1.4. Технико-экономическое моделирование технологических процессов в растениеводстве

Для выполнения тех или иных работ в сельском хозяйстве могут использоваться самые разные технические средства, значительно отличающиеся по производительности и технико-экономическим показателям. В этих условиях особую значимость приобретают правильная оценка машинно-тракторных агрегатов, особенно на стадии проектирования новых машин и технологических комплексов, и при определении потребности предприятий в технике. Комплексный анализ факторов, влияющих на эффективность системы производственных процессов, позволяет сформировать функцию цели – максимум прибыли, т.е. стоимость продукции возделываемых культур с учетом потенциальной урожайности за вычетом совокупных затрат, стоимости снижения урожая от несвоевременного выполнения работ и потерь продукции от несоответствия процессов технологическим требованиям [7, 8].

где У – урожайность культуры с вычетом расхода на семена, ц/га; Cп – стоимость производимой продукции, руб./ц;

З – затраты на производство продукции, руб./га; Псез – сезонные потери от несвоевременности работ, руб./га;

Птех – технологические потери урожая от уплотнения почвы движителями тракторов, руб./га.

В общем виде целевая функция примет следующий вид, руб./га:

−0,5 Kп Сп Uк Dдн −Сп FFп Uк Qп max,

21

где γт, γсхм, γмех – доля занятости трактора, сельскохозяйственной машины и механизатора на выполнении данной технологической операции, доля;

Wч – часовая производительность агрегата, га/ч;

tсм – время смены, ч;

Kсм – коэффициент времени смены;

Dдн – количество дней на выполнение работы, дн.;

Kп – коэффициент учета потерь урожая, доля/день;

Cп – цена реализации продукции, руб./ц;

Uк – урожайность культуры, ц/га;

Qп – потери урожая по следу движителя, %;

Fп – уплотненная площадь движителями, га;

F– обработанная площадь, га;

Бп – пропорциональные затраты, руб./га; Зп – затраты на заработную плату, руб./га;

Гсм – затраты на топливо-смазочные материалы, руб./га;

X – затраты на химические средства защиты растений, руб./га; Y – затраты на органические и минеральные удобрения, руб./га; Т – эффективность трудовых ресурсов, руб./год.

Таким образом, в основу проектирования производственных процессов в земледелии должна быть заложена зависимость конечного результата от комплекса технико-технологических, химикобиологических, природно-климатических, организационных и со- циально-демографических факторов, а также их взаимовлияние на урожайность полей и качество реализуемой продукции.

1.5. Работоспособность и сезонная нагрузка на примере зерноуборочных комбайнов

При проектировании технологических процессов необходимо учитывать техническое состояние или работоспособность используемых машин. Под работоспособным состоянием понимается состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

22

Одним из комплексных показателей надежности является коэффициент готовности машин. Он определяет вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается.

Коэффициент готовности определяется зависимостью [8, 9]:

где tp – суммарное время в работоспособном состоянии при выполненииj j-й работы (обмолот, косовица и др.), ч;

tу.оj – суммарное время устранения последствий отказа при выполнении j-й работы, ч;

tожид – суммарное время ожидания по организационным при-

j

чинам при выполнении j-й работы, ч.

Для обоснования рационального уровня сезонной нагрузки в зависимости от технической готовности зерноуборочных комбайнов (ЗУК) разработана целевая функция на основе минимума затрат [10]:

где З – затраты на привлечение техники, руб./га; П – ущерб от потерь продукции, руб./га;

Зсрзап , Зт – затраты на техническое обслуживание, ремонт, хранение и топливо зерноуборочного комбайна в зависимости от коэффициента готовности.

Исследование целевой функции позволило выявить рациональный уровень технической готовности ЗУК в хозяйствах с различной площадью уборки зерновых культур (рис. 1.1).

В результате моделирования выявлена зависимость сезонной нагрузки от коэффициента готовности зерноуборочного комбайна 3-го класса при различной стоимости возделываемой продукции. С увеличением сезонной нагрузки на комбайн со 125 до 300 гектаров при стоимости продукции 10 500 руб./га целесообразно увеличение коэффициента технической готовности с 0,4 до 0,8. Увеличение

23

стоимости производимой продукции предъявляет требование к увеличению коэффициента готовности до 20%.

Qсм = 10 га; n = 1; У = 20 ц/га; Ст.у = 35 руб./кг; Тсм = 8 часов; Kсм = 1,5; Kп.у = 0,95

Рис. 1.1. Зависимость сезонной нагрузки от показателя надежности ЗУК (3 класса)

В крупных агрохолдингах при низкой надежности и высокой нагрузке комбайнов необходимо повысить их надежность или планомерно обновлять парк технологических машин. Использование различных сортов и культур снижает требования к надежности зерноуборочных комбайнов (рис. 1.2).

Моделированием установлено, что при использовании монокультуры рациональный уровень коэффициента готовности должен принимать максимальное значение. При внедрении различных сортов и культур рациональный уровень коэффициента готовности снижается до 0,65, что позволит снизить затраты на привлечение техники.

24

Рис. 1.2. Зависимость суммарных затрат от коэффициента готовности ЗУК при различном сочетании сортов и культур

Установлено, что при увеличении сезонной нагрузки на комбайн от 150 до 350 гектаров рациональный коэффициент готовности для ЗУК повышается с 0,4 до 0,85. Разработанная экономикоматематическая модель позволяет определить уровень надежности и оптимальный вариант выбора зерноуборочного комбайна с рациональной рыночной ценой и его наработкой. На основе экономи- ко-математического моделирования получено выражение, позволяющее определить рациональный коэффициент готовности технологических машин в зависимости от их суммарной наработки, сезонной нагрузки, сочетания различных по скороспелости сортов, культур, их стоимости и урожайности, других природных и производственных факторов.

Со снижением сезонной нагрузки на технологическую машину суммарные затраты снижаются за счет сокращения потерь продукции и затрат на ее привлечение. Интенсивно суммарные затраты

25