Тема 1.4. Эффективность маневрирования взаимозаменяемыми

машинными агрегатами

Цель – научить студентов снижать затраты на выполнение механизированных работ путем маневрирования составом машинных агрегатов при обработке полей, отличающихся размерами, рельефом и формой.

Задание

1. Изучите методику оценки эффективности маневрирования взаимозаменяемыми машинными агрегатами.

2. Составьте перечень предпочтительных машинных агрегатов для выполнения заданной работы на полях, отличающихся размером, рельефом или формой (см. индивидуальное задание).

3. Установите для каждого машинного агрегата основные технико-экономические показатели использования (см. таблицы 2.1…2.7):

• расход топлива;

• сменную производительность;

• себестоимость единицы выполненной работы.

4. Примите в качестве базового агрегата применяемый в хозяйстве агрегат.

5. Рассчитайте на персональном компьютере эффективность замены базового агрегата наиболее предпочтительными агрегатами для обработки каждого поля.

6. Составьте перечень предпочтительных машинных агрегатов для обработки каждого поля.

7. Сделайте краткий анализ результатов расчетов.

1.4.1. Общие сведения о маневрировании

взаимозаменяемыми машинными агрегатами

Взаимозаменяемыми машинными агрегатами называют одинаковые по назначению, но разные по составу агрегаты. Все взаимозаменяемые агрегаты должны обеспечивать высокое качество выполняемых работ (технологических операций). Они могут отличаться по количеству одинаковых машин в агрегате, например МТЗ-80+КПС-4М и Т-150К+СГП-10,8+КПС-4М (3 шт.), или по маркам одинаковых по назначению машин, например МТЗ-80+КПС-4М и ХТЗ-121+КПС-8 и т.д.

Разумеется, разные по составу взаимозаменяемые машинные агрегаты за счет разной рабочей скорости, разной ширины захвата, разного количества обслуживающего персонала, разной балансовой стоимости машин, их разной надежности и т.д. отличаются по производительности, удельным трудовым затратам, расходу топлива и себестоимости единицы выполненной работы. Но технико-экономические показатели каждого агрегата не остаются постоянными. Они изменяются при изменении размеров, рельефа и формы обрабатываемых полей, при изменении влажности, плотности и структуры почвы. Причем интенсивность изменения технико-экономических показателей у разных агрегатов разная.

Маневрировать машинными агрегатами – значит сравнивать эффективность использования всех взаимозаменяемых машинных агрегатов и выбирать для выполнения каждой технологической операции наиболее предпочтительные агрегаты с учетом конкретных условий проведения механизированных работ.

Маневрировать взаимозаменяемыми машинными агрегатами необходимо по следующим причинам:

1. В

   каждом хозяйстве условия использования машинных агрегатов, как правило, изменяются в больших пределах (неодинаковые размеры, рельеф и форма полей, непостоянные объемы выполняемых технологических операций).

2. Технико-экономические показатели каждого агрегата зависят от условий его использования. При изменении условий использования сменная производительность разных по составу взаимозаменяемых агрегатов, расход топлива и себестоимость единицы выполненной работы изменяются по разному.

3. При резком изменении условий использования достоинства и недостатки сравниваемых взаимозаменяемых агрегатов перераспределяются и, как следствие, изменяется предпочтительность их использования.

4. В напряженные периоды полевых работ, когда в хозяйствах одновременно выполняют несколько технологических операций, возможности комплектования наиболее эффективных машинных агрегатов ограничиваются имеющимся в хозяйстве перечнем тракторов и сельскохозяйственных машин. Для таких периодов замена одних агрегатов другими агрегатами всегда вынужденная и может привести к большим убыткам. Чтобы предотвратить возможные убытки, связанные с вынужденной заменой агрегатов в напряженные периоды полевых работ, эффективность вариантов маневрирования агрегатами прорабатывают с учетом имеющейся в хозяйстве техники и объемов всех одновременно выполняемых технологических операций.

Весьма важно понимать, что проблема использования машинных агрегатов в условиях Донбасса очень осложняется большим разнообразием полей в каждом хозяйстве. Около 6% полей имеют площадь до10 га, свыше 11% полей имеют площадь от 10 до 20 га и совсем немного полей площадью свыше 100 га (17%). Даже в пределах одного севооборота площадь полей (рабочих участков) нередко изменяется в 5…16 раз, а длина гона в 5…8 раз [20].

Л

юбой машинный агрегат обеспечивает высокую эффективность использования только при работе на одинаковых полях, но почти в каждом хозяйстве Луганской области поля разные по площади, рельефу и форме. Наиболее эффективный агрегат, например, Т-150+СЗ-10,8 при работе на полях площадью 100 га становится неэффективным при работе на полях площадью менее 30 га. Это значит, что для посева зерновых культур на небольших полях вместо этого агрегата эффективнее использовать другие агрегаты, например, ЛТЗ-155 + СЗ-5,4 или МТЗ-80+СЗ-3,6А (табл. 2.6).

Разумеется, замена любого агрегата должна быть экономически обоснованной. Маневрирование агрегатами оправдывается, если хозяйство от этого получает прибыль. При неправильном маневрировании хозяйству могут быть нанесены убытки.

При относительно постоянных капитальных вложениях экономическую эффективность от внедрения новшеств по использованию техники рассчитывают по изменению себестоимости единицы выполняемой работы, т.е. без учета величины удельных капитальных вложений [27].

Таким образом, если в хозяйстве при выполнении механизированных работ осуществляется замена одних агрегатов другими взаимозаменяемыми агрегатами без приобретения новых сельскохозяйственных машин и новых тракторов, экономическая эффективность маневрирования машинными агрегатами согласно формуле (1.4.1) зависит только от себестоимости единицы выполняемой работы с использованием сравниваемых агрегатов.

Между тем нетрудно убедиться в том, что на практике встречаются ситуации когда при использовании сравниваемых агрегатов обеспечивается равная или примерно равная себестоимость единицы выполняемой работы, но агрегаты очень существенно отличаются по сменной производительности и удельным трудовым затратам. Например, при дисковании почвы на поле площадью 100 га (длина гона 950 м; уклон 1,7%; форма правильная) агрегатом МТЗ-80+БДВ-3 себестоимость единицы работы составляет 73,87 грн/га. Если этот агрегат заменить агрегатом ХТЗ-17221+БДШ-8,2, себестоимость единицы работы будет составлять 77,26 грн/га, т.е. практически не меняется. Но сменная производительность первого агрегата равна 14,96 а второго 35,42 га/смену. Затраты труда при использовании первого агрегата составляют 0,47, а при использовании второго агрегата 0,20 чел-ч/га (табл. 2.2).

Значит при оценке экономической эффективности использования сравниваемых агрегатов следует учитывать изменения не только в себестоимости единицы выполняемой работы, но и изменения в сменной производительности агрегатов и изменения в затратах труда на единицу выполненной работы.

1.4.2. Эффективность замены машинных агрегатов

Практически любую сельскохозяйственную работу можно выполнять разными по составу взаимозаменяемыми агрегатами. Причем каждый из сравниваемых агрегатов имеет свои преимущества и недостатки: они могут отличаться рабочей скоростью, шириной захвата и т.д. При расчете экономической эффективности замены одного агрегата другим агрегатом следует учитывать три источника получения прибыли:

• изменение себестоимости единицы механизированных работ;

• изменение сменной производительности агрегатов:

• изменение величины удельных трудовых затрат.

Примечание. Изменение величины удельных капитальных вложений учитывают, если в хозяйстве для выполнения механизированных работ составляют новые машинные агрегаты с новыми тракторами и новыми или модернизированными сельскохозяйственными машинами.

Годовой экономический эффект при изменении себестоимости единицы работы (Э_с ), выполняемой сравниваемыми агрегатами:

Э_с=(С_{Б } - С_н )F_{р ,} (1.4.1)

где С_Б и С_н - себестоимость единицы работы, полученная при использовании базового и нового (заменяющего) агрегатов, грн/га.

Е

сли заменяющий агрегат имеет более высокую сменную производительность по сравнению с применяемым (базовым) агрегатом, то его можно использовать для выполнения механизированных работ в своем хозяйстве и выполнять работы по заказам других хозяйств (сторонних организаций). Годовой экономический эффект, обусловленный изменением сменной производительности агрегатов (Э_w ) определяют по формуле:

Э_w =(W_н– W_Б )(F_р/W_Б)С_н У_р, (1.4.2)

где W_н и W_Б - сменная производительность нового (заменяющего) и базового агрегатов, га/смену;

У_р – уровень рентабельности механизированных работ.

При изменении количества обслуживающего машинный агрегат персонала высвободившиеся работники переводятся на другие работы и производят дополнительную для хозяйства продукцию. Годовой экономический эффект, обусловленный изменением удельных трудовых затрат на единицу выполненной сравниваемыми агрегатами работы оценивают по формуле:

Э_зт =(З_ТБ –З_тн ) (П_г /Ф_г)У_рF_р , (1.4.3)

где З_ТБ – удельные трудовые затраты при использовании базового агрегата, чел-ч/га;

З_тн - удельные трудовые затраты при использовании нового агрегата,

чел-ч/га.

П_г –годовая производительность одного работника, грн;

Ф_г – годовой фонд рабочего времени одного работника, ч.

С учетом формул (1.4.1...1.4.3) годовая эффективность маневрирования машинными агрегатами (замены одного агрегата другим агрегатом) будет равна:

Э_г =Э_с +Э_w +Э_зт (1.4.4)

Пример 1.4.1. Расчет экономической эффективности замены агрегата МТЗ-80+КПС-4М агрегатом Т-150К+КПС-8 при выполнении предпосевной культивации почвы.

Условия работы и технико-экономические показатели сравниваемых агрегатов приведены в таблице 1.4.1.

Таблица 1.4.1- Условия работы и технико-экономические

показатели взаимозаменяемых машинных агрегатов

Показатели	Числовые значения показателей
Условия работы агрегатов
1. Объем работы, га	300
2. Площадь полей, га	30
3. Длина гона, м	520
4. Уклон, %	1,7
5. Форма полей	Правильная
Базовый агрегат МТЗ-80+КПС-4М
6. Сменная производительность агрегата, га/смену	18,40
7. Расход топлива агрегатом, кг/га	3,79
8 . Себестоимость единицы работы, грн/га	46,26
9. Удельные трудовые затраты, чел-ч/га	0,38
10. Годовая нормативная загрузка, ч	230
Заменяющий агрегат Т-150К+КПС-8
11. Сменная производительность агрегата, га/смена	34,93
12. Расход топлива агрегатом, кг/га	3,96
13. Себестоимость единицы работы, грн/га	54,05
14. Удельные трудовые затраты, чел-ч/га	0,20
15. Годовая нормативная загрузка, ч	230

Продолжение табл. 1.4.1

Показатели	Числовые значения показателей
Общепроизводственные показатели
16. Комплексная цена дизельного топлива, грн/кг	6,3
17. Уровень рентабельности механизированных работ и механизированных услуг, %	20
18. Годовая производительность одного работника, грн	108900
19. Годовой фонд рабочего времени, ч	1890

Р

езультаты расчетов

Годовой экономический эффект, обусловленный изменением себестоимости единицы работы при замене агрегатов (формула 1.4.1):

Э_с=(46,26_ - 54,05)300= - 2337,00 грн.

Годовой экономический эффект, обусловленный изменением сменной производительности сравниваемых агрегатов (формула 1.4.2):

Э_w =(34,93– 18,40 )(300/18,40)54,05 0,20=2913,41 грн

Годовой экономический эффект, обусловленный изменением удельных трудовых затрат при использовании сравниваемых агрегатов (формула 1.4.3):

Э_зт =(0,38 –0,20 ) (108900/1890)0,20300=611,43 грн

Суммарный годовой экономический эффект (формула 1.4.4):

Э_г = - 2337,00+2913,41+611,43=1187,84 грн.

Таким образом, годовой экономический эффект при замене агрегата МТЗ-80+КПС-4М агрегатом Т-150К+КПС-8 при проведении предпосевной культивации почвы на площади 300 га составляет 1187,84 грн.

3. Экономическое обоснование вариантов

маневрирования машинными агрегатами

Компьютерная программа «Экономическая эффективность маневрирования машинными агрегатами» позволяет сравнивать технико-экономические показатели базового агрегата с соответствующими показателями трех заменяющих агрегатов. В качестве базового агрегата может быть принят любой применяемый в сельскохозяйственном производстве машинный агрегат.

Ч

тобы оценить экономическую эффективность маневрирования взаимозаменяемыми машинными агрегатами, сначала подготавливают таблицу исходных данных (см. таблицу 1.4.1). Для подготовки такой таблицы используют технико-экономические показатели машинных агрегатов, приведенные в разделе 2 данного учебно-справочного пособия, или информацию приведенную в литературе [30, 31 и др.]. Можно также использовать имеющуюся в хозяйстве информацию о технико-экономических показателях применяемых машинных агрегатов.

Сначала в компьютер вводят общую информацию об условиях работы машинных агрегатов: наименование выполняемой работы (технологической операции), объем выполняемой работы, среднюю площадь полей, длину гона, уклон и форму полей. Далее указывают состав базового агрегата и варианты заменяющих агрегатов. По каждому агрегату в соответствующие ячейки вводят:

• Сменную производительность агрегата, га/ смена;

• Расход топлива на единицу выполненной работы, кг/га;

• Себестоимость единицы выполненной работы, грн/га;

• Годовую нормативную загрузку, ч;

• Удельные затраты труда, чел.-ч/га.

Затем указывают действительную цену дизельного топлива, принятый в хозяйстве уровень рентабельности механизированных работ и механизированных услуг, годовую производительность одного работника и годовой фонд рабочего времени одного работника.

В

компьютерных распечатках, которые приведены ниже, в качестве базового агрегата для предпосевной культивации почвы принят применяемый во многих хозяйствах агрегат Т-150К+СГП-10,8+КПС-4М (3 шт.) и в качестве заменяющих агрегатов три агрегата:

1. ВК-170+СГП-10,8+КПС-4М (3 шт.);

2. ХТЗ-121+КПС-8;

3. МТЗ-80+КПС-4М.

Первый заменяющий агрегат отличается от базового агрегата только тем, что в его состав вместо трактора Т-150К (N_е =121,3 кВт) включен российский колесный трактор ВК-170 (N_е =132,0 кВт).

Второй заменяющий агрегат состоит из трактора ХТЗ-121 (N_е =93,4 кВт) и культиватора КПС-8. Ширина захвата такого агрегата 8 м и он работает со скоростью 9,76 км/ч. Трактор в таком агрегате загружен на 83 % (см. табл. 2.2).

Третий заменяющий агрегат-это трактор МТЗ-80 (N_е =59,0 кВт) с культиватором КПС-4М. Данный агрегат работает со скоростью 9,58 км/ч и трактор в этом агрегате загружен на 77 %.

Сравнительные расчеты по маневрированию четырьмя названными агрегатами выполнены при обработке полей площадью 100; 30; 15 и 6 га. Из первой компьютерной распечатки (см. стр.53) следует, что для предпосевной культивации полей площадью 100 га наиболее предпочтительным агрегатом следует считать агрегат ВК-170+ СГП-10,8+КПС-4М (3шт.). Эффективность замены базового агрегата этим агрегатом при объеме работы 700 га составляет 6468,55 грн.

Себестоимость одного гектара предпосевной культивации почвы базовым агрегатом составляет 48,12 грн. Если предпосевную культивацию почвы проводить первым заменяющим агрегатом, то себестоимость одного гектара снижается до 40,94 грн. Только за счет снижения себестоимости единицы работы эффективность замены базового агрегата агрегатом ВК-170+ СГП-10,8+КПС-4М (3шт.) при объеме работы 700 га составляет 5026 грн за год..

Сменная производительность первого заменяющего агрегата равна 56,24 га. У базового агрегата она значительно меньше - 46,50 га. Только за счет более высокой сменной производительности эффективность замены базового агрегата первым заменяющим агрегатом составляет 1200,55 грн за год. Удельные затраты труда при замене базового агрегата первым заменяющим агрегатом снижаются с 0,15 до 0,12 чел.-ч/га. При объеме предпосевной культивации почвы, равном 700 га, экономическая эффективность замены базового агрегата первым заменяющим агрегатом только за счет снижения удельных трудовых затрат составляют 242 грн за год.

Второй заменяющий агрегат ХТЗ-121 + КПС-8 по сравнению с базовым агрегатом имеет только одно преимущество: себестоимость предпосевной культивации почвы при его использовании снижается с 48,12 до 47,73 грн/га. Но сменная производительность агрегата ХТЗ-121 + КПС-8 только 37,27 га, т.е. меньше по сравнению со сменной производительностью базового агрегата на 9,23 га.

По удельным трудовым затратам второй заменяющий агрегат также уступает базовому агрегату: 0,19 чел.-ч/га против 0,15 чел.-ч/га у базового агрегата. При замене базового агрегата вторым заменяющим агрегатом за счет снижения себестоимости единицы работы достигается прибыль в размере 273 грн за год, но вследствие снижения сменной производительности возникают убытки в размере – 1326,38 грн и вследствие увеличения удельных трудовых затрат также возникают убытки в размере – 322,67 грн за год. В целом замена базового агрегата агрегатом ХТЗ-121 + КПС-8 при выполнении 700 га предпосевной культивации на полях площадью 100 га приводит к убыткам в размере – 1376,05 грн за год.

Т

ретий заменяющий агрегат МТЗ-80 + КПС-4М по сравнению с базовым агрегатом позволяет снизить себестоимость одного гектара предпосевной культивации почвы на 3,77 грн (48,12-44,35=3,77). Но его сменная производительность составляет всего 19,2 га, а удельные трудовые затраты при его использовании повышаются до 0,36 чел-ч/га. В целом замена базового агрегата агрегатом МТЗ-80 + КПС-4М при выполнении 700 га предпосевной культивации почвы на полях площадью 100 га приводит к убыткам в размере - 2700,28 грн за год.

Таким образом, при проведении предпосевной культивации почвы на полях площадью 100 га наиболее предпочтительным агрегатом среди четырех сравниваемых агрегатов следует считать агрегат ВК-170+СГП-10,8+КПС-4М (3 шт.). Второе по предпочтительности место занимает агрегат Т-1450К+СГП-140,8+КПС-4М (3 шт.). Если по каким-либо причинам нет возможности использовать эти два агрегата, предпосевную культивацию почвы на полях площадью 100 га следует проводить третьим по предпочтительности агрегатом ХТЗ-121+КПС-8. Четвертое по предпочтительности место занимает агрегат МТЗ-80+КПС-4М. Он менее эффективен по сравнению с тремя ранее названными агрегатами.

При проведении предпосевной культивации на полях площадью 30 га изменяются технико-экономические показатели всех четырех агрегатов (см. компьютерную распечатку на странице 55) и, как результат, изменяется эффективность маневрирования агрегатами.

По сочетанию всех технико-экономических показателей базовый агрегат становится менее эффективным по сравнению со всеми тремя заменяющими агрегатами. Эффективность замены базового агрегата агрегатом ВК-170 + СГП-10,8 + КПС-4М (3 шт.) при работе на полях 30 га, если объем предпосевной культивации равен 300 га, составляет 2843,63 грн за год.

Если на полях площадью 100 га базовый агрегат не выгодно заменять агрегатом ХТЗ-121 + КПС-8, то на полях площадью 30 га эффективность

такой замены составляет 549,06 грн за год. Примерно такая же эффективность достигается при замене базового агрегата агрегатом МТЗ-80+КПС-4М.

Более значительные изменения по эффективности использования всех четырех машинных агрегатов происходят при проведении предпосевной культивации почвы на полях площадью 15 га (см. компьютерную распечатку на стр. 57). При изменении площади обрабатываемых полей со 100 до 15 га производительность агрегатов с тремя культиваторами КПС-4М снизилась на 24…27 %, одновременно себестоимость единицы выполненной работы и удельные трудовые затраты возросли на 31…36 %. По агрегату с культиватором КПС-8 при аналогичных изменениях условий использования производительность снизилась только на 14,2 %, а себестоимость единицы работы и удельные трудовые затраты возросли на 15,8…16,5 % и по агрегату с культиватором КПС-4М технико-экономические показатели соответственно изменились на 7,5% и на 8,1…8,3 %. В результате эффективность замены базового агрегата первым заменяющим агрегатом при объеме работы 150 га составила 1470,71 грн, вторым – 935,98 грн и третьим – 1235,8 грн за год.

