автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Выбор машин для возделывания сельскохозяйственных культур приближенно-групповым методом

Нсиллр ¿Ь .

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ_ / ¿У О х'

На правах рукописи /

РЕПЕТОВ Андрей Николаевич

УДК.631,17«621,797 /470323/

ВЫБОР МАШИН ДЛЯ ВОЗДЕЛЫШГОЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ГО1ШШНН0-ГОГПГОВШ МЕТОДОМ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.20.03 - Эксплуатация, восстановление

и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат

диссертации на соискание ученой отепэни доктора технических наук

Ленинград-Пушкин

1990

Работа выполнена я фроком оельокоховяйотвенном институте им.профаооора И.И.Иванова

- Официальные оппоненты! доктор твхшпеоких наук,

профеооор Л.А.Аллилуев доктор технических наук Б.Д.Докин академик ВАСХНИЯ, доктор внономических наук М.О .Рунчев

Ведущее предприятие(Краоноярокий научно-исследовательский институт оельокого хозяйства.й

Защита диаовртации состоится " " . 1990 г

в 13 чаоов 30 минут на заседании специализированного совета Д.120.37.04. по ващите дисоертации на соискание ученой степени доктора технических наук при Ленинградекм ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственного института по адрвоу» 189620,Ленинград-Пушкин,Академический пр.дом 23, ауд. 419*

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградског сельскохозяйственного института.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 189620,Ленинград-Пушк Ленинградское шоссе ,2.

Автореферат разослан" "_" 199Рг.

Учений секретарь специализированного совета, доктор технических наук

Б.И.Вагин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из первоочередных задач, которую предстоит решить в самый короткий срок, ХКУП съезд КПСС назвал задачу полного обеспечения страны продовольствием. Достаток продовольствия, бесперебойное снабжение игл членов общества - принципиальная установка Коммунистической партии. В решении этой проблема определенная роль принадлежит средствам механизации. С этой целью укрепляется материально-техническая база АПК, увеличиваются поставки разнообразной высокопроизводительной техники. В целом это дает положительные результаты. Однако дневная выработка на условный эталонный трактор растет медленно. В отраслях агропромышленного комплекса около половины имеющихся машин не работают из-за конструктивных ошибок, дефектов при изготовлении, простоя мфяин из-за поломок и на техническом обслуживании.

Сложившееся положение с использованием машин во многом объясняется недостаточной обоснованностью их.

Низкий уровень унификации машин, при выпуске промышленностью более 80 тысяч наименований деталей, существенно осложняет и удорожает не только изготовление, но эксплуатацию и ремонт техники.

В связи с этим каздая мастерская в хозяйстве вынуждена содержать ещэ такой не по площади склад. При существующем составе парка машин ремонтные предприятия поставлены в затруднительное положение. Повысить эффективность производства и использования машин можно упорядочением состава их в стране.

Однако критерии оценки выбора машин, определяющих эффективность функционирования системы» ориентировочны, не учитываются общесистемные ограничения на основные виды ресурсов.

Поэтому возникла необходимость в разработке метода выбора машин для возделывания сельскохозяйственных культур "с учетом трудовых и материальных ресурсов.

Цель исследования состоит в научном обосновании закономерностей выбора машин для возделывания с.-х. культур с учетом общесистемных ограничений на основные виды ресурсов на основе

эксплуатационных свойств их с изменением условий работы и параметров машин в функциональных грушах в мекзоналышх условиях возделывания сельскохозяйственных культур.

Объект исследования - процессы анализа, связанные с определением свойств мобильных машин в зависимости от условий работы и синтеза, сводящегося к выбору параметров и решн.юв работы машин в группах,

['етодшса исследоватм, Методологической основой нсследо-" вания послукил даалектико-ыатериаяистичесшш метод и частные методы научного познания. При атой технология и машины рассматриваются во взаимной связи, учитывается воздействие их друг на друга, В работе о единых позиций определялись параметры маш для зон и состав их в группам с переходом от зональных машин к союзному набору их для возделывания с.-х. культур. Поэтому разработаны частные методики экспериментальных исследований по сериям испытаний, методы расчета оптимальных параметров машш и выбора их в грушах для экономических районов РСФСР и союзных республик.

Научная новизна исследований состоит в обосновании основных закономерностей выбора мавин приближенно групповым методом, с учетом трудовых и материальных ресурсов для межзональных условий возделывания сельскохозяйственных культур; в разработке критериев для выбора машш в функциональных грушах, на основе оптлшзационно-иштационного обосновашш параметров и режимов их работы в группах и переходу от машин с оптимальными параметрами в различных почвенио-климатическш: зонах к выбору, их с приближенными параметрами в масштабе страны.

На защиту выносятся исследования основных закопо/.юрносте{ определения параметров машш, пршодш формирования типаяа машин в группах многокритериалыщх задач, показатели эффективности для оценки их в группах с учетом ограничений на основше виды ресурсов, типажи машин в группах и нормативы технических устро£ ств для внесения удобрений, посева сельскохозяйственных культу! и других работ.

Лракгйчрс<.ая. значимость и реализация результатов исследований, Результаты исследований используются Госпланом СССР, Советом по изучению производительных сил ЛПК при Госплане СССР 4

при разработке Генеральной схемы развития и размещения сельского хозяйства страны на 2005 год; Государственным комитетом СССР по науке и технике при совершенствовании методики определения текущей и перспективной потребности колхозов и совхозов страны в технике, а также другими научными учреждениями, занимающимися обоснованием состава технических средств доя возделывания сельскохозяйственных культур.

Материалы исследований используются в рекомендациях по возделыванию сельскохозяйственных культур и совершенствованию системы ведения сельского хозяйства в Курской области.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные материалы работы доложены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Красноярского (1965-1970 гг.), Курского (1572-1989 гг.) и Воронежского (1973; 1979 гг.) сельскохозяйст-г' венных институтов, Челябинского института механизации и электрификации сельского хозяйства (1972, 1975, 1982, 1988 гг.), в главном управлении механизации и электрификации министерства сельского хозяйства СССР (1982 г.), на заседании секции использования и технического обслуживания машин ученого совета ГОСНИТИ (1982г. ), на республиканском семинаре лекторов-аграрников в г. Тамбове и на областной научно-производственной конференции совета НТО в г.Брянске (1983г.) ,в Совете по изучению произво -дительных сил АПК при Гооплаие СССР (1984, 1988 гг.), в ЕШСХе (г. Минск, 1984 г.). Материалы о потребности раотениеводства страны в технике обсувдались в Государственном Комитете СССР'по науке и технике и в Госагропроме СССР (1985» 1988гг.) и в Гос- -плане СССР (1984 и 1989 гг.).

Публикации Основные положения дассертации опубликованы в 83 печатных работах, предусмотренные в п» 27 положения о докторских диссертациях»

Структура и объем шбоуы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций производству, списка использованной литературы из 447 наименований, в том числе 16 на немецком языке. Работа изложена на 311 страницах машинописного, текста с 39 таблицами И кроме того, включает четыре приложения с 36 рисунками, 20 таблицами и материалами по внедрению результатов исследований в производство.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность исследований и дана общая характеристика работы,

В первом раздало "Состояние проблеглы к задачи исследовали представлен анализ работ предшественников,

Решение современной проблемы интенсификации сельскохозяй-•ственного производства требует не простого увеличения парка машин, а достижения необходимых технических характеристик агрегатов при ограниченности ресурсов Земли и эконошш материалов, энергии, рабочего времени, Дл,я этого должна быть обоснована стратегия выбора приоритетных научно-технических направлений в области механизации возделывания сельскохозяйственных культу] к концентрация усилий на их реализации.

Ванным аспектом этой проблемы является повышение квалнфикг цин и интенсивности использованш живого человеческого труда. Поэтому разработкой технических средств для возделывания сельскохозяйственных культур занято большое количество научных учреждений. Методическими центрами, организующими исследованиями в этом направлении, являются ШМ и зональные научно-исследовательские и учебные институты.

