CC BY
34
2. Голубева, А.И. Рейтинговая оценка уровня социально-экономического развития сельских территорий Ярославской области [Текст] / А.И. Голубева, В.И. Дорохова, А.Н. Дугин, А.М. Сухов-ская // Вестник АПК Верхневолжья. - №. 3(27). - 2014.- С.3 - 9.
3. Голубева, А.И. Концептуальные основы устойчивого развития сельских территорий и агропромышленного сектора экономики Ярославской области в ближайшей перспективе [Текст] / А.И. Голубева, А.Н. Дугин, В.И. Дорохова, А.М. Суховская // Евразийский Союз Ученых.
Ч.1. Экономические науки. (V Международная научно-практическая конференция «Современные концепции научных исследований»). - №5. - 2014.- С. 55 - 59.
4. Голубева, А.И. Формирование организационно-экономического механизма устойчивого развития сельских территорий региона [Текст] / А.И. Голубева, В.И. Дорохова, А.Н. Дугин, А.М. Су-ховская // Вестник АПК Верхневолжья. - №. 1 (33). - 2016. - С.16 - 21.
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНОГО КОМБАЙНОВОГО ПАРКА ПРЕДПРИЯТИЯ
Машков С.В., к.э.н., доц. ФГБОУ ВО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», Прокопенко В. А., к.т.н., зам. дир. ФГБУ «Поволжской МИС»
Эффективность работы с.х. предприятий зависит от множества фактов. Важнейшим из них является фактор технической оснащенности производства (ТО). Результаты работы, а вместе с ними и качественные состояния предприятий, которые можно описать, как минимум, четырьмя устойчивыми зонами, находятся в прямой зависимости от уровня этого фактора (рис. 1) [3].
Первая зона. Зона сворачивания масштабов производства, а во многих случаях и прекращение деятельности предприятия.
РС ГН ТО
Вторая зона. Зона растянутых агротехнических сроков выполнения технологических операций.
Третья зона. Зона оптимальных агротехнических сроков, установленных требованиями технологических карт.
Четвертая зона. Зона укрепления защитных свойств предприятия и повышения надежности его функционирования.
ЗОНЫ СОСТОЯНИИ
0
Рисунок 1 - Диаграмма влияния технического обеспечения предприятий на состояние отрасли растениеводства РС - рабочая сила, ГН - годовая наработка с.х. техники, ТО - техническое оснащение
С агротехнической точки зрения наилучшим уровнем технической обеспеченности считается такой уровень, который гарантирует надежное выполнение всех технологических операций в оптимальные агротехнические сроки (зона 3, рис. 1).
Четвертую зону часто идентифицируют как зону избыточной насыщенности техники.
С экономической точки зрения ее наличие внешне кажется не оправданным. Однако серьезные исследования в пользу такого заключения, равно как и оценка положительных свойств зоны избыточной насыщенности в открытых публикациях нами не обнаружены. А то, что эта зона обладает положительными свойствами, убеждают результаты не сложных
расчетов. Вероятность успешного выполнения уборки двумя комбайнами всегда выше вероятности каждого из них [7]:
п
^=1 "П (1 - к),
1=1
где К, - коэффициент технологической надежности или готовности; п - количество машин, выполняющих одну и ту же операцию,
шт.; кI - коэффициент готовности 1-ой машины. При работе двух комбайнов имеющих готовность К1=К2=0,9 (недопустимо низкий показатель), значение Ктп составляет 0,99: Ктп=1-(1-0,9)(1-0,9)=0,99.
Таким образом, насыщение хозяйства техникой выше норматива, определенного для зоны 3, всегда повышает вероятность успешного выполнения работы даже техникой с относительно низким коэффициентом готовности, а это, в конечном счете, обеспечивает высокую степень сохранности с.х. производства при возникновении различного рода кризисных явлений. Техника в данном случае выполняет такую же защитную функцию, что и иммунная система у живых организмов. Биологическая особь, защитный иммунитет которой ослаблен до нулевого или близкого к нему уровня, обречена на гибель при малейшем изменении среды обитания. То же самое происходит и с реальным производством, когда уровень его технического оснащения приближается к нулевой отметке (зона 1, рис.1).
Динамика изменения показателя технической оснащенности указывает на то, что аграрное производство России в сравнении с развитыми странами мира пребывает в состоянии непрерывного ослабления [2]. Этот факт, сам по себе, мог бы и не вызывать каких-либо тревог, если бы аграрное производство страны по состоянию своего технического обеспечения пребывало в пределах зон 3 или 4. Реально же оно находится в первых двух зонах, которые характеризуются малым уровнем защитных свойств предприятий и низкими показателями эффективности их работы.
Рост технического оснащения автоматически ведет к уменьшению показателя годовой наработки каждой единицы техники и естественному росту численности механизаторов, то есть к ухудшению именно тех показателей эффективности работы машинно-тракторного парка страны, которые традиционно принято оптимизировать. Приведенная модель качественных состояний предприятий отрасли растениеводства пригодна для решения целого ряда практических задач. Однако ее применение во многом сдерживается из-за отсутствия для
каждого вида техники надлежащих алгоритмов расчета численных значений граничных переходов ТОА, ТОВ и ТОС (рис. 1), устанавливающих шкалу качественных состояний аграрного производства по показателю технического оснащения. Построение этих алгоритмов и особенности их применения рассмотрим на примере зерноуборочных комбайнов.
Расчет численных значений показателя технического оснащения производят по формуле [8]:
ТО=8/(^ТП)= 8-Куд=103- Куд, (1)
где ТО - нормативная потребность в зерноуборочных комбайнах на 1000 га посева, шт.; Wэ -эксплуатационная производительность комбайна, га(т)/ч; Тп - регламентированный период уборки урожая, час; Куд - удельная потребность (оснащенность) в зерноуборочных комбайнах для уборки поля на площади в один га, шт./га; 8 - площадь убираемой культуры, га.
В данном выражении определяющую роль играет длительность периода уборки урожая Тп, растягивание которого всегда влечет за собой увеличение уровня необратимых потерь урожайности зерновых культур из-за наличия у них естественного механизма самопроизвольного осыпания. По данным Самарского НИИСХ в зоне Поволжья зерновые ежедневно теряют от 0,8 до 1,1% от своей урожайности (средняя величина 0,94%). Аналогичную статистику имеют и другие НИИСХ субъектов Российской Федерации. Для определения оптимальной продолжительности уборки примем следующую модель осыпания: два первых дня после полного созревания осыпание убираемой культуры практически отсутствует, а далее каждый день стояния хлебостоя сопровождается значением средней величины дневных потерь. При таком условии и равномерной схеме уборки суммарные потери урожая составят величину
п-2
Ур=У^п-1 • X1, (2)
1=1
где ур - суммарные потери за период уборки, %; - зональные среднестатистические дневные потери, %; п - период уборки урожая, день.
Формула (1) применима для расчета оптимального парка сельскохозяйственных машин во всех почвенно-климатических зонах страны и на всех уровнях хозяйствования от предприятия до страны в целом. Однако при ее использовании для расчета парка зерноуборочных комбайнов имеет место своя специфи-
ка, которая обусловлена наличием у данного типа машин двух различных по своей природе показателей эксплуатационной производительности:
1Шэ=1Шо-Кэ=3,6^Кэ/(1+ф), (3)
WSо•Кэ = 0,1•Вж•Vp•Кэ, (4)
где WTо, WTэ - соответственно чистая и эксплуатационная производительность по массе убранного зерна, т/час; WSо, WSэ - соответственно чистая и эксплуатационная производительность по площади уборки, га/час; д - подача хлебного вороха, кг./с; ф=дс/дз - соломи-стость входного вороха (для злаковых культур ф=0,6 ... 2,5); дс, дз - интенсивность подачи соответственно соломы и зерна на вход молотильного устройства комбайна, кг./с; Кэ - коэффициент использования рабочего времени; ВЖ - ширина захвата жатки, м; VР - рабочая скорость движения комбайна.
Подстановка (3) и (4) в исходную формулу (1) приводит к двум алгоритмам расчета удельной потребности производства в зерноуборочных комбайнах:
№=1/( WSэ •Тп)=10/(Вж^КэТп):
(5)
^=У/( WTэ Тп)=У<1+ф)%3,6ТпКэ), (6)
где N8, N1 - удельная потребность зерноуборочных комбайнов для уборки поля на площади в один гектар, рассчитанная соответственно с учетом производительности комбайна по площади и массе убранного зерна, шт./га; У -урожайность убираемой культуры, т/га.
Вопрос о том, какой из указанных алгоритмов следует использовать для расчета потребности аграрного производства страны в зерноуборочных комбайнах, разрешает критерий граничной урожайности [8]:
Уп>=д1,5-360/(Вж^Рм-(1+ф)), (7)
где д!,5 - паспортная величина уровня подачи зернового вороха при нормированном режиме работы комбайна: потери молотильного устройства 1,5%, соломистость входного зернового вороха ф=1,5; - максимальная рабочая скорость комбайна (УРМ=7,2 - 9,0 км/ч). Для комбайнов, которые широко представлены на внутреннем рынке страны, численные значения граничной урожайности, рассчитанные при нормированных значениях исходных параметров (Ур=%м=7,2 км/ч; ф=1,5; Вж=6 м), лежат в диапазоне от 19,0 (СК-5М-1 Нива-эффект) до 61,2 ц/га (Ьехюп 780).
Комбайн, работающий на поле с урожайностью равной или меньше его граничной урожайности (У<У гр), обладает постоянной производительностью по площади WSэ и переменной по убранной массе WTэ. При работе на поле с урожайностью равной или больше граничной величины (У>Угр) имеет место обратная картина: WTэ - постоянная, а WSэ - переменная. С учетом этого свойства расчет удельной потребности конкретных типов зерноуборочных комбайнов производят по тому алгоритму, который обеспечивает постоянную величину эксплуатационной производительности:
N8 при У<Угр;
-<
N1 при У>УГР.
(8)
При У=УГР имеет место равенство N^=N3=^. Из двух алгоритмов расчета ^д. представленных выражением (8), алгоритм Nуд=Ns является наиболее предпочтительным, так как он допускает возможность нормирования всех входящих в него параметров. Двойственная природа эксплуатационной производительности зерноуборочных комбайнов порождает аналогичную двойственность и их экономического показателя себестоимости уборки:
2Тэ= ЧЭЗ/WTэ:
ZSэ =чэЗ^э,
(9)
(10)
где ZТЭ, ZSЭ - себестоимость уборки соответственно одной тонны зерна и одного гектара площади, руб./т (га); ЧЭЗ - часовые эксплуатационные затраты зерноуборочного комбайна, руб./ч.
Расчет нормированной потребности аграрного производства в зерноуборочных комбайнах по алгоритму Nуд=Ns сводится к табулированию функции (3.5) при нормированных значениях ее исходных параметров. При этом наложенная на неё шкала качественных состояний аграрного производства построена по алгоритму, в котором в качестве базового классификатора использован показатель суммарных потерь:
ТО = ТОв
|тОс
при Ур=0%; при ур=2%; при ур=5%.
(11)
Как следует из статистических данных, аграрное производство развитых стран мира, перешагнув рубеж ТОА, уже более 20 лет пребы-
А
вает в зоне 4, тогда как в России оно неуклонно двигалось в противоположном направлении и к настоящему времени пребывает в зоне 2.
В общем случае зерноуборочные комбайны всех классов способны работать на полях с различной урожайностью.
Данные табл. 1, рассчитанные по алгоритму Куд=№, соответствуют условию, при котором комбайны работают на полях с урожайностью равной или меньшей уровню их собственной граничной урожайности.
Таблица 1 - Зависимость удельной потребности
в зерноуборочных комбайнах и их наработки от длительности периода уборки
Период уборки Потери Тр, % N^=N8, шт. Наработка Р=Шуд, га
Дни Часы
1 12 0 0,02756 36,3
2 24 0 0,01378 72,6 (ТОа)
3 36 0,33 0,00919 108,9
4 48 0,7 0,00689 145,2
5 60 1,2 0,00551 181,4
6 72 1,56 0,00459 217,7
7 84 2,01 0,00394 254,0 (ТОВ)
8 96 2,46 0,00344 290,3
9 108 2,92 0,00306 326,6
10 120 3,38 0,00276 362,9
11 132 3,84 0,00251 399,2
12 144 4,3 0,00230 435,5
13 156 4,8 0,00212 471,7
14 168 5,2 0,00197 507,6 (ТОС)
Для всех комбайнов, рассмотренных в данной работе, этому условию удовлетворяет урожайность 19,0 ц/га. При работе на поле с такой урожайностью рассматриваемые нами комбайны по показателю эксплуатационной производительности WSэ оказываются равноценными друг другу. Однако по экономическим показателям такого равенства нет, так как с ростом класса комбайна растет и уровень его часовых эксплуатационных затрат.
При уборке полей с высокой урожайностью (У>Угр) все расчеты потребности в зерноуборочных комбайнах заданного класса производят по алгоритму N^=N1-. Так, для уборки поля с урожайностью 43,3 ц/га при условиях, которые соответствуют граничному переходу ТОВ (ф=1,5; Тп=84 ч.; Кэ=0,7), нормированная потребность в комбайнах СК-5М-1 «Нива-эффект», рассчитанная по формуле (6), составляет N^=N=0,00923 шт./га (Б=108,3 га) против ^=N8=0,00394 шт./га (Б=254 га) для КЗС 14 «Ра1е88е 08 14».
Описанный алгоритм является прямым отражением реализуемой технологии возделывания конкретной культуры, так как только в ее технологической карте указывают в явном виде предельные значения оптимальных продолжи-тельностей выполнения всех технологических операций, в том числе и уборки урожая. Это обстоятельство является ключом к пониманию разительного несоответствия между величиной наработки зерноуборочного комбайна, которая рассчитана для условий граничного перехода ТОВ и нормативом его годовой наработки. Последний показатель, определенный для зерноуборочных комбайнов при максимально допустимом периоде их амортизации, оценивается на уровне 240-300 часов. В то время как конкретная технология, реализуемая в заданные агротехнические сроки, может обеспечить годовую загрузку лишь на уровне Тп. В нашем примере это 84 часа (табл. 1). Достичь в этих условиях требуемой величины годовой наработки комбайна возможно лишь при уборке им нескольких культур, у которых сроки созревания не перекрываются между собой.
Источники
1. Гольтяпин В.Я. Современные самоходные зерноуборочные комбайны //Тракторы и сельхозмашины», 1997, № 3, стр. 35-40.
2. Жалнин Э.В. Расчет основных параметров зерноуборочных комбайнов. - М.: ВИМ, 2001.
3. Машков С.В. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники и технологии производства растениеводческой продукции: монография / С.В. Машков, В.А. Прокопенко. - Самара: РИЦ СГСХА, - 2010. - 160 с.
4. Отчет №08-64-2013 (5010654) от 7 ноября 2013 года. Мониторинг эффективности функционирования комбайна зерноуборочного самоходного КЗС-1218 выпуска 2013 года в рядовой эксплуатации / Кинель: ФГБУ «Поволжская МИС», 2013. - 15 с.
5. Отчет №08-65-2013 (5010774) от 7 ноября 2013 года. Мониторинг эффективности функционирования комбайна зерноуборочного самоходного ЛСЯ08-530 выпуска 2012-2013 годов в рядовой эксплуатации / Кинель: ФГБУ «Поволжская МИС», 2013. - 16 с.
6. Отчет №08-66-2013 (5010764) от 7 ноября 2013 года. Мониторинг эффективности функционирования комбайна зерноуборочного самоходного ВЕКТОР-410 выпуска 2013 года в рядовой эксплуатации / Кинель: ФГБУ «Поволжская МИС», 2013. - 17 с.
7. Погорелый Л.В. Повышение эксплуатационно -технологической эффективности сельскохозяйственной техники. - К. : Тэхника, 1990. 176 с.
8. Пронин В.М., Прокопенко В.А. Новые критерии оценки эффективности работы зерноуборочных комбайнов. Журнал МТС, 2004, № 4, с. 19-23.
