Пастухов Валерій Іванович. Обґрунтування оптимальних комплексів машин для механізації польових робіт

summary

У вступі обґрунтовано актуальність теми, викладено зв'язок роботи з науковими програмами, сформульовані мета, завдання та методи дослідження, наведено наукову новизну і практичне значення одержаних результатів.
У першому розділі «Стан питання та задачі досліджень» виконано аналіз стану питання, щодо проблеми обґрунтування вибору оптимальних комплексів машин (КМ) для виконання технологічних процесів виробництва сільськогосподарських культур.
Розв’язанням питань ефективного використання машинних агрегатів (МА) в рослинництві присвячені роботи П.М. Василенка, С.А. Іофінова, Ю.К. Кіртбая, Л.В. Погорілого, М.К. Лінника, М.О. Демидка, А.С. Кушнарьова, Ю.Ф. Скидана, В.Я. Мартиненка т. ін. Дослідження проблеми оптимізації комплексів машин при вирощуванні і збиранні сільськогосподарської продукції виконували Р.Ш. Хабатов, О.П. Тєрєхов, М.А. Босий, Е.А. Фінн, А.Л. Зангієв, М.К. Діденко, В.С. Крамаров, М.С. Рунчев, Е.М. Багір-Заде, Г.М. Данилова, В.І. Дубина, А.М. Криков, Ф.Ф. Мухамад’яров, Ю.Ф. Скидан, А.М. