Введение к работе
Актуальность проблемы.
Исследование проблемы повышения надежности и эффективности функционирования технологических комплексов производства зерна и кормов обусловлено реальными потребностями специалистов в научной информации о закономерностях динамики процессов и резервах. Продовольственная безопасность страны предопределена уровнем производства в аграрном секторе. Эффективность производства продовольствия напрямую зависит от технической оснащенности, стабильности технологических процессов и компетентности специалистов.
Приоритетный национальный проект «Развитие АПК» включает в себя одно из основных направлений: «Ускоренное развитие животноводства». Основными целевыми показателями этого направления являются: увеличение производства мяса на 7%, молока - на 4,5% при стабилизации поголовья крупного рогатого скота (КРС), в том числе коров, на уровне не ниже 2005 г. Достижение этих целевых показателей возможно только при увеличении производства зерна и кормов и повышении их качества.
Обоснованию методов повышения эффективности процессов динамики и систем агроинженерных технологий в пределах циклов их осуществимости комплексами машин, направленных на получение максимума эффективности функционирования при производстве зерна и кормов, посвящена данная работа. Научная проблема состоит в обосновании методов повышения надежности и эффективности функционирования технологических комплексов, исходя из цели получения максимума эффективности от применения совокупности основных, резервных и дополнительных процессов с учетом свойств цикличности, динамичности и нестабильности темпов функционирования.
Цель исследования. Научно обосновать методы повышения надежности и эффективности функционирования технологических комплексов в циклах их осуществимости при производстве зерна и кормов, исходя из целевого назначения конечного продукта.
Объект исследования. Объектами исследования являются технологические комплексы производства зерна и кормов на хозяйственном, районном и региональном уровнях функционирования.
Предмет исследования. Предметом исследований являются закономерности процессов динамики функционирования технологических комплексов производства зерна и кормов в пределах продолжительности циклов осуществимости технологий, влияние продолжительности выполнения процессов на изменение критериев оценки эффективности и структуру резервов уровня выполнения процессов, темпов процессов, живучести систем, ядер и элементов в различных состояниях.
Научная рабочая гипотеза. Изучение закономерностей процессов функционирования технологических комплексов выполнено на основе научной гипотезы о возможности описания поведения системы в пределах продолжительности технологического цикла множествами групп моделей динамики систем: основных, обратных и преобразованных функций.
Методы исследования. Обоснование закономерностей динамики процессов достигается по натуральной и относительной величине критерия оценки факторов при моделировании и испытании процессов в циклах осуществимости технологий по уровням иерархии элементов агроинженерных систем. Методы исследований процессов основаны на использовании математических, физических, графических моделей и экспериментальных данных, полученных в лабораторных и полевых условиях, в статистических базах данных и в листингах результатов моделирования закономерностей процессов. Резервы систем: уровня, продолжительности выполнения процесса и живучести оценивали методами теории вероятностей, математической статистики, корреляционного и регрессионного анализа и системной динамики.
Достоверность результатов, полученных при исследовании закономерностей и численных показателей эффективности и резервов процессов и систем технологий проверяли путем непосредственных измерений и моделированием закономерностей динамики систем и численных значений критериев оценки эффективности процессов.
Новизна результатов исследований состоит в системном динамическом подходе к разработке теории, методов, алгоритмов, моделей, критериев и выявлению резервов повышения надежности и эффективности функционирования технологических комплексов производства зерна и кормов в пределах циклов их осуществимости. Новизна технологических и технических решений подтверждена семью изобретениями.
Практическая значимость работы состоит в получении количественных оценок закономерностей процессов динамики систем агроинженерных технологий, в определении резервов, позволяющих повысить в 2...3 раза эффективность систем производства продукции в сельском хозяйстве применением совокупности основных, резервных и дополнительных комплексов машин. Кроме того, разработаны методы анализа, синтеза, выявления резервов уровня и продолжительности процессов и живучести систем в циклах осуществимости технологий. Результаты исследований для применения в хозяйствах региона и страны отражены в 3 рекомендациях, учебных пособиях и монографии.
Результаты исследований использованы при разработке и применении рекомендаций по снижению потерь урожая при уборке и послеуборочной обработке зерна и кормов в производственных условиях при выполнении работ в 5 хозяйствах. Центром стандартизации и метрологии утверждены технические условия на выпуск опытной установочной серии индикатора-классификатора спе-
лости зерен и частей растений. Материалы исследований используются в учебном процессе двух образовательных учреждений при подготовке соответствующих специалистов. Эффективность результатов исследований подтверждена соответствующими справками и актами.
Апробация. Результаты работы обсуждались и одобрены решениями Международных, Всероссийских, региональных, вузовских научных и научно-технических конференций: Вятской госсельхозакадемии (1971-2005, Киров), Челябинского госагроуниверситета (1969-1971, 1973, 1974, 1976, 1987, 1989, 1991, 2004, Челябинск), Сибирского отделения РАСХН (1979, 1981, 1983, Новосибирск), Первого проблемного и экспертного Советов НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР ВАСХНИЛ (1982-1985,1990,1991, Ленинград - Пушкин, С.-Петербург, Тверь, Киров), региональных семинаров «Новые информационные технологии» (Н.-Новгород, 1990, Киров, 1993), Международной конференции по моделированию процессов и систем в отраслях АПК (С.-Петербург, АФИ, 1993), Выездной юбилейной сессии РАСХН (секция механизации, электрификации, НИИСХ Северо-Востока, Киров, 1995), Российской научно-практической конференции «Современные информационные технологии в управлении АПК» (Н.-Новгород, 1999), Всероссийской научно-практической конференции «Научно-технический прогресс и новые формы хозяйствования на современном этапе» (Москва, РИАМА, 1997), Всероссийской научно-практической конференции «Продовольственная безопасность как важнейший фактор национальной безопасности страны и роль информационно-консультационных служб АПК ее обеспечения» (Пенза, 2002), Международных научно-практических конференций: посвященной 125-летию со дня рождения академика Н.В. Рудницкого (2002), Приоритетные направления научно-технического обеспечения АПК Северо-Востока (Киров, НИИСХ С.-В., 2004, 2005), Международной научно-практической конференции «Двухфазный обмолот в отечественном и зарубежном комбайностроении», посвященной памяти профессора К.Г.Колганова (Челябинск, 2004).
Публикации. Результаты теоретических и экспериментальных исследований отражены в 82 печатных научных работах автора, в том числе одной монографии и в 20 работах, соответствующих требованиям Постановления Правительства Российской Федерации от 20 апреля 2006 г. № 227 «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 30 января 2002 г. №74 «Об утверждении Единого реестра ученых степеней и ученых званий и Положения о порядке присуждения ученых степеней». Общий объем публикаций, приходящихся на долю соискателя, составляет 25 п. л.
Защищаемые положения. 1. Методы совершенствования технологических процессов производства зерна и кормов, основанные на анализе закономерностей динамических характеристик объектов исследования.
Критерии оценки динамики технологических процессов производства зерна и кормов в циклах осуществимости технологий, обеспечивающие принятие решений на основе результатов описания множеств состояний систем по продолжительности функционирования.
Методы совершенствования систем агроинженерных технологий производства зерна и кормов, основанные на динамическом моделировании множеств основных, обратных и преобразованных функций - критериев эффективности процессов.
Методы определения состава технологических комплексов производства зерна и кормов, основанные на анализе и синтезе закономерностей динамики темпов процессов.
Новые способы и средства механизации производства зерна и кормов, обеспечивающие выполнение ресурсоэнергосберегающих процессов с повышенной эффективностью по множеству основных, резервных и дополнительных технологий уборки урожая зерна и кормов комплексами машин.
Эффективность внедрения результатов научных исследований в сельскохозяйственное производство, основанная на использовании выявленных резервов уровней, темпов процессов, продолжительности функционирования и живучести систем основных, резервных и дополнительных агроинженерных технологий.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов, библиографии, включающей 237 наименований, и приложений. Работа содержит 366 страниц текста, в том числе 53 таблицы и 37 рисунков.
