Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Арютов Б. А., Важенин А. Н., Пасин А. В.,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Низкая эффективность производственных процессов в растениеводстве главным образом обусловлена несоответствием их технико-технологических параметров почвенно-климатическим условиям. При этом около 65% потерь приходится на биологические потери продукции, которые возникают при вынужденном нарушении агротехнических сроков. Сроки начала полевых работ нарушаются в отдельные годы на 2 - 3 недели, а фактические продолжительности использования техники превышают агротехнические в 5 и более раз.
Современные методы использования технических средств в растениеводстве не обладают свойством разнообразия воздействий на производственные процессы, а применяемые для этих целей критерии не отражают реальных результатов. Потенциальные возможности производства не реализуются.
Предлагаемые научными учреждениями коэффициенты учета почвенно-климатических факторов в механизации растениеводства при сезонном проектировании и оперативном управлении производственными процессами не всегда объективны, но поддаются дифференциации по интервалам прогнозируемых характеристик погоды.
Дифференцированный учет коэффициентов погодности позволяет сократить биологические потери на 20 ... 25% от валового сбора урожая.
Оценки агрометеорологических условий, как отражение взаимодействия погоды с объектами растениеводства и производственными процессами, позволили получить уравнения регрессии прогноза фенологических фаз развития сельскохозяйственных культур, совпадающие с периодами полевых механизированных работ. Связующим параметром производственных процессов с функциями роста сельскохозяйственных культур служит оптимальная календарная продолжительность, адаптированная к функциям роста коэффициентами естественных биологических потерь урожая.
Практические реализации такой модели показывают, что при площади яровых зерновых культур 1000 га и средней урожайности 20 
биологические потери урожая только на уборочных работах уменьшаются на 2,64 т зерна в сутки.
При исследовании составляющих баланса времени функционирования МТА установлено, что увеличение продолжительности рабочего дня не дает пропорционального увеличения времени чистой работы. Увеличение времени смены свыше 7,5 часов приводит к уменьшению времени чистой работы, а, следовательно, к снижению производительности агрегатов. Однако десятичасовая продолжительность оправдана, т.к. в диапазоне 9 - 10 часов время чистой работы возрастает, и только затем следует устойчивый спад.
Из обобщающих характеристик времени функционирования производственных процессов выявлен прогнозируемый параметр - коэффициент циклового времени смены. Прогнозные модели в области его изменения от 0,79 до 0,96 позволяют корректировать типовые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в зависимости от складывающихся условий.
При синтезе параллельных производственных процессов растениеводства в напряженные по погодно-производственным условиям календарные периоды работ возникает необходимость их упорядочения.
Многолетняя апробация предлагаемого алгоритма упорядочения параллельных производственных процессов растениеводства в различных погодных условиях ООО Агрофирмы «Борская» показала высокую его эффективность.
Потребность в тракторах уменьшилась в сравнении с нормативными показателями от одного (Т-150К) в среднемноголетних погодно-климатических условиях их эксплуатации до восьми (3 - МТЗ-80(82) и 5 - Т-150К) в благоприятные сезоны. Оказалось целесообразным в некоторых случаях удлинение агротехнических сроков проведения полевых работ, допуская естественные биологические потери урожая, оцениваемые от 29 до 827 тыс. руб. в зависимости от складывающихся погодных и производственных условий. При этом происходит уменьшение эксплуатационных затрат соответственно от 2850 до 4880 тыс. руб.
Предлагаемый обобщенный метод постановки и решения задач оптимального проектирования с использованием диалога «человек - компьютер» позволяет следующее:
- учитывать столько критериев качества, сколько необходимо для полного исследования условий функционирования производственных процессов в растениеводстве (с позиций различных противоречивых критериев, таких, как эксплуатационные затраты, производительность, расход топлива, затраты труда и т.п.);
- определить допустимое множество решений;
- обнаружить несущественные критерии, значения которых мало меняются;
- выявить зависимые или, наоборот, противоречивые критерии;
- определить влияние параметрических ограничений на интегральный критерий;
- выделить несущественные по отношению к какому-либо критерию параметры;
- сформировать интегральные критерии и определить на допустимом множестве решений оптимальные параметры проектируемых производственных процессов.
Эффективность предлагаемого метода при оптимизации посева яровых зерновых культур изменяется от 3100 до 5600 
в зависимости от почвенно-климатических условий.
Состав и структура машинно-тракторного парка для всего многообразия погодных условий определялись при разработке нормативов потребности в технике и системы машин в земледелии по агрорайонам Нижегородской области с помощью статистической игры, основанной на распределении вероятностей типовых сезонов. В результате установлено, что постоянный парк следует формировать, исходя из средних многолетних условий.
Ежегодное пополнение парка на замену списанным машинам в Нижегородской области следующее: тракторов 2757 шт.; комбайнов зерноуборочных 596 шт.; сеялок 771 шт.; культиваторов 1050 шт. и другой техники в пределах 10% от потребного количества.
Реализации мероприятий, заложенных в методах повышения эффективности функционирования производственных процессов при различных условиях на протяжении семи лет в Агрофирме «Борская», оказались эффективными. Годовой экономический эффект составил в различные годы от 255 до 1360 , по средним потерям при наличном составе машинно-тракторного парка - 607,5 .
В основу сезонного резервирования и использования технолого-технических средств положена разность текущего и среднемноголетнего допустимых по складывающимся условиям рабочих темпов проведения работ. Она отражает сезонные отклонения от суточного объема работы в средний сезон при нормативной ее продолжительности.
Обоснованы допустимые технологические резервы в производственных процессах растениеводства с учетом градации погодных условий по пяти сезонам-аналогам: холодному, умеренно-холодному, среднему, умеренно-теплому, теплому.
Выявлено, что значения коэффициентов подобия не выходят за пределы условий сезона-аналога на протяжении 30...40 дней. Этот период времени можно считать заблаговременным для планирования и принятия решений. Параметром, указывающим на принадлежность текущего сезона к определенному сезону-аналогу, является действительный коэффициент подобия теплообеспеченности. С его помощью при учете коэффициента распределения сроков работ планируется начало выполнения каждой полевой механизированной работы.
Критерием оптимизации сезонных технолого-технических резервов и сроков работ является минимум комплексных затрат, который учитывает эксплуатационные затраты, потери урожая при изменении продолжительности работ, нормативную эффективность технических и трудовых ресурсов. На основании разработанных оценок условий сезонов-аналогов и экономико-математической модели решена задача составления допустимого расписания производственных процессов. Алгоритм задачи допустимого расписания реализован в соответствующих программных комплексах. Оптимальное регулирование работ, выполняемых агрегатами на базе тракторов МТЗ-82 и МТЗ-1221 в агрофирме «Борская», позволило снизить их необходимое количество с 15 до 6 шт. и с 8 до 7 шт. соответственно.
Перспективные технологические карты на возделывание и уборку сельскохозяйственных культур уточнены обоснованными способами технолого-технического резервирования по сезонам-аналогам.
Экспериментальная проверка методов сезонного резервирования и использования технолого-технических средств с помощью разработанного алгоритма автоматизированной системы проектирования стратегического состава МТП имитационным моделированием с «погружением» оптимальных составов МТП сезонов-аналогов в типовые условия сезонов подтвердила их эффективность. Комплексные затраты при использовании оптимального МТП теплого сезона-аналога минимальны для условий теплого сезона и составляют 23 318 тыс. руб.; затраты оптимального МТП умеренно-теплого сезона - 22 151 тыс. руб. и т.д.
Осуществлена производственная проверка эффективности методов сезонного использования резервных технологических комплексов в хозяйствах, входящих в агрохолдинг «Птицефабрика Сеймовская».
На примере РТК, состоящего из 12 комбайнов марки «Claas», которые до начала уборки зерновых в Нижегородской области доставлены на трейлерах в Южный ФО, где намолотили дополнительно 14 000 т. зерна, подтверждены теоретические предпосылки о возможности и целесообразности работы зерновых комбайнов в других регионах с учетом зависимости сроков уборки сельскохозяйственных культур от теплообеспеченности.
Доказана необходимость выделения из сформированного (стратегического) состава МТП резервных технологических комплексов в соответствии с производственными задачами и погодными условиями текущего и предстоящего сезонов. В 2008 г. для уборки озимых зерновых культур в хозяйствах агрохолдинга, расположенных в южных районах Нижегородской области, были сформированы три РТК в предприятиях северных, центральных районов Нижегородской области и Кабардино-Балкарской Республики: «Север», состоящий из четырех «Mega»; «Восток» - из шести «Mega» и двух «Lexion»; «Кабардин» - из двух «Mega». Годовой экономический эффект от снижения потерь урожая составил 8 366 тыс. руб.
Подтверждена целесообразность привлечения в агрофирму «Земля Сеченовская» на сезонную работу студентов инженерного факультета НГСХА с формированием УТК. Интенсивное использование техники в составе УТК позволило получить эффект в сумме, равной 1 755 тыс. руб.
Обоснована целесообразность выделения из всего комбайнового парка агрофирмы «Земля Сеченовская» постоянного РТК, состоящего из комбайнов марок СК-5, «Mega» и КЗС-3, для проведения уборочных работ в соседнем хозяйстве (агрофирма «Сеченовская»), входящем в состав агрохолдинга. Прибыль от использования РТК составила более
1 500 тыс. руб.
Разработаны рекомендации по формированию и использованию стратегического состава МТП и сезонных технолого-технических средств. Стратегический состав МТП агрофирм определяется по потребности в технике умеренно-теплого сезона. Сезонный резерв технолого-технических средств для агрофирмы «Борская» формализован в МТС. Количество тракторов и СХМ МТС устанавливается из разности в потребности агрофирмы в технике умеренно-теплого и умеренно-холодного сезонов. В условных эталонных тракторах это выражается: во все сезоны в агрофирме необходимо содержать стратегический парк тракторов в 32,15 у.э.тр., в том числе 27 у.э.тр. в хозяйствах и 5,15 у.э.тр. в МТС. В холодный сезон на полях хозяйств дополнительно должны работать 3,95 у.э.тр. из МТС (1,2 у.э.тр. - на стороне). В умеренно-холодный сезон потребности в тракторах МТС со стороны хозяйств нет: все они будут работать на стороне. В средний сезон-аналог на полях хозяйств дополнительно будет работать 2,4 у.э.тр. из МТС (2,75 у.э.тр. - на стороне). В умеренно-теплый и теплый сезоны-аналоги все тракторы МТС будут работать на полях агрофирмы. Однако в теплый сезон необходимо компенсировать дефицит в технике агрофирмы (2,95 у.э.тр.) двусменной работой агрегатов на нарезке борозд, посадке, междурядных обработках и уборке картофеля, при посеве яровых зерновых и междурядной обработке кукурузы.
Общий ожидаемый экономический эффект от внедрения оптимального (стратегического) состава МТП и сезонного использования МТС составил 2 787 тыс. руб. (2 069 тыс. руб. фактически), в том числе за счет сокращения потерь урожая - 1 331 тыс. руб., за счет сокращения затрат на технику, не используемую в агрофирме и применяемую на стороне - 1 456 тыс. руб.
Эффективность от внедрения методов сезонного резервирования и использования технологических систем в предприятиях Нижегородской области и Приволжского федерального округа выразилась в снижении комплексных затрат от использования МТП на 11-15 % и получении дополнительной прибыли за счет оказания услуг резервными технологическими комплексами.