Для успешного обучения студентов в учебных заведениях должно присутствовать современное лабораторное оборудование. Это оборудование должно быть доступным, достаточно компактным для размещения в учебной аудитории, быть простым в обслуживании и эксплуатации, а также универсальным и позволять студентам проводить научно-исследовательские работы как с преподавателями, так и самостоятельно. Все это свидетельствует об актуальности данной работы. Цель работы заключается в создании оригинального учебного оборудования для проращивания семян. Работа над новой конструкцией учебного оборудования потребовала изучить и обобщить результаты и опыт использования известного из уровня развития техники подобного оборудования, а также изучить известные методы и технологии. В ходе работы с использованием элементов системного анализа были найдены новые конструктивные решения по компоновке универсального учебного оборудования для проращивания семян.

Ключевые слова: стол для проращивания, учебное оборудование, всхожесть семян, качество семян

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Высокая доля ручного труда в лесном хозяйстве не позволяет решать современные задачи, стоящие перед лесной отраслью России. Требуется внедрение новых машин и технологий, использующих достижения современной науки и техники. С целью выявления перспектив применения роботизированных систем для решения задач лесовосстановления были изучены существующие машины и технологии, обобщены результаты и опыт использования как успешных существующих решений, так и решений, находящихся на стадии разработки, и, с использованием элементов системного анализа, найдены новые конструктивные решения по компоновке роботизированной платформы и посадочного модуля к ней.

Ключевые слова: лесовосстановление, посадка леса, роботизированная платформа, лесной модуль

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Развитие технических устройств практически во всех отраслях промышленности направлено на создание универсальных устройств, позволяющих выполнять несколько операций. Не исключением является и лесная отрасль. Создание таксационного инструмента, обеспечивающего возможность выполнения нескольких измерительных операций, что является целью работы, позволит повысить эффективность работы таксатора при снижении на него физической нагрузки за счет необходимости иметь при себе меньшее количество измерительных инструментов. Все это свидетельствует об актуальности данной работы. Для достижения поставленной цели в ходе работы был решен ряд задач, основными из которых были: анализ известных конструкций таксационных приборов, синтез новых технических решений по их унификации, патентование нового технического решения. Использование системного анализа позволило достигнуть поставленной цели, предложить новое патентоспособное решение в отношении таксационного прибора, совмещающего в себе функции высотомера и полнотомера. Описанный в работе подход к созданию новых конструкций универсальных таксационных приборов, может быть использован при обучении студентов инженерному творчеству.

Ключевые слова: полнотомер, высотомер, таксация, лесное хозяйство

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Создание лабораторного оборудования, обеспечивающего наглядность демонстрации изучаемых технологических процессов при обеспечении возможности его использования в научно-исследовательских целях студентами, является актуальной задачей. Цель работы: разработка конструкции стенда для наглядной демонстрации студентам процесса воздействия режущего рабочего органа на заготовку при обеспечении возможности фиксирования характеристик процесса резания. В ходе работы на основе системного анализа была выполнена классификация лабораторного оборудования для изучения процесса резания, изучены его особенности с выделением достоинств и недостатков, предложена оригинального конструкция стенда. Конструкция стенда обеспечивает возможность изучения характеристик процесса резания при неподвижной фиксации заготовки и движении режущего рабочего органа, что наглядно имитирует реальный процесс резания и позволяет при этом определять его параметры.

Ключевые слова: резание, стружкообразование, обучение студентов

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Для предотвращения и тушения лесных пожаров перспективно использование мульчерных машин. При подготовке лесных площадей мульчерными машинами происходит измельчение почвы совместно с произрастающей на поверхности лесокустарниковой растительностью, их корнями и древесными включениями, при этом сам процесс взаимодействия рабочего органа с грунтом требует значительных затрат энергии. Проведен анализ режимов работы мульчерной машины с рабочим органом в виде барабана-измельчителя и определены режимы работы мульчерной машины. Рассмотрен режим работы мульчерной машины при срезании древесной растительности. Разработана программа для ЭВМ для определения рациональных параметров и режимов работы мульчерной машины.

Ключевые слова: барабан-измельчитель, борьба с лесными пожарами, мульчерная машина, срезание древесной растительности гибкости производства

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства , 05.23.08 - Технология и организация строительства

Проблема создания прогрессивных технологий и техники для повышения эффективности возобновления леса сеянцами и саженцами лесных культур окончательно не решена и является актуальной на сегодняшний день задачей. Особое беспокойство вызывает недостаток в конкурентоспособной на внутреннем и зарубежном рынке запатентованной техники для возобновления леса сеянцами и саженцами лесных культур. Цель исследований заключается в доказательстве того, что в основу поиска путей решения проблемы синтеза патентоспособных решений, повышающих эффективность возобновления леса сеянцами и саженцами лесных культур может быть заложено формирование на основе патентно-информационного поиска базы знаний, а инструментом решения поставленной задачи – использование методологии функционально-структурно-технологического анализа. В ходе работы была проведена классификация основных направлений патентования в упомянутой сфере и показано, что использование предложенного подхода позволило авторам разработать и запатентовать ряд новых технических решений на оборудование возобновления леса сеянцами и саженцами лесных культур.

Ключевые слова: возобновление леса, саженец, сеянец, патент, синтез патентоспособных решений, функционально-структурно-технологический анализ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Цель исследований заключается в формировании базы знаний в области создания перспективных технических решений для использования щебня в различных отраслях промышленности, а также для синтеза новых технических решений. В качестве таких решений заложены решения, рассмотренные в патентах на изобретения и полезные модели России, опубликованные в последние годы. Для достижения поставленной цели использовался метод системного анализа, выполненного по результатам проведения патентно-информационного поиска. В результате проведенной работы выполнена классификация основных направлений патентования в указанной сфере, собрана и систематизирована информация для формирования баз знаний для синтеза новых технических решений

Ключевые слова: высокопрочный бетон, дорожное покрытие, патент, промышленность, строительство дорог, щебень

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

В статье представлен усовершенствованный численный метод решения задачи автоматизированного планирования сети лесных дорог, на основе графовой математической модели со сведением к задаче Штейнера, при этом исходная модель дополнена возможностью учета существующей транспортной сети в качестве вершины Штейнера и сформулирована в виде потоковой задачи линейного программирования. Результаты апробации метода позволяют говорить о существенном сокращении времени расчета на данных большого размера без значительной потери качества решения.

Ключевые слова: лесозаготовительное производство, сеть лесных дорог, теория графов, оптимизация, задача Штейнера, линейное программирование, локальный поиск

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Цель данного исследования – выполнить классификацию для формирования базы знаний в области заготовки и использования в промышленности и в социальной сфере одного из ценных видов недревесных ресурсов леса – древесной зелени. Такая база знаний необходима для синтеза новых прогрессивных процессов, машин и механизмов для заготовки и использования древесной зелени. В основу формирования классификации положен основанный на научно-техническом поиске анализ технологических и технических решений, приведенных в запатентованных в 2010-2019 гг. в Российской Федерации изобретениях и полезных моделях. В результате исследований классифицированы основные направления патентования разработок в области заготовки и использования древесной зелени.

Ключевые слова: база знаний, древесная зелень, классификация, патент

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Дозирование различных веществ и материалов широко применяются в химической, нефтехимической, пищевой, медицинской, фармацевтической, в агропромышленном комплексе и других отраслях науки и техники. Научные исследования и разработка новых объектов интеллектуальной собственности в том числе и направленных на увеличение доли автоматизации труда в этой сфере активно ведутся во многих странах мира. Это определяет необходимость ускоренной разработки конкурентоспособных на российском и зарубежном рынках отечественных технологий и оборудования для автоматизированного дозирования и фасовки различных веществ и материалов, включая жидкие, сыпучие, пюреобразные, вязкие и другие. На основе системного патентно-информационного поиска выполнен системный анализ технологий, машин и оборудования для дозирования в промышленности, сельском хозяйстве и социальной сфере. Сформирована и систематизирована база знаний в области технологий и оборудования для дозирования в промышленности, сельском хозяйстве и социальной сфере. Полученные результаты могут быть использованы при выработке новых технических решений по совершенствованию оборудования и технологий, применяемых в различных областях науки и техники

Ключевые слова: база знаний, дозирование в промышленности, объекты интеллектуальной собственности, патентный поиск, системный анализ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

