Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

5.4. Алгоритм параметрической оптимизации механизированных производственных процессов по условиям их функционирования в растениеводстве и его реализация

Исследование условий функционирования производственных процессов в растениеводстве позволило разработать алгоритм оптимизации их технико-технологических параметров, который может быть представлен структурной схемой рисунка 5.5. Реализации каждого блока структурной схемы подробно рассмотрены выше.

Связующим параметром адаптации производственного процесса к функции роста растения является коэффициент естественных биологических потерь урожая, а к прогнозируемому синоптиками изменению погодных условий - коэффициент погодности.

Метод оптимизации производственных процессов в растениеводстве при различных условиях их функционирования удобно пояснить примером расчета зерно-посевного технологического процесса. Рассмотрим типичное для природно-производственных условий Нижегородской области хозяйство. Погодные условия примем наиболее вероятные.

Исходные данные

  • нормативная часовая производительность с поправкой на влажность почвы модели f, f, f- f;
  • удельные эксплуатационные затраты модели f, f, f- f;
  • стоимость зерна - f;

p 

Рисунок 5.5 - Структурная схема алгоритма оптимизации производственных
процессов в растениеводстве при различных условиях их функционирования

  • планируемая урожайность - f;
  • объем работ - f;
  • дата возобновления вегетации озимых - 12 апреля;
  • прогнозная на вегетативный период температура воздуха - 9 0С;
  • количество осадков - 1 мм;
  • длительность светового дня в начале довсходового периода - 13,97 ч;
  • запас продуктивной влаги в метровом слое почвы на начало довсходового периода - 283 мм.

Расчет

Рассчитаем число дней от 12 апреля до даты начала посевных работ. Согласно табл. 3.1 по теории подобия

f.

Таким образом дата начала работ - 22 апреля.

При определении коэффициентов погодности в складывающихся погодных условиях при различных коэффициентах сменности удобно табличные функции [237 и др.] аппроксимировать параболой третьего порядка. Получаются зависимости близкие к функциональным (рисунок 5.6).

f

f

Рисунок 5.6 - Зависимости коэффициентов погодности при посеве от средней суточной температуры воздуха при различных коэффициентах сменности:
R2- корреляционное отношение

Рассчитаем календарную продолжительность работ. Согласно табл. 3.5 по теории подобия

f,

где у - продолжительность периода «посев - всходы», сутки.

f.

Потребность в технике при различных коэффициентах сменности

f.

Уточнение календарных продолжительностей при различных коэффициентах сменности проведем по формуле:

f.

Модель f:

f;

f;

f;

f.

Модель f:

f;

f;

f;

f.

Дифференциальные затраты при различных коэффициентах сменности, включающие естественные биологические потери урожая и эксплуатационные затраты:

f.

Модель f: f.

Модель f: f.

Расчеты показывают, что модель f эффективнее модели f (4558 < 5809). На стадии эскизного проектирования модели были признаны равнозначными. Аналогичный результат наблюдается при коэффициентах сменности 1; 1,4; 2 в реальных погодно-производственных ситуациях (глубина погружения - 20 лет) (рисунок 5.7) и при изменении объема работ от 1 до 4000 га. Поэтому модель f исключаем из дальнейшего исследования.

Уменьшим календарную продолжительность посева до 4 суток.

f;

f;

f;

f.

f;

f;

f;

f.

f.

Уменьшим календарную продолжительность посева до 3 суток.

f;

f;

f;

f.

p

Рисунок 5.7 - Эффективность (стоимость 20 ц зерна минус удельные эксплуатационные затраты и стоимость естественных биологических потерь урожая с 1 га) исследуемых моделей в реальных погодно-производственных условиях их функционирования

f;

f;

f;

f.

f.

Таким образом принимаем календарную продолжительность посева - 4 суток при трехсменной работе.

Требуется:

тракторов: Т-150 - 12;

МТЗ-82 - 8;

сцепок:   СП-11 - 12;

сельскохозяйственных машин: МВУ-5 - 4;

КШУ-12 - 4;

ВИП-5,6 - 8;

3ККШ-6 - 8;

СЗА-3,6 - 12.

Определение постоянного состава техники в производственном подразделении возможно методами статистических игр, где стратегию природы определяют условия функционирования производственных процессов в растениеводстве (главным образом погодно-климатические).

Предлагаемый метод, реализованный различными алгоритмами, может использоваться также при синтезе производственных процессов, исследовании технологических комплексов, машинно-тракторных агрегатов и др. При этом учесть вероятностный характер условий работы машин позволяет имитационное моделирование. Разработке моделирующего алгоритма предшествуют этапы содержательного описания процесса составления формализованной схемы.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074