Цель рационализации работ на рубках ухода — рост производительности труда и более полное использование вырубаемой органической массы. При этом все новые технические идеи должны строго отвечать лесоводственным требованиям — повышению продуктивности и качества оставляемой после рубки части древостоя.
Решающее значение при оценке путей технического развития отрасли имеет научное познание главных направлений научно-технического прогресса и его перспектив. В общем виде совершенствование производства можно представить схемой ручной труд — механизированный труд — комплексно-механизированный процесс производства — автоматизированное производство. В лесном хозяйстве в сфере практической деятельности применяется как ручной, так и механизированный труд; средства комплексной механизации только разрабатываются.
В основе научно-технического прогресса лежат, во-первых, постепенные количественные эволюционные изменения, в результате которых совершенствуются традиционные способы и средства труда, и, во-вторых, качественные скачки, ведущие к созданию машин и технологических процессов, основанных на принципиально новых технических идеях. Путь эволюции техники таков, что в рамках какого-то неизменного технологического принципа создаются более совершенные модели машин. Качественные скачки проявляются в возникновении техники, основывающейся на новых принципах. В результате таких скачков появляются новые семейства технических средств, которые потом совершенствуются.
Роль эволюционного направления развития также значительна, поскольку даже при незначительном улучшении технико-экономических показателей массовой техники на производстве суммарно получаем значительный эффект.
Темпы улучшения основных технико-экономических показателей традиционных технических средств не превышают нескольких процентов в год, а по новейшим видам техники они обычно достигают нескольких десятков процентов.
Рассмотрим путь создания новых технических средств, выделяя четыре основные стадии: 1) возникновение технической идеи (принципа) — проведение научных исследований и конструкторских работ, обоснование нового принципа; 2) достижение возможности технической реализации — создание и передача на производство новой техники; 3) совершенствование техники во время ее массового применения, рост ее эффективности; 4) исчерпание возможностей дальнейшего роста эффективности техники в рамках данной технической идеи, замена технически и морально устаревшей техники.
Перспективность новой технической идеи следует оценить при помощи критерия потенциальной эффективности новой техники, так как развитие новых технических направлений — внутренне противоречивый процесс. Основное противоречие в начальных стадиях развития новых технических направлений — это противоречие между относительно низкими экономическими показателями первых моделей нового семейства технических средств и скрытыми потенциальными возможностями всего направления в целом.
Потенциальной эффективностью новой техники следует считать максимальный показатель эффективности и, в первую очередь, показатель производительности, который может быть достигнут лишь самыми совершенными образцами семейства машин данной технической идеи.
Подходящей для определения потенциальной эффективности новой техники следует считать применение рациональной формулы производительности технологических машин, предложенной для лесной промышленности В. Б. Прохоровым. Здесь же следует заметить, что для рубок ухода также нужно дать оценку предельным значениям таких параметров новых машин, как масса и габарит (что тесно связано с показателем мощности машин).
Согласно идее рациональной формулы производительности технологических машин установление единых методов анализа эффективности машин различного технологического назначения возможно лишь на основе универсальных принципов, равнозначно характеризующих любой физический процесс: 1) неизбежность затрат энергии при осуществлении любого процесса; 2) возможность характеристики любого процесса едиными показателями; 3) аналогичность понятий «производительность» и «мощность».
Если обращаться к примерам из области лесозаготовок, в том числе и рубок ухода, то здесь, видимо, для оценки различных технологических вариантов по показателю «потенциальная эффективность новой техники» необходимо установить предельные скорости выполнения отдельных операций v и, зная характеристику предмета труда (обрабатываемого дерева) и окружающей среды (оставляемого древостоя), — показатель напряженности А. Факторы технологической производительности и полезного использования времени устанавливаются по опытным данным или по аналогии.
Работу по определению потенциальной эффективности повой техники и по определению на этой базе конечной эффективности технологических вариантов не следует приравнивать к действиям по определению эффективности разных вариантов машин, для чего, например, при аналитическом методе исследований эффективности лесозаготовительных машин требуется несколько десятков показателей.
