автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Оптимизация технологического процесса уборки фруктов в условиях предгорного садоводства ... Иордании

&!Н>'стерстег/ СШСКСГС лСЗпИСТЭА рссс135сксй

^ гсрскш го'х'агс-тьш^ аг?агнь13 уш2екж1ег

„.\ .. Ня крага:-: руяописи

л ч > -1

ПА1УШ 1/АХЕР .МУНЯ3

УДК 631.358:634.1

епт;.\';;глция тежо^оплесксго процесса угоню фншов

й УСЛСЕЖа ГС'БД'СГНОГО САХОЕСДСТЗА ""» • ** *** т*'

-Гениальность Г^'.^О.СГ -

Автореферат

диссертаадя на соискание ученой степени ■ кандидата технических наук.

Влидакарказ - 1993

кжктерстбо сельского лсзяистеа ?сссй1сксй

' ГОРСКИЙ ГОСУЩ-СЧЬЕНПЫИ АГРАРНЫЙ УН>£ЕРС;~ЕТ

. !!а лр«*ах суксплса

еклгдоер швв .•

сптоизаш теж^сп^щсксгс процесса уеопгл ¿штсв

.. в условиях пп:.тсе-:ог0'са1овсгст?а хер к иордании

Специальность C5.2C.CI - :,<е::аккг?цг.я сельско::сзяйстр&:{!;ого таге лет?»

•-'•'• Авто р е * е р а т

диссертации нгсо:<ск*т:е .ученой степени ■ кандидата технических наук

'".р"' .• Вдггиктшэ - 1223 ;-".'■.■'.''

Работа выполнена в. Кабардино-Галкарском аграрном институте

Нзучные руководители: - доктор технических наук,

профессор A.A. Зангиев

-кандидат технических неук, доцент Ii.Д. Тлупов

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Е,.'С. Кульчиев

Ведущая организация: - Северо-КавказскиЦ научно-исследовательский институт горного и предгорного садоводства "Сады Эльбруса"

Зашита диссертации состоится "

в _" часов на заседании специализированного совета

К.120.56.02 в Горском Государственном аграрном университете по адресу: 362(Ю0_, г. Владикавказ» ул, Кирова, 3?.

С диссертацией'можно ознакомиться в библиотеке Горского

гау.

Автореферат разослан "___■ ISS3 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических.наук,

' досент . Л/¿Sj^* Л.П. Сужаев

СЕШ ХАГАКТЕБИСБНА ГАБСШ

Актуальность - проблемы, Предгорное садоводство является одни из важных направлений рационального использования земельгавс угодой, расположенных па склонах, которые при возделывании на нгос других с.-х. культур не дают должной отдача.

.Особую актуальность рассматриваемая проблема имеет дуй регионов,- где имеет место большой дефицит пахотных земель при одновременном наличии избытка трудових ресурсов. К tskem регионам относятся республики Северного Кавказа Российской федерации, а такжз и Иордания. Исходя из этого,,в качестве базы для исследований выбраны-Кабардино-Балкария и №рдайия,. где заняты значительные площади склонов под садами.. . . '. . , '

Ya многочисленна операций по производству фруктов на склойах наиболее ответственней и сложными являются работа по уборке,транспортировке и последующей обработке урохая, на долю которых приходится до 40-60 % от обоз»: годовых трудозатрат. Изложенные обстоятельства и.дослужили сснозониегл для выбора теш диссертации.

Цель работы - повышение зй-ТхгктиЕНОсти использования средств уборки фруктов в условиях предгорного садоводства путем ксмплекссой оптимизации всего технологического процесса, ислючел сбор плодов, их транспортировку и сортяроваяве.

Объекта исследования - природно-производствешще. условия предгорного садоводства/ показатели состояния урожая фруктов и биологические осс£еп~оста плодовых'деревьев, технологические операции уборки, средства сбора, транспортировки и сортирования фруктов.

Научная новизна. Предложен шзогоуроввевый'системный подход" к '. комплексной оптимизация всего'технологического процесса сбора,транспортировка и сортирована*'фруктов .fe'специфических условиях иредгер- ' нога сьда. Пра'зтсм технологическая процесс у Сорю:, транспортировки к сортирования плодов рассматривается как многоуровневая система .массового обслугаге^кия /С'10/, па основе которой получены. общие аналитические зависимости для установления оптимальных количественных соотношений уезду сборвнкеми плодов, а также средствами их трапе- ' портировка л сортирования с учетом природно-ироиэзодственных' условий, ■ Такой подход обеспечивает минимальные потери урожая- как, по ко- ' личеству," так-а по качеству.

. Практическая ценность работы. Для всех во?ко»кы* сочетаний пло- •

7-2 - •

цаяи сада, урожайности» сроков уборки и других внешних ¿акторов определены б виде иомоградам сбдая потребность в средствах уборки' и ' траксйогтпроекн фруктов семечковых пород /яблок к груа/, а- .также цитрусам: '/аяельсаноь и иандараков/-для условна ЙЬрдакпи.

Определены также сптк.'альпие состава убррочно-траиспортЕых. ззг-ньев по количеству сборщиков, погрузчиков к транспортных агрегатов . для всего диапазона кзиенения урожаЗяоств, расстояния перевозка фруктов 3! других факторов. - ' ' .

Дкя сортировального пункта определены ептгагалышя потребность г, сортировыжах г.оптюгалыше параметра ацада для• предварительного хранения контейнеров с $руктаьа серед-сортировкой.

Бое результата оптскизада: представлена е ■ виде удобных для практического применения нсксграм:.;, которые могут С^ть использованы . как непосредственно в хозяйствах, так'и при проектирован!::» новых предприятий предгорного садоводства. .

•расчетш:!! зконатческаС ¿14ект от внедрсакя результатов »селе- . дезаккя составляет' ъ пены, сугЕ.естьоЕази:ах до года, 2,€$ руб/т, а ддп всей клоседк предгорных седсе КЕР. - 2£о?4С руб. при зкеномии 'тоелкЕз 12,1 т а: псшсвней ^снз'водйтельнссту. труда на 23,6

Прзгенательио к услсггяи• Яррдашх на''уборке, иктрусоиих /апельсинов и ке'Ехарансв/ годовой эконоггкчеокка эффект в тех гг иенах ссс-?. тавляет £?155£ руб.' при экономии топлива 264,8 т, .

Реалкз&до; гезудьтатов после гонения. Основные научнее результа- • та прзшты для аспользсвакия в учебном процессе в КоСардцно-Еаедар-ском аграрном гастатуте,. а практические, рекоьгендашш переданы в хозяйства предгорного садоводства кер .

Результаты исследования в последующе« будут использованы также и в Г-орданпк при уборке сструссвкх.

Астобаиия работы. Научные результаты исследования докладов- . лись и одобрены на неучных ко»|ерендвдх пгсо ессорскс.-препславгтель- . ского состава Ш-ГП в 1992-1553 годах. . ;

ПублЕкепул результатов работы. По ссвовкюг результате:/ исследований сданы две стать* е сборник научных трудов из которых одна опубликована, а другая в печати.

Структура и объел: габсты. Хассестедия состоит из введешь, четырех глав, сбш:и выводов, списка литературы из 125 нгниенсвенгй и приложений. ]5зло.«на на 174 страницах машинописного тексте, содержит 4С рису .ког и 12 табдгц.

■ • ' солп=:глнке рагсп.'

Во пзсусягл обосновала актуальность тет; двссаргсшаз п сгг.ол-нов ее научное направление с япгеереяиек современных' методов ус тс— г.:етичосксго г/о.л^лрот-а;;г у, с1;т:^",;зйт;г;п. Яа основании с гатист-'.чсс--ких депных отмотеота4;, -1-'о только а К&6ердхно-»£&лхерин» Северной' Осетии и Чепеяо-Ингуагетик о&хя .шкхзвль" садогастодпнх счлчкя» ТоО'УЛ* ь^о СоСС гд ил" :">,&

В главе I на основе литературных данный сделки ана.таз состояния проблем и ссТоруулирэвазк цель н основные задача исследования.

. Установлено, что наиболее, высокий уровень развития гхедгорко-го-садоводства достигнут в ГСБ , что пордушаю основание:* 'ляг выбора этой ресцублисп' в качестве основной базы исследований с. учетом последззкеего распространения подученных результатов на 1'орда-нвз. В. первой части глава азлотенк оепотад*е пр!фодно-про2Г2эдстЕск-ике,особенности гргдгорт?г.то ехсхсхот^г г и? и ь Норл.'-х::.

Клнбол^п .'.лйгС'ЩцчтК'те У-лоь"~ длт гхзгхтхт гтхдгггпего г-одсгва создастся хгг:: уг лет с;хс:х до 1;:~7£ г;хл, П-, схх:хххох-х,:

устаног.гхчо, чгл -о-хххм;. цлетюгкг/г. гнхом х ххухерхх с?- . ДОЕ КГССГ ЯВЛЯЮТСЯ СГХХ/ПХКШ :: Т'ПХХ/, ГХЧ'Г-.'СХХХ ГЛ.ЙЗ

РПС0-ЙЯ СРДС-Л. В ПО ТЪЛО'.-Л'У сбору .:ГуК'''П;- СХС7!ГгХХТ С.

"ПаОХТ ?:■? -ТОГО, ОС"Ол:":Х ПССЬС-^бгГ'П Т.рХО.'ХЛЯеЬ 1:г .

телъпс ;; ссхггкоти'л:. СскоЕлую'пгго. :хс:х.гх ;.к!хз з сос-

тйвлявт -дитрусогь'.-} /слельсиаи и какдаринн/, состявлдапяе 71,62 % по плошали ,й валовому сбогу. Указан?™? ч^гуссг*-? по сиг-

собам; уберктз "-"¡сг.п и ¡тог-тх-у пс:гк:':-г'-г в Т" ;хзулл-

татк псследсвгчпй ? тостофкзе»,' :/огут ,с*:?:ь распространены н из данж>,-- включая '{¡бор, транспортировку и сортирован»^ плодов.

_ Аналязсгл литературных пехочнаков' установлено, что в ,ттастсяг;се . время применительно к 'спешгг.'.тческ^»' услбт'г^г' ™~лгср:*ого езде-глдег-ея нб ргзработп:-:н еит лхтгг'-' кег'п.тахнего гхе:::'.:: зпдач у.хрт:х с 0ГК'5Нвип9м • ссг>ре.у«::г:с .:/»ггдсв' -апатического коделироЕсглв* и етт-' тжмаож 'тёхвлкогячкгк": про?:«-сссв "при уюте «с-г-сятаслиого тсса' «змскенгл внешних' ректоров. '

' '' ■' '"схЬдл''"¿кг этого,' б1глгг сбссиовекк следугкк Ьсковние задсчз ис^ •следовзяия: . '.'.'•.'. ' :

-••'обосяование"гец;!о:'1?льнсй тё>з?ологическо£ уСорки,трш:о-•псрт:фогкй з ссрт:грояеши: плодов как '¿ногесистеж кессоього обслуиивапел;: - : '. ' "v '

- спределенке обеего потребного числа средств уборки плодов;

- обоснование.оптимального состава уборочно-транспортних звеньев;

- оптимизкцкд сока? st елей работа сортировального пункта;

- разработка практических рекомендаций п определение ii>: зконо-?.:пчес::с15 эффективности.

В главе. 2 изложены основы теории повышения эЗДектквности использован;« усо^очнах к транспортках средств в сглциТаческих условиях. ::редгсрногс садоводства. В первой част»: глагн пре*де всего обоснована рациональная технология уборки: фруктов в рассматривге&ах условия:«.

IIa основании анализа прироино-биологиче.ских особенностей пред- ■ i'jpncrq сада выявлено, что из-за больших углов склона и малых транс-вср-лых просветов мегду деревьям иевоэкопго использование таких вы-:'с:-опго;ивод}!тельккх средств потлчкой уборки фруктов как пгпцеп-кон-ть:аереглз ПК-4, шюдоуборочяая плат*ср:/з ШСС-0,75 и т.д.

Ь связи с этим из трех наиболее распространенных способов убор-ki: т,:укюв /механизированный, полумеханкэкроеаншгй, ручной/ наиболее при уборке семечковых /яблок к грук/ на склонах.является полумехакизироьанккй. способ.

При этом способе осуществляется ручной съем плодов с дерева и сбор в плодосбора е. средства /чахе в ведра/, а затем в контейнеры' /яблоки/ или в ящики /груки/. Заполненные контейнеры пли вдули пакетируются и переносятся из сада внльчзтьш погрузчиком ПЬСВ-С,5 не погрузочную площадку и грузятся на трактеркей прицеп Z-ZlC-Cu

Груженые прицепы, /обычно по одному/ перевозятся трактором на сортировальный пункт. Наиболее приемлег-о»: ъ г.редгорных условиях для этой цели является гусеничной трактор типа ДТ-Т5'.'.

. После сортировка упакованное ь яехкх .¡руктц. отправляется потребителям автомобильным 'или другими вида*.-:: транспорта.

Основная-задача теоретических исследований эзклачслась в обосновании оптимального решая ^.ункцпонпровЕннл описанного многоступенчатого технологического процесса путем установления ортиус^нкх к^-■ личестьеиинх соотнесений кежду средства.'.:;: уборш:, трансвортроька к • сорткровакил фруктов. ' .

£ля решения этой задачи использован ;/.ногоуроеневый системный подход.з соответствии со структурной схекой, показанной на рис.1.'

На .первом уровке в зависимости от паевая факторов <pn/f /плен ¡цеди седа, урсзшйностл фруктов, сроков уборки и т.д./ определяются

оСкес потребное, число сборников Пуг в средств уборки,Лухг .

■ , • ' ' ' ' - • »

Результатом ре-гекпя на втором уровне ягхсстсл соствгч усорс"-но траиспсртстгс .-'г^л^ев с соответствуй!;./ олт:г\!я.-;ьккм ко.:.;:честэгл! сборников , коггугчвксз. йаарЬ я транспортных. средств йторе*

На третьем уровне оптимизируется режим работы сортировального пункта путем опрст^екдя пстсабяого числа сортай&спков 12с ор£- » а тагае вм8сс;»:ост« по «полу размеа-аеглах контейнеров

потребной для них ог.с-ах;: рорЬ.

Стрелками справе пс»:?звкг возможность передачи ийорюишп между. отдельном;; уровни о&тккизацаи и корректировки результатов решения ка ка™до:.< отдернем ут-сьне. Длс огшеш'нн:: уровней оггиуп^аи::.; разработаны сзот2саста^;е ^ате&этячзекп-. т-одехи, пр^гелг^ые. ниге. ■в сократите!: стке.

Сб1гее потг2£«;.г оСсртжов /2у£ на перга; уро-ко огтреде-Ллитсл кэ рей*нства ■.....

РугИп _ ^дПсрОсв

/I/

где.,Ру2 - яложадь егда, га; ¿/я - уро?~йнсгпв, кг/га; -игопзводзтбльЕйсть одного сбс-гръя, кг/ч; Дк -- К2.:ендаг:пге

- € -

уборка, дни; - коЬ34кцкект использования календарного времени;

. - прсдс.т.-::те.-ькость рабочего дня, ч; ¿с^ - количество дере-1ьс1. на уСЕГ£е«СЕ плслаа:; ^ =бЦб" - масса пледов на одном дереве, кг; 17 се- чг.сло плсдосбор^-цс средств, енк-гаекых с одного дерева; 9-сгг- ьхесткаость плодосборного средства, кг,-

Пс с.чгчеяж /2удг рассчитывается потребнее чзело соответствующий.. сгедств уборки /лестшщ, столов, погрузчиков "А т.д./по йоркуле

йл«--^-. '

где- /7% - число ссершиков, которым предается одно средство.

Лл; определена: потребного числа контейнцжг использует-

'сйраеснсть° „ __ луа \vyt4 ''

'¿КХ -

/3/

&К

где - скестккость контейнера, кг; Г10К- количество оборотов кс::тейкера за один рабочий день.

Наиболее эНе'ктивншл кзтеватическнк аппаратом для решения задач второго уровня с учетом наличия вероятностных по-гоков требований в виде заполняемых через случайные промежутки времени плодосбор }шх средств и контейнеров /ящиков при уборке груи/является теория массового обслужкванш /ТГ/.С/.

поток ОчсреёЫ ^тчи? очередь?. ^ШШ^вшэЪ

ЗйЯ$ац о о об ООО О о О О [ноитейЛо ь о о \н«рн /о о о о

ООО

фона ^.О О фат

1 о о о 2

о о о о

Участок 4, Сорп&1~

ПВРЯХ

о о од 10>т- \

|\рр«8$«йц|

Пснцак ^аш^Щики Заябок поток

и^Г^р о о о.

/ГДОММ«|оо /Упако^

Хяшши/

Участок £

Рас,2, Принципиальная схема зункдхонйровгнвд С:.'С уборки, транспортировки и сортирования фруктов.

При этом, как показано на рис.2а, имеет >:есто двухфазная'систе массового обслуживания/С'«С/ разомкнутого типа с."ожю»Ккем,

Псрвг.й -'"ей оЗс-лгг^'.-.илз/.'л "я&хяетоя з;плъчат;!К попт-чин, н'г-г-нссетий запссленпае кситсмкер» о яс-леккд» ил:: с; т-рупгл.' кч

поддонах иэ.саца кг яотяузочктэ пйошдку.

Вторая .Тч"Г!3 на с трс-кег:?рт:.со1:ко1! нснт^?':" -

ров нет яплсоп с ¡¿руг-гс.»-';: *г- ссдг на ссри:рогиунм. ¡лЫледу«!-пее исследования I» соображениям кратности проводится на при^с-иг .

конт(эйрог^рр л •

Как перед перве-!! /в суду/, теп и перед второй /не погрузочной площадке/ Ласпун вогь'отно ос-рс,?ов?пко счоредя ксятейкгров.

Для 'потоке трсбсзптЖ из заполненных кектейиерег с-.;л пгаия? гакоя распределения Пу?ссс::а, спвсыъгегсй- в'обхгг. ьгде "ор^-.-ой

' Не(4) ~ т-.г.рептге.етт- -ост"^:.' •¡гст'стгск гг?у-£

'■' трг5о~?г>-* /3 - у-

гоиольпоетт. по-.-'-тло,"'/зрло^н^'пл коптей^с;.Г■-*'-:; ~Ь - гф';ч:г: "А пгг-1- .уте-: .-у-.ь.онп, ч.

Пото" е.-но '"с,-: О'.^.а'.'З'^то'Х тгуте"

дсенс.'г.П": срохств, Э2ло.'-!/!С:.с;: 'гсор-

ншкзл!. Зрп его;:- ИХ ко, что резултллрух:;.::;; :\:с:с тр.якп;-

няй :"хст "от го •'. ::.".» что л слгг;-е:.1че пегогп. 2 связи с от..;*: ¿дд подтЕвртеепи." оп£й*е;><дк£.ос5::г дршягсгс а /4/-закона Сшш ировеяеиг спепяалыша опзты. по хсследоЕЯНКо потока заполненных олодосборных средств дедер с яг'локоьт./, Ссссень бдпгосли оксцсрпзгтглыюго и тсорзткческсго ряспг-.'делекгс: сц-аппкзлась ¿ю кригсиаг

1йрсока - ^ Стс-т(Т '

" л > /5/ '

где /72 4 ~ слу*!?'5п И с ¡пол-гении т^дс-р зп пгсдетутск г-гл-уг-•• ,2С .. *-. • .

Для кп?: в аста';!:, т--:; г. то втопей о'язах 1« осюттнт-

стбии с ¡¿еясдег<и 1'лС принт.? г.с;;г-зете.тз-т!:.'м ?ахсн , ... . ■

г) =1-е'^,. ■■' ■'.;■. а-/

где

КМ"

.распределения вгег.-енп одного 'оесдуг/изания •.-Под в г.ергрЗ рззе подрсзукеЕоетая гсододтвтелькссть полного цикла перенос", одного кепте&пгя ^з'сггг Н2 пегругзчнув пл-о-

\

!'&ít:yt а ьо второй асзе - продолжительность цикла перевозки. контейнеров из ' сада на■сортировальный пункт.

. йнтенсивноеть потока требований определяется, из равенства

^ — ^ - <^Cg j /7/

j r /с*

где Ъцц , Тс5" ~ средние прсдсшгтельностз; времени заполнения г.снтеинера и плодосборкого средстаг, ч; fty - число оборщиков саа-

дсв в одном звене.

Яктенсивности обслуживания требований в первой /погрузчикш! к ес второй /транспортным агрегатом/ '¡азах определяются в виде

п„ п*п

■пЦ

Л/ _ ПгПхт ПгПкт

/е/

M

Vt3

ftp » Пг ~ Ч1;с-г-° погрузчиков и транспортных агрегатов; ïlKn, у\\ст ~ число контейнеров перевозках за один рейс погрузчиком и транспортным агрегатом; tni¿ » Ьтц ~ ссответствуовде про-дслг-кительностп циклое этил'агрегатоЕ, ч; £ríi¿ - отдельные слагаешс цикла транспортного.-агрегата; - расстояние от сода до сортировального -пункта, км; Vfb ~ рабочая скорость транспортного arpera, . та, 'ка/ч;' -соотношение кеаду'длинаки пути при холостой и гру-

женой ездках; ¿yr - соотношение ме:сду скорости!«! при этом, '

Методами Н/.О путем составления к решения соответствуй®« дифференциальных уравнений вероятностей пребывания ©:0 в основных состояниях были определены следухвде показателя $ункц::окировения СИ).

^Вероятность одновременного простоя погрузчиков и транспортных агрегатов из-за отсутствия заполненных контейнеров '

Ро,о=(1-¿Í)(i-<¿2) при ¿-L^Jjr* ™

Еероятиоств ньлогдения в первой u-аге ti i - 1,2,3 ... требова-кияя /контейнеров/, а во второй - ни одного'

Prit,о -¿i* /П/

Вероятность наличия во второй фазе! Т1% = 1,2,3 ... требований,,

а з первой - ни одного- . - ...