В этой работе активно участвуют учоныо ЕКСХОМа, НАТИ, ЛСН БНЖШШЭСХ, СибНИСХОЗа, Красноярского НИНСХ, СибИМЭ.ШЕШТИЛЭСЗ H.S. РСФСР, УПИМЭСХ, ВШЙТИН, ЧИМЗСХ, ШИСПа, ТСХа, ГОСНИТИ, Украинского, Красноярского филиалов ГОСШТИ и других 1Ш и вузе Большие работы, связанные с проблемой, проделали Л.Е. Агеев, В.А. Аллилуев, С.А. Иофйнов, В.Г. Еникеев, В.В. Кацыгин, И.П. Кеенович, Ю.К, Киртбая, Б.И. Капшура, Н.В. Краснощеков, В.М. Кряжов, Г.П. Лышко, И.П. Полканов, И,С, Рунчев, ГЛ.П. Сергеев, Б.А. Улитовский, В.И. Фортуна, Р,Ш. Хабатов и рад других учены> Вопросы комплексной механизации возделывания с.-х.культур и отдельных ее звеньев рассмотрены в работах И.С. Нагорского, Докина Б»Д., Н,М. Орлова, A.B. Залевского, Сечкша B.C., А.Л. Эйдиса и ряда других ученых, разрабатываемых зональные системы машин для комплексной механизации работ в растениеводстве. Вlux.основное внимание удалено вопросам определения параметров машин с учетом, аональных особенностей, проектирования состава

машинно-тракторного парка, технико-экономическая оценка машин и пр. Зональные институты, разрабатывающие исходные агротехнические требования, учитывает местные особенности применения машин,' а условия других зон - только через призму своих требований,это увеличивает номенклатуру технических средств, затраты денежных средств на их содержание и не обеспечивает выполнения механизированных работ в оптимальные сроки. Поэтому в условиях хозрасчета и самофинансирования предприятий, общесоюзные и внутриобластные районирования, составляйте единую систему, должны учитываться при выборе машин, исходя из интересов страны. Однако существукщие оценки параметров машин в многокритериальных задачах, как правило, качество решения - его полезность оценивается единственной функцией и дают ответ с грубым приближением. Шесте с тем должен быть сделан выбор равновесного, компромиссного решения для межзональных условий возделывания сельскохозяйственных культур.

Одной из причин, затруднявдих использование хорошо известных методов решения задач оптимизации, является ее размерность.

Для большинства многосвязных объектов автономизация про -тиворечит сущности технологического процесса, условиям нормаль^. ного функционирования системы или вообще не имеет смысла. Для тех случаев, когда автономность не противоречит технологии процесса, оптимизация по кавдой автономной системе вовсе не означает оптимизацию всей системы в целом. Поэтому главным доя многосвязных систем является то, что управляема величины связаны мея-' ду собой. В связи с этим проблема рационального выбора машин для растениеводства и получения наилучшего решения - это двуединая проблема, которая должна решаться взаимосвязно. Поэтому в данной работе необходимо было решить следукщие задачи.

1. Теоретически обосновать основные закономерности приближенно-группового метода выбора машин для возделывания с.-х. культур.

2. Разработать критерии оптимизации машин и выбрать наилучшие варианты их в грушах многокритериальных задач: для внесения удобрений, посева с.-х. культур и др.

Во втором раздела "Теоретические основы приблиленно-групцс врго метода" рассмотрены основные технологические к технические принципы выбора машин и их оптимальные параметры с учетом зонах них особенностей применения, разработаны теоретические основы выбора наилучшего варианта машин в группах многокритериальных задач, обоснованы критерии для оценки машин.

При выборе наилучшего, варианта машин решающее значение . приобретает ныне единая научно-техническая политика.

При массовом производстве машины все параметры ее, как пра вило, одинаковы, в мелкосерийном - часть их меняется от серил к серии, а в индивидуальном вариативны . все параметры сырья и изделия. Применение машин на каздом поле с оптимальными парамет pai.ni увеличивает вариативность их, уменьшает возможность применения роботов, сникает автоматизацию технологических процессов при производстве машин. Чтобы исключить эти недостатки машины разбиты на недересекаициеоя поданожества(групш) .родственные по своим системотехнически.! признакам по функциональной принадлежности средств, обеспечивающих определенные технологии работ.

Выбор маивн предусматривает наличие общей для системы целенаправленной задачи и конкурирования целей функционирования машин при наличии ресурсных ограничений. Решить ату проблему с единых позиций предлагается прибйшенно-групповым методом. Чтобы учесть особенности применения аналогичных машш в различных зонах нужно к базовым машинам создавать рабочие органы. Решать эту проблему предлагается путем расчета производственной функци на базе ресурсного подхода.

Она включает экономию трудовых и материальных ресурсов от учета их в параметрах и режимах работы машин с учетом зональных особенностей и в масштабе страны.

В данной работе выбор машин осуществляется в несколько этапов} на процесо выбора наложены стратегические и инфоргдацион ные ограничения; эффект выбора зависит от сравнения выбранных вариантов со всеми остальными вариантами, из которых выбор в принципе можно было бы сделать. Для этого требуется найти такие значения вектора управления на каздом этапе, при которых целева функция; являкщаяоя функцией конечного значения вектора состояния, достигает экстремального значения и учитывает потери от

простоя машин, то есть

где Спп - стоимость потерянной продукции с площади, обрабатываемой на в оптшальные сроки;

.Ко - снижение урожайности культуры за один день, продлений против нормативного, %\ Дп - количество продленных дней против нормативных;

11н -г средняя урожайность культуры при выполнении работ в агротехнические сроки;

УУд - дневная производительность агрегата; т - количество агрегатов в ведущем звене потока.

Поэтому вид агрегата предлагается определять по наибольшему значению народнохозяйственной эффективности от технологии и техники

Д = Сеп . Ц - Сэ - Со - Спп, (2)

где Д - максимальный эффект;

Сеп - сопоставимая цена одной тонны возделываемой культуры на момент проектирования новой машины;

0. - объем продукции с площади, занимаемой культурой;

Сэ, Сс - соответственно расхода денежных средств.на эксплуатацию агрегатов и стоимость семян, удобрений, ядохимикатов и т.п. на всю площадь посева.

Процедура решения проблемы оптимизации параметров машин на основе дискретного принципа минимума затрат денежных средств на единицу работы или продукции заключается в введении новых параметров машин. Однако увеличение размеров машин, их массы увеличивает потребление природных ресурсов и реализация оптимальных нормативов их с точки зрения технологических процессов учи- ■ тывается лишь часть общественно необходимых затрат. Поэтому рассмотрение "общесистемных" вопросов возможно при углублении в конкретные аспекты действия отдельных средств.

Сложностью выбора машин характеризуется наличием большого количества взаимно связанных и взаимодействующих между собой факторов, функций, выполняемых машинами и направленных на достижение заданной цели функционирования;

возможностью разбиения машин на группы, цели функционирования которых подчинены общей цели функционирования всего набора машин; наличие управления; взаимодействие с внешней средой и функционирование в условиях воздействия случайных факторов. Поэтому выбор машин для возделывания с.-х. культур предлагается производить по функциональным группам с.учетом расхода при -родных ресурсов.

Оценка эффективности машин сводится к решению оптимизационной задачи с учетом трудовых (М), финансовых (С) и сырьевых ( С ) ресурсов путем объединения их, скаляризации вида

с(Ь\ + ^с + ю , (3)

где 2 - характеристика машины; с- весовые коэффициенты.

В этом случае приходится сопоставлять параметры, включакь щие социальные, моральные аспекты и параметры машины, отвечающие за оценку качества продукции или работы и затраты денежных средств на изготовление и эксплуатацию.

Допустил, что поставки сырья ( Уд ) 1-й отраслью ( I =1,2,,.., Я) ) -й отрасли ( ^ =1,2,..., т ) есть линейная однородная функция, то есть

= -X; .

где О.,) - коэффициент затрат денежных средств;

• X.) ~ количество машин, выпускаемых за год. Тогда распределение продукции ( С с ) в межотраслевом балансе будет

Си=Гсц,) х^ +6; , (4)

где - затраты на выпуск конечной продукции, запланированные I -ой отраслью за год.

Предположим, что стоимость машины значительно меньше стоимости основных фондов данного производственного элемента, то можно выписать дифференциальные уравнения, связывающие основные общесистемные ограничения.

Будем считать, что эти характеристики являются скалярными величинами и что их первые производные пропорциональны срокам поставок машин.

Бее характеристики связаны между собой совместными функциональны!® ограничениями вида

Ф(2,т1^0 , где 2 - характеристика машины;

П1 - количество машин I -го вида.

В простейшем случае, пренебрегая в днфференциальЕгых уравнениях. членш.га второго порядка малости, дифференциальные связи выразятся уравнениями:

(5)-; С-Е^ 16)

¿-^^•ш. (7)

Такой выбор параметров машины будет полным, а переменные принадлежат п -мерному пространству Хс. £ М £ С € С .

Параметры и режимы работы машин определяется о учетом базовой машины и изменения их с изменением длин гонов полей, расстоштя перевозок, нормы высева семян и удобрений, частных коэффициентов использования времени смена, производительности машин и затрат энергии. В работе приведено теоретическое обоснование грузоподъемности транспортной машины, параметров машин для внесения удобрений в твердом и жидком виде, посевных г,шин и погрузочных средств с учетом зональных особенностей юс райогы.

На основании тяговых испытаний машин с оптимальными параметрами на обычных и перспективных скоростях определяется мощность на их работу. Здесь учитывается производительность погрузочных, транспортных средств и других машин, взаимодействующих с исследуемой.

Аналогично определены оптимальные параметры других малин и доложены в основу формирования их в функциональных группах.

Принцип формирования тидала машин в .группе. Пусть в результате теоретических и экспериментальных исследований для С -ой группы машин опредили оптимальные параметры с учетом особенностей их работы в разных почвенно-кшяатических зонах страны.

Потребное количество маши з зоне определяется глч. перспективной структуры посевтшх плседдой.

Многообразные в конструкциях машин одной группы может искусственно создать проблему с запасными частями, ремонтом и техническим обслуживанием их, снизит техническую готовность машин, расширится сеть заводов-изготовителей.

Поэтом}-' при выборе оптимального варианта машин в группе необходимо рассматривать вое народное хозяйство страны в целом, так как изменения параметров машин как-то повлияет на все от- '-расли народного хозяйства.

Однако решение задач таким образом затруднительно из-за сложности их и слабого влияния исследуемого параметра машин на общие показатели народного хозяйства. Поэтому из общего процесса развития народного хозяйства необходимо выделить отдельную часть, рассмотреть ее модель и выбрать характеристики машин.

Чем уже эта часть, тем проще построить модель и тем сильнее будут влиять параметры машин на показатели рассматриваемой части процесса.

Но о другой стороны, сузив область рассмотрения, мы можем не учесть важных связей рассматриваемой части процесса с другими его частями и допустить грубые ошибки. Поэтому эффект выбора определяется результатами сравнения выбранного варианта машин, со всеми остальными с учетом ограниченного количества ресурсов.

Так как выбор типажа машин относится к многокритериальной задаче, то для ее решения, наряду с затратами денежных средств на выполнение заданного объема работ необходимо учитывать количество марок машин, затраты трудовых и материальных ресурсов.

Оставив попытки нахоздения точного аглоритма, предлагается простое асимптотически условно-оптимальное пороговое правило остановки.

Для этого в табл. I записываются все машины, которые были установлены при определении оптимальных параметров их, эксплуатационные затраты ( С^ ) на выполнение всего объема работ ( X ). В свою очередь I =1,2..., п; ¿= 1,2,... ,т

Таблица I

Исходные данные для выбора типата машин

Работа:Объем

Эксплуатационные затраты на выполнение всего

: ты т • : Тг ; тз т4 : Т6 ; Т Тп

I Х1 СП С12 С13 С14 °15 С16 *•*• С1П

2 Х2 С21 °22 С23 °24 С25 С26 '' " С2П

3 Х3 С31 °32 С33 С34 С35 с36 •••• » ф СЗП

т Хт Спи СгП2 Спть Сто Ст? Стб • •. • Стп

Задача состоит в определении парка машин с учетом выполнения ими всого объема работ

Х=Х1+Х2+^+... +хт (8)

Минимум затрат денежных средств зависит от количества работ, распределенных между агрегатах® с разными тракторами С-Ст по т- I операциям, назначение Ст для т-й работы приводит к минимуму расходов дт (Ст) + дггы (С-Ст)

для модели Ст операциями. Таким образом, основное соотношение примет вид

-|(С}= гтип[дт (С) + (С-Ст)] , (а)

О ^Ст-С

для т = 2,3...; С — 0. При этом (С<! =

Работа должна выполняться качественно при условии Ч:.^ ^

Условно-оптимальный вариант машин в группе определяется так. По каждому виду работ (строке таблицы) выделяются наименьшие затраты денежных средств.

Они соединятся стрелкой с фиксированным значением затрат во второй, третьей и последней строках.

Из анализа данных Судет виден оптимальный вариант машин в группе.

Если в структуре парка машин окажутся машины, работаюцие на небольшом числе операций и коэффициент использования календарного времени их будет меньше нормативного, то нужно скорректировать его.

Тогда миншализация уравнения (9) выполняется с ограничением числа марок машин путем непосредственного перебора случаев и сравнения величины. Варианты состава машин составляются последовательно, начиная о Tj машин.

Для этого в структуру парка включаются вначале все машины с Tj и подсчитывается суммарные затраты по первому столбцу

CI = СП+ °21 + "• + Сгп' ^

Если с машинами Tj будет выполнено только mi работ, то в состав машин включаются машины Tg и подсчитываются затраты на Их выполнение, то есть

' с; = 2: Г^ Cij. (Ш

При необходимости включаются машины Тд и'определяются затраты по третьему столбцу

, m -ml-mi' ,ro\

Cr-I I , Cij > (I2)

i*5 j-mi+m^'+t

где mï - число работ, выполненных машинами Т^.

Тогда суммарные затраты по первому варианту составят

• __' m-mi m-mi-m(" _ . ,, .

С = Г£Сij+zr Су 4- ЛИ, „ Cij (13)

После этого 'берутся за основу машины Т^ и включаются дополнительные машины. Минимумом затрат и марок машин определяется состав машин. Оптимальные значения критериев являются пороговым правилом остановки.

Поскольку размерность задач, как правило, достаточно велика, возникла необходимость в определении количественного критерия, на основе которого можно произвести анализ вариантов ма -шин в группе с целью выявления "наилучшего",' осуществлять выбо] параметров и режимов работы'машин.

При проведении анализа параметров машин в группе обычно -¡рэдполагается, что существуют взаимосвязи между отдельными ладанами и системой машин. Очевидно, что в работе сделано раз-Зиение системы на относительно небольшие подсистемы (группы), которые исследуются по отдельности. Такая декомпозиция не приведет к излишнему упрощению реальной ситуации.

При современной структуре затрат главным резервом эконо- . мии и фактором интенсификации производства становится сокращение затрат овещеотвенного труда, особенно экономия топлива, сырья, материалов. Поэтому проблему выбора машин предлагается решать в два этапа. Для этого на первом этапа наш по минимуму приведенных эдтрат для полей с гонами средней длины, со средним удельным сопротивлением почвы определяются оптимальные параметры машин.

На втором этапе определяется потребность колхозов и совхо-, зов страны в машинах для заданного объема работ с учетом годовой загрузки их, технологии выполнения работ и дается сравнительная оценка машш в разных вариантах по критериям оптимизации.

Выбор машин по ¡аддитивному критерию. Цусть определено N марок машин с разными параметрами для выполнения одной работы в разных зонах. Вероятность удачного выбора Ч7 (т) варианта машн из N марок в груше по П критериям при N п —N

Формула (14) показывает, что вероятность выбора машин в группе снижается с ростом числа марок машин и скорость убывания изменяется по экспоненциальному закону (рис. I).

При числе марок машин в группе от I до 10 оптимальное количество критериев находится в пределах 2...3 (Рис. 2).

В настоящее время наиболее распространенными являются подхода к решению данной проблемы, основанные на предпояоже-. ниях о большей или меньшей независимости и отдельно рассматриваемых факторов. В связи с этим многофакторная функция полезности предполагается аддитивной.

будет

(Ш

На основании изложенного эффект выбора определяется результатами сравнения выбранного варианта машин со всеми ocrai ными по затратам денежных средств на разработку, испытание, ; постановку на производство новой машины Со (Xt) , стоимости эксплуатации ее Си (.К;) и ремонт Ср (Xi) ■ то есть

См =Ц ГП Со (XI) ф,[Си (Xt) + Ср (хО + Па. [Си (Хг) +

1=0 -, - ^ (15) +■ Ci> (Хг)]+ -- - + Пн [Си. (Хн) •+ С? (Xn)]} >

где Hi, П2,..., ГЫ - потребность 1,2..... H зоны в машинах

Т - срок службы машины.

Требуется определить такой набор машин, который миними -зирует функцию (15).

Расход металла на изготовление машин будет

N

Гп. G Ou) > (16)

¡.--о

где Q (.X;) - масса машины i- -го типа.

■Потребность в механизаторах дая выполнения работы выразится

функцией вида N

Пм-У. П1 -ÎTû

Относительные показатели выбора машин определяются уравнениями : Си (.X1-ЛХ) - Си (х) . 4- аС ,

Си 00 ~~ Си(х) > (17)

(18)

Пм (Х + ДХ^ -Пм (х) АП м Пм(х) - Пм(Х)

См СХ-ЬДХ) -СмСХ) _-4- ДЙМ , /гол

где X = (Хр Хт ) точное и X = + ДХ2

Хгг\+ ) - приближенное значение параметров машины;

А.Х1 отклонения от оптимальных значений рассматривае-

мых характеристик;

Си(Х)-) Пм(х) > См(х) И Си 1Х+ДХ) ) Пм (.Х+ДХ)) Ом(К.+ДХ)- соответственно затраты денежных средств, число мех;

п-г

п«з Г

пм

Оку/*

n

число марок. машин

Рис.1 Изменение вероятности наилучшсго варианта машин ЧЧх) от числа марок их (N1 при п-критериеь.

п

количество критермеь Рис. 2. За&исимость вероятности ндмлучшего варианта машин от п-критериеь при различном числе

МАРОК МАШИН (К). >/

низаторов и масса машин при эксплуатации их с оптимальными и приближенными параметрами.

Аддитивный критерий будет

- Си(X) - Пм(Х)-¥^0(Г

Максимальное значение критерия определит экономически выгодный типаж машин в группе.

Оценка машин по обобщенному критерию. Для приведения разных размерностей к единой шкала предлагается использовать безразмерную, путем деления нескольких частных критериев затрат одного варианта на второй. Так получим обобщенный критерий.

Для этого пусть и И% - два набора произведений част них критериев затрат. Предаолоким, что для некоторого набора машин в группе И2 Ир Тогда обобщенный критерий будет ра-

Еен ^ Иг

- ц7 (21)

Из этого уравнения вытекает, что Ку I, то во втором варианте машин уменьшен расход ресурсов и он является предпочтительнее первого.

Выбор машин геометрическим способом. Эффективность цсполь зования машин в растениеводстве связана с трудовыми, финансовыми и сирьевыш ресурсами и они приняты за основные.

Для принятия оптимального решения при выборе машин для растениеводства, с учетом общесистемных ограничений на основные виды ресурсов, предлагается геометрический способ. С этой целью величины затрат откладываются в пространстве в декартовых прямоугольных координатах. Тогда функцию затрат можно пред ставить объемом треугольной пирамиды. Минимальный объем пира-;мицы характеризует рациональный вариант машин в группе.

Теоретические исследования проверялись экспериментальным путем.

В третьем разделе "Научно-организационная системагроцес -сов анализа и выбора машин" включено создание объектов, накопление, поиск, анализ информации и выбор объектов. Поэтому оп-тимизационноо исследование сводится к изучению многих аспекто:

прикладной задачи, выбору моделей и алгоритмов, используемых дан вычислений, формирование программ экспериментальных исследований, технических и агротехническгогтребований, изготовлению моделей, накоплению функциональных банков и технико-экономическому анализу.

На первом этапе исследований составлялись агротехнические требования к объекту, на втором - обосновывался принцип и параметры модели, исходя из правил таксономии, накопления, поиска и анализа информации.

Выбор одного объекта из множества, зарегистрированных в данном токсоне, реализуется методом математического анализа, системного анализа и квалиметрии.

При проведении экспериментов использовались методические разработки ШМа, ГОСТы на испытания тракторов и с.-х. малин, на методы эксплуатационно-технологической и экономической оценки их.

Набор машин в группах определяется внедрением ресурсо-сберегаицей технологии.

Для экспериментальных исследований выбирались типичные условия. Программа их предусматривала 12 серий: определение эксплуатационных свойств машин для внесения удобрений; выбор оптимальных параметров машин дая сева кукурузы, зерновых культур, сахарной свеклы и картофеля; определение эксплуатационных свойств погрузочно-разгрузочных средств на севе кукурузы; выбор параметров транспортной машины на перевозке с.-х. грузов; определение эксплуатационных свойств пахотных агрегатов; исследование других вопросов, связанных с выбором машин дая возделывания с.-х. культур. В завершении натурных экспериментов проводились расчеты по выбору машин в группах и по определению потребности растениеводства союзных республик и экономических районов РСФСР в них. В диссертации приводился описание методик по сериям эк- ' спериментов, применяемого оборудования, обработки полученных результатов. Всего было проведено 1920 наблюдений.

Опытные агрегаты сравнивались с серийными. Вывод о параметрах машин делали при рассмотрении их в группах в масштабе страны.

Общей методологической основой оценки эффективности новой техники, научно-техничеокого прогресса является сравнение выбранного варианта машин со всеми остальными и выршсается чорез • способ описания предпочтений на множестве вариантов.

В четвертом раздело "Результаты выбора машин .идя возделы-ванют с.-х. культур приблугаенно-групповым методом и рх внедрение" приведены опытные данные о влиянии способов внесения удоб-■ .рений на эффективность применения машин, разработаны номограммы для определения оптимальных параметров их.

Выбор машин для внесения удобрений приближенно-групповым методом базируется на прогрессивной технологии. т

Обоснование типов, технологических схем, размеров и ренинов работы машин для внесения органических и минеральных удобрений выполнено на основе обобщения теоретических, экспериментальных исследований и опыта передовиков сельскохозяйственного производства, о учетом качества работы и конечного результата.

В результате сравнительных испытаний кузовного и роторного навозоразбрасывателей, бульдозеров на распределении перегноя на поле установили, что агротехническим требованиям удовлетворяет внесение перегноя только кузовными машинами. При внесении перегноя из куч роторным разбрасывателем удобряется 40-60$ площади поля, а бульдозером - 10-12$. Работа этих машин, несмотря на высокую производительность, не удовлетворяет агротехническим требованиям, затрудняет работу пахотных агрегатов.

Опыты показали, что твердость почвы на поле до работы машин составляла 0,12 МПа. После прохода тракторов T-I50 К с ПРГ-10 и ПРТ-10-1 с перегноем массой соответственно 20200 и 21000 кг сна повысилась в центре колеи до 2 МПа, без удобрений - до 1,35 МПа. Твердость почвы нормальной величины достигается на расстоянии 0,8 метра от центра колеи.

После прохода трактора MI3-80 с ЮУ-6 с навозом массой 10300 кг твердость почвы в центре колеи достигает 1,2 МПа, без груза - I МПа.

Средняя твердость почвы в колее автомобиля КАМЛЗ-55102 с прицепом ГКБ-8527 с удобрениями массой 25400 кг составила I,8

МПа, без груза -1,3 МПа, в колее автомобиля KAMA3-5II в груженом состоянии массой 19000 кг - 2,5 МПа, в колее автомобиля ЗИЛ-ШЗ-5541,1 с прицепом ГКБ-819 массой 18000 кг - 1,4 МПа, без прицепа - 0,5 МПа.

При распределении перегноя на поле машиной ЕУН-15Б с трактором ДТ-75 массой 8586 кг твердость почвы по следу трактора составила 0,22 Ша. После этого поле, с длиной гона 950 м, вспахали агрегатом, состоящим из трактора T-I50 с плугом ПКН-5-35 и с одним звеном кольчато-шпорового катка ЗККШ-6.

Производительность пахотного агрегата на уплотненном'участке, на котором работали машины ПРГ-10, ПРТ-Ю-1, Е7Н-15Б и автомобили-самосвалы,уменьшилась по сравнению с производительностью его на участке без уплотнения почвы, на 12$, увеличился расход топлива. Выбор технологии машин для внесения органических удобрений произвели при использовании машин по прямоточной технологии (первая схема), по схеме фергла-бурт -поло (вторая схема) и по перегрузочной технологии (третья схема табл. 2).

Исхода пз теоретических и экспериментальных исследований выявили, что наибольшую производительность при выполнении ра-баогы в соответствии с агротехническими требованиями имеет кузовной навозоразбрасыватель, заправлякцийся удобрениями на поле с самосвальных транспортных средств (рис. 3).

Штны для внесения минеральных удобрений экономически выгодно использовать по перегрузочной технологии.

Опыты показали, что после прохода трактора T-I50 К с фосфоритной нулой тассой 19000 кг твердость почвы в центре колеи составила 1,8 íffla. На одну тонну удобрений рост твердое- . ти почвы равен 0,074 Ша.

После прохода автомобиля-самосвала ЗйЛ-ШЗ-555 с приспособлением КСА-3 с удобрениями тссой 9330 кг твердость почвы возросла с 0,12 до 0,5 Ша. На одну тонну удобрений приходится 0,043 Ша.

Для уменьшения плотности почвы грузоподъемность машин для внесения удобрений по должна быть более 6 т (см. рис. '5).

Рис. 3. Выбор основных параметров машин для внесения удобрении.

Испытания гравитационной системы подачи аммиачной воды к рабочим органам показали, что неравномерность вылива удобрений превышает 56% и не удовлетворяет агротехническим требованиям.

Испытывая гидравлическую систему установили, что неравномерность распределения удобрений составляет 6,78-10,8$ и не превышает допустимые агротехникой отклонения.

При пневматической подаче неравномерность вылива находится в пределах 5,18-14,5$,

Неравномерность распределения поды цилиндрическими и коническими насадками различных диаметров фактически одинакова и составляет 4,5-14$.

Применение гидравлической системы подачи аммиачной воды по сравнению с гравитационной повышает урожайность зеленой массы

Сравнительная оценка технологий и машин для внесения удоорении

Гшесение шшерзйГЕйесение ашли-

___:ных удобрений :ачной вода маши-

форла- :фзрма- '" :пёрегру:,___I. нули_',...■

поле :оурт-поле:зочная : склад--.перегру- :с опти- :с прибли-Цсхема) : (Псхеш : (Шсхема*?0-™3 •* точная шальншли.-яешшш РОУ-6: -Р0У-6- -Р0У-6- "•( I :<дсхегла) :парапет-: парада т-ПРТ-10; :САЗ-3508 :£ИЛ-ШБ^схема): :ра;.ш : ршли

ПРТ-50-1;: : 554,4 : : :

ПРИ6 : " : : :

Показатели

Внесение перегноя

I : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 : 7 : 8

I. Число агрегатов, шт:

а) для внесения удобрений 550350 238450 233450 210945 153900 233750 24395С

б) транспортных - 466900 1228050 - 153900 - -

2. Масса машин ( Б }, млн. кг:

а) для внесения удобрений 1344 490 490 877,4 531 664,4 610,4

б) транспортных (долевое участие - 2355) - 536 1480 - - - -

3. Потребность в кадрах (гп)чсл. 550350 700350 1461500 210945 307800 233750 243950

4. Общие затраты ( С ), млн.руб. 3246,5 2185,12 1454,58 405,93 332,55 185,51 186,81

5. Экономия денежных средств ( Д С )г млн.руб. Ба - 1061,38 1791,92 Ба - " 73,38 Ба- -1.3

6. Экономия металла(ДС),млн.кг 30 - + 318 - 626 30 - 346 зе - +54

' ДС/С вый +0,327 _ +0,56 вый +0,18 вый -0,007

лгп/т а &./&;

7. Аддитивный критерий

8. Обобщенный критерий

9. Объем пирамид, см3

ва - -0,273 риант +0,236 +0,29 I О,

167 . 114

4 : 5 : 6 : 7 : 8

-1,66 -0,47 • -Г,57

305

ва - ' -0,46 риант +0,39 +0,11 Г "0,725 33,4 23,7

е - ва - -0,044 риант +0,081 +0,03 I 0,97 Г76 167

овса с подсолнечником на 5,42, а яровой пшеница - на 0,16 г/га.

Оптимальные параметры транспортной машины и агрегата для внесения аммиачной воды определяются по номограммам.

Используя номограммы, подобрали машины дая союзных республик и экономических районов РСФСР, определили потребность в них с учетом структуры посевных площадей и объема работ на. 2005 год. Окончательно судить о выгодном варианте малин в группах можно по данным табл. 2. Из этих данных вцдно, что машины для внесения удобрений выгодно использовать по перегрузочной технологии,а на внесении аммиачной воды экономически выгодно использовать машины с приближенными параметра!®. Подобным образом произведен выбор других машин в группах с предварительным обоснованием оптимальных параметров их с учетом условий работы.

Выбор машин для сева зерновых ¡и радарной свеклы сделали • по изложенной методике.

Испытание одно-двух-трсх и четырехсеялочных агрегатов на -севе зерновых культур показали, что с увеличением дайны гона от 200 до 1600 м ширина захвата агрегата возрастает с 3,6 до 14,4 м, емкость бункеров дая семян - с 700 до 2100 кг,' тяговая мощность трактора - с 24 до 113 кВт.

Сочетание одно и многомашинных агрегатов сокращает потребность в механизаторах на 52$, экономия денежных средств составляет около 12$. Показатели эффективности машин на севе сахарной свеклы с применением ССТ-18Б (I вариант) и 2ССТ-12Б 50 сцепкой (П вариант) отрицательные. Поэтому широкозахватные свекловичные посевные машины могут найти применение в хозяйствах, недостаточно обеспеченных механизаторами. В перспективе надо снижать массу сеялок, а сцепки должны быть универсальными. Тогда широкозахватные посевные машины наДцут широкое применение» а пока базовой сеялкой должна быть двенадцатирядная. ■

Набор картофелесажалок показал на разнообразие оптимальных

параметров их. ' '

С ростом ширины захвата картофелесажалок сокращается потребность в механизаторах, и снижаются затраты денежных средотв

на посадку картофеля, но увеличивается расход металла. Применение четырех-шеоти и вссьмирядных картофелепосадочных arpera тов является перспективным. Однако разработка и эксплуатация разных конструкций картофелесажалок искусственно ооздаст прос лему с запасными частями и ремонтом их. Поэтому предлагается в качестве базовой принять картофелесажалку с шириной захвате 2,8 метра, вместимостью бункеров доя семян 900...1000 кг, дго туков - 150...180 кг на метр ширины захвата. Чтобы полнее использовать зональные особенности хозяйств нужно изготовлять сцепки для составления многомашинных агрегатов. Это позволит 62040 картофелесажалок KCIí-б заменить на 47144 опаренных агр гата и высвободить на посадке картофеля 17% тракторов и меха 'низаторов. Потребность колхозов и совхозов страны в четырех • рядаых картофелесажалках составит I0847I шт. Сцепки изготовл и поставлять по заявкам колхозов и совхозов. Такое решение проблемы позволит учесть дойны гонов, размеры полей при сост лении и использовании картофелепосадочных машин и обеспечит сокую техническую готовность их. Аналогично произведен "Выбо ШУРУ?№, 9ШЯГ"

Опытами установлено, что оптимальная масса семян доя аг гатов о шириной захвата 4,2) 5,6; 7; 8,4;12,6 м соответствен равна 200, 300, 400, 480, 750 кг, а емкость бункеров для уде рений - 0,15 - 0,18 м3 на метр ширины захвата сеялки.

На полях о длинами гонов 200,' 400, 600 - 1000 м; 1000 у более акономичеекк вгодно применять посевные агрегаты с nmpi ной захвата соответственно 4,2; 7; 8,4; 12,6м.

. Кршовая мощность на один метр ширины захвата агрегата массой семян 60 кг/м при работе на скоростях 2,7...3,5 м/с равна б,5...7,8 кВт.

Потребность колхозов и совхозов страны в кукурузных се? ках определена на основании площади посевов под кукурузой не свяоо и подсолнечник.

В результате уотановшш, что замена односеялочных ыашиз на машины с оптимальными параметрами уменьшит потребность в тракторах и механизаторах на севе кукурузы на 43/2, но расхо; металла увеличится на 44$.

Оценочные критерии показывают эффективность модульного принципа построения посевных агрегатов. Затраты денежных средств снисятся на 5 млн.рублей.

Исследования зерновой сеялки С8-3,6 и работа ее на севе кукурузы на силос показали экономическую целесообразность применения, Внедрение таких посевных'малин" в колхозах и совхозах страны повысит универсальность малпш, сократит капиталовложения и создаст благоприятные условия для механизированной заправки сеялок семенами и удобрениями.

Обоснование погрузочно-разгрузочных средств на севе кукурузы выполнено на основа обобщения экспериментальных исследований возможных новых типов рабочих органов и видов механизированных процессов с учетом внешних условий.

Внбор транспортного, д рахоуного агрегатов. Производственные испытания транспортных машин на перевозке с.-х. грузов показали, что грузоподъемность транспортной машины возрастает с ростом производительности погрузчика и расстояния перевозок. Аналогично произвели выбор пахотных агрегатов.

На основании опытных данных определили размеры плугов цри использовании их в союзных республиках и экономических районах РСФСР. Результаты приведенных исследований и другие данные использовались при определении потребности растениеводства страны в тракторах и сельхозмашинах.

Формирование типата машин для возделывания с ..т-х. культур.

На основании теоретических и экспериментальных исследований оптимальных параметров и режимов работы посевных машин, машин для внесения удобрений, погрузочных, транспортных и других технических средств,определения мощности на их работу в зональном разрезе установили, что число марок тракторов, из тещихса, в каждую зону можно рекомендовать от 15 до 29. Из-за этого каждая зона будет связана почти со всеми заводами - изготовителями машин, увеличатся транспортные расходы на перевозку та, узлов и деталей, искусственно будет создана проблема с запасными частями.

Поэтому,используй разработанный приближенно-групповой метод, определили собтав машин дая возделывания с.-х. культур.

Методика определения состава тракторов для примера показана для колхозов и совхозов Центрально-Черноземного района (табл. 3).

Сущность решения задачи сводится к следующему. По каждому виду работ (строке табл. 3) ввделилк наименьшие затраты. Так, на сплошной культивации они составляют 8 млн.рублей (при использовании агрегатов с тракторами К-701 - работа 3). На посеве зерновых культур и однолетних трав (работа 4) - 15 млн.рубт лей. А такал операция, как подготовка туков (работа 2), обходится в II млн,рублей.

Из табл. 3 видно, что при выполнении шооти работ наименьшие затраты денежных средств - 44,84 млн.руб. могут быть достигнуты при использовании агрегатов с шестью марками тракторов, Однако, если агрегаты с .тракторами Т-25А выполняют в колхозах и совхозах два процента от общего объема работ, то агрегаы о тракторами ДТ-175С - 33,6 процента. Значит, состав машин необходимо скорректировать. Последовательность здесь следующая. В структуру машинно-тракторного парка вначале включают все агрегаты с тракторами Т-130 и подсчитывают суммарные затраты, а "затем такой расчет делается'по агрегатам с Т-70С, 10.3-6. выполняющими оставшиеся работы в полном объеме. Это первый вариант.

Второй вариант аналогичен первому, но уже без трактора Т-130;

Третий вариант решается без учета первых двух тракторов, то есть для К-701, Т-4А, Т-70С, и Ш-6. И так далее.

Минимум затрат денежных средств после корректировки плана (см.'столбец 19, вариант 6) определит рациональный состав тракторов до маркам. Затем для структуры посевных площадей колхозов и совхозов ЦЧР на 2005 год.разработали алгоритм, составили программу и определили тяговую энергетику на ЭВМ ЕС-ЮЗЗ в Ленинградском сельскожозяйственном институте.

Технико-экономическая оценка вариантов приведена в таблице

4.

Общий итог таков: в колхозах и совхозах ЦЧР, при работе в одну смену, нужно иметь 50 тыс. тракторов ДТ-175С и 67 тыс. - ЩЗ-б. Соотношение между стоимостью тракторов и машин,

Таблида 3

Определение качественного состава тракторов для колхозов и совхозов ЦЧР

:g : Затраты денежных средств на выполнение годового объема:Сумма

Ед. : работ агрегатами с разнши грактораг.31, тн.руб._ : затрат,

изм. iPf. : : : : : 0 :::::::: : :шш.

: c¡ • : : m : : fcí : : : © : „ : •nvrf

Sh tolo ¿M! í ¡> Г ю . ю- о!о;о;о!оэ*гз! <

.ю«-со-о.о.-а;-и-£>-'Г^-ю>ю.о. I . í . © . ■ ю :

■ tP К ■ W • £> • £> • • I • I • I • M • M • С- • и • И • • СМ .

••о в • t • I • I ■ I * Ен • ^ " Е-1 • I • I • 1 • S • Ей • I • I

:о 2 : бч : « : m : е-< : к : и: : t=t: ы : е-< : : э : te : ен : ь-. :

II 15 - - 8,5 8,3 8,4'[ЕД18,8 - 0,4 =_ - -II -------- -12 О ¡1X1 12 13 - -

5 12 9 08,45 8,1 8,5 ?;.Т 8,3 8,5 IÍ ID II - -

5 21 IS 17 16 Щ 18 16 16,4 17 IS 17 18 18 -

0,8 ------ - - - - 1,02 1,06 1 ЮЗ -

1,1 ------ - - - - 1,9 2 ПСИ 1,8 -

- - 17,8 - 33,6 - 18,2 - - - 24,6 - 3,8 2 ШШ

_ 48 ----- - - - 12 2,92 - - 62,92

- - 27 - 8,5 - - - - - 12 2,92 - - 50,42 — - - 25 8,5 - - - - - 12 2,92 — - - 48,82

- - - 32,95 - - - - - 12 2,92 - - 47,87

- - - - - 31,4 - - - - 12 2,92 - - 46,32. ----- 31,4 - - - - - 15,92- - - ШШ -, - - - - - 34,9- - - - 13,92- - - 48,84

. - - - - - 31,4 - - - - - - 15,06- - 46,46

1. Снегозадержание

2. Подготовка туков

3. Культивадая почвы

4. Посев зерновых культур и однолетних трав

5. Приготовление раствора гербицидов(0,Зт/га)

6. Сгребание сена в валки

7. Занятость тракторов

Вариант I Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4 Вариант 5 Вариант 6 Вариант 7 Вариант 8

га т

га га

га

%

м

Таблица 4

Потребность колхозов и совхозов ЦЧР в тракторах и выбор наилучшего варианта

Показатели Варианты

опорный : I : • * • 1 • 2 ; 3 | 4 : 5 6 : 7 8 ; 9 ; 10 II : 12

Тракторы , тыс, т.

Т-130 - 2 12 - - - - - - - - - - -

К-700А 4,26 14,26 25 - - - - - - - - -

К-701 4 - - 18 - - - - - - - - -

Т-4А. 5 10,2 14,2 14,2 26,2 - - - - - - - -

ДТ-175 20 20 16 20 20 44 - - . - - 50 - -

ДТ-75 9,5 - - - - - 58,2 - - - - 68,2 -

ДТ-75М 12 - - - - - - 52,2 - . - - - 62,

Т-150 ' 8,5 - - - - - - - - 41,3 ~ - - -

Т-150 4,4 - - 20 20 20 20 20 30 - - -

Т-70С 4 14 14 14 14 14 14 14 18 36 - - -

ШЗ-6АМ 45 50 50 50 40 40 40 40 40 64 67. 70 70

МТЗ-80 12 - - - - - - - - - - - -

Т-40М 6 - - - - - - - - - - - -

Т-25А Г - - - - - - - - - - - -

Влбор наилучшего варианта

Потребность в механизато-

рах (т ), 138 тыс.человек. Масса тракторов ( Б ).млн.кг 783 120 789 119 748 116 71 120 699 П8 666 132 720 126 682 119 645 130 586 117 580 138 663 132 630

Продолжение таблицы 4

Показатели : В а г) и а нтв

:опор-; т :ный : : 2 : з : 4 ; 5 : б|7; 8 ; 9 : Ю : II : 12

Затраты (С), шш.руб. 570 736 680 673 730 723 '731 724 738 641 595 602 5Э6

Сокращение механизаторов (л, гп),тыс.чел. Ба- 18 19 22 18 20 6 12 19 8 21 0 6

Экономия денежных средств (д С),млн.руб. зо- -106 -ПО -103 -160 -153 -161 -154 -168 -71 -25 -32 -26

Экономия металла

(дБ ).И>7 в кг. вый -0,06 +4,14 +7,9 +8,3 +12,3 +7,1 +10,7 +14,4 +19,7 +20,3 +12,6 +15,9

ва- -0,3 -0,13 -0,18-0,28 -0,27 -0,28-0,27 -0,3 -0,13 -0,04 -0,06 -0,04

ри- +0,13 +0,13 +0,15+0,13 +0,14 +0,04+0,09 +0,12 +0,06 +0,15 0 +0,04

Аддитивный критерий ант -0,07 +0,05 ч-0,1 +0,11 +0,16 +0,1 +0,13 +0,18 +0,25 +0,26 +0,16 +0,2

- -0,24 -0,01 +0,07-0,04 -0,03 -0,14-0,05 0 +0,18 -0,37 +0,1 +0,2

Обобщенный критерий I 1,13 0,98 0,89 0,99 0,93 1Д I 0,93 0,8 0,65 0,88 0,8

Объем пирамид,. см 167 * 192 163 154 166 155 189 167 155 134 III 150 • 134

ь>

м

агрегатируешх о тракторами, для ЦЧР составит 1:1,35. Затем для структуры посевных площадей колхозов и совхозов страны на 2005 год определили тяговую энергетику с учетом условий работы.

В результате расчетов установили, что потребность с.-х. в тракторах составит 2,8 млн.шт., тракторообеспеченность -1,42 условных эталонных тракторов на 100 га пашни,'машинообес-печенность 1,39 руб/руб.

Проверка соотношения между стоимостью тракторов и сельхозмашин к ним в Октябрьском, Курчатовском, Льговском, Медоен-ском, Фатежском,'Щигровском и Обоянском районах Курской области подтвердила результаты исследований и показала, что на один рубль стоимости тракторов приходится I...I.57 руб. стоимости шлейфа машин.

Цена тракторов и с.-х. машин на один гектар в среднем по СССР равна 245 руб.

Расчеты показали, что замена тракторов ДТ-Г75С "Волгарь" и НИЗ-6 на T-I50 и №3-80 повышает затраты денежных средств на эксплуатацию машин'лишь на 4...5$. Поэтому предлагается дет всей страны выпускать гусеничный трактор общего назначения класса 30 к11 одной модификации и универсально-пропашной трактор одной модификации класса 14 кН.

.Среднее значение минимальной и максимальной мощности тракторных двигателей в среднем по стране с учетом площади посевов, сенокосов и пастбищ на 2005 год соответственно равны 40 и 150 кВт.

Прицепные, полуназесные и навесные машины для возделывания и уборки льна, хлопчатника и других культур нужно разрабатывать для базовых тракторов. В перспективе типаж базовых тракторов в стране для возделывания с.-х. культур нужно сократить до четырех.

Колесные тракторы, в пересчете на условные, в составе парка составят 36$, гусеничные - 64$.

Результаты исследований используются Госпланом СССР, Советом по изучению производительных спл АПК при Госплане СССР при'

разработке Генеральной схемы развития и размещения сельского хозяйства страны на период до 2005 года, Государственным комитетом СССР по науке и технике, Госагропромом СССР и РСФСР при определении текущей и перспективной потребности колхозов и'оов-хозов страны в технике.

Внедрение результатов исследований в производство позволит получить годовой экономический эффект в размере I,24 млрд. рублей и сэкономить 0,75 млн.тонн металла.

Заводы-изготовители должны учитывать усложняющуюся демографическую ситуацию на селе, поэтому поставлять колхозам и совхозам надо надежные в работе машины, сведя их к минимально допустимому и достаточному для выполнения объема работ тшшу технических средств. Сокращение числа марок машин позволит на заводах-изготовителях внедрить робототехнику, сократятся затраты денежных средств на перевозку и ремонт машин, увеличится годовая занятость их, улучшится подготовка механизаторов и инженеров, сократится расход сырья, будут созданы реальные условия для внедрения на возделывай™ с.-х. культур группового использования техники, повысится ое работоспособность. Поэтому заводы должны выпус!сать базовую технику.и приспособления к ней с учетом зональных особенностей колхозов и совхозов. Тогда сверхнормативных запасных частей в колхозах и совхозах не будет. На основании теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие общие выводы и рекомендации производству.

ожда ВЫВОДЫ И ШОШЩЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

I. Проблема оптимизации машин в шогосвязной системе формируется в виде требования экстремиэации функционала, зависящего от ряда, связанных менду собой, управляемых величин. При принятии решений выбираются машины в условиях различной вариативности их, противоречия критериев, существующих меаду параметрами машин и их выходными показателя!®. Поэтому проблема рационального выбора машин для растениеводства и получения наилучшего решения - это двуединая проблема решается в работе взаимосвязно, разработанным приближенно-групповым методом.

2. Для экономии трудовых и материальных реоурсов в прэцес-се производства, использования, технического обслуживания и ремонта: машин в каждой природно-сельскохозяйственной зоне необходимо создать "усеченный" ЛПК, исходя из максимального выхода определенного вида с.-х. продукции и исторически сложившейся специализации. Для специализированных зон определяются оптц-мальныэ парат,нетры и режимы работы базовых машин, энергозатраты на их работу. Для учета особенностей применения аналогичных машин в других зонах предлагается к базовым машинам разрабатывать рабочие органы с учетом трудовых, финансовых и сырьевых реоурсов, пренебрегая в дифференциальных уравнениях членами второго порядка.

3. Параметры и режимы работы базовых машин выбираются с учетом изменения длин гонов полей, расстояния перевозок, норм высева семян и удобрений, значений частных коэффициентов использования времени смены, производительности машин и затрат денежных средств.

Эффект выбора машин осуществляется в несколько этапов с наложением стратегических и информационных ограничений и определяется результатами сравнения выбранного варианта со всеми остальными и выражается через способ описания предпочтений на множество вариантов.

Выбор машин в группах производится по аддитивному, обобщенному критериям' и геометрическим способам. Вероятность выбора машин в груше снижается с ростом числа марок и скорость убывания изменяется по экспоненциальному закону.'При числе марок машин в группе от I до 10 оптимальнон количество критериев находит-.я в пределах 3.

4. Принципы и параметры моделей определялись правилами таксономии, накоплением, поиском и анализом информации. Выбор одного объекта из множества объектов, зарегистрированных в данном таксоне реализован методами математического и системного анализов.

Формирование технических требований реализовано с учетом данных анализа, моделирования предсказательных процедур в соответствующих таксонах.

5. Выбор технологии к машин для внесения удобрений приближенно-групповым методом показал, что экономически выгодно вносить органические удобрения при расстоянии до полей до 3 км и норме внесения 40 т/га по перегрузочной технологии, при большем расстоянии - по схеме ферт - бурт - поле. Потребность кол -хозов и совхозов страны в машинах сократится на 316900 шт. Экономия денежных средств составит 1166,38 млн.рублей, экономия металла - 0,318 млн.тонн.

Машины для внесения минеральных удобрений экономически выгодно попользовать по перегрузочной технологии. Потребность в машинах уменьшится на 57045 ИТ, Экономия денежных средств составит 73,38 млн.рублей, экономия металла - 0,374 млн.тонны.

6. На севе зерновых культур в колхозах и совхозах страны экономически выгодно сочетать одно- и многомашинные агрегаты; из однотипных сеялок. Это сс ющает потребность в тракторах ■ и механизаторах на 52%.

Широкозахватные машины на севе сахарной свеклы могут найти применение в хозяйствах, недостаточно обеспеченных механизаторами, а пока базовой сеялкой остается двенадцатирядная.

Эксплуатация четырех- шести и восьмирядннх картофелесажалок является перспективной. Замена шеотирядных картофелепосадочных агрегатов на восьмиричные высвободит на посадке картофеля до 17$ тракторов и механизаторов, но расход металла увеличится на 15$. Изготовление разных конструкций сажалок создаст проблему с запасными частями и ремонтом их. Поэтому рекомендуются четырехрядные сажалки использовать в одно- и многомашинных вариантах. Сцепки изготовлять и поставлять по заявкам совхозов и колхозов. Тогда потребность в тракторах и механизаторах, по сравнению с одномашинными агрегатами, снизится на 32$.

Оценочные критерии показывают эффективность сочетания одно- и многомашинных агрегатов из однотипных сеялок на севе кукурузы на силос, то есть экономическую целесообразность модульного принципа построения посевных агрегатов. Затраты денежных средств снизятся на 5 шш. рублей, а потребность в механизаторах и тракторах - на 43$.

Внедрение модернизированных сеялок СЭ-3,6 на севе кукурузы на силос сократит капиталовложения :: создаст благоприятные условия для механизированной заправки сеялок семенами и УДОбрв-НИЯМИ.

7. Анализ расчетов по трем критериям к анализ уравнений -откликов показывает на их равнозначность при оценке по трудовым, финансовым и ецрьевым ресурсам, дает возможность обоснованно принять оптимальное решение в многосвязных системах. Использование особенностей шюгосвязных систем позволило для данного класса систем снять проблему "размерность" критериев.

8. Результаты определения параметров 1.ашя для внесения удобрений, сева с.х. культур и других работ.позволили определить наименьшее и наибольшее средневзвешенные значения мощности нетто тракторного двигателя соответственно 40 и 150 кВт.

Определение типатл граеторов для союзных республик и экономических районов ГСОСР в масштабе страны показало, что в стране для выполнения годового объема работ в сельском хозяйстве достаточно иметь 2,8 млн.тракторов 4 базовых марок.

9. Внедрение результатов исследований в производство позволит получить годовой экономический эффект 1,24 млрд.рублей и сэкономить 0,75 млн.тонн металла.

Проведенные исследования проблемы вскрыли основные закономерности выбора машин в многокритериальных задачах и пршенение их позволит поднять на новый уровень оснащение растениеводства технича скили ус тройс твами.

