CC BY
21
УДК 631.366
В.И.ШАМОНИН, канд. техн. наук; А.В. СЕРГЕЕВ, канд. техн. наук
АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ МАШИННОЙ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ НЕ ОДНОВРЕМЕННО СОЗРЕВАЮЩИХ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ОТКРЫТОГО ГРУНТА
Разработан расчетный механизм проектирования механизированной технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур открытого грунта, позволяющий оптимизировать уборочный процесс в условиях конкретного производства при различных временных циклах сбора готовой продукции
Ключевые слова, технология уборки, технические средства, банк данных, блок схема, прогноз рынка, анализ принятия решений
V.I. SHAMONIN, CandSc (Eng); A.V. SERGEEV, CandSc (Eng)
ALGORITHM TO FORM A MACHINE-BASED HARVESTING TECHNOLOGY OF NON-SIMULTANEOUSLY RIPENING FIELD VEGETABLE CROPS
A calculation tool to design machine-based harvesting technologies of non-simultaneously ripening field vegetables has been developed, which allows to optimize the harvesting process under particular farm conditions and different time cycles of picking up the ready produce.
Key words: harvesting technology, technical facilities, data bank, block diagram, market forecast, decision-making analysis
Построение машинной технологий уборки не одновременно созревающих овощных культур открытого грунта (капуста белокочанная ранних и ультраранних сортов и гибридов, капуста цветная, кольраби, кабачки, патиссоны, огурцы и др.) представляет собой многовариантную задачу.
В настоящее время сформировались и используются три технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур:
Т1 - сбор урожая вручную и складирование убранной продукции на поверхности поля с последующим сбором и вывозом транспортным средством общего назначения;
Т2 - применение простейших технических средств (платформ, кузовов и т.д.), посредством которых собранная вручную продукция вывозится на край поля для затаривания и складирования; Т3 - уборка с применением специализированных уборочных технических средств, конструкция которых предусматривает доработку, фасовку и упаковку собранной продукции, а также накопление и транспортировку к месту складирования.
Каждая технология предусматривает выполнение следующих технологических операций ТО: ТО1 -сбор продукции вручную; ТО2 -контроль качества, доработка; ТО3 -фасовка и упаковка в тару; ТО4 -технологическое складирование; ТО5 -транспортировка; ТО6 - разгрузка в местах складирования.
Логическая схема взаимосвязи операций технологии уборки изображены на рисунке 1 в виде сетевых графов.
ТО
Рис. 1. Логические схемы операций технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур открытого грунта
78
Банк данных технологий и технических средств уборки ранней овощной продукции
Прогноз урожая Уп
Прогноз объема реализации
Прогноз цены реализации Цп
Расчет технико-экономических показателей машинной технологии ТЭп _(ввод стоимостных показателей Сэ, Стр, См, Сп)_
Энергозатраты, МДж/т
еж + ем + ез
З = Е +
зэ епс ^
ж
гу п
Трудозатраты,чел-ч/т
_ N
ЗТР
ж
СМ
Материалоемкость, т/тп
Ст
З =
ЗМ
'ТС
ж
СМ
Коэффициент энергетической эффективности
Я.Э =
П
зэ + П Яэ > 0,5
= 0...1
Сп ЗВ + ЗУБ + ЗСХ
С ^ тт
Пп =(Ц п - Сп) • 12п
П > 0
П = П + П + .. + п
Л 12 п
П ^ тах
нет Анализ принятия
решений
нет
Конец
да
Рис. 2. Блок-схема алгоритма выбора оптимальной технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур открытого грунта
где F - площадь овощного поля, га; Ук - урожайность, т/га; Вя - доля
поступления овощной продукции при уборочном цикле, в долях единицы;
Г - продолжительность уборки, дней; tö - время работы, ч/день; n - количество
циклов сбора готовой продукции, ед, 1 - интенсивность потока заявок, т/ч, / - интенсивность обслуживания заявок, т/ч; р - величина приведённой интенсивности потока заявок (среднее число заявок, приходящих на техническое средство за среднее время обслуживания одной заявки), £яс - затраты прямой энергии, МДж/т; Еж - затраты энергии живого труда,
МДж/ч; £м - энергоёмкость оборудования, МДж/ч; WCM - сменная производительность технического средства для уборки ранней овощной продукции, т/ч, П - энергосодержание единицы продукции (выход энергии), МДж/т, Np - количество рабочих участвующих в технологическом процессе уборки не одновременно созревающей овощной продукции, Grc - масса технических средств (оборудования), т, - затраты на выращивание не одновременно созревающей овощной продукции, руб/т; - затраты на уборку не одновременно созревающей овощной продукции, руб/т; Зсх - затраты на страховку урожая, руб/т, Сэ, CTP, CM, Ся - стоимость соответственно единицы энергии, труда, металла, продукции, руб, С - себестоимость готовой продукции, руб/т, Ц - цена реализации готовой продукции, руб, П - прибыль, руб.
На рис. 2. представлена блок-схема алгоритма выбора оптимальной технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур открытого грунта.
Для реализации разрабатываемого алгоритма на практике на первом этапе делается прогноз следующих показателей: объем реализации продукции, цена реализации и урожайность культур. Далее собирается информация условий работы: площадь поля, фактическая урожайность, вероятность созревания товарной продукции на момент уборки, продолжительность уборки и т.д.
На втором этапе из банка данных выбираются все параметры технических средств, которые могут быть использованы при уборке, а также стоимостные показатели для технико-экономических расчётов.
На третьем этапе производится расчёт основных технико-экономических показателей технологии (энерго- и трудозатраты, материалоёмкость, удельные показатели затрат на единицу продукции), и далее определяется максимальная прибыль. Результаты анализируются, и принимается конечное решение. В том случае, если
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_
решение принято отрицательное, то происходит подбор другого технического средства для осуществления технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур открытого грунта. При практических расчётах из-за того, что реальные параметры имеют разбросы, точка согласованного оптимума превращается в некоторую область (поверхность или линию). Полученные конкурирующие решения анализируются, и среди них определяется приемлемый вариант.
Для решения задачи сравнительного анализа машинной технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур предлагается следующая схема расчета. Производится сравнение всех конкурирующих технических средств, для этого рассчитываются их
показатели [3]:
к п
^ , Ш
¿=1 Пг, ]-1
к П
] , (2)
¿=1 пг,]
где д; - \ -й показатель в ] -й технологии, в нашем случае основной показатель оценки всей технологии, д ; - прибыль, руб, к - число критериев сравниваемых вариантах.
Если выполняется соотношение ' > , то ]+1 техническое
средство предпочтительнее ] -го технического средства.
При сравнении всех конкурирующих технических средств для осуществления технологии уборки происходит их ранжирование по степени эффективности. После первой итерации определяется первый оптимальный вариант. Для определения второго по оптимальности варианта выполняется сравнение оставшихся п-1 вариантов. Расчёты выполняются до тех пор, пока все п вариантов не будут ранжированы по эффективности.
В результате работы алгоритма получается информация для принятия решений по выбору оптимального варианта машинной технологии уборки не одновременно созревающих овощных культур открытого грунта, позволяющий оптимизировать уборочный процесс в условиях конкретного производства. На основе полученной информации делается вывод о целесообразности выбора технического средства для уборки не одновременно созревающих овощных культур при различных временных циклах сбора готовой продукции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вентцель Е.С. Исследование операции. М.: Советское радио, 1972, 555 с.
2. ГОСТ Р 53056-2008. Методы экономической оценки. Москва. Стандартинформ, 2009.
3. Шамонин В.И. Повышение эффективности послеуборочной доработки капусты белокочанной путем оптимизации параметров технологического процесса (на примере Ленинградской области). Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. С-Пб.-Павловск, 2002 г.
УДК 631.366
Н.В. РОМАНОВСКИЙ
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА ДЛЯ ВЫБОРОЧНОЙ УБОРКИ РАННИХ ОВОЩЕЙ
Определены основные эксплуатационно-технологические параметры технического средства для выборочной уборки ранних овощей (рабочая скорость и ширина захвата), определяющие его производительность. На параметры технического средства влияет удельная частота расположения пригодных к реализации растений на длине рядка. Расчетные параметры технического средства находятся в пределах доверительного интервала с вероятностью безошибочного прогноза Р=0,95 с данными, полученными в результате экспериментальной проверки.
Ключевые слова, ранние овощи, выборочная уборка, рабочая скорость, ширина захвата
N.V. ROMANOVSKY
SUBSTANTIATION OF TECHNICAL EQUIPMENT PARAMETERS FOR SELECTIVE HARVESTING OF RATHE-RIPE VEGETABLES
The main operational and technological parameters of technical equipment for selective harvesting of rathe-ripe vegetables (working speed and width), which affect its performance, are defined. These parameters are, in their turn, affected by specific
