Содержание к диссертации
Введение
Возможность и особенности ведения сельскохозяйственного производства В современных условиях 7
1.2 Анализ существующих средств и методов планирования эксплуатации МТП 10
1.2.1 Планирование эксплуатации МТП сельскохозяйственных предприятий 10
1.2.2 Существующее состояние компьютеризации проектирования эксплуатации МТП 12
1.2.3 Анализ существующих методов планирования эксплуатации МТП 14
1.2.4 Оперативное планирование 25
1.2.5 Обоснование ограничений области исследований 27
1.3 Цель н задачи разработок н исследований 33
1.3.1 Требования к уровню организации сельскохозяйственного производства в крупных и средних производителях товарной продукции 33
1.3.2 Требования и рекомендации к компьютерным программам 34
1.3.4 Цель и задачи разработок и исследований 36
2 Теоретические основы решения проблемы автоматизации процесса проектирования эксплуатации машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия 38
2.1 Математическая модель как осяова проектирования рационального состава и использования МТП. Расширяемая математическая модель в группировка ее параметров 38
2.2 Определение области рационализации деятельности сельскохозяйственного предприятия в растениеводстве 44
2.3 Методы рационализации МТП и их использование 55
2.4 Проектирование производственных процессов в растениеводстве на основе структурно технологических схем 58
2.4.1 Возможности структурно-технологических схем 58
2.4.2 Разработка системы взаимосвязей между технологическими операциями 59
2.4.3 Графическое отображение взаимосвязей между технологическими операциями на структурно-технологических схемах 66
2.4.4 Отображение различных вариантов производственного процесса на структурно-технологических схемах 71
3 Принципы реализации в компьютерной программе теоретических проработок и идей 77
3.1. Разработка математической модели для оперативного планирования деятельности МТП, более полно учитывающей особенности производственных процессов 77
3.1.1 Адекватность отражения реальных производственных процессов при планировании 77
3.1.2 Учет некоторых особенностей производственных процессов, технологических операций и параметров 81
3.1.3 Математической модель для оперативного плакирования деятельности МТП 86
3.2. Многовариантные процессы и учет многовариантности в компьютерной программе 90
3.2.1 Варианты изменения технологии и поиск рациональных решений 90
3.2.2 Учет влияния вариантов изменения технологии на качество и количество конечной продукции. Условные вычисления параметров в компьютерной программе 93
3.3. Дополнительное расширение возможностей программы 95
3.3.1. Совмещение в одной программе традиционных и оптимизационных методов проектирования эксплуатации МТП 95
3.3.2. Расширение возможностей программы посредством интерфейсов 97
4. Разработка компьютерной программы "Машинно-тракторный парк сельскохозяйственного предприятия" и ее краткая характеристика 101
4.1 Общие сведения о программе 101
4.2 Ввод исходных данных в программу 102
4.3 Отбор информации из технологических карт 115
4.4 Просмотр результатов отбора 121
4.5 Работа с файлами 129
4.6 Методика применения программы 130
5 Производственная проверка программы и рекомендации по эксплуатации программного продукта в сельскохозяйственных предприятиях 134
5.1. Проверка в условиях крупного товарного производства (колхоз им. 50-летяя СССР
Костромского района Костромской области) 134
5.2 Проверка в условиях мелкотоварного производства (опытное поле Костромской ГСХА) 148
5.3 Анализ результатов производственной проверки и уточнение требований к программе проектирования эксплуатации МТП 152
5.4. Рекомендации по эксплуатации программного продукта в сельскохозяйственных предприятиях
Выводы 160
- Анализ существующих методов планирования эксплуатации МТП
- Определение области рационализации деятельности сельскохозяйственного предприятия в растениеводстве
- Учет некоторых особенностей производственных процессов, технологических операций и параметров
- Проверка в условиях мелкотоварного производства (опытное поле Костромской ГСХА)
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из важных направлений повышения эффективности сельскохозяйственного производства является улучшение использования машинно-тракторного парка (МТП). Известно, что эффективное планирование и оперативное управление работой машин позволяет не только уменьшить реальные затраты на производство, но и повысить вероятность вьшалнения полевых работ в лучшие агротехнические сроки, достичь прироста урожайности культур. Вмесге с тем, планирование работы машин требует значительных затрат времени и сил, учета местных производственных условий, технологических особенностей сельскохозяйственных культур. Поэтому основной задачей исследований является разработка математических моделей, адекватно отражающих особенности сельскохозяйственного производства Таких моделей, несмотря на большое количество разработок, до сих нор нет. Нет также и компьютерных программ, массово работающих в хозяйствах. Создание методики, обоснование параметров и разработка принципов компьютерного моделирования вариантов использования машинно-тракторного парка позволят разработать компьютерную программу, отвечающую современным требованиям и обеспечивающую получение необходимых данных о технике и потребных ресурсах в любой момент времени, что даст возможность повысить эффективность использования машинно-тракторного парка сельхозпредприятия.
Работа выполнена в рамках региональной комплексной целевой научно-технической программы "Развитие агропромышленного комплекса Костромской области до 2006 г."
Цель исследований состоит в разработке принципов и обоснования параметров компьютерного моделирования вариантов использования машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия для оперативного управления технологическими процессами в растениеводстве.
Объект исследования - планирование использования МТП и оперативное управление его работой.
Предмет исследований - способы и методы планирования использования МТП, производственные и технологические процессы в растениеводстве, виды связей между технологическими операциями и различными видами процессов, способы их отображения как в математической, так и в графической форме.
Научная новизна. Разработана математическая модель для оперативного планирования использования техники, которая учитывает структурно-технологические особенности производственных процессов. Предложены перспективные способы повышения эффективности проектирования рационального использования МТП с помощью компьютерных программ, как за счет усовершенствования меюдики проектирования, так и за счет использования современных технологий в области программирования.
На защиту выносятся 1. Система взаимосвязей между технологическими операциями для манипулирования сроками выполнения операций и согласования работ во времени и пространстве.
Система графического отображения взаимосвязей между технологическими операциями, а также различных вариантов производственного процесса на структурно-технологических схемах.
Порядок построения структурно технологических схем при их использовании для проектирования производственных процессов в растениеводстве.
Математическая модель для оперативного планирования использования техники.
Методология разработки плана использования техники, совмещающая в себе традиционные и оптимизационные методы планирования.
Компьютерная программа «Машинно-тракторный парк. Версия 1.З.», предназначенная для оперативного планирования использования техники и учета выполненных работ.
Практическая значимость работы состоит в том, что основные выводы и предложения, сформулированные в диссертационной работе, создают методическую основу для создания компьютерной программы более высокого уровня и возможностей, обеспечивающую оперативное планирование использования МТП и учет выполненных работ.
Реализация результатов исследований. Создана компьютерная программа "Машинно-тракторный парк. Версия 1.3" для оперативного управления машинно-тракторным парком сельскохозяйственного предприятия. Программа позволяет планировать использование МТП (с определением всех затрат) на любой промежуток времени от 1 дня до календарного года, осуществлять учёт вьшолненный работ по ходу производственного процесса, оперативно планировать деятельность МТП на ближайшее будущее с учётом складывающихся обстоятельств., Программа используется в учебном процессе кафедры эксплуатации МТП Костромской ГСХЛ, а также прошла производственную проверку в колхозе им. 50-летия СССР Костромского района Костромской области и на опытном поле Костромской ГСХЛ. Программу приобрели ряд сельскохозяйственных вузов (МГАУ им. В.П. Горячкина, Волгоградская ГСХА, Вологодская МСХА, Казанская ГСХА, Пензенская ГСХА и др.), а также различные предприятия (ЗАО "Левашове" Ярославской области, учхоз "Чистые пруды" Вятской ГСХА, Татфондбанк).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на межвузовских научно-практических и научно-методических конференциях "Актуальные проблемы науки в АПК", проводимых Костромской ГСХА в 1999-2004 г.г. В 2003 г. компьютерная программа "Машинно-тракторный парк. Версия 1.3" представлена специалистам ГОСНИТИ и кафедры эксплуатации МТП МГАУ им. В.П Горячкина, а в 2004 г. - совещанию директоров учебно-опытных хозяйств МСХ РФ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ, в том числе издан атектронный учебник.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка литературы из 129 наименований и приложения. Работа изложена на 173 страницах машинописного текста, в том числе содержит 23 таблицы и 74 рисунка. Два приложения на 22 страницах содержат 17 таблиц и материалы о внедрении результатов работы. 4
Анализ существующих методов планирования эксплуатации МТП
В данную таблицу заносят все сельскохозяйственные работы (включая стационарные, погрузочно-разгрузочные и др.), выполняемые машинно-тракторными агрегатами. Работы указывают по каждой культуре в календарной последовательности их выполнения. В таблицу заносят работы не только из технологических карт, но и работы, выполняемые вне полей севооборота (на лугах, пастбищах, в садах, мелиоративные работы и др.).
По данным сводной таблицы строят графики машиноиспользования, то есть загрузки, тракторов и других машин, а также графики потребности в обслуживающем персонале. Графики строят в зависимости от календарных сроков работы, откладываемых по оси абсцисс. По оси ординат откладывают: для графика машиноиспользования — количество машин, для графика потребности в рабочих — количество работников. Каждая работа из сводной таблицы представлена на графике прямоугольником.
Графики анализируются, и, в случае необходимости (при наличии пиков) - корректируются. Методы корректировки следующие: перенос части работ для выполнения их механизмами других типов и марок; изменение сроков выполнения работы в пределах, допустимых агротехникой; применение двухсменной и трехсменной работы или изменение (в том случае, когда это разрешается), длительности рабочего дня; изменение (если это рационально) технологии работ.
Таким образом, при традиционном методе проектирования, план эксплуатации МТП оценивается по графикам машиноиспользования и потребности в рабочих. Все расчеты сводятся, в основном к тем, которые необходимы для построения названных графиков. Эти особенности обусловлены высокой трудоемкостью расчетов и графических построений. По тем же причинам обычно ограничиваются одной-двумя корректировками графиков, так как после каждой корректировки изменяется сводная таблица я, следовательно, необходимо заново выполнить расчеты и графические построения. После каждой корректировки, новый план эксплуатации МТП улучшается по сравнению с предыдущим, но еще содержит в себе много возможностей для рационализации. Небольшое число корректировок, вызванное высокой трудоемкостью расчетов и графических построений, снижает эффективность планов, полученных традиционным методом.
Существенно повысить эффективность проектирования можно за счет применения современных ЭВМ. В частности, можно полностью автоматизировать самую трудоемкую операцию — выполнение расчетов и графических построений. Это позволит многократно увеличить число корректировок, причем, не обязательно сводить к минимуму расчеты и графические построения, а значит, решения можно будет принимать, основываясь на гораздо большем количестве информации.
Компьютерная программа, использующая в своей основе традиционные методы проектирования МТП, может либо автоматизировать, либо облегчить многие действия пользователя, кроме принятия решений. Принятие решений пользователем — сущность традиционных методов. Поиск рационального плана использования техники при традиционных методах сводится к следующему: 1. Производятся расчеты и графические построения, необходимые для анализа первоначального плана использования МТП. 2. Информация, полученная при выполнении работ по п. 1, анализируется с целью выявления недостатков первоначального плана, намечаются также и пути устранения этих недостатков. 3. Если недостатки выявлены, первоначальный план корректируется (методы корректировки перечислены выше). После корректировки вновь переходят к действию 1, приняв откорректированный план за первоначальный. 4. Если недостатки не выявлены, то план принимается в качестве конечного результата. Действия 1..3 могут повторяться многократно, пока в одном из циклов не будет получен конечный результат (п.4). Из сказанного следует, что, прежде чем приступить к вышеперечисленным действиям, необходимо иметь первоначальный план использования МТП. Так как корректировки неизбежны, на составление такого плана не тратят особых усилий. Во многих случаях для этого используются данные прошлых лет. Оптимизационные методы проектировании МТП Как уже отмечалось, оптимизационные методы проектирования МТП, позволяют найти оптимальный с математической точки зрения план использования МТП, и это определяет их некоторые преимущества перед традиционными методами проектирова ния. Преимущества заключаются, во-первых, в том, что процесс поиска оптимальных решений автоматизируется, и это снижает трудоемкость разработки планов, а во-вторых, в том, что оптимальность плана математически достоверна.
Однако то, что принятие решений происходит без участия специалиста, можно рассматривать и как существенный недостаток «оптимизационных» методов. При использовании программ, основанных на оптимизационных алгоритмах, роль специалиста сводится, в основном, к вводу исходных данных для математической модели. Фактически, человек с его огромными, не воспроизводимыми современной техникой интеллектуальными возможностями заменяется одним или несколькими формальными критериями эффективности, и решение, полученное таким образом, называется разработчиками "оптимальным". Однако, понятие "оптимальный" (кроме своего этимологического значения "наилучший" в совокупности наилучших значений) имеет для решений и более широкое значение, предложенное в [22] - оптимальными считаются такие решения, которые по тем или иным соображениям предпочтительнее других (разумеется, в привязке к конкретным условиям). Те или иные соображения, о которых идет речь в этом определении, очевидно, не могут быть всегда только максимумом прибыли, минимумом затрат и т.п. Ввиду того, что в сельскохозяйственном производстве существует огромное количество взаимозависимых факторов, в той или иной мере оказывающих влияние на сам процесс производства, полностью формализовать процесс принятия решения нельзя, и, следовательно, полностью исключать человека из процесса принятия решений преждевременно, поскольку учесть все возможные сочетания факторов влияния невозможно даже с помощью самых современных компьютеров.
На основе заложенной математической модели и выбранного критерия эффективности, ЭВМ "механически" находит оптимальный вариант. Например, если один вариант ничем не уступает второму, кроме того, что дороже первого на 1 копейку, машина изберёт второй, отбросив первый, в то время как у пользователя могло бы найтись немало причин выбрать именно его.
Как правило, в задачах оптимального планирования нередко существует не одно решение, а несколько. Зачастую математические трудности позволяют найти только одно решение, в то время как другое также возможно, и по тем или иным причинам может представлять для пользователя не меньший интерес.
Определение области рационализации деятельности сельскохозяйственного предприятия в растениеводстве
Например, изменение такой константы, как площадь под культуру, приведет к автоматическому изменению объемов всех работ, что гораздо быстрее и безопаснее, чем по отдельности высчитывать все объемы работ.
Допустим, что мы бы захотели добиться того же результата без применения параметров. Тогда нам бы пришлось заботиться о том, чтобы заранее заложить в модель все возможные ситуации. Это трудно, так как ситуаций может быть много, в некоторых случаях могут существовать разные методики расчета, да и потребность в тех или иных ситуациях возникает не каждый раз.
Рассмотрим более конкретный пример - операцию укладки пленки на силосную траншею. Объем работ на этой операции задается в квадратных метрах уложенной пленки, поэтому необходимо определить расход плёнки для укрытия силосной траншеи. Заранее предусматривать в математической модели все подобные случаи нецелесообразно. Но главное в том, что сколько не предусматривай (то есть, не усложняй модель), все равно есть вероятность возникновения ситуации, когда модель окажется неспособной к отражению реального производственного процесса. Поэтому, для достижения максимальной гибкости математической модели (и, следовательно, компьютерной программы в целом), мы предлагаем не пытаться предвидеть все возможные ситуации, а дать возможность пользователю самому (при необходимости) устанавливать взаимосвязи и вводить в модель новые величины.
Так как через параметры будут выражены не только объемы работ, но и все другие величины в базовой модели, это позволит сделать программу мощным инструментом для проведения самых разнообразных исследований в области использования МТП. Выражая те или иные базовые величины не константами, а формулами, можно посмотреть, как те или иные составляющие формулы будут влиять на те или иные показатели - вплоть до использования МТП в целом. Например, при желании можно урожайность представить не константой, а выразить формулой согласно одной из методик прогнозирования урожая. Аналогично можно поступить с производительностью агрегатов на тех или иных (или даже всех) работах.
Наконец, при использовании параметров открываются огромные возможности для сопровождения планирования и исследований самыми разнообразными специфическими расчетами. Параметры могут использоваться для ведения промежуточных расчетов, интересующих пользователя, для вычисления показателей эффективности использования МТП и отдельных его частей, для проведения любых денежных расчетов. Нам представляется целесообразным не обременять компьютерную программу, пытаясь жестко заложить в нее все формулы, по которым будут вестись любые денежные расчеты. Например, заработная плата почти на каждом предприятии начисляется по-разному (вспомнить хотя бы разные нормы и начисления на них). Поэтому пытаться сразу заложить множество формул в программу - значит только зря потратить время. Добавление промежуточных параметров, а также указание произвольных зависимостей, позволяют достигнуть максимальной гибкости. Необходимо только предусмотреть дополнительные настройки, чтобы пользователь мог в нужных местах выводить на дисплей те или иные параметры.
Обычно разработку математической модели начинают с содержательного описания исследуемой области, и только после этого переходят к установлению взаимосвязей в виде конкретных аналитических зависимостей между величинами. На первом этапе исследований мы, следуя общепринятой методике, не ставим своей целью сразу же начать описывать модель математическим языком. В первую очередь, мы попытаемся всесторонне рассмотреть процесс проектирования рационального состава и использования МТП, а к математической модели вернемся в следующей главе,
В рамках одной математической модели можно решать различные задачи в зависимости от того, какие величины принять известными, а какие неизвестными. В следующем параграфе мы продемонстрируем это. Так как нахождение рационального решения задачи фактически заключается в нахождении рациональных значений неизвестных величин, то эти величины можно назвать величинами, подлежащими рационализации. Определение того, какие величины подлежат рационализации, мы будем называть в дальнейшем определением области рационализации.
Любое сельскохозяйственное предприятие, осуществляющее деятельность в области растениеводства, в той или иной мере обеспечено необходимыми для этого ресурсами, как-то: землей, с определенной градацией по типам почв; рабочей силой определенного состава (механизаторы, шоферы, вспомогательные рабочие и рабочие, способные выполнять работы тех или иных видов); техническими средствами или МТП определенного состава; средствами, обеспечивающими содержание техники (помещениями и площадками для хранения техники, ремонтными мастерскими, оборудованием для обслуживания и ремонта техники и т.д.); различными материалами собственного производства (такими, как удобрения, семена и др.); денежными средствами; прочими средствами (зданиями, сооружениями, различным оборудованием и др.) и т.д. С экономической точки зрения, задачей хозяйствующего субъекта является получение максимума прибыли при рациональном использовании имеющихся у него ресурсов. Для того, чтобы рассчитать прибыль хозяйства, необходимо определить выручку и затраты. Решение этой задачи выполняется в определенной последовательности, так как и затраты, и выручка заранее не известны.
Поскольку основное средство производства в сельском хозяйстве — земля, перед хозяйством, прежде всего, стоит вопрос» какие культуры выращивать и каким образом распределить между ними свои земельные площади. Иными словами, хозяйству нужно распределить свои земельные площади среди всего множества культур, которые возможно выращивать в данной зоне, при этом хозяйство должно учитывать структуру севооборотов (или выбирать ее). Те культуры, площади под которые будут равны нулю, выпадут из поля деятельности хозяйства и, таким образом, останется некоторое подмножество культур, которые хозяйство будет возделывать (см. рисунок 1). Между культурами здесь стоит логический элемент «и», подразумевающий, что культуры будут возделываться одновременно.
Учет некоторых особенностей производственных процессов, технологических операций и параметров
Важнейшим параметром при планировании деятельности МТП является производительность агрегата на конкретной технологической операции. Обычно в технологических картах для указания производительности используется одна графа «Производительность агрегата, час (или смену)». Таким способом удобно задавать производительность агрегатов только на части работ, например на вспашке, лущении, посеве и т.п. Производительность агрегатов на другой части работ, таким способом задавать неудобно. Возьмем, например, транспортные операции. Определенный объем груза транспортный агрегат перевозит за одну ездку (время ездки зависит от расстояния перевозки), то есть определенный объем работы выполняется только за определенное время и брать производительность за более короткие или длинные промежутки времени нельзя. Если, например, на вспашке можно перейти от производительности за час к производительности за более короткий или длинный промежуток времени1, то на транспортной операции это сделать нельзя — за смену транспортный агрегат может соверпштъ только определенное целое количество ездок.
Сказанное, вынуждает нас заключить, что по характеру выполнения все производственные операции могут быть разделены на два типа: непрерывные и пульсирующие. Производительность агрегатов на пульсирующих операциях (к ним относятся, например, транспортные операции) должна задаваться двумя параметрами — временем одной пульсации и объемом работ, выполняемым за эту пульсацию (для транспортных операций время пульсации - это время, затрачиваемое на одну ездку).
Таким образом, при вводе сведений о технологических операциях следует указывать тип операции, а для ввода сведений о производительности конкретного агрегата на данной операции следует вместо одной графы, предусмотреть две - для указания объема и времени, за которое этот объем выполняется. Для непрерывных операций время автоматически может приравниваться к 1 часу, то есть в графе объема будет указываться часовая производительность, от которой можно перейти к производительности за любой другой промежуток времени. Для пульсирующих операций время необходимо будет указывать конкретным числом и это будет означать, что можно перейти только к производительности за время, пропорциональное этому числу.
Расход топлива на пульсирующих операциях целесообразно задавать за одну пульсацию. Режимы работы агрегатов и учет новых форм организации труда механизаторов
Режим работы агрегатов в течение дня, как правило, задается такими параметрами, как длительность смены и число смен. Число смен, главным образом, указывает, сколько работников необходимо сменить в течении дня. Длительность смены считается стандартной (7 часов), но в некоторых случаях, может быть иной (например, 10 часов на уборочных работах). Производительность агрегатов предпочтительно указывать за смену, а не за час, так как длительная работа снижает производительность и в сменной производительности это влияние учтено.
В связи с развитием новых форм организации труда (например, поточно-цикловой метод, работа двух механизаторов по 4 часа в две смены и др.), использование вышеперечисленных параметров (длительность смены и число смен) может вызвать существенные затруднения. Для того чтобы программа была пригодна для использования в хозяйствах, практикующих любые формы организации труда, целесообразно задавать режимы работы агрегатов в течение дня несколько иными параметрами. Вместо числа смен, следует использовать количество комплектов работников, обслуживающих агрегат в течении дня. Вместо длительности смены нужно использовать длительность всего рабочего дня, в часах. Таким образом, будет не важно, сколько работников в сколько смен работают и какова длительность смены. Производительность агрегатов следует задавать в часах для непрерывных работ, и за время пульсации - для пульсирующих работ. Это будет номинальная производительность, без учета длительности работы в течение нескольких часов (пульсаций) подряд. Влияние длительности работы целесообразно учитывать через коэффициенты снижения часовой (за время пульсации) производительности.
Для пульсирующих операций необходимо рассчитываться количество пульсаций, которое может совершить агрегат в течении дня. Так как это количество должно быть целым (а на самом деле, скорее всего, будет дробным), необходимо предусмотреть режим округления количества пульсаций в течении дня (всегда отбрасывать дробную часть, если она есть, до следующего целого, в зависимости от того, меньше или больше дробная часть 0,5).
Поскольку каждая работа (операция) может выполняться в том или ином режиме, необходимо предусмотреть ввод в программу столько различных режимов, сколько угодно пользователю, то есть сделать так, чтобы каждый из них являлся вариантом, подобно тому, как вариантом является использование того шш иного типа агрегата. Для каждого режима будут свои параметры работы агрегатов и, в частности, коэффициенты снижения номинальной производительности. Преобразование единиц измерения для согласования работ
Объемы работ по операциям задаются в различных единицах измерения (гектары, тонны, тонно-километры и т.п.). В соответствующих единицах задается и производительность агрегатов за то или иное время (час, смена, пульсация и др.). Это общепринято и удобно, поэтому пользователю комфортнее работать с различными единицами измерения. Однако при этом, возникают трудности с согласованием интенсивности выполнения операций. Согласовывать необходимо не только операции, составляющие поточные процессы, но и операции последовательного характера, иначе одни операции будут идти быстрее других и это может противоречить заданной в технологии последовательности выполнения работ.
Для согласования операций по интенсивности, необходимо преобразовать единицу измерения объема одной из них в единицу измерения объёма другой. Анализ показывает, что самый простой и непротиворечивый способ согласования операций - это преобразовать объемы работ абсолютно всех операций к единой единице измерения, и самой подходящей единицей являются га площади. Непосредственно в га задаются объемы работ многих операций, а объемы работ других операций так или иначе задаются с участием га площади (площадь присутствует в формуле).
Объемы работ задаются через параметры (см. п.2.1.2.) Это целесообразно использовать для автоматического пересчета производительности, заданной в отличных от га единицах, в производительность, заданную в га. При использовании способа задания параметров, предложенного в п.2.1.2, когда в выражении участвуют только два параметра, автоматическое преобразование упрощается. Сроки начала и окончания последовательных процессов
Проверка в условиях мелкотоварного производства (опытное поле Костромской ГСХА)
В целом производственная проверка программы показала правильность принципов, положенных в ее основу и достижение поставленных целей - получить программный продукт, который позволил бы реальному производителю сельскохозяйственной продукции в современных условиях самостоятельно использовать достаточно простой и надежный способ планирования эксплуатации машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия с возможностью оперативного планирования и учета выполненных работ.
Особенно это касается крупного товарного сельскохозяйственного производства, что подтверждает производственная проверка в колхозе им. 50-летия СССР методов рационализации планов эксплуатации МТП.
Например, манипулируя сроками выполнения работ, без увеличения затрат, можно добиться значительного снижения потребности в технике (в нашем случае в 1,5-2, а по некоторым маркам - 3 раза). Это говорит о том, что при планировании «на глазок», как это принято во многих хозяйствах, потребность в технике может быть неоправданно высокой. Поэтому любые решения по срокам выполнения работ должны подтверждаться соответствующими расчетами. Математические модели, не предусматривающие манипуляцию сроками выполнения работ (а таких подавляющее большинство) не могут быть состоятельными.
За счет выполнения работ различными агрегатами, можно добиться одновременного снижения затрат, более равномерного использования техники, снижения потребности в технике и рабочей силе, причем без изменения состава МТП и каких-либо капитальных вложений. Так, в нашем конкретном случае, за счет применения более эффективных агрегатов, скомплектованных из имеющихся в хозяйстве технических средств, удалось снизить затраты на 3,69 %, сократить потребность в тракторах МТЗ-80 на 22,6 % (на 7 шт.), в механизаторах — на 11,7 % (на 7 чел.) и т.д.
Повышение интенсивности работ за счет их выполнения в 2, а в некоторых случаях и в 3 смены, позволяет без увеличения затрат снизить потребность в технике, сократить продолжительность технологических операций, выбрать более благоприятные сроки начала операций. Причем при рационализации сроков выполнения операций, несмотря на увеличение коэффициента сменности, можно добиться снижения потребности в рабочей силе. Так, в нашем случае, при увеличении коэффициента сменности с 1,28 до 1,97 потребность в тракторах уменьшилась: Т-150К на 33,3 % (2 шт.), МТЗ-80 на 29,2 % (на 7 шт.), потребность в механизаторах — на 22,6 % (на 12 чел.).
Таким образом, одними и теми же ресурсами в одних и тех же условиях можно управлять по-разному. Без наличия эффективного инструмента управления, с помощью которого каждое решение может быть мгновенно подтверждено расчетами, добиться эффективного использования техники и рабочей силы в средних и крупных хозяйствах невозможно. Одним из таких инструментов является примененная нами компьютерная программа "Машинно-тракторный парк. Версия 1.3".
