автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.04, диссертация на тему:Методологические основы создания и освоения производства зерно- и кормоуборочной техники в условиях реформирования сельскохозяйственного производства России

.-О?? ...

■Л (■' * < » «..У

« / {/'И)'^- у &

1 ^ I. ^ ь Открытое акционерное общество

'!/ "Тульский комбайновый завод"

на правах рукописи

Баранов Александр Анатольевич

кандидат технических наук

Методологические основы создания и освоения производства зерно- и кормоуборочной техники в условиях реформирования сельскохозяйственного производства России

Специальности: 05.20.04. - Сельскохозяйственные и мелиоративные машины 05.02.08. - Технология машиностроения

Диссертация в виде^учного/^окла^а н^хюискание ученой степени доктора те(^чдских£^аук /'{О/

I / £

................\iQyi и

........^ '

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

A.A. Артюшин Доктор технических наук А.И. Русанов

Доктор технических наук, профессор Ю.Н. Федоров

Ведущая организация Минсельхозпрода РФ

Государственный испытательный центр

Защита состоится 1498 года в 10 часов на

заседании диссертационного совета Д 169.06 " -чо-исследовательском

институте сельскохозяйственно <■» мммир; ЗИСХОМ"

С диссертацией можно Отзывы в 2-х экземплярах, заь по адресу: 127247, г.Моск , совет ОАО "ВИСХОМ".

0"ВИСХ0М". f-jciiM направлять Диссертационный

<р2 диссертация в

виг

№

разослана

Ученый секретарь 4 диссертационного совета доктор технических наук, профессор «й-^ А.А.Сорокин

и

/

Краткая характеристика работы

Актуальность работы. В настоящее время сельское хозяйство страны находится на новом этапе своего развития, который характеризуется появлением сельскохозяйственных товаропроизводителей с различным уровнем товарной и финансовой состоятельности, внедрением в сферу производства рыночных отношений, повышением роли регионов в решении своих социально-производственных проблем. На этом основании новая концепция перспективного развития механизации сельскохозяйственного производства в целом, а в том числе и зерно- кормопроизводства как самого ресурсоемкого, должна учитывать складывающиеся социально-экономические и общественно-хозяйственные принципы управления и организации производства. Необходимо принять во внимание новые условия технического обеспечения отраслей сельского хозяйства, выражающиеся в отказе от ранее принятой государством технической политики централизованного обеспечения на основе массового выпуска базовой однотипной техники всезонального использования.

В современных условиях машиностроительные предприятия с массовым и крупносерийным производством монопродукции становятся убыточными, и для выхода на рынок с конкурентоспособной продукцией они неизбежно должны переходить на средне- и мелкосерийный выпуск разнообразной техники, обоснование номенклатуры которой представляет собой сложную комплексную задачу технологического, маркетингового и конъюнктурного характера.

Общегосударственное значение научной проблемы разработки и практического обоснования основ методологии создания и организации производства конкурентоспособной сельскохозяйственной техники состоит в повышении технической оснащенности сельхозтоваропроизводителей и эффективности функционирования машиностроительных предприятий в условиях перехода к рыночной экономике.

Работа выполнена в соответствии с Федеральной государственной программой машиностроения для агропромышленного комплекса России на . 1§93- 1998гг., Постановлением Правительства РФ от 5.01.1995г. "О финансовом оздоровлении и государственной поддержке структурных |>еобразований ОАО "ТуКЗ", госконтрактами с Минсельхозпродом РФ на «.-^здание новой зерно- и кормоуборочной техники: N29/95 от 18.07.95г., "N50/95 от 18.07.95г., N76/95 от 28.12.95г„ N51/96 от 28.06.95г„ N52/96 от | 1.06.96г., N53/96 от 28.06.96г., N54/96 от 28.06.96г, а также тематическими = Данами и производственными программами ОАО "ТуКЗ" на 1994-2000г.г. '.шзданию перспективной зерно- и кормоуборочной техники. ,, . Целью работы является разработка научно обоснованных ч, ^дологических принципов, положений, рекомендаций по определению 'сёгмента" рынка сельхозтехники и специализации предприятия на основе г^Пиирения номенклатуры выпускаемых машин и оборудования, решению

задач разработки и освоения серийного производства ее на реальном промышленном предприятии в сроки в 2-3 меньшие традиционных.

Объекты исследований. Агропромышленный потенциал России и ее Нечерноземной зоны, машинно-тракторный парк Нечерноземья, современная зерно- и кормоуборочная техника отечественного и зарубежного производства, конструктивно-технологические схемы машин и рабочие органы, технологические переделы и производственная инфраструктура предприятия ОАО "ТуКЗ".

Методика исследования. При разработке методологических основ создания и освоения производства конкурентоспособной техники использованы прогрессивные системы ведения сельскохозяйственного производства, в том числе принципы агроландшафтного земледелия. Обоснование параметров зерно- и кормоуборочных комбайнов проведено с помощью математических моделей с реализацией их на ПЭВМ. Лабораторные исследования проведены по частным методикам, разработанным автором. Полевые испытания машин проведены по общегосударственным стандартам. При проведении теоретических и экспериментальных исследований использованы методы теоретической и земледельческой механики, математической статистики. Расчет потребности в приоритетной технике проведен с применением компьютерной программы "АСФАТ" (ВИМ). Методологические основы реструктуризации разработаны на основе положений системного подхода и анализа, математического моделирования, теории управления базами данных, разделов математического анализа, в частности, матричного исчисления, линейного и нелинейного программирования.

Научную новизну работы составляют новые методологические основы создания и освоения производства конкурентоспособной сельхозтехники в условиях реформирования экономики России, отличающиеся:

• комплексным рассмотрением технических, сельскохозяйственных аспектов, факторов преобразований производственных отношений между товаропроизводителями на всех этапах сельскохозяйственного производства при определении направлений и характера специализации машиностроительных предприятий;

• новыми принципами системной организации проектирования и освоения производства на основе выполнения научных исследований, конструкторских и технологических изысканий, технологической подготовки производства с максимально возможной параллельностью этапов при минимальном объеме проектной документации;

• новыми техническими решениями и научным обоснованием основных параметров зерно- и кормоуборочных машин и их рабочих органов;

• новыми принципами реструктуризации промышленных предприятий на основе формирования оптимальных технологических процессов и

структур непосредственно в технологическом пространстве предприятия с учетом реально существующих внутренних технологических, структурных, организационных связей и эффективности их реорганизации.

Основными научными положениями, выносимыми на защиту, являются:

1. Определение направлений ' создания конкурентоспособной сельхозтехники на конкретном машиностроительном предприятии в условиях экономических преобразований в стране необходимо осуществлять на основе разработанных методологических принципов, учитывающих прогрессивные системы ведения сельскохозяйственного производства, региональные особенности и требования к машинному производству продукции, факторы реформирования сельскохозяйственного производства.

2. Создание и освоение на промышленном предприятии новых сельхозмашин и оборудования с оптимальными значениями функциональных и стоимостных параметров в установленные ограниченные сроки и с минимальными затратами достигается при использовании новых принципов системы проектирования и технологической подготовки производства с максимальной параллельностью этапов научных исследований, а также конструкторских и технологических разработок, изготовления и испытания образцов техники и их компонентов при минимальном объеме проектной документации.

3. Перспективные зерно- и кормоуборочные машины с конструктивными, агротехническими и стоимостными параметрами, обуславливающими конкурентоспособный уровень техники в условиях реформирования сельхозпроизводства, могут быть созданы с использованием предложенных автором методов сравнительного анализа зерноуборочных комбайнов, расчета параметров и режимов работы машин кормоуборочного комплекса, аналитических зависимостей обмолота и сепарации зерна в аксиально-роторном комбайне.

4. Освоение серийного производства научно обоснованной номенклатуры сельхозмашин на конкретном промышленном предприятии при смене типа производства и ограниченных временных и экономических ресурсах необходимо осуществлять на основе применения разработанных автором методологических принципов реструктуризации - целенаправленного изменения технологических структур производственных подразделений с оптимизацией технологических процессов серийного изготовления изделий в реально сложившемся технологическом пространстве по критерию минимальности производственных затрат с экономически эффективным перераспределением производственных мощностей.

Достоверность основных положений, выводов и рекомендаций подтверждены использованием известных математических методов анализа и

моделирования, законов теоретической и земледельческой механики для получения и решения дифференциальных уравнений изучаемых процессов, широким диапазоном изменения технологических свойств убираемых культур и условий функционирования исследованных устройств зерно- и кормоуборочных машин, сходимостью теоретических данных с экспериментальными при "макетировании" и испытаниях зерно- и кормоуборочных машин и их модулей, а также практическими результатами освоения серийного производства новых комплексов сельхозтехники в реструктуризированном машиностроительном предприятии - ОАО "ТуКЗ". Достоверность работы подтверждена также положительными рекомендациями по результатам государственных испытаний созданных зерно- и кормоуборочных машин.

Практическая ценность работы:

• разработаны концептуальные положения стабильного развития предприятия на примере ОАО "Тульский комбайновый завод" с созданием и организацией производства зерно- и кормоуборочной техники для Нечерноземной зоны России по критерию максимальной востребованности ее сельхозпроизводителями;

• предложена комплексная система проектирования и освоения производства новой техники, обеспечивающая значительное сокращение длительности цикла научных исследований, конструирования, изготовления и испытания опытных образцов, технологической подготовки производства;

• определены технологические схемы и параметры прицепного аксиально-роторного зерноуборочного комбайна, прицепного кормоуборочного комбайна, валковых жаток, косилки-плющилки, граблей-ворошилок, адаптеров к зерноуборочному комбайну для уборки кукурузы на зерно, подсолнечника и подборщика валков хлебной массы;

• рекомендован аналитический метод сравнительного анализа зерноуборочных комбайнов по трем критериям: удельной эффективности работы молотилки, материалоемкости комбайна и удельным энергозатратам;

• предложены методы расчета параметров и режимов работы машин кормоуборочного комплекса, а также аналитические зависимости обмолота и сепарации зерна в аксиально-роторном комбайне, полученные в результате решения системы дифференциальных уравнений;

• разработаны концептуальные положения реструктуризации технологических и производственных мощностей предприятия по критерию минимума затрат капиталовложений при переходе от массового типа монопроизводства к серийному типу производства различных наименований машин, адаптеров, узлов и деталей;

• разработаны пособия для студентов старших курсов по изучению

валковых жаток, аксиально-роторных комбайнов нового поколения, а также методические рекомендации по разделу "Технологическая реструктуризация предприятия для серийного производства" в курсовом и дипломном проектировании.

Реализация результатов исследований:

• предложенные научные основы технической политики создания новой техники в современных условиях реформирования сельскохозяйственного производства использованы в "Концепции разработки и освоения производства перспективной сельскохозяйственной техники на ОАО "Тульский комбайновый завод" на 1996-2005 годы", утвержденной на заседании Отделения механизации, электрификации и автоматизации Российской Академии сельскохозяйственных наук (РАСХН) в июле 1996 года, а также в "Концепции создания системы регионального сельскохозяйственного машиностроения в Центральном регионе России (Ассоциация "Центрагромаш")", утвержденной на НТС ОАО "ТуКЗ" в августе 1997 года и представленной на согласование в Минсельхозпрод РФ и РАСХН;

• предложенная комплексная система проектирования и освоения (технологической подготовки) производства, получившая название "макетное проектирование", использована для создания в кратчайшие сроки и с максимальной эффективностью комплексов новой зерно- и кормоуборочной техники;

• определенные и уточненные параметры и конструктивно-технологические схемы машин реализованы в конкретных изделиях, поставленных на серийное производство в ОАО "ТуКЗ": в 1996-97г.г. изготовлено зерноуборочных комбайнов ПН-100 - более 350 шт., кормоуборочных комбайнов ПН-400 - более 250 шт., валковых жаток ПН-300-4,2, ПН-310-6Н, ПН-320-6П - более 1300 шт. на общую сумму около 90 млрд. руб. (все экономические данные в работе приведены в ценах 1997 года);

• методологические принципы реструктуризации промышленного предприятия для освоения производства конкурентоспособной сельхозтехники реализованы на ОАО "Тульский комбайновый завод", что позволило сократить затраты на подготовку серийного производства ориентировочно на 37 млрд. руб.;

• использование методологических основ, внедрение комплексной системы проектирования, технологической подготовки производства и реструктуризации предприятия обеспечили сокращение сроков создания и освоения серийного производства новой сельхозтехники в 2-3 раза, снижение приведенных затрат в 2-2,5 раза и высокий уровень конкурентоспособности машин;

• предложения по номенклатуре зерно- и кормоуборочной техники и их типоразмерным рядам использованы Минсельхозпродом РФ и РАСХН

при разработке "Системы технологий и машин для механизации *

растениеводства на 1997-2005гг.", а также в "Программе создания приоритетных машин в течение 1998-2002гг." и в рамках Федеральной целевой программы "Техника для продовольствия России" на 1999-2005 годы;

• методология реструктуризации предприятий сельскохозяйственного машиностроения и оптимального перехода к рыночным условиям включена специальным разделом в лекционный курс "Организация машиностроительного производства" для специальностей 120100 "Технология машиностроения", 120900 "Проектирование технологических комплексов" и направления 552900 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств", преподавание которых ведется в Тульском государственном университете;

• материалы научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по комбайну ПН-100 и валковым жаткам нашли отражение в двух учебных пособиях, утвержденных учебно-методическим объединением вузов по агроинженерному образованию Минсельхозпрода РФ и изданных в 1997году, в рекомендациях по практическому использованию зерноуборочных комбайнов ПН-100 и кормоуборочного комплекса "Простор", утвержденных Минсельхозпродом РФ и изданных в 1997 году, и 12 методических указаниях и пособиях по курсовому и дипломному проектированию.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседаниях научно-технического совета ОАО "ТуКЗ" в течение 1995- 1997гг,, межведомственных экспертных советах Минсельхозпрода РФ в 1995, 1996гг., научно-практических конференциях "Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России" (ГОСНИТИ) в 1995, 1996гг. и (ВИМ) в октябре 1997г., всероссийской научно-практической конференции "Экономика и финансы" в апреле 1997г. (г.Тула), международной научно-технической конференции "Прогрессивные методы финансирования технологических процессов, станков и инструментов" в мае 1997г. (г.Тула), годичном заседании ОМЭАСХ РАСХН в ноябре 1996г., Ассоциации производителей сельхозтехники (ОАО "ВНИИКОМЖ", ОАО "ВИСХОМ") в 1997г. (г. Москва), на парламентских слушаниях Госдумы РФ "Состояние инженерно-технического обеспечения села и сельхозмашиностроения. Проблемы, поиск выхода из кризиса" в октябре 1997г. (ОАО "Ростсельмаш"), на заседании совета директоров АО "Росагроснаб" в ноябре