Е.В. Кручинина, Г.В. Заходякин

УДК 004.94:658.7
Е.В. Кручинина, Г.В. Заходякин
Международный институт логистики ресурсосбережения и технологической инноватики
Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
СТРАТЕГИЧЕСКОЕ
ПЛАНИРОВАНИЕ
ЦЕПИ
ПОСТАВОК
В ПРОИЗВОДСТВЕ БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ГИДРОЛИЗНОГО
ЛИГНИНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ СРЕДСТВ
МОДЕЛИРОВАНИЯ
The relevance of pulp and paper production waste recycling is described. State of the art
in supply chain strategic planning is provided. The green supply chain for conversion lignite waste
into solid biofuel has been designed. For such task a computer model in IBM ILOG LOGICNET
software has been developed. The most profitable waste recycling products – lignite briquettes and
pellets – as well as markets for them have been discovered. The most economic transportation
mode for each product-customer combination is suggested.
В работе рассмотрена актуальность проблемы переработки отходов гидролизного
и целлюлозно-бумажного производств гидролизного лигнина ГЛ. Дан обзор современного
состояния исследований в сфере стратегического планирования цепей поставок. Спроектирована организационно-функциональная структура «зеленой» цепи поставок предприятия
по переработке отходов гидролизного лигнина. В программе IBM ILOG LOGICNET разработана и реализована модель цепи поставок предприятия по переработке гидролизного лигнина в твердое биотопливо. Определены наиболее рентабельные продукты для производства – пеллеты и брикеты и рынки сбыта для них. Выявлен оптимальный с точки зрения
наименьших затрат способ транспортировки продукции потребителям.
Сегодня внимание мирового сообщества привлечено к проблемам рациональности и эффективности использования энергоресурсов, внедрения
технологий энергосбережения, вопросу уменьшения загрязнения окружающей среды. Внимание современных ученых сосредоточено на решении проблемы замены традиционных источников энергии - природного газа, нефти,
угля - на альтернативные возобновляемые источники энергии.
По мере роста потребностей в энергии, с одной стороны, и истощения
ресурсов и резкого подорожания природного газа, нефти и угля - с другой,
одним из основных источников возобновляемого сырья для производства
энергии становится биомасса. Биомассой принято называть любые углеродсодержащие вещества наземного или морского, растительного или животного происхождения, включая все виды отходов жизнедеятельности животных
организмов и человека. В совокупности все виды биомассы представляют
собой возобновляемые биоресурсы планеты, которые могут использоваться
как источник энергии.
Одним из источников биомассы являются отходы гидролизного лигнина - промышленные отходы, образующиеся при деревообработке, биохимическом и гидролизном производстве. Ежегодно в России накапливается
более 1 млн. тонн гидролизного лигнина (ГЛ) в год. На большинстве перерабатывающих заводов ГЛ вывозится в отвалы и занимает большие территории, загрязняя окружающую среду.
По мере накопления лигниновых отходов в отвалах гидролизных за-
7
водов возрастает важность промышленной крупнотоннажной переработки
ГЛ. Кроме того, значительно возрастают затраты на транспортирование лигнина в отвалы и их содержание. Переработка гидролизного лигнина – одно
из наиболее перспективных направлений для применения ресурсосберегающих технологий в нашей стране.
В настоящее время существует несколько направлений переработки
ГЛ. В гидролизной промышленности в опытно-промышленных
или промышленных условиях применяются следующие технологии химической переработки лигнина: производство нитролигнина и хлорлигнина, коллактивита (активного адсорбента, аналогичного по своим свойствам активному углю марки Б), осветляющих углей, аммонийных солей поликарбоновых кислот, лигностимулирующих удобрений. При конденсации ГЛ с фенолом производят лигнофенолоформальдегидные смолы, которые затем применяются для производства пресс-порошков в промышленности пластмасс.
ГЛ может быть использован в качестве наполнителя пластмасс взамен традиционных — древесной муки, саж и др. Важными направлениями являются
использование ГЛ в производстве резин, производстве строительных материалов, производстве медицинских препаратов.
Наиболее перспективным и эффективным способом утилизации ГЛ
является его переработка в современные виды биотоплива – топливные брикеты и пеллеты. Проблема переработки данного техногенного сырья (ГЛ)
требует комплексного подхода, который бы учитывал не только химикотехнологические аспекты, но и решение вопросов логистики, поскольку логистические затраты при распределении продукта составляют значительную
часть себестоимости продукта.
Эффективным методом решения задач стратегического планирования
цепи поставок промышленного производства является компьютерное моделирование. Основанная на методе смешанного линейного целочисленного
программирования модель позволяет описать структуру цепи поставок в целом, включая источники сырья, альтернативные варианты размещения производства и структуры технологической системы, структуру системы распределения, рынки сбыта продукции. Целью моделирования является определение оптимальных по критерию наименьших совокупных затрат или
наибольшей чистой прибыли структуры цепи поставок и стратегии развития
мощностей в соответствии с прогнозами спроса. При использовании целевой
функции в виде чистой прибыли модель позволяет определить регионы сбыта, в которых реализация продукции будет рентабельной.
