Ідентифікація конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський державний аграрний університет

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Ідентифікація конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур

Сидорчук Леонід Леонідович

Львів - 2008

Анотація

Сидорчук Л.Л. Ідентифікація конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидат технічних наук за спеціальністю 05.13.22 - управління проектами та програмами. - Львівський державний аграрний університет, Львів, 2008.

У дисертаційній роботі вирішується науково-прикладна задача розроблення методів та моделей для ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур

Розкриті системно-технологічні засади ідентифікації конфігурації парку комбайнів, які на основі системного підходу визначають множину головних задач, методів і моделей їх вирішення в умовах стохастичності предметних, природно-виробничих та агрометеорологічних умов проектного середовища. Обґрунтовано узагальнений алгоритм ідентифікації конфігурації. Обґрунтовані статистичні моделі складових проектного середовища. Розроблено комп'ютерну програму статистичного імітаційного моделювання віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» для визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації. Виконані комп'ютерні експерименти та проаналізовані результати моделювання. Узгоджені фізичні показники об'єктів конфігурації з керованими характеристиками проектного середовища та визначено оптимальні значення сезонної програми. Встановлено, що парк комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур в умовах Львівщини має складатися із комбайнів з пропускною здатністю 6 кг/с., сезонна площа збирання одним таким комбайном має становити 175 га.

Ключові слова: проект, управління, конфігурація, ідентифікація, комбайн, збирання, зернові культури.

Аннотация

Сидорчук Л.Л. Идентификация конфигурации парка комбайнов в проектах систем централизованной уборки ранних зерновых культур. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.22 - управление проектами и программами. - Львовский государственный аграрный университет, Львов, 2008.

В диссертации решается научно-прикладная задача разработки методов и моделей для идентификации конфигурации парка комбайнов в проектах систем централизованной уборки ранних зерновых культур.

Раскрыты системно-технологические основы идентификации конфигурации парка зерноуборочных комбайнов, которые на основании системного подхода определяют конечное множество главных задач, методов и моделей их решения в условиях стохастических предметных, природно-производственных и агрометеорологических условий проектной среды. Обоснован обобщенный алгоритм согласования физических показателей объектов конфигурации с управляемыми характеристиками проектной среды, которым раскрывается зависимость эффективности проектов от совокупного воздействия главных факторов - социальных, правовых производственных, предметных, агрометеорологических, технологических, технических и управленческих, предопределяющих конфигурацию проектов.

Обоснованы модели составляющих проектной среды. Установлено, что агрометеорологические условия отображаются статистическими распределениями интервалов времени возможного и невозможного выполнения уборки (закон Вейбулла), а также росяными промежутками времени (нормальный закон). Предметные условия отображаются вероятностями площадей посева главных семи зерновых культур в общей структуре зерновых, распределением времени их дозревания до полной спелости на отдельных полях, урожайностью и коэффициентом соломистости. Природно-производственные условия отображаются площадями полей под ранними зерновыми, их конфигурацией, длиной гонов и уклоном полей. Управляемой характеристикой проектной среды является сезонная площадь зерновых, планируемая для централизованной уборки. Проведена оценка главных характеристик проектной среды для условий Малого Полесья Львовской области.

Разработана компьютерная программа и выполнено статистическое имитационное моделирование виртуальной системы «комбайн - сезонное множество полей». Установлено для объектов конфигурации, отличающихся физическими показателями, их системные функциональные показатели.

По стоимостному критерию выполнено идентификацию конфигурации парка комбайнов в проектах систем централизованной уборки ранних зерновых культур в условиях проектной среды Малого Полесья Львовской области. Обосновано, что конфигурация этого парка должна состоять из комбайнов пропускной способности 6 кг/с. с плановой сезонной площадью 175 га.

