Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса исследований 9
1.1 Мелиоративный комплекс Саратовского Заволжья, состояние и перспективы развития 9
1.2 Реконструкция оросительных каналов 19
1.3 Анализ существующих технологий реконструкции и ремонта оросительных каналов 22
1.4 Анализ состояния парка машин для реконструкции и ремонта оросительных систем 33
1.5 Выводы 44
2 Разработка комплексной технологии реконструкции оросительных каналов и повышение эффективности работы парка машин для реконструкции и ремонта инжерено-мелиоративных систем 45
2.1 Разработка комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов 45
2.2 Определение рационального технического обеспечения технологий 51
2.3 Постановка задач оптимизации 56
2.4 Оптимизация обновления парка машин для реконструкции и ремонта каналов инженерно-мелиоративных систем 57
2.5 Обоснование экологически безопасной оптимизации распределения техники 61
2.5.1 Принцип построения задач оптимального распределения 61
2.5.2 Экологически безопасное распределение машин по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем 64
2.6 Формирование рациональных комплектов машин при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем 69
2.7 Выводы 75
3 Программа и методика экспериментальных исследований 76
3.1 Программа экспериментальных исследований 76
3.2 Методика экспериментальных исследований 76
3.2.1 Производственные исследования комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов 76
3.2.2 Определение оптимального срока обновления машин на примере одноковшовых экскаваторов 80
3.2.3 Определение оптимальных планов распределения землеройной техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем 83
4 Результаты экспериментальных исследований 85
4.1 Результаты производственных исследований комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов 85
4.2 Результаты расчета оптимального срока обновления машин на примере одноковшовых экскаваторов 85
4.3 Результаты оптимизации распределения землеройной техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем 89
4.4 Выводы 121
5 Экономическая эффективность результатов исследований 122
5.1 Эффективность комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов 122
5.2 Эффективность оптимизации обновления машин на примере одноковшовых экскаваторов 127
5.3 Эффективность оптимизации распределения землеройной техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем 127
5.4 Экономико-энергетическая эффективность внедрения результатов исследования 128
Общие выводы 129
Предложения производству 130
Список литературы 131
Приложения 141
- Анализ существующих технологий реконструкции и ремонта оросительных каналов
- Определение рационального технического обеспечения технологий
- Производственные исследования комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов
- Результаты оптимизации распределения землеройной техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем
Введение к работе
Мелиоративный фонд Саратовской области - один из крупнейших » России, был создан государством в 70-80-е годы. Тогда в Заволжье за короткий срок были построены магистральные каналы и оросительные системы. В 1987 г. в области уже действовала сеть реіулярного орошения на 481 тыс. га [114]. В 1990 г. Саратовская область имела около 500 тыс. га орошаемых земель. Однако в начале 90-х годов из-за сложных преобразований в экономике нашей страны, финансирование мелиоративных работ было приостановлено. Недофинансирование отрасли, а также износ работающего оборудования, практически полное отсутствие обновления парка машин для проведения эксплуатационно-ремонтных работ, привело к тому, что списаны и переведены в богарные значительные площади орошаемых земель [1, 20, 21, 25, 26].
Климатическое расположение Саратовской области таково, что без мелиорации земель ведение эффективного сельского хозяйства затруднено или полностью невозможно. Температура воздуха днем может достигать 35 Ю"С, а на поверхности почвы - до 65°С при относительной влажности ниже 30%. В результате чего накопленная в зимний период и сохраненная в весеннее половодье влага быстро испаряется, дефицит которой может восполнить только орошение [55].
Подача воды на орошаемые поля осуществляется посредством оросительных систем, которые в Саратовской области имеют высокую степень износа (более 40%) [17, 22, 23, 24]. Поэтому в настоящее время главной задачей, стоящей перед организациями мелиоративного комплекса является поддержание в технически исправном состоянии мелиоративных объектов, обеспечение их надежной эксплуатации, а также проведение реконструкции и технического перевооружения оросительных систем.
Площадь орошаемых земель Саратовской области в настоящее время составляет 257,3 тыс. гектаров регулярного орошения, в том числе на государственных оросительных системах 213 тыс. гектаров, или 83% всех поливных площадей области. Эксплуатируется 235 государственных насосных станций, 1,2 тыс. километров каналов, более 500 гидротехнических сооружений и 41 водохранилище. Стоимость объектов федеральной формы собствен пости составляет 10,2 млрд. рублей, численності» эксплуатационного персонала более 1900 человек [54, 60].
Несмотря на экономический кризис, мелиоративный комплекс Саратовской области работает и развивается. Так, в 2004 г. безаварийно проведен пропуск весеннего паводка, в аккумулирующих водохранилищах собрано 146 млн. м3 весеннего стока. Кроме того, в период весеннего паводка залита площадь лиманов в 31 тыс. гектаров. Осуществлен полив сельскохозяйственных культур на площади 161 тыс. гектаров, Кратность поливов составила 3,5 раза. На эти цели подано 230 млн. м воды. Как показывает анализ, проведенный специалистами ФГУ Управление «Саратовмедиоводхоз», за три последних года оросительными системами были выполнены планы водопользования, достигнуты рост орошаемых земель и отдача с орошаемого гектара. Затри года было реконструировано 12 тыс. гектаров орошаемых земель, пять аккумулирующих водохранилищ, каскад насосных станций и регулирующие гидротехнические сооружения.
Планами перспективного развития мелиоративного комплекса Саратовской области, учитывая большой износ и значимость Саратовского ороси-тельно-обводнительного канала, Приволжской и Энгельсе кой оросительных систем, предусматривается их комплексная реконструкция. Поэтому актуальной задачей в настоящее время является разработка и внедрение новых технологий и технических средств для реконструкции и ремонта каналов оросительных систем, что позволит выполнить намеченные объемы работ в установленные сроки и с наименьшими затратами.
С учетом всего выше изложенного, нами выбрана тема диссертационной работы - «Совершенствование технологии реконструкции каналов инженерно-мелиоративных систем с рациональным использованием средств механизации».
Исследования по теме диссертации выполнены на кафедре «Организация и управление инженерными работами» ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» в 2001-2005 гг. согласно межведомственному координационному плану по научной программе «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» на 2001-2005 гг„ задание 10 «Разработать научные основы и технологии комплексной экологически безопасной мелиорации земель и рационального их использования (мелиорация земель)», поз. 10.04 «Разработать технологии и технические средства модернизации, реконструкции и строительства комплексных мелиоративных систем».
Разработанные при участии соискателя эффективные технологии и машины для мелиоративного комплекса награждены золотой медалью и дипломами Ї степени Всероссийского выставочного центра (г. Москва, 2004-2005 гг.).
Цель работы - повышение надежности эксплуатации оросительных систем за счет совершенствования технологии реконструкции каналов и рационального использования средств механизации.
Задачи исследований:
1. Провести анализ состояния мелиоративного комплекса Саратовской области и разработать основные предпосылки для совершенствования технологий реконструкции и ремонта каналов инженерно-мелиоративных систем.
2. Разработать комплексную технологию реконструкции и ремонта оросительных каналов.
3. Обосновать рациональное техническое обеспечение технологических процессов реконструкции и ремонта каналов инженерно-мелиоративных систем.
4. Оптимизировать обновление парка машин для реконструкции и ремонта каналов инженерно-мелиоративных систем.
5. Разработать математическую модель оптимального и экологически безопасного распределения техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем.
6. Провести экспериментальные исследования, внедрить научные разработки в производство и оценить экономико-энергетическую эффективность предложенных технологических решений.
Объект исследования - технологический процесс и технические средства для реконструкции и ремонта каналов инженерно-мелиоративных систем.
Методика исследования - проведение теоретических и экспериментальных исследований с последующей экономической оценкой полученных результатов. Теоретические исследования выполнялись на основе известных по 7 ложений, законов и методов математики, математической статистики, экономико-математического и организационно-технологического моделирования.
Экспериментальные исследования осуществлялись на основе общепринятых методик проведения экспериментов, действующих стандартов и нормативных документов. Расчеты и обработка результатов исследований выполнялись на ЭВМ методами математики и математической статистики с использованием соответствующих пакетов прикладных программ.
Научная новизна. В результате проведенных исследований с целью повышения надежности эксплуатации оросительных систем разработана комплексная технология ремонта и реконструкции оросительных каналов. Разработаны основные теоретические положения, необходимые для определения рационального технического обеспечения технологического процесса, а также рекомендации по составлению комплектов машин. Разработана математическая модель оптимизации обновления парка машин и методика расчета оптимального срока замены техники. С целью сокращения энергозатрат и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за счет оптимизации времени работы машин на объектах, теоретически обоснована и разработана математическая модель оптимального и экологически безопасного распределения землеройной техники по производственным объектам и предложена методика расчета на ЭВМ.
Научные положения, выносимые на защиту:
- комплексная технология ремонта и реконструкции оросительных каналов;
- теоретические положения по рациональному техническому обеспечению технологического процесса реконструкции и ремонта каналов инженерно-мелиоративных систем и рекомендации по составлению комплектов машин;
- математическая модель оптимизации обновления парка машин и методика расчета оптимального срока замены техники;
- математическая модель оптимального и экологически безопасного распределения техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем.
Практическая ценность работы и реализация .результатов исследования. Полученные результаты исследований могут быть использованы в качестве рекомендаций для эффективного выполнения работ по реконструкции и ремонту оросительных систем, а также в учебном процессе вузов и колледжей при изучении мелиоративных дисциплин.
Комплексная технология ремонта и реконструкции оросительных каналов и математическая модель оптимального и экологически безопасного распределения техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем внедрены на Саратовском оросительно-обводнительном канале им. Е.Е. Алексеевского и Приволжской оросительной системе им. И.П. Кузнецова. Годовая экономия при внедрении предложенных технологических и организационных решений составила: для комплексной технологии ремонта и реконструкции оросительных каналов -6,9 тыс. рубУга.; при оптимизации планов распределения землеройных машин для парка экскаваторов - 5,6 рубУм3, бульдозеров - 0,65 руб./м , скреперов -6,28 руб./м . Прибыль при оптимальном сроке замены экскаваторов в производственных условиях ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз» - 443 тыс. руб. в год.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертационной работы ежегодно докладывались в период 2001-2005 гг. на научных конференциях Саратовского государственного аграрного университета имени Н.И. Вавилова, Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова, Московского государственного университета природообустронства, Самарской государственной сельскохозяйственной академии, Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии, ФГУП «ЫИПИгипропромсельстрой», на научно-практических совещаниях в Министерстве сельского хозяйства и продовольствия Саратовской области и ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз».
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 15 работах, из них 1 патент РФ на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 5,52 печ.л., из них лично соискателя- 3,68.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 173 страницах, состоит из введения, 5 глав и общих выводов, имеет 47 таблиц, 40 рисунков, 9 приложений. Список литературы включает в себя 121 наименование.
Анализ существующих технологий реконструкции и ремонта оросительных каналов
При реконструкции и ремонте оросительных каналов, в основном, применяются отдельные технологии по подготовке каналов к проведению работ (очистка от кустарника и травяной растительности), технологии ремонта, включающие очистку русла от наносов и донных отложений, а также технологии строительства (при необходимости строительства новых участков каналов) [35]. Удаление растительности на оросительных каналах производят по следующей технологической схеме (рис. 1.12). Окашивание берм каналов глубиной до 1,5 м производят косилкой РР-26 или с применением сменного рабочего оборудования косилочного типа для одноковшового экскаватора ЭО-2621Б, Каналы глубиной до 2 м окашивают в один или два прохода, при этом применяют в первом случае косилку ККД-1,5, во втором - косилку РР-26 (первый проход), косилку К-24Л, кана-лоочиститель MP-14. Каналы глубиной до 3 м окашивают в два прохода косилками РР-26 (первый проход) и К-48Б. Для окашивания дна каналов глубиной до 3 м применяют одноковшовый экскаватор ЭО-2621Б со сменным рабочим оборудованием косилочного типа или косилку плавучую КПМ-2,5. Удаление скошенной растительности со дна на берму канала производят одноковшовым погрузчиком ПЭА-1,0М или одноковшовым экскаватором ЭО-2621Б, а удаление растительности с откосов на берму - граблями полунавесными ГПП-6. Погрузку скошенной растительности осуществляют одноковшовым погрузчиком ПЭА-1,0М и вывозят ее, применяя полуприцеп-самосвал ГКБ-95011. Если, помимо травяной растительности, канал зарос кустарником, применяют следующую технологию (рис. 1.13).
Срезание древесно-кустарниковой растительности на каналах осуществляется в основном с применением ручного труда и средств малой механизации (бензопилы, ручные дисковые кусторезы) [1, 50, 119]. Срезанную растительность сгребают бульдозером в кучи на участки, где она не будет мешать производству других работ или же оставляют на некоторое время подсыхать, а затем собирают в валы или кучи и сжигают. Оставшиеся после срезки пни корчуют бульдозером на базе трактора класса 60 и 100 кН. Недостатком корчевания пней является повреждение бетонной облицовки и необходимость последующего заравнивания неровностей почвы. Выкорчеванные пни и корневые остатки протряхивают от земли, просушивают и сжигают. После корчевания производят осмотр канала и исправляют поврежде-ния берм и откосов. Повреждения исправляют вручную, с применением бульдозера или одноковшового экскаватора. Затем производят планировку бермы бульдозером или автогрейдером. Ремонт оросительных каналов в земляном русле производят по следующей технологической схеме (рис. 1.14). Планировку берм, засыпку ям и воронок при ремонте оросительных каналов в земляном русле проводят бульдозерами ДЗ-42Г, ДЗ-109Б, ДЗ-109М. Очистку каналов глубиной до 1,5 м осуществляют каналоочистителем MP-14. Каналы глубиной от 1 до 4 м и более очищают одноковшовыми экскаваторами 3 и 4 размерных групп. Исправление крупных деформаций сечения канала также производят с применением одноковшовых экскаваторов. Используют экскаваторы 3, 4 и 5 размерных групп. Разравнивание извлеченного из канала наносного грунта производят бульдозерами той же марки, что и на первой операции технологии.
Если оросительный канал проходит в облицованном русле, то технологическая схема удаления наносов из русла канала будет следующей (рис. 1.15). Планировку берм производят бульдозерами ДЗ-42Г, ДЗ-109Б, ДЗ-109М. Если глубина канала более 2 м, то бульдозерами ДЗ-42Г или ДЗ-ПОВ устраивают съезд и выезд из канала. Очистку покрытия канала от наносов производят при глубине канала менее 2 м газоструйным каналоочистителем, а при глубине от 2 до 5 м и более - бульдозерами ДЗ-109Б, ДЗ-109М. Для погрузки наносов в транспортные средства применяют экскаваторы ЭО-51ПБ, ЭО-4П1В с грейферным рабочим оборудованием или одноковшовый экскаватор ЭО-5123. Вывоз наносного грунта осуществляют автомобилями самосвалами различных марок. При коренной реконструкции оросительных каналов старое русло засыпают и прокладывают новое русло [92]. В зависимости от того, где будет проходить канал (в выемке, полувыемке, полунасыпи и насыпи), будут различные технологические схемы его строительства (рис. 1.16, 1.17) [102, 120]. Строительство оросительного канала в выемке (рис. 1.16) начинают со снятия растительного слоя грунта, для чего применяют бульдозеры ДЗ-110А, ДЗ-116А, ДЗ-35С. Перед началом разработки сечения канала производят выравнивание трассы канала с геодезическим контролем качества. Выравнивание осуществляют прицепным грейдером Д-20БМА или автогрейдерами ДЗ-31-1, ДЗ-31-2, ДЗ-98. Если на полосе будущего «корыта» (при строительстве канала в глубокой выемке) имеются плотные грунты, производят их рыхление с применением рыхлителей ДП-26С, ДП-22С. Разработку корыта можно производить бульдозерами и скреперами. Применяют бульдозеры марок ДЗ-110А, ДЗ-116А и скреперы марки ДЗ-77 с трактором-толкачем Т-130 или без него, в зависимости от местных производственных условий. При наличии плотных грунтов в верхней части канала производят их рыхление рыхлителями ДП-26С, ДП-22С. Разработку верхней части канала производят скреперами аналогичными как при разработке «корыта». Разработку нижней части канала осуществляют одноковшовыми экскаваторами 3 и 4 размерных групп.
Определение рационального технического обеспечения технологий
Эффективная работа машин в технологическом процессе может быть достигнута только при рациональном подборе технических средств в комплекте машин. Каждый комплекс операций, относящихся к подготовительным, ремонтным и реконструкционным работам в технологии ремонта и реконструкции оросительных каналов (рис. 2.1), является технологическим процессом с последовательным выполнением отдельных технологических операций, для которого эксплуатационная производительность всего комплекта машин (Пэ.компл.) может быть определена по формуле [83]: где Пэ; - эксплуатационная производительность машин на соответствующих операциях; X; - продолжительность работы машин. Если обозначить П.}і -X;, как У0ст. - общий объем работ, выполняе мый комплектом машин, а Х;, как Х0ош. - общая продолжительность рабо ты комплекта машин за исключением продолжительности работы ведущей машины Х х, формула 2.2 запишется в следующем виде: Продолжительность работы ведущей машины Хвел- определяется отношением объема работы, выполняемого ведущей машиной (Увел.) к ее производительности (rij.uej.), тогда формулу 2.3 можно записать в следующем виде: Если принять, что V05,1L, Увсл., Х0бщ, заданы и являются постоянными величинами, то функция Г1ТК0МПЛ. = f (Пгвед.) будет иметь следующий вид (рис. 2.2).
Как видно из графика, существует некоторая величина П,,вед.1р, выше которой возрастание производительности ведущей машины не будет оказывать значительного влияния на повышение производительности комплекта машин в целом. Поэтому данную величину можно охарактеризовать как граничное значение производительности ведущей машины. Далее определим пределы, которыми ограничивается производительность ведущей машины. где а -уровень значимости (согласно [83] принимается 0,035...0,5). Если предположить, что VoGut и Хо5щ. заданы и являются постоянными величинами, то зависимость граничной производительности ведущей машины (Пі вел гР ) от объема работ, выполняемых ведущей машиной (VBex) будет следующей (рис. 2.3). 4-а Подставляя выражение 2.9 в формулу 2.6, определим максимальную производительность ведущей машины: После преобразования получим: Обозначив kV3H = —, выражение 2.11 примет вид: где kV5(l- коэффициент уровня значимости, принимаемый в соответствии со спецификой комплекта машин и выполняемых работ (основываясь на [119] куш, может быть прият 0,5...5). По формуле 2.12 можно определить максимальную производительность ведущей машины, выше значения которой увеличение производительности ведущей машины является нецелесообразным. Подбор технических средств для технологических процессов рационально осуществлять на основании энергетического анализа, по условию: где Эи - полные энергозатраты технологии (или работы машины), МДж/га.
Полные энергозатраты можно определить по формуле [44, 101, 103]: где Э„р; - прямые удельные затраты энергии по j-ому технологическому процессу (или машине), МДж/га; 30j - затраты, овеществленные при производстве энергоносителей и других ресурсов, МДж/га. Прямые удельные затраты энергии на выполнение j-ro технологического процесса (или при работе машины) определяются по формуле: где qkj - удельный расход или норма расхода энергоносителей к-го вида, используемых при выполнении технологического процесса (или для работы машины) на единицу объема работы, кг/га; ек - энергосодержание k-го энергоносителя, МДж. Овеществленные удельные энергозатраты (30j, МДж/га) на выполнение j-ro технологического процесса (или при работе машины) определяются по формуле: где Э0у - энергоемкость энергоносителей, МДж/га; 3Mj - энергоемкость средств механизации (металла), МДж/га; Эщ - затраты энергии живого труда, МДж/га. Энергоемкость энергоносителей рассчитывается но формуле: где ак- энергетический эквивалент k-ro энергоносителя, МДж. Энергоемкость средств механизации определяется по выражению: где rijj - эксплуатационная производительность машины, га/ч; а энергетический эквивалент і-ой машины, МДж/кг; М; — масса машины, кг; a,, R; - отчисления на реновацию и ремонт, %; Ф; - фонд рабочего времени машины, ч. Затраты энергии живого труда рассчитываются по формуле: где nj - число работников, занятых в j-ом технологическом процессе (или обеспечивающих работу машины), чел.; oct- энергетический эквивалент живого труда, МДж/чел.-ч. Внедрение новой комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов с рациональным выбором технических средств позволит качественно, в установленные сроки и с наименьшими энергозатратами выполнить работы по ремонту и реконструкции оросительных систем в Саратовской области.
Производственные исследования комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов
Экспериментальные исследования комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов проводились в 2004-2005 гг. при проведении эксплуатационно-ремонтных работ на Приволжской оросительной системе им. И.П. Кузнецова и реконструкции оросительно-обводнительного канала им. Е.Е. Алексеевского (рис. 3.1, 3.2, 3.3).
Исследовании проводились согласно разработанным теоретическим положениям в рамках хозяйственных договоров ФГОУ ВПО «Саратовский ГЛУ» №29/04 «Разработать и внедрить ресурсосберегающие технологии и эффективные технические средства для орошаемого земледелия, эксплуатации, ремонта и реконструкции оросительных систем», № 26/05 «Разработка ресурсосберегающих технологий, комплекса технических средств и мероприятий для орошаемого земледелия и эффективного строительства, эксплуатации, ремонта и реконструкции оросительных систем», №5/05А «Разработка и совершенствование технологий очистки ГТС от растительности и наносов при реконструкции Саратовского оросительно-обводнительного канала им. Е.Е. Алексеевского».
Для оценки эффективности новой технологии, на канале было выбрано два участка со схожими производственными условиями. На первом участке ре-конструкционные работы проводились с использованием новой комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов. На втором участке работы производились по традиционным технологическим схемам. Оценка результатов экспериментальных исследований новой технологии представлена в главе V.
В связи с тем, что в мелиоративном производстве для реконструкции и ремонта каналов инженерно-мелиоративных систем, в большинстве случаев, применяются универсальные одноковшовые экскаваторы третьей размерной группы (вместимость ковша 0,4...1,0 м3), расчеты по оптимальному обновлению машин мы производили на примере экскаваторов данной группы. Нами рассматривался только случай приобретения новой машины, так как для случаев капитального ремонта и модернизации расчеты будут аналогичными.
Своевременная замена техники является одной из актуальных проблем мелиоративного производства. Как известно, с течением времени техника изнашивается, и физически и морально, а значит, на определенном этапе ее эксплуатация становится менее выгодной, чем приобретение и использование новой техники. Таким образом, возникает задача определения этапа, на котором технику необходимо заменить. В качестве критерия оптимальности при замене техники целесообразно принять максимум ожидаемой прибыли за некоторый период времени. Постановка задачи обновления машин будет следующей. В начале планового периода, состоящего из т лет, имеется машина со сроком службы t лет. Для каждого года планового периода известны стоимость произведенной с использованием имеющейся машины работы SpaG(t) и затраты связанные с эксплуатацией данной машины S Kn(t). Эти характеристики зависят от срока службы машины t. Известна также остаточная стоимость Soa., не зависящая от срока службы и цены новой машины SM:m, и не меняющаяся в рассматриваемом плановом периоде. Необходимо разработать оптимальную политику в отношении имеющейся машины, то есть в начале каждого года планового периода установить - сохранить в этом году машину или продать ее по остаточной стоимости Socr и приобрести новую машину но цене S4MU, с учетом того, что прибыль за период в т лет должна достигать максимальной величины. В качестве физической системы в данной задаче выступает машина, состояние которой с течением времени изменяется. В качестве тага процесса принятия решения следует считать год планового периода.
Состояние машины будет полностью характеризоваться ее сроком службы t. Параметр t может принимать значения 0, 1,2, ... , t-1, t. Если t 0, то машина является новой, с нулевым сроком службы. В начале любого года планового периода можно принять одно из двух управляющих решений; 1) ui - машину сохранить до (і+1)-го года; 2) ui - машину заменить, реализовав старую машину по остаточной стоимости S0CT и приобрести новую по цене SMauj. Поскольку управляющее решение выбирается в начале года или в начале этапа т, то целесообразно различать два множества состояний машины - сразу после выбора управляющего решения в начале этапа т (срок службы машины в этом случае t" ) и в конце этана т (срок службы- t ).
В условиях современной экономики, при нестабильных ценах и инфляции, долгосрочное планирование является не эффективным. Поэтому для раз работки оптимальной политики обновления техники мы рекомендуем, ограничится периодом времени т. = 4 года. Расчет производим для машин со сроком службы t = 4.., 10 лет, так как замена машин со сроком службы t = 1...3 года в четырехлетний плановый период является нерациональной. Считаем, что остаточная стоимость имеющейся и цена новой машины не меняются
Результаты оптимизации распределения землеройной техники по производственным объектам при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем
Апробация математической модели оптимизации распределения землеройной техники при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем проводилась в ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз» в 2004-2005 гг. Для определения оптимальных планов распределения оптимизировались производственные планы распределения машин разработанные ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз» (см, приложения 2-4). Основные технические характеристики машин и рекомендации по производству земляных работ были приняты согласно [48, 49, 53, 62, 80, 98, 105, 108]. Расчет производился на основе математической модели представленной в теоретической части диссертации. Вычисления осуществлялись на ЭВМ по разработанной нами методике. Результаты расчетов сведены в таблицы 4.7-4.36. Данные таблицы 4.37 показывают, что оптимизация распределения землеройных машин по производственным объектам позволяет сократить энергозатраты по парку экскаваторов на 8,1%, по парку бульдозеров на 9,9%, по парку скреперов на 6,4%. Снижение энергозатрат по парку машин в целом составило 7,4%. 1. Производственные исследования комплексной технологии реконструкции и ремонта оросительных каналов показали, что внедрение новой технологии позволит сократить энергозатраты при реконструкции каналов инженерно-мелиоративных систем на 36,8 тыс. МДж/га. 2. Доказана необходимость внедрения в производство разработанных методик для определения оптимального срока обновления техники и распределения машин по объектам. 3. Проведенные расчеты показали, что для получения максимальной прибыли от эксплуатации одноковшовых экскаваторов третьей размерной группы при реконструкции и ремонте каналов инженерно-мелиоративных систем, оптимальной является замена техники через каждые 5-6 лет. 4. Установлено, что оптимизация распределения землеройных машин по производственным объектам позволяет сократить энергозатраты по парку экскаваторов на 8,1%, по парку бульдозеров на 9,9%, по парку скреперов на 6,4% и . по парку машин в целом на 7,4%. Комплексная технология реконструкции и ремонта была разработана и внедрена в 2004-2005 гг. в ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз».
В частности с применением новой технологии в 2005 г. проводилась реконструкция Саратовского оросительно-обводнительного канала им. Є.Е. Алексееве кого. Разработанная технология включает в себя весь комплекс технологических операций необходимых для эффективной реконструкции и ремонта оросительных каналов (см, рис. 2.1). Комплексная технология разрабатывалась с учетом традиционных технологий и коренным образом был улучшен блок подготовительных операций, а именно, удаление древес но-кустарниковой и травяной растительности. Для соответствующих операций подготовительного блока были подобраны новые машины, разработанные учеными ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». Поэтому энергетическую оценку мы проводим по блоку подготовительных операций.
