся финансовое состояние ле-
созаготовительных предприятий привело к снижению объёма выпуска лесозаготовительных машин, а в ряде случаев и к прекращению выпуска отдельных машин до создания их адекватной замены. Динамика изменения количества основных лесозаготовительных машин в промышленности по данным Минэкономики Российской Федерации приведена в табл. 1.
В настоящее время на предприятиях находится устаревшая лесозаготовительная техника, 35-40 % которой работает свыше 5 лет. Износ оборудования достиг в лесозаготовительной промышленности 75 % — это порог, означающий физическое уничтожение производственного потенциала. В связи о этим снизился и объём работ выполняемых механизмами: в 1985 г машинная валка состави-
ла 51,7 млн. м3 против 39,2, в 1995 г. за этот лее период объём бесчекерной трелевки снизился с 62,6 млн. м3 до 39,9 млн. м3, а объём машинной очистки деревьев от сучьев — с 68,7 млн. м3 до 63,5 млн. м3.
В настоящее время более половины леса заготавливается мотоинструментом и трелевочными тракторами, по этому показателю отрасль отброшена на много лет назад. Средняя выработка на списочную лесозаготовительную машину снизилась по сравнению с 1990 г. на 20-30 %.
Кроме того, отсутствие необходимых машин и механизмов привело к массовому нарушению правил техники безопасности, СНиП и в итоге к повышению травматизма на предприятиях.
Специалисты лесной промышленности в этот тяжелый для отрасли период разработали и предложили основные на-
Наличие основных лесозаготовительных машин в промышленности по годам, штук
Наименование машин 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995
Трелевочный трактор ТДТ-55 21446 20684 19156 17910 15925 13766 12606
ТТ-4 10908 10521 9743 9109 8100 7002 6412
Машины б/чекер-ной трелевки ЛП-18 2777 2678 ’ 2480 2319 2062 1782 1632
ЛП-154 2305 2224 2060 1926 1712 1480 1355
Валочно-пакетирующая машина ЛП-19 1928 1859 1721 1609 1431 1273 1133
ЛП-49 1699 1639 1518 1419 1262 1091 1000
Сучкорезные машины лп-зз 2916 2812 2604 2435 2165 1872 1714
ЛП-ЗОБ 3207 3092 2863 2677 2380 2058 1884
Лесопогрузчики ЛТ-65 7609 7240 7708 6709 5374 4818 4413
ПЛ1В 2427 2341 . 2168 2027 1802 1558 1427
Автомобили лесовозные 24651 23782 22024 20592 18309 15827 14494
правления структурной политики в разрезе подотраслей, регионов и предприятий, которые нашли свое отражение в утвержденной Правительством Федеральной целевой программе развития лесопромышленного комплекса России.
В этой программе предусмотрено создание и освоение лесозаготовительных машин нового поколения и увеличение их выпуска в соответствии с планируемым увеличением объёмов заготовки леса (табл. 2).
Для выполнения указанных объёмов заготовки леса потребуется оснащение лесозаготовительных предприятий отрасли новой техникой соответствующего назначения. По прогнозу ПКТИлесмаш для выполнения указанных объемов леспромхозы должны ежегодно получать новые типы надежных машин в следующих объ-
емах (табл. 3).
При этом поставки машин могут осуществляться как за счет производства отечественных лесозаготовительных машин, так и путем закупки лесной техники за рубежом.
Базирование отечественной лесозаготовительной промышленности полностью на закупках зарубежной техники имеет как положительные, так и целый ряд отрицательных моментов. К числу первых следует отнести высокую, проверенную годами эксплуатации надежность импортной лесозаготовительной техники, а также гарантийную ответственность фирмы за поставку некачественных машин.
В то же время импортная техника в настоящее время в 4-5 раз дороже аналогичной отечественной, технический уход за ней более сложный, она требует опре-
Планируемые объемы заготовки древесины в России
2000 г 2005 г
Объем вывозки древесины, всего млн. м3 230 290
Машинная заготовка древесины % к
в хлыстах и деревьях объему вывозки 57 75
Сортиментная заготовка древесины
на рубках главного и промежуточ-
ного пользования 17 20
Таблица. 3
Необходимые объемы производства лесозаготовительных
машин по годам
1997 1998 1999 2000
Тракторы с канатно-чекерной оснасткой, шт. 8203 9297 9161 12388
Бесчекерные тракторы, шт. 1756 1937 1595 2741
Валочно-пакетирующие и валочно-трелевочные машины, шт. 968 1116 1072 1463
Сучкорезные машины, шт. 1488 1680 1987 2495
Челюстные погрузчики, шт. 2425 2788 2519 3184
Автомобили лесовозные, шт. 5123 4469 6581 8143
Харвестеры, шт. 194 267 354 499
Форвардеры, шт. 388 534 708 998
деленных и дорогостоящих сортов горючесмазочных материалов и др. К тому лее базирование отечественных лесозаготовок полностью на импортной технике имеет целый ряд социальных последствий, таких как сокращение числа рабочих мест и полную зависимость России от импортных поставок техники и запасных частей к ней.
Поэтому предпочтительнее и дальновиднее развивать отечественное лесное машиностроение в нужных объёмах, закупая лишь некоторые образцы или партии лесозаготовительной техники за рубежом, что позволило бы избежать указанных выше негативных результатов. Развитие отечественного лесного машиностроения воз-можно как на заводах общего машиностроения, в том числе и конверсионных, так и на специализированных заводах лесного машиностроения.
Необходимо учесть, что организация
изготовления новых машин и увеличение количества их выпуска на любого заводе требует тщательной подготовки производства и как следствие больших финансовых вложений. Поэтому выбор завода дол-л<ен сопровождаться глубокой техникоэкономической оценкой.
Оценивая лесное машиностроение, следует отметить, что его материально-техническая база целиком основывается на том, что осталось от бывшего Мин-леспрома СССР и уже к 1989 г. оценивалась неудовлетворительно. Она насчитывала 108 заводов лесного машиностроения, с общей численностью работающих 36 тыс. чел. Сюда включены заводы находящиеся в бывших республиканских министерствах и отошедшие в настоящее время к суверенным государствам.
Общий объём выпускаемой машиностроительной продукции на этих заводах составил в 1980 г. — 70 млн. руб., 1986 г.
-- 113,6 млн. руб., 1988 г. — 165 млн. руб., в 1989 г. — 400 млн. руб. в доперестроечных ценах. Хватит ли этих заводов для решения проблем выпуска современных машин для лесной промышленности? И сколько вообще нужно иметь таких заводов.
Дело конечно же не в количестве заводов, а в их технической способности решать технологические вопросы машиностроения, применять новые технологии, способствующие в первую очередь повышению надежности лесных машин, нести ответственность за качество выпускаемых машин. Однако, повышение надежности качества и конкурентноспособности выпускаемых машин на этих заводах сдер^-живается прежде всего низким техническим уровнем производственных мощностей (например, отдельные виды станочного оборудования эксплуатируются от 10 до 40 лет).
Заводы лесного машиностроения слабо специализированы: отсутствуют заво1 ды,выпускающие изделия для комплектации выпускаемой продукции (гидрооборудование, микропроцессорная техника, изделия из пластмасс, резино-технические изделия и т.п.); выпуск чугунного, стального и цветного литья расконцентрирован примерно на 70 заводах при небольших объёмах производства.
Слаба инженерно-техническая база заводов лесного машиностроения. На многих из них отсутствуют инженерно-технические службы, службы технического и метрологического контроля.
Для организации современного лесного машиностроения необходимо в крат1 чайшее время провести паспортизацию всех машиностроительных заводов отрасли, определив тем самым их технические и технологические возможности с последующей специализацией их на выпуск вполне определенных видов лесной техники. Необходимо организо-
вать специализированные базовые заводы по выпуску тракторов, базовых шасси, валочно-пакетирующих машин, валочно-трелевочных машин, лесных комбайнов и др., несущие полную ответственность за надежность, качество и сбыт выпускаемых машин. Отрасли необходимо также иметь специализированные заводы по выпуску чугунного, стального и цветного литья для комплектации продукции базовых заводов. Такие заводы должны быть оснащены современными технологиями и располагаться вблизи нескольких базовых заводов. При невозможности выполнить это требование нужно идти на устойчивую кооперацию с расположенными вблизи заводами общего машиностроения. Аналогично должны быть созданы собственные заводы по выпуску гидрооборудования, деталей из пластмасс, резинотехнических изделий для базовых заводов или проработаны вопросы их кооперативных поставок.
С целью привлечения иностранных капиталов в отечественное лесное машиностроение целесообразно создание совместных предприятий с фирмами, производящими некоторые образцы лесных машин. Это позволило бы в первое время производить сборку современных лесных машин из комплектующих деталей и узлов, изготовленных за рубежом, с последующим развитием собственного производства и частичным или полным вытеснением покупаемых комплектующих.
Особенно остро стоит вопрос о качестве выпускаемой отечественной лесозаготовительной техники. В большинстве случаев, находясь на уровне с зарубежными аналогами, или намного опережая их по техническим параметрам, отечественные лесные машины существенно уступают по надежности, дизайну, эргономике, металлоёмкости, энергоёкости и другим показателям. Объясняется это в первую очередь технологической отработкой лесных
машин, качеством используемых машиностроительных материалов в отечественном лесном машиностроении и отношением разработчика и изготовителя техники к её дальнейшему совершенствованию.