Ключевые слова: проект, управление, конфигурация, идентификация, комбайн, уборка, зерновые культуры.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Однією з головних проблем теперішнього стану сільського господарства України є занепад його технічного потенціалу. Відновлення цього потенціалу можливе на основі інжинірингових проектів аграрних виробничих систем. Управління такими проектами є специфічним оскільки слід враховувати стохастичний характер проектного середовища, який зумовлюється нестабільністю агрометеорологічних умов. Це стосується парку комбайнів для збирання зернових культур як на основі внутрігосподарського методу їх використання, так і міжгосподарського, за якого збирання здійснюється централізовано. Управління конфігурацією таких проектів, зокрема, їх ідентифікація вимагає розроблення нових методів і моделей, які б враховували зазначені особливості. А тому тема роботи є актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до комплексного плану наукових досліджень Львівського державного аграрного університету (ДР № 01009002333, зокрема, складової цього плану “Розробка проектів головних виробничих та сервісних систем аграрного виробництва в умовах краю на підставі ефективного використання ресурсного потенціалу''), а також теми “Розробка методів та визначення потреби в зернозбиральних комбайнах реформованих сільськогосподарських підприємств Львівщини на основі дослідження технологічного ризику збирального процесу та кооперування'' (ДР № 0102U000236) Західного філіалу Національного наукового центру “ІМЕСГ''.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності управління проектами поновлення парку комбайнів систем централізованого збирання ранніх зернових культур на основі розроблення та використання методів і моделей ідентифікації конфігурації проектів з урахуванням ймовірнісних характеристик проектного середовища.

Для досягнення мети дисертаційної роботи необхідно вирішити такі завдання:

1) проаналізувати стан питання в практиці і науці та обґрунтувати потребу розроблення нових і вдосконалення чинних методів і моделей, що використовуються для ідентифікації конфігурації проектів систем з технологічного обслуговування сільськогосподарських підприємств;

2) виконати аналіз проектів систем технологічного обслуговування сільськогосподарських підприємств та з'ясувати особливості ідентифікації їх конфігурації;

3) розробити системно-технологічні засади ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур з урахуванням імовірнісних характеристик проектного середовища;

4) обґрунтувати множини методів і моделей для ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур;

5) дослідити характеристики проектного середовища та проаналізувати фізичні показники об'єктів конфігурації.

6) розробити комп'ютерну програму та виконати статистичне імітаційне моделювання віртуальних систем «комбайн - сезонна множина полів», визначити системні функціональні показники об'єктів конфігурації;

7) узгодити за вартісним критерієм фізичні показники об'єктів конфігурації з керованими характеристиками проектного середовища та ідентифікувати конфігурацію проекту парку зернозбиральних комбайнів, впровадити результати дослідження у виробництво.

Об'єктом дослідження є процес ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур.

Предметом дослідження є методи і моделі ідентифікації конфігурації парку комбайнів в проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур, залежність системних функціональних показників об'єктів конфігурації від керованих характеристик проектного середовища.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети в дисертаційній роботі використано аналітичні та експериментальні методи дослідження, методи системного підходу, статистичного оцінення, регресійно-кореляційного аналізу, статистичного імітаційного моделювання, метод ітерацій.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено системно-технологічні засади ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур на основі узгодження фізичних показників об'єктів конфігурації з керованими характеристиками проектного середовища;

- вперше обґрунтована множина методів і моделей для визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації на основі врахування ймовірнісних характеристик проектного середовища в проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур за допомогою статистичного імітаційного моделювання;

- вперше отримано результати ідентифікації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур в умовах Львівщини;

- удосконалено статистичну імітаційну модель функціонування віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів», яка уможливлює визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації;

- отримали подальший розвиток методологічні засади ідентифікації конфігурації проектів систем технологічного обслуговування сільськогосподарських підприємств на основі узгодження фізичних показників об'єктів конфігурації з керованими характеристиками проектного середовища.

Практичне значення одержаних результатів. На основі розроблених методів і моделей ідентифікації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур створено комп'ютерну інформаційно-аналітичну систему, яка може бути використана в інженерній практиці. Результати досліджень впроваджені в ТзОВ “Агро-Лан'' (смт. Куликів, Львівська обл.).

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним науковим дослідженням. У наукових працях, виконаних у співавторстві, автором особисто розроблено: 1) виконано аналіз особливостей функціонування обслуговуючих виробничих систем [1, 3, 10]; 2) розкриті системні принципи управління проектами цих систем [2, 3]; 3) розроблено методику та досліджено ймовірнісні характеристики проектного середовища [1, 4]; 4) обґрунтовані головні методи і моделі визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації [2, 5, 9, 11]; 5) обґрунтовано структуру алгоритму узгодження фізичних показників об'єктів конфігурації з керованими характеристиками проектного середовища [6]; 6) розроблено методику та досліджено імовірнісні характеристики проектного середовища [11]; 7) виконано статистичне імітаційне моделювання віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» та обґрунтовано вибір об'єктів конфігурації парку комбайнів для умов Львівщини [11].

