авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 ||

Построение машинной технологии возделывания смородины чёрной

-- [ Страница 3 ] --

Рисунок 6 – Кнопочные формы для адаптации системы к реально существующим на текущий момент производственным условиям

В конечном итоге система даёт возможность технологу скомпоновать машинную технологию по производству смородины из имеющихся возможностей её реализации. Система автоматически просчитывает стоимость выполнения технологии и выдаёт итоговые значения оценочного показателя для принятия пользователем решения о целесообразности и введения в производство выбранного с/х агрегата. Конечным продуктом работы системы является спроектированная технологическая карта возделывания чёрной смородины, в которой приводится анализ стоимости выполнения технологических операций и трудозатрат на эти операции в виде диаграмм (рисунок 7).

  Формы для построения-15

Рисунок 7 – Формы для построения технологии и вывода результатов проектирования технологической карты

В четвёртой главе «Экспериментальные исследования при автоматизированном построении машинной технологии производства чёрной смородины» представлены результаты экспериментальных исследований по выявлению параметров контроля исполнения машинной технологии с учётом погодно-климатических факторов на период уборки урожая смородины в 2009-2010гг. и результаты экспертной оценки показателей функциональности системы АРМ «Технолога-ягодовода».

Поиск параметров контроля исполнения уборки чёрной смородины заключается в изучении метеоданных за 2009-2010гг. в процессе сбора ягод, путём наблюдения за влиянием погодно-климатических условий на сроки проведения и продолжительность уборочных работ и изыскании рационального соотношения между различными технологиями уборки, обеспечивающих наименьшие затраты от выбора случайной технологии в сложившихся климатических условиях. В основу эксперимента положены «Методика определения оптимальной продолжительности уборки» [В.И. Мининзон, ВИМ, 1967] и «Методика определения возможной продолжительности работ по метеорологическим условиям» [Бейлис В.М., ВИМ, 2005]. Данные о погоде в период уборки урожая получены по сводкам метеостанции «МК-15 Agro» п. Измайлово Московской области (таблица 5).

Таблица 5 – Погодные условия в период уборки ягод чёрной смородины в 2009-2010гг.

Показатели 2009г. 2010г.
Дата проведения уборки урожая 18.07.09-31.07.09 24.07.10-01.08.10
Общая площадь уборки, га 12 12
Урожайность смородины, ц/га 15 9
Фактическая продолжительность уборки, дней 14 9
Сумма осадков за рассматриваемый период, мм 21 5,3
Количество дней с осадками более 1мм, дни 5 3
Сумма среднесуточных температур за рассматриваеый период, С 262 246,1
Влажность почвы в рассматриваемый период, % 75 60
Коэффициент увлажнения 5,8 0,58
Количество возможных рабочих дней Dp, дни 6 9
Коэффициент использования времени по метеоусловиям 0,43 1
Относительная потеря урожайности из-за погодных условий за рассматриваемый период, %, (ц) 1 (1,8) 2,8 (3,02)


Значительное повышение температуры воздуха с одновременным сокращением количества осадков за 2010 г. в сравнении с 2009 г. повлияло на снижение влажности почвы и общее снижение урожайности культуры в целом. В связи с этим в 2010г. потери урожая за период уборки на всей площади возросли и составили 2,8% (3,02 ц). В 2009г. потери урожая за период уборки составили 1 % (1,8 ц). Для работы уборочной техники в период выполнения процесса в 2009 году отмечены неблагоприятные условия, в сравнении с периодом уборки ягод в 2010 году.

Оценка параметров уборки проведена по расчётному критерию суммарных затрат Аi на проведение двух технологий уборки: Т1-механизированная; Т2-совмещённая по формуле:

(8)

где EH – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений;

al – норматив годовых отчислений на реновацию одной машины и трактора;

Бс – балансовая стоимость одной машины и трактора (для рабочих – затраты на оплату труда);

Кn – коэффициент использования машины, трактора на работе относительно годовой загрузки на всех работах, т.е. отношение времени использования одной машины, трактора на i – работе к суммарному времени её годового использования;

Wij – производительность j – агрегата за час эксплуатационного времени;

ti – продолжительность смены на i– работе;

Ксм – сменность i– работы;

Ким – коэффициент использования календарного времени по метеоусловиям при выполнении i – работы;

Тi – продолжительность выполнения i – работы (количество календарных дней);

Пу – потери урожайности по метеоусловиям.

При механизированной уборке использован комбайн сменно-модульный КСМ-5, а при совмещенной уборке этот же комбайн, с совместным проведением ручного сбора (30%).

Оценка рационального соотношения между технологиями проведена с помощью теории вероятности «Игры с природой» (таблица 6). В виде вероятностей Р1 и Р2 выступили неопределённые погодно-климатические условия в соответствии с представленными уравнениями:

А11Р1+А21Р2=v; (9)

А12Р1+А22Р2=v; (10)

Р1+Р2=1, (11)

где Ai,j—стоимость урожая ягод по i-й технологии в j-х условиях;

Р1, Р2,—вероятности использования технологии Т1, Т2; V —возможная цена игры (выигрыш или проигрыш).

