Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Краткая характеристика состояния машинно-тракторного парка в хо- 9 зяйствах России и Республики Башкортостан
Научные рекомендации по повышению эффективности использова- 11 ния МТП
Методы распределения тракторов по видам работ 12 1А Критерии оптимизации и их выбор 16
Математический аппарат решения задачи распределения тракторов 19 по видам работ
Проблемы использования экономико-математических методов в 21 практике планирования
Цель и задачи исследования 22
2 ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРИНЦИПОВ ОПЕРАТИВНОГО
ПЛАНИРОВАНИЯ РАБОТЫ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО ПАРКА С
УЧЕТОМ ТЕКУЩИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ «ОПЕРАТОР-
МАШИНА-СРЕДА»
Основные предпосылки создания компыотерной системы оператив- 24 ного планирования работы МТП
Требования к решению задачи распределения техники по видам ра- 25 бот
Проблемы использования методов целочисленного программировав 27 ния для решения поставленной задачи
Формирование математической модели распределения тракторов 2.4.1 Влияние различных факторов на производительность МТА, их учет
Срок службы тракторов 30
Квалификация трактористов 41
Техническое состояние тракторов 43
Дифференциация норм выработки как фактор стимулирования 46 труда
Модель производительности МТА 48 2.4.2 Математическая модель распределения тракторов по видам работ
Исходные данные 51
Общий алгоритм планирования 56
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ОБРАБОТКИ ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Цель и задачи экспериментов
Измерение мощности тракторных двигателей
Выбор объектов и места исследования
Определение количества объектов исследования
Выбор и подготовка измерительных приборов, проведение измере ний 3.3Методика проведения фотохронометражных наблюдений
Определение коэффициента технической готовности тракторов
Методика обработка результатов наблюдений
4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Влияние срока службы тракторов, стажа работы и классности трак- 66 тористов на годовую выработку машин
Изменение эффективной мощности тракторных двигателей по мере 69 их старения
Зависимость производительности МТА от квалификации трактори- 72 стов-машинистов
Характер изменения коэффициента технической готовности тракто- 79 ров
Некоторые рекомендации по совершенствованию режима труда и 90
4 еггдыха механизаторов 5 МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВО
Методика использования системы проектирования 93
Проверка рекомендуемых норм в производственных условиях 95
Результаты производственного внедрения 99
Экономический эффект от совершенствования распределения агрега- 121 то в по видам работ
ВЫВОДЫ 125
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 127
ПРИЛОЖЕНИЯ 143
Введение к работе
Одним из важнейших направлений повышения эффективности сельскохозяйственного производства является улучшение использования машинно-тракторного парка (МТП). Эта задача приобретает особую актуальность на современном этапе, в период перехода к рыночным отношениям в экономике. Из-за диспаритета цен на средства производства и сельскохозяйственную продукцию, недостаточной поддержки аграрного сектора государством многие сельскохозяйственные предприятия оказались в тяжелом финансовом положении. Обновление и расширение состава МТП в таких условиях крайне затруднено. В связи с этим, исключительно важное значение приобретает более эффективное использование наличного парка машин. При этом предпочтение должно отдаваться тем способам повышения производительности МТП, которые не требуют больших капиталовложений. Одним из них является оптимизация распределения машинно-тракторных агрегатов (МТА) по операциям.
К настоящему времени разработаны различные методы оптимального распределения МТА по видам работ. Однако они недостаточно учитывают конкретные условия функционирования МТА, техническое состояние тракторов и квалификацию трактористов-машинистов, то есть текущие характеристики системы «оператор-машина-среда», что сдерживает их широкое применение.
При распределении МТА по операциям для расчета их технико-экономических показателей используются типовые нормы выработки и расхода топлива. Их значения для агрегатов одного и того же состава принимаются одинаковыми. Фактически же выработка агрегатов будет зависеть от характеристик поля (его линейных размеров в направлении обработки, рельефа, сложности конфигурации, изрезашюсти препятствиями, механического состава и каменистости почвы), «возраста» тракторов, стажа работы и квалификации исполнителей операции. Существенные расхождения между нормативной и фактической производительностью МТА являются одной из главных причин нереальности разрабатываемых планов использования техники, а также снижения стимула механизаторов к труду.