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались та отримали позитивну оцінку на: Міжнародному форумі “Молодь і сільськогосподарська техніка в ХХІ столітті'' (Харків, 2006 р.); ХV Міжнародній науково-технічній конференції “Технічний прогрес у сільськогосподарському виробництві'' (Глеваха, 2007 р.); VIII Міжнародній науково-технічній конференції “Науково-технічні засади розробки, випробування та прогнозування сільськогосподарської техніки та технологій” (смт. Магерів, 2007 р.); Міжнародній науковій конференції „Управління проектами у розвитку суспільства: Управління проектами в умовах глобалізації знань” (Київ, 2007 р.); щорічних звітних науково-практичних конференціях викладачів та аспірантів Львівського державного аграрного університету (Львів, 2005-2007 рр.).

Публікації. Основний зміст і результати дисертаційної роботи опубліковані в 10 друкованих працях та одному депонованому звіті, з них - 8 у фахових збірниках наукових праць та 2 у матеріалах конференцій та симпозіумів.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел із 165 найменувань та 6 додатків. Основна частина викладена на 133 сторінках тексту, містить 11 таблиць і 40 рисунків. Повний обсяг роботи становить 180 сторінок.

2. Основний зміст роботи

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

У першому розділі “Стан питання в практиці та науці'' розкрито особливості дослідження проектного середовища систем збирання ранніх зернових культур. Зазначено, що сьогодні в Україні існує проблема стабільного та безвтратного виробництва зерна, вирішення якої вимагає реалізації нових проектів щодо поповнення парку комбайнів як сільськогосподарських підприємств, так і підприємств з їх технологічного обслуговування, які збирають зернові культури на основі централізованого методу - на замовлення. Управління такими проектами має враховувати те, що проектне середовище є нестабільним, у першу чергу, через стохастичний вплив агрометеорологічних умов. Окрім того, така характеристика цього середовища як урожайність ранніх зернових культур на окремих полях упродовж здійснення сезонних проектів збирання є незмінною лише 4-5 діб. Після цього відбуваються втрати вирощеного урожаю через осипання зерна, що є важливою обставиною для управління проектами аграрних виробничих систем.

Ефективність проектів систем централізованого збирання ранніх зернових культур залежить від багатьох складових управління ними, зокрема, від управління конфігурацією. Конфігурація проектів цих систем є визначальною у вирішенні проблеми із збиранням зернових культур, розв'язанням якої займались такі вчені СНГ як Ю.К. Киртбая, М.С. Рунчев, Ф.С. Завалішин, Е.В. Жалнін, К.С. Орманджі, Л.В. Погорілий, О.М. Грибинюк, Є.І. Ціп та багато інших. Їхні праці є важливим підґрунтям для розуміння багатьох особливостей управління конфігурацією. Однак, вони не дають відповіді стосовно ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах зернозбиральних систем.

Аналіз досліджень з управління проектами, виконаних Р.Д. Арчибальдом, В.Н. Бурковим, С.Д. Бушуєвим, В.І. Воропаєвим, В.К. Кашкіним, Л.А. Пономаренком, В.А. Рачом, П.М. Левковцем, О.В. Сидорчуком та іншими дав змогу узагальнити, що ними розроблені наукові підходи до управління проектами розвитку систем. Однак, питання стосовно управління конфігурацією, зокрема, задачі ідентифікації конфігурації проектів виробничих систем ними фактично не розглядалися.

Аналіз Міжнародних нормативних актів з управління конфігурацією проектів дав змогу з'ясувати чинні методологічні засади ідентифікації конфігурації проектів, які не можна повною мірою використати у проектах виробничих систем через невирішеність проблеми системних взаємозв'язків між складовими проектів, що стало підставою для виконання даного дослідження.

У другому розділі “Системно-технологічні засади ідентифікації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур'' розкрито особливості ідентифікації в управлінні конфігурацією проектів обслуговуючих систем сільського господарства, розроблені системні засади та класифікована множина задач ідентифікації конфігурації, а також розроблено метод визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації.

Особливістю ідентифікації конфігурації проектів обслуговуючих систем сільського господарства є те, що для забезпечення ефективності () управління ними слід розкрити залежність її від таких головних груп чинників: 1) соціальних (С); 2) правових (П); 3) природно-виробничих (В); 4) предметних (Пр); 5) агрометеорологічних (А); 6) технологічних (Тл); 7) технічних (Тr); 8) управлінських (У):

(1)

З цією метою розробляється та досліджується модель віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів». Результатом цього дослідження є системні функціональні показники об'єктів конфігурації (комбайнів). Змінюючи об'єкти конфігурації (технічний чинник залежності (1)), можна за відомих умов проектного середовища, знайти з-поміж альтернативних об'єктів ефективний - який дає змогу домогтися найкращого значення ефективності (), що є підставою для включення цього об'єкту до конфігураційної бази проекту.

Системні взаємозв'язки, що лежать в основі ідентифікації конфігурації проекту відображаються таким чином:

(2)

Розкривають їх на основі концепції системотехніки, яка передбачає за допомогою ітерацій одночасне (паралельне) здійснення таких процедур: 1) виділення проблеми; 2) її опис; 3) встановлення критеріїв; 4) ідеалізація; 5) декомпозиція задач; 6) їх композиція; 7) розв'язок. Узагальнений алгоритм системного дослідження взаємозв'язків (2) для проектів систем централізованого збирання ранніх зернових культур має вигляд.

На підставі методології системотехніки окреслено множину (26 од.) декомпозиційних задач стосовно ідентифікації конфігурації парку комбайнів, якими аналізуються та синтезуються головні групи чинників ефективності віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів». Проміжним результатом функціонування цієї системи є системні функціональні показники об'єктів конфігурації за заданих характеристик проектного середовища. До них належать: 1) обсяг несвоєчасно зібраних площ (); 2) тривалість роботи комбайна впродовж сезону (). На їх основі розраховуються складові функціоналу оптимізації сезонної площі збирання (керованої складової проектного середовища):

,(3)

де З_Т - вартісна оцінка витрат у технологічному процесі, грн.; В_У - вартісна оцінка втрат вирощеного урожаю через несвоєчасне виконання зернозбирального проекту, грн.; S_r - сезонна площа збирання ранніх зернових культур для r-о комбайна, га.

Аналіз чинників, що впливають на системні функціональні показники об'єктів конфігурації, уможливив виокремлення агрометеорологічних, природно-виробничих та предметних умов проектного середовища. Вони зумовлюють події проектів як автономно, так і сукупно з фізичними показниками об'єктів конфігурації. Автономними подіями проекту, що зумовлюються предметними умовами проектного середовища, є час настання повної стиглості ранніх зернових культур на окремих полях. Відповідно для озимих та ярих ранніх зернових культур цей час відображається залежностями:

;(4)

,(5)

де - час настання фізичної стиглості ґрунту того чи іншого календарного року, діб;

, - відповідно час відновлення вегетації озимих культур та сівби ярих, діб;

, - відповідно тривалість вегетаційного періоду росту та розвитку озимих та ярих зернових, діб.

Події агрометеорологічних умов проявляються як результат впливу даних умов на вирощену на полях зерносоломисту масу. Цей вплив є таким, що уможливлює або унеможливлює збирання зернових у той час чи інший момент часу. Зазначені події зумовлюють добовий та сезонний агрометеорологічно дозволені фонди часу збирання.

Події природно-виробничих умов відображаються площею, конфігурацією, ухилом та довжиною гону окремих полів. Вони разом із згаданими подіями, зумовлюють годинну () та добову () продуктивність комбайна:

(6)

(7)

де ,- відповідно ухил та довжина гону -о поля, ^_, м;

- урожайність k-ї культури на -у полі, ц/га;

- коефіцієнт соломистості;

- середній дефіцит вологості у j-у добу, гПа;

N_ен - потужність двигуна r-о комбайна, кВт;

g_r - пропускна здатність, кг/с;

B_r - ширина жниварки, м;

- місткість бункера, м³;

- добовий агрометеорологічно дозволений фонд часу збирання у j-у добу, год;

О_r - організаційний режим використання r-о комбайна (час початку роботи, число змін використання впродовж доби).

Зазначимо, що продуктивність комбайна зумовлюється такими складовими як тривалістю руху комбайна в загінці, тривалостями наповнення зерном та вивантаження бункера, тривалістю розворотів, частістю настання та тривалістю усунення технологічних відмов. Всі ці складові розкриваються статистичною імітаційною моделлю віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів», за допомогою якої визначаються системні функціональні показники об'єктів конфігурації.

У третьому розділі “Методика дослідження характеристик проектного середовища та моделювання функціональних показників об'єктів конфігурації'' розкривається програма та методика дослідження складових проекту, потрібних для ідентифікації його конфігурації. Програмою досліджень проектного середовища передбачається аналіз головних задач ідентифікації конфігурації парку комбайнів та множини характеристик проектного середовища, кожну з яких слід кількісно оцінити на основі ретроспективної інформації. Це здійснюється за п'ять етапів, що логічно ув'язані між собою як за послідовністю, так і змістом виконання.

Для кількісного оцінення характеристик проектного середовища розроблено методики: дослідження часових характеристик предметних умов цього середовища; збору даних та кількісного оцінення агрометеорологічних характеристик.

Для визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації обґрунтовано методики: аналітичного визначення швидкості руху комбайна по полю на основі узгодження його фізичних параметрів з характеристиками проектного середовища; статистичного імітаційного моделювання віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» та визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації.

Часові характеристики предметних умов проектного середовища встановлюються на основі опрацювання офіційних даних агрометеорологічної станції про час настання фізичної стиглості ґрунту того чи іншого календарного року та час достигання ранніх зернових культур на окремих полях, а також кореляційно-регресійного аналізу залежності між цими характеристиками.

Агрометеорологічні умови проектного середовища досліджуються на основі аналізу їх впливу на вологість зерносоломистої маси, за значенням якої встановлюються межі погожих та непогожих проміжків часу, що визначають агрометеорологічно дозволений фонд робочого часу для збирання зернових.

Швидкість руху комбайна по полю в статистичній імітаційній моделі віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» розраховується аналітично на основі узгодження пропускної здатності комбайна з реальною подачею зерносоломистої маси, а також затраченої потужності з потужністю встановленого двигуна.

Розроблений алгоритм статистичного імітаційного моделювання віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» складається із 18 блоків, якими враховано специфіку функціонування даної системи та причинно-наслідкові зв'язки, що є характерним як для проектного середовища, так і об'єктів конфігурації.

Четвертий розділ “Обґрунтування моделей впливу проектного середовища на системні функціональні показники об'єктів конфігурації'' стосується моделей імовірнісного впливу проектного середовища на системні функціональні показники об'єктів конфігурації. Дослідження агрометеорологічних умов проектного середовища дало змогу розкрити механізм впливу їх на предмет праці (зернові культури), а також з'ясувати закономірності цього впливу. Зокрема, доведено, що агрометеорологічні умови проектного середовища слід відображати послідовними інтервалами агрометеорологічно дозволеного (t_п) (погожими) та недозволеного (t_н) (непогожими) часу збирання ранніх зернових культур, які для умов Малого Полісся Львівщини відображаються теоретичним розподілом Вейбулла з відповідними диференціальними функціями розподілу:

;(8)

.(9)

Встановлено, що кожна доба погожих інтервалів часу характеризується агрометеорологічно дозволеним фондом часу збирання - вологість зерносоломистої маси є такою, за якої забезпечується належний вимолот зерна. Добовий фонд часу збирання відображається нормальним теоретичним законом розподілу, диференціальна функція якого має вигляд:

.(10)

Однак, через те, що організація двозмінного збирання ранніх зернових культур здійснюється з дев'ятої години ранку і може тривати з перервою на обід до 24 год., цей фонд часу організаційно корегується, а тому диференціальна функція його розподілу має вигляд:

.(11)

З огляду на залежність функціональних показників об'єктів конфігурації від вологості зерностеблової маси та впливу на неї дефіциту вологості повітря, в імітаційній моделі враховується виявлена кореляційна залежність між тривалістю добового погожого проміжку часу ()та середнім значенням дефіциту вологості повітря в цей період ():

. (12)

Кореляційне відношення становить 0,612.

Дослідження природно-виробничих та предметних умов проектного середовища дало змогу встановити такі його характеристики: 1) розподіл площі полів під ранніми зерновими культурами; 2) кореляційну залежність числа ранніх зернових культур від загальної площі їх посіву сільськогосподарськими підприємствами; 3) кореляційні залежності часу достигання (до повної стиглості) окремих зернових культур від часу настання фізичної стиглості ґрунту (табл. 1).

Встановлено, що теоретичним законом розподілу площі полів під ранніми зерновими є закон Вейбулла з такими оцінками статистичних характеристик - математичного сподівання - =43,005 га. середньоквадратичного відхиленням - =30,776 га.

Таблиця 1. Залежності тривалості вегетації (до повної стиглості) озимих та ярих зернових культур від початку фізичної стиглості ґрунту

№	Назва культури	Рівняння залежності	Коефіцієнт кореляції
1	Озимий ріпак	tвор= -0.4956 фф + 144.26	-0,699
2	Озима пшениця	tвоп= -1.032 фф + 205.39	-0,928
3	Озиме жито	tвож= -0.908 фф + 192.25	-0,886
4	Ярий ячмінь	tвяя= -0.7909 фф + 191.4	-0,867
5	Яра пшениця	tвяп= -0.5658 фф + 165.15	-0,771
6	Овес	tво = -1.3266 фф + 230.68	-0,992
7	Гречка	tвг= -0.7804 фф + 178.27	-0,861

Важливими складовими імітаційної моделі віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» є фізичні та часткові функціональні показники об'єктів конфігурації. На основі аналізу статистичних даних про характеристики зернозбиральних комбайнів, які є на ринка України, встановлені кореляційні залежності між головними фізичними їх показниками (табл. 2).

Таблиця 2. Кореляційні залежності між фізичними показниками комбайнів

Назва залежності	Рівняння регресії	Коефіцієнт кореляції
Залежність між пропускною здатністю комбайна та потужністю двигуна		- 0,898
Залежність між пропускною здатністю комбайна та площею решіт		- 0,901
Залежність між потужністю двигуна та масою комбайна		- 0,902
Залежність між пропускною здатністю та місткістю бункера комбайна		- 0,951
Залежність між потужністю двигуна та вартістю комбайна		- 0,947

На основі виробничих експериментів встановлені статистичні розподіли таких часткових функціональних показників об'єктів конфігурації: 1) кількість технологічних відмов комбайна на 1000 м пройденого шляху; 2) тривалість усунення технологічних відмов; 3) тривалість розворотів комбайна. Встановлено. що ці показники відображаються теоретичним законом Вейбулла з такими оцінками статистичних характеристик: для кількості технологічних відмов комбайна (п_в) на 1000 метрів пройдено шляху - =1,9 од., =1,622 од.; для тривалості усунення (t_у) технологічних відмов - =.0,439 хв, =0,395хв.; для тривалості (t_р) розворотів - =0,361 хв. =0,124 хв.

У п'ятому розділі “Результати ідентифікації парку комбайнів в проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур на основі статистичного імітаційного моделювання'' висвітлені результати моделювання віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів», здійснено аналіз системних функціональних показників об'єктів конфігурації, а також за вартісним критерієм обґрунтовані пріоритетні комбайни для формування конфігураційної бази проектів систем централізованого збирання ранніх зернових культур в умовах Малого Полісся Львівщини.

Статистичне імітаційне моделювання віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» виконується за обґрунтованих некерованих початкових даних проектного середовища та керованих даних щодо сезонної виробничої програми і об'єктів конфігурації. Сезонна виробнича програма характеризується сезонною площею, кількістю зернових культур та ймовірністю кожної з них у цій площі. На основі даних про кількість зернових культур, що висіваються сільськогосподарськими підприємствами Львівщини, а також враховуючи структуру посіву зернових культур в області формується сезонна виробнича програма зі змінною ймовірністю площ та кількістю культур, що плануються до збирання (табл. 3)

Таблиця 3. Ймовірність площ окремих культур в загальній структурі їх посіву

Назва культури	Ймовірність площі окремих ранніх зернових культур у загальній структурі їх посіву для заданої сезонної площі
	50	150	200	250	300	350	450
Озима пшениця	0,62	0,45	0,45	0,45	0,45	0,43	0,43
Озиме жито	0,22	0,16	0,16	0,16	0,16	0,15	0,16
Озимий ріпак	0,16	0,12	0,12	0,12	0,12	0,11	0,11
Яра пшениця		0,12	0,12	0,12	0,12	0,11	0,11
Ярий ячмінь		0,09	0,09	0,09	0,09	0,9	0,09
Овес		0,07	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06
Гречка						0,04	0,04

Статистичне імітаційне моделювання виконується для п'яти віртуальних систем, що складаються з одиничних комбайнів, які відрізняються між собою фізичними та вартісними показниками: - 1) “Нива-эффект''; 2) “СS 520'', New Holland; 3) CS 640 RS, New Holland; 4) “СХ 840'', New Holland; 5) “СХ 880'', New Holland.

У результаті статистичного імітаційного моделювання їх функціонування у віртуальній системі «комбайн - сезонна множина полів» встановлено статистичні закономірності системних функціональних показників (обсягу несвоєчасно зібраних площ та тривалості роботи комбайна впродовж сезону) та залежності оцінок їх параметрів від сезонної площі за заданої структури виробничої програми.

Залежності оцінки математичного сподівання обсягу несвоєчасно зібраних площ від сезонної площі записується формулою

,(13)

де a,b,c - коефіцієнти регресії.

Залежності оцінки математичного сподівання тривалості роботи комбайна від сезонної площі виражається формулою

,(14)

де d, e - коефіцієнти регресії.