В ходе системного анализа научно-технической информации, в том числе патентов, установлено, что в настоящее время в лесной отрасли активно ведется патентование технических и технологических решений для базовых операций, но при этом недостаточно внимания уделяется формированию баз знаний в области технологий и оборудования для недревесных ресурсов леса. Формирование баз данных в этой области вызвано выявленной тенденций к разработке продукции из различных видов природного сырья для фармацевтической, пищевой, косметической промышленности и других сфер социальной сферы и экономики. В числе видов природного сырья важное место занимает сырье с широким спектром биологического действия, в том числе березовый гриб чага. Развитие базы знаний в области вовлечения чаги в различные сферы социальной сферы и экономики выполнено на базе системного анализа и патентного поиска

Ключевые слова: база знаний, березовый гриб, интеллектуальная собственность, лесной комплекс, недревесные ресурсы леса, патент, результаты интеллектуальной деятельности, чага

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Показана необходимость ускоренной разработки конкурентоспособных на российском и зарубежном рынках отечественных машин и оборудования для предотвращения и тушения лесных пожаров. На основе расширенного патентно-информационного поиска выполнен системный анализ технологий, машин и оборудования для предотвращения и тушения лесных пожаров. Особое внимание уделено технологиям, машинам и оборудованию, обеспечивающим срезание древесно-кустарниковой растительности при непрерывном движении базовых лесных тракторов. Сформирована база знаний в области технологий, машин и оборудования для удаления древесно-кустарниковой растительности. Высказано мнение о перспективности их использования в системах машин для предотвращения и тушения лесных пожаров. Оборудование таких машин может входить в число комплекта многофункционального оборудования для лесного трактора. Приведены разработанные авторами технологические и технические решения на варианты технологий срезания древесно-кустарниковой растительности при непрерывном движении базовых лесных тракторов, машин и элементов их конструкций для таких технологий

Ключевые слова: база знаний, древесно-кустарниковая растительность, лесные пожары, многофункциональная лесная машина, системный анализ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Проведен системный анализ видов повреждаемости лесозаготовительных машин и повреждаемости их при изготовлении. Получено, что существенное влияние на надёжность техники оказывают дефекты материала, формы и размеров детали. Основное внимание в статье уделяется рассмотрению влияния трещиноподобных дефектов. Если в качестве меры повреждения принять длину трещины и применить в расчетах методы механики разрушения, то окажется очевидной связь эксплуатационной и производственной повреждаемостей. Установлено, что основной причиной отказов деталей лесозаготовительных машин отечественного производства является недостаточно высокое качество их изготовления. Рекомендуется шире использовать такую характеристику материалов как вязкость разрушения для оценки надёжности при проектировании.

Ключевые слова: Лесозаготовительная машина, надёжность, повреждаемость, дефекты изготовления, вязкость разрушения.

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Проведен системный анализ технологий и оборудования для лесосечных работ с целью синтеза новых решений. В основу положен оригинальный функционально-технологический анализ объектов лесозаготовительных технологий и техники, отработанный на ряде базовых операций лесопромышленных производств. При анализе формируются интеллектуальные базы знаний о совершенствуемых или заменяемых объектах технологий и техники, учитывается их роль в сквозных технологиях лесопромышленных производств и смежных операциях этих процессов. Показано, что деловую древесину целесообразно заготовлять харвестерами и форвардерами при их цикличной работе, лесохозяйственные работы, предотвращение и тушение лесных пожаров вести при непрерывном движении лесных машин. В результате проведенного анализа были найдены технические решения на технологию работы и элементы конструкции многофункциональной лесной машины, защищенные патентами.

Ключевые слова: базы знаний, лесосечные работы, методология, многофункциональная лесная машина, системный анализ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

В статье приводится решение задачи построения расписания транспортировки лесоматериалов, дано описание задачи, построена многокритериальная математическая модель. Указано, что рассматриваемая задача может быть отнесена к классу задач маршрутизации транспортных средств в общей постановке GVRP, связанных с «job-shop» задачами теории расписаний. Разработан гибридный алгоритм решения задачи на основе метода декомпозиции с использованием симплекс метода и генетического алгоритма. Проведено тестирование, которое показало эффективность использования разработанного метода на реальных данных лесозаготовительных предприятий. Результаты апробации численных методов на реальных данных позволяют говорить о снижении времени простоя комплексов лесотранспортных машин, и увеличении объема древесины, перевозимого в течение периода планирования. Научные результаты, представленные в статье, использованы при разработке программной системы планирования и управления лесозаготовительным предприятием «Opti-Wood» компании Opti-Soft.

