Введение к работе
Актуальность проблемы. Проектирование производственных процессов в животноводстве и кормопроизводстве связано с необходимостью прогнозных разработок по развитию отрасли, ее технического обеспечения. Современный этап развития науки по эксплуатации машин характерен разработкой принципов оптимального проектирования сельскохозяйственного производства, методов использования, технического обслуживания и ремонта средств механизации в растениеводстве, животноводстве и мелиорации. В этой связи возникает проблема взаимоувязки вопросов, относящихся к различным областям исследований или находящихся на стыках научных специальностей.
Решению такой проблемы в области молочно-мясного скотоводства посвящена настоящая работа, в которой впервые предпринята попытка сформулировать принципы, разработать и обосновать методы инженерных расчетов по проектированию молочно-товарных ферм и межхозяйст-венных комплексов как объектов кооперативных объединений с целью обеспечения их согласованного функционирования. В диссертации сформулированы и обоснованы научные положения, совокупность которых может рассматриваться как теоретическое обобщение и решение крупной народнохозяйственной задачи, вытекающей из опыта развития агропромышленного комплекса страны.
Работа выполнена в Костромском СХИ "Караваево" в период 1968-1990 гг. по планам НИР института. Разработка математической модели для исследования на ЭВМ процессов технического обслуживания машинно-тракторного парка колхозов и совхозов выполнена по хоздоговору с Государственным научно-исследовательским технологическим институтом ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ). Решение частных задач, каса-
ющихся вопросов организации технического обслуживания и кормопроизводства в колхозах и совхозах, координировалось отделением ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РСФСР и НИПТИМЭСХ Нечерноземной зоны РСФСР (г. Ленинград).
При решении вопросов определения предельных размеров и размещения животноводческих комплексов под руководством автора принимали участие доктор сельскохозяйственных наук Примакин И.П., кандидаты сельскохозяйственных наук Козлов В.И., Краснов А.В., Шабров П.А., Макулова Е.В., Фатьянова СВ. и кандидат экономических наук Баландина Н.Е.
Проектирование экспериментального коровника беспривязно-боксового содержания на 300 голов в племзаводе "Караваево" и внедрение новой технологии содержания коров осуществлялось совместно с директором племзавода "Караваево", кандидатом сельскохозяйственных наук, Героем Социалистического Труда Парахиным И.И., главным зоотехником племзавода, заслуженным зоотехником РСФСР, кандидатом сельскохозяйственных наук Беловой М.М. и старшим преподавателем Суминым А.И.
Цель работы - разработка методов системного проектирования производственных процессов в молочно-мясном скотоводстве с целью повышения эффективности отрасли путем применения оптимальных вариантов технологических взаимосвязей между фермами, межхозяйственными комплексами и обслуживающими их производствами.
Научные положения и результаты работы, выносимые
на защиту^
Работа представляет собой совокупность научных положений, отражающих системный подход к проектированию производственных процессов в молочно-мясном скотоводстве в соответствии с новым направлением инженерной мысли -системотехникой.
С целью обеспечения связей между структурными единицами отрасли и соблюдения принципа системности структуру предприятий и производственных процессов предлагается изображать в виде структурно-технологической схемы, отражающей функциональные логические и количественные
соотношения как между ее элементами, так и внешней средой. Это позволяет наглядно и логически правильно отразить ход н направленность производственных процессов, их взаимосвязи и возможные изменения в результате различных воздействий. В итоге получается не только удобная расчетная схема, но и основа моделирующего алгоритма для математического моделирования производственных процессов на ЭВМ.
На защиту выносятся:
-
Методы прогнозирования развития, построения, обоснования и расчета структурно-технологических схем отрасли молочно-мясного скотоводства в рамках административного района, животноводческих ферм и межхозяйственных комплексов как объектов с поточно-цеховой структурой.
-
Методы обоснования и расчета предельных размеров животноводческих ферм и комплексов, комбикормовых предприятий и других элементов структурно-технологической схемы отрасли.
-
Результаты исследования потоков животных и метод расчета размеров цехов и отделений специализированных ферм и комплексов на основе применения вероятностных характеристик и моделирования на ЭВМ.
-
Обоснование способов механизации процессов заготовки, приготовления и раздачи кормов, доения, поения и уборки навоза на специализированных фермах и комплексах.
-
Метод построения и расчета структурно-технологической схемы производственного процесса в растениеводстве.
-
Математическая модель, алгоритм и программа для исследования методом моделирования на ЭВМ возможных вариантов функционирования стационарных и передвижных средств технического обслуживания.
-
Аналитический метод расчета количества и трудоемкости технических обслуживании тракторов.
Научную новизну работы составляют:
1. Методика проектирования производственных процессов на основе структурно-технологических схем, трансформируемых в алгоритм расчета параметров процесса или алгоритм для исследования методами математического моделирования на ЭВМ.
-
Метод расчета цехов и отделений специализированных ферм и комплексов на основе применения вероятност-ных характеристик и математического моделирования на ЭВМ.
-
Вероятностные характеристики потока отелов и их использование при проектировании размеров родильных отделений и профилакториев.
-
Алгоритм и программа для исследования процессов функционирования стационарных и передвижных средств технического обслуживания методом статистических испытаний с помощью ЭВМ.
-
Аналитический метод расчета количества и трудоемкости технических обслуживании.
Практическая ценность работы определяется тем, что использование разработанных методов проектирования производственных процессов на основе системного анализа и научного прогноза позволяет достигнуть эффекта уже па стадии проектирования системы в целом. Так, в результате научного прогноза развития отрасли молочно-мясного скотоводства оказалось, что выполнение задачи увеличения производства продукции необходимо организовать за счет преимущественного наращивания продуктивности животных, вместо увеличения поголовья. При этом только на строительстве помещений для животных и их обслуживании можно сэкономить до 45 миллиардов рублей. Внедрение в производство результатов системного проектирования структуры межхозяйственных предприятий, специализированных ферм и комплексов, как показывают наши расчеты, выполненные для шести районов Костромской области, позволяют получить экономический эффект порядка 1,5...3,0 млн.рублей в среднем на административный район (в ценах 1985 года).
Применение предлагаемых методов проектирования животноводческих ферм, как объектов с поточно-цеховой структурой позволит избежать ошибок в определении числа скотомест, что нередко наблюдается в настоящее время на практике.
Рекомендации по организации производственных процессов в земледелии и при техническом обслуживании машин позволяют в значительной мере повысить их эф-
фективность за счет детальной проработки в конкретных производственных условиях каждого из возможных вариантов и выбора наиболее рационального из них.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и одобрены на ежегодных научных конференциях Костромское СХИ "Караваево" в 1969...1991 гг.; расширенной сессии отделения ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РСФСР: "Наука и передовой опыт на выполнение оеше-ний ХХУ съезда КПСС по переводу животноводства на промышленную основу (проблемы внедрения)" в г. Ярославле 13-15 июля 1977 г.; научно-теоретической конференции Всесоюзного научно-исследовательского института экономики сельского хозяйства (ВНИЭСХ): "Совершенствование размещения сельскохозяйственного производства в свете решений июльского (1978 г.) и ноябрьского (1978 г.) Пленумов ЦК КПСС"; координационном совещании по заданию 01.: "Разработать прогноз обеспечения страны продовольствием и сельскохозяйственным сырьем, предложения по дальнейшему развитию и размещению сельскохозяйственного производства и перерабатывающей промышленности в системе агропромышленного комплекса по союзным республикам и экономическим районам на период 1986-1990 и до 2005 гг." в г. Москве (ВНИЭСХ) 6-9 апреля 1982 г.; проблемных совещаниях по заданию 0.СХ.108: "Разработать и внедрить комплекс мероприятий по повышению эффективности использования и совершенствованию организации технического обслуживания, ремонта и хранения тракторов, автомобилей, сельскохозяйственных машин для Нечерноземной зоны РСФСР* в отделении ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РСФСР 11-12 февраля 1981 г., 10-11 апреля 1984 г., 10-11 апреля 1985 г. (г. Ленинград) и 23-25 декабря 1985 г. в г. Калинине; на совещении работников Агропрома НЗ РСФСР в г. Йошкар-Ола в 1986 г.; Всесоюзном научно-техническом совещании по проблемам кибернетики сельскохозяйственного производства Госагропрома СССР и ВАСХНИЛ в г. Ереван 27-29 октября 1986 г.; на Всесоюзных семинарах преподавателей вузов по обмену опытом проведения деловых игр (г. Минск, 20-21 мая 1936 г.) и заведующих кафедрами механизации животно-
о
водческих ферм (г. Киев, в мае 1990 г.); на совместном заседании кафедр 'Технология и механизация производства продуктов животноводства* и 'Эксплуатация МТП' Московского института инженеров сельскохозяйственного производства (г. Москва, 1939 и 1990 гг.).
