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        日本高性能林業(yè)機械的發(fā)展進程

        2019-05-26 14:27:02恭映璧
        林業(yè)與生態(tài) 2019年4期
        關鍵詞:林業(yè)機械架線高性能

        恭映璧

        林業(yè)機械化是林業(yè)現(xiàn)代化的基礎和重要標志,是降低林業(yè)生產(chǎn)成本、提高林業(yè)生產(chǎn)率和減輕勞動強度、增強生產(chǎn)安全性最有效的途徑。日本是林業(yè)發(fā)達國家,現(xiàn)代林業(yè)機械支撐著日本林業(yè)的不斷發(fā)展,特別是高性能林業(yè)機械為日本林業(yè)實現(xiàn)高質量發(fā)展發(fā)揮了重要作用。日本的高性能林業(yè)機械自20世紀90年代起呈高速發(fā)展態(tài)勢,至2016年總數(shù)達8202臺,當年全國原木生產(chǎn)量的70%由高性能林業(yè)機械完成,它的發(fā)展進程對我國林業(yè)發(fā)展可提供一定的借鑒和啟發(fā)。

        機種與主要功能

        所謂高性能林業(yè)機械是指與油鋸和割灌機等機械相比,作業(yè)效率高、勞動強度輕、功能明顯提高的林業(yè)機械。日本的高性能林業(yè)機械主要分為以下7種:

        1、伐木歸堆機:伐倒立木,并將切斷的木材抓起搬運到方便的集材場所歸堆的自行式機械。它替代油鋸,承擔最危險的伐木作業(yè)工作。

        2、林業(yè)收割機(伐木造材集材機):將過去需用油鋸完成的伐木、打枝、造材等多種作業(yè)和原木搬運歸堆作業(yè)一體化完成的自行式機械。

        3、打枝造材機:在林間道路或臨時集材場等場所,將伐倒木打枝、量尺、造材等作業(yè)連續(xù)完成的自行式機械。

        4、牽引式集材機:專用于將原木的一端吊起、以拖地集材方式把原木拖到臨時集材場地的自行式機械。主要是在采伐林地內(nèi)使用。

        5、自裝式集材機:把切段的木材用抓鉤裝載到車廂內(nèi)運輸?shù)囊环N集材專用的自行式機械。

        6、豎塔式索道集材機:裝備了能夠簡便架線集材的人工支柱、可移動的集材機械。適用于在陡峭陡地形作業(yè)。

        7、懸臂式索道集材機:適用于不安裝主索的簡易架設索道方式,裝備了作業(yè)過程中可回旋的起重臂的集材機。在相當于基建基礎的機動車輛上搭載集材用的卷揚機,把懸臂當作豎塔使用。

        發(fā)展進程

        日本的林業(yè)機械發(fā)展大體上經(jīng)歷了3個階段。一是1911~1945年的初級階段:以鐵道運材開始,發(fā)展到采用集材機、簡易架空索道等技術進行集材,國產(chǎn)集材機等設備得到開發(fā)。二是1945~1990年以傳統(tǒng)林業(yè)機械為核心的機械化作業(yè)體系建立與實踐階段:戰(zhàn)后日本經(jīng)濟的高速發(fā)展導致木材需求急劇增長,帶動了林業(yè)機械的開發(fā)與引進,促進了林業(yè)機械化的發(fā)展,確立了“油鋸伐木造材——集材機或拖拉機集材——拖拉機運材”的生產(chǎn)作業(yè)方式。三是從1991年開始以高性能林業(yè)機械為核心和以高效作業(yè)體系為目標的發(fā)展階段:80年代末和90年代初,日本林業(yè)機械化進程的明顯趨勢是大量引進國外高性能林業(yè)機械和國產(chǎn)高性能林業(yè)機械的開發(fā),以及隨之而來的以高性能林業(yè)機械為核心的高效作業(yè)體系的構建。

        國家出臺《促進高性能林業(yè)機械化的基本方針》。作為應對木材價格低迷、經(jīng)濟效益下滑、林業(yè)生產(chǎn)積極性下降、高齡化導致的林業(yè)從業(yè)人員減少等一系列問題的對策,1991年9月,以日本農(nóng)林水產(chǎn)省發(fā)布的《促進高性能林業(yè)機械化的基本方針》(以下簡稱“基本方針”)為標志,日本高性能林業(yè)機械的發(fā)展步入了快速發(fā)展時期?;痉结樚岢鲆愿咝阅芰謽I(yè)機械為核心的作業(yè)體系,稱之為“高性能林業(yè)機械作業(yè)體系”,制定了木材采運作業(yè)、營林作業(yè)的具體目標,提出了開發(fā)高性能林業(yè)機械具體指南,明確了推進高性能林業(yè)機械作業(yè)體系的要求。2000年4月,以日本農(nóng)林水產(chǎn)省發(fā)布的修定版《促進高性能林業(yè)機械化的基本方針》(以下簡稱“新基本方針”)為標志,日本高性能林業(yè)機械的發(fā)展進程進入了2.0時代?!靶禄痉结槨贬槍Χ盖蜕絽^(qū)高性能林業(yè)機械無法推進、林區(qū)路網(wǎng)欠發(fā)達和成片開發(fā)滯后的地區(qū)高性能機械難以普及等問題,從木材采運、森林培育等方面提出了“新的高性能林業(yè)機械作業(yè)體系”的目標,從運用先進技術等方面提出了開發(fā)和改良高性能林業(yè)機械的指南,從組織協(xié)調、路網(wǎng)建設、環(huán)境保護和技術人員培訓等方面提出了強化“新的高性能林業(yè)機械作業(yè)體系”普及推廣的條件和要求,等等。

        高性能林業(yè)機械保有數(shù)量的急劇增長。上世紀九十年代以來,日本高性能機械呈現(xiàn)出井噴式增長,2016年總數(shù)量達到了8202臺,其中裝載式集材運輸車達到2328臺,打枝造材機、林業(yè)收割機分別為1572和1851臺,豎塔式索道集材機、懸臂式索道集材機也分別超過了1000臺。與高性能林業(yè)機械保有數(shù)量呈現(xiàn)出急劇式增長的態(tài)勢相反,傳統(tǒng)的普通型林業(yè)機械則表現(xiàn)出持續(xù)的下降趨勢。保有數(shù)量由1988年的783002臺下降到2016年的349849臺,減少了55%(上圖)。

        高性能林業(yè)機械作業(yè)體系的構建。以高性能林業(yè)機械為核心的森林采伐運輸作業(yè)體系分為車輛作業(yè)體系和架線作業(yè)體系(索道作業(yè)體系)兩類。林業(yè)專用車輛利用林區(qū)道路將伐倒的樹木歸堆、除去側枝、切段造材、搬運到集材場地的作業(yè)場地稱之為車輛作業(yè)體系。利用林內(nèi)架設的鋼纜(索道)將伐倒的木材吊起、運送到集材場地再打枝造材的作業(yè)稱之為架線作業(yè)體系。車輛作業(yè)體系適合于坡度平緩的地形,但需要道路網(wǎng)絡基礎建設。架線作業(yè)體系即使在不能修建高密度道路網(wǎng)絡的陡峭山坡地形也能實施作業(yè)。由于日本的森林多分布于陡峭的深山地區(qū),日本林野廳正在組織開發(fā)能夠適用于陡峭坡地等地形的高性能林業(yè)機械,為構建下一代高效架線作業(yè)體系奠定基礎。

        新一輪高性能林業(yè)機械的開發(fā)。2.0時代的日本高性能林業(yè)機械開發(fā)是圍繞構建、完善和推進“新的高性能林業(yè)機械作業(yè)體系”而展開的。在引用尖端技術開發(fā)高性能林業(yè)機械方面,圍繞自動化、高效化、智能化作業(yè)來推進和完善采運作業(yè)體系和營林作業(yè)體系。重點開發(fā)的采運作業(yè)體系和高性能林業(yè)機械有:能在陡峭復雜地形對大徑級木材開展集材作業(yè)的高效架線作業(yè)體系,能夠判讀木材質量的智能型伐木造材集材機械,半自動化懸臂起重機械,無人駕駛的裝載式集材機械,等等。重點開發(fā)的營林機械有:自動化整地覆土機械,小型自行式耕地植樹機械,智能化作業(yè)的營林機械,等等。此外,能夠增強人體力量、降低勞動強度的用于林業(yè)的外骨骼機器人也正在開發(fā)之中。

        高性能林業(yè)機械作業(yè)體系的技術人員培訓。2011年4月起,日本農(nóng)林省實施了對林業(yè)從業(yè)人員開展全國統(tǒng)一的學歷教育培訓計劃。達到了規(guī)定工作年限、并經(jīng)過培訓合格的工人,頒發(fā)現(xiàn)場施工員(初級)、現(xiàn)場管理員(中級)和現(xiàn)場管理總負責人(高級)證書,并實施了農(nóng)林水產(chǎn)省登錄備案制度。截至2017年11月,在農(nóng)林水產(chǎn)省登錄備案的現(xiàn)場管理總負責人(高級)401名,現(xiàn)場管理員(中級)1323名,現(xiàn)場施工員7933名(初級)。

        對我國的啟示

        林業(yè)的根本出路在于林業(yè)現(xiàn)代化,而林業(yè)機械化是實現(xiàn)林業(yè)現(xiàn)代化的基礎。與日本的林業(yè)機械化水平相比,我國的整體水平、特別是南方丘陵山區(qū)的林業(yè)機械化水平還很低。但只要我們重視差距,科學規(guī)劃,奮起直追,完全有可能實現(xiàn)彎道超車、跨躍式發(fā)展。

        一是頂層設計,科學規(guī)劃。林業(yè)機械化是一個涉及林區(qū)道路體系、研發(fā)制造體系、生產(chǎn)作業(yè)體系、教育培訓體系、推廣應用體系等方面的系統(tǒng)工程,關鍵是要在《全國林業(yè)機械發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》的指導下,制定體系更詳細的、可操作的實施計劃,腳踏實地的逐一落實,統(tǒng)籌兼顧,整體推進。

        二是引進高性能林業(yè)機械。我國林機械化發(fā)展水平較落后的南方集體林區(qū),可以考慮直接從日本、瑞典等林業(yè)發(fā)達國家引進適合于丘陵山區(qū)陡峭地形作業(yè)的高性能林業(yè)機械,實現(xiàn)跨躍式發(fā)展。

        三是高起點研發(fā)林業(yè)機械。在消化吸收國外先進林業(yè)機械的基礎上,根據(jù)我國林區(qū)特別是南方丘陵山區(qū)的地形地貌、立地條件、樹種林分和樹齡徑級等實際情況,開發(fā)以應用于采運作業(yè)和營林作業(yè)體系為主導的高性能林業(yè)機械。只要產(chǎn)品在研發(fā)過程中與生產(chǎn)實踐緊密結合,依靠我國不斷提升的裝備制造技術,國產(chǎn)設備有可能更加貼近生產(chǎn)實際、符合國情。

        四是培養(yǎng)高素質的技術工人。作為一名高性能林業(yè)機械時代的高級技術工人,需要具備熟練開展生產(chǎn)作業(yè)體系的現(xiàn)場組織、策劃指揮的能力,需要具備簡單機械故障的現(xiàn)場維修技能,需要掌握作業(yè)過程中盡量降低對環(huán)境破壞程度的環(huán)保知識,等等。因此,構建專門的職業(yè)培訓體系,編制專門的培訓教材,進行系統(tǒng)的專業(yè)學習,組織專門的考核評級等等都是十分必要的。必須通過培訓教育,保證各等級的作業(yè)工人掌握現(xiàn)場組織、采伐、集材、架線、造材、撫育、安全生產(chǎn)、簡易維修、環(huán)境保護等專業(yè)知識和專門技能。

        五是財政資金要全方位支持林業(yè)機械化發(fā)展。林業(yè)機械化是加快實現(xiàn)森林資源的數(shù)量增長和質量提升的重要保障。以森林的公益性和屬地性來考量,林業(yè)機械所享受的財政支持力度應大于農(nóng)業(yè)機械。林業(yè)機械化的全過程,從產(chǎn)品研發(fā),到作業(yè)體系的構建,從高效率林業(yè)作業(yè)體系的推廣應用,到高素質技術工人的教育培訓,都應得到財政資金的扶持。

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