Ключевые слова: лесозаготовительное производство, GVRP, оптимизация, теория расписаний, оперативная логистика, генетический алгоритм

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Параметры лесозаготовительных машин определяются характеристиками предмета труда, в частности размерами деревьев. В древостоях размеры деревьев варьируются и имеют стохастический характер. Это приводит к сложности определения расчетного дерева для валочной машины или вычислению массы древесины, перемещаемой транспортной машиной. Проблема осложнена тем, что конструкция лесной машины должна обеспечивать эффективность работы в различных древостоях. Решение задачи определения расчетных характеристик предмета труда (характеристик, определяющих значения внешних сил, действующих на лесную машину) может быть основано на анализе закономерностей в структуре древостоев по толщине. Цель данного исследования является описание методики построения стохастических моделей структуры древостоя по толщине при проектировании лесных машин и примера ее приложения. Предложенная методика позволяет сформировать стохастическую модель структуры древостоя по толщине для исследуемой лесной территории и охватывает процедуры от сбора исходных данных до получения алгоритма генерации диаметра дерева. Алгоритмы генерации, получаемые по методике, могут найти свое применение при разработке имитационных моделей для проведения экспериментов на ЭВМ, направленных на расчет оптимальных параметров лесных машин.

Ключевые слова: проектирование лесных машин, стохастическое моделирования, структура древостоя по толщине, распределение диаметров деревьев, имитационное моделирование, вычислительный эксперимент на ЭВМ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Проведен системный анализ видов повреждаемости лесозаготовительных машин и повреждаемости их при эксплуатации. Получено, что существенное влияние на надёжность техники оказывает воздействие механической энергии и тепловой энергии. Механическая энергия воздействует на все узлы и детали в виде статических и динамических нагрузок, что приводит к изнашиванию сопряжений, возникновению и развитию усталостных трещин, пластическому деформированию или квазихрупкому разрушению. Основное внимание в статье уделяется рассмотрению влияния пониженных температур при эксплуатации лесных машин в зимний период на свойства металлов и, следовательно, на уровень их надёжности. Рекомендуется шире использовать такую характеристику материалов как вязкость разрушения для оценки надёжности при проектировании.

Ключевые слова: лесозаготовительная машина, надёжность, повреждаемость, условия эксплуатации, низкая температура, вязкость разрушения

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

В работе описаны и представлены критерии компоновки самоходного лесозаготовительного трактора, технологического оборудования (гидроманипулятор, рубительная машина), конструкции крепления, производительность мобильной рубительной машины. Проведен системный анализ по выбору оптимальной компоновки.

Ключевые слова: лесозаготовительный самоходный трактор, гидроманипулятор, рубительная машина, ситемный анализ

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Вопросам использования низкотемпературной плазмы в промышленности и в социальной сфере уделяется серьезное внимание в России и за рубежом. Плазменные технологии Вопросам использования низкотемпературной плазмы в промышленности и в социальной сфере уделяется серьезное внимание в России и за рубежом. Плазменные технологии являются экологически чистыми и позволяют решать проблемы ресурсосбережения и энергосбережения. Статья посвящена поиску направлений использования низкотемпературной плазмы и созданию соответствующих технологий и оборудования в промышленности и в социальной сфере. На основе анализа научно-технической и патентной информации высказано мнение о недооценке потенциала низкотемпературной плазмы в лесном хозяйстве и в лесной промышленности.

Ключевые слова: низкотемпературная плазма, применение в промышленности и в социальной сфере, лесные семена, предпосевная обработка

01.04.08 - Физика плазмы , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

существенное развитие сети лесовозных дорог необходимо для повышения экономической доступности лесов для сплошных и выборочных рубок, рубок ухода, лесовосстановления. Необходимо это и для повышения экономической эффективности функционирования лесовозных автопоездов при вывозке леса, повышения степени освоения расчетной лесосеки, повышения уровня лесопожарной безопасности лесов, предотвращения и тушения лесных пожаров.

Ключевые слова: доступность лесных ресурсов, лесовозные дороги, лесовозный автопоезд, местные каменные материалы, строительство дорог

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

На основе выведенных расчетных зависимостей для определения показателей движения лесовозного автопоезда при неустановившемся и установившемся движении в различных режимах можно с достаточной точностью и достоверностью решать технико-экономические задачи при планировании и оптимизации работы транспорта леса. При двухступенчатой вывозке автопоезд на базе МАЗ-6312В9 в сравнении с автопоездом на базе Scania R-420 имеет преимущества по эксплуатационным и по технико-экономическим показателям. Имеются возможности резкого повышения проходимости автопоезда при использовании активного прицепа. В этом случае обеспечивается работа полнокомплектного автопоезда и на усах, а также имеется возможность упразднения двухступенчатой вывозки, с повышением производительности и технико-экономических показателей

Ключевые слова: транспорт леса, оптимизация, лесовозные автопоезда, моделирование движения, эффективность

05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Проведена обработка посевного материала древесных пород активированной плазмой водой и исследование ее результатов для повышения процента всхожести семян и ускоренного прорастания. Результатом работы является проведенный анализ результатов посева семян ели европейской (Picea abies L.), сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), березы повислой (Betula pendula Roth.) и клена ясенелистного (Acer negundo L). При времени воздействия 2 минуты всхожесть семян соснывозросла на 22% относительно контроля, ели на 11. Для семян березы период прорастания сократился на 1 день для и 3 дня для клена при общем увеличении всхожести на 18 и 16%. После фитопатологического анализа семян был выявлен некоторый бактерицидный эффект, связанный с уменьшением числа зараженных грибами рода Alternaria, Penicillium и др.

Ключевые слова: вода, низкотемпературная плазма, семена, прорастание, сосна обыкновенная, ель европейская, береза повислая, клен ясенелистный

01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Одной из проблем, связанных с эксплуатацией автопоездов, является повреждения оборудования в процессе транспортировки и погрузки-разгрузки древесины. Авторами работы предлагается, для повышения надежности и эффективности работы лесовозных автопоездов оригинальное защитно-торцующее устройство, наличие которого позволит выравнивать торцы лесоматериалов, исключить вероятность выступания торцов отдельных лесоматериалов на величину, мешающую формированию соседней пачки лесоматериалов, исключить механические повреждения гидравлического манипулятора торцами, укладываемых на грузовую платформу лесоматериалов, что повысит его надежность и снизит издержки на ремонтные работы.

Ключевые слова: лесовозный автопоезд, гидроманипулятор, модернизация, надежность, безопасность

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

В работе проведен технико-экономический анализ перспективы развития отечественного лесного машиностроения в условиях импортозамещения. Обоснована и доказана перспективность использования на лесосечных работах лесозаготовительных машин отечественного производства, в частности, на базе гусеничных тракторов ОТЗ-300 и ОТЗ-400, оснащенных современным зарубежным (в перспективе, отечественным) технологическим оборудованием. Экономически целесообразным является и использование на лесосечных операциях лесозаготовительных машин фирмы «Амкодор». В частности, в сложных природно-производственных условиях (III категория почвогрунтов) удельные эксплуатационные затраты по циклу работ комплексами машин фирмы «Ponsse» составляют 1081,7 руб/м³, фирмы «Амкодор» – 848,4 руб/м³, комплексами машин на базе гусеничных тракторов ООО «ОТЗ» в среднем 407,7 руб/м³; удельные капитальные затраты, соответственно, 2862, 1215,2 и 560,5 руб/м³. Исходя из этого, можно сделать вывод, что машины и комплексы машин на базе гусеничных тракторов повышенной проходимости при работе в сложных природных условиях позволяют обеспечить устойчивую, производительную работу с высокими технико-экономическими показателями.

Ключевые слова: импортозамещение, лесозаготовительные машины, технико-экономический анализ, перспективы

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

В работе описаны и проанализированы основные векторы развития российского лесного машиностроения в современных условиях. Отмечается, что российские предприятия лесного машиностроения не используют имеющиеся в настоящее время перспективы в импортозамещении в связи с девальвацией курса рубля и возможности по созданию агрегатных многофункциональных машин. Разработка и выпуск лесных машин для сортиментной заготовки на базе тракторов российского производства, оснащенных технологическим оборудованием зарубежного производства, является первым шагом на пути создания отечественных машин аналогичного назначения полностью оснащенных отечественным технологическим оборудованием, что даст возможность снизить затраты на изготовление этих машин и выполняемые ими лесозаготовительные операции.

Ключевые слова: технология лесозаготовок, валка, обрезка сучьев, раскряжевка, трелевка, лесное машиностроение, развитие

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства