Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Состояние проблемы и задачи исследования 12
1.1 Производство хлопка – стратегический ресурс развития экономики сельского хозяйства Таджикистана 12
1.2 Взаимосвязь производственного потенциала сельхозпредприятий с технико-экономическими показателями производства хлопка 18
1.3 Анализ и синтез научных исследований надежности реализации механизированных процессов при производстве сельхозкультур 32
1.4 Проблемная ситуация при современном состоянии технико-технологического оснащения производственных процессов в растениеводстве 38
Выводы по главе 48
Глава 2 Методология обоснования параметров поэтапной технико технологической модернизации производства хлопка 50
2.1 Концепция обоснования этапов технико-технологического переоснащения процессов производства хлопка 50
2.2 Сущность и численное измерение технико-технологического оснащения растениеводства 57
2.3 Закономерности изменения величины коэффициента технико-технологической оснащенности производственных процессов 68
2.3.1 Влияние на величину коэффициента ТТО количественно-качественных показателей машинно-тракторных агрегатов 68
2.3.2 Влияние на величину коэффициента ТТО сменности использования машинно-тракторных агрегатов 71
2.3.3 Влияние на величину коэффициента ТТО уровня эксплуатационной надежности машинно-тракторных агрегатов 74
2.4 Алгоритм теоретического обоснования этапов при модернизации хлопководства 84
2.5 Агротехническая структура технологических циклов и операций при механизированном производстве хлопка в условиях Республики Таджикистан 92
Выводы по главе 101
Глава 3 Моделирование поэтапного технико-технологического оснащения процессов производства хлопка 103
3.1 Методологическая основа моделирования 103
3.2 Разработка экономико-математической модели поэтапной модернизации хлопководства 111
3.2.1 Формирование целевой функции по обоснованию величины технико-технологической оснащенности хлопководства 111
3.2.2 Закономерности изменения стоимости потерь (недобора) хлопчатника в зависимости от уровня технико-технологической оснащенности производственных процессов 116
3.2.3 Методика расчета затрат на производство продукции хлопководства 123
3.2.4 Методика расчета составляющих эксплуатационных затрат при производстве хлопка 128
3.2.5 Обоснование поэтапной величины и структуры капиталовложений в модернизацию хлопководства 134
3.3 Обоснование нормативных параметров механизированных процессов производства хлопка 147
3.3.1 Методический подход к решению задачи 147
3.3.2 Методика расчета условного эталонного машинно-тракторного агрегата 149
3.3.3 Методика расчета натуральных и стоимостных номинальных показателей механизированных процессов 157
Выводы по главе 160
Глава 4 Исследование эксплуатационной надежности машинно-тракторного агрегатов при реализации основных процессов производства хлопка 164
4.1 Обоснование методов модернизации процессов обеспечения работоспособности машинно-тракторных агрегатов 164
4.1.1 Взаимосвязь показателей надежности машинно-тракторных агрегатов с параметрами технологических процессов в растениеводстве 164
4.1.2 Влияние стратегий и методов обслуживания на комплексные показатели надежности МТА 166
4.2 Закономерности изменения технического состояния машинно-тракторных агрегатов в зависимости от режимов использования и методов обеспечения надежности 186
4.3 Исследования параметров эксплуатационной надежности хлопковых машинно-тракторных агрегатов 193
4.3.1 Поток требований на обслуживание МТА в период эксплуатации 193
4.3.2 Длительность времени обслуживания и устранения последствий отказов агрегатов 194
4.3.3 Оценка групп сложности эксплуатационных отказов 197
4.4 Характеристика почвенно-климатических условий эксплуатации машин в хлопководческой зоне Согдийской области 199
4.5 Влияние стратегии превентивного технико-технологического обслуживания на безотказность хлопковых машин 202
Выводы по главе 204
Глава 5 Результаты обоснования поэтапной технико-технологической модернизации хлопководства 207
5.1 Содержание имитационного моделирования поэтапного технико-технологического переоснащения хлопководства 207
5.2 Закономерности изменения и результаты моделирования натуральных показателей при поэтапной модернизации хлопководства 217
5.2.1 Структура основных параметров и показателей системы технологических механизированных процессов производства хлопка 217
5.2.2 Взаимосвязь урожайности продукции хлопководства с параметрами технико-технологического оснащения 220
5.2.3 Методика расчета и анализ результатов моделирования изменения показателей технико-технологической оснащенности 222
5.3 Моделирование стоимостных показателей при поэтапном технико технологическом переоснащении процессов производства хлопка 232
5.3.1 Структура моделирования 233
5.3.2 Методика и исходные данные для моделирования производственных процессов 235
5.3.3 Имитационные модели изменения стоимостных показателей продукции хлопководства, результаты их реализации 241
5.3.4 Имитационные модели и результаты расчета затрат на производство продукции хлопководства при его технико-технологической модернизации 249
5.4 Расчет величины прибыли, обоснование величины капиталовложений при поэтапной модернизации хлопководства 260
5.5 Эффективность технико-технологического переоснащения производственных процессов в хлопководстве при его поэтапной модернизации в сельскохозяйственных предприятиях Согдийской области 265
Заключение 269
Список сокращений и условных обозначений 273
Список литературы 275
Приложения 298
- Взаимосвязь производственного потенциала сельхозпредприятий с технико-экономическими показателями производства хлопка
- Закономерности изменения стоимости потерь (недобора) хлопчатника в зависимости от уровня технико-технологической оснащенности производственных процессов
- Закономерности изменения технического состояния машинно-тракторных агрегатов в зависимости от режимов использования и методов обеспечения надежности
- Эффективность технико-технологического переоснащения производственных процессов в хлопководстве при его поэтапной модернизации в сельскохозяйственных предприятиях Согдийской области
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Хлопок является стратегическим безотходным товаром, одним из главных факторов пополнения и обеспечения национального бюджета, уровня продовольственной безопасности, обеспечения трудоспособного населения рабочими местами, основой устойчивого функционирования экономики Таджикистана.
Однако за последние 20–25 лет деградации ресурсного потенциала растениеводства уровень механизации процессов снизился до 30–35 %, агротехнические сроки проведения полевых работ увеличились в 3–5 раз. Как следствие, снизились урожайность и валовой сбор хлопка.
Очевидна необходимость восстановления эффективности процессов производства хлопка, что возможно путем повышения уровня их механизации в 4–5 раз. Это может быть обеспечено путем модернизации механизированных процессов производства продукции, повышением технологической надежности реализации механизированных процессов (НРМП).
Степень разработанности темы. Институтом земледелия Таджикской академии сельскохозяйственных наук разработана потенциально эффективная технология производства хлопка. Однако полнота ее выполнения по своевременности, количеству и качеству технологических операций не превышает 30–40 % от агротехнически требуемых нормативов. Обусловлено это не только низким уровнем механизации, но и дефицитом, минимизацией применения агробиологического потенциала (сортовых семян, удобрений, химикатов и водообеспечением растений).
Ведущими учеными России и Таджикистана в рассматриваемой области знаний (В. В. Бледных, Б. Д. Докиным, Б. В. Долгушкиным, В. И. Драгайцевым, А. А. Ежевским, Л. Ф. Кормаковым, И. В. Курце-вым, Э. Липковичем, Н. И. Джабборовым, Х. Сафаровым, Р. Носы-ровым и др.), учитывая фактическое состояние технико-технологической оснащенности растениеводства с 2000-го по 2015 годы, разработана концепция развития научного обеспечения АПК на период 2015–2030 гг. Данная концепция содержит цели, задачи, направления поэтапной модернизации отрасли растениеводства. Однако в ней отсутствуют методология и алгоритм решения прикладной проблемы, методы решения задач на основе математического и имитационного
модернизации экономически целесообразных величин капиталовложений, их структурной направленности и первоочередности реализации. Таким образом, базовые научные знания требуют углубления и всестороннего изучения совокупности технико-технологических, экономико-социальных взаимосвязей, закономерностей производственных процессов в растениеводстве при его поэтапной модернизации, что и определило содержание научной проблемы.
Научная проблема заключается в необходимости: установления закономерностей изменения натуральных показателей производственных процессов в хлопководстве в зависимости от структуры и величины параметров его технико-технологической оснащенности, ее влияния на показатели технологической надежности реализации механизированных процессов; разработки экономико-математической модели функционирования производственных процессов в хлопководстве при его поэтапной модернизации, использовании ее для исследования, прогнозирования и обоснования направлений повышения эффективности хлопководства.
Работа выполнена в соответствии со «Стратегией машинно-технологической модернизации сельского хозяйства Таджикистана на период до 2020 г.», разработанной согласно Постановлению правительства Республики Таджикистан (№ 383 от 01.08.2012 г.).
Объект исследования. Механизированные процессы производства хлопка при их поэтапном технико-технологическом переоснащении.
Предмет исследования. Закономерности изменения урожайности хлопка, параметров надежности реализации технологических процессов, потерь и недобора продукции хлопчатника и затрат ресурсного потенциала в зависимости от структуры и величины показателей технико-технологической оснащенности при модернизации хлопководства. Взаимосвязи натуральных и стоимостных параметров, показателей технико-технологического оснащения с величиной капиталовложений в модернизацию хлопководства.
Цель работы. Обоснование поэтапной модернизации процессов производства хлопка, обеспечивающей повышение урожайности и сокращение удельных затрат ресурсного потенциала.
Задачи исследования
-
Разработать концепцию и методологию поэтапной модернизации производства хлопка, обеспечивающей повышение его урожайности и сокращение удельных затрат ресурсов.
-
Обосновать структуру, аналитическое выражение технико-технологической оснащенности и взаимосвязей ее показателей при реализации процессов производства хлопка.
3. Установить и исследовать закономерности
изменения урожайности хлопка, его побочной продукции,
параметров надежности реализации производ-ственных
процессов в зависимости от структуры и величины показателей их технико-технологической оснащенности.
4. На основе аналитического описания
взаимосвязи урожайности, потерь-недобора продукции хлопководства
и затрат на ее производство, капиталовложений с
показателями технико-технологической оснащенности
разработать экономико-математическую модель по обоснованию
их численных значений при поэтапной модернизации хлопководства.
5. Исследовать и обосновать показатели, методы обеспечения
экс-плуатационной надежности машинно-тракторных агрегатов на
этапах технико-технологической модернизации процессов в
хлопководстве.
6. Численным экспериментом по результатам
имитационного моделирования обосновать поэтапные уровни
технико-технологиче-ской оснащенности сельхозпредприятий
Согдийской области.
7. Оценить технико-экономическую эффективность результа
тов исследований.
