Автоматизированные системы проектирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Государственный университет по землеустройству

Кафедра землеустройства

Расчетно-графическая работа

по дисциплине:

"Автоматизированные системы проектирования"

Выполнил: Назаренко Д.О.

Проверил: доц. Федоринов А.В.

Москва 2015

Содержание

Введение

1. Основы системы автоматизированного производства

2. Определение CAD, САМ и САЕ

2.1 Автоматизированное проектирование (computer - aided design - CAD)

3. Природная характеристика крестьянского (фермерского) хозяйства "Сосенский"

Заключение

Список использованных источников

Введение

Развитие вычислительной техники и геоинформатики, оснащение землеустроительных предприятий мощными компьютерами, периферийными устройствами, средствами цифровой картографии и фотограмметрии, появление систем автоматизированного земельного кадастра существенно изменили содержание и технологию землеустроительных работ.

Необходимость и целесообразность применения автоматизированных систем проектирования в настоящее время обусловлены следующим. Прежде всего, объемы землеустроительных работ в ходе земельных преобразований существенно возросли. Они связаны с реорганизацией землевладений и землепользовании сельскохозяйственных предприятий, перераспределением земель, отводами земель юридическим и физическим лицам, активизацией земельного оборота. Количество разрабатываемых землеустроительных объектов будет расти и дальше.

Вместе с тем число специалистов в данной области не растет, а имеет тенденцию к снижению. Поэтому выполнение всех необходимых работ возможно только путем ощутимого повышения производительности труда инженеров-землеустроителей, улучшения качества проектно-изыскательских работ по землеустройству на основе использования автоматизированных технологий. земельный кадастр автоматизированный

Целью данной курсовой работы является установление размера землевладения и структуры производства крестьянского хозяйства с использованием пакета прикладных программ (ППП) "ФЕРМЕР".

В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи:

1. Определить структуру крестьянского хозяйства по заданной системе ограничений;

2. Определить оптимальную структуру крестьянского хозяйства, при которой площадь хозяйства будет использована полностью и с максимальной прибылью;

3. Определить экономическую эффективность хозяйства;

4. Запроектировать севообороты в соответствии с рекомендуемой структурой хозяйства.

1. Основы системы автоматизированного производства

Современные предприятия не смогут выжить во всемирной конкуренции, если не будут выпускать новые продукты лучшего качества (quality, Q), более низкой стоимости (cost, С) и за меньшее время (delivery, D). Поэтому они стремятся использовать огромные возможности памяти компьютеров, их высокое быстродействие и возможности удобного графического интерфейса для того, чтобы автоматизировать и связать друг с другом задачи проектирования и производства, которые раньше были весьма утомительными и совершенно не связанными друг с другом. Таким образом, сокращается время и стоимость разработки и выпуска продукта. Для этой цели используются технологии автоматизированного проектирования (computer - aided design - CAD), автоматизированного производства (computer - aided mаnufасturing - САМ) и автоматизированной разработки или конструирования (соmрutеr аidеd engineering - СAЕ). Чтобы понять значение систем САD/СAМ/СAЕ, мы должны изучить различные задачи и операции, которые приходится решать и выполнять в процесс е разработки и производства продукта. Все эти задачи, взятые вместе, называются жизненным циклом продукта (product cycle). Пример жизненного цикла продукта, описанного Зейдом, с незначительными усовершенствованиями приведен на рис. 1.

Прямоугольники, нарисованные сплошными линиями, представляют два главных процесса, составляющих жизненный цикл продукта: процесс разработки и процесс производства. Процесс разработки начинается с запросов потребителей, которые обслуживаются отделом маркетинга, и заканчивается полным описанием продукта, обычно выполняемым в форме рисунка. Процесс производства начинается с технических требований и заканчивается поставкой готовых изделий.

Операции, относящиеся к процессу разработки, можно разделить на аналитические и синтетические. Как следует из рис. 1, первичные операции разработки, такие как определение необходимости разработки, формулирование технических требований, анализ осуществимости и сбор важной информации, а также концептуализация разработки, относятся к подпроцессу синтеза. Результатом подпроцесса синтеза является концептуальный проект предполагаемого продукта в форме эскиза или топологического чертежа, отражающего связи различных компонентов продукта. В этой части цикла делаются основные финансовые вложения, необходимые для реализации идеи продукта, а также определяется eгo функциональность. Большая часть информации, порождаемой и обрабатываемой в рамках подпроцесса синтеза, является качественной, а следовательно, Heудобной для компьютерной обработки.

Рис. 1. Жизненный цикл продукта

Готовый концептуальный проект анализируется и оптимизируется это уже под процесс анализа. Прежде всего, вырабатывается аналитическая модель, поскольку анализируется именно модель, а не сам проект. Несмотря на быстрый рост количества и качества компьютеров, используемых в конструировании, в обозримом будущем отказаться от использования абстракции аналитической модели мы не сможем. Аналитическая модель получается, если из проекта yдaлить маловажные детали, редуцировать размерности и учесть имеющуюся симметрию. Редукция размерностей, например, подразумевает замену тонкого листа из какого-либо материала на эквивалентную плоскость с атрибутом толщины или длинного и тонкого участка на линию с определенными параметрами, xapaктеризующими поперечное сечение. Симметричность геометрии тела и нагрузки, приложенной к нему, позволяет рассматривать в модели лишь часть этого тела.

Типичные примеры анализа: анализ напряжений, позволяющий проверить прочность конструкции, контроль столкновений, позволяющий обнаружить возможность столкновений движущихся частей, составляющих механизм, а также кинематический анализ, показывающий, что проектируемое устройство будет совершать ожидаемые движения. Качество результатов, которые могут быть получены в результате анализа, непосредственно связано с качеством выбранной аналитической модели, которым оно ограничивается.

После завершения проектирования и выбора оптимальных параметров начинается этап оценки проекта. Для этой цели могут изготавливаться прототипы.

В конструировании прототипов все большую популярность приобретает новая технология, названная быстрым прототипированием (rapid prototyping). Эта тexнология позволяет конструировать прототип снизу вверх, то есть непосредственно из проекта, поскольку фактически требует только лишь данных о поперечном сечении конструкции. Если оценка проекта на основании прототипа показывает, что проект не удовлетворяет требованиям, описанный выше процесс разработки повторяется снова. Если же результат оценки проекта оказывается удовлетворительным, начинается подготовка проектной документации. К ней относятся чертежи, отчеты и списки материалов. Чертежи обычно копируются, а копии передаются на производство.

Как видно по рис. 1, процесс производства начинается с планирования, которое выполняется на основании полученных на этапе проектирования чертежей, а заканчивается готовым продуктом. технологическая подготовка производства - это операция, устанавливающая список технологических процессов по изготовлению продукта и задающая их Параметры. Одновременно выбирается оборудование, на котором будут производиться технологические операции, такие как получение детали нужной формы из заготовки. В результате подготовки производства составляются план выпуска. Списки материалов и программы для оборудования. На этом же этапе обрабатываются прочие специфические требования, в частности рассматриваются конструкции зажимов и креплений. Подготовка занимает в процессе производства примерно такое же место, как подпроцесс синтеза в процессе проектирования, требуя значительного человеческого опыта и принятия качественных решений. Такая характеристика подразумевает сложность компьютеризации данного этапа. После завершения технологической подготовки начинается выпуск готового продукта и его проверка на соответствие требованиям. Детали, успешно проходящие контроль качества, собираются вместе, проходят тестирование функциональности, упаковываются, маркируются и отгружаются заказчикам.

Выше мы описали типичный жизненный цикл продукта. Посмотрим теперь, каким образом на этапах этого цикла могут быть применены технологии CAD, САМ и САЕ. Как уже говорилось, компьютеры не могут широко использоваться в подпроцессе синтеза, поскольку они не обладают способностью хорошо обрабатывать качественную информацию. Однако даже на этом этапе разработчик может, например, при помощи коммерческих баз данных успешно собирать важную для анализа осуществимости информацию, а также пользоваться данными из каталогов.

Непросто представить себе использование компьютера и в процессе концептуализации проекта, потому что компьютер пока еще не стал мощным средством для интеллектуального творчества. На этом этапе компьютер может сделать свой вклад, обеспечивая эффективность создания различных концептуальных проектов. Полезными могут оказаться средства параметрического и геометрического моделирования, а также макропрограммы в системах автоматизированной разработки чертежей (computer - аidеd drafting). Все это типичные примеры систем САО. Система геометрического моделирования (geometric modeling system) это трёхмерный эквивалент системы автоматизированной разработки чертежей, то есть программный пакет, работающий с трехмерными, а не с плоскими объектами.

В аналитической фазе проектирования ценность компьютеров проявляется по-настоящему. Программных пакетов для анализа напряжений, контроля столкновений и кинематического анализа существует столько, что приводить какие-либо названия смысла не имеет. Эти программные пакеты относятся к средствам автоматизированного конструирования (САЕ). Главная проблема, связанная с их использованием, заключается в необходимости формирования аналитической модели. Проблемы не существовало бы вовсе, если бы аналитическая модель автоматически выводилась из концептуального проекта. Однако, как уже отмечалось, аналитическая модель не идентична концептуальному проекту она выводится из него путем исключения несущественных деталей и редукции размерностей. Необходимый уровень абстракции зависит от типа анализа и желаемой точности решения. Следовательно, автоматизировать процесс абстрагирования достаточно сложно, поэтому аналитическую модель часто создают отдельно.

Обычно абстрактная модель проекта создается в системе разработки рабочих чертежей или в системе геометрического моделирования, а иногда с помощью встроенных средств аналитического пакета. Аналитические пакеты обычно тpeбуют, чтобы исследуемая структура была представлена в виде объединения связанных сеток, разделяющих объект на отдельные участки, удобные для компьютерной обработки. Если аналитический пакет может генерировать сетку автоматически, человеку остается задать только границы абстрактного объекта. В противном случае сетка также создается пользователем либо в интерактивном режиме, либо автоматически, но в другой программе. Процесс создания сетки называется моделированием методом конечных элементов (finite element modeling). Моделирование этим методом включает в себя также задание граничных условий и внешних нагрузок.

Подпроцесс анализа может выполняться в цикле оптимизации проекта по каким-либо параметрам. Разработано множество алгоритмов поиска оптимальных решений, а на их основе построены коммерчески доступные программы. Процедура оптимизации может считаться компонентом системы автоматизированного проектирования, но более естественно рассматривать эту процедуру отдельно.

Фаза оценки проекта также выигрывает от использования компьютера. Если для оценки проекта нужен прототип, мы можем быстро сконструировать eгo по заданному проекту при помощи программных пакетов, генерирующих код для машины быстрого прототипирования. Такие пакеты считаются программами для автоматизированной подготовки производства (САМ). Разумеется, форма прототипа должна быть определена заранее в наборе входных данных. Данные, определяющие форму, получаются в результате геометрического моделирования.

Быстрое прототипирование - удобный способ конструирования прототипа, однако еще удобнее пользоваться виртуальным прототипом, который часто называется "цифровой копией (digital mосk - uр) и позволяет получить столь же полезные сведения.

Когда аналитические средства для работы с цифровыми копиями станут достаточно мощными, чтобы давать столь же точные результаты, что и эквивалентные эксперименты на реальных прототипах, цифровые копии начнут вытеснение обычных прототипов. Эта тенденция будет усиливаться по мере совершенствования технологий виртуальной реальности, позволяющих нам ощущать цифровую копию так же, как реальный прототип. Построение цифровой копии называется виртуальным прототипированием. Виртуальный прототип может быть создан и в специализированной программе геометрического моделирования.

Последняя фаза процесса разработки - подготовка проектной документации. На этом этапе чрезвычайно полезным оказывается использование систем подготовки рабочих чертежей. Способность подобных систем работать с файлами позволяет систематизировать хранение и обеспечить удобство поиска документов.

Компьютерные технологии используются и на стадии производства. Процесс производства включает в себя планирование выпуска, проектирование и приобретение новых инструментов, заказ материалов, программирование машин с ЧПУ, контроль качества и упаковку. Компьютерные системы, используемые в этих операциях, могут быть классифицированы как системы автоматизированного производства. Например, программа автоматизированной технологической подготовки (computer aided process planning - САРР) используется на этапе подготовки производства и относится к системам автоматизированного производства (САМ). Как отмечалось выше, подготовка производства с трудом поддается автоматизации, поэтому полностью автоматических систем технологической подготовки в настоящий момент не существует. Однако существует множество хороших программных пакетов, генерирующих код для станков с числовым программным управлением. Станки этого класса позволяют получить деталь нужной формы по данным, хранящимся в компьютере. Они аналогичны машинам для быстрого прототипирования.

К системам автоматизированного производства относят также программные пакеты, управляющие движением роботов при сборке компонентов и перемещении их между операциями, а также пакеты, позволяющие программировать координатно - измерительную машину (coordinate mеasuring machine - СММ), используемую для про верки продукта.

Итак, вы получили представление о том, каким образом компьютерные технологии используются в операциях, составляющих жизненный цикл продукта, и какие задачи решаются при помощи систем автоматизированного проектирования.

2. Определение CAD, САМ и САЕ

2.1 Aвтоматизированное проектирование (computer - aided design - CAD)

Представляет собой технологию, состоящую в использовании компьютерных систем для облегчения создания, изменения, анализа и оптимизации проектов. Таким образом, любая программа, работающая с компьютерной графикой, так же как и любое приложение, используемое в инженерных расчетах, относится к системам автоматизированного проектирования. Другими словами, множество средств CAD простирается от геометрических программ для работы с формами до специализированных приложений для анализа и оптимизации. Между этими крайностями умещаются программы для анализа допусков, расчета масс инерционных свойств, моделирования методом конечных элементов и визуализации результатов анализа. Самая основная функция CAD - определение геометрии конструкции (детали механизма, архитектурные элементы, электронные схемы, планы зданий и т.п.), поскольку геометрия определяет все последующие этапы жизненного цикла продукта. Для этой цели обычно используются системы разработки рабочих чертежей и геометрического моделирования. Вот почему эти системы обычно и считаются системами автоматизированного проектирования. Более того, геометрия, определенная в этих системах, может использоваться в качестве основы для дальнейших операций в системах САЕ и САМ. Это одно из наиболее значительных преимуществ CAD, позволяющее экономить время и сокращать количество ошибок, связанных с необходимостью определять геометрию конструкции с нуля каждый раз, когда она требуется в расчетах. Можно, следовательно, утверждать, что системы автоматизированной разработки рабочих чертежей и системы геометрического моделирования являются наиболее важными компонентами автоматизированного проектирования.

Автоматизированное производство (computer - aided manufacturing - САМ) - это технология, состоящая в использовании компьютерных систем для планирования, управления и контроля операций производства через прямой или косвенный интерфейс с производственными ресурсами предприятия. Одним из наиболее зрелых подходов к автоматизации производства является числовое программное управление (ЧПУ, numerical control - NC). ЧПУ заключается в использовании запрограммированных команд для управления станком, который может шлифовать, резать, фрезеровать, штамповать, изгибать и иными способами превращать заготовки в готовые детали. В наше время компьютеры способны генерировать большие программы для станков с ЧПУ на основании геометрических параметров изделий из базы данных САD и дополнительных сведений, предоставляемых оператором. Исследования в этой области концентрируются на сокращении необходимости вмешательства оператора.

Еще одна важная функция систем автоматизированного производства - программирование роботов, которые могут работать на гибких автоматизированных участках, выбирая и устанавливая инструменты и обрабатываемые детали на станках с ЧПУ. Роботы могут также выполнять свои собственные задачи, например, заниматься сваркой, сборкой и переносом оборудования и деталей по цеху.

Планирование процессов также постепенно автоматизируется. План процессов может определять последовательность операций по изготовлению устройства от начала и до конца на всем необходимом оборудовании. Хотя полностью автоматизированное планирование процессов, как уже отмечалось, практически невозможно, план обработки конкретной детали вполне может быть сформирован автоматически, если уже имеются планы обработки аналогичных деталей. Для этого была разработана технология группировки, позволяющая объединять поxoжие детали в семейства. Детали считаются подобными, если они имеют общие производственные особенности (гнезда, пазы, фаски, отверстия и т.д.). Для автоматического обнаружения схожести деталей необходимо, чтобы база данных CAD содержала сведения о таких особенностях. Эта задача осуществляется при помощи объектно-ориентированного моделирования или распознавания элементов.

Вдобавок, компьютер может использоваться для тoгo, чтобы выявлять необходимость заказа исходных материалов и покупных деталей, а также определять их количество исходя из графика производства. Называется такая деятельность планированием технических требований к материалу (material requirements planning - MRP). Компьютер может также использоваться для контроля состояния станков в цехе и отправки им соответствующих заданий.

Автоматическое конструирование (computer - aided engineering - САЕ) - это технология, состоящая в использовании компьютерных систем для анализа геометрии CAD, моделирования и изучения поведения продукта для усовершенствования и оптимизации eгo конструкции. Средства САЕ могут осуществлять множество различных вариантов анализа. Программы для кинематических pacчетов, например, способны определять траектории движения и скорости звеньев в механизмах. Программы динамического анализа с большими смещениями могут использоваться для определения нагрузок и смещений в сложных составных устройствах типа автомобилей. Прогpаммы верификации и анализа логики и синхронизации имитируют работу сложных электронных цепей.

По всей видимости, из всех методов компьютерного анализа наиболее широко в конструировании используется метод конечных элементов (finite element method - FЕМ). С eгo помощью рассчитываются напряжения, деформации, теплообмен, распределение магнитного поля, потоки жидкостей и другие задачи с непрерывными средами, решать которые каким-либо иным методом оказывается просто непрактично. В методе конечных элементов аналитическая модель структуры представляет собой соединение элементов, благодаря чему она разбивается на отдельные части, которые уже могут обрабатываться компьютером.

Как отмечалось ранее, для использования метода конечных элементов нужна абстрактная модель подходящего уровня, а не сама конструкция. Абстрактная модель отличается от конструкции тем, что она формируется путем исключения несущественных деталей и редуцирования размерностей. Например, трёхмерный объект небольшой толщины может быть представлен в виде двумерной оболочки. Модель создается либо в интерактивном режиме, либо автоматически. Готовая абстрактная модель разбивается на конечные элементы, образующие аналитическую модель. Программные средства, позволяющие конструировать абстрактную модель и разбивать ее на конечные элементы, называются пpeпpoцессорами (preprocessors). Проанализировав каждый элемент, компьютер собирает результаты воедино и представляет их в визуальном формате. Например, области с высоким напряжением могут быть выделены красным цветом. Программные средства, обеспечивающие визуализацию, называются пocтпpoцeccoрами (postprocessors). Существует множество программных средств для оптимизации конструкций.

Хотя средства оптимизации могут быть отнесены к классу САЕ, обычно их pacсматривают отдельно. Ведутся исследования возможности автоматического определения формы конструкции путем объединения оптимизации и анализа.

В этих подходах исходная форма конструкции предполагается простой, как, например, у прямоугольного двумерного объекта, состоящего из небольших элементов различной плотности. Затем выполняется процедура оптимизации, позволяющая определить конкретные значения плотности, позволяющие достичь определенной цели с учетом ограничений на напряжения. Целью часто является минимизация веса. После определения оптимальных значений плотности рассчитывается оптимальная форма объекта. Она получается отбрасыванием элементов с низкими значениями плотности.

Замечательное достоинство методов анализа и оптимизации конструкций заключается в том, что они позволяют конструктору увидеть поведение конечного продукта и выявить возможные ошибки до создания и тестирования реальных прототипов, избежав определенных затрат. Поскольку стоимость конструирования на последних стадиях разработки и производства продукта экспоненциально возрастает, ранняя оптимизация и усовершенствование (возможные только благодаря аналитическим средствам САЕ) окупаются значительным снижением сроков и стоимости разработки.

Таким образом, технологии CAD, САМ и САЕ заключаются в автоматизации и повышении эффективности конкретных стадий жизненного цикла продукта. Развиваясь независимо, эти системы еще не до конца реализовали потенциал интеграции проектирования и производства. Для решения этой проблемы была предложена новая технология, получившая название компьютеризированного интегрированного производства (computer - integrated manufacturing - СIМ). CIM пытается соединить "островки автоматизации" вместе и превратить их в бесперебойно и эффективно работающую систему. CIM подразумевает использование компьютерной базы данных для более эффективного управления всем предприятием, в частности бухгалтерией, планированием, доставкой и другими задачами, а не только проектированием и производством, которые охватывались системами CAD, САМ и САЕ. CIM часто называют философией бизнеса, а не компьютерной системой.

3. Природная характеристика крестьянского (фермерского) хозяйства "Сосенский"

КФХ "Сосенский" находится в Козельском районе на юго-востоке Калужской области и граничит с сельскими поселениями деревня Дешовки, село Нижние Прыски, деревня Каменка, деревня Сенино-Первое и Тульской областью.

В географическом плане территория хозяйства "Сосенский" расположена в пределах северо-западной оконечности Средне-Русской возвышенности. Современный рельеф во многом унаследовал рельеф пологоволнистой равнины, сформировавшейся за период континентального развития этой территории в палеоген-неогеновое время. Рельефообразующими толщами данной местности являются породы каменноугольного, юрского, мелового и четвертичного периодов. В четвертичное время в период московского оледенения происходит частичная перестройка гидросети этой территории.

История геологического развития данной территории довольно сложная и тесно связана с геологией всего центра России. Геологический разрез подразделяется на два структурных этажа. Нижний - получивший название "кристаллический фундамент" и верхний - осадочный чехол. Фундамент, по аналогии с соседними регионами, сложен метаморфическими и магматическими породами - гнейсами, кристаллическими сланцами и разнообразными гранитами. Осадочный чехол представлен отложениями, сформировавшимися как в морских, так и в континентальных условиях начиная с девонского времени и продолжающихся по сей день.

В тектоническом плане КФХ "Сосенский" расположено на северном склоне Воронежской антеклизы, сформировавшейся еще в архейскую эру (археозой) более 3-х млрд. лет назад в пределах пересечения древних мобильных зон северо-западного и северо-восточного направлений. В этих стыковых тектонических швах в интервале от 3,2 млрд.л. до 1,65 млрд.л. назад происходили интенсивные процессы горообразования и связанная с ними, магматическая деятельность.

Климат КФХ "Сосенский" умеренно континентальный с четко выраженными сезонами года. Характеризуется теплым летом, умеренно холодной с устойчивым снежным покровом зимой и хорошо выраженными, но менее длительными переходными периодами - весной и осенью.

Основные климатические характеристики и их изменение определяются влиянием общих и местных факторов: солнечной радиации, циркуляции атмосферы и подстилающей поверхности. Рассматриваемая территория находится под воздействием воздушных масс Атлантики, Арктического бассейна, а также масс, сформировавшихся над территорией Европы. В конце лета - начале осени, нередко во второй половине зимы и весной, преобладает западный тип атмосферной циркуляции, сопровождающийся активной циклонической деятельностью, значительными осадками, положительными аномалиями температуры воздуха зимой и отрицательным летом.

Температура воздуха в среднем за год положительная, изменяется по территории с севера на юг от 4,0 до 4,6°С. В годовом ходе с ноября по март отмечается отрицательная средняя месячная температура, с апреля по октябрь - положительная. Самый холодный месяц года - январь, с температурой воздуха -8,9°-10. Минимальная температура воздуха составляет -46С, а максимальная - +38С. В пониженных или защищенных от ветра местах абсолютный минимум достигал -48... -52 °С. Многолетняя амплитуда температур воздуха составляет 84С, что говорит о континентальности климата. В течение холодного периода (с ноября по март месяцы) часты оттепели. Оттепелей не бывает только в отдельные суровые зимы. В то же время в некоторые теплые зимы оттепели следуют одна за другой, перемежаясь с непродолжительными и несущественными похолоданиями.). Июль - самый теплый месяц года. Средняя температура воздуха в это время, незначительно изменяясь по территории, колеблется около +18°С. В отдельные годы в жаркие дни максимальная температура воздуха достигала +36...+39°С. Весной и осенью характерны заморозки. Весной заморозки заканчиваются, по средним многолетним данным, 8-14 мая, первые осенние заморозки отмечаются 21-28 сентября.

Продолжительность безморозного периода колеблется в пределах от 99 до 183 суток, в среднем - 149 суток.

В зависимости от характера зим, их снежности и температурного режима изменяется глубина промерзания почвы, которая колеблется в отдельные зимы от 25 до 100 см, в среднем составляя 64 см.

Осадки. По количеству выпадающих осадков территория относится к зоне достаточного увлажнения. За год в среднем за многолетний период выпадает 650-730 мм осадков. Пространственное и временное их распределение отличается значительной неравномерностью. Большая часть 460 мм приходится на теплый период года и 270 мм - на холодный. В годовом ходе месячных сумм осадков максимум наблюдается в июле (в среднем 95 мм осадков), минимум - в марте (44 мм осадков). Обычно две трети осадков выпадает в теплый период года (апрель - октябрь) в виде дождя, одна треть - зимой в виде снега.

Ветер. Ветровой режим характеризуется преобладанием в течение года потоков западного и юго-западного направления. В зимний период преобладают ветры южного и юго-западного направлений, в летний - северные, северо-восточные и северо-западные.

Средняя годовая скорость ветра на территории составляет 3,6 м/с. Самые ветреные месяца со средней скоростью ветра более 4,0 м/с- это период с ноября по март включительно. Наименьшие скорости ветра отмечаются в августе. Максимальные скорости ветра в зимний период фиксируются при ветрах южных и юго-западных направлений (4,9-5 м/сек), в летний период - при ветрах северо-западного и западного направления (3,3-3,8 м/сек).

Общая площадь хозяйства составляет 72 га.

Почвенная карта КФХ "Сосенский"

Экспликация

Название почв	Площадь
	га	%
1 черноземные	37	51,4
2 темно-каштановые	35	48,6
Итого	72	100

Таблица 1-Состав и соотношение угодий КФХ "Сосенский" на год землеустройства

Наименование угодий	Всего земель, га	Соотношение %
1 Пашня	42	58,4
2 Пастбище	30	41,6
Итого	72	100



Рис 1.План землепользования крестьянского (фермерского) хозяйства "Сосенский"

Социально-экономическая характеристика крестьянского (фермерского) хозяйства "Сосенский"

КФХ "Сосенский" находится в Козельском районе на юго-востоке Калужской области. Перспективы развития хозяйства связаны с возможностями и эффективностью реализации внутренних базовых потенциалов и ресурсов городского поселения, а так же влиянием внешних фактов и предпосылок, которые определяют степень реализации внутренних потенциалов и ресурсов.

К внутренним базовым потенциалам и ресурсам относятся трудовые ресурсы, социальный и производственный потенциал (основные фонды), производственная и социальная инфраструктура.

Степень реализации внутренних потенциалов и резервов в значительной мере зависит от градостроительных условий способствующих или ограничивающих развитие различных видов отраслевой деятельности.

Экономическая эффективность производственной деятельности крестьянских хозяйств во многом зависит от выбранной специализации. Для определения оптимальной структуры производства и размеров крестьянского хозяйства с учетом агрономических и экономических особенностей территории крестьянского хозяйства, закупочных цен и производственных затрат на данный момент времени воспользуемся разработанным в Государственном университете по землеустройству пакетом прикладных программ "ФЕРМЕР".

На год землеустройства система ограничений была следующей:

Пашня - не более 42га

Пастбища - не более 30 га

Зерно - не менее 1000 ц

Трудовые ресурсы - не более 15 ч

Решение задачи определения оптимального размера землепользования и структуры производства крестьянского хозяйства

Введены ограничения

по угодьям:

Площадь пастбищ, га НЕ БОЛЕЕ 30.00

Площадь сенокосов, га РАВНО 0.00

Площадь пашни, га НЕ БОЛЕЕ 42.00

по тpуду:

Труд (всего), чел.час. НЕ БОЛЕЕ 15.00

по скоту и птице:

Поголовье коров БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье молодняка КРС БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье свиней БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье овец РАВНО 0.00

Птица, голов РАВНО 0.00

по товарному производству:

Производство товарного зерна, ц НЕ МЕНЕЕ 1000.00

Производство зернобобовых, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство гречихи, ц РАВНО 0.00

Производство картофеля, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство овощей, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство молока, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство говядины, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство свинины, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство баранины, ц РАВНО 0.00

Производство птицы, ц РАВНО 0.00

Оптимальный вариант решения задачи :

Максимум прибыли (тыс.руб.) = 5273.99

Рентабельность (%) = 220.00

Рекомендуемая структура хозяйства ;

Озимые, товарные, га.......................................... 5.87

Яровые (ячмень, овес), товарные, га............................ 17.66

Яровые зерновые на концентраты, га............................ 1.67

Картофель, га................................................. 6.01

Овощи (открытый грунт), га.................................... 6.01

Силосные, га.................................................. 0.59

Озимые на зеленые корма, га................................... 0.14

Многолетние травы на зеленые корма, га........................ 0.47

Однолетние травы на зеленые корма, га......................... 0.32

Однолетние травы на сено, га.................................. 2.91

Многолетние травы на сенаж, га................................ 0.36

Пастбища, га.................................................. 0.05

Молодняк КРС, голов (на голову)............................... 9.00

Приобретаемая органика, тонн.................................. 35.70

Производственные затраты, тыс. руб............................. 1934.78

Кап. вложения в здания и сооружения животноводства, тыс. руб.... 87.68

Кап. вложения для приобретения продуктивного скота, тыс.руб.... 219.19

Кап. вложения для приобретения с/х техники и транспорта, т.р... 6300.00

Капиталовложения (всего), тыс. руб............................. 6606.87

Расчетная площадь пашни, га................................... 42.00

ТРУДОВЫЕ ЗАТРАТЫ И ОЖИДАЕМЫЙ ОБЪЕМ ПРОИЗВОДСТВА :

Труд (всего), чел. час......................................... 16381.68

Производство кормов: корм. ед. (всего), центнеров.............. 87.13

Производство перевариваемого протеина, центнеров.............. 27.36

Производство кормовой соломы, ц............................... 193.30

Производство подстилочной соломы, ц........................... 79.05

Производство силоса, ц........................................ 6.28

Производство зеленых кормов (с 10 по 31 мая), ц............... 1.05

Производство зеленых кормов (июнь, 30 дней), ц................ 1.74

Производство зеленых кормов (июль, 31 день), ц................ 1.80

Производство зеленых кормов (август, 31 день), ц.............. 1.80

Производство зеленых кормов (сентябрь, 30 дней), ц............ 1.74

Производство сена, ц.......................................... 93.58

Производство сенажа, ц........................................ 2.09

Производство концентратов, ц.................................. 1.86

Производство товарного зерна, ц............................... 1000.00

Производство картофеля, ц..................................... 1441.44

Производство овощей, ц........................................ 2702.70

Производство говядины, ц...................................... 22.50

Проанализировав первую распечатку программы ФЕРМЕР, можно сделать следующие выводы. При капитальных вложениях в размере 6606.87 тыс. руб максимальная прибыль составляет 5273.99 тыс. руб. Площадь пашни используется полностью, однако из 30 га пастбищ используется лишь 0,05 га. Из этого можно предположить, что для рационального использования всей площади хозяйства не хватает трудовых ресурсов. Поэтому для определения оптимальной структуры хозяйства, необходимо изменить ограничение по трудовым ресурсам и заменить "не более 15" на "без ограничений".

Решение задачи определения оптимального размера землепользования и структуры производства крестьянского хозяйства

Введены ограничения

по угодьям:

Площадь пастбищ, га НЕ БОЛЕЕ 30.00

Площадь сенокосов, га РАВНО 0.00

Площадь пашни, га НЕ БОЛЕЕ 42.00

по тpуду:

Труд (всего), чел.час. БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

по капитальным вложениям:

Расчетные капвложения, тыс.р. БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

по скоту и птице:

Поголовье коров БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье молодняка КРС БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье свиней БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье овец РАВНО 0.00

Птица, голов РАВНО 0.00

по товарному производству:

Производство товарного зерна, ц НЕ МЕНЕЕ 1000.00

Производство зернобобовых, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство гречихи, ц РАВНО 0.00

Производство картофеля, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство овощей, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство молока, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство говядины, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство свинины, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство баранины, ц РАВНО 0.00

Производство птицы, ц РАВНО 0.00

ОПТИМАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ :

МАКСИМУМ ПРИБЫЛИ (тыс.руб.) = 4852.60

РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ (%) = 172.16

РЕКОМЕНДУЕМАЯ СТРУКТУРА ХОЗЯЙСТВА ;

Озимые, товарные, га.......................................... 5.87

Яровые (ячмень, овес), товарные, га............................ 17.66

Яровые зерновые на концентраты, га............................ 1.67

Картофель, га................................................. 6.01

Овощи (открытый грунт), га.................................... 6.01

Силосные, га.................................................. 0.59

Озимые на зеленые корма, га................................... 0.14

Многолетние травы на зеленые корма, га........................ 0.47

Однолетние травы на зеленые корма, га......................... 0.32

Однолетние травы на сено, га.................................. 2.91

Многолетние травы на сенаж, га................................ 0.36

Пастбища, га.................................................. 0.05

Молодняк КРС, голов (на голову)............................... 9.00

Приобретаемая органика, тонн.................................. 35.70

Производственные затраты, тыс.руб............................. 2356.18

Кап. вложения в здания и сооружения животноводства, тыс.руб.... 87.68

Кап. вложения для приобретения продуктивного скота, тыс.руб.... 219.19

Кап. вложения для приобретения с/х техники и транспорта, т.р... 6300.00

Капиталовложения (всего), тыс.руб............................. 6606.87

Расчетная площадь пашни, га................................... 42.00

Привлекаемые в напряженный период трудовые ресурсы, чел-часов. 4213.94

Трудовые затраты и ожидаемый объем производства :

Труд (всего), чел.час......................................... 16381.68

Производство кормов: корм.ед. (всего), центнеров.............. 87.13

Производство перевариваемого протеина, центнеров.............. 27.36

Производство кормовой соломы, ц............................... 193.30

Производство подстилочной соломы, ц........................... 79.05

Производство силоса, ц........................................ 6.28

Производство зеленых кормов (с 10 мая по 31 мая), ц........... 1.05

Производство зеленых кормов (июнь, 30 дней), ц................ 1.74

Производство зеленых кормов (июль, 31 день), ц................ 1.80

Производство зеленых кормов (август, 31 день), ц.............. 1.80

Производство зеленых кормов (сентябрь, 30 дней), ц............ 1.74

Производство сена, ц.......................................... 93.58

Производство сенажа, ц........................................ 2.09

Производство концентратов, ц.................................. 1.86

Производство товарного зерна, ц............................... 1000.00

Производство картофеля, ц..................................... 1441.44

Производство овощей, ц........................................ 2702.70

Производство говядины, ц...................................... 22.50

Так же, анализируя данные результаты, мы видим, что бОльшая площадь пастбища все так же не используется. Максимум прибыли упал при равном количестве капиталовложений. По представленным результатам делаем вывод о том, что количество работников не является лимитирующим фактором. Следует произвести трансформацию угодий с целью повышения эффективности использования земель, так как выращивать выгоднее, чем содержать скот.

Трансформация угодий

	пашня	пастбища
пашня	42	-
пастбища	27	3
итого	69	3

С помощью программы "ФЕРМЕР" производим расчеты с получившимися в процессе трансформации площадями угодий.

Решение задачи определения оптимального размера землепользования и структуры производства крестьянского хозяйства

Введены ограничения

по угодьям:

Площадь пастбищ, га НЕ БОЛЕЕ 3.00

Площадь сенокосов, га РАВНО 0.00

Площадь пашни, га НЕ БОЛЕЕ 69.00

по тpуду:

Труд (всего), чел.час. НЕ БОЛЕЕ 15.00

по скоту и птице:

Поголовье коров БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье молодняка КРС БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье свиней БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Поголовье овец РАВНО 0.00

Птица, голов РАВНО 0.00

по товарному производству:

Производство товарного зерна, ц НЕ МЕНЕЕ 1000.00

Производство зернобобовых, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство гречихи, ц РАВНО 0.00

Производство картофеля, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство овощей, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство молока, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство говядины, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство свинины, ц БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ

Производство баранины, ц РАВНО 0.00

Производство птицы, ц РАВНО 0.00

ОПТИМАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ :

МАКСИМУМ ПРИБЫЛИ (тыс.руб.) = 9210.45

РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ (%) = 215.69

РЕКОМЕНДУЕМАЯ СТРУКТУРА ХОЗЯЙСТВА ;

Озимые, товарные, га.......................................... 9.45

Яровые (ячмень, овес), товарные, га............................ 13.91

Яровые зерновые на концентраты, га............................ 18.04

Картофель, га................................................. 9.87

Овощи (открытый грунт), га.................................... 9.87

Силосные, га.................................................. 1.46

Корнеплоды, га................................................ 1.01

Озимые на зеленые корма, га................................... 0.42

Многолетние травы на зеленые корма, га........................ 1.64

Однолетние травы на зеленые корма, га......................... 0.29

Многолетние травы на сено, га................................. 2.16

Многолетние травы на сенаж, га................................ 0.88

Пастбища, га.................................................. 2.01

Коровы, голов (на голову)..................................... 11.00

Свиньи, голов (на голову)..................................... 56.00

Приобретаемая органика, тонн.................................. 42.69

Производственные затраты, тыс.руб............................. 3383.47

Кап. вложения в здания и сооружения животноводства, тыс.руб.... 551.61

Кап. вложения для приобретения продуктивного скота, тыс.руб.... 1765.14

Кап. вложения для приобретения с/х техники и транспорта, т.р... 10350.00

Капиталовложения (всего), тыс.руб............................. 12666.75

Расчетная площадь пашни, га................................... 69.00

ТРУДОВЫЕ ЗАТРАТЫ И ОЖИДАЕМЫЙ ОБЪЕМ ПРОИЗВОДСТВА :

Труд (всего), чел.час......................................... 29497.76

Производство кормов: корм.ед. (всего), центнеров.............. 93.48

Производство перевариваемого протеина, центнеров.............. 38.79

Производство кормовой соломы, ц............................... 319.53

Производство подстилочной соломы, ц........................... 119.70

Производство силоса, ц........................................ 10.94

Производство корнеплодов, ц................................... 2.19

Производство зеленых кормов (с 10 по 31 мая), ц............... 1.32

Производство зеленых кормов (июнь, 30 дней), ц................ 2.17

Производство зеленых кормов (июль, 31 день), ц................ 2.24

Производство зеленых кормов (август, 31 день), ц.............. 2.24

Производство зеленых кормов (сентябрь, 30 дней), ц............ 2.17

Производство сена, ц.......................................... 3.65

Производство сенажа, ц........................................ 3.65

Производство концентратов, ц.................................. 0.31

Производство товарного зерна, ц............................... 1000.00

Производство картофеля, ц..................................... 2368.08

Производство овощей, ц........................................ 4440.15

Производство молока, ц........................................ 550.00

Производство свинины, ц....................................... 112.00

Благодаря трансформации, мы вовлекли все площади, сохранив при этом все ограничения. На участке пастбища площадью 0,9 га будет размещена усадьба. Прибыль составляет 9210.45, рентабельность - 215.69%. Производственные затраты - 3383.47 тыс. руб. Трудовые затраты - 16,7 чел.час.

Организация территории КФХ "Сосенский"

После уточнения площади пашни в результате проведенной трансформации угодий приступаем к организации территории севооборотов. По проекту площадь пашни составляет 69 га. Соответственно, средний размер поля 11,5 га. Далее в соответствии с рекомендуемой структурой хозяйства был составлен шестипольный севооборот.

Проектируемые севообороты

№ поля	Культура	Севооборот	Общая площадь,га
1	Озимые + озимые на зеленые корма	Зерно-травопропашной	9,87
2	Овощи + силосные		11,33
2	Однлетние травы на зеленый корм+ многолетние травы на сенаж+ многолетние травы на сено+многолетние травы на зеленый корм + яровые		11,5
4	Яровые товарные		13,91
5	Картофель + корнеплоды		10,88
6	Зернобобовые		11,51
Итого	69

- Направление обработки

IV Номер поля и раб. Участка

10,88 Площадь поля

Рис. 2 План проектируемого севооборота

Для обоснования проекта организации КФХ необходимо провести анализ полученных результатов. Сравним показатели прибыли, рентабельности и производственных затрат на следующих этапах проектирования:

Прогнозный; период учета лимитирующих факторов; оптимизация структуры хозяйства с учетом устройства севооборота.

На первом этапе проектирования максимум прибыли КФХ составлял 5273.99тыс. руб. В результате проведенных мероприятий данный показатель увеличился до 9210.45тыс. руб., что составляет почти 50%.

Значение рентабельности изменилось слабо, однако мы достигли эффективного использования земель. (Показатели в 220% и 215,69%). Проведя сравнение данных показателей по всем вариантам, можно сделать вывод о том, что на первом этапе проектирования организация хозяйства наименее выгодная.

Заключение

В данной РГР при помощи автоматизированных систем землеустроительного проектирования был проведен комплекс работ по оптимизации размеров КФХ и наилучшей структуры хозяйства при соответствующей специализации хозяйства. Составлен севооборот и размещен на картографическом материале.

Мы разработали три варианта ведения КФХ и выбрали наиболее оптимальный, с наилучшими показателями использования площадей, продуктивности угодий, трудовых ресурсов и денежных затрат и прибыли.

Были рассмотрены основные аспекты формирования землеустроительных автоматизированных технологий

В результате проделанной работы, можно сделать вывод, что внедрение автоматизированных систем позволяет намного быстрее и качественнее проводить землеустроительные работы, со значительным уменьшением затрат времени и средств. Также эти технологии позволяют в отличие от традиционных методов, базирующихся на интуиции и опыте проектировщика и экспертных оценках, получать комплексное решение задач планирования (работа в ПП "Фермер" планирование структуры хозяйства), учета, анализа и проектирования на качественно новом уровне (работа в системе ГИС "МаpInfo").

Список использованных источников

1. Волков С.Н. Землеустройство. Системы автоматизированного проектирования в землеустройстве. Т.6. - М.: Колос, 2002. - 328 с.

2. Кунву Ли. Основы САПР. ПИТЕР, 2004

3. Кондаков А.И. САПР технологических процессов и производств. ACADEMA, 2007

4. Генплан муниципального образования "город Сосенский"

5. Проект Министерства РФ по связи и информатизации "Концепция создания Автоматизированной системы ГРН"

6. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 2 марта 2000 года № 323-р

7. Т.В. Папаскири. Геоинформационные системы и технологии автоматизированного проектирования в землеустройстве: Методические указания и задания для выполнения лабораторных работ. ГУЗ, 2003,107 с.

Размещено на Allbest.ru

...