Повышение производительности агрегатов при реализации ресурсосберегающих технологий
Современные сельскохозяйственные предприятия являются сложными биотехносоциальными (БТС) системами, состоящими из подсистем: социальной С (люди), технической Т (машинные агрегаты, машины, оборудование) и биологической Б (обрабатываемая среда, растения, животные и др.). Эффективность функционирования сложной иерархической системы достигается согласованной работой её подсистем и может быть повышена реализацией логистики производства сельскохозяйственной продукции. Логистика должна разрабатываться применительно ко всей БТС-системе.
Вначале разрабатываются производственные логистики в каждой подсистеме, а затем производятся их согласование и объединение. Применительно к технической подсистеме хозяйства она разделяется на 2 подсистемы: логистика эффективного использования машинно-тракторных агрегатов (МТА) для выполнения полевых механизированных работ (логистика производственной эксплуатации) и логистика поддержания должного уровня эксплуатационных показателей машинно-тракторного парка (логистика технического сервиса).
Основы разработки логистики производственной эксплуатации. При разработке логистики использования МТА в ходе полевых механизированных работ должны быть проработаны следующие мероприятия:
- совершенствование существующих или обоснование выбора новых технологий возделывания и уборки сельскохозяйственных культур;
- подбор сельскохозяйственной техники для реализации выбранных технологий,
- внедрение операционных технологий;
- повышение квалификации специалистов и механизаторов (исполнителей) хозяйства.
Предлагаемая система мероприятий должна быть структурирована по параметрам: время проведения, руководители и исполнители.
Повышение эффективности функционирования подсистемы производственной эксплуатации достигается разработкой по каждому мероприятию ниже перечисленных вопросов в соответствии со следующим алгоритмом:
-
1. Анализ функционирования подсистемы и фактических показателей производительности МТА и качества работы, в том числе анализ непроизводительных затрат времени при выполнении сельскохозяйственных работ.
-
2. Определение причин, обусловивших возникновение выявленных недостатков.
-
3. Разработка мероприятий по устранению недостатков в работе технической подсистемы и плана реализации мероприятий.
-
4. Организация и обеспечение (материально - техническое, финансовое, кадровое и др.) выполнения плана мероприятий по повышению производительности и качества работы МТА.
-
5. Контроль реализации плана.
Наиболее весомым, из числа указанных, мероприятием, является совершенствование технологий. Основными направлениями совершенствования технологий являются повышение продуктивности земли и ресурсосбережение.
В настоящее время обострилась необходимость сбережения трудовых, энергетических, материально-технических, финансовых, а также природных ресурсов - уменьшения вредных воздействий на почву с переходом на сохранение и повышение её агротехнических свойств. Такие технологии производства сельскохозяйственной продукции получили название ресурсосберегающих.
Основными направлениями в реализации ресурсосберегающих технологий являются минимизация обработки почвы с полным отказом от пахоты и постепенный переход на земледелие без какой бы то ни было механической обработки почвы, уменьшение применения минеральных удобрений и полный отказ от использования ядохимикатов. Для исключения применения ядохимикатов в борьбе с сорняками, вредителями и болезнями, ресурсосберегающие технологии содержат биологические методы борьбы, основанные на естественном взаимном антагонизме различных растений.
В последнее время в сельском хозяйстве РФ значительно снизились возможности применения удобрений. К тому же использование существующих минеральных удобрений экологически небезопасно, так как, например, с суперфосфатом и сапропелем в почву вносят кадмий, с фосфором - стронций и фтор и т. д. Дополнительно к этому, поддержание плодородия почв только за счет использования агротехнических приемов очень энергоемко.
Для повышения плодородия почвы, уменьшения её загрязнения и снижения энергоемкости следует расширить применение сидеральных удобрений. Для получения от реализации ресурсосберегающих технологий максимального эффекта должна быть проведена следующая работа:
- подбор высокоурожайных сортов возделываемых сельскохозяйственных культур с достойным качеством продукции, наиболее легко адаптирующихся к местным природно-климатическим и почвенным условиям, к условиям минимальной, постепенно переходящей в нулевую, обработки почвы;
- внедрение севооборотов, использующих для санации поля аллопатические свойства чередующихся растений, чередование узколистных культур холодного периода и широколистных культур теплого периода, значительно улучшающих использование для питания растений содержащихся в почве химических элементов;
- создание и реализация системы управления пожнивными остатками, уменьшающей вынос из почвы питательных веществ;
- создание условий для биологического рыхления почвы без пахоты, без окисления органики и выноса углерода;
- создание условий для образования и использования подземной дневной росы для естественной нитрификации почвы, увеличения содержания и накопления гумуса, повышения сбалансированности почвы по основным элементам питания;
- подбор техники, снижающей число воздействий движителей на почву и удельные затраты на обработку, для выполнения полевых механизированных работ в сжатые лучшие агротехнические сроки и в полном соответствии с требованиями агротехники, ограничение числа проходов по полю любых машин;
- соблюдение правил выполнения полевых работ, послеуборочной обработки продуктов урожая, их хранения, предпосевной обработки.
