CC BY
13
Хвойные бореальной зоны, XXXI, №5-6, 2013
УДК674.093
ВЫБОР КРИТЕРИЯ ОПТИМИЗАЦИИ ЛЕСОПИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В.В. Огурцов, Е.В. Каргина, И.С. Матвеева
Сибирский государственный технологический университет 660049 Красноярск, пр. Мира, 82; e-mail: [email protected]
Установлены зависимости рентабельности лесопильного производства от дробности сортировки пиловочного сырья по толщине без учёта случайного варьирования кривизны и эллиптичности брёвен, а также их самопроизвольного смещения относительно центра постава пил. Показана целесообразность использования рентабельности в качестве критерия оптимизации лесопильного производства
Ключевые слова: бревно, распиловка, пиломатериал, рентабельность
The dependences of the profitability of the sawmill on fractional sorting of sawlogs by thickness, excluding accidental varying of flexion and ellipticity of logs, as well as their spontaneous displacement about the center of hocked saws were determined. The expedience ofthe use ofprofitability as a criterion for the sawmill optimization is shown
Keywords: log, sawing, lumber, profitability
ВВЕДЕНИЕ
Как известно, основным показателем технологического и технического уровня лесопильного предприятия традиционно считается объёмный выход пиломатериалов (отношение объёма пиломатериалов к объёму сырья). Затраты, ценой которых достигается объёмный выход пиломатериалов, в общей теории лесопиления не учитываются. Это объясняется в основном тем, что в себестоимости пиломатериалов на сырьё приходится до 80 %, поэтому аксиоматично принимается, что практически любая экономия сырья перекрывает увеличение затрат, за счёт которых она достигается (Калитеевский, 2008).
Следует признать, что объёмный выход пиломатериалов является важнейшим показателем эффективности поставов (схем раскроя брёвен на пиломатериалы), однако его использование в качестве критерия оптимизации лесопильного производства является необоснованным.
Целью настоящей работы является выбор критерия оптимизации лесопильного производства путём сравнения объёмного выхода пиломатериалов и рентабельности их производства. Причём, сравниваются не фиксированные, а, значит не частные значения этих конкурирующих показателей, а их зависимости от дробности сортировки брёвен по толщине, от которой, в свою очередь, зависят все последующие операции производственного процесса лесопильного предприятия.
Исследования зависимости объёмного выхода пиломатериалов и рентабельности их производства от дробности сортировки брёвен по толщине проводятся на брёвнах толщиной и длиной 16 см / 5,5 м с использованием постава № 1: 22 -100 - 22; 22 - 40/3 - 22 с теоретическим максимальным объёмным выходом (форма и размеры
бревна - номинальные теоретические, поперечное смещение бревна относительно пил отсутствует, длины досок - от 1до 6,5 м с градацией - 0,25 м) 55,38 %; постава № 2: 22 - 125 - 22; 22 - 32/3 -22 с теоретическим максимальным объёмным выходом 54,19%; постава№ 3: 22 -100 -22; 22 - 32/3 - 22 с объёмным выходом 52,40 %, на брёвнах 22 см / 5,5 м с использованием постава № 4: 25 - 150-25;25-50/3-25, с выходом 60,21 %; постава № 5: 25/2 - 100 -25/2; 25 - 50/3 - 25 с выходом 58,51 %; постава № 6: 25/2 - 100 - 25/2; 25/3 - 50 - 25/3 с выходом 57,04 %, на брёвнах 26 см / 5,5 м с использованием постава № 7: 25/2 - 150 - 25/2; 25/2 - 50/3 - 25/2 с выходом 61,39 %; постава № 8: 25/3 - 125 - 25/3; 25/2
- 50/3 - 25/2 с выходом 60,69 %; постава № 9: 25/2
- 150 - 25/2; 25/9 с выходом 59,63 %. Исследования объёмного выхода пиломатериалов и рентабельности производства проводятся при минимальной длине доски 1,5мс градацией 0,3 м, а исследования рентабельности проводятся при доле сырьевых затрат в себестоимости производства пиломатериалов ДСЗ=0,8 и ДСЗ=0,6.
Результаты исследований объёмного выхода пиломатериалов представлены в работе авторов (Огурцов, Каргина, Матвеева, 2014).
Результаты исследований рентабельности лесопильного производства представлены на рисунках 1...3. По оси абсцисс откладывается величина максимального отклонения диаметра бревна от расчётной величины при равновероятном законе распределения. Так, например, значение 10 на оси абсцисс на рисунке 1 означает, что в распиловочной партии диаметры брёвен варьируют в пределах ±10 мм или от 150 до 170 мм, то есть используется сортировка брёвен по чётным диаметрам (по одному чётному диаметру).
В.В. Огурцов, Е.В. Каргина: Выбор критерия оптимизации лесопильного производства
* л
Б
е Я л
ю
се
Ё ш Рн
к; ш—Р
л
—■— Постав 1 —*— Постав 2 —•— Постав 3
"А 10 15 20 25 30
¥
Амплитуда варьирования толщин бревен, мм
Рисунок 1 - Зависимость рентабельности лесопильного производства от амплитуды варьирования толщин брёвен в распиловочной партии 16 см/5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,8
15 10 5 0 -5 -10 -15
—■
г —♦—г остав 4
// -и-- Поставь —Постав 6
"У 5 10 15 20 25 30
{
Амплитуда варьирования толщин бревен, мм
Рисунок 2 - Зависимость рентабельности лесопильного производства от амплитуды варьирования толщин брёвен в распиловочной партии 22 см/5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,8
чительно (на 14,8...19,0 %) при увеличении величины варьирования толщин брёвен от ± 2,5 до ±10 мм. При увеличении варьирования толщин брёвен от ± 10 до ±20 мм рентабельность возрастает на 1,4.4,4 %, а при увеличении варьирования толщин брёвен от ± 20 до ± 30 мм приращения рентабельности могут иметь разные знаки: от -0,5 % до + 1,8 %.
Установленные закономерности можно объяснить тем, что при высокой дробности сортировки затраты на её реализацию настолько велики, что они значительно превосходят увеличение выручки, связанное с повышением объёмного выхода пиломатериалов. Переход на сортировку брёвен по двум чётным диаметрам (± 20 мм) настолько упрощает и удешевляет процесс сортировки, что это перекрывает потери, связанные с уменьшением объёмного выхода пиломатериалов. При дальнейшем снижении точности сортировки брёвен потери от снижения объёмного выхода уже могут перекрывать положительный эффект от упрощения процесса сортировки брёвен по толщине.
Для выяснения, как изменится характер исследуемых зависимостей при изменении доли стоимости брёвен в себестоимости пиломатериалов, проводятся повторные имитационные исследования при уменьшении доли стоимости брёвен с 80 % до 60 % (этим моделируется ситуация, когда снижаются цены на сырьё или повышаются затраты на производство пиломатериалов). Результаты исследований представлены в таблицах 1.3 ина рисунке 4.6.
Таблица 1 - Рентабельность лесопильного производства при раскрое брёвен 16 см /5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,6
15
10
Л
и с
я -
и >с я
я
-10
1
/У f
-■♦-•• Постав 7
й --Поста — Поста 8 9
2'7 и '} 5 10 15 20 25 30
/
Амплитуда варьирования толщин бревен, мм
Рисунок 3 - Зависимость рентабельности лесопильного производства от амплитуды варьирования толщин брёвен в распиловочной партии 26 см/5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,8
Из рисунков 1.3 видно, что зависимость рентабельности производства от варьирования толщин брёвен в распиловочных партиях брёвен 16 см/5,5 м, 22 см/ 5,5 ми 26 см/ 5,5 м при ДСЗ=0,8 практически не зависит от поставов и объёмных выходов, которые они обеспечивают. При всех рассмотренных поставах сортировка брёвен с точностью выше ± 3,7.± 3,8 мм убыточна, рентабельность возрастает наиболее зна-
Амплитуда варьирования толщин бревен, мм Рентабельность, %
Постав 1 Постав 2 Постав 3
2,5 -23,2 -22,3 -23,9
5,0 -4,9 -5,5 -5,5
10,0 7,8 4,8 6,7
15,0 11,2 9,4 10,6
20,0 13,0 13,0 13,0
25,0 14,5 15,2 14,7
30,0 15,4 15,7 16,3
20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30
^_
-г
Постав 1
/ —Постав 2 —*— Постав 3
/
1
Амлитуда варьирования толщин бревен, мм
Рисунок 4 - Зависимость рентабельности лесопильного производства от амплитуды варьирования толщин брёвен в распиловочной партии 16 см /5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,6
15
10
5
0
Хвойные бореальной зоны, XXXI, №5-6, 2013
Таблица 2 - Рентабельность лесопильного производства при раскрое брёвен 22 см /5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,6
Рентабельность, %
Амплитуда варьирова- Постав 4 ния толщин бревен, мм Постав 5 Постав 6
2,5 -23,2 -24,6 -23,9
5 -4,7 -6,2 -5,5
10 6,7 5,8 5,9
15 11,1 10,5 10,3
20 13,0 13,0 13,0
25 13,9 14,4 14,7
30 14,0 15,5 15,6
£
л и
20 15 10 5
§ 0 л
Ч -5 щ
ю
¡2 -10
Я 1 = щ -15 Рч
-20 -25 -30
Амплитуда варьирования толщин бревен,мм
Рисунок 5 - Зависимость рентабельности лесопильного производства от амплитуды варьирования толщин брёвен в распиловочной партии 22 см /5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,6
Таблица 3 - Рентабельность лесопильного производства при раскрое брёвен 26 см/5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,6
--*— П остав 4
/ -■■-■ П —*—П остав 5
остав 6
Рентабельность, %
Амплитуда варьирования толщин бревен, мм Постав 7 Постав 8 ! Постав 9
2,5 -24,5 -24,8 -24,1
5 -6,7 -7,0 -5,9
10 5,7 5,5 6,4
15 10,5 10,4 10,8
20 13,0 13,0 13,0
25 14,5 14,8 14,1
30 15,5 16,2 14,7
20 15 10 5 0,00 -5 -10 -15 -20 -25
2,55 10 15 20 25 30
7 8 9
Амплитуда варьирования толщин бревен, мм Рисунок 6 - Зависимость рентабельности лесопильного производства от амплитуды варьирования толщин брёвен в распиловочной партии 26 см/5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,6
Сравнивая зависимости рентабельности производства пиломатериалов от амплитуды варьирования толщины брёвен при разной доли стоимости сырья в себестоимости пиломатериалов (ДСЗ=0,8; рисунки 1...3, и ДСЗ=0,6; рисунки 4...6), видим, что графики при ДСЗ=0,6 «смещаются вправо» по сравнению с графиками при ДСЗ=0,8. То есть, с уменьшением доли стоимости брёвен в себестоимости пиломатериалов с 80 % до 60 % повышение точности сортировки брёвен по толщине до ± 7 мм уже делает производство пиломатериалов не рентабельным. А с уменьшением дробности сортировки брёвен с ± 5 мм до ± 30 мм рентабельность возрастает на 18,7..22,1 %, то есть примерно в 2 раза сильнее, чем при ДСЗ=0,8. Это значит, что с увеличением точности сортировки затраты на её осуществление нарастают тем сильнее, чем выше их доля в себестоимости пилопродукции. Иными словами, с повышением дробности сортировки эффект от повышения объёмного выхода пиломатериалов перекрывается нарастающими затратами на сортировку тем сильнее, чем выше их доля в себестоимости пиломатериалов. Или, ещё проще - чем дешевле сырьё и чем дороже его обработка, тем с меньшей точностью его следует сортировать.
Таким образом, при ДСЗ=0,6 целесообразно сортировать брёвна через три чётных диаметра.
Учитывая, что в данных исследованиях рентабельность производства и объёмный выход пиломатериалов рассматриваются как конкурирующие критерии эффективности лесопильного производства, описанные выше зависимости для брёвен диаметром 22 см, длиной 5,5 м и ДСЗ=0,8 объединены на одном рисунке 7.
Из рисунка 7 видно, что уменьшение дробности сортировки брёвен по толщине вызывает изменения объёмного выхода и рентабельности с различными знаками: объёмного выхода со знаком минус, а рентабельности со знаком плюс.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Объёмный выход пиломатериалов не может использоваться в качестве критерия оптимизации лесопильного производства даже когда стоимость сырья в себестоимости пиломатериалов составляет 80 %.
В качестве критерия оптимизации лесопильного производства целесообразно использовать его рентабельность.
Исследования позволяют сделать предварительный вывод о том, что уменьшение дробности сортировки брёвен длиной 5,5 метра до 2-х чётных диаметров при расчётных диаметрах 16 см, 22 см, 26 см и при ДСЗ=0,8 экономически оправданно, а уменьшение дробности до 3-х чётных диаметров, может, как увеличивать рентабельность, так и снижать её в пределах от 0,5 до 1,0 %. При ДСЗ=0,6 уменьшение дробности сортировки до 3-х четных диаметрах экономически оправдано.
B.B. Огурцов, E.B. Каргина: Выбор критерия оптимизации лесопильного производства
Для уточнения выводов о влиянии дробности альной случайной изменчивости формы и разме-
сортировки брёвен по толщине на рентабельность ров брёвен, а также их практически неизбежного
производства пиломатериалов авторами повторя- случайного смещения относительно центра поста-
ются описанные выше исследования с учётом ре- ва пил.
ч 8
JS
а
»0 ю О
61 60 59 58 57 56 55 54 53
_ч- "
...... "flTi гГ~"' -±
/л — —
// N /V /'/ fv ' ^... ■ ш в
J — •
г
2,5 5 10 15 20 25
Амплитуда варьирования толщин бревен, мм
20 15 10 5 0 -5 -10 -15
30
а
л
ц
(U
ю
-■— Объемный выход (Постав 4) • Объемный выход (Постав 6) -х— Рентабельность (Постав 5)
_ Объемный выход (Постав 5) _ Рентабельность (Постав 4) -- Рентабельность (Постав 6)
Рисунок 7 - Зависимость рентабельности лесопильного производства и объёмного выхода пиломатериалов от амплитуды варьирования толщин брёвен в распиловочной партии 22 см/5,5 м при доле сырьевых затрат ДСЗ=0,8
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
Калитеевский, P.E. Лесопиление в XXI веке. Технология, оборудование, менеджмент. Издание второе, исправленное и дополненное / P.E. Калитеевский. - СПб.: «ПРОФИКС» 2008. - 496 с.
Пижурин, A.A. Комплекс математических моделей задачи оптимизации раскроя хлыстов и бревен: научные труды / Центр научных исследований, институт механической обработки древесины. - Архангельск, 1988.- 147 с.
Соболев, И. В. Управление производством пиломатериалов / И. В. Соболев. - М.: Лесная промышленность. 1981. - 184 с.
Каргина, E. В. Теоретические основы расчёта поставов для распиловки брёвен с пороками формы/ Каргина E.B. Матвеева И.С., Огурцов В.В.//Хвойные бореальной зоны.-2011.-Т.28.-№1-2.- С.141-145.
Каргина, E^., Ридель Л.Н., Матвеева И.С., Огурцов В.В. Алгоритм имитационных исследований экономической эффективности лесопильных предприятий/ Каргина E^., Ридель Л.Н., Матвеева И.С., Огурцов В.В.//Хвойные бореальной зоны.-2011.-Т28.-№1-2.-С.146-153.
Поступила в редакцию 20.03.13 Принята к печати 03.12.13