Таким образом, при изменении площади обрабатываемых полей со 100 до 15 га изменились не только технико-экономические показатели сравниваемых машинных агрегатов, но и одновременно изменилась предпочтительность их использования: первым по предпочтительности по-прежнему остался агрегат ВК-170+СГП-10,8+КПС-4М (3 шт.), на второе место переместился агрегат МТЗ-80+КПС-4М, на третье – агрегат ХТЗ-121+КПС-8 и на четвертое – агрегат Т-150К+СГП-10,8+КПС-4М (3 шт.).

Д

ля предпосевной культивации небольших полей площадью 6 га более предпочтительным становится агрегат МТЗ-80+КПС-4М (см. компьютерную распечатку на странице 58). Эффективность замены базового агрегата агрегатом МТЗ-80+КПС-4М при проведении предпосевной культивации почвы на полях площадью 6 га достигает 2726,68 грн на 100 га.

Основные результаты компьютерных расчетов приведены в таблице 1.4.2.

Таблица 1.4.2 – Рекомендации по маневрированию

взаимозаменяемыми машинными агрегатами

Агрегаты	Сменная производительность, га/смену	Расход топлива, кг/га	Себестоимость единицы работы, грн/га	Экономическая эффективность замены базового агрегата рекомендуемым агрегатом, грн/год
Поле 1: Fп = 100 га; Fр = 700 га
ВК-170+ +СГП-10,8 + +КПС-4М (3 шт.)	56,24	2,48	40,94	6468,55
Поле 2: Fп = 30 га; Fр = 300 га
ВК-170+ +СГП-10,8 + +КПС-4М (3 шт.)	47,85	2,70	48,11	2843,63
Поле 3: Fп = 15 га; Fр = 150 га
ВК-170+ +СГП-10,8 + +КПС-4М (3 шт.)	41,42	2,92	55,57	1470,71
Поле 4: Fп = 6 га; Fр = 100 га
МТЗ-80+КПС-4М	16,3	3,87	52,21	2726,68

Таким образом, экономическая эффективность замены базового агрегата агрегатом ВК-170+СГП-10,8 +КПС-4М (3 шт.) при проведении предпосевной культивации почвы на полях площадью 100 га (объем работы 700 га ) составляет 6468,55 грн за год , на полях площадью 30 га (объем работы 300 га)- 2843,63 грн за год и на полях площадью 15 га (объем работы 150 га)- 1470,71 грн за год. На полях площадью 6 га (объем работы 100 га) вместо базового агрегата целесообразно использовать агрегат МТЗ-80+КПС-4М. Экономическая эффективность такой замены агрегатов составляет 2726,68 грн за год.

Отчет о работе

В отчете о работе приведите состав базового и предпочтительных агрегатов для обработки каждого заданного поля.

Укажите расход топлива, сменную производительность и себестоимость единицы работы при ее выполнении каждым агрегатом.

Приведите результаты компьютерных расчетов об эффективности замены базового агрегата предпочтительными агрегатами на каждом поле.

Обоснуйте рекомендации по использованию взаимозаменяемых машинных агрегатов для обработки каждого заданного поля.

Контрольные вопросы

1. Почему изменяются технико-экономические показатели машинных агрегатов при изменении размеров обрабатываемых полей?

2. Почему изменяются технико-экономические показатели машинных агрегатов при изменении рельефа обрабатываемых полей?

3. Почему изменяются технико-экономические показатели машинных агрегатов при изменении формы обрабатываемых полей?

4. Какие технико-экономические показатели машинных агрегатов учитывают при оценке эффективности маневрирования агрегатами (замены одного агрегата другим агрегатом)?

5. Поясните источники получения экономической эффективности при замене одного агрегата другим агрегатом, если сравниваемые агрегаты отличаются только по себестоимости единицы выполняемой работы?

6. Поясните источники получения экономической эффективности при замене одного агрегата другим агрегатом, если сравниваемые агрегаты отличаются только по величине сменной производительности?

7

. Поясните источники получения экономической эффективности при замене одного агрегата другим агрегатом, если сравниваемые агрегаты отличаются только по величине удельных трудовых затрат на единицу выполненной работы?