Для учета влияния на производительность агрегатов характеристики поля достаточно знать данные его паспортизации и направление движения агрегатов. Что касается «возраста» тракторов, стажа работы и квалификации механизаторов, то, во-первых, необходимо разработать или уточнить методику их учета при расчете производительности МТА. Во-вторых, провести дополнительные исследования для установления закономерностей изменения выработки агрегатов в зависимости от перечисленных факторов.
Одним из существенных недостатков применяемых математических моделей при распределении техники по видам работ является нецелочисленность результатов, что требует больших затрат труда для ручной доводки плана использования агрегатов до приемлемого (рационального) уровня путем округления их дробных значений до целых чисел и частичного перераспределения объемов работ между МТА.
Решение же задачи оптимизации распределения техники по видам работ с учетом технического состояния (возраста) каждого трактора, стажа и квалификации работающего на нем механизатора, то есть двоичности искомых переменных (ноль или единица), требует применения математического аппарата, обеспечивающего целочисленность решения. Применение известных методов математического программирования для достижения этой цели по ряду причин крайне затруднительно.
Для того чтобы система планирования работы МТП была востребована сельскими специалистами, необходима ее программная реализация. Причем, работа с программой не должна требовать особой экономико-математической подготовки пользователя.
Восполнению пробелов в вопросах повышения эффективности использования МТП с учетом текущих характеристик системы «оператор-машина-среда» и посвящено настоящее исследование.
Объектом исследований является планирование работы МТП, предмет исследований: методы планирования работы МТП, влияние срока службы тракто-
7 ров, среды их функционирования, классности, стажа работы и возраста трактористов на производительность МТА.
В работе приведена краткая характеристика состояния МТП России и Республики Башкортостан, проанализированы способы распределения агрегатов по операциям с использованием известных математических методов оптимизации, влияние срока службы тракторов и квалификации трактористов на наработку агрегатов,
МТА рассмотрен как человеко-машинная система. С этой позиции разработана методика корректировки расчетной производительности агрегата с учетом конкретных условий его функционирования, «возраста» тракторов, классности и стажа работы механизаторов.
На основе экспериментальных исследований и обработки статистических данных установлены зависимости потерь мощности тракторов от их наработки до и после капитального ремонта, степени выполнения нормы выработки от стажа работы тракториста. Эти результаты могут быть использованы и для совершенствования нормирования и оплаты труда трактористов-машинистов.
Изучена динамика изменения коэффициента технической готовности различных марок тракторов в течение сезона с использованием нейронно-сетевого моделирования. Даны рекомендации по рациональному использованию времени смены.
Полученные аналитические зависимости интегрированы в разработанной компьютерной программе планирования и учета работы МТП, пользование которой требует лишь элементарных навыков работы на компьютере.
На защиту выносятся:
I .Методология оперативного планирования работы и повышения эффективности использования МТА с учетом технического состояния тракторов, конкретных условий их функционирования и квалификации механизаторов.
2.Математическая модель задачи оптимального распределения МТА по видам работ, позволяющая минимизировать суммарную длительность выполнения операций с недетерминированной продолжительностью и планировать
работу каждого трактора в отдельности с учетом технических возможностей системы «машина-оператор».
3. Методика корректировки норм выработки МТА с учетом квалификации и стажа работы тракториста, срока службы и технической готовности трактора.
^Формализованные зависимости для учета влияния квалификации и стажа работы механизаторов, срока службы и технической готовности тракторов на производительность МТА.
Тема диссертационной работы утверждена советом факультета механизации сельского хозяйства Башкирского государственного аграрного университета и является составной частью государственной научно-технической программы АН Республики Башкортостан «Конструкции и технологии эксплуатации сельскохозяйственной техники» на 2001-2005 гг.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях факультета механизации сельского хозяйства Башкирского государственного аграрного университета (1999-2004 гг.), Челябинского государственного агроинженерного университета (2002 г.); на международной научно-практической конференции в рамках XIII Международной специализированной выставки «АГРО-2003» (Уфа, 2003 г.); на семинарах инженеров аграрного производства, проведенных Башкирским институтом переподготовки и повышения квалификации кадров АПК в 2002 и 2003 годах.
По материалам диссертации опубликованы 10 работ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы и приложений,
