автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности использования средств для уборки фруктов в условиях предгорного и горного садоводства Дагестана

Московский государственный агроинженерный университет ИАленй В.П.Горячкина

. 1 б ОД . На правах рукописи

2 7 ОКТ 1998

СУЛЕЙМАНОВ Нариман Халилуллаевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВ ДЛЯ УБОРКИ ФРУКТОВ В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОГО И ГОРНОГО С АДОВО "ДСТВА ДАГЕСТАНА

Специальность 05.20.03 - Эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

Диссертация на соискание ученой степени кандидата , технических наук

Научные руководители: засл.деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор А.А.Зангиев, доктор технических наук, профессор О.Н.Дидманидзе

Москва -1998

Работа выполнена в Московском государственном агроинженерном университете имени В.П.Горячкина.

научные руководители: Засл.деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор А.А.Зангиев,

Ведущая организация - Центральная машиноиспытательная

Защита диссертации состоится "1СГ ноября 1998г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д.120.12.04 при Московском государственном агроинженерном университете имени В.П.Горячкина.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах,заверенные печатью, просим направлять по адресу: 127550, Москва, ул.Тимирязевская, 58, МГАУ, Ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан "15" октября 1998 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАУ.

доктор технических наук, профессор О.Н.Дидманидзе

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

с.н.с. Голубев И.Г.

кандидат технических наук, доцент Окнин Б.С.

станция (ЦМИС)

Ученый секретарь

диссертационного совета

Очковский Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Фрукты являются одним из основных элементов литания людей как в свежем, так и в переработанном вцде при норме суточного потребления 200...500 г на одного человека. Фрукты широко используются также в оздоровительных целях особенно при заболеваниях пищеварительной системы. Особой полезностью при этом отличаются фрукты, выращиваемые в предгорных и горных условиях. Одним из типичных районов предгорного и горного садоводства России ской Федерация является республика Дагестан, где под плодовыми культурами занято около 15092 га при среднем валовом сборе плодов 7730 т. Садоводство в предгорных и горных условиях отличается сложными природно-климатическими и производственными условиями, для которых имеющиеся рекомендации равнинного садоводства не всегд эффективны. Актуальное народнохозяйственное значение в связи с изложенным имеет разработка методов повышения эффективности дсполь зования средств для уборки фруктов в условиях предгорного и горного садоводства Дагестана.

Цель работы - повышение эффективности использования средств для уборки фруктов в условиях предгорного и горного садоводства Дагестана на основе современных методов моделирования и оптимизации производственных процессов.

Объекты исследования: пряродно-производственные условия предгорного и горного садоводства Дагестана; плодовые деревья и основные виды фруктов; средства для уборки, транспортирования, переработки фруктов, включая приемные и сортировальные пункты, а также предприятия торговли фруктами и средства технического обслуживания Методы исследования - многоуровневый системный подход, теория вероятностей, включая теорию массового обслуживания, моделирование сложных производственных процессов.

Научная новизна - взаимосвязанные математические модели и зависимости, полученные на основе многоуровневого системного подхода и обеспечивающие повышение эффективности использования всех средст от снятия" плодов с дерева до их закладки на хранение и реализации населению с учетом специфических условий предгорного и горного садоводства и вероятностного характера изменения действующих факторо Практическая ценность работы. Обобщены характерные особеяност. предгорного и горного садоводства, включая размерные и массовые характеристики плодов и деревьев. Определены общее потребное количество средств для уборки фруктов и составы уборочно-транспортных

звеньев с учетом вероятностного характера изменения сроков созревания плодов, урожайности и других факторов.

С позиций теории массового обслуживания обоснованы эффективные режимы работы приемных пунктов, средств для товарной обработки фруктов, фруктохранилшц и цредприятий торговли фруктами, а также специализированных звеньев по техническому обслуживанию и устранению отказов средств для уборки фруктов.

Результаты исследований представлены в виде удобных для практического применения таблиц и номограмм с учетом всего возгонного диапазона изменения действующих факторов.

Практическое применение результатов исследования обеспечивает экономический эффект 5,5 млн.руб. в расчете на I га площади садов и 615 тыс.руб. в расчете на одну тонну урожая фруктов в ценах 1997 г. Производительность труда при этом увеличивается з среднем на 9%.

Реализация результатов исследования. Основные результаты исследования в зиде рекомендаций приняты для практического применения в садоводческих хозяйствах Предгорной и Горной зон республики Дагестан. Соответствующая часть рекомендаций передана также на предприятия торговли фруктами.

Апробация работы. Результаты исследования докладывались йа научных и практических конференциях в Дагестане.

Публикация результатов работы. Основные теоретические и практические результаты исследования изданы отдельной книгой.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, четы, главы, общие выводы и описок литературы из 105 наименований. Изложена на 165 страницах машинописного текста, включая 33 рисунка и 9 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит общие данные по предгорному и горному садоводству республики Дагестан и обоснование актуальности диссертации

Глава I посвящена анализу состояния проблемы и обоснованию цели и основных задач исследования. На'основании статистических данных показано, что Горная и Предгорная зоны Дагестана наиболее благоприятны для выращивания ценных сортов семечковых и косточковых фруктов, на долю которых приходится 55,5...59,8$ от их общего объема производства в республике. Однако указанные зоны отличаются сложными приро,дно-производственными условиями для садоводства при сравнительно низком уровне механизации работ.

На основания анализа литературных источников установлено, чтс в настоящее время для предгорного и горного садоводства еще не pas работали комплексные научные методы повышения эффективности испол! зования всех средств от снятия плодов с дерева до их закладки на хранение и реализации через торговые предприятия.

В связи с этим были обоснованы следующие основные задачи исследования:

1. Определение общего потребного количества средств для уборки фруктов.

2. Обоснование состава уборочно-транспортных звеньев.

3. Оптимизация решила работы приемных пунктов.

4. Обоснование эффективного режима работы средств для товарной обработки фруктов.

5. Обоснование эффективных режимов работы фруктохранилищ и предприятий торговли фруктами.

6. Обоснование рационального реяима работы специализированно! звена по техническому обслуживанию и устранению отказов машин .для уборки фруктов.

В главе 2 изложены теоретические основы повышения эффективности использования средств для уборки фруктов. На основании опыта работы садоводческих хозяйстз в основу исследований полонена прогрессивная бригадная (звеньевая) форма организации труда в садах в соответствии с обобщенной технологической схемой уборки, обработ ки и реализации фруктов, представленной на рис. I.

Для всех операций, представленных на рис. I, на основе многоуровневого системного подхода разработаны взаимосвязанные вероятностные математические модели и обоснованы эффективные региплы работы соответствующих средств. Логическая последовательность решена соответствующих задач на базе многоуровневого системного подхода показана на рис. 2.

На первом уровне в соответствии с рис. I осуществляется знбог эффективного варианта технологии уборки фруктов с учетом местных условий. При этом з качестве основных плодовых культур для последующих исследований выбрани яблоня, груша, персик, слива, черешня, алыча, абрикос, на долю которых приходится подавляющая часть площе садов в Предгорной и Горкой зонах Дагестана. Сроки наступления сын ной зрелости указанных видов плодов с учетом наличия ранних, средних и поздних сортов находятся в .диапазоне от конца мая (абрикос) до середины октября (груша поздних сортов). Таким образом, в кадцс садоводческом хозяйстве в пределах пяти месяцев кглеет место

Рис. I. Обобщенная технологическая схема уборки и реализация фруктов

вероятностный поток требований на съем плодов с каздого отдельного дерева.

На втором уровне с учетом указанных особенностей определяется общее потребное количество плодоуборочных средств при всех способам уборки,' включая 'сборщиков плодов при ручной уборке, плодоуборочнке

г

3

ч

Вы^ор технологических схем vfapKu фруктов

Определение о5~и$ей потребности 6 vFopotfH. средствах

О пределен ив. состаЗа Уб~орочно-транспортного збена.

Оптим иЗ<х.ц иЯ Режима ра-5 а ты приемно го пункта.

QS~ochqSolhи е режима ра<Готы со рти ро S а л ЬНог о пункта.

Обо сн о § а н и е режи меж работы ерр ук тех ран илища

afqchoSание торгового ре ¡«и мое раКоты предприятия

05~осна 8(хние режимсх. работы специалиъиробанного ¿Вена

8

6

7

Рис. 2. Общая структурная схема взаимосвязанного решения задач на основе системного подхода

машины, различные виды тары, погрузочные и транспортные средства, упаковочные патерпалы и т.д.

На основании статистических данных и собственных наблюдений установлено, что поток требований на съем плодов с отдельных дерег ее моено принять простейшим или пуассонсвс:сим в виде

№

тУ

о

л - -4

к1.

где Рк (£) - вероятность появления ровно "К " требований за промекуток времени Ь ; /) - плотность потока требований, 1/день. Интенсивность обслуживания (снятия плодов с отдельных деревьев) ^ зависит от способа уборки и опоеделяется из равенства

<

гДе tо5~ ~ средняя цродолкительность одного обслуживания (снятия плодов о одного дерева), дни. Под сбслуздвавдигл средством при этом подразумевается одно звено как для ручной, так и для механизированной уборки.

Из приведенных данных следует, что работу плодоуборочного звена приближенно мопно рассматривать как разомкнутую систему массового обслуживания (СИО) при ограниченном времени озидания требований в очереди. Принципиальная схема работы такой С1£0 показана н2 рис. 3,

■I _

О цередь

Поток требован ий

о о <э

Уборочные Звенья

ООО

Рис. 3. Принципиальная схема работы шюдоуборочкого звена как С"0

Ограниченное время ожидания обуславливается срока!,ж перс зреванш плодов и их осыпанием, что эквивалентно потере требованш или отказу в обслуживании с вероятностью Ротк .

3 качестве основного критерия эффективности работы плодоубо-рочного звена принята наименьшая возможен вероятность отказа в обслуживании в соответствия с равенством

п /

Р0ТК=----г— ЗЕолс-^^'« > (3)

Л

(36)

где / = У /// ; У = { / Л = У) /А ■

При этом учитываться также вероятность Р0 простоя всех П плодо-уборочных звеньев п у^ ^

и количество ожидающих со зрелы,и плодами деревьев

-Ро П! П (п+т75 '

-> ■>■ гп-1 4

где ТП - текущее количество "ожидаздих" деревьев.

Выразив методами теории массового обслуживания (Т;.Ю) значения РаТк' Ра > %-ож Е Функции >%/Ц, У я соответствующих внешних факторов, определил общее потребное колцчестзо плодоуборочных звеньев /2 с желаемыми показателями эффективной работы. По значению И определяется потребность з таре, погрузочных, транспортные и других средствах.

На третьем уровне з зависимости от конкретных условий определяется состав каждого уборочно-традспорткого ЗЕена (УГЗ), включая сборочные, а также погрузочные я транспортные средства.

Взаимосвязанная работа гоходоуборочных, погрузочных и транспор тных средств также рассматривается как разомкнутая Ш0- с о>.<иданяек по аналогия с ряс.З. Работа при этом строится таким образом, чтобы собранные фрукты были перевезены в тот же день, поэтому нет необходимости зведения жесткого ограничения на время ожидания .

Плодоуборочними средствами, включая сборщиков или плодосбором ные машины, создается вероятностный поток требований в заде заполненной фруктами тары (отдельные ящики, контейнеры или ящики на поддонах) с плотностью

где £с5~£_ - время, потребное для заполнения одного плодосборного средства всем звеном, ч.

Указанные требования обслуживаются транспортными средствами с интенсивностью 1

Д = —, (5)

где tura - продолжительность одного цикла транспортного обслузш-вания, ч.

Опытным путем доказано, что образуемый заполненными плодосбор ными средствами поток требований на перевозку с достаточной точностью монно принять кед пуассоковский по аналогии с (I). Этим подтверждается справедливость применения методов Tf.10 для исследования

В качестве важнейшего показателя эффективности работы УТЗ принята продолжительность онддания требований (заполненной плодами тары) в саду до отправки транспортными средствами £ож , определяемая методами Т!дО с учетом допустимого значения £ожл з Еиде Jn Р -

= nnlj4(l-y)Z ~Г°*Д, С6)

где <£=/)/ fá ; У = / ; П - потребное количество транспортных средств; PQ - вероятность одновременного простоя всех транспортных средств из-за отсутствия заполненной тарь

Выразив y¡ и /U в функции соответствующих факторов, монно определить взаимосвязанное количество сборочных я транспортных средств в составе УТЗ, удовлетворяющих условию (6).

Условием (6) гарантируется требуемое качество убираемых фруктоз и соответственно учитываются экономические требования.

Четвертый уровень предусматривает оптимизацию решка работы приемного пункта. Под приемным пунктом при этом подразумевается приемное отделение любого предприятия, куда доставляются фрукты из садов транспортными средствами и осуществляются операции взвешивания, определения сортности, разгрузки и т.д.

Транспортные средства в общем случае прибывают на приемные пункты из разных звеньев, садов и хозяйств через случайные промежутки времени и соответственно образуют вероятностный поток требований на обслуживание, который по характеру близок к простейшему с плотностью /) = 1 / , (7)

г „ '

где £ - средня!', проиезуток эремечн г.езду моментами прибытия транспортных средств на приемный пункт, ч.

Обслуживание транспортных средств на пункте осуцсствлпзтся с интенсивностью j4 = 1 / f0¿- , (8)

где -.средняя продолжительность обслуживания одного транс-

портного средства, ч.

Из приведенного краткого описания следует, что работу приемного пункта ложно рассматривать как разомкнутую С1.Ю с ошщаялем. Осчовнае потери в данном случае связаны с простоями во взаимном ояидаяии приемного пункта и транспортных средств, поэтому в качестве критерия оптимальности принят минимум сумма этих потерь

Спт =Р0ЦП + По Цт (9)

где Спт~ сут.гла потерь от простоев, руб/ч; Р0 - вероятность простоя приемного пункта; По - среднее количество ожидающих приема транспортных средств; цп , Цт- потери от простоя соответственно приемного пункта я одного транспортного средства, руб/ч.

Численные значения Р0 и П0 в (9) определяются методами ТМО по формулам

ро = 7 (10)

1 -Л

тиЦ

По~-~ с/-/—х/^Г1

где с/- = 7) //И ; т - количество мест для ожидания транспортных средств.

Если По~.гТП , то транспортные средства не допускаются на площадку для отдания к соответственно полтчают отказ с вепоятно-

РОТК=--^¿т+г • а2)

Равенства (9...12) позволяют обосновать оптимальный ретм работы приемного пункта и основные его параметры, включая пропускяу» способность и др.

Пятый уровень предусматривает обоснование рационального реап, работы сортировального пункта (пункта товарной обработки плодов). При этом с общих научных позиций рассматриваются случаи ручного сортирования и упакОЕки, а тагле сортирования и упаковки на пипия; товарной обработки фруктов типа ЛТО—ЗА я ЛТО-б.

Релям взаимосвязанной работы сортировального пункта и транспортных средств аналогичен предыдущему случаю для приемных пунктоз Соответственно будут справедливы и полученные там равенства. При этом в качестве основного показателя работы С.'О следует определял такое соотношение глевду плотностью потока транспортных средств ?) и интенсивностью их об с лу низания уЗ' , чтобы среднее время пребываш каддого требования в системе 7с не превышало допустимых значений ТсА в виде п 1-Рдт><\

На оснований опыта работы приемных пунктов принято Тед = 4 ч, а вероятность отказа в приеме транспортных средств Рот к должна находиться з пределах Ротк — 0,05.

На пятом уровне определялось также потребное количество сортировщиков на линиях товарной обработки плодов типа ЛТО-ЗА и ЛТО-6 для отбора нестандартных плодов с транспортера. Решение этой задачи также осуществляется методами ТУО. При этом имеет место СГ.Ю с отказами при последовательно расположенных исполнительных звеньях (сортировщиках), принципиальная схема работы которой показана на рис. 4. Под одной группой подразумевается два сортировщика 1,1 ; 2, 2 и т.д., как показано на рис. 4.

Средняя плотность потока нестандартных плодов определяется из равенства /) = / / , (14)

где - средний променуток времени мекду момента.«! прохождения на транспортере нестандартных плодов, с.

Интенсивность обслуживания (удаления нестандартных плодов) зависит от количества ¿Е .сортировщиков в кацдоы груше (обычно £ = 2)_б зиле А = , (15)

где - средняя продолжительность времени одного удаления, с.

Е качестве основного показателя работы СМО принята вероятность Р/ прохождения нестандартных плодов через кадцуга £ -ую группу сортировщиков в соответствия с равенством

Обслуженные пгр е5о$ ан ир

Ш°о

о '—' ^ о

ООО о 0

Поток О ОО оОООо0 и -

требовании о ° О О 0

—————— Яо о о оЯдо о о о о Я о о о с

Требован ир,

поручившие о ткет

I

Обслуженные требования

Рис. 4. Принципиальная схема работы СМО с отказами при последовательно расположенных исполнительных звеньях

p¿ -

JÜ

(16)

к = о

где - количество сортировщиков в каждой группе; Л = У) //{ .

Если задаться допустимым значением вероятности прохождения хотя бы одного нестандартного плода через Есе группы сортировщиков Рд , то соответствующее потребное количество групп сортировщиков опведеляется из савенства

, ,К , % /К ^

На пятом уровне решается также задача обоснования рационального режима работы всего пункта товарной обработки плодов, которы:" рассматривается как двухфазная ЙО, в которой не допускается образование очереди перед второй фазой, как показано на рис. 5.

Поток требовании ООО

Очередь

О О

О

О

О Фаза

(раза

о L 2

0 -

Обслуженные требования О О Q _

Рис. 5. Прлнгиппалъная схема работы дву'йазг.сй СЙО без образования очереди перед второй'фазой

Первая фаза обслуживания связана с сортированием и калиброванием плодов с интенсивностью Jlf^ _ ¿ j (yg)

где t0fi~ средняя продолжительность обслуживания одного требования, ч.

Поток требований с плотностью /) образуется прибывающими с фруктами транспортными средствами.

Вторая фаза обслуживания включает операции по ¿наковке отсортированных фруктов с интенсивностью

/<Z= f / tofo . (19)

где - продолжительность обслуживания (упаковки) фруктов, соответствующих одному требованию, ч.

При этом перед второй фазой не допускается образования очереди, ящ как это приведет к блокировке (остановке) первой фазы и всей линии.

В качестзе основных показателей работы СМО определяется вероятность отсутствия требований (фруктов) на пункте Р0>0 , что приведет к его остановке, и вероятность блокировки первой фазы Рп ,

которые рассчитываются по формулам

;р (20)

где ¿г = 3/Лг; / •

Указанные вероятности должны быть как можно меньше и соответственно больше будет вероятность безотказной (без блокировки) работы Р^р = 1 - РП{ 5- .

На шестом и седьмом уровнях обосновываются рациональные режимы работы фрунтохраниллща и предприятия торговли фруктами. 3 обоих случаях имеют место аналогичные СЮ, поэтому возможно совместное их исследование. На .фруктохранилшце пли на торговое предприятие прибывает вероятностный поток груженных фруктами транспортных средств с плотностью 2)- Яри этом .количество мест для их ожидания ограничено, поэтому в обоих случаям имеют место С!Л0, аналогичные ранее рассмотренным приемным пунктам.

Средняя интенсивность обслуживания требований определяется нз равенства jЧ = i / , (22)

гДе ~ средняя продолжительность обслуживания одного требова-

ния одним постом или одной торговой точкой, ч.

3 качестве основных показателей работы СлО в обоих случаях определяются: вероятность отказа в приеме фруктоз Ротх> количество занятых постов или торговых точек [2з > а также вероятность их одновременного простоя Ро и среднее количество £ ожидающих в очереди требований. Соотношение Л = У) /между плотностью потока требований /) и интенсивностью их обслуживания ¿У выбирается таким образом,- чтобы указанные показатели работы С110 приняли желаеше значения.

На восьмом заключительном уровне обосновывается рациональный решил работы специализированного звена по техническому обслуживанию и устранению отказов средств для уборки фруктов, включая транспортные агрегаты, линии товарной обработки и другие технические средстве

Установлено, что и в данном случае вероятностный поток требований на обслуживание можно рассматривать как простейший по аналогии:

с (I) и соответствующие показатели работы специализированного звена определены как для замкнутой С1.Ю с опаданием.

В качестве основных показателей работы при этом определяются вероятность простоя специализированного звена Ра и коэффициент простоя Кц обслуживаемых машин в соответствии с равенствами

ра + (23)

= + ¿'¿/Л ^4)

где П. - количество обслуживаемых мааин; П0- количество малин, ожидающих обслуживания; /) , ¿М- плотность потока требований и интенсивность их обслуживания.

На основании (23, 24) определяется такое соотношение У = [//, при котором Ра и Кр. приобретают яелаемые значения.

В главе 3 приведено краткое изложение применяемой программы и методики экспериментальных исследований.

Программа исследований предусматривает опытное определение всех исходных данных, необходимых для реализации математических моделей, составленных в теоретической части диссертации.

Методики проведения опытов в садах и обработки их результатов учитывают современные рекомендации в данной области. Потребное количество опытов и достоверность результатов определялись в соответствии с существующими ГОСТами и рекомендациями.

В главе 4 диссертации приведены основные реззгаьтаты экспериментальных исследований и моделирования производственных процессов. Устанрвлено, что размерные характеристики плодов и самих деревьев изменяются в широком диапазоне в вероятностном смысле. Для разных сортов яблок получена средняя масса плода П7ц = 156 г при срецне-квадратнческом отклонении (Угп = 15,65 г и коэффициенте вариация Ут = 10,1. Для яблок сорта "Антоновка" эти ле показатели имеют значения: ГПщ = 151 г; 44,2 г; Ущ = 29,3$.

На показатели работы плодоуборочных средств существенное влияние оказывает такие высота деревьев, для которой на примере яблонь в возрасте 14...30 лет получены: средняя высота деревьев/?^ = 4,41м; средкеквадратяческое отклонение - 0,68 м при коэффициенте вариации % = 15,4$. В широком диапазоне изменяется и величина урокая фруктов <2д на отдельных деревьях. Яры среднем значении

(2д = 194 кг получено среднеквадратлческое отклонение 54,3кг я коэффициент вариации Уа = 28$. По все:'.-: рассмотренным размерным характеристикам в диссертации приведены соответствующие гястограмш.

Неравномерность распределения уроная яблок, но-высоте дереза для основных сортов наглядно видна из рис. 6.

м 5

Ц-

3

2 £

о ю го зо чо р,%

Рис. 6. Распределение уроаая яблок по высоте дерева

Для определения общего потребного количества Оруктоуборочных звеньев или других уборочных единиц п а показателей и:-: работы на основании (3,3а,36) построена номограмма, представленная на рис. ?.

Численное значение соотношения Л = ^ /¿Ц метду плотностью потока требований /} и интенсивностью их обслуживания У^ определяется конкретными условиями хозяйства.

Задаваясь при известном % приемлемым значением вероятности отказа в обслукизания (в снятии алодов с дерева в оптимальные сроки) Рогк > моено определить потребное количество звеньев Г1 и соответствующее число ожидающих обслуживания деревьев , а

также вероятность простоя самих звеньев Р0 , как показано стрелка?®.

При обосновании-состава уборочно-транспортяых звеньев предварительно была подтверждена экспериментально справедливость принятия пуассоновского потока требований в (I). Опыты проводились на примере потока заполняемых звеном сборщиков из 10 человек корзин со средней■ вместимостью 9 кг. По критерию ( /С ^-квадрат) с

а

4

о 0,2 0,4-

1аж

V м А ф/ У

// / 1 / 1

// \ 1 \ 1

V 1

1 2 Ъ г ■---А,

— -- уО 1

V XV V* О

0,8 0,6 ОЛ о,г а

Рис. 7. Номогоаша для выбора рационального количества фрукто-уборочных звеньев и показателей их работы

вероятностью Р = 0,97 доказана справедливость принятой гипотезы. Экспериментально доказана также линейная зависимость производительности одного сборщика \Ыс5~ от урожая плодоз на дереве 0~д , как показано на рис.8 на примере уборки яблок.

На основании статистических данных и собственных опытов установлено, что для допустимого времени ожидания заполненной фруктами тары в саду в (6) следует принять - 4 4 (груши и яб-

локи) и £0>кд—2> ч (слива.абрикос, персик,алыча, вишня,черешня).

Соответствующее потребное количество сборщиков Пс<5~ для обслуживания одного транспортного средства в зависимости от расстояния перевозки Спе. при этом определяется из номограммы на рис. 9, построенной на основании (6). В качестве транспортных средств

Ряс. 8. Зависимость производительности сборщика от уроная яблок на одном дереве

ЯсУ 60

20

1'

2 ^ Ч ч \\ \ч ч ч

\ N Ч "Ч ^ ч

О

8

/2

16 С,

пе}км

Рис. 3. Зависимость потребного количества сборщиков для обслуживания одного транспоптного средства: 1,2- уборка яблок и груш; I' , 2'- перевозка автомобильным и-тракторным транспортом

используются ГАЭ-53 и 1,1ТЗ-80+-2ПТС-4;Л. В диссертации в зиде развернутой таблицы приведены данные для выбора потребного количества сборщиков в звене при уборке всех основных видов фруктов.

Взаимосвязанные оптимальные показатели работы приемных пунктов в соответствии с (9...12) получены для удобства пользования в виде номограммы на рис. 10. Под Спт при этом шесто (9) подразумева-. ются относительные затраты спт - Спт Л Цп + Цт )•

Рациональный реаим работы сортировального пункта в соответствии с (13) определяется таким образом, чтобы общая продолжительность ошщания и сортирования фруктов не превышала значения 7с— 4ч.

От Г

0,i8

0,54 0,У>

VQtt т=з / /

1__ 1 1 1 / - /

1 1 I ^ f— ——

■ \ J- ОР Рот^П t 1 «¿к

0,1

Я, П>т* 0,6

0,4-0,08

Qflk

О,г

0,ь

QA

0,5 0,6

0,7

Ряс. 10. Номограмма для выбора оптшальяых показателей работы приемного пункта

При этом учитывается весь возможный диапазон изменения Л = /) //-{ = 0,2...О,8. Результаты многовариантного решения представлены в диссертации в ввде номограммы.

Для наиболее вероятного значения Л - 0,575 получены вероятность отказа з приеме транспортных средств на пункт Рогк — 0.05 и потребное количество сортировщиков П с = 10 при ручном сортировании.

Определены по номограмме я другие показатели работы сортировального пункта.

Для линий товарной обработки фруктов типа ЛГО-ЗА и JTT0-6 на основании (17) при Рд =0,05 определено численное значение ai- 4,5, что позволяет определить рациональное количество групп

сортировщиков.

Обосновано также потребное количество упаковщиков из условия безостановочной работы всего пункта в соответствии с (20,31). При этом получено = /¿¿, и у3 =1.

Для фруктохранилищ и предприятий торговли рациональные режимы работы обоснованы таким образом, чтобы вероятность отказа в приеме транспортных средстз удовлетворяла условии Рогк — 0,05. При этом получено рациональное количество мест для ожидания транспортных средств m - à при количестве постов разгрузки или торговых точек П =3.

Определены я другие показатели работы ШО. В частности, установлено, что при П = 3 и допустимом времени ожидания фруктов перед приемом в фруктохранилище toжt¿^i = I и до реализации на торговом предприятии ^ждь = 3 4 соответствующие плотности потоков требований долены составлять = 0,73 1/ч и =0,24 I/ Рациональный решил работы специализированного звена по техническому обслуживанию и устранению отказов технических средств, используемых на уборке фруктов, обосновывается на основании (23,24). С учетом перспектив развития предгорного и горного садоводства и разнотипности возмояных технических средств построена универсальная номограмма, представленная на рис. II

Ряс. II. Универсальная номограша для выбора рационального реяима работы специализированного звена

Задаваясь рациональными в данных условиях значениями коэффициента простоя Ка обслуживаемых П технических средств и вероятностью простоя самого звена Р0 , мояно определить требуемое соотношение Л = /) / мезду плотностью потека требова-

ний /) и интенсивностью М их обслуживания, как показано штриховыми линиями при /2 =3, Кп = 10^, Р0 = 40%.

3 экономической части диссертации установлено, что практическое применение результатов исследования обеспечивает рассчетный экономический аспект в размере 5,535*10® рублей в расчете на I га садов и 615»103 руб. в расчете на I т фруктов (в ценах 1997 г) и повышение производительности :-:а работах по уборке фруктов на % .

обще вывода

1. Общие площади под плодовыми культурами в Республике Дагестан составляют з среднем 15092 га при валовом сборе плодов до 7730 т., из которых на долю Предгорной и Горной зон приходится около 58р. В связи с этим имеет актуальное значение разработка методоз повышения эффективности использования средств для уборки фруктов в 'слозных условиях предгорного' и горного садоводства.

2. На основе многоуровневого системного подхода и методов теории массового обслуяизания разработан комплекс взаимосвязанных математических моделей, обеспечивающих выбор эффективных решмов работы средств для уборки, транспортировки, переработки, хранения

и реализации фруктов в специфических условиях предгорного'и горного садоводства.

3. Массовые и размерные характеристики плодов и дерезьез изменяются з широком диапазоне, что обуславливает необходимость применения вероятностних методов исследования. При средней массе яблок П2Я - 156 г имеют место среднеквадратическое отклонение

Ст = 15,66 и коэффициент зариации Ут = 10$, Аналогичные показатели для высоты яблонь имеют значения =4,41 м,

СЯ = 0,68 м и У/г = 15,4$.

4. Методами теории массового обслуживания установлены рациональные соотношения Л = /) / ¿У на всем практическом диапазоне 0 ^ оС — 5 менду плотностью ф} потока требований из деревьев с созревшими плодами и интенсивностью их своевременного обслу.тлвания (уборки плодов) уборочными средствами всех типов, при которых обеспечивается требуемое качество продукции.

5. Экспериментально с вероятностью Р = 97$ установлено,

что создаваемый сборщиками поток заполненных плодосборных средств является пуассоновснии. Соответственно, аналогичными будут и образуемые последующие потоки груженных фруктами транспортных средств, что послужило основанием для применения методов теории массового обслуживания.

6. Методами теории массового обядуживания определены рациональные составы уборочно-транспортных звеньев для уборки всех основных видов фруктов с учетом всего диапазона расстояния перевози урожая впе. » I...20 км как автомобильным, так и тракторным транспортом.

7. Установлен ресурсосберегающий режим работы пункта для приема фруктов как системы массового обслуживания, при оптимальном соотношении Л /JU =0,35 между плотностью А потока груженных фруктами транспортных средств и интенсивностью JU

их обслуживания.

8. Обоснованы рациональные режимы работы сортировавьных пунктов, фруктохранилищ и предприятий торговли фруктами, обеспечивающие эффективную работу транспортных и обслуживавших средств как систем массового обслуживания при высоком качестве продукции.

9. Установлены в виде номограммы рациональные режимы работы специализировнных звеньев по техническому обслуживанию и устранению отказов технических средств для уборки фруктов, включая транспортные агрегаты и линии товарной обработки урожая.

10. Расчетный годовой економический аффект от практического применения результатов исследования составляет в ценах 1997 г. округленно 5,5 млн.руб в расчете на I га садов и 615 тыс.руб в расчете на одну тонну урожая фруктов. Производительность труда на операциях уборки, транспортировки и обработки урожая фруктов возрастает в среднем на 9%.

Основные результаты исследований опубликованы:

1) Оптимизация состава уборочно-транспортного эвена при сборе фруктов. И., ЫГАУ, 1997 г.

2) Зангиев A.A., Дидыанидэе О.Н., Сулейыанов Н.Х. Ыоделировани производственных процессов по уборке фруктов. Монография. - II.: Агроконсаят, 1998. - 114 с.