Сторінка
5

Ефективність технологічних комплексів машин для виробництва продукції рослинництва

Sk — площа вирощування сільськогосподарської культури;

kо, kд, kс — кратність виконання відповідних операцій;

dдоп — допустима за агротехнічними вимогами тривалість виконання заданого циклу робіт;

dоj, dдj, dсj — тривалість виконання відповідних операцій;

Woij, Wдij, Wсij — продуктивність агрегатів відповідно на основній, допоміжній і суміжній операціях;

vоj, vдj, vсj — годинний обсяг робіт на відповідних операціях;

kсм — коефіцієнт змінності.

Важливим показником при виборі кількості агрегатів для виконання механізованих робіт є коефіцієнт використання агрегату Kaij, який визначається із залежності:

Аналіз залежності (71) показує, що при Kaij > 1 величина xij збільшує своє значення, тобто зменшення до деякого значення dj не призводить до зміни xij. Іншими словами, за менш тривалий час можливо виконати той же обсяг робіт тією ж кількістю агрегатів.

Із наведених залежностей видно, що збільшення кількості машинних агрегатів на основних операціях приведе до збільшення кількості агрегатів на допоміжних операціях при незначному зменшенні тривалості їх виконання.

Аналіз залежності (71) показує, що тільки при переході границі Wсij n' = vj, де n' = 1, 2, …, N, величина хij змінює своє значення.

Оскільки це справедливо, то зменшення до де-якого значення dj величина хij не змінює свого значення. Тобто за менш тривалий час можна виконати роботу тією ж кількістю агрегатів, при умові, якщо правильно розподілити всі машинні агрегати за всіма операціями технологічного процесу.

Відомо, що одну і ту ж операцію можуть виконувати різні за складом машинні агрегати із властивими тільки їм показниками роботи. На виконанні кожної операції може бути використано m варіантів агрегатування.

Технологічний процес вирощування, збирання та переробки сільськогосподарської культури складається із закінченого числа операцій, кількість яких виражається числом n.

Тоді прямокутна матриця розміром n х m являє собою множину можливих варіантів використання машинних агрегатів, дослідження якої дасть можливість знайти раціональний план машиновикористання.

Критеріями оптимізації можуть бути приведені затрати (min C), затрати робочого часу (min H), матеріаломісткість (min M), капітальні вкладення (min Kв), а також коефіцієнт використання парку машин (min Kп).

Показники використання машинних агрегатів виражаються через aij (і = 1, 2, … , m; j = 1, 2, … , n).

Множина варіантів використання машинних агрегатів у річному періоді виконання механізованих робіт виражається матрицею:

У свою чергу підмножина xij Є S включає елементи, у які входять типи енергетичних засобів t (t = 1, 2, … , T), сільськогосподарських машин e (e = 1, 2, … , E) і їх кількість у агрегаті ze, тобто:

Застосувавши один із критеріїв ефективності, можна визначити найбільш “вигідні” машинні агрегати для виконання кожної із операцій. Для цього необхідно перетворити прямокутну матрицю m x n у матрицю-вектор А так, що:

an1 an2 … anm

Очевидно, що матриця А являє собою систему машинних агрегатів, які можуть виконувати відповідні механізовані операції загального технологічного процесу. З метою пошуку раціонального складу комплексів машин для кожної сільськогосподарської культури необхідно розглянути дану систему у загальній структурі машинного парку за строками виконання робіт і загальному річному завантаженні машин.

Розглядаючи почергово операції за циклами взаємозв’язаних робіт з врахуванням тривалості їх виконання за основною операцією у межах j = 1, 2, … , n , визначаються реальні тривалості виконання кожного циклу. При цьому уточнюється необхідна кількість машинних агрегатів, як на основних операціях, так і на допоміжних і суміжних операціях.

Знаючи початок Dj і тривалість dj виконання j-ої операції, визначаються строк закінчення механізованої роботи Dkj:

Оскільки xij залежить від тривалості виконання операції, то знайшовши суму кількості агрегатів за строками виконання робіт l (l = Dj, Dj+1, … , 365) і операціях j (j = 1, 2, … , n) по кожному енергетичному засобі t (t = 1, 2, … T), одержимо:

Досліджуючи матрицю (76) на максимум для кожного t по l , одержимо матрицю-вектор кількості енергетичних засобів t –го типу:

Загальна кількість годин роботи енергетичних засобів типу t протягом річного періоду виконання робіт знаходиться за такою залежністю:

Тоді річне завантаження одиничного енергетичного засобу кожного типу становитиме:

Аналіз одержаної залежності свідчить, що зменшення кількості енергетичних засобів xtmax за рахунок перерозподілу робіт між ними призведе до збільшення їх річного завантаження і відповідно до зменшення приведених затрат на виконання механізованих робіт, а також зниження капітальних вкладень на закупівлю техніки.

Для пошуку шляхів зменшення значення xtmax необхідно ввести поняття “відсікаючої перемінної dt”, початкове значення якої рівне: