Типы и назначения запасов древесины

Нормальное течение любого производственного процесса, в том числе и лесозаготовительного, с целью обеспечения безопасной работы рабочих и эффективного функционирования технических средств, требует создания между каждой парой операций запасов сырья, заготовок, материалов, продукции. Создание запасов сырья промежуточной и конечной продукции нежелательная, вынужденная и в то же время необходимая мера. Нежелательная потому, что создание запасов вызывает дополнительные расходы на перегрузку, устройство складов и буферных устройств, на хранение и т.д. Вынужденная – так как отсутствие запасов в отдельных случаях приводит к нарушению техники безопасности выполнения работ (пятидесятиметровая зона безопасности на лесосечных работах). При неравномерной выработке оборудования на смежных операциях или остановках машин на одной операции отсутствие запасов вызывает простои машин и оборудования на другой операции, что в итоге приводит к большому материальному ущербу.

Создание запасов древесины часто является и необходимой мерой, так как причины, из-за которых создаются запасы – соблюдение зоны безопасной работы, неравномерность выработки или фактической производительности оборудования на смежных операциях, остановки оборудования и другие причины полностью устранить невозможно. На лесозаготовительных предприятиях запасы древесины на отдельных фазах ее обработки приходится создавать и из-за сезонной неравномерности условий на различных фазах производственного процесса.

Итак, запасы неизбежны, но каких размеров? Если запасы окажутся недостаточными, то может быть нарушена зона безопасной работы, в результате может произойти несчастный случай или какое-то оборудование будет простаивать из-за отсутствия сырья или продукции. Большие неиспользованные запасы – это напрасно затраченные средства. Для поиска «золотой середины», т.е. таких размеров запасов, при которых затраты на их создание в сумме с потерями от их недостатка минимальны – разработана теория управления запасами. Основываясь на эту теорию, можно составить математические модели для характерных случаев технологических процессов по нахождению оптимальных размеров запасов.

Для эффективной работы машин, как правило, нахождение оптимальных запасов условие обязательное, но не достаточное. Для более эффективной организации большинства технологических процессов, в том числе и лесозаготовительных, необходимо знать также режимы работы машин, обеспечивающие рациональное управление процессами пополнения и выработки этих запасов.

Все запасы в лесозаготовительном производстве можно разделить на три вида:

1) запасы в производственном процессе или межоперационные запасы (деревья, хлысты, сортименты, пиломатериалы, заготовки и др.);

2) запасы конечной продукции (сортименты, пиломатериалы, заготовки, щепа и т.п.);

3) запасы эксплуатационных материалов и запасных частей к машинам и оборудованию.

По характеру времени создания и потребления запасы предлагается подразделять на активные (межоперационные) и пассивные (резервные) [38].

Межоперационные запасы создаются и потребляются в течение всего периода функционирования лесозаготовительного объекта. Их обновление происходит постоянно. Они служат для обеспечения зоны безопасной работы, компенсации отклонений фактических объемов и времени поступления сырья на очередную операцию от расчетных значений, а также с целью максимального сокращения простоев машин и оборудования (МО) из-за выхода их из строя и при нарушении производственного цикла из-за погодных, организационных, технических и других причин.

Перерывы в вывозке леса (на 10-15 дней) по некоторым типам лесовозных дорог (грунтовых, гравийных) и дорог общего пользования вызываются значительными и сравнительно продолжительными нарушениями водно-теплового режима дорог. Для обеспечения в это время планомерной и бесперебойной работы операций производства на лесосеках и нижних складах создаются резервные запасы древесины.

В работе [38] говорится следующее, что в большинстве научных работ при рассмотрении вопросов управле­ния запасами лесоматериалов само понятие запаса предполагается вполне очевидным и не требующим особого определения. Такой подход к поня­тию запаса вуалирует особенности запасов лесоматериалов в технологиче­ских процессах. При этом не определяются обязательные требования к ле­соматериалам, составляющим запасы.

В лесной промышленности принято классифицировать запасы по на­значению. Различают сезонные, резервные, межоперационные, технологи­ческие, буферные, гарантийные, неснижаемые запасы. Применяемые оп­ределения различных видов запасов зачастую перекрывают друг друга. «Резервные», «гарантийные», «буферные» запасы являются в известном смысле синонимами, характеризуя то, что они являются страховыми на случай несоответствия спроса и предложения при пиковых проявлениях спроса или остановках на отдельных технологических операциях по погодно-климатическим, организационно-технологическим или иным причи­нам. «Межоперационные» запасы создаются на стыках между смежными технологическими операциями. Для запасов этого вида также применяется понятие «буферные» запасы. Наличие неоправданно большого числа раз­ноименных запасов ведет к дроблению аддитивных по сути запасов лесо­материалов одинакового назначения и удлинению сроков пролеживания заготовленных лесоматериалов. А это в свою очередь ведет к заморажива­нию оборотных средств, снижению качества лесоматериалов, производи­тельности труда рабочих и выработки механизмов.

С другой стороны, именно запасы лесоматериалов являются связую­щим фактором ЛП. Запасы сглаживают неравномерность выполнения от­дельных технологических операций, недостаточную надежность техники и переменную производительность труда работников, изменяющиеся в ши­роком диапазоне таксационные показатели древостоев и грунтово-почвенные условия, территориальную отдаленность мест производства ра­бот единого технологического цикла и невысокую надежность транспорт­ной сети для доставки заготовленной древесины. Запасы лесоматериалов могут классифицироваться по следующим основным признакам. Технологические запасы лесоматериалов отличаются тем, что имеют внутрипроизводственный характер, т.е. интенсивности их создания и по­требления могут постоянно изменяться. При этом очень важно наличие или отсутствие взаимодействия этих процессов, одновременность или раз­новременность их протекания. Поэтому для учета данного фактора предла­гается подразделение запасов лесоматериалов на активные (межопераци­онные) и пассивные (резервные).

Автор работы утверждает, что в силу не­равномерности осуществления технологических процессов ЛП на стыках операций формируются запасы лесоматериалов. В современных условиях организации ЛП о взаимном соответствии режимов смежных операций го­ворить не приходится, поэтому уровень запасов «пульсирует» во времени. Рациональное управление технологическими процессами предполагает со­гласование интенсивностей и режимов осуществления операций с создани­ем и потреблением запасов лесоматериалов.

Запасы лесоматериалов в ЛП играют важную роль своеобразного буфера, сглаживающего неравномерность выполнения смежных техноло­гических операций. Динамика изменения этих операций порой значитель­но отличается друг от друга как по интенсивности, так и по характеру; од­на из них может увеличиваться при снижении другой. Это особенно харак­терно для стыков фаз: лесосечные работы - вывозка, вывозка - нижне­складские работы. Различная динамика технологических процессов на смежных фазах и операциях ЛП определяет необходимость ее учета при решении задач управления запасами лесоматериалов. Как видно из сказанного запасы создаются между смежными операциями, т.е. все они межоперационные.

Далее в этой работе говорится, что под запасами лесоматериалов будем понимать единоуправляемый в рамках производственного процесса объем древесины с определенными размерно-качественными характеристиками, готовый к использованию по определенному назначению. Указанные свойства запасов: соответствие предъявляемым требованиям и возможность их оперативного использова­ния по назначению (ликвидность) являются обязательными для того, что­бы объем древесины стал полноценным запасом.

Деление по признаку «Одновременность процессов создания и по­требления запасов» и «Периодичность создания и использования запасов» на наш взгляд понятия созвучные. Целесообразно между операциями смежных фаз оставить наиболее употребляемое название – сезонные ( сезонного пользования ), а не резервные, т. к. резервные не совсем корректно (по С.И. Ожегову резерв есть запас), а между операциями лесосечных работ - оперативные. Оперативный (постоянного пользования) – способный быстро, вовремя исправить или направить ход дел (С.И. Ожегов). Для этих целей и предназначены запасы между операциями внутри отдельной фазы технологического процесса.

С другой стороны название активный – 1. Деятельный, энергичный; 2. Действующий, развивающийся, соответствует действительности, т.к. оперативные запасы действующие и поддерживаются на определенном для конкретных условий уровне.

Пассивный – не проявляющий деятельности, безучастный, безразличный к окружающей жизни. 2. Зависимый, лишенный самостоятельности. Этому термину больше отвечают сезонные запасы.

Для запасов лесоматериалов целесообразно говорить о жизненном цикле. В случае сезонных запасов процессы создания и потребления запа­сов разнесены во времени: запас сначала создается, затем расходуется, а интенсивность процесса создания запаса не зависит от интенсивности про­цесса потребления; она определяется конечным размером создаваемого за­паса и временем на его создание.

Жизненный цикл сезонных запасов лесоматериалов включает три фазы: создание запасов лесоматериалов; хранение запасов лесоматериалов; потребление запасов лесоматериалов.

Характерной особенностью оперативных запасов в производственном процессе лесосечных работ является то, что они многоуровневые. Процессы создания, потребления и пополнения, а также выработки запа­сов разнесены во времени: запасы сначала создаются, затем потребляются и пополняются, а потом расходуются (вырабатываются). Интенсивность процесса создания запаса не зависит от интенсивности про­цесса потребления, интенсивность выработки не зависит от интенсивности процесса создания запаса. Процесс потребления и пополнения запаса характеризуется од­новременностью их протекания. Срок хранения запасов по сравнению с резервными незначительный, составляет всего 1-3 дня в начале разработки лесосеки. В дальнейшем после начала работы машин на следующей операции запасы постоянно обновляются. В связи с этим жизненный цикл оперативных запасов лесоматериалов в производственном процессе лесосечных работ включает также три фазы: создание запасов лесоматериалов; потребление и пополнение запасов лесоматериалов; выработка.

В обрабатывающих транспортных системах заготовки и обработки древесины, к которым относятся и лесосечные работы, машины перемещают емкости с предметом труда. В работе [90] они рассматриваются как перемещаемый запас, накапливаемый и потребляемый в координатах не только времени, но и пространства. Здесь же предлагается в соответствии с из­меняющимися в процессе накопления и пот­ребления запаса классифицировать их следующим образом:

1. Неперемещаемые – накапливаемые и потребляемые в координатах времени;

2. Перемещаемые - накапливаемые и потребляемые в координатах времени и пространства (определяемых расстоянием пере­мещения).

Рассматривая оперативные запасы между операциями лесосечных работ, нами установлено, что они создаются в начале, а вырабатываются в конце территории лесосеки, то есть по мере разработки лесосеки перемещаются от ее начала к концу, значит они перемещаемые, так как создаются и потребляются в координатах времени и пространства. В связи с тем, что машины и оборудование непосредственно в их перемещении не участвуют, они могут рассматриваться как технологически перемещаемые. Тогда машины перемещающие емкости с предметом труда могут рассматриваться как технически перемещаемый запас.

Оперативные запасы создаются и потребляются в течение всего периода функционирования лесозаготовительного объекта. Их обновление происходит постоянно. Они служат для обеспечения зоны безопасной работы, компенсации отклонений фактических объемов и времени поступления сырья на очередную операцию от расчетных значений, а также с целью максимального сокращения простоев МО при нарушении производственного цикла из-за погодных, организационных, технических и других причин.

Характерной особенностью оперативных запасов в производственном процессе лесосечных работ является то, что они многоуровневые. Процессы создания, потребления и пополнения, а также выработки запа­сов разнесены во времени: запасы сначала создаются, затем потребляются и пополняются, а потом расходуются (вырабатываются). Интенсивность процесса создания запаса не зависит от интенсивности про­цесса потребления, интенсивность выработки не зависит от интенсивности процесса создания запаса. Процесс потребления и пополнения запаса характеризуется од­новременностью их протекания.

В связи с этим нами предлагается следующая классификация запасов (таблица 2.2).

Межоперационные запасы в транспортно-технологических потоках различаются по назначению и месту нахождения. Рассматривая причинно-следственную связь создания межоперационных запасов, можно заметить их многоуровневый характер.

Так, в технологическом процессе лесосечных работ запасы во-первых создаются предыдущими МО до начала работы МО на следующей операции и должны иметь объем, обеспечивающий пятидесятиметровую зону безопасности между операциями валка и трелевка (рис. 2.5) и тридцатиметровую между операциями трелевка и обрезка сучьев, обрезка сучьев и погрузка. Технологическая причина, вызывающая необходимость создания такого типа запасов определяет их название – технологические.

Во-вторых, любые МО, в том числе лесосечные машины и оборудование, ненадежны в работе, требуют технических уходов, т.е. каждое ТС имеет свой коэффициент технического использования. Наиболее невыгодная ситуация для пары МО, работающих на смежных операциях, когда после достижения объемов запасов определенного уровня одна из них выходит из строя. В подобной ситуации может наступить или дефицит запаса, или дефицит площадей для запасов.

Рис. 2.5. Схема разработки делянки: 1 – валочно-пакетирующая машина; 2, 3 – трелевочный трактор; 4 – сучкорезная машина; 5 – погрузчик; 6 – авто-лесовоз; 7 – зона безопасности; 8 – запас деревьев; 9 – запас хлыстов;10 – вал сучьев; 11 – лесовозный ус

Дефицит запасов наступает тогда, когда выйдут из строя предыдущие МО, а объем запасов будет отсутствовать или находиться на минимальном уровне. В этом случае для обеспечения работой МО на оследующей операции необходимо, чтобы на время простоя предыдущих МО в запасе находился определенный объем древесины. С другой стороны, если площади под запасами ограничены, то при условии, что запасы находятся на допустимом для данного случая уровне и остановке МО на следующей операции, предыдущие будут вынуждены простаивать из-за отсутствия места для складирования его продукции. В этом случае для обеспечения предыдущих МО работой необходимо иметь резерв площадей (для лесосечных работ не характерно), обеспечивающих укладку его продукции в запас в течение времени простоя МО на следующей операции. Техническая причина, вызывающая необходимость создания такого типа запасов определяет их название – технические.

С другой стороны запасы объектов труда в обоих случаях предупреждают (страхуют) простои МО на следующей операции, когда МО на предыдущей простаивает. Поскольку эти запасы только предупреждают (страхуют) бесперебойную работу МО, то правомерно называть их страховыми, а их объем определить по формуле:

Z_C = Z_ТЛ + Z_ТН, (2.1)

где Z_ТЛ – уровень технологических запасов, м ³;

Z_ТН - уровень технических запасов, м ³.

После создания объема страховых запасов предыдущими МО, вступают в работу МО на следующей операции (Q_max > Q_S). С этого времени запасы начнут расти с интенсивностью (Q_max - Q_S)t.

Во втором случае (Q_i < Q_max) прежде чем начинать работу МО на следующей операции необходимо создать дополнительный уровень запасов. Поскольку уровень этих запасов будет зависеть от организации выполнения работ, он может быть назван организационным. Организационный объем запасов (Z_О) дополняет страховой до объема гарантирующего бесперебойную работу МО, поэтому правомерно называть его гарантийным.

Отсюда следует также, что межоперационные запасы многоуровневые и имеют какую-то предельную для конкретных условий величину Z _Г и в общем виде могут быть рассчитаны по формуле:

Z_Г = Z_С + Z_О, (2.2)

где Z_С – объем страховых запасов, м ³;

Z_Г – объем гарантийных запасов, м ³.

После создания объема гарантийных запасов предыдущими МО, вступают в работу МО на следующей операции (Q_i < Q_max). С этого времени запасы начинают уменьшаться с интенсивностью (Q_max - Q_i)t.

Для повышения эффективности применения МО и безопасности рабочих необходимо организовать работу так, чтобы в первом случае (Q_max > Q_S) после достижения запасами гарантийного уровня они начали снижаться до страхового уровня, а во втором случае (Q_i < Q_max) - после достижения ими страхового уровня – расти и к концу расчетного периода (месяца) достигли гарантийного уровня.

Буферными называются запасы той же природы, но создаваемые, как правило, в специальных буферных устройствах - магазинах в технологических потоках цехов, где не требуется создание технологических запасов. Поэтому формула (2.1) будет справедлива и для этих запасов.

По этой же формуле могут быть рассчитаны объемы запасов в технологических потоках, где между операциями нет буферных устройств и не требуется создания технологических запасов. Тогда объем страховых запасов будет равен объему технических запасов

Z_С = Z_{ТН .} (2.3)

Запасы готовой продукции образуются на конечных операциях лесозаготовительного процесса, на нижних складах лесозаготовительных предприятий или складах готовой продукции деревообрабатывающих предприятий и цехов.

Запасы эксплуатационных материалов и запасных частей к машинам в лесозаготовительных предприятиях, необходимы в связи с трудностями, связанными с организацией непрерывных поставок этих материалов. Вследствие этого возникают вопросы по определению размера запасов и объемов заказываемых и поставляемых партий.

2.3 Общая постановка задачи управления межоперационными запасами древесины