Однако, как уже отмечалось в главе 4, из-за ограниченности физических возможностей одного человека, в данной программе не удалось реализовать все идеи, предложенные в главах 2 и 3, для этого нужен труд коллектива профессиональных программистов и соответствующие затраты. Но исследования, проведенные автором, позволяют уточнить требования к программе на следующем этапе ее совершенствования и наметить пути к нему.
Согласно разработкам п. 2.4, необходимо планирование последовательных и поточных процессов вести отдельно, сведения о технологиях должны дополняться детальными данными о взаимосвязях между технологическими операциями (п. 2.4.2.). Сроки начала и окончания последовательных процессов должны настраиваться в соответствии с п.
Технологические операции следует разделять на непрерывные и пульсирующие и, в соответствии с этим, учитывать производительность агрегатов (п. 3.1.2.). Необходимо реализовать предложенный в п. 3.1.2. учет режимов работы агрегатов, ориентируясь на возможность учета новых форм организации труда. Дифференциацию работников по профессиональному признаку следует вести не посредством разрядов работ, а посредством произвольных классов (как это предложено в п. 3.1.2.). Необходимо также реализовать в программе числовые и логические параметры, условные вычисления (п. 2.1., п. 3.2.), а также предложенное в п. 3.3.1. совмещение в одной программе традиционных и оптимизационных методов проектирования эксплуатации МТП.
В основу оптимизационного метода проектирования можно положить математическую модель, предложенную в п. 3.1.3. Кроме того, оптимизационный алгоритм может быть основан не на математических методах поиска оптимальных решений, а на использовании элементов искусственного интеллекта, а именно базы знаний по планированию деятельности МТП хозяйства, представляющую собой набор условий и действий, которые следует выполнять при удовлетворении условий. В эту базу знаний должны быть включены только такие действия, которые обязательно выполнил бы человек при выполнении соответствующих условий. Например, если операция может выполняться только одним возможным агрегатом (другой техникой хозяйство не располагает), то можно сразу, без учёта использования другой техники на остальных операциях, задействовать этот агрегат на данной работе.
Наконец необходимо реализовать поддержку программой интерфейсов (п. 3.3-20 и тем самым открыть возможность расширения программы средствами других разработчиков. Оптимизационные методы можно реализовать в виде подключаемых через интерфейсы отдельных модулей.
В некоторых случаях, например при погрузочно-разгрузочных и других работах, одна и та же техника и рабочие могут быть использованы в течение дня на различных работах. Поэтому необходимо предусмотреть возможность использовать технику и рабочих на разных работах в течение дня. Это видно, например, из рисунка 72 "б" для варианта 2 на опытном поле, где 10 мая двумя тракторами МТЗ-80 выполняются три операции: - № 1 продолжительностью 1,93 часа, № 2 продолжительностью 7 часов и № 3 продолжительностью 1,15 часа). Аналогичная ситуация и в некоторые другие дни, например - 16 августа и т.д. Цены на те или иные ресурсы могут изменяться в течение года, поэтому необходимо предусмотреть возможность использования различных цен в произвольные промежутки времени.
Для учета особенностей различных технических средств и контроля за возможными неосознанными ошибками, целесообразно разделить технические средства на следующие группы: 1. Средства, имеющие привод от двигателей внутреннего сгорания (ДВС): а) тракторы; о) автомобили; с) сельскохозяйственные машины. 2. Средства, имеющие привод от электродвигателей (ЭД); 3. Средства, не имеющая привода. Для 1-ой группы необходимо будет указывать вид используемого топлива. Мы выделили 1 группу для того, чтобы можно было автоматически: контролировать, что в составе агрегата нет двух и более технических средств, расходующих топливо; знать, какой вид топлива расходует агрегат, в составе которого есть машина группы 1. Это необходимо для учета топлива по видам и для контроля (когда ставишь агрегат на выполнение работы, проконтролировать, нужно ли при этом вводить расход топлива). Часовая эталонную выработка, усл.эт.га. будет указываться только для тракторов.
Похожие диссертации на Разработка принципов и обоснование параметров компьютерного моделирования вариантов использования машинно-тракторного парка сельскохозяйственного предприятия для целей оперативного управления технологическими процессами в растениеводстве
