Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Беляков Алексей Андреевич. Модели формирования эффективных механизированных комплексов растениеводства в АПК Красноярского края : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Красноярск, 2004 243 c. РГБ ОД, 61:05-5/319

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

Глава 1. Современное состояние вопроса эффективности

механизированных работ в АПК 12

  1. Анализ развития теории эффективности машинных систем 12

  2. Постановка задач исследования. 23

Глава 2. Теоретические модели повышения эффективности

машинных работ в АПК 26

2.1. Применение методов линейного программирования для повышения
эффективности машинных систем , 26

2.1.1. Линейные модели эффективного доукомплектования

и использования машинной системы 30

2.1.2. Линейная модель эффективного распределения

работ машинной системы 33

  1. Линейная модель оптимального сочетания технологий уборки сельскохозяйственных культур 34

  2. Линейная модель эффективного распределения

энергомашинных воздействий 35

2.1.5. Линейная модель эффективного распределения

минеральных удобрений 36

2.2. Применение факторно-индексного анализа для повышения

эффективности машинных систем 37

  1. Выбор показателей агроэкологической системы 37

  2. Построение индикаторов агроэкологической системы 40

  1. Применение теории случайных процессов для описания динамики машинных систем 45

  2. Квантование эксплуатационных показателей

технологических линий машинной системы 51

  1. Внутренняя структура работы 55

  2. Внешняя структура работы 60

  3. Изменение внутренней и внешней структуры работы 65

  4. Затраты труда по внутренней и внешней структуре работы. 70

  5. Композиция технологических линий 74

  6. Приращение энергопродуктивности биомассы. 77

Глава 3. Методика и результаты исследований по эффективности

машинных работ в растениеводстве. 79

  1. Разработка системы механизированных операций 79

  2. Агрегатирование энергетических и

сельскохозяйственных машин 85

3.3. Методика определения и построения объекта

машинной системы 88

Глава 4. Технико-экономические показатели формирования эффективных

механизированных комплексов растениеводства 94

  1. Расчет экономического эффекта при субоптимальном плане распределения посевов 94

  2. Расчет экономического эффекта при субоптимальном плане распределения энергомашинных воздействий 104

  3. Расчет экономического эффекта при согласовании моделей субоптимизации сельскохозяйственного производства 117

  4. Определение экономического эффекта по районам края 123

Глава 5. Результаты исследований по формированию машинных

систем в технологических комплексах растениеводства 125

5.L Формирование машинной системы в Абанском районе 126

  1. Формирование машинной системы в Емельяновском районе 127

  2. Формирование машинной системы в Минусинском районе 129

  3. Формирование машинной системы в Ужурском районе 130

  4. Формирование машинной системы в условном районе края 132

Основные выводы 135

Библиография 137

Приложение 1 158

Приложение 2 164

Приложение 3 193

Введение к работе:

Актуальность темы. Многие годы проблема эффективности машинных систем и технологических комплексов сельскохозяйственного производства привлекает особое внимание исследователей. Это обусловлено многообразием потенциальных применений моделей оптимизации в инженерном деле и земледелии. Биоэнергетическая концепция оценки сельскохозяйственного производства [190] предоставляет возможности разработать понятия и выражения, органически присущие изучаемым явлениям. Она предопределяет возможность использовать универсальные законы сохранения энергии и вещества, применять вариационные принципы системного анализа. В сочетании с системным подходом энергетический анализ дает возможность строить ясные и адекватные модели производственных процессов, обеспечивающих устойчивое развитие АПК [191].

Стремление описать объект исследования с помощью математических нотаций проявляется почти во всех областях сельскохозяйственной, науки, поскольку АПК как глобальный объект ее исследования, представляется ученым сложной и полифункциональной системой с разветвленными энергетическими потоками и сложным механизмом обратных связей, и циклических колебаний [192-194, 197].

Сельскохозяйственное производство, как И' индустрию можно отнести к антропогенным факторам. Сельскохозяйственные технологии оказывают влияние на экологию планеты с целью создания благоприятных условий: для развития культурных растений. Вместе с природными циклическими процессами колебания энергии Земли технологии образуют агроэкологическую систему с вынужденными энергетическими колебаниями, классифицируемыми как энергоэкологические воздействия, энерготехнологические воздействия и энергомашинные воздействия. Указанные виды воздействий вместе с

временной структурой обусловливают выделение в объемлющей агроэкологической системе одноименных подсистем [190]. В результате получаем представление АПК в агроэкологической системе (АЭС) и погружение машинной системы в АЭС (рис. 01).