Научная новизна результатов исследований:
2. Дано определение физической сущности технико-
техноло-гической оснащенности производственных процессов в
растение-водстве, аналитическое выражение ее комплексным
коэффициентом.
3. Впервые разработана методология и алгоритм
аналитического обоснования параметров технико-
технологической оснащенности процессов производства хлопка,
установлена их взаимосвязь с показателями надежности
реализации механизированных процессов в хлопководстве.
4. Установлены закономерности изменения структуры и
величины комплексного коэффициента технико-технологической
осна-щенности механизированных процессов производства хлопка в
зависимости от величины его составляющих показателей: технической оснащенности, форм использования трудовых ресурсов, эксплуатационной надежности машинно-тракторных агрегатов, методов обеспечения эффективности реализации вспомогательных процессов.
-
Разработана экономико-математическая модель, основу которой составляет аналитическое описание взаимосвязей экономического ущерба от недобора и потерь продукции хлопчатника, затрат на его возделывание и уборку, величины капиталовложений в модернизацию хлопководства. Обоснованы критерии оценки эффективности реализации процессов его технико-технологического переоснащения в виде совокупности натуральных и стоимостных показателей.
-
Установлены закономерности изменения показателей эксплуатационной надежности машинно-тракторных агрегатов при использовании в условиях Согдийской области, в т. ч. в зависимости от структуры модернизируемого парка машин и методов обеспечения их работоспособности.
-
На основе результатов численного эксперимента установлены рациональная структура и величина показателей, определяющих уровень поэтапной технико-технологической оснащенности растениеводства Согдийской области Республики Талдикистан.
Теоретическая и практическая значимость работы. Совокупность методологических и методических положений работы используется научно-исследовательскими институтами, руководящими органами АПК Республики Таджикистан, специалистами сельскохозяйственных предприятий при проектировании технико-технологического переоснащения процессов производства хлопка.
Результаты выполненных исследований и рекомендаций по поэтапной модернизации технологических процессов производства хлопка приняты Главным управлением сельского хозяйства Согдийской области для разработки «Стратегии технико-технологической модернизации сельского хозяйства области на период до 2020 г.», одобрены Министерствами образования, сельского хозяйства, энергетики и промышленности Республики Таджикистан, рекомендованы к использованию в учебном процессе по направлению «Агроинженерия».
Методология и методы исследований. При решении задач исследований использовались методологические принципы историзма, всесторонности и конкретности рассмотрения состояния и эффективности реализации производственных процессов в растениеводстве, методы анализа и синтеза, аналогии, математического и имитационного моделирования, математической статистики и программирования.
Положения, выносимые на защиту:
1. Концепция и методология реализации поэтапной модернизации технико-технологического переоснащения механизированных процессов в хлопководстве.
-
Структура, аналитическое выражение технико-технологической оснащенности, взаимосвязь ее параметров с технологической надежностью реализации производственных процессов в хлопководстве при его поэтапной модернизации.
-
Экономико-математическая, имитационная модели по обоснованию поэтапной модернизации процессов производства хлопка.
-
Показатели эксплуатационной надежности машинно-тракторных агрегатов при использовании в хлопководстве в природно-климатических условиях Согдийской области.
Степень достоверности результатов исследований. Научные положения, выводы и рекомендации производству обоснованы результатами математического и имитационного моделирования, многолетними экспериментальными данными, степень достоверности которых подтверждена материалами статистической обработки.
Апробация результатов исследований. Результаты исследований апробированы на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Таджикского технического университета им. акад. М. Осими (1995–2015 гг.), Таджикского аграрного университета им. Ш. Шотемура (2011–2013 гг.), Челябинской государственной агроинженерной академии (2012–2016 гг.), Ташкентского университета ирригации и механизации сельскохозяйственного производства (2007 г.), НТС Министерств сельского хозяйства, энергетики и промышленности Республики Таджикистан, коллегии Главного управления сельского хозяйства Согдийской области.
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 83 научные работы, в том числе две монографии, 15 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 2 учебно-методических пособия. Общий объем опубликованных работ составляет 43,6 п. л., из них 28,3 п. л. принадлежат автору.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Общий объем диссертации состаляет 384 страниц, в том числе приложения на 89 страницах. Работа изложена на 297 страницах машинописного текста, включает 33 таблицы, 80 рисунков.
Взаимосвязь производственного потенциала сельхозпредприятий с технико-экономическими показателями производства хлопка
Инновационная технологическая карта производства хлопка, cоставленная нами совместно с Согдийским филиалом Института земледелия Республики Таджикистан (таблицы 3, 4 П1, приложение 1) с учетом передового производственного опыта [46, 51, 66, 141, 188, 190, 237, 260], представляет собой сложную систему, состоящую из подсистем-циклов и отдельных технологических операций, выполняемых в определенной последовательности и в установленные агросроки. Процесс выполнения каждой операции характеризуется рядом факторов и формирует определенные начальные условия для выполнения последующих операций. Выходные параметры предыдущих операций являются входными для последующих, что в конечном итоге определяет полноту выполнения всего механизированного процесса.
При возделывании сельскохозяйственных культур, например, при производстве зерновых, как правило, используются двухцикличные технологии типа «посеял – убрал». Отличительной особенностью технологий возделывания хлопчатника является выполнение более 30 разнородных технологических механизированных операций. На их выполнение требуются значимые по величине ресурсы, что в условиях финансовых ограничений для сельхозпредприятий создает серьезные сложности (таблицы 5, 6 П1, приложение 1) [12, 13, 45, 47, 73, 116, 190, 198, 213, 237].
