Методи та моделі управління змістом та часом у проектах збирання ранніх зернових культур

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Львівський національний аграрний університет

УДК 658.631.3

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

МЕТОДИ ТА МОДЕЛІ УПРАВЛІННЯ ЗМІСТОМ ТА ЧАСОМ У ПРОЕКТАХ ЗБИРАННЯ РАННІХ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР

05.13.22 - управління проектами та програмами

Панюра Ярослав Йосипович

Львів - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському національному аграрному університеті Міністерства аграрної політики України.

Науковий керівник:доктор технічних наук, член.-кор. НААНУ, професор Сидорчук Олександр Васильович, Національний науковий центр «Інститут механізації та електрифікації сільського господарства» НААН України, заступник директора з наукової роботи.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Бушуєв Сергій Дмитрович, Київський національний університет будівництва і архітектури, завідувач кафедри «Проектний менеджмент»;

кандидат технічних наук, доцент Мельниченко Олександр Іванович, Національний транспортний університет, доцент кафедри «Транспортне право, системний аналіз та логістика».

Захист відбудеться «22» червня 2010 р. о 13⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 36.814.03 у Львівському національному аграрному університеті за адресою: 80381, вул. Володимира Великого, 1, м. Дубляни Жовківського району Львівської області, корпус факультету механіки та енергетики, аудиторія 34М.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Львівського національного аграрного університету за адресою: 80381, вул. Володимира Великого, 1, м. Дубляни Жовківського району Львівської області, головний корпус.

Автореферат розісланий «21» травня 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради С.Й. Ковалишин

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У процесі реформування економіки України в аграрному секторі склалася така ситуація, що з року в рік парк зернозбиральних комбайнів зменшується. Це зумовлює проблему своєчасного збирання ранніх зернових культур. Одним із шляхів її вирішення є пошук ефективних методів та моделей управління проектами збирання ранніх зернових культур сільськогосподарськими підприємствами, зокрема управління їх змістом та часом. Чинні методи і моделі управління змістом та часом проектів не враховують ймовірнісного характеру поведінки проектного середовища, стан якого визначає зміст та час виконання робіт.

У дисертаційній роботі розкриваються науково-методичні засади та розроблено конфігурацію інформаційно-аналітичної системи управління змістом та часом проекту збирання зернових культур на основі врахування ймовірнісних характеристик проектного середовища, що є актуальним питанням як з наукового, так і з практичного погляду.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертація виконувалась згідно з темою наукових досліджень «Розробка рекомендацій з підвищення ефективності соціально-економічного розвитку сільських територій Західного регіону України», яка входить до комплексного плану науково-дослідних робіт Львівського національного аграрного університету (№ держреєстрації 0100U002333).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є підвищення ефективності управління проектами збирання ранніх зернових, олійних і бобових культур на основі вдосконалення та використання методів і моделей управління змістом та часом виконання збиральних робіт.

Для досягнення поставленої мети виконані такі завдання:

Ш проаналізовано чинні методи та моделі управління змістом та часом у проектах, зокрема сільськогосподарського виробництва, з'ясовано їх недоречності та означено напрями вдосконалення;

Ш виконано системний аналіз процесів управління змістом та часом і розроблено метод системно-подієвого підходу до управління виконанням робіт у проектах збирання ранніх олійних, зернових та бобових культур;

Ш розроблено методи прогнозування сезонної потреби в комбайнах, характеристик поточних виробничих ситуацій збирання ранніх зернових культур та обґрунтування ефективного розпису виконання робіт у проектах збирання цих культур за заданих виробничих ситуацій та прогнозованого агрометеорологічно дозволеного фонду часу їх виконання;

Ш обґрунтовано моделі впливу агрометеорологічних умов проектного середовища на функціональні показники виконання робіт у проектах збирання ранніх зернових культур за різного їх технічного оснащення;

Ш удосконалено комп'ютерну програму статистичного імітаційного моделювання виконання сезонної програми збирання ранніх зернових культур та розроблено комп'ютерну програму статистичного імітаційного моделювання роботи комбайнів на окремих полях з різними характеристиками за мінливих агрометеорологічних умов;

Ш виконано комп'ютерні експерименти та з'ясовано залежності функціональних показників виконання робіт у проектах збирання ранніх зернових культур для різного технічного їх оснащення та заданих характеристик предметної складової проектного середовища;

Ш обґрунтовано конфігурацію інформаційно-аналітичної системи для управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання ранніх культур, впроваджено результати дослідження у практику та визначено очікуваний економічний ефект.

Об'єктом дослідження є процеси управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання ранніх олійних, зернових і бобових культур.

Предметом дослідження є методи і моделі управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання ранніх зернових, олійних та бобових культур і залежність системних функціональних показників виконання робіт у проектах від параметрів комбайнів та характеристик предметної складової проектного середовища. Методи дослідження. У роботі використано методи: аналітичного та експериментального дослідження, системного підходу, статистичного оцінення, регресійно-кореляційного аналізу, статистичного імітаційного моделювання, ітерацій та теорії управління проектами.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

Ш вперше

– розроблено метод ситуаційного обґрунтування розподілу зернозбиральних комбайнів на полях для заданих виробничих умов на основі поетапного прогнозування функціональних показників виконання проекту за допомогою системно-подієвого відображення зміни стану предметної складової проектного середовища та статистичного імітаційного моделювання роботи комбайнів на полях упродовж прогнозованого агрометеорологічно дозволеного фонду часу;

– розроблено метод прогнозування функціональних показників виконання зернозбиральних робіт на окремих полях різними комбайнами на основі причинно-наслідкового відображення та статистично-імітаційного моделювання елементарних складових роботи комбайнів з урахуванням їх технічних параметрів, стану об'єкта праці та стохастичності агрометеорологічних умов;

Ш отримані залежності функціональних показників виконання робіт за заданих виробничих ситуацій у проектах збирання ранніх зернових культур від фізичних показників їх технічного забезпечення та характеристик предметної складової проектного середовища; удосконалено

- статистичні імітаційні моделі виконання проектів збирання ранніх культур та роботи комбайнів на полях;

- метод прогнозування змін стану предметної складової проектного середовища та моделювання впливу на нього мінливих агрометеорологічних умов;

Ш отримали подальший розвиток

- наукові засади управління змістом та часом у проектах аграрного виробництва.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати дають змогу підвищити ефективність проектів збирання ранніх зернових культур завдяки тактичному та оперативному управлінню змістом і часом цих проектів на підставі використання розроблених методів, моделей та алгоритмів.

На основі розроблених методів і моделей управління змістом та часом у проектах збирання ранніх зернових культур створено базові складові комп'ютерної інформаційно-аналітичної системи, яка дає змогу обґрунтувати правильні управлінські рішення стосовно планування змісту та часу виконання зернозбиральних робіт.

Особистий внесок здобувача. Автором отримані такі наукові результати: проведено аналіз чинних методів і моделей управління змістом та часом у проектах аграрного виробництва [5, 9, 10, 13]; виконано системний аналіз знань для управління змістом та часом у проектах [4, 6, 7, 14, 15]; обґрунтовані головні методи і моделі управління змістом та часом у тактичних проектах збирання зернових культур [7, 8, 15 - 17]; обґрунтовано етапи та складові статистичного імітаційного моделювання виконання проекту збирання ранніх культур [2, 3]; розроблено методику та досліджено ймовірнісні характеристики проектного середовища [11,12,19]; виконано статистичне імітаційне моделювання роботи комбайна на полі, обґрунтовано конфігурацію інформаційно-аналітичної системи для управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання ранніх культур та визначено ефективність від її впровадження [1, 17, 18].

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались на: Міжнародній науково-технічній конференції «Оптимізація та енергоресурсозабезпечення сільськогосподарського виробництва» (смт. Глеваха, 1997 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Еколого-економічні проблеми розвитку АПК» (м. Дубляни, 2001 р.); Міжнародній науково-практичній конференції «Перспективні технології збирання зернових культур, рису та насіння трав» (м. Мелітополь, 2003 р.); IV Міжнародній науково-практичній конференції «Управління проектами: стан і перспективи» (м. Миколаїв, 2008 р.); І Міжнародній науково-практичній конференції «Інтегроване стратегічне управління, управління проектами і програмами розвитку підприємств і територій» (смт. Славське, 2010 р.); щорічних звітних науково-практичних конференціях викладачів та аспірантів Львівського національного аграрного університету (Львів, 1997-2009 рр.).

Публікації. Основний зміст і результати дисертаційної роботи опубліковані у 19 друкованих працях, з них 13 у фахових виданнях та 4 у матеріалах конференцій і тезах доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п`яти розділів, висновків і пропозицій, списку використаних джерел із 155 найменувань та 6 додатків. Основна частина викладена на 127 сторінках тексту, містить 9 таблиць і 27 рисунків. Повний обсяг роботи становить 194 сторінки.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету й завдання дослідження, наукову новизну та практичну значущість роботи.

У першому розділі «Стан питання у практиці та теорії» проаналізовано стан проблеми ефективного управління проектами збирання ранніх зернових, олійних і бобових культур. Виконано аналіз методів і моделей управління змістом та часом проектів.

Науково-методичні засади управління проектами розвиваються в працях С. Д. Бушуєва, К. В. Кошкіна, В. Н. Буркова, В. А. Рача, І. В. Кононенка, П. Р. Левковця, А. А. Бакаєва, Л. А. Пономаренка, О. В. Сидорчука та інших вчених, що переконує в їх важливості для управління змістом і часом проектів. Проте ними не розглядалися причинно-наслідкові зв'язки між роботами та подіями з імовірним часом настання, що унеможливлює однозначне визначення ієрархічної структури цих робіт. Зокрема це стосується узгодження параметрів технічного оснащення проектів з характеристиками їх проектного середовища та адаптування змісту та часу виконання робіт до мінливих подій проектного середовища, що є основною причиною прийняття помилкових управлінських рішень.

Наведені аргументи свідчать про потребу розроблення нових методів і моделей для управління змістом та часом у проектах збирання ранніх зернових культур.

У другому розділі «Науково-методичні засади управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання ранніх зернових культур» розглядається системний аналіз процесів управління змістом та часом у проектах збирання ранніх зернових, олійних і бобових культур. Процеси управління змістом та часом у проектах аграрного виробництва є специфічними.

Вони зумовлюються особливостями проектного середовища, властивості якого впродовж терміну реалізації проекту змінюються. Мінливий характер проектного середовища зумовлюється специфічними властивостями такої його складової, як агрометеорологічні умови, які у ф-й момент часу (А_ф) зумовлюють стан (у_ф) предметної складової проектного середовища, який у свою чергу визначає доцільність та можливість виконання і-го виду збиральних робіт (с_іф):

А_ф> у_ф> с_іф.(1)

Цей причинно-наслідковий зв'язок є характерним для кожного окремого (г) поля, на якому вирощено k-ту культуру. Водночас у проектах збирання ранніх культур здебільшого є декілька полів з вирощеним урожаєм, які формують відповідну множину ({П_гk}), що називається їх сезонною (виробничою) програмою. Ця програма характеризується не лише кількістю (N_гk) полів, але й площею (S_гk) кожного з них:

{П_гk}-( N_гk, S_гk).(2)

Сезонна програма П_гk у проектах збирання ранніх культур планується щороку і формується у результаті виконання проектів з обробітку ґрунту, удобрення полів, сівби цих культур та догляду за посівами. Ці проекти є первинними до проектів збирання ранніх культур. Вони, з одного боку, визначаються бізнесовими планами сільськогосподарських підприємств, з іншого - наявними в цих підприємств матеріально-технічними та паливно-енергетичними ресурсами. Не вдаючись до глибокого аналізу системних зв'язків між згаданими проектами, зазначимо, що такий управлінський процес, як планування змісту та часу виконання робіт у проектах збирання ранніх культур, є фактично наслідком бізнесового планування у сільськогосподарських підприємствах. Водночас процес планування виконання робіт у проектах збирання ранніх культур слід вважати самостійним процесом, який бере свій початок на етапі бізнес-планування кожного окремого календарного року. З огляду на це, процес планування змісту та часу виконання робіт у проектах збирання ранніх культур здійснюється у декілька етапів, а саме: розроблення виробничої програми; сівби ранніх озимих культур; виходу посівів озимих культур із зими; сівби ярих культур; догляду за посівами; цвітіння культур; молочно-воскової та повної стиглості. Кожний із перерахованих етапів планування має свої особливості, і для їх реалізації слід мати відповідну базу даних та знань.