При наличии информации о сроках разработки новой техники и о сроках ожидаемой ее эксплуатации до морального износа по показателям потенциальной эффективности и предельным величинам основных параметров можно прогнозировать развитие конкретной технической идеи.
Отраслевым стандартом «Разработка и постановка продукции на производство. Изделия лесохозяйственного машиностроения». ОСТ 56-30—78 регламентируются порядок и (в какой-то мере) сроки создания новой техники для лесного хозяйства, однако для более глубокого прогнозирования этот документ малопригоден.
На основе данных о фактических затратах на научно-исследовательские и конструкторские работы по созданию новых изделий за 1950—1980 гг. в научно-производственном объединении «Силава» разработаны укрупненные нормативы продолжительности и трудовых затрат ОКР по созданию новой техники.
Затраты времени и труда зависят от ряда факторов. Основные из них: сложность и новизна создаваемых изделий, научный задел в данной области, степень унификации разработок, организационно-технический уровень проведения работ и др.
Все изделия разделяются на три группы новизны и сложности.
К первой группе новизны относятся изделия, являющиеся модернизацией выпускаемых на производстве моделей без существенных изменений основы конструкции. Схемы действия и компоновка узлов не изменяются. Ко второй группе новизны относятся изделия, созданные по новой схеме и конструкторскому оформлению с новыми размерными параметрами, но предназначенные для выполнения существующих в практике операций. К третьей группе новизны относятся изделия, новые по конструкторскому оформлению, основанные на принципиально новых конструкторских решениях.
К первой группе сложности относятся изделия несложной конструкции, которые состоят из небольшого числа (1—2) наименований функциональных узлов и могут иметь простые механизмы передач движения, редукторы и гидросистемы («Лилипут»), Ко второй группе сложности относятся изделия средней сложности с двумя или более функциональными узлами и системой передачи движения, Они имеют сложную кинематическую схему взаимодействия узлов и деталей, а также механизм регулировок режима работы машины (автомашина «Зайчик», «Секор-3», ИПС-1,0). К третьей группе сложности относятся изделия, сложные по конструкции, многооперационные, предусмотренные для комплексной механизации лесохозяйственных и лесозаготовительных работ и переработки лесного сырья. Они содержат узлы оригинальной конструкции, имеют оригинальные решения механического, гидравлического, пневматического или электрического приводов, значительное количество регулировок режима работы машины, могут иметь автоматическое управление (машина «Дятел-2», установка для раскряжевки тонкомерных деревьев и др.).
Нормативы используются при составлении перспективных, пятилетних и годовых планов (сетевых графиков) НИОКР, разработки комплексных научно-технических программ и перспективных планов развития технического прогресса отрасли.
Для определения затрат новых разработок согласно требованиям технического задания применяют переводные коэффициенты, учитывающие факторы, влияющие на увеличение (уменьшение) затрат на создание нового изделия по сравнению с аналогом.
Затраты времени на разработку новой лесохозяйственной техники в среднем колеблются от 3,5 до 9—10 лет. К данному сроку следует добавить время на подготовку производства в машиностроительных предприятиях и сроки освоения в отрасли новых машин. В качестве примера можно сказать, что для организации выпуска сравнительно простой техники (кустореза «Секор», трелевочных приспособлений к колесным сельскохозяйственным тракторам и т. п.) требуется 1,5— 2 года, а для освоения более сложной техники 3—4 года.
По данным Минлесхозлеспрома Латвийской ССР, на лесохозяйственных предприятиях республики темпы внедрения новой техники с начала серийного выпуска следующие:
ручной инструмент — в 1-й год 10% к общему объему работ; во 2-й год — 20 %; в 3-й год 45 % и в 4-й год 100 %;
самоходная лесная техника — в 1-й год 2 % к общему объему работ; во 2-й год 8 %; в 3-й год 20 %, в 4-й год 45 % и в 5-й год 100 %.
Данные последних американских исследовании свидетельствуют о примерно таких же сроках разработки принципиально новой техники для лесного хозяйства в США.