Поскольку технологии производства сельскохозяйственной продукции реализуются механизированными средствами, определяющее значение приобретает выбор техники. Рабочая ширина захвата культиваторно - посевных комплексов зависит в основном от площади возделываемых культур, размеров контуров полей и рельефа местности, выбор варианта исполнения рабочих органов - от типа высеваемых семян, видов применяемых минеральных удобрений, засоренности полей камнями. Выбор трактора зависит от рабочей ширины захвата и состава агрегата, типа почвы. Например, один 18-ти метровый комплекс может возделывать сельскохозяйственные культуры на площади до 10000 га, 9-ти метровый, соответственно, - до 5000 га, может комплектоваться катушками для высева мелко-, средне- или крупносеменных культур, простыми устройствами защиты стоек рабочих органов от поломок (типа срезных болтов) или более сложными, исключающими остановки агрегата. В состав комплекса может входить прицеп-ёмкость для одновременного с посевом внесения не только твердых гранулированных, но и жидких минеральных удобрений. В зависимости от природно-климатических и ландшафтных условий, трактор агрегата может комплектоваться климатической техникой и системами спутникового ориентирования на местности и параллельного вождения относительно предыдущего прохода. Важен также правильный подбор машин для вспомогательных агрегатов технологического обслуживания основного агрегата.
Успех реализации любой технологии определятся грамотным выполнением каждой операции, входящей в состав технологии. Упущение на любом этапе значительно ухудшает или даже сводит к нулю результаты всей работы, так как брак при выполнении полевых работ в подавляющем большинстве случаев является неисправимым. Поэтому необходимы разработка и внедрение операционных технологий на основе новых техники и технологий. При их разработке необходимо иметь в виду, что в связи со значительным повышением рабочих скорости и ширины захвата агрегатов, возрастает весомость непроизводительных затрат времени, поэтому при расчете производительности техники для реализации ресурсосберегающих технологий следует учитывать предельные законы теории производительности.
Расчёт производительности МТА за час сменного времени производится по уравнению
где Wч- производительность за час чистой работы, Wч = 0,1 ВрVр ; - коэффициент использования времени смены; , - соответственно рабочая ширина захвата (м) и скорость МТА (км/ч); =Тр /Тсм - коэффициент использования времени смены; Тр - время (продолжительность) работы МТА в продолжении смены, Тсм- время (продолжительность)смены.
В соответствии с предельными законами теории производительности МТА
(1)
(2)
(3)
где - tнер- удельное нерабочее время, приходящееся на единицу обработанной площади (tнер = Тнер/Wс,ч/га); Wсв- сменная выработка МТА (га); Тнер - нерабочее время смены (ч.).
Из (1) следует, что при увеличении Wч коэффициент использования времени смены при tнер= const уменьшается. Для полного использования возможностей рабочих органов необходимо работать так, чтобы 
, а для этого необходимо, чтобы удельное нерабочее время, как это следует из (1)уменьшалось по гиперболе 
что на практике является весьма сложной задачей, так как Тнер= 
, где i- число нормируемых составляющих нерабочего времени смены. Поэтому уменьшением одной составляющей Тнер (одним мероприятием), например внедрением заправки сеялок на ходу, нельзя значительно уменьшить нерабочее время. В соответствии с [3] максимальная производительность за час сменного времени
Wмакс = lim Wч/(1+Wч tнер)│Wч →∞ = 1/tнер. (4)
Поэтому основное внимание необходимо уделять уменьшению Тнер, что приведёт и к уменьшению tнер.. Дело в том, что на величину Тнер влияют практически все факторы производственной деятельности и состояние дел в хозяйстве. Поэтому реализацией мероприятий по уменьшению Тнер можно в основном выстроить систему улучшения использования техники в предприятии.
Мероприятия по уменьшению основных составляющих Тнер, полученные на основе наших исследований, приведены в рабочей логистической матрице (табл. 1). Их следует использовать при анализе эксплуатации МТП хозяйства и при реализации алгоритма повышения эффективности использования МТА при выполнении полевых работ.
Содержание мероприятий по реализации системы повышения производительности и качества механизированных работ может использоваться в ходе технологического консультирования сельхозпроизводителей специалистами информационно-консультационных центров.
Таблица 1
Мероприятия по улучшению использования времени смены (увеличению t)
Литература
1.Краснощёков Н.В. Логистика производства сельскохозяйственной продукции /Н.В. Краснощёков // Техника в сельском хозяйстве. - 2007. - №3. - С. 3 - 8.
2.Кузьмин М. В. Предельные законы теории производительности машинно-технологических агрегатов / М. В. Кузьмин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2005. - № 10. - С.6 - 8.
3. Тараторкин В.М., Петров Е.Б. Ресурсосберегающие технологии в молочном животноводстве и кормопроизводстве.- М.: Колос, 2009.- 376 с.
М. В. Кузьмин, профессор ФГОУ «Российский государственный аграрный заочный университет»
В. М. Тараторкин, профессор, замдиректора ФГУ «Российский центр сельскохозяйственного консультирования»