книги из ГПНТБ / Жукевич, К. И. Методы экономической оценки сельскохозяйственных машин и технологий

кладных научных исследований по созданию новых и совершенствова­ нию конструкций существующих машин, а также разработке новых технологий механизации сельскохозяйственного производства долж­ на служить экономическая эффективность внедрения в производство результатов научных разработок. Экономический эффект, получен­ ный путем сопоставления затрат и результатов при сравнении ва­ риантов, должен стать тем экономическим барьером, который поз­ волит объективно отклонять недостаточно эффективные варианты, поддерживать и развивать необходимый уровень прогресса техники.

Следовательно, база сравнения оказывает существенное влия­ ние на точность и достоверность расчета экономического эффекта, поэтому выбору и обоснованию ее необходимо уделять серьезное внимание на всех этапах создания сельскохозяйственной техники.

В Типовой методике £‘15 '] на уровне макроэкономики опре-. делены общие требования к выбору базы сравнения экономической эффективности капитальных вложений для всех отраслей народного хозяйства. Вместе с тем специфика производства и практика рас­ четов экономической эффективности сельскохозяйственной техники обусловливают необходимость конкретизации, детализации и уточ­ нения этих требований применительно к отрасли и в зависимости от этапа ее создания. «

Так, на стадии предпроектных научных исследований по выбо­ ру рационального типа рабочих органов и общей технологической схемы новой машины, обоснованию параметров и режимов ее работы, при разработке технического задания на проектирование и в на­ чальной стадии проектирования решается важный вопрос о том, достаточно ли прогрессивна новая машина. На этих этапах соз­ дания новой техники при проведении технико-экономических рас­ четов научно-исследовательскими и проектными организациями за базу для сравнения должны приниматься лучшие образцы не только имеющихся в производстве, но и находящихся в стадии проектиро­ вания отечественных и зарубежных машин.

На стадии испытаний и постановки новых машин на производ­ ство за базу для сравнения принимаются лучшие производственные образцы, которые заменяет новая техника. Важным вопросом при этом является детальный учет технико-экономических показателей сравниваемых машин и естественно-производстве!нных условий зоны

10

роко применять. Однако он не исключает вариантного метода, ис­ пользуемого в расчетах сравнительно!? экономической эффективнос­ ти ново! техники, где ставится задача сравнения вариантов между

ссбой.

Взависимости от характера задач и числа неизвестных пере­ менных величин для решения экстремальных задач используются ап­ парат математического анализа и методы оптимального программи­ рования. Как известно, решение либо! экстремальной задачи сос­ тоит из четырех этапов: постановка задачи, выбор и обоснование оценочного критерия, составление математической модели и соб­ ственно решение задачи. Научная объективность, достоверность и практическая значимость результатов решения любой задачи в зна­ чительной степени зависят от всех этапов.

Рассмотрим три первых этапа с точки зрения их экономичес­ кой правомерности, поскольку именно ими заняты экономисты, ин­ женеры и другие специалисты сельского хозяйства. Учитывая, что постановка задачи и математическое моделирование ее тесно свя­ заны между собой, рассматривать их будем совместно. Необходимо отметить, что специфика естественно-производственных условий и сезонность эксплуатации сельскохозяйственной техники оказывают суяественное влияние на правомерность постановки той или «ной задачи и выбор методов ее решения.

При постановке и моделировании любой технико-экономичес­ кой задачи, связанной с использованием новой сельскохозяйствен­ ной техники, в математическую модель закладывается определенная

организация сельскохозяйственного производства, определенные формы и методы использования техники. Поэтому, чем правильнее учтены реальные условия и методы организации использования тех­ ники в колхозах и совхозах, тем обоснованнее результаты решения задачи. Однако этому важному методическому вопросу не всегда уделяют должное внимание.

Известно, что широкое распространение получил метод эко­ номико-математического моделирования и решения экстремальной задачи об оптимальных параметрах новых рабочих органов, пара­ метрах и режимах работы новых машин и агрегатов.

В области механизации сельского хозяйства одна из задач отыскания оптимальной рабочей скорости naxotHoro агрегата впер­ вые решена М.И.Медведевым 51 ]. Составленная им в Гп36 г.

12

модель представляет собой функцию себестоиности вспашки в зави­ симости от рабочей скорости агрегата. Все элементы структуры себестоимости I га вспашки выражены в функции поступательной скорости агрегата, в результате чего была получена Функция с одной независимой переменной величиной:

где С - себестоимость (эксплуатационные издержки) вспашки,

руб/га;

гг , м.и.Медведев получил достаточно простую расчетную форму­ лу для определения оптимальной скорости вспашки. При решении

данной задачи технико-экономические параметры трактора и плуга предполагались известными, а закон изменения тягового со­ противления плуга в зависимости от скорости принят по формуле

акад.В.П.Горячкина. Рассчитанные наиболее экономичные скорости

(9-1I км/ч для тракторов СТЗ-ХТЗ и несколько выие для тракторов ЧТЗ) свидетельствовали уже в тот период об экономической целе­ сообразности повышения рабочих скоростей примерно в два раза по сравнению с исходной (4-5 км/ч). Постановка задачи по отысканию

оптимального режима эксплуатации (скорости вспашки) пахотного агрегата правомерна лишь при условии, что заранее реиен вопрос

оцелесообразности использования такого трактора на вспаике и

оширине захвата плуга к данному типу трактора.

Вдальнейшем была решена экстремальная технико-экономичес­ кая задача по отысканию двух независимых параметров мобильных машинно-тракторных агрегатов: рабочей скорости и ширины захвата. Это вызвано тем, что на производительность мобильных агрегатов,

аследовательно, и себестоимость работ влияет как рабочая ско­ рость, так и ширина захвата. Задача по отысканию вагинального сочетания двух независимых параметров агрегата впервые рейена

автором в 1959 г. /"17 J, в частности экстреиаяьная задача по

кПервая цифра обозначает номер главы, вторая - параграфа,

третья - |юрмулы.

13

обоснованию оптимальной рабочей скорости и ширины захвата трак­ торного агрегата для сплошной культивации почвы.

Функциональная зависимость себестоимости I га культивации от рабочей скорости и ширины захвата представлена в виде

с неразделяющимиоя переменными В и тг , решение системы уравнений осуществлялось графоаналитическим методом.

Технико-экономическая задача по определению двух независи­ мых параметров агрегата и метод ее решения в дальнейшем получили широкое применение в работах ЦНМ1ШСХ, ВИСХОМ и других научноисследовательских организаций для отыскания оптимального соотно­ шения рабочей скорости и ширины захвата почвообрабатывающих, посевных, уборочных агрегатов. Во всех задачах сначала применял­ ся стоимостной критерий - себестоимость единицы работы, а в последующее время - приведенные затраты.

14

В.В.Кацыгин, обобщая задачу по отысканию оптимального со­ отношения двух независимых параметров мобильных тракторных аг­ регатов, путем определенных допущений и упрощений отдельных исходных зависимостей получил общую функциональную зависимость

получены в общем виде расчетные формулы:

?(в) “ ВСпгРЧ>М ,

которые позволяют найти значение любого параметра, если другой из них задан.

Определим область применимости такой задачи. Функция (1.4.2) себестоимости единицы работы (руб/га) составлена в предположе­ нии, что годовая загрузка любого агрегата, состоящего из трак­ тора и почвообрабатывающего, посевного или другого орудия, мо­ жет быть полностью осуществлена только на одном виде работ.

Это означает, что агрегаты с оптимальными параметрами весь свой годовой фонд времени будут только пахать, культивировать, сеять. При таком условии постановка подобных задач экономически право­ мерна, а их решение имеет практический смысл.

Известно, однако, что в связи с сезонностью сельскохозяй­ ственного производства на практике бывает иначе: трактор одного и того же типа и класса в течение года агрегатируется со многи­ ми машинами и орудиями для выполнения различных видов работ.

В математическую модель (1.4.2) заложены технико-экономические показатели не только сельскохозяйственных машин и орудий, но и агрегатируемых с ними тракторов. Поэтому оптимальные параметры

вательно, для каждого вида работ, согласно такой постановке задачи, получается свой оптимальный трактор, что не соответст­ вует действительности.

Несоответствие .математической модели (1.4.2) действитель­ ным условиям организации использования сельскохозяйственной

15

техник* привело к тону, что определенные, например,в ЦНИМЭСХ /IV. 27, 35, 40.7 оптимальные параметры агрегатов оказались не­

сопоставимыми между собой (табл.1-1).

Таблица I-I

Как видно из* таблицы, на одной работе применяется колес­ ный трактор, а на трех остальных - гусеничные. Поскольку усло­ вие занятости трактора в течение года на одном виде работ прак­ тически невыполнимо, то в действительности трактор работает со многими манинамн. Таким обрааои, на экономические показатели, например пахотных агрегатов, оказывают влияние многие другие

агрегаты, и наоборот. Однако эти взаимосвязи в модели не учтены. Следовательно, экстремальная экономическая, задача (1.4.2) по отысканию оптимального значения скорости и ширины захвата мо - бяльных маямнно-тракторных агрегатов и иетод ее решения не при­ годны для определения этих параметров и состава парка тракторов в процессе разработок новой сельскохозяйственной техники.

Эта задача не применима также для оптимального распределе­ ния видов и объемов работ и выбора оптимальных агрегатов для их

выполнения по подразделениям или хозяйству в целом. Математи­

ческая модель (1.4.2) имеет ограниченное применение и может быть использована лишь для выбора оптимальных значений скорости и яирины захвата в тех случаях, если заранее определены тип и ко­ личество тракторов для выполнения механизированных работ.

Рассматриваемая экстремальная задача имела известную прак­ тическую значимость в то время, когда не были разработаны ме­ тоды решения таках задач по оптимизации параметров и режимов ряботн машинно-тракторного парка в целом с учетом взаимосвязей

16

всех агрегатов.

В настоящее время многие научно-исследовательские органи­ зации (ВИМ, СибйМЭ, РИСХМ, ВЙЭСХ, ВЦ Госплана УССР, УНИШЭСХ, НИМЭМП Госплана БССР, ЦН'ОДЭСХ, ВНИЙМЭСХ и др.) работают над проблемой моделирования и обоснования перспективного типажа тракторов и структуры 'ДТП. Разработаны модели для обоснования структуры МТП при условий полного укомплектования хозяйств но­ выми машинами; оптимального пополнения хозяйств техникой, что вызвано необходимостью замены изношенных машин новыми и тенден­ цией роста технической оснащенности колхозов и совхозов. Из­ вестны также модели для расчета оптимального плана использова­ ния техники, уже имеющейся в хозяйствах.

Указанные экстремальные задачи являются экономическими, так как оптимальное решение их отыскивается по минимуму приведен­ ных затрат или себестоимости выполнения всего годового объема механизированных работ. Следует отметить, что постановка и ме­ тоды решения экстремальных экономических задач по отысканию об­ щего оптимума всего парка машин с учетом их взаимосвязей, а не отдельных изолированных машинно-тракторных агрегатов, лишены Тех принципиальных недостатков, которые были отмечены выше.

Так, оптимальное решение экстремальной задачи по всему парку сельскохозяйственных машин в целом позволяет одновременно обос­

выбрать тип и количество тракторов и сельскохозяйственных ма­ шин, обеспечивающих общий оптимум.

В математических моделях по оптимизации парка машин в целом не принималась во внимание реально существующая взаимо­ связь между эффективностью использования в колхозах и совхозах техники и рабочей силы, в первую очередь механизаторов, т.е. недостаточно учитывался принцип отыскания общего оптимума ис­ пользования всех основных ресурсов производства в хозяйствах. Так, например, в результате проведенных в ЦНЙИМЭСХ исследований обоснованы нормативы оптимальной потребности колхозов и совхо­ зов БССР в технике при двухсменном ее использовании длн комп­ лексной механизации растениеводства. В то же время анализ пока­ зал, что при оснащении хозяйств техникой, согласно этим норма-

1?