Для создания современной лесозагог товительной техники должно быть в корне изменено отношение к структуре ее разработки. Самой заинтересованной организацией в новых условиях становится базовый завод, который полностью отвечает перед потребителями за технический уровень выпускаемых машин и их сбыт. Базо1 вый завод, выиграв конкурс на разработку той или иной машины, может сам разрабатывать лесозаготовительную технику заданных технических параметров или поручить это сторонней организации, но во всех случаях обязательно требование широкой унификации всех машин данного завода. Изготовление машин неоправданг но различных конструкций снижает их серийность, ведет к удорожанию техники, усложняет её эксплуатацию и ремонт, затрудняет работы по повышению качества машин, их надежности и долговечности. '
Разработка лесозаготовительных машин должна вестись на основах модульного проектирования, когда из отдельных унифицированных модулей могут собираться несколько машин различного технологического назначения.
В новых условиях базовый завод должен иметь серьёзную техническую службу, которая должна либо сама вести разработку новой техники, либо осуществлять тесную связь с проектной организацией — разработчиком. На плечи технической службы ложится подготовка производства, испытание машины и её узлов, доведение технических показателей машины до проектных.
Повышение качества отечественных лесных машин не может быть осуществлено без прочной ремонтно-обслуживающей базы отрасли. Для этого каждый базовый
завод должен иметь четкую и надежную систему сервисного обслуживания техники, включая обучение обслуживающего персонала, его переподготовку и обеспечение запчастями.
Использование базовых заводов как главного звена построения отечественного лесного машиностроения весьма актуально. Базовый завод, выиграв конкурс на выпуск тех или иных машин, получает их основные технические параметры и кредиты на изготовление и в последующем сам решает все технико-экономические вопросы, начиная от проектирования машин нужного технического уровня, их изготовления и заканчивая сбытом техники, ответственностью перед эксплуатационниками, возвратом кредитов и развитием собственной материальной базы.
Важным направлением работ является сертификация систем качества и производства заводов лесного машиностроения. Эта работа проводилась в соответствии о международными стандартами ИС0.9000 и направлена на совершенствование и регламентацию всех этапов создания лесных машин от выбора эксплуатационных параметров, их конструирования, организации производства, включая выбор оптимальных технологических процессов, до испытаний, продажи и проведения послепродажного сервисного обслуживания.
Организация всего производственного цикла в соответствии с международными стандартами позволили предприятиям повысить конкурентноспособность машин и, тем самым, выйти на внешний рынок.
Для организации работы по внедрению в отрасли стандартной ИС0.9000 при ПКТИлесмаш (Москва) создан орган по сертификации систем качества «Лесмаш-Качество».
Все это создает реальные возможности для обеспечения квалифицированной методической и практической помощью по внедрению систем качества на заводах
лесного машиностроения с последующей выдачей этим заводам сертификата Госстандарта России.
Выполнение комплекса всех меропри-
ятий позволит лесному машиностроению занять достойное место на отечественном и зарубежном рынках машиностроительной продукции.
Optimum
ПАКЕТ ПРОГРАММ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
Московский государственный университет лас*
Кафедра теории и конструирования машин
ДТ. Шшосовнч
Назначение
Пакет программ ОПТИМ УМ предназначен для многокритериальной оптимизации параметров при проектировании объектов различного назначения — грузоподъемных манипуляторов, рычажных гидрофицированных механизмов, расчете металлоконструкций. Ряд программ пакета имеет специальную ориентацию на оптимизацию параметров лесозаготовительных машин и механизмов.
Пакет может использоваться при решении проектных и научно-исследовательских задач, а также в учебном процессе при преподавании курсов «Основы оптимального проектирования», САПР или специальных курсов в лесотехнических, строительно-дорожных, сельскохозяйственных и других вузах. Пакет имеет удобный пользовательский интерфейс.
Содержание и функции
Для решения оптимизационных задач используется диалоговый метод направленной много-критериальной оптимизации адаптивного типа, основанный на автоматизации процесса формирования (сужения) параметрических и критериальных ограничений. Расчетные точки генерируются на основе ЛПт-последовательности, предложенной Соболем-Статниковым. Отбор решений осуществляется по принципу предпочтения Парето в сочетании с различными методами построения компромиссов между критериями. Предусмотрен корреляционный анализ степени взаимосвязи используемых критериев.
В пакете представлены следующие основные задачи:
• оптимизация параметров рабочих органов лесозаготовительных машин и оборудования: захватных и срезающих устройств, формы челюстей лесопогрузчиков и параметров приводных грейферных механизмов для круглых лесоматериалов;
• задачи оптимального проектирования манипуляторов: геометрический синтез шарнирно-сочлененных и комбинированных (телескопических) манипуляторов; оптимизация компоновки гидроцилиндров, в том числе с использованием рычажных передаточных механизмов;