Зміст і час виконання робіт у проектах збирання ранніх зернових культур залежать від часу настання подій проектного середовища, які поділяються на внутрішні та зовнішні. Прогнозування базових подій внутрішнього проектного середовища (рис. 1), які характеризуються часом достигання на окремих полях сезонної програми проекту збирання врожаю ранніх зернових, олійних і бобових культур, а також показниками урожайності та соломистості, є одним із важливих етапів планування змісту робіт у проектах, а запропонований нами метод базується на статистичному дослідженні емпіричних часових зв'язків між фенологічними фазами росту й розвитку сільськогосподарських культур.

Обґрунтовано, що завчасно, напередодні жнив (щонайменше за два-три тижні до їх початку), для кожного сільськогосподарського підприємства (СГП) можна мати достатньо вірогідну інформацію про майбутній потік вимог на виконання комбайнового збирання зернових культур на окремих полях:

Щ_П<[(k_1, S_1, t_1, U_1, д₁),(k_2, S_2, t_2, U_2, д₂),...,(k_г, S_г, t_г,U _г д_г)],(3)

де k₁, ..., k_г - назва (вид, сорт) ранньої культури, що вирощується на 1, ..., г-му полі виробничої програми того чи іншого сільськогосподарського підприємства; S₁, ..., S_г - площа полів, га; _, t₁,..., t_г - час достигання урожаю на кожному з них, діб; U ₁,..., U _г - урожайність, ц/га; д₁,...., д _г - соломистість.

Ці дані є основою для розроблення плану проекту збирання ранніх зернових, олійних і бобових культур та управління ним.

Прогнозована інформація про терміни настання подій щодо достигання ранніх культур на окремих полях для скінченної їх множини конкретного СГП формує підсистему відповідних подій і визначає можливий час виконання робіт у проекті. Однак, окрім цієї підсистеми подій, яка належить до предметної складової внутрішнього проектного середовища, у проекті збирання ранніх культур будуть формуватися множини подій, які стосуються агрометеорологічних умов (дощі, роси). Ймовірнісний характер цих умов визначає мінливість відповідних подій як щодо терміну їх появи на календарній осі часу, так і тривалості дії. Для ефективного управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання зернових культур зазначені події відіграють надзвичайно важливе значення, і їх слід враховувати під час прийняття управлінських рішень. Розроблено метод прогнозування сезонної потреби у комбайнах, який базується на результатах прогнозування базових подій внутрішнього проектного середовища та детермінованому методі визначення потреби у технічних засобах за критерієм своєчасного виконання ними збиральних робіт на окремих полях сезонної програми. Цим методом передбачається, що насамперед слід встановити середню добову продуктивність (W_rkj) кожного r-го комбайна, що є в розпорядженні СГП, на заданому полі:

W_rkг = ѓ (U_kг, д_kг, L_г, Ф_з, _Д t_Т),(4)

де L_г - довжина гону на г-му полі, м; Ф_з - середній добовий фонд часу збирання ранніх олійних і зернових культур, год/добу, _Д t_Т - середня тривалість простоїв комбайна через несвоєчасність відвезення зерна, год.

Об'єктивно спрогнозувати W_rkj можна лише на основі статистичного імітаційного моделювання проекту збирання тієї чи іншої культури певним комбайном на заданому полі. На підставі цього моделювання обґрунтовується рішення про доцільність залучення до збирання та параметри зернозбиральних комплексів обслуговуючих підприємств. З цією метою насамперед розробляють план реалізації проекту, в якому на основі віртуального (уявного) розподілу наявних у СГП комбайнів і транспортних засобів визначають можливу зміну на календарній осі часу темпу збирання зернових культур відомої виробничої програми та встановлюють очікувані обсяги несвоєчасно зібраних площ, потребу в комбайнах і транспортних засобах, через нестачу яких можливі втрати вирощеного врожаю від осипання та стікання зерна. Основою для розроблення такого плану є прогнозовані характеристики сезонного потоку вимог на виконання збиральних робіт.

Обґрунтувавши таким чином потрібне число зернозбиральних комбайнів для кожного окремого поля сезонного потоку замовлень на збирання зернових культур, визначають їх календарну потребу для всього сезонного потоку. За графіком календарної потреби в комбайнах для своєчасного виконання збирання ранніх культур на всіх полях сезонної програми оцінюють можливість виконання зернозбирального проекту власним комбайновим парком, а також обґрунтовують доцільність і потребу залучення додаткових комбайнів підприємств технологічного сервісу. Її визначають як різницю між максимальною потребою СГП в комбайнах, визначеною графоаналітично, та наявною їх кількістю.

Розроблений план виконання робіт на основі прогнозування термінів достигання ранніх культур на окремих полях виробничої програми того чи іншого проекту є першим етапом управління.

З початком безпосереднього виконання збиральних робіт проектні менеджери зустрічаються з головними труднощами, зумовленими відхиленням реальних обсягів збирання від планових. Ці відхилення зумовлені різними причинами, головними з яких є поява подій агрометеорологічної складової проектного середовища - випадання роси та дощів. Окрім того, згадані відхилення також виникають з технічних причин - через відмови комбайнів і транспортних засобів, а також із соціальних причин - невиходу комбайнерів та шоферів на роботу через хворобу або з інших причин. Внаслідок цього виконання робіт у проектах характеризується нестабільністю, яка вимагає здійснення управлінських дій щодо забезпечення їх ефективності.

Нами означено події, які дають змогу сформувати їх ієрархічну структуру, визначити періоди природно дозволеного часу виконання збиральних робіт у проектах, а також передбачити варіанти можливих виробничих ситуацій, за яких слід науково обґрунтувати та приймати управлінські рішення щодо змісту та часу виконання збиральних робіт. Характерну ієрархічну структуру подій та робіт у проектах збирання згаданих ранніх культур розглянемо на прикладі одного поля. Виробничі ситуації, які щодобово виникають у проектах збирання ранніх зернових культур, визначаються наявністю на поточний момент часу полів з достиглим урожаєм, їх площами, урожайністю та соломистістю культури на кожному з них, наявністю або відсутністю втрат через осипання, а також прогнозованими даними щодо тривалості погожого інтервалу часу та появою впродовж нього полів з достиглим урожаєм:

Маючи цю інформацію, менеджери проектів збирання ранніх культур обґрунтовують рішення щодо розподілу технічних засобів (комбайнів та автомобілів) на полях ситуаційної програми збирання. Залежно від наявності технічних засобів і характеристик ситуаційної програми, а також прогнозованого погожого інтервалу Дt виникає множина варіантів {с} виконання збиральних робіт у проектах збирання. Серед існуючої множини таких варіантів визначають ефективний, який уможливлює отримання максимального прибутку:

. (6)

Максимальний прибуток за умови обмежених технічних ресурсів досягається в тому разі, якщо витримується умова:

, (7)

де - відповідно прогнозований дохід, втрати та затрати за -го варіанта (розпису) виконання ситуаційної програми, грн.

Іншими словами, для визначення очікуваного прибутку слід знати значення очікуваного доходу, втрат та затрат. Розрахувати їх можна лише за умови наявності початкових даних - обсягів зібраного і втраченого врожаю та їх ринкової вартості. Очікуваний обсяг визначається як сума прогнозованих обсягів зібраного врожаю окремих культур. Доведено, що для ефективного управління роботами у проектах збирання зернових культур слід, крім іншого, обґрунтовувати оптимальний (раціональний) розпис виконання ситуаційної програми, який, з одного боку, визначається обсягом зібраних площ, з іншого ж, сам визначає цю площу. А тому це обґрунтування базується на ітераційному методі дослідження, реалізація якого можлива на основі статистичного імітаційного моделювання виконання робіт у відповідних проектах.

У третьому розділі «Методика дослідження впливу характеристик проектного середовища на тривалість виконання збиральних робіт» для прогнозування тривалості виконання робіт у проектах збирання ранніх зернових культур обґрунтовано методику аналітичного розрахунку впливу стану проектного середовища на швидкість руху комбайна по полю. Час виконання збиральних робіт на окремих полях сезонної програми у відповідних проектах визначається їх темпом, який залежить від характеристик проектного середовища та параметрів технічного забезпечення. Темп виконання збирання k-ї культури r-м комбайном на -му полі зумовлюється багатьма складовими, вплив яких у неявному вигляді виражається формулою

,(8)

де - функціонально-технічні показники r-го комбайна; - тривалість його роботи впродовж j-ї доби; - відповідно урожайність та соломистість k-ї культури на -му полі; - дефіцит вологості j-ї доби; - відповідно довжина гону та ухил -го поля.

Вплив зазначених складових на темп збирання проявляється специфічно. Його розкриття вимагає з'ясування причинно-наслідкових зв'язків, які завжди реально існують у проектах збирання. Виявлення цього впливу є однією з ключових задач управління роботами в зазначених проектах. Аналізуючи структуру формули (8), доходимо висновку, що темп робіт зумовлюється сукупним впливом функціонально-технічних показників комбайнів та стану проектного середовища. Нами обґрунтовано моделі, якими описуються зазначені закономірності.

Для визначення впливу похідних подій проектів на тривалість збирання ранніх зернових культур на окремих полях, ми розробили методику, якою розкрито сутність цих подій та з'ясовано, що їх дія є системною та детерміновано-стохастичною. Це є основою для обґрунтування доцільності використання в дослідженні статистичної імітаційної моделі, в якій вплив зазначених подій на тривалість виконання робіт у проектах має відтворюватися на основі врахування встановлених особливостей системних взаємозв'язків між похідними подіями.

Визначення статистичних характеристик ситуаційної програми та тривалості проектів проводили на підставі їх статистичного імітаційного моделювання. Для визначення цих характеристик проектів удосконалено статистичну імітаційну модель, розроблену авторським колективом кафедри управління проектами та безпеки виробництва Львівського національного аграрного університету.

Удосконалена модель складається з таких блоків: 1) формування бази даних для моделювання; 2) моделювання виконання збиральних робіт для окремих сезонів проекту; 3) визначення щодобового числа полів, що очікують збирання та тривалості виконання проекту (сезону).

Для обґрунтування рішень щодо розподілу комбайнів і транспортних засобів на полях з достиглим урожаєм потрібно знати показники ефективності збирального процесу за заданого розподілу комбайнів. Визначити ці показники, як уже зазначалося, можна на основі статистичного імітаційного моделювання роботи кожного комбайна на окремих полях. Для цього нами розроблено комп'ютерну програму такого моделювання. У результаті моделювання роботи комбайнів на кожному полі з достиглим на певний момент часу урожаєм прогнозують обсяг зібраного врожаю заданої культури та можливий обсяг втраченого врожаю через осипання впродовж певного (поточного) часу роботи комбайнів за заданого розподілу їх на полях. Вартісна оцінка очікуваного доходу, втрат та затрат дає змогу обґрунтувати ефективний розподіл комбайнів на полях (6).