Внедрение результатов работы осуществлено в сфере проектирования, строительства и эксплуатации животноводческих 'ферм в племзаводе 'Караваево', совхозе 'Заволжский Костромского района, ремонтно-обслуживающей базы в учхозе 'Боровиковское', станции технического обслуживания оборудования животноводческих ферм в г.Костроме, модернизированный автором доильной машины типа 'Тандем" в племзаводе "Караваево', организации заготовки, хранения и раздачи кормов в учхозе "Боровиковское'' Принципиальная схема кормоцеха 'Костромич-1' использована при проектировании и строительстве кормоцехов во многих хозяйствах Костромской, Ярославской, Ивановской и других областях России. Методика проектирования системы зедения животноводства на принципах концентрации, специализации, межхозяйственной кооперации и агропромышленной интеграции внедрена в проектном институте 'Костромасельхозлроект'. Этот же институт разработал на основе опыта строительства и эксплуатации экспериментального коровника беспривязного боксового содержания в племзаводе "Караваево' типовой проект коровника "Костромской".
Методические материалы по обоснованию размеров и размещения животноводческих комплексов использованы МСХ России для разработки схем размещения предприятий по производству молока и мяса, других предприятий перерабатывающей промышленности, а также ГИПРОНИ-СЕЛЬХОЗом для обоснования перечня типовых проектов.
Материалы открытой публикации результатов исследований по обоснованию путей увеличения производства молока на основе увеличения продуктивности животных стали предметом широкого обсуждения в научных, хозяйственных и политических организациях, что способствовало выработке правильной технической политики в этих вопросах.
Математическая модель для исследования на ЭВМ
организационных вариантов использования стационарных и передвижных средств технического обслуживания внедрена в Государственном научно-исследовательском институте ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ). Отдельные вопросы эксплуатации техники в колхозах и совхозах, касающиеся необходимости первоочередного строительства и оборудования ремоятно-обслужи-вающих баз в колхозах и совхозах, внедрения агрегатного метода ремонта нашли отражение в решениях Проблемного совета отделения ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РСФСР по заданию 0.СХ.108 от 11/12 февраля 1982 г. и 25 декабря 1985 г.
Результаты работы применяются в учебном процессе по курсам "Эксплуатация машинно-тракторного парка", 'Организация сельскохозяйственных предприятий", "Ремонт машин", при курсовом и дипломном проектировании. Этот опыт рекомендован для применения з вузах Госагро-промом СССР.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 работ, получено авторское свидетельство на изобретение, издана лекция через издательство Всесоюзного института заочного образования (ВСХИЗО), изданы в Костромском СХИ методические указания по выполнению комплексного курсового проекта по эксплуатации М'Ш и по выполнению практических занятий с использованием деловых игр и системного анализа, изданы через Костромской областной ЦНТИ рекомендации по заготовке измельченного сена повышенной влажности в герметизированные траншеи. Подробнее изложение материалов исследований по отдельным разделам работы дано в отчете ГОСНИТИ по выполнению хоздоговорной темы "Разработка и исследование мате мат тической модели для исследования на ЭВМ организационных форм технического обслуживания МТП* и в заключительном отчете Костромского СХИ, прошедшем государственную регистрацию. Общий объем публикаций составляет 56 печатных листов.
Диссертация состоит из введения, пяти разделов и заключения, включает 424 страницы машинописного текста, 45 рисунков и 28 таблиц. В приложениях приведены программы для ЭВМ "Наири-2", "Минск-22М" и ПЭВМ
"Агат-?*, использованные в качестве инструмента исследований методами математического моделирования. Список литературы включает 262 наименования.