Затраты ресурсов по технологическим циклам разновелики, наиболее затратными циклами являются: основная обработка почвы, междурядная обработка хлопчатника и уборка урожая (рисунок 1.7).
Согласно агротехнике, за вегетационный период только междурядная обработка (культивация междурядий) проводится до 8–10 раз.
Продолжительность (с условием агротехнического начала их выполнения) и качество выполнения процессов в цикле зависят от наличия производственного потенциала сельхозпредприятий, уровня эффективности его использования, который в конечном итоге позволяет повысить урожайность хлопка [16, 17, 46, 155].
Задачей технико-технологической системы в конкретных условиях является реализация потенциальных возможностей МТА для своевременного и качественного выполнения технологических процессов, использование их как средство производства, а не как предмет обслуживания. Главная техническая задача состоит в рациональном использовании технико-экономических параметров агрегатов, обеспечении их технологической работоспособности, необходимой для качественного выполнения всех производственных процессов в соответствии с зональной агротехникой возделывания хлопка [61, 106, 122, 206, 212, 228, 229].
Продолжительность проведения технологических операций для выполнения рабочих циклов определяется зависимостью:
Однако, как следует из результатов анализа наличия ресурсного потенциала в сельском хозяйстве Таджикистана за последние 20–25 лет, его деградация обусловила снижение уровня оснащенности механизированных процессов до 30–40 % по сравнению с агротребованиями (таблицы 8, 9 П1, приложение 1; рисунки 1.4 и 1.5). В результате этого снизились урожайность и валовой сбор хлопка в 2,5–3,0 раза. Главными причинами этого являются увеличение сроков проведения полевых механизированных работ в 3–5 раз, снижение их качества, неполнота выполнения операций, сокращение посевных площадей. В результате до 95 % хлопководческих хозяйств стали убыточными. Их долг перед фьючерами составил 600 млн сомони (1,3 млн долларов США). Основной причиной такого состояния хлопководства в большинстве сельскохозяйственных предприятий Таджикистана в настоящее время является несоответствие технической оснащенности производства хлопка, дефицит квалифицированных механизаторских и инженерно-технических кадров, упрощение зональных технологий возделывания и уборки хлопчатника (таблица 1.2).
Как следует из таблицы 1.2, в зависимости от уровня технико-технологической оснащенности хозяйств осеннюю вспашку в них начали с опозданием на 30–40 дней. В большинстве хозяйств области в декабре осенняя вспашка выполняется на 25–30 % вместо 65–70 % по агротребованиям и проводится в феврале-марте после подготовки МТА в зимний период, в то время как пахотные МТА в августе – октябре простаивают из-за отсутствия полевых работ. Посев хлопчатника длится 10–33 суток вместо 6–8 суток по агротребованиям. Уборка хлопка вместо 4 недель длится до 3 (сентябрь, октябрь, ноябрь) и более месяцев.
Качество выполнения операций формируется уровнем фактического выполнения требований зональных технологий, основу которых составляют агротехнические требования к возделыванию хлопка:
По отдельным показателям, как показывает анализ таблицы 1.3, несоответствие качества агротребованием по вспашке с оборотом пласта и севу хлопчатника составляет в среднем 150 %, по междурядной обработке хлопчатника – 180 %, количество механизированной уборки урожая ниже предъявляемого агротребова-ниями в 5–10 раз.
Анализ состояния технических ресурсов. Инновационная технология возделывания и уборки хлопка показывает, что полевые процессы длятся 9–10 месяцев в году, за это время должно проводиться около 60 видов операций. Плотность механизированных работ высокая (таблица 10 П1, приложение 1), следовательно, потребность в сельскохозяйственной технике в хлопководстве в 6–7 раз превышает объем технологических процессов при производстве зерновых культур и составляет около 60 у.э. га/га [79, 159, 206].
Начиная с 90-х годов XX века количество машин в составе МТП сократилось на 65–75 % (рисунок 1.9).
В 2014 году у сельских товаропроизводителей Республики Таджикистан имелось 13 697 тракторов (таблицы 8, 9 П1, приложение 1, рисунки 1.9, 1.10). Сегодня количество используемых тракторов составляет 30–35 % от требуемого, более 85 % парка сельскохозяйственной техники эксплуатируются за пределами нормативных cроков службы.
Количество тракторов до 3 лет свидетельствует о ежегодном обновлении парка тракторов на 1,2–1,3 % вместо требуемых 10–12 %. Количество списанных тракторов превышает в хозяйствах их приобретение в 5,5 раза, комбайнов практически в 14 раз. Это стало причиной низкой надежности основных мобильных машин. Их коэффициент исправности составляет всего 45–55 % к началу полевых работ (рисунок 1.11).
В настоящее время машинный парк сельского хозяйства Таджикистана на 70–80 % изношен, в то же время произошли деградация инженерных служб по численности и уровню квалификации, разрушение материальной базы, наличие которой составляет от установленных нормативов не более 20–25 %.
Анализ функционирования процессов машиноиспользования, технического обслуживания и ремонта МТА станцией технического сервиса «Ходжибакирган» Согдийской области и других регионов Таджикистана показал, что эти процессы до 60–80 % совпадают по времени с периодом выполнения полевых технологических процессов (рисунок 1.12 а, б).
На практике, несмотря на напряженность и сезонность полевых работ, в целях соблюдения требований ГОСТ Р 7.0.11-2011 (от 13.12.2011) техническое обслуживание и ремонт МТА проводятся по мере достижения наработки на обслуживание.
Объем механизированных работ, по которым устанавливается необходимое количество МТА, зависит от площади и вида возделываемой сельскохозяйственной культуры, ее сортовых особенностей, природно-климатических условий, полноты выполнения зональных технологий. Требуемое количество технологических агрегатов для выполнения полевых работ, кроме вышеуказанного, зависит от их технических характеристик и эффективности использования на сельхозпредприятиях [32, 59, 69, 212]:
Следовательно, чем выше значение KТИ, т.е. эксплуатационная надежность МТА, тем выше среднесуточная производительность.
В настоящее время техническое развитие МТА направлено на повышение потенциальной производительности. С одной стороны, увеличиваются мощности дизелей, рабочие скорости агрегатов, надежность машин и цены хлопковых тракторов (Т-28Х4МС около 28 модификаций, ТТЗ-100, ТТЗ-110 и др.). С другой стороны, ширина захвата сельскохозяйственных агрегатов (культиваторных, посевных, уборочных и т.д.) в течение более 60–70 лет остается постоянной. Только в последние годы предприятие «Джон-Дир» стало выпускать экспериментальные экземпляры 6-рядной хлопкоуборочной машины модификации 7660 и 7460 для использования на широкорядных посевах для полей с длиной гона более 500 м. При этом скорость движения МТА ограничена.
Закономерности изменения стоимости потерь (недобора) хлопчатника в зависимости от уровня технико-технологической оснащенности производственных процессов
При достаточно распространенной методике обоснования уровня технико-технологической оснащенности процессов в растениеводстве и корректности ее практической реализации наибольшую сложность при разработке экономико-математической модели вызывает установление закономерностей изменения совокупных затрат и их составляющих в зависимости от величины комплексного показателя KТТО :
Для установления указанных закономерностей необходимо использовать ретроспективный экспериментальный материал, обобщение и обработку данных передовых современных сельхозпредприятий, в которых достаточно длительное время (5-10 лет) широко используются ресурсосберегающие технологии и средства производства продукции растениеводства, в т.ч. зарубежные опытные материалы.
Так, например, на основе данных об изменении урожайности хлопка в сельхозпредприятиях Согдийской области РТ с различным их технико-технологическим оснащением и организационно-экономическим состоянием производства определена взаимосвязь урожайности хлопка при поэтапной модернизации процессов (рисунок 3.6).
Это позволило для имитационного моделирования на ПК поэтапной модернизации производства хлопка величину стоимости потерь (недобора) урожая хлопка выразить уравнением:
Из этой растительной 30 массы при разработанности технологий и средств переработки получают десятки видов полезных веществ (рисунок 1.2). Некоторые из них по биологическим свойствам являются особо дефицитными, например, для медицины, и по цене могут быть сопоставимы с ценой хлопка [218]. Следовательно, при расчете потерь денежных средств от недобора продукции при производстве хлопка нужно учитывать и потери (недобор) побочной продукции СППь
Объем производства побочной продукции (урожайность различных составляющих хлопчатника) устанавливается на основе производственных статистических данных для соответствующего сорта хлопка в конкретных зональных условиях, а также на основе данных о выходе реализуемой /-го вида продукции после переработки всего биологического урожая.
Исходя из вышеизложенного, общие потери (недобор) продукции в денежном выражении будут равны:
Предварительный анализ и синтез производственных данных сельхозпредприятий Согдийской области РТ показывает, что в зависимости от глубины переработки побочной продукции хлопчатника коэффициент может иметь значения = 0,3-1,0 и более. Его величина может быть увеличена с разработкой новых перспективных технологий переработки сырья, которые базироваться будут на основе установления специфических свойств биологического состава хлопчатника, в т.ч. и отходов при переработке непосредственно хлопка. Перспективными являются разработки и использование опыта мировых производителей хлопка по реализации безотходных технологий переработки всего биологического урожая хлопчатника.
С учетом закономерностей изменения урожайности хлопка в зависимости от величины технико-технологической оснащенности процессов его возделывания и уборки (рисунок 3.6), функциональной взаимосвязи потерь (недобора) хлопка (3.3) натуральные показатели величины потерь от потенциально возможного уровня его биологического урожая на каждом этапе модернизации производства хлопка выразили совокупностью уравнений:
1-й этап Л ЛПХ1 =Г35-(45 ТТО1 -4)1, ц/га, (3.6)
2-й этап Л ЛПХ2 = Г35 — (35 ТТО2 + 2)1, ц/га, (3.7)
3-й этап Л ПХ3 = Г35 - (25КТТО3 +10)1, ц/га. (3.8)
Проведенные расчеты финансовых потерь от недобора урожая хлопка на первом этапе модернизации его производства (таблица 1 П3, на втором и третьем этапах - таблицы 2, 3 П3, приложение 3) показывают, что по мере повышения технико-технологической оснащенности процессов (ХТТО от 0,30 до 0,60), за счет технического дооснащения (ХТО = 0,40…0,52) повышения сменности работы агрегатов (КСМ = от 1,0… 1,4) недобор урожая хлопка сократится более чем в два раза - с 25,5 до 12 ц/га.
При цене реализации всего биологического урожая хлопчатника (хлопок плюс сопутствующая продукция), равной 13 тыс. руб./ц, дополнительно продукции с одного гектара будет получено в 2020 году АС = (AUxo - ЛUХН)CХ (1 + 8JLL) = - (23,0 - 8,2)1,010 1,69 = 250,0 тыс. руб./га.
Эти денежные средства, за минусом затрат на производство продукции, умноженные на площадь возделывания хлопчатника, позволяют компенсировать инвестиции в техническое переоснащение процессов производства, дополнительное привлечение трудовых ресурсов и начальное восстановление инженерных служб, их инфраструктуры.
Графическая интерпретация закономерностей изменения натуральных (урожайность продукции, ее дополнительное увеличение и потери-недобор) и стоимостных (цена дополнительно полученной продукции, ее потери-недобор) показателей представлена соответственно на рисунках 3.7 а, б, 3.8 и 3.9 а, б. С увеличением коэффициента технико-технологического оснащения технологических процессов в хлопководстве на первом этапе его модернизации с KТТО = 0,30 до KТТО = 0,60 за счет роста величины его составляющих (KТО, KСМ, KГ, KОВ) урожайность хлопка увеличилась с 8,2 ц/га (2015 г.) до 23 ц/га (2020 г.), т.е. прирост урожайности по годам изменился с 1,3 ц/га (2016 г.) до 14,8 ц/га (2020 г.). Это предопределило снижение недобора хлопка относительно потенциально возможной его урожайности в условиях Согдийской области РТ на 53 %, до 12 ц/га. Аналогичные позитивные изменения произошли на первом этапе модернизации хлопководства со сбором дополнительного объема его побочной продукции. Это, с одной стороны, говорит об эффективности рассматриваемой структурной технико-технологической модернизации производства хлопка, а с другой – об имеющихся в перспективе возможностях увеличения продукции хлопководства по мере дальнейшей его модернизации.
Анализ закономерностей изменения стоимостных показателей производства хлопка (таблица 3.1, рисунок 3.7 а, б) показывает, что при ценах реализации продукции хлопководства 2014 г. при технико-технологическом переоснащении на первом этапе дополнительный доход от реализации продукции возрастает и только по хлопку в 2020 году будет равен 148 тыс. руб./га (таблица 3.1).
Закономерности изменения технического состояния машинно-тракторных агрегатов в зависимости от режимов использования и методов обеспечения надежности
Проблема своевременного качественного проведения РОВ машинам и МТА, особенно используемым в растениеводстве, является не только прикладной, но и важной научной проблемой. Это определило постановку в нашей работе одной из задач исследования (глава 4).
В ближайшем будущем из-за деградации ресурсного потенциала в сельском хозяйстве (трудового, технического и финансового) практический интерес представляет изыскание и максимальное использование внутренних ресурсов WР. К внутренним ресурсам можно отнести максимальное использование потребительских свойств МТА, обучение механизаторов рациональной их технической эксплуатации, предциклового ТО и Р и выявление малоресурсных агрегатов и узлов. В случае необходимости своевременной и качественной подготовки и замены их в период предстоящего цикла полевых работ, подготовки необходимых агрегатов и узлов и своевременной замены их в случае отказа в период цикла полевых работ и т.д. появляется резерв WР повышения производительности МТА (рисунок 4.6).
Обычно в начале работы как при проектировании новых, так и при совершенствовании существующих машин для повышения их потребительских свойств разработчики не имеют достаточных сведений об отказах и техническом состоянии машин. Как правило, используются разрозненные сведения о некоторых их составных частях, комплектующих изделиях. Аналогичная ситуация имеет место и при разработке технологии ТО МТА.
Для того чтобы управлять процессом обеспечения эксплуатационной надежности, необходимо точно оценить достигнутый уровень заводской надежности изделий, уметь анализировать причины эксплуатационных отказов и разрабатывать пути их предотвращения в производственных условиях. Исследования показателей эксплуатационной надежности МТА в хлопководстве, где учитываются все факторы в реальных условиях их эксплуатации, необходимы, важны как для совершенствования конструкции машин, так и для использования их при поэтапной модернизации процессов производства продукции.
Для обоснования составляющих коэффициента технико-технологической оснащенности в реальных условиях эксплуатации агрегатов проведены экспериментальные исследования их функционирования и получены параметры потоков требований на обслуживание. Установлены распределения моментов поступлений требований, наработки тракторов на отказ, характеристика отказов, затраты средств на устранение полевых отказов в реальных условиях эксплуатации. Полученные статистические материалы позволяют обосновать величины коэффициентов технической готовности и технического использования МТА и, как следствие, коэффициента технико-технологического оснащения процессов возделывания и уборки хлопчатника по этапам модернизации процессов производства хлопка.
При возделывании и уборке хлопка, согласно принятой в Республике Таджикистан перспективной технологии, разработанной с участием автора диссертации, основу которой составляют агротехнические требования по качеству выполнения полевых операций, особенно с учетом календарного времени их начала и продолжительности реализации, весь полевой цикл для тракторов общего назначения нами был разделен на три периода, а для универсально-пропашных тракторов на два периода. Всего было установлено 8 циклов проведения технологических операций во времени, в которых сгруппированы полевые операции, календарные сроки которых практически совпадают. Разделение всего полевого периода возделывания и уборки хлопка на 8 основных агротехнических циклов позволяет при проектировании состава машинного парка учитывать технические характеристики требуемых МТА.
Нами были проведены наблюдения за эксплуатацией МТА с 01.11.2011 г. по 30.11.2012 г. в «МТС им. И. Т. Головченко» Согдийской области. Под наблюдением находились 27 МТА различных марок (рисунок 4.7, таблицы 1, 2, 3, 4 П4, приложение 4). Из них: 6 шт. – Т-4А01; 5 шт. – ДТ-75М; 6 шт. – МТЗ-80, 80Х и 10 шт. – Т-28Х4МС и ТТЗ-80, выполняющих различные виды механизированных сельскохозяйственных работ в течение года (рисунки 4.7 и 4.8).
В период наблюдения за тракторами выполнены механизированные работы в объеме W = 8370 у.э. га. За этот период поступили 2347 требований на выполнение планового технического обслуживания, из которых 64 % н а ТО-1, 29 % на ТО-2 и 7 % на ТО-3. По видам тракторов количество плановых технических обслужива-ний представлено в таблице 5 П4 приложения 4. На устранение последствий полевых отказов поступили 203 заявки с общей трудоемкостью 12 848 чел.-ч, из которых 49 % – первой группы сложности, 31 % – второй группы сложности и 20 % – третьей группы сложности. Учитывались отказы, трудоемкость устранения которых превышала 1 чел.-ч. Увеличение отказов первой группы сложности обусловлено проведением некачественного планового технического обслуживания в период эксплуатации МТА. Результаты обработки полученных данных представлены на рисунке 4.8 а и б (рисунок 4.8, таблицы 6, 7, 8, 9 П4, приложение 4).
Наибольшая интенсивность потока требований по устранению неисправностей сельскохозяйственной техники приходится на период интенсивной эксплуатации МТА (март и сентябрь, октябрь). Для данного периода поток требований по неплановым текущим ремонтам = 1,29. В осенне-зимний период у универсально-пропашных, а с мая по август месяцы у пахотных тракторов интенсивность потока требований снижается по текущим ремонтам до = 0,69, а в сумме до = 1,47 требований в смену. При этом средняя трудоемкость и продолжительность выполнения одного требования составляют для первого периода 11,5 чел.-ч для гусеничных тракторов и 7,6 чел.-ч для универсально-пропашных тракторов, а для второго периода, соответственно, 8,9 чел.-ч и 5,6 чел.-ч.
С целью реализации поставленных задач были собраны и подготовлены данные по обслуживанию МТА:
- технические характеристики МТА и др.;
- место расположения МТС и их производственная инфраструктура, количество объектов и их техническое состояние;
- расстояние выполнения механизированных технологических работ, состояние дорог;
- трудоемкость, наличие исполнителей и их квалификация, обеспеченность инструментами;
- план производственных и эксплуатационных затрат по МТА во время выполнения механизированных и ремонтно-обслуживающих работ;
- сложность технологическая и качество сервисных работ с ростом уровня концентрации и специализации производственных процессов;
- производственные параметры системы ТО и ремонта сельскохозяйственной техники в МТС, трудозатраты и стоимостные показатели.
На основе выполненных работ [56, 60, 64, 80, 221 и др.] установлено, что несмотря на определенный порядок предупредительных мероприятий, моменты поступления требований на обслуживание в зависимости от наработки каждого конкретного МТА носят случайный характер по отношению к системе обслуживания. Это предопределено влиянием целого ряда факторов на МТА: природно-климатических условий, уровня обеспеченности хозяйств техникой и инженерной службой, плотностью механизированных работ, режимами, методами и стратегиями проведения ТО.
МТА, находящиеся под наблюдением, выполняли различные энергоемкие сельскохозяйственные механизированные работы: по основной обработке почвы, планировке полей, предпосевной обработке полей, посеву, междурядной обработке технических культур, борьбе с сельскохозяйственными болезнями и вредителями, уборке и послеуборочной обработке урожая, мелиоративно-строительным работам.
В результате анализа литературных источников [32, 49, 77, 88, 105, 111] и наблюдений установлено, что за последние годы надежность поставляемой сельским товаропроизводителям техники остается крайне низкой. По данным Таджикской машинно-испытательной станции, наработка на отказ новых марок тракторов составляет приблизительно 80–120 моточасов, особенно у универсально-пропашных тракторов, а в условиях рядовой эксплуатации наработка на отказ составляет около 60–80 моточасов.
Эффективность технико-технологического переоснащения производственных процессов в хлопководстве при его поэтапной модернизации в сельскохозяйственных предприятиях Согдийской области
Проведенный анализ теоретических и диссертационных работ по изучению имитационных моделей реальных производственных процессов позволил установить общую закономерность представления материала по оценке эффективности объекта исследования. Авторы неправомерно сужают показатели эффективности до ее экономической составляющей. Между тем, в период перехода и становления рыночных отношений в экономике принципиально иными стали цели, критерии оценки эффективности реализации производственных процессов. Изменились взаимосвязи субъектов экономической деятельности. На финансовую нестабильность экономики и ее показатели влияют глобальные мировые экономические связи и политические взаимоотношения между государствами.
В этой связи однозначность оценки эффективности реализации производственных процессов приводит к ее необъективности, противоречивости и малодостоверности. Это наглядно доказал процесс девальвации рубля в 2014 году, когда в ряде отраслей продукция резко перестала быть рентабельной.
Считаем, что согласно требованиям всесторонности оценки производственных процессов, эффективность результатов исследований нужно оценивать по объективным (натуральным) показателям: техническим, технологическим, социальным, эргономическим, экологическим и т.д. Экономические показатели должны выступать в качестве результирующих. Это такие показатели, как прибыль, рентабельность, окупаемость и т.д. (таблица 31 П5, приложение 5).
Исходя из вышеизложенного, оценим эффективность поэтапной модернизации хлопководства как суммарную эффективность социальной, технологической, технической, экологической и экономической ее составляющей.
1. Социальная эффективность. Именно она является ключевым фактором всех остальных эффектов. Оценка труда человека традиционно, при плановой экономике в СССР, осуществлялась по уровню заработной платы, величина которой не учитывала профессиональные способности работника и предопределяла низкую его мотивацию к труду. Нами заложена рыночная оценка труда, которая и отражает сущность социалистического подхода – от каждого по способностям, каждому по труду. Это обусловило принятие величины социального фактора (зарплата плюс социальная инфраструктура для возрождения и накопления человеческого капитала) в 5–8 раз выше по сравнению с настоящим состоянием. Только заработная плата заложена на порядок выше, что не только обеспечивает достойное проживание трудящихся, но главное, решает проблему демографической избыточности и мигрирования.
2. Технологическая эффективность. Заключается в полном использовании природного ресурса живой природы, который на 50–60 % определяет величину показателей урожайности культурных растений. Повышение показателей надежности реализации технологических процессов в 5–8 раз до нормативных агротехнических является основным фактором повышения урожайности хлопка в 4–5 раз по сравнению с настоящими показателями.
3. Техническая эффективность. Заключается в сокращении количественного состава машинного парка (В 2 в к В 1 а) почти в два раза за счет реализации потенциальной способности перспективных МТА, повышения безотказности и ремонтопригодности машин, эффективных методов технического сервиса и рациональных режимов их использования. Происходит сокращение ремонтно-обслуживающих воздействий по нормативному парку машин в 3–5 раз, как следствие, инженерных объектов для их реализации, обслуживающего персонала.
Коэффициент использования МТА в рабочем цикле увеличивается в среднем с = 0,5 до = 0,7, т.е. на 40 %. Очевидно, что это равносильно сокращению количества МТА на аналогичную величину. Механизатор-технолог по образованию и по назначению занят выполнением своих профессиональных обязанностей в два раза больше в течение года. Вместо 30–40 % он занят на основной работе 60–80 %. Сокращается удельный расход топлива при использовании современных МТА и при рациональных режимах их работы на 15–20 %. Все это является и следствием повышения технической готовности МТА во время выполнения полевых работ до KГ = 0,98, наработки на отказ агрегатов в 4–5 раз.
4. Экологическая эффективность. Заключается в своевременном и щадящем режиме воздействия на живую природу (почву, растения, окружающую среду), рациональном режиме количественно-качественного использования агробиологического ресурса.
5. Экономическая эффективность. Результирующими показателями высокой эффективности процесса технико-технологического поэтапного переоснащения хлопководства являются прибыль от реализации произведенной продукции, рентабельность ее производства. При всех вариантах стратегий модернизации хлопководства (В 1, 2 а, б, в) на первом и втором этапах прибыль от реализации хлопка и его побочной продукции составила от 2020 до 793 тыс. руб./га (Э-2, В 2 в), что обеспечило инвестирование денежных средств в переоснащение производственных процессов на первом этапе модернизации в размере 105–266 млн руб. (Э-1, В 1 а и 1 в; с площади посева хлопка 650 га), на втором этапе – 128–360 млн руб. Наиболее экономически целесообразной является стратегия переоснащения процессов в хлопководстве перспективным парком машин, которые имеют показатели эксплуатационной надежности в 3–5 раз выше по сравнению с традиционным МТП. Только при этом варианте переоснащения хлопководства обеспечивается прибыль на третьем этапе в размере 77 млн руб., а за весь период его модернизации (2016–2030 гг.) она составила 972 млн руб., что обеспечивает возможность постоянного инвестирования финансовых ресурсов в развитие сельхозпредприятий, кардинального количественно-качественного увеличения объектов социальной инфраструктуры.
Установлено, что стратегия модернизации хлопководства, основанная на принципах качественного изменения используемых ресурсов, на применении инновационных технологий и методов технического сервиса, усилении социальной направленности производства, несмотря на более высокую (в 2–3 раза) стоимость перспективного парка машин, обеспечивает его долю в капиталовложениях за весь период модернизации хлопководства всего в размере 435 млн руб., т.е. 45 % от полученной прибыли. При традиционном переоснащении производственных процессов 65 % прибыли, полученной на первом и втором этапах, будет направлено на техническое переоснащение, а на третьем этапе производства продукции хлопководство станет нерентабельным.
В целом результаты поэтапной модернизации хлопководства, полученные на основе имитационного моделирования производственных процессов, подтверждают корректность математических моделей, которые достаточно полно и адекватно реальным процессам отражают взаимосвязи и закономерности изменения их натуральных и стоимостных показателей при технико-технологическом переоснащении. Это позволяет утверждать, что впервые разработанные нами методология и методика математического моделирования производственных процессов в хлопководстве при его поэтапной модернизации являются научной основой для решения прикладных проблем по модернизации растениеводства в целом.