Обґрунтування оптимальних комплексів машин для механізації польових робіт

7. Для технологічної операції збирання цукрових буряків встановлено, що КРБП суттєво залежить від густоти розміщення рослин та глибини ходу копачів під час збирання (відповідні коефіцієнти кореляції 0,89 та 0,98). При порівнянні альтернативних варіантів комплексів виявлено, що відмінність КРБП для різних комплексів є несуттєвою, що свідчить про те, що при її роботі, в основному, виконуються необхідні вимоги до якісного виконання технологічних операцій, для чого вчасно здійснюється технологічне налагодження машин та витримуються агротехнічні вимоги до терміну виконання технологічних операцій.

8. Екологічний стан ґрунту визначати доцільно такими характеристиками: сумарним енергетичним навантаженням, яке є інтегральною характеристикою пошкодження грунту та процентною кількістю часток ґрунту з розмірами меншими 0,25 м, що є характеристикою його ерозованості та ущільнення. Зменшення сумарного навантаження на грунт досягається збільшенням кількості операцій за один прохід МА та збільшенням ширини їх захвату. Для зменшення небезпеки ерозії грунту треба зменшувати вагу агрегатів та по можливості уникати застосування активних робочих органів.

9. По результатам досліджень розроблені технічні засоби для підвищення якості виконання технологічних операцій: внесенню добрив, оранки, поверхневого обробітку грунту та сівби.

10. Методика і програмне забезпечення обґрунтування оптимальних комплексів машин використані Національним науковим центром ІМЕСГ УААН при розробці “Системи машин та технологічних регламентів виробництва продукції рослинництва на 2006 - 2015 рр.” Відкритим акціонерним товариством УкрНДІСГОМ використані комп'ютерна програма та база даних при розробці нових і модернізації існуючих машин для вирощування та збирання врожаю цукрових буряків, кукурудзи та інших просапних культур.

Застосування методів обґрунтування вибору комплексів машин в господарствах, де проводилися виробничі дослідження дозволило зменшити питомі витати ресурсів по цукрових буряках більш як на 280 грн./га, що складає 24%, додатково отримати 7,6 ц/га соняшника, тобто збільшити його врожайність на 37%.

Результати досліджень по обґрунтуванню комплексів машин в рослинництві прийняті до впровадження Головним управлінням агропромислового розвитку обласної державної адміністрації для реалізації “Комплексної програми розвитку сільського господарства Харківської області у 2001-2005 роках та на період до 2010 року”. Очікуваний економічний ефект 20...25 млн. грн.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Агрокваліметрія / Ковтун Ю.І., Мазоренко Д.І., Пастухов В.І., Джолос П.А., За ред. Мазоренка Д.І., Ковтуна Ю.І. - Харків: РВП “Оригінал”, 2000. - 312 с.

2. Довідник з машиновикористання в землеробстві / В.І.Пастухов, А.Г.Чигрин, П.А.Джолос, В.І.Мельник, В.Ю.Ільченко, О.І.Анікеєв, М.О.Циганенко, С.І.Пастушенко. За ред. В.І.Пастухова. - Харків: ООО „Веста”, 2001. - 343 с.

3. Пастухов В.І. Якість механізованих технологічних операцій і біопотенціал польових культур/ Наукові рекомендації для працівників механізованого рослинництва. - Харків: Ранок-НТ, 2002. - 124 с.

4. Пастухов В.І. Енергетична оцінка механізованих технологій рослинництва. - Харків: Ранок-НТ, 2003. - 100 с.

5. Пастухов В.І. Тріада критеріїв збереження для оцінки техніки і технології в рослинництві. - Харків: Промпроект, 2003. -118 с.

6. Бойко А.І., Пастухов В.І. Вибір оптимального складу комплексу МТА для виробництва сільгоспкультур // Техніка АПК. Науково-технічний журнал. - 2006. - №3. - С.6-9.

7. Ковтун Ю.І., Лютинський В.Л., Зайцев А.С., Золотухін О.Є., Пастухов В.І., Качанов В.В., Абдула С.Л. Комп'ютерна інформаційна система “Сільськогосподарські культури - машини -трактори // Механізація сільськогосподарського виробництва. Зб. наук. пр. НАУ. Т-VІ. “Теорія і розрахунок с.-г. машин” - Київ: НАУ, 1999. - С. 159-161.