Оснозпоо солорданрс жссеттгапки излоконо в 83 работах автора }i ¡некоторые ул них приведены ниже.

1. Ренетов А.Н. Взаимодействие машин в поточных технологических линиях в полевых сельскохозяйственных процессах. - Тр. КСХИ. Красноярск, 1968. - с. I05-II0.

2. Ренетов А.Н. Материально-техническая база сельского хозяйства. - Сб. Госагропрсма РСФСР, часть П. - Москва, 1986,

с. 36-44.

3. Ренетов А.II. Производительность навозоразбрасывателей. -Комля Сибирская, Дальневосточная. 1969, ft 6, с. 44-46.

4. Репогоа A.Ii. Обоснованно комплектовать картофелесажалки приспособлениями дая внесения удобрений. - Тр. КСХИ, Красноярск, 1970, с. 49-53.

5. Репетов А.Н. Разбрасыватель органических удобрений. - Техника в сельской хозяйстве, 1970, Л 9, с. 22-23.

6. Репетов А.Н. К расчету er.«ости бункеров и ширина захвата картофелесаналок. - Тракторы и сельхозмашины, 1970, .'5 12, о. 19-20.

7. Репетов А.Н. Производительность туковысевакцкх машин. -Земля сибирская, Дальневосточная, 1971, И 4, с. 4&-50.

8. Репетов А.Н. Низкораьзшй разбрасыватель !.зшоралышх удоб-_ решшй. - Картофель и овоци, 1971, с. 15-18.

9. Репетов А.Н., ыистж Д.П. Исследования способов подачи аммиачной води к рабочим органа;.!. - Тракторы и сельхозмашины, 1971, Г- 7, с. 33-35.

10. Репетов А.Н. Пересб. -.удование ку1сурузной сеялки. -Кукуруза, IS7I, № 2, с. 23-24.

11. Репетов А.Н. Грузоподъемность загрузчика картофелссаяа -лок. - "еханизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1972, В 3, с. -12.

12. Ропотов А.Н. Измельчитель минеральных удобрений. - Куку -руга, 1972, J& 6, с. 27-28.

13. Репетов А.Н. Опыт красноярцав - всем картофелеводам. -Картофель и овоци, 1972, Я 2, с. 14-16.

14. Репетов А.Н. !,!аш;аш ддл подготовку. к внесения удобрений необходимо совершенствовать. - Техника в сельском хозяйстве, 1972, J5 9, с. 31-34.

15. Репетов А.Н. Шгзкорш.зшй разбрасыватель удобрений. - Си- • бирский вестник сельскохозяйственной науки, 1971, JJ 2,

с. 86-90.

16. Репетов А.Н. Работа посевного агрегата. - Сельский механизатор, 1973, № 2, с. II.

17. Репетов А.Н., Мисник Д.П. Эффективность основных средств и способов внесения з почву водного аммиака. - Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 1973, № 2, с. 75^79.

18. Репетов А.Н. Комплексный подход к проектированию и эксплуатации машин в полеводстве. - Тр. КСХИ, Красноярск, 1973, с. 265-270.

19. Репетов А.Н., Мурин В.Н. Кукурузный двухсеялочшй агрегат.

- Кукуруза, 1974, № I, с. 22-24.

20. Репетов А.Н., Мисник Д.П. Экономический агрегат. - Земля Сибирская, Дальневосточная, 1974, К 4, с. 37-39.

21. Репетов А.Н. Тип и грузоподъемность навозоразбрасывателя.

- Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 1974, № 2, с. 77-81.

22. Репетов А.Н. Механизировать заправку свекловичных сеялок. -Сахарная свекла, 1975, $ 2, с. 28-29.

23. Репетов А.Н. Погрузчик для заправки сеялок. - Кукуруза, 1975, К 4, с. 25-26.

24. Репетов А.Н., Мурин В.Н. Машины для посева кукурузы необходимо совершенствовать. - Техника в сельском хозяйстве 1975, & 5, с. 18-21.

25..Репетов А.Н.Переоборудование свекловичных сеялок. - Сахарная свекла, 1976, № I, с. 22-24.

26. Репетов А.Н., Мурин В.Н. Результаты испытаний посевных кукурузных агрегатов. - Тракторы и сельхозмашины, 1976, а 3, с. 20-22.

27. Р&летов А.Н. Улучшить использование свекловичных сеялок.-Техника в сельском хозяйстве, 1976, Й II, с. 63-64.

28. Репетов А.Н. Обоснование состава МТП и совершенствование производственной и технической эксплуатации его. - Сб. научных разработок ВАСХНИЛ, М., 1979, с. 29.

29. Репетов А.Н. Расчет состава МГП по интегральным затратам. - Сельское хозяйство России, 1981, ){ I, с. 24-25.

30. Репетов А.Н. Эффективность использования техники на севе,-• Техника в сельском хозяйстве, 1981, й 4, с. 39-40.

31. Репетов А.Н. Состав машинно-тракторного парка. Как его правильно определить? - Сельский механизатор, 1981, J5 6, с. 28-29.

32. Репетов А.Н.' Оптимизация параметров МТА и состава 1ЯП. -Тракторы и сельхозмашины, 1981, й 7, с. 14-16.

33. Репетов А.Н., Линд A.B. Механизация погрузочно-разгрузоч-ных работ на севе кукурузы. - Тракторы и сельхозмашины, 1982, й 7, с. 16-17.

34. Репетов А.Н. Обоснование параметров разбрасывателя удобрений. - Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1982, Ü 8, с. 8-9.

35. Репетов А.Н. Какой шлейф нужен трактору? к другие не придуманные вопросы оптишзации МТП. - Сельское хозяйство России, 1983, № 3, с. 29.

36. Репетов А.Н. Оптимизация параметров посевных агрегатов, -Кукуруза, 1963, а 3, с. 26-27.

37. Репетов А.Н. Оптимизация состава МТП и его работоспособ- 1 ность. - Тракторы и сельхозмашины, 1984, №2, с. 8-10.

38. Репетов А.Н. Определение потребности в свекловичных сеялках колхозов и совхозов. - Экспресс - информация, Выпуск 10, М., 1985, с. 4т7.7.

39. Козлов В.К., Репетов А.Н., Нестеров A.M. Стабильные результаты. - Кукуруза и сорго, 1985, JS 3, с. 17-18.

40. Репетов А.Н. Определение потребности колхозов и совхозов в картофелесажалках. - Экспресс-информация. - М., 1986, вып. 2, с. 6-7.

41. Репетов А.Н., Нестеров A.M. Оэялки семейства С3-3,6, на севе кукурузы. - Кукуруза и сорго, 1986, # 2, с. 32-33.

42. Репетов А.Н. Какой агрегат выгоднее, - Сельский механизатор

1987, № 2, с. 10.

43. Репетов А.Н., Крупецких В,П. Комплексная механизация воз- ' делывания картофеля. - Красноярск, 1966, - 44 о.

44. Репетов А.Н., Ронжин Ю.И. Широкозахватный свеклосеющий -агрегат. - Сахарная свекла, 1976, Л 3, с. 23-24»

45. Репетов А.Н., Линд A.B. Групповое использование техники на севе. - Кукуруза, IS80, J6 3, о. 22-23.

46. Репетов А.Н,, Линд A.B., Мурин В.Н. Высокопроизводительное использование машин на севе кукурузы. - Техника в сельском хозяйстве, 1978, № 4, о. 35-39.

47. Репетов А.Н., Линд A.B. Результаты исследований погрузочно-разгрузочных средств механизации при посеве кукурузы. -Сибирский вестник с.-х. науки, 1982, В Б, с. 88-91.

48. Репетов А.Н,, Крупецких В.П, Улучшить использование машин на посадке картофеля. - Техника в сельском хозяйстве, 1969, Л 4, о. 15-16.

49. Репетов А.Н., Мисник Д.П. Какая система лучше. - Сельокий механизатор, I97I, $ 4, с. 16-17.

50. Репетов А.Н., Нестеров А,М, Механизация погрузочно-раз-грузочных работ, - Картофель и Овощи, 1980, ä I, с. 14-15.

51. Репетов А,Н. Какой агрегат выгоднее. - Сельский механизатор, 1987, & 2, о, 10.

52. Репетов А.Н. Комплектование посевных агрегатов геометрическим способом. - Экспресс-информация, М., 1988, вып.2.

53. Репетов А.Н. Резервы агропрома в ускорении научно-техничес .кого прогресса. - АПК: экономика, управление, 1988, В 5,

о, 80-81.