Целью данной работы являлось проектирование организационнофункциональной структуры «зеленой» цепи поставок предприятия
по переработке отходов гидролизного лигнина. В системе IBM LogicNet была разработана модель материальных потоков в цепи поставок продуктов
переработки ГЛ – сухого ГЛ, топливных пеллет и брикетов, а также брикетированного лигнинного угля и побочного продукта пиролиза - смолы.
В качестве исходной информации для моделирования потребовалось
подготовить: варианты географического размещения объектов цепи поставок (источников сырья и перерабатывающих предприятий); количество от-
8
ходов ГЛ в отвалах и интенсивность их поступления; доступные технологии
переработки ГЛ в коммерческие продукты; нормы расхода ГЛ и процентное
соотношение продуктов; постоянные и переменные затраты на переработку
ГЛ; ограничения производственных мощностей; авто и железнодорожные
тарифы на транспортировку продуктов переработки в вагонах и автофурах;
регионы размещения потенциальных потребителей продукции проектируемого предприятия; рыночные цены и прогнозы спроса на производимые
продукты – пеллеты, лигнобрикеты, брикетированный лигнинный уголь и
смолу.
Были рассчитаны основные виды затрат, необходимые для построения модели:
- инвестиции, постоянные и переменные затраты при создании технологических линий для переработки отходов ГЛ различной мощности;
- инвестиции и постоянные затраты на вспомогательное оборудование;
- инвестиции, постоянные и переменные затраты на организацию работы склада (покупка оборудования, зарплата персонала, аренда);
- затраты на оплату труда персонала,
- затраты на транспортировку продукции конечному потребителю.
Все данные рассчитаны для горизонта планирования в 3 года, что является достаточным для окупаемости создаваемого предприятия.
Критерием оптимизации в модели является чистая прибыль. При выборе заданного критерия максимизируется прибыль предприятия, однако,
удовлетворяется спрос лишь в тех регионах, где это является экономически
целесообразным.
В результате выполнения работы был разработан оптимальный по
критерию чистой прибыли вариант организационно-функциональной структуры цепи поставок предприятия по переработке гидролизного лигнина,
приведенный на рис. 1.
Рис. 1. Цепь поставок предприятия по производству биотоплива
на основе гидролизного лигнина
Переработка ГЛ осуществляется на вновь созданном предприятии
в г. Кондопога (республика Карелия). Продукты переработки ГЛ реализуются на внутреннем (Республика Карелия, Санкт-Петербург и Ленинградская
область) и внешнем рынке (Финляндия).
9
Проведенный анализ структуры себестоимости конечной продукции
с учетом доставки конечному потребителю показывает, что большая часть
затрат приходится на транспортировку. Самостоятельная доставка продукции в рассматриваемые европейские регионы (Германия, Литва, Польша) не
рентабельна. Выгоднее сбывать продукцию на внутреннем рынке, а также
продавать трейдерам, у которых имеются налаженные каналы сбыта в европейские страны.
Наиболее рентабельными продуктами для производства являются
пеллеты и брикеты. Производство лигнинного угля и побочного продукта
пиролиза – смолы не столь доходно. Достаточно большое количество топливных брикетов идет на производство лигнинного угля (соотношение лигнобрикеты-уголь 2,5:1). Данное количество брикетов можно реализовать на
рынках сбыта по выгодной цене и это принесет бизнесу больше дохода, чем
дальнейшая переработка брикетов в лигнинный уголь.
Выявлен оптимальный с точки зрения наименьших затрат способ
транспортировки продукции потребителям: на внутреннем рынке - железнодорожным транспортом, при осуществлении дальних перевозок за границу –
транспортировка в еврофурах.
Библиографические ссылки
1. Бауэрсокс Д., Клосс.Д., Логистика. Интегрированная цепь поставок. 2-е
изд./Пер. с англ. М: Олимп бизнес, 2008. 640 с.
2. Равич Б.М., Окладников В.Н., Лыгач В.Н. Комплексное использование
сырья и отходов. М.: Химия, 1988. 288 с.
3. Шапиро Дж. Моделирование цепи поставок / Пер. с англ. [ред.
В.С. Лукинский]; СПб.: Питер, 2006. 720 с.
4. Шатт Д. Управление товарным потоком: рук. по оптимизации логистических цепоче /Пер. с англ. С.В. Кривошеин; [научн. ред. А.Н. Тарашкевич];
Минск: Гревцов Паблишер, 2008. 352 с.
УДК 004.94:658.7
В.А. Павленко, Г.В. Заходякин
Международный институт логистики ресурсосбережения и технологической инноватики
Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева Москва, Россия
ОПТИМАЛЬНОЕ
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ
СТРАТЕГИЧЕСКОЕ
ПЛАНИРОВАНИЕ
ЦЕПИ
ПОСТАВОК
ПРОИЗВОДСТВА
ПОЛИОЛЕФИНОВ
ИЗ
"ЖИРНОГО"
ПРИРОДНОГО ГАЗА
In this paper a case study of life cycle assessment application for supply chain network
design and planning in petrochemical industry is described. The life-cycle assessment for polyole-
10