Вероятность нр.хе*.геш'..'т в п<?рвЬЙ фате ' fit =' ï,2,3.'. ;"требовс-

ний,- a do второй - П.З, = 1,2,3 требований

'Число ' требоникий /кон-гйвнепо>/, о^идлюших сгоютстиеш«» в очередях .-в первой /в"саду/ Mo и во второй /на погрузочной -площадке/ fjfao фазах определяются из равенств

N,° = -/Zx/т, /И/. V

• Вменства /7...15/ позволяют спрслг-нтт, вез сг.яегян? по-г^ат«.-яя функпио!'иров5нил технологического процесса нзу-'.аси.е обора к транспортировки Лруктов к> ссгтпровплыюго пук! "'. Б п^чсстьс критерия опткчжльиосп; на ото;.: участке прегую.*ен киникр* jt «jeua преОчва-вкя каждой заявки /контсачсрс; с яблока-.-:' или ядпкп с хтглпяйи/ в системе Tcw —ст кзкентэ зеио.*кг;И»» з саду до га-игчта вгябу-тяя на сортиров<'.ды5т:й п?,1п:тг гктш?ге:кй в виде

-г _ / cLi л. Л

72 у

Еяпна'очереди'в пургой //г' о и во второй r,s.з'эх определяется равенствами /^

Mo - ~Пкп, Л?/

А/я£? = —i%--: п КГ. /13/

Критерий оптлуьльностн /1с/ обеспечивает кяшаук потерь фруктов как по количеству, то;: к по качеству и сеетвстетгслнб более сскую -прибиль при прочих ргзяпх условиях.

. • Слтдагелькое взаа/оемкишное количество сс'орткков 'плодов И урpt, : погрузчиков (Inopt и-.тр'гнепортнпх средств- flropi* уСорочно-трскс- ' портном звене по тгрвтерпг /15/ рассчи'таваптсл -с учетс« £rif- ьз -/Ъ/ на основании равенств' .-••..' . . :

Q-cs £тц

п ' acs 't™ - V+Wr

¡Lnopt-7~Z& Г~=-- -т-zrr.—:----

Ц

lia otoï,; завершается математическая.модель второго уровня опти-tr.u;<itçxa в соответствен с рдс.1.

;.'дтеиатмческая модель третьего уроьня связана собоснованием ¿кгахльного потребного числа сортированной' tic opt 11 вместимости' склада пс числу контейнеров tl^optи по требуемой пяокада Popt • Прицепи с контейнерами.на пункт прибывают через случайные про-iv-пш времени, поэтому и в данном случве имеет место случайный novoK требований /контейнеров/ с интенсивностью

■ч tir Пкг Ът ' ,

Ъъ*-Т—> . . /а/

• ' ттц

где Tpr ~ продол-китежность рабочего дня для транспортных агрегатов, ч. -

Соответственно и данный участок технологического процесса следует рассматривать как СУ.С, принципиальная схема функционирования которой показана на рис.26. При этом имеет место разомкнутая Cî.'0 с потеря:.:'/./отказами/ при наличии накопителя, заявок в Енде склада.для предварительного хранения, контейнеров перед сортироркой.

Потеря заявок заклочается в том, что при заполненном складе пргбивгкщке еноеь контейнеры разгру.*:а:стся в другом месте и для данной слстемн считаются потерянными.

Интенсивность обслуживания Ji^ в данном случаё выражается в виде - ПеТрс _

/22/

где Цс - число сортировщиков на пункте; у/>е - продолжительность рабочего дня,ч; Ьа - средняя продолжительность 'времени сортирована одного контейнера одним сортировщиком, ч.

Путем решения соответствующих диМеренцпальншс уравнений

. ... - II -

состояний C'.'D била определены вероятности нахождения на складе ÏI и предельного числа /2 требований из равенств

р- ^---------------- при К^п, /23/

/24/

Р - 7 -

При предельной допустимой вероятности отказа в приеме требований /контейнеров/ для хранения Рц = /"07- определяется соответствующая вместимость склада/по числу контейнеров/ ■ _

п - Рот , йтПктТрт ici ,ог.

¿ni ~ín{¿+l) île ! pe tr Ц

yc.-.c.-r.cí aí^extisnoro §уккцЕ0пар0к'яаи;1 C'.'0 данного >мкя ;uo«.j-.-.3/i :фэс':-Д2.:иость обработки каадого хеите&ера за дздуо--av,ofi количество дней « S противном случае имеет моото потеря *1.0»ая Трук'хоз /о количеству - /за счет гниения/ и во качеству.

С другой стсрокч значение j^j не должно быть слишком шшм, .•»скольку i.pn гсш . огромное число сортировщиков возрастах и jiîejus-•изаются такг-s соотаетствущие затраты на их содержание. • ■ с учзто« излогеягах соображений должно соблюдаться условие.

"ñcRxeify-P nfl ) ' /26/

аде tliíci ~ число контейнеров, обрабатываемых одним сортировщиком за день. :■'..,'";'

На основании /25,26/ определяются оптимальные взаимосвязанные •зпаченея числе гсртиротцтоз /^со^ и вместикости склада Пдор{ъ зависимости от принятых з хозяйстве Рот и ¿C4 с учетом наличия складских помещений", трудовых ресурсов» сорта обрабатываемых фруктов, погодных условий и т.д. Затем по значению /2 рассчитывается потребная пложадь склада F opte учетом имеющихся нормативов.

• При необходимости по знагаеШм и fívd можно рассчитать

также площадь сортировальной площадки, потребность в ящиках и других упаковочных материалах, á также потребность-в транспортних средствах для доставки фруктов потребителям,. Описанные математические модели всех трех уровней обеспечивают комплексное решение задач

оттеизаши технологического процесса уборки фруктов в условиях предгорного садоводства. Полученные при этом аналитические зависимости являются общи;'-и и применимы при уборке любых видов плодов, включая цитрусовые в условиях Иордании.

В главе 3 диссертации изложены основные положения программы и методики окспержектальнкх исследований.

Программой экспериментальных исследований предусматривалось определение необходимой исходной информации для рализеши изложенных выше математических моделей . При этом планировалось выполнение ■следующего Ъбъеыа работ: сбор и обобщение имеющихся статистических данных; - определение основных природно-производственных показателей для характеристики убсрочко-транспортного процесса в условиях пред-' горного садоводства; определение природно-биологических показателей предгорного -сада; проведение хронометрахных -наблюдений за работой сборщиков плодов, погрузчиков, транспортных агрегатов и сорти-

. рОВЦИКОБ.

При реализации указанной программы использовались современные методы теории вероятностей и математической статистики пр обработке опытных данных« Б качестве «сковных числовых характеристик распределений определяемых, с^учв&ж величин рассчитывались затекаткческие ■ ожидания, среднеквадратаческЕе отклонения и коэх/Хициенти вариации.

При проверке степени близости опытных и теоретических распределений использовался критерий .хи-квадрат Пирсоне.

На уборке, яблок и груш осенних и зимних сортов экспериментальные' исследования проводились- в типичном хозяйстве предгорного седо- ' водстеэ - совхозе "Нальчикский" :КБр --с использованием погрузчиков ПВСВ-0,5 и транспортных агрегатов типа ДГГ-75Г.-:+2ПТС—41.1. Частично экс-' перимеиталыше исследования-проведены 'текке на уборке апельсинов и мандаринов в 'Иордании. Используемая при э.точ- технология уборки ана-.' логична технологии уборки яблок в . т<£р , поэте-:;/ отпала необходимость в проведении более широкомасштабных опытов.

Принятые в диссертации 'программа и методика б целом обеспечили •получение всей необходимой исходной информации для исследований, г

. В главе 4 изложены результаты,экспериментов и моделирования. -технологического процесса уборки-, транспортировки и .сортирсвания фруктов. В первой чести' главы приведет.', основное природно-прокзвод- ' етвеннке показатели предгорного сада на пгшере совхоза "Нальчикский" ■ КЬТ--. Иг этих даяш'х в качестве наиболее'- вопаг: в таблицах 1,2

- 13 - •

приведены показатели распределения площади садов по углу склона к по плодовым культурам. .

Таблица I

Распределение плсжади садор по углу склона

' 1'гсл" склона, град. Площадь t сада, га -

до I 16 2.3

I -2 123,9

2-3 70,3 IC.4

3-5 36,1 5,2

5-7 90,8 . 13,3

7-10 207,3 29,2 |

10-15 150,6 21,8 Г

• Таблица 2

Распределение шюшада садов по плодовым культурам

Семечко вые ! Кос точковые

! яблоки ! ггуши ! слива ! черешня ! другие

Площадь,га 476 68 30 16 103 '

% 68,48 S.7& 4,31 2,60 14,82

Ссковные площди садов,.-как видно, приходятся на яолоки различных сортов, главными из которых являются осенние я зимние сорта., . ,

Соответственно и наибольший осъем исследований выполнен применительно к указанны« сортам. Б качестве.основных природао-баологичес-ких показателей предгорного сада для выбора способа уборки определены в виде'гистограмм распределения высоты расположения нижних веток . для яблонь fg cf и груш , а также расстояния между ветками деревьев сметай^ рядов вря к £рТ . При этом_получены математические ожидания Саа = С,84 м, = 0,41 м, = .3 м, = 2,69 м

при среднеквадратических отклонениях G"aat = 0,37 м, <5qS - °«28 м, '' (Spa - С»7! м> 6><Г = С,64 к а коэффициента:-: вариации = 43,73?!, Ув/ = Ура. = 2d,-1С ■ УрГ = 23,80-i.

Получены тск'гс гистограммы распределений1 числа ведер вместимостью Q-cff = 7 кг, сшмае.м'х с одного дерева для яблонь flefrct ^ ЛВД • груд ПсбТ ,_Спределены такте числовые характеристики указанных распределений: TZce-в = 36.3$ JlceS* IS,7; 0сва~ ^.04; G?ce«f = V^e 12,4 Усе? = 24,2 %, : ' ' -v

v""

V.-V- I

По данным опытов на уборке яблок и грув построены гистограм-'ш распределения продолжительности цикла заполнения плодосборного средства /ведра/ й определены срответствувщие катематвческпе О'кзда-кпя • ЬсбаГ 3»35 ша - ^ яблок, -Ьсв^- 4>гз мин-дул а также среднеквадратическпе отклонения = 0,54 кии, - 0,$1ь:гл: и коэффициента вариации Усеи = 28,00 %, Ус&г- 21,15 %. .

Урожайность для яблок при этом составляла Цп = 15^58 т/га, а да груш - Ып - "7,61 т/га. Опктауи установлено, чуо гсгг шается с ростом урожайности ¿¿о , что наглядно видно из . рис.3 для уборки яблок, где использована также статистические данные.

Производительность сборщиков У/у при этом возрастает. .

%Fy

мин-

1

п ¿

- -С с

Ч

6

8

ÍQ

Wу, кг/?

№

90

ТО

Я)

JZ Unifia

Ркс.З. Зависимости Wу от урояейносги яблок.

Хронокетра-ппдл! наблюдения^' для продолжительности шасла погрузчика tnii ь /s/ полнено: Íniicr <*74-ыхн - для ¿блок;. trjlí¿r-~

- 4,66 мин -'для груш. Продолжительность цикла транспортного агрегата в /9/ определялась по отдельным 'состаылвдак о учето» расстояния перевозки Cri и рабочей скорости Мтз * ■

Для сужн 2 trni 3 /?/» включающей врекя маневрирования'.на погрузочной олохедке . •, погрузки контейнеров •' , сиены щше-пе на сортировальном пункте íry , при скитах-получено: =0,£3;' tri = S,57; i?rV .« 5; (2Ír<iO ~ мин. Для средних• скоростей транспортного агрегата получено:- у^ ='7:км/ч .~ с грузом; ».

- ? км/ч - без груза; £vr = \Jtí/\/t¿ ■ • •' ='1»£2. йя.даккае.получс Hi.' крп использовании сменяемого прицепа только на сортировальное •

' - 15'-

кункте. Гол:: используется скеккдаиа прицеп и на

. погрузочной ПЛС'ЩйЛ— ке в саду, тс. припивается tr%~ С, (24^/)=' 5,43 ьсш. При этом.

транспортного агрегата ¿rti x/. :w::c по срав-

с

1-7-ц i 0 ^аедс р?исоь /2рГ возрастает в стдпчиз от /2 а у-при работе со сменным прицепом только' на пункте. Полученные для указан-

r:.VJi.. • - ■,•„ Т 7' ■ i...........

РсССТЬКН«Ы í.t. pei':0jX«

1?

«Ti

ЬТЦ

привода;:;

•¿r'í '

ни рнс.-i*

r»

iípr

ЛШЦС1

/ífU

<*c

a 0 """"

A

Лч

7

(Тез принт,

• со смен. прицЪгзм

v; /2?г

т:

3

f7*»

0,2

2 V б

Fnc.4, Зов'лсиуости frl{ t , tl/>r > п'?гт ¿та -

Стдельте. хронометражнне наблюдения проведены для подтвёржде-íiii;! справедливости принятия распределения Цуассона в /4/, по результатам которых на. рис.5 представлены теоретическое, и .опытное распределения. числа ffli случаев ti i заполнений ведер яблоками за промежуток времени f г-. 20 мин. По опытным данным для критерия хи-квад-рэт Пирсона получен^ = 4,70, которое значительно меньше критического значения -jCj^ = 21,03 при -ом уровне значимости.

По результатам авблддений на. сортировальном пункте определены: продолжительность с^екн'грухеного прицепа на порожний - jfrú» 5 "

мин;

перемещения отсоединенного прицепа погрузчиком к складу - tA3 = 3,22 1.:ин; снятия контейнера погрузчййом с пртаеоа й укладки на окладе-"ttHl = мин;* ДррДбл»сительность' сортирования одного контейнера сортироважком. составляет по норме t<i = 4 ч, однако при наблюдениях с учетом сорта и размеров плодов, икели место значения 2 ч и

iti~ 2«'? ч* Таким образом, имела место случаи сортирования одним . сортировикком.за рабочий день 2, з, 4 - х контейнеров,; что учтено

41L 20

16 \г 8 h

О Z 4 б 8 /о tZ Щ

Рис. 5. скспериментальное и теоретическое.распределения

частот заполнения ведра яблоками за f~ = 20 каш.

. при разработке практических рекомендаций.. Основные результаты оптимизационных: расчетов ддя наглядности и удобства практического приме- . нения представлены в виде номограмм.. Такая номограмма представлена на рис.6 для определения общей потребности в средствах уборки в соответствии с /1,2,3/. По номограмме в зависимости от убираемой площади сада Fyj . урожайности Un числа оборотов контейнера за день уборки каледарных сроков уборкиîàinaia сборщикоЕ, которым .придается одно средство ftyi /лестница.» погрузчик и т.л/ определяются: оба;ая касса плодов Un s {.'число'.потребных контейнеров ' » количество сборщиков H у je средств уборки П-npz и убороч-

ных агрегатов /2 мух •

Оптимальные составы уборочно-транспортнкх звеньев определяется по номогралгаак, аналогичным рис.7, построенным для всех возможных значений урожайности liri ~ 5» S, 13, 15 т/га. По эта? яомограмг/ам ' в зависимости от урожайности Цп , расстояния перевозки я ва~-рианта использования сменного прицепа определяются оютлалъные потребности 5) транспортных средствах jflrapt » сбогг.г.ках Hyopt к погрузчика:-: finopfb пределах одного'звене.

По номогралте нг. рис.8 - определяется -оптиугльшге показатели работы сортировельпого пункта. Б первом квадранте о учетом числа транспорт::; агрегатов ЦГ и числа рейсов tlpri кстдого агрегата за день определется 'число - поступатзжх 'ра пункт га день контейнеров{Ikti

.' Рис.8. Hoiíorpawa дня выбора опхикаяьных-поадзатолей работы сорткровольяогр пункта. '■

Во втором квадранте определяется соотношение между числом при- • бывающих (I¡¿гж к сортируемых за день Ylucz контейнеров»,-Значение fticcz ПР" этом зависит от числа сортирОЕЯВков•.к -'сортируемых каждым.из них--.за день контейнеровÍÍUci ... .

3 третьем квадранте в зависимости• от принятой вероятности от-каэа' Р«ТА на основании /25/ выбирается- требуемая вместимость склада по числу контейнеров tlf,of¿.» йрк расчетах пркаято рощ = 0,01, но для сравнения приведено такие знгче-щ . РОГд С,Со,' при котором ■ требуется меньшая вуестшзсть-склада в среднем -'на 34,6 %, Соответст- 1 венно меньке будут и затраты, на. его сооружение ¿что необходимо учктк- . вать при выборе варианта решения...

Б четвертом.квадранте'в 'соответствии 'с /26/ пг.\: ¡Utl^a. определяются взаимосвязанные значения.числе согтпрсвииасоз }lcop¿ r. дней хранения!Зруктов iпри гзБбстёсг-: значен::;:. fl¡¿cí .

По'гнсчсшк/.Лд'^ , fictft ,ÍIk с £ 'при 'иеоф-одпе/остк йотао ..определить -такте пгтребнук'лло^йдт, длд с; :лагг Fc/^ :: сортфзгльйого-"

■V.' ■ - : ' ••• * -12 — ' ' '

пункта и требуемое число транспортних средств /¡гс для.

доставки упакованных ^тстов потребителям о учетом нормативов.

Получении« яа призере КЕР результаты исследований являются об-даи .к для убрряк цитрусовых /апельсинов и мандаринов/ в уело* _ , в'яях Иордании, поскольку технологии уборки близки мэгкду собой.

• Рдочфгннй экономический аТшвкг определялся от и^оснои ¡»¿тс-дикаа но экономии приведенных затрат, а также тоюшва. Б расчета на I т фруктоз экономический эффект в. ценах* существовавших до 1990 г, составляет 2,69 руб/т при оконсмип топлива 0,17 кг/т.

• Б мзептайе КЕР получен расчетный годовой экономический эффект 263740 руб при экономя топлива' 18,1 т повышении производительности труда на 23,6 %. Применительно. к. условиям Иордании эксно-

• .ыический э^ек? в.тех же ценах составит €71655 рублей при экономии топлива 264,8 т.

ОБ Щ И ЕВЫ ВО Д Ы' '

1« Обзяя площадь садопригодпнх склонов только з республиках Северного извкгза Российской Федерация состав.-!лет 150СС0 га, из которых освоено пока лкаь ЕЗСС га. При этом на долю уборки плодов при-тгязтея до 40-60 % сбгс; годовых затрат труда для получения урезая, ч<"0 свидетельствует об актуальности проблемы ссвыгсния о-Иектшшос-тг использования уборочных и транспортных сре.-.отз в.условия;: предгорного ссдсЕ0дства.

2* Сдвиг из ссноенкх регионов предгорного садоводства, является Кавардлно-Еплквсия, на Доля которой приходится до 52 % предгорных са-лов с преобладание» семечковых пород - до 65;5 X в основном яблок осенних и 31оиих сортов. .

3., Дая предгорных садов Иордании характерно преобладание цитрусовых /апельсинов и мандаринов/ - до 72 %, задачи сбора и транспортировки которых решался п0 дналогии с яблоками.

4. В условиях предгорного садоводства с преобладавшими углами склона от 5 до 15 град, наиболее, эффективным является полумехакизи-рованный" способ уборки фруктов -семечковых пород, включающий ручной сбор плодов с дерева с последующей транспортировкой их тракторным . транспортом.и сортированиеы.,

. "б, £вя комплексного решения задач оптимизации технологического процесса сбора, транспортировки и сортирования плодов предложен многоуровневый системный подход с разработкой взаимосвязанных математических. моделей для кавдого- из трех уровней, ;...'.

6. Установлено, что процесс сбора, транспортировки и сортировав ния плодов мо»но рассматривать как трехЗазну» систему массового -

обслуживания с вуассоновским потоком требований в гиде заполненных плодами контейнеров,. При этом опытное значение критерия Пирсона

•у = 4,70 для распределения Пуассона значительно меньше критической величины -fäcp » 21,03 при $% - ом уровне значимости.

7. На базе разработанных вероятностных математических моделей с использованием результатов полевых опытов определены в виде номограмм оптимальные значения числа'сборщиков плодов, погрузчиков, транспортных средств, сортировщиков и потребной площади сортировального пункта для всего возможного диапазона изменения урожайности 5...Г5 т/га и расстояния перевозки 0,5...10 км. При этой результаты оптимизации распространены также и на случай использования в перспективе механизированных линий' товарной обработки плодов.

8. Выявлено, что использование сменяемых прицепов как в саду, так и на сортировальном, пункте наиболее элективно "при радиусах перевозки фруктов до б км. Производительность уборочно-транспортного -звена при этом воэраетаегва 46, 24, 13, 10 % -при радиусах соответственно I, 2, 4, € км' по сравнениос существующей практикой.использования сменяемого прицепа только .на сортироЕальном пуш«е.

9. Катодами теории массового .обслуживания для сортировального пункта в $орме номограмм, определены 'оптимальные сочетания бываэдих.за день контейнеров, сортировщиков.и вместимости склада с учетом допуствмых сроков хранения фруктов перед сортированием.

-1С. Практическое применение предлагаемых методов оптимизации технологического процесса, уборки фруктов в условиях предгорного садоводства на примере ~КБР:' позволяет получить годоесй экономический эффект , на- площади 7236 га семечковых пород в размере 283740 рублей в ценах-до I9S0 г'при экономии дизельного топлива 18,1т и росте производительности труда на 23,£ %, Дач всей плоцгди цитрусовых седов "Иордании IC5I08 гн годовой экономический е|с.ект составит 67IS56 рублей при экономии дизельного.Топлива,264,В т.и,росте производительности труда на .23,6 %.

' , Основные положения, диссертации изложены в следующих статьях:

I. Зангиев A.A., Нафуш ^ахер. Повышение эффективности. уборочно-транспортных средств в.условиях "предгорного садоводства. - Сб.научных трудов 'КШСП, .1592.''

.2. Зангиев A.A., HaiyE Msxeß. .Исследование системы сбора к транспортировки плЬдов в'условиях предгорного садоводства. - Со. кпучгих трудов,ЩСП, 1В$3/в печати/. :''....