8. Ковтун Ю.І., Пастухов В.І., Результати досліджень агрегатування сільгоспмашин в господарських умовах тракторів ХТЗ і сільгоспмашин в господарських умовах // Зб. наук. пр. “Аграрний вісник Причорномор'я: Випуск 3. Мін АПК України, Одеська облдержадміністрація, Одеський державний с.-г. інститут - Одеса, 1999. - С. 519 - 524.

9. Пастухов В.І., Ковтун Ю.І., Качанов В.В. Використання в буряківництві комп'ютерної програми з питань агрегатування с.-г. техніки // Цукрові буряки. 1999, № 5. - С. 16 - 17.

10. Абдула С.Л., Ковтун Ю.И., Пастухов В.И. Универсально-пропашной трактор // Сахарная свекла. - 1999. - № 8. - С. 18-20.

11. Ковтун Ю.І, Пастухов В.І. Агрегатування перспективних моделей тракторів //Сб. науч. тр. Харьковского государственного технического университета сельского хозяйства Серия “Тракторная энергетика в растениеводстве”. - Харьков, 2000. - С. 127 - 130.

12. Пастухов В.І. Концепція оптимізації машинно-тракторних агрегатів в умовах різнотипності господарів // Зб. наук. пр. національного аграрного університету “Механізація сільськогосподарського виробництва” Том VІІ - Київ: НАУ, 2000. - С. 107 - 111.

13. Пастухов В.І. Ситуація на ринку тракторів Лівобірежної України // Праці Таврійської державної академії. Міністерство аграрної політики України. Наукове фахове видання. Випуск 2. Том 17. м. Мелітополь, 2001. - С. 31 - 35.

14. Гудзь С., Ковтун Ю., Пастухов В., Лютинський В. Комп'ютерна програма з питань агрегатування та реалізації технологічних можливостей тракторів ХТЗ с.-г. призначення // Пропозиція. - 2000. - № 11. - С. 102 - 103.

15. Пастухов В.І. Обґрунтування програми досліджень впливу машинно-тракторного парку АПК на довкілля // Науково-теоретичний збірник. Вісник Державного агроекологічного університету. - Житомир, 2002. С.128 - 132.

16. Пастухов В.І. Дослідження сучасного стану з агрегатування тракторів та сільгоспмашин // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Випуск 4. “Підвищення надійності відновлюємих деталей машин”.- Харків, 2000. - С. 201 - 206.

17. Пастухов В.І. Оценка качества работы машин.// Ежемесячный научно-производственный журнал “Сахарная свекла”. - 2001. - №9 - С. 21 - 23.

18. Пастухов В.І. Техніко-експлуатаційні показники роботи різних агрегатів у виробничих умовах/ Українська академія аграрних наук. Національний науковий центр “Інститут механізації та електрифікації сільського господарства” Міжвідомчий тематичний науковий збірник “Механізація та електрифікація сільського господарства”. Випуск 85. Глеваха, 2001. - С. 221 - 225.

19. Пастухов В.І Якість роботи сільгоспмашин і біопотенціал сільгоспкультур // Науково-технічний журнал ”Техніка АПК” № 5 - 6 (545-546). - 2001. - С. 19 - 25.

20. Пастухов В.И. Энергетическая оценка как один из основных показателей оптимизации машинно-тракторных агрегатов в растениеводстве // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Випуск 6. “Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України”. Харків, 2001. - С. 195 - 199.

21. Пастухов В.І. Задачі аграрної логістики машиновикористання/ Збірник наукових праць Національного аграрного університету. Механізація сільськогосподарського виробництва. Том Х. Видавничий центр НАУ. Київ, 2001. - С.214 - 222.

22. Пастухов В.І. Оптимізація МТА за критеріями збереженості біопотенціалу рослин, енерговитрат та екосистеми // Вісник Аграрної науки Причорномор'я. Миколаївська державна академія. Випуск 5. - Миколаїв, 2001. - С. 282 - 285.