тивам, и реализации плана двухсменного ее использования при комплексной механизации сельскохозяйственного производства по­ лучается слишком низкая годовая занятость трактористов-машинис- тов непосредственно по специальности, а следовательно, и низкий среднемесячный заработок на механизированных работах.

При этом необходимо иметь в виду, что при комплексной механизации сельскохозяйственного производства нет оснований считать, что остальной фонд рабочего времени механизаторов бу­ дет полностью использован для выполнения в хозяйстве других работ. Видимо, необходимостью повышения эффективности использо­ вания рабочего времени механизаторов по специальности в значи­ тельной мере объясняется устойчивая тенденция (за 1940-1970 гг. уменьшения в колхозах и совхозах страны отношения количества трактористов-машинистов к числу тракторов и закрепления за каж­ дым механизатором одного трактора. Поэтому проблему потребности в технике в настоящее время уже нельзя решать оторванно от проб лемы потребности и занятости механизаторов, так как в условиях комплексной механизации сельскохозяйственного производства по существу она составляет единую экстремальную задачу эффективно­ го использования производительных сил в сельском хозяйстве. Одностороннее решение данной проблемы не может гарантировать общего оптимума.

В поисках рациональных методов использования сельскохозяй­ ственной технини в колхозах и совхозах часто ставится и решает­ ся экстремальная задача выбора типа и обоснования оптимального соотношения сопряженно работающих машин для механизации какоголибо одного технологического процесса, например уборки карто­ феля, сахарной свеклы и т.п. При этом исходят из того, что в хозяйствах имеется определенное количество тракторов, автомо­ билей и различных сельскохозяйственных машин и чтобы, например, для комбайновой уборки картофеля из имеющихся в хозяйстве авто­

Естественно, что такой типфйдач носит более локальный характер, чем предыдущий, так как из всего парка машин предпо­ лагается только часть их использовать с максимальной эффектив­

18

ностью. С точки зрения принципа повышения общей экономической эффективности общественного производства, постановка такой зада­ чи экономически правомерна лишь при условии, что в период убор­ ки картофеля никакие другие работы в хозяйствах не выполняются, т.е, свободные от уборки картофеля техника и рабочая сила в этот период в хозяйствах не используются. Поэтому наиболее эф­ фективная организация механизированной уборки картофеля будет способствовать повышению эффективности производства хозяйства в целом.

Однако в действительности в условиях БССР, например, опти­ мальные агротехнические сроки уборки картофеля приходятся в ос­ новном на сентябрь - самый напряженный период, когда все сред­ ства механизации и трудовые ресурсы в хозяйствах полностью за­ няты и ощущается даже их недостаток. Следовательно, приведенная постановка экстремальной задачи неправомерна.

Экономически правильной была бы постановка следующей экстре­ мальной задачи оперативного планирования использования техники: распределить имеющуюся в хозяйстве технику и трудовые ресурсы для выполнения всех видов работы в заданный период и организо­ вать их использование так, чтобы на всех видах работ свести к минимуму общие производственные затраты за период, в том числе и на уборке картофеля.

Такая постановка задачи соответствует принципу повышения экономической эффективности общественного производства в колхо­ зах и совхозах. Действительно, если производство в каждый пе­ риод будет осуществляться с минимальными затратами, то и общие годовые затраты хозяйств будут минимальными. Что касается ма­ тематических моделей и Методов решения подобных задач, то они могут быть различными в зависимости от количества работ в плани­ руемый период, а также от того, какие параметры необходимо полу­ чить в результате решения задачи.

В практике технико-экономических исследований по механиза­ ции сельского хозяйства довольно распространенной является за­ дача об эффективности использования в колхозах и совхозах авто­ мобильных и тракторных транспортных средств для технологических, внутрихозяйственных и внехозяйственных грузоперевозок. Цель по­ становки и решения такой задачи заключается в выборе и обосно­

19