Таблица 6 – Матрица эксперимента 22 «технолог-природа»

Технолог Природа
Оптимальные условия (П1) Неблагоприятные условия (П2)
Технология уборки Т1 (механизированная) А11=1968 руб./ц А12=2863 руб/ц
Технология уборки Т2 (механизиров.70%+ручная 30%) А21=2500 руб./ц А22=2600 руб/ц

В ходе преобразований вероятностей Рi определено искомое решение задачи в виде системы уравнений:

Р1=А22-А21/А11+А22-А12-А21; (12)

Р2=А11-А12/ А11+А22-А12-А21; (13)

V=А22А11-А12А21/А11+А22-А12-А21 (14)

Решение системы позволяет графически отображать задачу (рисунок 8). При Р=0 и Р=1 на осях ординат откладываются стоимостные показатели Ai,j, при неблагоприятных и благоприятных условиях уборки. На оси «благоприятных условий» откладываются стоимости А11 и А21, на оси «неблагоприятных условий» - А21 и А22 и соединяются прямыми, которые пересекаясь, образуют «функцию полезности».

  Графическое решение задачи по-21

Рисунок 8 – Графическое решение задачи по контролю исполнения машинной технологии на примере учёта погодно-климатических факторов во время уборки урожая в 2009г.

То есть в фактически сложившихся неблагоприятных для комбайновой уборки условиях 2009г. в 78 % случаев технологу рекомендуется использовать совмещённую технологию уборки урожая. В противном случае величина затрат на 1 ц получаемой продукции увеличится до 15 %, за счёт роста потерь урожая, связанного с увеличением продолжительности уборки и роста затрат на обслуживание техники, работающей в условиях переувлажнения плантации.

Оценка показателей качества работы АРМ проведена методом индивидуальной аналитической экспертной оценки, основанного на усреднённой оценке ответов экспертов с учетом их компетентности. Для этого в 2010г. в рамках работы проведён опрос экспертов путём анкетирования.

Коэффициент компетентности эксперта КК определялся по известной формуле:

, (15)

где КЗ - коэффициент степени знакомства эксперта с рассматриваемым вопросом;

Ка - коэффициент аргументированности ответа эксперта;

Для определения величины средневзвешенной оценки экспертов каждого вопроса использовалось выражение:

(16)

где AKi,j-оценка в баллах по i-ому вопросу j-тым экспертом;

kj - коэффициент компетентности j-ого эксперта;

n - количество экспертов.

Ответы экспертов, обработаны с учётом их компетентности и представлены на диаграмме (рисунок 9).

  Средневзвешенная оценка-24

Рисунок 9 – Средневзвешенная оценка экспертами показателей качества функционирования АРМ «Технолога-ягодовода»

По мнению экспертов при построении машинных технологий возделывания чёрной смородины АРМ «Технолога-ягодовода» позволяет на 75,2% снизить трудозатраты. Оценена возможность системы обеспечивать решение поставленных задач, а именно возможность использования в научной деятельности 8,82 балла и решение задач по управлению производственным процессом 8,58 балла, что говорит о целесообразности разработки и перспективности данного научного направления.

По результатам экспериментальной производственной проверки АРМа в условиях ООО «Одоевские сады» Тульской области, были определены затраты машинного времени на обработку информации за год, которые составляют 15-28 ч/год. Оптимальный и достаточный для построения машинных технологий производства смородины объём базы данных, равен 20-40 Мб.

В пятой главе «Энергоэкономический анализ применения автоматизированного построения рациональных машинных технологий возделывания ягод чёрной смородины» представлен расчёт экономической эффективности использования АРМ «Технолога-ягодовода». Эффективность результатов выполненной разработки складывается из экономии средств, связанных с переходом от традиционного способа построения машинной технологии (вручную) к автоматизированному (по средством АРМ), за счет снижения трудозатрат при использовании в деятельности технологов информационных ресурсов, без учёта эффекта от сокращения производственных рисков и потенциального увеличения объёма выходной продукции.

Установлено, что затраты труда на осуществление автоматизированного построения машинной технологии возделывания смородины чёрной сокращаются в 15 раз, с 300 чел.ч. за сезон при ручном проектировании до 20 чел.ч. при автоматизированном. Общая себестоимость АРМ «Технолога-ягодовода» составляет 53623,54 руб. Годовой экономический эффект от внедрения данного продукта без учета технологических эффектов составляет 30723,43 рублей в год, при установленной цене продукта в 69710,6 рублей. Срок окупаемости составляет 2,7 года.

Разработка системы автоматизированного проектирования агротехнологий возделывания ягодных культур на базе СУБД отмечена Дипломом конкурса «За лучшую завершённую научную разработку 2010 года в агроинженерной сфере АПК России», проведенного Отделением механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

  1. Выявлена востребованность и разработана классификация информационных ресурсов для построения и управления машинных технологий в ягодоводстве, с учётом конкретных условий производства.
  2. Выполнен анализ марочного состава технических средств для механизации трудоёмких процессов в ягодоводстве по 13 регионам РФ. Установлено, что при современном производстве чёрной смородины используется до 250 марок техники, из них 70% технических средств отечественного производителя и 30% зарубежных марок. Потребность хозяйств в технике отечественного и иностранного производства составляет соответственно 55% и 45%.
  3. Адаптирована математическая модель оптимизации перспективной структуры МТП при производстве смородины, в результате выявлено 11 перспективных марок технических средств, используемых на наиболее трудоёмких технологических операциях, из которых 38% отводится комплексу сменно-модульной техники на базе КСМ-5.
  4. Разработан алгоритм функционирования АРМ «Технолога-ягодовода», позволяющий системе из 10-15 возможных вариантов выполнения технологического процесса формировать 3-5 наиболее оптимальных, с точки зрения конечной стоимости процесса, с учётом используемых с/х агрегатов.
  5. Созданная компьютерная модель АРМ «Технолога-ягодовода» содержит пополняемую базу данных из 28 таблиц, в которых имеется 160 наименований технических средств, 25 наименований сортов чёрной смородины, рекомендованных для машинной уборки, и позволяет проектировать «гибкие» технологии по закладке плантаций чёрной смородины и уходу за плодоносящими насаждениями, а также может быть адаптирована к производству других ягодных культур в хозяйствах Центрального региона.
  6. Установлено, что применение АРМа позволяет сократить затраты труда на построение машинной технологии возделывания смородины чёрной в 15 раз, с 300 чел.ч. за сезон при ручном проектировании до 20 чел.ч. при автоматизированном.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ





  1. При построении адаптивных машинных технологий ягодных культур рекомендуется использование АРМ «Технолога-ягодовода» или других информационных ресурсов, созданных на основе ведения реляционных СУБД.
  2. На основе методики оптимальной организации технологического процесса в машинной технологии возделывания чёрной смородины установлена целесообразность внедрения в уборку ягод на площади 27…32 га прямого комбайнирования, с оптимальным количеством комбайнов на данную площадь 1 шт., продолжительностью уборки 5 дней и потерями урожая 60,17 ц., в противном случае технологу необходимо привлекать один дополнительный комбайн или использовать совмещённую уборку урожая, что влечёт за собой увеличение денежных затрат на выполнение процесса до 20%.
  3. Для сокращения многомарочности технических средств при выполнении технологических операций и оптимизации машинной технологии возделывания чёрной смородины рекомендуется использовать комплекс сменно-модульной техники на базе КСМ-5.
  4. При выпадении осадков в течении периода уборки более 20 мм рационально использовать совмещённую технологию уборки урожая смородины, в противном случае возможно увеличение конечной стоимости операции до 15%.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Смирнов, И.Г. Особенности применения автоматизированной системы проектирования и управления машинными агротехнологиями в ягодоводстве [Текст] / И.Г. Смирнов, Д.О. Хорт // Информационные технологии, системы и приборы в АПК: материалы 4-ой междунар. науч.-практ. конф., «Агроинфо», 2009г. – Новосибирск: СИБФТИ, 2009. – Ч.1. – С. 118-123.

2. Хорт, Д.О. Контроль и управление процессом производства черной смородины [Текст] / Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 7-й междунар. науч.-техн. конф., «Нанотехнологии и инфокоммуникационные технологии». – М.: ГНУ ВИЭСХ, 2010. Ч.5. – С. 250-256.

3. Цымбал, А.А. Особенности автоматизированного проектирования машинных агротехнологий в ягодоводстве [Текст] / А.А. Цымбал, И.Г. Смирнов, Д.О. Хорт // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2010. – №5. – С.6-8.

4. Хорт, Д.О. Информационная поддержка технологических решений при производстве черной смородины [Текст] / Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов // Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве: сб. док. международной науч.-практ. конф.,2010г. – М.: 2010, Ч.2. – С.110-116.

5. Хорт, Д.О. Эффективное управление агротехнологиями как основа экологически безопасного промышленного ягодоводства [Текст] / Д.О. Хорт, В.Г. Селиванов // Техника и оборудование для села. – 2010. – №11. – С. 24-25.

6. Хорт, Д.О. Оценка эффективности применения автоматизированного рабочего места АРМ «Технолога-ягодовода» при производстве черной смородины [Текст] / Д.О. Хорт // Садоводство и виноградарство. – 2010. – №6. – С. 40-44.

7. Цымбал, А.А. Освоение принципов программирования урожая при автоматизированном проектировании агротехнологий возделывания чёрной смородины [Текст] / А.А. Цымбал, Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов // Сельскохозяйственные машины и технологии. – 2011. – №1. – С. 18-21.

8. Свидетельство о государственной регистрации базы данных 2010620642 Российской Федерации. База данных для проектирования машинной технологии возделывания чёрной смородины / Д.О. Хорт, И.Г. Смирнов, А.А. Цымбал; заявитель и правообладатель ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии—2010620503; заявл.31.08.2010; опубл.27.10.2010.



Pages:     | 1 | 2 ||
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.