23. Пастухов В.І. Особливості математичного моделювання функціонування машинно-тракторних агрегатів з врахуванням критеріїв часу, біопотенціалу, енергоресурсів і екологічної безпеки. Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Випуск 7. “Механізація сільсьгосподарського виробництва”. Харків, 2001. - С. 347- 352.

24. Пастухов В.І. Про оптимізацію критеріїв збереженості біопотенціалу рослин, енергоресурсів та екосистеми // Збірник наукових статей „Сільськогосподарські машини”. ЛДТУ. Випуск 10. Луцьк, 2002. - С. 180- 188.

25. Ільченко В.Ю, Пастухов В.І., Маленко Р.В. Енергетична і екологічна оцінка комплексу вітчизняних і зарубіжних машин для вологозберігаючої технології вирощування озимого ріпаку в степу України // Тракторная энергетика в растениеводстве. - Харьков, 2002. - С. 170 - 175.

26. Дзюба В.Н., Пастухов В.І. Обґрунтування складу комплексу машин для вирощування і збирання сільськогосподарських культур. Зб. наук. пр. НАУ „Механізація сільськогосподарського виробництва”. Том ХІІ. К.: НАУ - 2002. С. 248 - 253.

27. Пастухов В.І. Модель задачі прийняття рішень за декількома критеріями при застосуванні МТА // Тракторная энергетика в растениеводстве. - Харьков, 2001. - С. 52 - 60.

28. Пастухов В.І. Проблеми збереження енергоресурсів і екосистеми при механізованому рослинництві з елементами „точного землеробства”. Вісник Аграрної науки Причорномор'я. Миколаївський державний аграрний університет. Спеціальний випуск 4 (18). Том І. Миколаїв, 2002. - С.138 - 142.

29. Ковтун Ю.І., Пастухов В.І. Роль і частка фактору техніки в реалізації біопотенціалу сільськогосподарських культур // Вісник Аграрної науки Причорномор'я. Миколаївський державний аграрний університет. Спеціальний випуск 4(18). Том ІІ. Миколаїв, 2002. - С. 295 - 300.

30. Дзюба В.Н., Пастухов В.І. Розробка енергозберігаючих технологій на основі використання електронних таблиць // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Випуск 10. „Проблеми енергозбереження в АПК України”. Харків, 2002. - С. 437 - 440.

31. Пастухов В.І. Теоретичні основи і практичні рекомендації з технічного забезпечення реалізації біопотенціалу сільгоспкультур // Таврійська державна агротехнічна академія. - Вип. 2. - Мелітополь: ТДАТА, 2003. - С. 45 - 50.

32. Пастухов В.І. Граничні межі і фактичні дані впливу сільгосптехніки на довкілля // Зб. наук. пр. НАУ „Механізація сільськогосподарського виробництва. Том XV. К.: НАУ, 2003. - С. 129 - 134.

33. Пастухов В.І. Визначення імовірносних характеристик погіршення стану екосистеми при роботі МТА // Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Випуск 20. „Механізація сільського виробництва”. Харків, 2003. - С. 255- 261.

34. Пастухов В.І. Визначення імовірносних характеристик коефіцієнта реалізації біопотенціалу сільськогосподарських культур/ Вісник Харківського державного технічного університету сільського господарства. Випуск 21. „Механізація сільського виробництва”. Харків, 2003. - С.261 - 268.

35. Пастухов В.І. Модель задачі визначення ефективності машиновикористання // Вісник аграрної науки. - 2004. -№2. - С. 46 - 48.

36. Пастухов В.І. Аналіз ресурсовитрат в енергетичному еквіваленті при механізованому виробництві сільгоспкультур // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України (Міністерство аграрної політики України. Науково-виробниче об'єднання по випробуванню та прогнозуванню техніки і технологій для сільськогосподарського виробництва. Укр НДІПВТ). Збірник наукових праць. Випуск 6 (20). Книга 2. Дослідницьке, 2003. - С. 305 - 311.

37. Пастухов В.І. Формування та аналіз множин стратегій машиновикористання на основі логістики // Вісник Львівського державного аграрного університету. Агроінженерні дослідження № 7. - Львів, 2003. - С. 14 - 22.

38. Пастухов В.І. Порівняння результатів моделювання роботи сільськогосподарських агрегатів при використання імітаційного статистичного та нормативного методів // Науково технічний журнал “Техніка АПК”. - 2004. - № 10- 11. - С. 30 - 32.

39. В.І.Пастухов. Результати імітаційного моделювання функціонування сільськогосподарських агрегатів // Зб. наук. пр. Вінницького державного аграрного університету. Випуск 19. Вінниця, 2004. - С 224 - 234.

40. Пастухов В.І. Основні положення дослідження характеристик функціонування машинно-тракторних агрегатів при вирощуванні сільськогосподарських культу // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України. Зб. наук. пр. Випуск 8 (22), кн. 1. - Дослідницьке, 2005. - С. 78 - 82.

41. V.I.Pastukhov Complex efficiency estimation of technologies and technical implrments // Tessdik samuel foiskola. Tudomanyos kozlemenyek. 2001.Tom. 1. No. 1. P.135 - 139.

42. Пастухов В.И. Энергетика, как составляющая триады оценочных показателей при решении проблем оптимизации машинно-тракторных агрегатов в растениеводстве // Polska akademia nauk oddzial w Lublinie. Teka komisji motorzacj i entrgetyki rolnictwa. Tom 1.- Lublinie-2001. - C. 213 - 217.

43. Спосіб прогнозування реалізації біопотенціалу сільгоспкультур при механізованих технологічних операціях: Д.п. 61244 А Україна, МКИ А01В79/00 В.І. Пастухов, Ковтун Ю.І., Путятін В.П. - Заявл.05.112002; Опубл. 17.11.2003, Бюл.№11.

44. Спосіб визначення раціонального складу агрегатів для польових робіт. Д.п. 47901А Україна, МКИ А01B49/00 В.І.Пастухов, В.П.Путятин. - Заявл.22.10.2001, Опубл. 15.07.2002, Бюл.№7.

45. Пристрій для моделювання графа агротехнологічного процесу. Д.п. 48638А Україна, МКИ G06F15/00 В.І.Пастухов, В.П.Путятин. - Заявл.30.10.2001, Опубл. 15.08.2002, Бюл.№8.

46. Сільськогосподарський агрегат. Д.п. 52916А Україна, МКИ A01B63/112. В.І. Пастухов, Г.В. Фесенко, В.М. Рульов та ин. Заяв. 08.11.2001, Опубл. 15.01.2003, Бюл.№1.

47. Культиватор для обробітку грунту. Д.п. 62122А Україна, МКИ A01B35/02. В.І. Пастухов, Г.В.Фесенко, Т.Г. Фесенко, А.В. Коваленко. Заявл. 12.12.2002 Опубл. 15.12.2003, Бюл. №12.

48. Відцентровий робочий орган для розсіювання сипучих матеріалів. Патент України 51807, МКИ A01C17/00. Г.В.Фесенко, В.І.Пастухов, А.Г.Чигрин. Заявл. 16.03.2000. Опубл. 16.12.2002, Бюл. №12.

Анотації

Пастухов В.І. Обґрунтування оптимальних комплексів машин для механізації польових робіт. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.11 - машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва. - Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка. Харків. 2006.

У дисертації вирішено науково-технічну проблему, що має важливе значення для підвищення ефективності використання машин у складі комплексів при виробництві продукції рослинництва. Розроблена система критеріїв оцінки комплексів машин, які охоплюють витрати ресурсів під час виконання технологічного процесу, реалізацію біологічного потенціалу рослин та показники впливу функціонування сільськогосподарської техніки на довкілля. За результатами імітаційного моделювання функціонування машинних агрегатів визначаються статистичні характеристики зазначених критеріїв. Згортка результатів проводиться за допомогою числових статистичних характеристик та обчислення ймовірностей переваг комбінацій комплексів, що порівнюються.

Ключові слова: комплекси машин, критерії оптимізації, ресурси, біопотенціал, імітаційне моделювання.

Пастухов В.И. Обоснование оптимальных комплексов машин для механизации полевых работ.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.05.11 - машины и средства механизации сельскохозяйственного производства. - Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени Петра Василенко. Харьков. 2006. - Рукопись.

В диссертации решена научно-техническая проблема, имеющая важное значение для повышения эффективности использования сельскохозяйственных машин в составе комплексов для производства продукции растениеводства. Разработана система критериев оценки функционирования комплексов машин. К ним относятся: затраты ресурсов, необходимых для выполнения технологического процесса, коэффициент реализации биологического потенциала растений, влияние на окружающую среду. Ресурсы машиноиспользования включают технические, трудовые, энергетические, денежные ресурсы, а также ресурс времени на выполнение технологического процесса; коэффициент реализации биологического потенциала определяется отношением полученной урожайности к биологическому потенциалу растений в данной климатической зоне и зависит от качества и сроков выполнения механизированных технологических операций; влияние работы комплексов машин на окружающую среду, а именно на почву определяется группой показателей: плотностью почвы, ее фракционным составом, отклонением от норм и равномерностью внесения удобрений, а также суммарной энергетической нагрузкой.

Решение задачи поиска оптимального комплекса машин для выполнения работ в растениеводстве по указанной совокупности критериев осуществляется на комбинаторном множестве стратегий разновидности выполнения технологического процесса с одновременным учетом ограничений на выбор частных стратегий, которые определяются экспертно по назначенным правилам принятия решения. Метод построения множества критериев эффективности выполнения технологического процесса основан на свертке частных критериев для каждой операции и стратегии ее выполнения. Основным способом свертки является использование аддитивного подхода с различными значениями веса отдельных критериев. Во время свертки используется нормирование и инверсия критериев, что облегчает эффективность принятия экспертного решения.

Для определения оптимального комплекса машин с помощь совокупности указанных критериев используется так называемый нормативный метод, согласно которому согласно группе хозяйства устанавливается средняя норма выработки, средний расход топлива на единицу выполненной работы. Возможности этого метода рассмотрены на примере определения оптимального комплекса из шести альтернативных вариантов, которые используются при производстве сахарной свеклы. Результаты исследований показали ограниченные возможности этого метода из-за невысокой точности конечных результатов.

Разработан метод поиска оптимального решения проблемы на основе имитационного статистического моделирования функционирования сельскохозяйственных агрегатов при выполнении технологических процессов в растениеводстве. Имитационная модель создана на базе математических зависимостей, которые определяют функционирование машинных агрегатов при технологическом процессе. Моделирование осуществляется с помощью разработанного пакета программ на ЭВМ. Для определения численных значений критериев задается определенное количество реализаций технологического процесса, выходные данные которого формируются генератором псевдослучайных чисел, которые распределены по заданным законам распределения вероятности (нормальному, экспоненциальному, Вейбула) с заданными значениями среднего значения и среднего квадратичного отклонения.

Результаты исследований с применением назначенных методов на примере шести комплексов для производства сахарной свеклы свидетельствуют о возможности принятия непротиворечивых результатов при использовании формализованных критериев об оптимальном варианте комплекса только в случае существенных отличий между значениями критериев.

Продуктивным дополнением к методам, которые используют формализованные подходы, является применение экспертной оценки, при которой возможно исследовать результаты при незначительных различиях между величинами сравниваемых критериев и их весомости. Применение вероятностного подхода при анализе статистических данных дает возможность увидеть эту разницу намного выразительнее, чем по абсолютным величинам значений критериев.

Ключевые слова: комплексы машин, оптимизация, критерии, ресурсы, биопотенциал, имитационное моделирование.

Pastukhov V.I. Ground of optimum complexes of machines for mechanization of the field works. It is manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of doctor of engineerings sciences after speciality 05.05.11 are machines and facilities of mechanization of agricultural production. it is the Kharkiv national technical university of agriculture of the name of Peter Vasilenko. Kharkiv. 2006.

A scientific and technical problem which has an important value for the increase of efficiency of the use of machines in composition complexes at the production of products of plant-grower is decided in dissertation. The system of criteria of estimation of complexes of machines which engulf the charges of resources during implementation of technological process is developed, realization of biological potential of plants and indexes of influencing of functioning of agricultural technique on an environment. As a result of imitation design of functioning of machine aggregates statistical descriptions of the noted criteria are determined. Rolling up of results is conducted by numerical statistical descriptions and calculation of probabilities of advantages of combinations of complexes which are compared.

Keywords: complexes of machines, criteria of optimization, resources, biological potential, imitation design.

Размещено на Allbest.ur