Зростання оцінок математичних сподівань обсягу несвоєчасно зібраних площ та тривалості роботи комбайна від збільшення сезонної площі збирання та зменшення пропускної здатності комбайна є логічно вмотивованим.

Ідентифікація парку комбайнів в проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур, як вже зазначалося, вимагає вартісного оцінення результатів використання різних об'єктів конфігурації в проектах цих систем. На основі вартісного оцінення питомих експлуатаційних затрат на збирання ранніх зернових культур та питомих втрат вирощеного врожаю через несвоєчасне збирання для кожного комбайна визначено оптимальну сезонну площу збирання та питомі затрати коштів у віртуальній системі «комбайн - сезонна множина полів» за цієї площі (табл. 4)

Таблиця 4. Оптимальні значення сезонної площі для об'єктів конфігурації з різними фізичними показниками

Марка комбайна	Пропускна здатність, кг/с	Оптимальне сезонне навантаження, га	Сумарні питомі затрати коштів, грн./га
«Нива эффект»	5,6	175	880
CS 520, New Holland	8,36	190	1210
CS 640 RS, New Holland	11,23	210	1450
CХ 840, New Holland	13,15	250	1580
CХ 880, New Holland	14,22	350	1920

З таблиці видно, що для комбайна «Нива эффект» сумарні питомі затрати коштів є найменшими, а тому їх слід включити до базової конфігурації проекту.

Таким чином, розроблені науково-методичні засади ідентифікації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур дають змогу визначити марковий склад комбайнів залежно від регіональних особливостей проектного середовища. Отримані результати для умов проектного середовища Львівської області впроваджено у практику діяльності ТзОВ “Агро-Лан'', яке виконує централізоване збирання зернових культур.

комбайн зерновий проект управління

Висновки

У дисертаційній роботі вирішується науково-прикладна задача розроблення методів та моделей для ідентифікації конфігурації парку зернозбиральних комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур.

1. Аналіз чинних наукових засад, методів та моделей ідентифікації конфігурації проектів систем з технологічного обслуговування сільськогосподарських підприємств свідчить про те, що вони мають багато недоліків, зокрема, не враховують стохастичності проектного середовища та системної залежності функціональних показників об'єктів конфігурації від структури продукту проекту.

2. Аналіз проектів систем технологічного обслуговування сільськогосподарських підприємств дав змогу з'ясувати такі головні їх особливості як сезонність виконання сільськогосподарських робіт, стохастичність агрометеорологічних умов та наявність втрат врожаю від несвоєчасності виконання, що є основою формування вимог до методів і моделей ідентифікації їх конфігурації.

3. Розроблені системно-технологічні засади ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур базується на системному підході, яким враховуються головні зв'язки між чинниками функціональних показників об'єктів конфігурації, і дають змогу об'єктивно їх прогнозувати у проектах цих систем із керованими характеристиками проектного середовища.

4. Розроблений узагальнений алгоритм узгодження фізичних показників об'єктів конфігурації з керованими характеристиками проектного середовища у складі віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» визначає сутність головних методів і моделей процесу ідентифікації конфігурації.

5. Поділ проектного середовища на предметну, природно-виробничу та агрометеорологічну складові дає змогу розкрити причинно-наслідкові зв'язки між їх характеристиками, обґрунтувати метод дослідження їх впливу на системні функціональні показники об'єктів конфігурації та на підставі експериментальних досліджень створити їх статистичні моделі, які є основою бази даних статистичної імітаційної моделі для визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації

6. Встановлені кореляційні залежності (табл. 2) між фізичними показниками зернозбиральних комбайнів, що виготовляються різними фірмами, та залежність їх ринкової вартості від цих показників свідчать про наявність світової тенденції технічного розвитку об'єктів конфігурації і є підставою для вибору методів ідентифікації конфігурації парку комбайнів у проектах зернозбиральних систем.

7. Розроблена статистична імітаційна модель функціонування віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» на основі врахування фізичних показників об'єктів конфігурації та стохастичності проектного середовища уможливлює визначення системних функціональних показників об'єктів конфігурації та за вартісним критерієм узгодження їх фізичних показників з сезонною площею збирання.

8. Виконані над статистичною імітаційною моделлю віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» комп'ютерні експерименти дали змогу встановити статистичні закономірності системних функціональних показників об'єктів конфігурації з різними фізичними показниками та залежності їх від керованих складових конфігурації проекту.

9. Узгодження за вартісним критерієм фізичних показників об'єктів конфігурації із сезонною площею віртуальної системи «комбайн - сезонна множина полів» дало змогу встановити оптимальні значення сезонної площі та визначити, що для умов Львівщини у проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур слід формувати базову конфігурацію з комбайнів пропускної здатності 6 кг/с. та сезонною площею збирання 175 га.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Сявавко М., Сидорчук Л., Луб П., Шарибура А., Спічак В. Управління технологічним ризиком у проектах збиральних комплексів // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження. - 2005. - № 9. - С. 88-94 (автором виконано аналіз причин технологічного ризику та особливостей функціонування зернозбиральних комплексів).

2. Сенчук С.Р., Сидорчук О.В., Боярчук В.М., Сидорчук Л.Л. Головні моделі обґрунтування змісту проекту поповнення та використання парку зернозбиральних комбайнів в Україні // Механізація та електрифікація сільського господарства: Міжвідомчий темат. наук. зб. - Вип. 90. - Глеваха: ННЦ “ІМЕСГ”, 2006. - С. 243-251. (автором розкрито системні принципи управління проектами поповнення парку зернозбиральних комбайнів).

3. Сидорчук О., Боярчук В., Сидорчук Л., Форнальчик Є., Марчук М., Івасюк І. Наукові принципи управління проектами транспортних систем сільськогосподарського виробництва // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження - 2005. - № 9. - С.28-33. (автором виконано аналіз принципів управління проектами транспортних систем).

4. Панюра Я., Сидорчук О., Тригуба А., Боярчук В., Сидорчук Л. Ризик добового робочого фонду часу зернозбирального комбайна // Техніка АПК. - 2006. - № 4.- С. 12-14. (автором розкрито методику та досліджено ймовірнісні характеристики проектного середовища).

5. Боярчук В.М., Тимочко В.О., Сидорчук Л.Л., Комарніцкий С.П. Синтез чинників продуктивності комбайна // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження - 2006. - № 10. - С. 18-24. (автором обґрунтовано головні чинники та моделі продуктивності комбайна).

6. Сидорчук О.В., Боярчук В.М., Сидорчук Л.Л. Обґрунтування алгоритму моделювання та оптимізації сезонної програми зернозбирального комбайна // Техніка АПК. - 2007. - № 4-5. - С.8-11. (автором обґрунтовано структуру алгоритму узгодження фізичних показників об'єктів конфігурації з керованими характеристиками проектного середовища).

7. Сидорчук Л.Л. Аналіз причинно-наслідкових зв'язків між подіями у проекті збирання ранніх зернових // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження - 2007. - № 11. - С. 26-29.

8. Сидорчук Л.Л. Задачі ідентифікації конфігурації комбайнового парку в проектах систем централізованого збирання ранніх зернових культур // Техніко-технологічні аспекти розвитку та випробування нової техніки і технологій для сільського господарства України: Зб. наук. праць УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. - Дослідницьке, 2007. - Вип. 10 (24), кн.2. - С. 225-229.

9. Сидорчук Л.Л., Войтенко Є.Г. Обґрунтування статистичних часових моделей роботи комбайна у процесі збирання ранніх зернових культур // Молодежь и сельскохозяйственная техника в XXI веке: II-го Междун. форума молодежи. Харьков, 4-5 апреля 2006г. - Харьков: ХНТУСТ, 2006. - С.26. (автором обґрунтовано статистичну модель роботи комбайна).

10. Боярчук В.М., Тимочко В.О., Сидорчук Л.Л., Комарніцький С.П. Особливості управління конфігурацією проектів систем централізованого збирання ранніх зернових культур // Управління проектами у розвитку суспільства: Управління проектами в умовах глобалізації знань: IV Міжнар. конф. - К.: КНУБА, 2007. - С.25-26. (автором означені особливості управління конфігурацією проектів систем централізованого збирання ранніх зернових культур).

11. Розробка методів та визначення потреби в зернозбиральних комбайнах реформованих сільськогосподарських підприємств Львівщини на основі дослідження технологічного ризику збирального процесу та кооперування: Звіт про НДР / О. Сидорчук, О. Бальмич, І. Дмитерко, Л. Сидорчук та ін.; Зах. філ. ННЦ “ІМЕСГ''; Інв. № 0102U000236. Львів, 2005 - 64с. (автором розроблено алгоритм, програмне забезпечення, виконано моделювання з визначення оптимального сезонного навантаження на комбайни та отримано результати комп'ютерних експериментів).

Размещено на Allbest.ru

...