Мінімальне значення функції (6) визначає ефективний розподіл комбайнів на полях виробничої програми лише на певний момент часу - до появи у проекті події, що зумовлюватиме зміну цього розподілу.

Четвертий розділ «Обґрунтування моделей складових проектного середовища та роботи комбайнів у проектах збирання ранніх культур» стосується формування бази даних для прогнозування сезонної потреби в комбайнах, характеристик поточних виробничих ситуацій збирання ранніх зернових культур та обґрунтування ефективного розпису виконання робіт у проектах збирання цих культур. На основі опрацювання даних Яворівської агрометеорологічної станції (Львівська область) виявлено, що модель росянистих проміжків часу у системі подій проектного середовища відображається розподілом часу появи роси на добовій осі часу та тривалістю відповідного проміжку, який визначається середнім значенням, що кореляційно залежить від часу появи роси. Статистичне опрацювання отриманих даних дало змогу обґрунтувати, що час появи роси описується теоретичним законом розподілу Вейбулла, функція густини якого записується рівнянням

.(9)

Розподіл часу появи роси має такі статистичні характеристики: оцінка математичного сподівання - 19,90 год; оцінка середньоквадратичного відхилення - 1,466 год. Водночас, виявлено, що існує середній кореляційний зв'язок між початком виникнення роси (t_п^р) та її тривалістю (Дt_p). Наявність цього зв'язку має фізичне пояснення - з огляду на те, що кожної погожої доби з настанням ранку і підняттям сонця над горизонтом відбувається випаровування роси, то проміжок часу від цього моменту до моменту виникнення роси буде тим більший, чим раніше випаде роса. Лінія регресії у цьому разі записується рівнянням

Дt_p = -0,781 t_п^р + 27,34.(10)

Для врахування у моделі росянистих проміжків часу нестабільності Дt_p лінії регресії для фіксованих значень (t_п^р) виконано дослідження відхилень (Дt_p) від його середнього значення. У результаті встановлено, що ці відхилення описуються нормальним законом розподілу з такими статистичними характеристиками: 1) оцінкою математичного сподівання - 0,019 год; 2) оцінкою середньоквадратичного відхилення - 1,191 год. Таким чаном, модель росянистих проміжків часу у системі подій проектного середовища відображається розподілом часу появи роси на добовій осі часу та тривалістю відповідного проміжку, який визначається середнім значенням, що кореляційно залежить від часу появи роси.

Дефіцит вологості повітря у проектах збирання ранніх зернових культур суттєво впливає на продуктивність роботи комбайнів на полях сезонної програми, а відтак - на час виконання відповідних робіт, що слід враховувати у процесі управління змістом та часом проектів. Опрацювання зібраних статистичних даних щодо згаданих показників дало змогу встановити кореляційну залежність максимального значення дефіциту вологості повітря (D_max) від агродопустимої впродовж доби тривалості (t_д) ефективного виконання збиральних робіт.

Максимальне значення дефіциту вологості повітря залежить від агродопустимої впродовж доби тривалості виконання збиральних робіт. Для його обґрунтування приймаємо ідеалізацію, що це значення виявляється на середині агродопустимого добового проміжку часу (t_д). Його величину визначають з рівняння (12). Для відображення залежності дефіциту вологості повітря (D) від агротехнічно допустимої тривалості (t_д ) використовується рівняння

D=a t_д²+b t_д+c,(12)

де a, b і c - параметри параболи.

Таким чином, для кожного значення t_д, яке зумовлюється завершенням та початком випадання (появою) роси тієї чи іншої доби, визначається за формулою (11) D_max, а також розраховуються параметри параболи, що відображає зміну у часі дефіциту вологості повітря, який визначає вологість зерностеблостою. Вона впливає на темп виконання зернозбиральних робіт, що враховується моделлю.

Для об'єктивного відображення складових робіт у моделях проектів збирання ранніх зернових культур виконано відповідні експериментальні дослідження з метою обґрунтування закономірностей тривалостей розворотів та швидкості вивантаження зерна з бункера комбайна. Тривалість розворотів комбайнів відображається теоретичним розподілом Вейбулла, функція густини якого записується рівнянням

. (13)

Розподіл тривалостей розворотів має такі статистичні характеристики: оцінка математичного сподівання - 23,11с; дисперсії - 76,51с².

Виконаний регресійно-кореляційний аналіз зв'язку між швидкістю вивантаження бункера (V_вб) та потужністю двигуна комбайна (N_д) дав змогу підтвердити висунуту гіпотезу та з'ясувати, що цей зв'язок слід віднести до сильно кореляційного (кореляційне відношення становить +0,83). Рівняння регресії описується параболою і має такий вид:

V_вб = -5·10^-4 N_д² + 0,537 N_д - 11,024.(14)

Результати кореляційно-регресійного аналізу зв'язку (14) свідчать про те, що тенденції розвитку комбайнів дають змогу передбачати (прогнозувати) у проектах виконання збиральних робіт тривалість вивантаження бункера, що є важливою підставою для управління змістом та часом у відповідних проектах.

Отримані моделі складових проектного середовища є основою для статистичного імітаційного моделювання проектів збирання ранніх культур та роботи комбайнів на полях з метою визначення функціональних показників цих проектів.

У п'ятому розділі «Результати моделювання робіт та обґрунтування конфігурації інформаційно-аналітичної системи для управління проектами збирання ранніх олійних, зернових та бобових культур» подано результати визначення характеристик розподілів максимальної кількості полів, що очікують збирання, та тривалості сезону збирання, які отримано на основі статистичного імітаційного моделювання виконання комбайном збиральних робіт для заданих характеристик сезонної програми (табл. 1).

Таблиця 1 Результати обґрунтування розподілів максимальної кількості полів, які очікують збирання, од.

Сезонна програма, га	Закон розподілу	Функція розподілу	Числові характеристики
			діб
100	Вейбулла		2,41	0,93
200	Вейбулла		3,17	0,62
300	Вейбулла		3,84	0,59
400	Вейбулла		5,02	0,57
500	Вейбулла		6,52	0,53

Отримані результати свідчать про те, що максимальна кількість полів, які очікують збирання, розподілена за законом Вейбулла, оцінка математичного сподівання якого залежить від планової сезонної площі збирання (описується поліномом другого порядку), що є основою для прогнозування характеристик ситуаційної програми робіт у процесі їх планування.

У результаті виконання комп'ютерних експериментів із розробленою статистичною імітаційною моделлю роботи комбайнів на окремих полях здійснено прогнозування функціональних показників виконання робіт у проектах збирання ранніх зернових культур. Зокрема досліджено характер зміни розподілу обсягу зібраної площі від тривалості виконання збирання (тривалості агрометеодозволеного інтервалу часу) за заданих початкових умов: марка комбайна - Меga-204; урожайність - 50 ц/га; соломистість - 1,3; довжина гону - 600 м. Опрацювання отриманих статистичних даних методами теорії ймовірностей дало змогу побудувати відповідні розподіли.

Встановлено, що оцінка математичного сподівання наведених розподілів збільшується від тривалості збирання за прямолінійною залежністю, а оцінка коефіцієнта варіації обсягу зібраної площі за збільшення тривалості збирання, зменшується.

Внаслідок дослідження впливу різних чинників на добовий обсяг зібраної площі ранніх зернових культур встановлені такі закономірності. Зі збільшенням соломистості зерностеблостою добовий обсяг зібраної площі урожаю ранніх зернових культур зменшується. Це зменшення не є лінійним - за пропорційної зміни аргументу функція змінюється непропорційно. Ще більшою непропорційністю характеризується залежність добової площі зібраного врожаю ранніх зернових культур від їх урожайності. Встановлені тенденції зміни статистичних характеристик розподілів функціональних показників виконання робіт у проектах збирання ранніх культур від керованих та некерованих чинників ефективності цих проектів є основою для обґрунтування управлінських дій щодо часу та темпів виконання збиральних робіт на окремих полях ситуаційних програм та здійснення ефективного розподілу комбайнів на полях.

Результати виконаного дослідження переконують, що у процесі управління виконанням збиральних робіт у відповідних проектах менеджеру потрібно розв'язувати низку задач, які характеризуються ймовірнісною поведінкою проектного середовища. Для ефективного їх вирішення та обґрунтування управлінських дій слід створити відповідну інформаційно-аналітичну систему. Складність її створення є очевидною. А тому обґрунтували лише конфігурацію відповідної системи, де зазначено її складові, та коротко охарактеризовані знання, що потрібні для здійснення управління (табл. 2).

проект управління зерновий прогнозування

Таблиця 2 Конфігурація інформаційно-аналітичної системи для управління роботами в проекті збирання ранніх культур

Назва складової	Характеристика баз знань та даних
Планування програми посівів ранніх культур	Закономірності достигання кожної ранньої культури
Коригування програми посівів ярих культур	Закономірності впливу часу сівби ярих культур на терміни їх достигання
Формування структури подій достигання культур на полях	Залежність терміну настання молочно-воскової та повної стиглості від часу настання фонологічної фази «виходу колоска»
Визначення потреби в комбайнах для кожного з полів	Залежність продуктивності комбайна від характеристик полів та його фізичних параметрів
Визначення потреби та часу залучення додаткових комбайнів	Закономірності настання «пікових» навантажень на комбайни у проекті збирання ранніх культур
Прогнозування погожого інтервалу та оцінення першої ситуаційної програми	Прогнозні дані про стан погоди. Інформація про терміни достигання ранніх культур на окремих полях
Розподіл комбайнів на полях та організація збирання	Результати статистичного імітаційного моделювання роботи комбайнів на окремих полях
Оцінення ефективності виконання першої ситуаційної програми	Результати моніторингу виконання робіт на полях ситуаційної програми, оцінення обсягу зібраного врожаю, витрат ресурсів тощо
Прогнозування погожого інтервалу та оцінення наступної ситуаційної програми	Прогнозні дані про стан погоди. Інформація про терміни достигання ранніх культур на окремих полях, обсяги незібраних площ
Розподіл комбайнів на полях та організація збирання	Результати контролю поточних характеристик урожаю на полях ситуаційної програми та статистичного імітаційного моделювання роботи на них комбайнів
Оцінення ефективності виконання наступної ситуаційної програми	Результати моніторингу виконання робіт на полях ситуаційної програми, оцінення обсягу зібраного врожаю, витрат ресурсів тощо
Оцінення ефективності виконання проекту	Оцінення обсягу зібраного та втраченого урожаю, витрат паливно-мастильних матеріалів, затрат на технічне обслуговування та оплату праці виконавців

Окрім того, нами розроблено алгоритм управління роботами у проектах збирання ранніх культур, який є основою інформаційно-аналітичної системи управління цими роботами.

Обґрунтована конфігурація інформаційно-аналітичної системи є важливим етапом удосконалення управління змістом та часом проектів збирання ранніх зернових культур. Вона базується не лише на знаннях, отриманих у цій дисертаційній роботі, але й охоплює знання, що виходять за межі даної роботи. Зокрема це знання про обґрунтування програми посівів ранніх культур, яка визначає систему базових подій щодо часу достигання цих культур на окремих полях на основі узгодження комерційного інтересу СГП з технічним забезпеченням проектів зернозбиральними комбайнами. І хоча в роботі ми не розглядаємо цього питання, однак його вирішення є невід'ємною складовою ефективного управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання ранніх олійних, зернових та бобових культур.

Таким чином, розроблені науково-методичні засади управління змістом та часом у проектах збирання ранніх зернових культур дають змогу здійснити розподіл комбайнів на полях залежно від прогнозованих характеристик проектного середовища. Отримані результати впроваджено у практику діяльності ТзОВ «Агро-Лан» та ТзОВ «ПМ МТС», які виконують централізоване збирання зернових культур, а також рекомендовано Департаментом інженерно-технічного забезпечення Міністерства аграрної політики України для широкого впровадження на СГП.

висновки

1. У дисертаційній роботі розкрито особливості та розроблено методи та моделі для управління змістом і часом виконання робіт у проектах збирання ранніх культур (олійних, зернових і бобових) на основі врахування стохастичної природи проектного середовища. Аналіз стану питання у практиці й теорії дав змогу розкрити актуальність дослідження та з'ясувати, що відомі методи, моделі та алгоритми процесів управління змістом і часом у проектах різної природи, зокрема аграрного виробництва, не повною мірою враховують стохастичність проектного середовища.

2. Системний аналіз процесів управління змістом та часом у проектах збирання ранніх зернових, олійних і бобових культур уможливив з'ясування доцільності планування робіт та розв'язання множини задач щодо ефективності їх виконання на восьми характерних етапах життєвого циклу вирощування та збирання цих культур, що є основою підвищення ефективності управління проектами їх збирання.

3. Розроблений метод системно-подієвого підходу до управління виконанням робіт у проектах збирання ранніх зернових культур передбачає розподіл подій і робіт на базові та похідні, уможливлює їх прогнозування та встановлення між ними причинно-наслідкових зв'язків, що є основою для вирішення головних завдань управління роботами - прогнозування структури базових подій та часу достигання ранніх культур на окремих полях сезонної програми, характеристик зерностеблостою та орієнтовне обґрунтування за критерієм своєчасності виконання зернозбиральних робіт сезонної потреби в технічному забезпеченні (комбайнах, транспортних засобах тощо) проектів.

4. Встановлено, що під час організації виконання проектів збирання ранніх культур виникають виробничі ситуації, які характеризуються системою показників (5) і вимагають обґрунтування, за критерієм очікуваного прибутку, управлінських дій щодо ефективного розподілу технічних засобів (комбайнів та транспорту) на окремих полях з достиглим урожаєм.

5. Стохастичний характер добових агрометеорологічних умов (тривалості роси та зміни дефіциту вологості повітря), а також нестабільність часу виконання складових робіт комбайнового збирання ранніх культур на полях є об'єктивними підставами вибору методу статистичного імітаційного моделювання для прогнозування функціональних показників роботи комбайнів та обґрунтування їх розподілу на полях.

6. Математичне опрацювання експериментальних даних щодо тривалості складових зернозбиральних робіт, а також офіційних даних агрометеорологічної станції дало змогу визначити статистичні закономірності подій та робіт у відповідних проектах. Встановлено, що для умов Малого Полісся Львівщини початок часу виникнення роси описується теоретичним законом розподілу Вейбулла (9), а її тривалість кореляційно залежить від цього часу (10). Експериментально відзначено, що тривалість розворотів комбайнів відображається теоретичним розподілом Вейбулла (13), а швидкість вивантаження зерна з бункера сучасними комбайнами кореляційно залежить від потужності встановленого двигуна (14). Доведено, що дефіцит вологості повітря упродовж добового агрометеорологічно дозволеного фонду часу описується параболічною залежністю, параметри якої зумовлюються тривалістю цього часу (12).

7. Удосконалення статистичної імітаційної моделі виконання комбайном сезонної програми проектів збирання ранніх культур дало змогу дослідити щодобову кількість полів, що очікують збирання та характеризують виробничі ситуації, а також встановити залежність математичного сподівання розподілу цієї характеристики від планової сезонної площі збирання (табл. 1), що є підставою для прогнозування виробничих ситуацій у проектах.

8. Розроблення статистичної імітаційної моделі роботи комбайнів на полях уможливило врахування всіх складових, які зумовлюють функціональні показники виконання зернозбиральних робіт у проектах, їх причинно-наслідкові зв'язки та ймовірнісний характер, що є підставою для вірогідного прогнозування показників виконання робіт.

9. Результат виконання комп'ютерних експериментів зі статистичною імітаційною моделлю роботи комбайнів на окремих полях дають змогу прогнозувати функціональні показники виконання робіт у проектах збирання ранніх культур як ймовірнісні величини та встановити тенденції зміни статистичних характеристик їх розподілів від керованих та некерованих чинників ефективності проектів, що є основою для обґрунтування управлінських дій щодо часу та темпів виконання збиральних робіт на окремих полях ситуаційних програм та здійснювати ефективний розподіл для них комбайнів.

10. Розроблений алгоритм управління змістом та часом виконання робіт у проектах збирання ранніх культур враховує всі основні особливості цих проектів і уможливлює обґрунтування конфігурації відповідної інформаційно-аналітичної системи, до складу якої входять 12 характерних аналітичних завдань, що базуються на розроблених у дисертації знаннях та обґрунтованих джерелах інформації.

11. Використання інформаційно-аналітичної системи для управління змістом і часом у проектах збирання ранніх зернових у ТзОВ «ПМ МТС» дало змогу підвищити ефективність управління та отримати економічний ефект в обсязі 290 грн/га.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Автоматизована система управління машинним комплексом під час збирання зернових культур / Сидорчук О. В., Тимочко В. О., Ціп Є. І., Панюра Я. Й. // Вчені Львівського національного університету - виробництву : каталог наукових розробок / за заг. ред. В. В. Снітинського, Г. В. Черевка. - Львів : ЛНАУ, 2008. - Вип. 8. - С. 111-112 (автором обґрунтовано конфігурацію інформаційно-аналітичної системи для управління змістом і часом у проектах збирання зернових культур).

2. Автоматизована система управління машинним комплексом при збиранні зернових / Сидорчук О. В., Тимочко В. О., Сенчук С. Р., Панюра Я. Й. // Вчені Львівського державного аграрного університету - виробництву. - Львів : ЛДАУ, 2001. - Вип. 1. - С. 32 (автором обґрунтовано етапи статистичного імітаційного моделювання виконання проекту збирання ранніх зернових культур).

3. Алгоритм ситуаційного управління централізованим збирально-транспортним процесом / Сидорчук О., Сенчук С., Панюра Я., Кухарук М. // Аграрна освіта і наука на початку третього тисячоліття : матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. - Львів : ЛДАУ, 2001. - С. 269-273 (автором обґрунтовано складові статистичної імітаційної моделі збирання ранніх зернових культур).

4. Аналіз та обґрунтування змісту моделей синтезу чинників зернозбирального процесу / Сидорчук О. В., Сенчук С. Р., Бурилко А. В., Панюра Я. Й. // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України : зб. наук. праць УкрНДІПВТ. - Дослідницьке, 2005. - Вип. 8 (22), кн. 1. - С. 42-50 (автором виконано системний аналіз чинників проектів збирання зернових культур та обгрунтовано моделі для їх синтезу).

5. Етапи побудови концептуальної моделі роботи машинно-тракторного агрегату / Сидорчук О., Затхей Б., Панюра Я., Луб П. // Еколого-економічні проблеми розвитку АПК : матеріали Міжнар. наук.-практ. конф., 25-27 вер. 2002 р. - Львів : Львів. ДАУ, 2002. - Т. 1. - С. 307-311 (автором проведено аналіз методів та моделей управління роботами у проектах аграрного виробництва).

6. Обґрунтування змісту знань для управління проектом поповнення парку зернозбиральних комбайнів / Семкович О., Сидорчук О., Сенчук С., Панюра Я. // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 2005. - № 9. - С. 16-21 (автором виконано аналіз змісту знань для управління роботами у проектах збирання сільськогосподарських культур).

7. Особливості ситуаційного управління змістом та часом виконання робіт у інтегрованих проектах аграрного виробництва / Сидорчук О. В., Тригуба А. М., Панюра Я. Й., Шолудько П. В. // Східно-європейський журнал передових технологій. - 2010. - № 1/2 (43). - С. 46-48 (автором виконано аналіз процесів управління змістом та часом у проектах аграрного виробництва).

8. Панюра Я. Й. Прогнозування показників ефективності роботи зернозбиральних комбайнів / Я. Й. Панюра // Сільськогосподарські машини : зб. наук. статей. - Луцьк : ЛДТУ, 1999. - Вип. 5. - С. 180-183.

9. Панюра Я. Й. Ситуаційна програма централізованого збирання ранніх зернових культур / Я. Й. Панюра // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 2004. - № 8. - С. 57-61.

10. Панюра Я. Й. Чинники та нормативи ефективності прямого комбанування зернових: аналітичне узагальнення причинності / Я. Й. Панюра // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 2000. - № 4. - С. 45-52.

11. Ризик добового робочого фонду часу зернозбирального комбайна / Сидорчук О., Тригуба А., Боярчук В. та ін. // Техніка АПК. - 2006. - № 4. - С. 12-14 (автором розроблено методику дослідження ймовірнісних характеристик проектного середовища).

12. Сидорчук О. Модель погодних умов збирання зернових / О. Сидорчук, Я. Панюра, Є. Ціп // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 1998. - № 2. - С. 5-8 (автором досліджено ймовірнісні характеристики агрометеорологічної складової проектного середовища).

13. Особливості дослідження систем збирання урожаю сільськогосподарських культур / [О. Сидорчук , В. Спічак, С. Сенчук та ін.]. // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 2003. - № 7. - С. 35-42 (автором виконано аналіз стохастичних подій проектного середовища проектів аграрного виробництва).

14. Синтез чинників годинної продуктивності машинно-тракторного агрегату / О. Сидорчук, Б. Затхей, В. Спічак та ін. // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 2002. - № 6. - С. 3-8 (автором розроблено алгоритм систезу чинників темпу виконання зернозбиральних робіт).

15. Сидорчук О. Тривалість роботи зернозбирального комбайна впродовж доби / Сидорчук О., Сенчук С., Лехновський С. // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 2002. - № 6. - С. 43-49 (автором визначено складові тривалості роботи комбайнів упродовж доби).

16. Ситуаційне управління зернозбиральним комплексом машинотехнологічної станції / Сидорчук О. В., Лехновський С. М., Ціп Є. І. та ін. // Механізація та електрифікація сільського господарства : міжвідом. темат. наук. зб. - Глеваха : ННЦ «ІМЕСГ”, 2000. - Вип. 83. - С. 55-58 (автором обґрунтовані головні методи і моделі ситуаційного управління у проектах збирання зернових культур).

17. Структура зернозбирального комплексу машинотехнологічної станції / О. Сидорчук, В. Тимочко, Я. Панюра, О. Кухарук // Вісник Львівського державного аграрного університету : агроінженерні дослідження. - 1997. - № 1. - С. 155 (автором обґрунтовані методи визначення потреби у зернозбиральних комплексах проектів збирання зернових культур).

18. Характеристики потоку замовлень на показники процесу централізованого збирання зернових / Сидорчук O. В., Сенчук С. Р., Тимочко О. В. та ін. // Перспективні технології збирання зернових культур, рису та насіння трав : зб. доп. засідання Міжнар. конф. - Мелітополь : ТДАТА, 2003. - Вип. 16. - С. 97-101 (автором означені складові ефективності централізованого збирання зернових).

19. Чинники аграрного виробництва / Сидорчук О., Панюра Я., Ціп Є. та ін. // Оптимізація та енергоресурсозабезпечення сільськогосподарського виробництва : тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. ІМЕСГ. - Глеваха : ІМЕСГ, 1997. - С. 25 (автором розроблено методику дослідження ймовірнісних характеристик проектного середовища).

АНОТАЦІЇ

Панюра Я. Й. Методи та моделі управління змістом та часом у проектах збирання ранніх зернових культур. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.22 - управління проектами та програмами. - Львівський національний аграрний університет, Львів, 2010.

...