Введение к работе
Актуальность проблемы. Кормопроизводство и животноводство являются важнейшими отраслями агропромышленного комплекса Нечерноземной зоны, темпы развития и научно-технический уровень которых во многом определяют эффективность функционирования сельского хозяйства и конкурентность его продукции. Кормопроизводство наиболее ресурсоемкая отрасль растениеводства. В Нечерноземной зоне под кормовыми культурами занято около 70% площадей. Значимость кормопроизводства сводится не только к обеспечению животноводства кормами, но и решению проблем биологизации земледелия, сохранения плодородия почвы, охраны окружающей среды.
Однако производство кормов за последние годы резко сократилось. Если заготовка грубых и сочных кормов в России в среднем за 1986-1990 гг. составляла 79,0 млн. т к.е., то за 1991-1995 гг. - 53,3 млн. т к.е. Возросли удельные затраты энергии и ресурсов на производство кормов.
В условиях ограниченных финансовых ресурсов стабилизи
рующим фактором кормопроизводства и биологизации земледелия
является полевое травосеяние. "
Наиболее затратной частью кормопроизводства, определяющей качество корма и уровень сохранности питательных веществ в выращенном урожае, является уборка трав.
К настоящему времени разработано большое количество технологий и технических средств заготовки основных видов кормов из трав. Отечественной и зарубежной промышленностью вьшуЗкается' разнообразная техника, обеспечивающая механизацию практически всех технологических операций.
Эффективность использования технологий и технических средств во многом "определяется условием их применения.
Таким образом, формирование технологий и комплексов технических средств для заготовки кормов с адаптационными свойствами к природно-климатическим и экономическим условиям является одной из основных проблем кормопроизводства и определяет актуальность данного исследования.
Научные исследования, отраженные в диссертации, выполнялись в соответствии с государственными научно-техническими программами 16.05 (1976-1980 гг.), О.Ц. 041 (1981-1985 гг.), 0.51.04 (1986-1990 гг.) и региональной научно-технической программой 5 Р (1991-1995 гг.) и 8 Р. "Разработать научные основы развития системы технологического обеспечения сельскохозяйственного производства, создания машин и энергетики нового поколения, формирование эффективного инженерно-технического сервиса в условиях рыночной экономики", являющейся составной частью Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному
обеспечению развития АПК Российской Федерации на 1996-2000 гг., выполняемой по заказу Минсельхозпрода РФ.
Целью исследования является разработка методологии проектирования технологий и комплексов машин, адаптированных к природно-климатическим условиям и обеспечивающих повышение эффективности технологических процессов заготовки и хранения кормов из трав.
Научную новизну работы составляют:
многоуровневая иерархически организованная модель, совокупности отдельных явлений, процессов и операций для проектирования системы машин и технологий с заданными адаптационными свойствами;
математические модели, целевые функции и критерии оптимизации оценок соотношения отдельных видов кормов, используемых для обеспечения заданной продуктивности животных;
математические модели и система оценок эффективности использования отдельных машин и агрегатов, учитывающих вероятностные условия функционирования уборочно-транспортных комплексов.
Практическую пенность работы составляют:
метод и алгоритм проектирования адаптивных технологий, обеспечивающий диалоговый режим работы;
модели и программные средства для оценки эффективности работы уборочных машин и обоснования состава уборочно-транспортных комплексов;
- метод оперативного управления технологиями заготовки
кормов при изменении условий уборки на основе оперативного рас
чета дублирующих вариантов;
эвристический метод оценки технологий для проверки адекватности результатов проектирования адаптивных технологий с использованием математической модели и методика обработки результатов опроса экспертов с учетом их компетентности.
базовые технологии заготовки основных видов кормов для всех групп областей Нечерноземной зоны;
Результаты выполненной научно-исследовательской работы доведены до стадии, пригодной для широкого практического применения. На основе предложенных моделей и методов разработано автоматизированное рабочее место специалиста по кормопроизводству, позволяющее решать как прогнозные (плановые) задачи, так и задачи оперативного управления, при изменении условий уборки. Предложенный метод и модель позволяют на стадии проектирования технологий проанализировать возможности адаптации технологий и определить основные управляющие факторы, возможные границы изменения показателей при их практической реализации в условиях
хозяйства или региона, а также оценить влияние изменения параметров машины на показатели работы всей технологии.
Результаты исследований нашли применение при разработке соответствующего раздела Системы технологий и машин для производства и переработки сельскохозяйственной продукции, одобренной коллегией Минсельхозпрода России, коллегией Минпрома России и Президиумом Россельхозакадемии 26 ноября 1996 года, при отработке методики формирования региональной Системы технологий и машин на примере Ленинградской области, а также при использовании в- учебных процессах в некоторых вузах Северо-Запада и в работе информационно-консультационных служб.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-практических конференциях РАСХН, МСХП РФ в ВИМе "Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России" в 1993, 1994, 1995, 1996, 1997 годах (г. Москва); на Международной конференции "Моделирование процессов и систем в отраслях АПК" в АФИ (г. Санкт-Петербург, 1993 г.); на 2-ой международной научно-практической конференции "Информация агропромышленного комплекса в условиях многоукладной экономики" (г. Москва, 1994 г.); на Международном семинаре "Экологические аспекты механизации" (г. Варшава, 1995 г.); на научной сессии РАСХН (г. Киров, 1995 г.); на заседании Президиума РАСХН, на бюро отделения механизации РАСХН; на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов СПбГАУ (г. Пушкин, 1998г.).
Публикации. По теме исследований опубликована 51 научная работа.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работы состоит из введения, пяти разделов, заключения и общих выводов, приложений. При общем объеме 404 стр. включает 278 стр. текста, 28 рисунков, 27 таблиц. Список литературы включает 178 наименований, из них 24 на иностранных языках.
В приложении приведено 12 таблиц, базы данных по технологиям и техническим средствам заготовки кормов, программы для ПЭВМ, описание автоматизированного рабочего места для специалиста по кормопроизводству, документы, отражающие практическое использование результатов исследований.
