Моделирование состава машинно-тракторного парка

по уборке зерновых и технологических культур, оснащенные высокопроизводительной техникой.

Состав и структура машинно-тракторного парка станции (МТС) должны определяться в зависимости от возможных объемов работ и сроков их выполнения. При этом следует учитывать, что дорогостоящие сельскохозяйственные тракторы и машины должны эксплуатироваться в пределах оптимальных агротехнических сроков выполнения технологических операций не в одном, а в разных хозяйствах. Учитывая особенности Тюменской области - как территории с резко континентальными климатическими условиями, при комплектовании парка обязательно должны учитываться возможные отрицательные климато-географически факторы воздействия.

Принимая во внимане то, что технологические отряды будут перемещаться как в пределах административного района, так и в соседних районах, при выборе техники должны быть учтены расходы на переезды из одного хозяйства в другое.

Для оптимизации состава и структуры парка тракторов, комбайнов, орудий машинно-тракторной станции (МТС) следует использовать методы экономико-математического моделирования.

Экономико-математическое моделирование состава машинно-тракторного парка

Отправным пунктом при расчетах должна служить производственная программа обслуживаемых хозяйств, технологическая карта на возделывание основных культур, при выращивании и уборке которых будет применяться техника МТС.

Математическая модель оптимальной структуры МТП в общем виде может быть сформулирована следующим образом:

Найти число агрегатов Хijkf, удовлетворяющее следующими ограничениям: требование выполнения технологических, транспортных и вспомогательных операций в наиболее целесообразные агротехнические сроки: ограничение непрерывного выполнения технологических операций в пределах агросрока: ограничение согласования операций:

Требования к выполнению объемов работ и количеству машин в составе МТП:

Ограничение экологического воздействия (разового и суммарного) на природную сферу:

Ограничения неотрицательных переменных:

где: Хj - количество агрегатов j-типа в составе МТП; Хijk - количество агрегатов j-типа, используемых на i-операции, в k-период; Wijk - производительность агрегата j-типа, i-операции, k- период; bikf - объем работ на i-операции, k-период при возделывании f-культуры; a - коэффициент согласования технологических и взаимосвязанных работ; lijr - количество машин r-типа, входящих в состав j- агрегата при выполнении i-операции; I -количество рассматриваемых типов агрегата; K - количество рассматриваемых периодов годового цикла работ; J - количество рассматриваемых операций; N - количество типовых вариантов погодных условий.

Критерий оптимальности - минимум интегральных затрат, включаяющий: 1) затраты на приобретение и содержание парка машин:

где Сj - затраты, связанные с приобретением и содержанием техники j- типа (включая нормативную эффективность капитальных затрат), в расчете на N годовых циклов выполнения работ;

2) прямые (эксплуатационные) затраты на выполнение операций по возделыванию сельскохозяйственных культур:

где Сir - прямые затраты на выполнение единицы объема работ по i-той операции, j-того типа за один час работы; Pirkn - объем работ.

3) экономическая оценка невосполнимых экологических нарушений при использовании отдельных машин:

где

Uij - снижение урожая культуры при использовании на ее возделывании машин j-того типа в течение t лет; Ri - стоимость единицы продукции урожая l - культуры; nj - количество машин j-го типа в определении состава МТП в расчете на 1000 г земли в обработке; xl - коэффициенты объема l-ой культуры в структуре площадей хозяйства. Коэффициент - устанавливается для различной интенсивности использования машин (в основном тракторов) определенных типов.

4) Потери части урожая культуры из-за использования агрегатов определенными экологическими отклонениями

где

- стоимость потерянной части урожая определенной культуры (исходя из номера операции i), при выполнении единицы объема работ по i-той операции j-м агрегатом; Pi - стоимость единицы продукции l-й культуры.

Функционал рассматриваемой оптимизационной задачи:

Сбор исходной информации для решения задачи должен проводиться с учетом использования зарубежной техники, которая поступает на рынок Тюменской области. Планируется провести решение задачи на компьютере, для чего следует подготовить каталог, в который должны войти технико-экономические показатели сельскохозяйственной техники, стоимостные показатели горюче-смазочных материалов, стоимость тракторов, комбайнов, и сельхозмашин с учетом процентных ставок на кредиты для приобретения техники.

Для сокращения расходов материальных и финансовых средств на перемещение отряда из одного хозяйства (района) в другой следует оптимизировать и решить транспортную задачу, составить на основе ее решения маршруты и графики переездов с учетом транспортных возможностей агрегатов.

Характеристика изучаемого хозяйства

Изучаемое хозяйство расположено в центральной части Тюменского района, находящегося на западе Тюменской области. Тюменский район относится географически к лесной (таежной) зоне, к подзоне осиново-березовых лесов, располагаясь в Затобольской провинции этой подзоны. На отдельных площадях хозяйства сохранились березовые рощи с травянистой растительностью, угнетенной систематическим выпасом скота. На других участках травянистая растительность представлена злаками и лесным разнотравьем с примесью клевера. По агроклиматическому районированию это район теплой, умеренно-увлажненной зоны. Континентальный климат (по отдельным источникам резко континентальный) формируется под влиянием воздушных масс азиатского материка. Беспрепятственное проникновение арктических масс воздуха с севера и сухих воздушных потоков из Казахстана обуславливает резкие колебания погодных условий, что приводит, в результате, к общей неустойчивости климата. Это особенно выраженно суровой холодной зимой, неплым. Но непродолжительным летом, короткой весной. Средняя температура января: -16,7оС; июля: +16,6 оС. Устойчивый снежный покров образуется в первой декаде ноября, причем его высота достигает 35 см. Период с температурой воздуха выше +10 оС продолжается 125-130 дней, выше +15 оС 70-85 дней, безморозный период всего 115-125 дней. Годовое количество осадков 412 мм. Гидротермический коэффициент ~1,1-1,2. При общей удовлетворительной обеспеченности влагой возможен период ее недостатка для растений (атмосферные засухи составляют, в среднем, 24-27 дней ежегодно). Преобладающее направление ветра юго-западное. Весна сухая и ветренная, снеготаяние - интенсивное. Начало полевых работ, в среднем, происходит 29 апреля. Хозяйство расположено на Западно-Сибирской плите (плато), в районе лесо-степной равнинной части низменности.