Рис. 0.1. Представление АПК в агроэкологической системе и погружение машинной системы в АЭС

Эффективность сельскохозяйственного производства почти однозначно определяется структурой и динамикой средств производства: машинных и технологических подсистем. Исследования Сибирской научной школы агроэнергетики КрасГАУ показывают, что методика проектирования устойчивых технологических комплексов, должна учитывать наиболее важные связи между техническими и энергетическими факторами, такими как энергоемкости отдельных механизированных работ, энергетические эквиваленты агрегатов и энергопродуктивность культур на заданном участке в зависимости от фотоактивной радиации (ФАР). В то же время разработка мероприятий по повышению производительности живого труда не мыслима без

7 учета экономических параметров: себестоимости работ и дохода от реализации продукции растениеводства. Следовательно, оптимизация машинных систем АПК должна проводиться при согласовании энергетического и экономического показателей эффективности. Так возникает задача субоптимизации машинных систем [194] на основе компромиссного критерия - обобщенной стоимости.

Построение и исследование общих моделей оптимизации сельскохозяйственного производства с помощью методов нелинейного программирования, факторно-индексного анализа и теории случайных процессов остается первой достаточно трудной задачей, решаемой,различными научными школами. Но частные модели оптимизации могут быть сведены к хорошо изученным задачам линейного программирования, и этим определяется ценность их практического применения. Поэтому для оперативного управления производством актуальна вторая задача: создание систем частных линейных моделей программирования сельскохозяйственного производства, замещающих общие нелинейные модели. Основное требование к системе моделей -эквивалентность исходной нелинейной модели, включающей распределение посевов высокопродуктивных культур, планирование технологий и режимов эксплуатации машинных систем.

Современная теория эффективности машинных систем использует большой спектр расчетных схем, основанных на: элементах математического программирования, статистического моделирования и теории, массового обслуживания. Раздел; оптимизации использует, в основном, в качестве критериев производственных линий экономические показатели: валовой доход, себестоимость, выручка от реализации. Мало представлена топливно-энергетическая1 и биоэнергетическая оценка сельскохозяйственного производства. Биоэнергетической концепцией и критерием сопряженности энергетических и продуктивных потоков [193-196] положено начало системно-энергетического анализа сельскохозяйственных работ в целом. Разработка агро-поточного метода должна соответствовать вариационным принципам

8 минимума энтропии системы или минимума расхода энергии при максимуме прироста энергопродуктивности. Расчетные схемы, основанные на методике обобщенной стоимости, сочетающей экономическую эффективность и энергетическую устойчивость АПК как системы, на практике не применялись.

Цель работы. Разработать методы формирования эффективных механизированных комплексов растениеводства в АПК Красноярского края для снижения энергетических и экономических затрат.

Задачи исследования. Для- достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

Дать анализ современного состояния по разработке теории эффективности машинных систем.

Разработать модели повышения эффективности машинных работ в АПК.

Разработать методику исследований по определению эффективности машинных работ и программы расчета на ЭВМ по основным показателям механизированных комплексов.

Определить технико-экономические показатели: мероприятий по повышению эффективности механизированных комплексов растениеводства.

Провести исследования по определению состава эффективных механизированных комплексов растениеводства Абанского, Емельяновского, Минусинского, Ужурского районов Красноярского края.

Объект исследования. Механизированные комплексы растениеводства Абанского, Емельяновского, Минусинского, Ужурского районов Красноярского края.

Предмет исследования. Технологические, энергетические и временные параметры используемых механизированных комплексов растениеводства.

Методы исследования. Использованы методы системного анализа, индукции, дедукции, применен системно-энергетический анализ посредством

критерия сопряжения энергетических потоков с другими потоками (материальными, продуктивными). Использованы также математические модели, аппараты алгебры и линейного программирования, система компьютерной математики Maple [8, 9].

Научная новизна. Впервые на основе методологии энергетического анализа, биоэнергетической концепции, критерия сопряжения материальных и энергетических потоков разработаны модели и построены расчетные системы субоптимизации машинной подсистемы АЭС. Предложен новый теоретический метод исследования класса оптимальных состояний АЭС - метод энергетических индикаторов. Разработаны методы и система программ для исследования по формированию эффективных машинных систем (рис. 0.2).

О Maple 7 - [Прикладные программы на языке Idaple.mws - [Server 11]

File Edit View Insert Format

ощеи

:P Heading 1

І Tines Mew Roman

Options Window Help

-и -j ГвТТТШ ШШШ [M\

H3.1. Распределение механизированных работ по маркам энергетических машин

В 3.2. Укомплектование хозяйств энергетическими машинами и комплексами

И 3.3. Временная структура технологии уборки сельскохозяйственных культу])

К3.4. Выбор эффективного состава машинных систем

К і 3.5. Он гнмалыше распределение энерготехнологнчеаагх воздействий на сельскохозяйственные культуры

И3.7. Динамика машинных систем и переходные пронесем АЭС

КИЛ. Расчет экономического эффекта при субоптимальном плане распределения посевов

[-J -4.2. Расчет экономического эффекта при субоптимальном плане распределения машинных работ with (simplex.) :

el:-100000. :е2:=100000. : еЗ : =100000 . :е4:=100000. : е5 : =-100000 . :

єб :-100000. :е7 :-100000. : еВ : -100000. :е9:~100000. : еЮ : -100000 .

Энергоресурсы по операциям

ml: =249011. :8)2:-2043.. :m3:-2512. :

it Гар аитировщшые объемы проиаводстїіа

ql:-l. :q2:-l. :q3:-Z:

#Веса

ogry : = ( 6067 *(yll-*ylg + yl3eyl4 + yl5 + yl6 + yl7 + ygH-i-y33) C~elf

Time: 0.3s Byles 3.00M Available ! <5G

$ Maple 7 - [Приїзд

Рис. 02. Система Maple-программ для исследования машинных систем

Разработаны программы организации использования пахотных земель «Энергетические системы» и «Эксплуатация машинных систем» в виде web-

10 сайта ИВЦ КрасГАУ, зарегистрированные Федеральным институтом промышленной собственности в виде двух свидетельств Роспатента.

Практическая значимость работы. Программа «Эксплуатация машинных систем» и база данных «Энергетические системы» для расчета технологических параметров машинных работ использованы в административных районах. Основные результаты исследования используются научно-исследовательским и проектно-изыскательским институтом по землеустройству ОАО «ВОСТСИБНИИГИПРОЗЕМ».

На защиту выносятся:

модели повышения эффективности машинных работ в АПК, построения эффективных машинных систем технологических комплексов растениеводства на основе сопряжения экономических и биоэнергетических методов исследования;

методика и результаты расчета экономического эффекта по четырем районам Красноярского края от проектирования технологического комплекса посредством системы двух моделей: модели оптимального размещения посевных площадей в структуре севооборотов и модели оптимального распределения энергомашинных воздействий;

результаты расчетов и предложения по доукомплектованию машинного парка АПК края.

Апробация. Основные результаты диссертации представлялись и обсуждались на международных, всероссийских, региональных и внутри вузовских научных конференциях, в том числе: Международная конференция, посвященная памяти A.F. Куроша, МГУ, Москва, 1998; Международная конференция, посвященная памяти Ю.И. Мерзлякова, Ин-т математики СО РАН, Новосибирск, 2000; Международная конференция «Симметрия и дифференциальные уравнения», Ин-т математического моделирования СО РАН, Красноярск, 2000; Международная- конференция «Алгебра и ее приложения», КрасГУ, Красноярск, 2002; III и IV Сибирские

конгрессы по индустриальной и прикладной математике, Ин-т математики СО РАН, Новосибирск, 1998, 2000; I и II Всероссийские конференции «Образование XXI века», КГПУ, Красноярск, 2000, 2001; XLII научно-техническая конференция ЧГАУ, Челябинск, 2003; Всероссийская научно-практическая конференция посвященная 50-летию КрасГАУ, Красноярск, 2003; а также обсуждались на заседаниях постоянно действующего семинара Сибирской научной школы агроэнергетики КрасГАУ.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 19 печатных работ и получено 2 свидетельства РФ. Основные положения диссертации отражены в работах соискателя [23-50, 74, 160, 161, 197-210].

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения,'пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка и 34 таблицы. Список литературы содержит 220 наименований. Приложение на 88 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков и 40 таблиц.

Подобные работы
Комова Елена Владимировна
Формирование модели единого нотно-музыкального регионального библиотечного фонда в помощь музыкально-педагогическому образованию : на примере библиотек Краснодарского края
Катасёв Алексей Сергеевич
Нейронечёткая модель и программный комплекс формирования баз знаний экспертных систем
Самборский Сергей Михайлович
Разработка моделей и методов управления материальными и финансовыми ресурсами предприятий угольной отрасли региона (На примере Алтайского края)
Панфилов Александр Николаевич
Способы и модели формирования интегральных показателей в системах обработки информации образовательных структур
Толстикова Олеся Николаевна
Разработка и исследование моделей формирования и функционирования команд проекта
Кириллова Ольга Владимировна
Принципы и модели формирования входного документного потока информационного центра
Щербаков Максим Владимирович
Разработка нейросетевой модели формирования управлений системами с последействием в условиях информационной неопределенности
Гвирц Михаил Анатольевич
Разработка геометрических моделей формирования поверхностей по результатам анализа и обработки измерения деталей сложной формы
Хоботнев Олег Юрьевич
Математическая модель формирования сплошных тонких пленок центрифугированием в производстве элементной базы микроэлектроники
Косицын Дмитрий Петрович
Математические методы и модели формирования производственной программы промышленных предприятий с выпуском продукции на заказ

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net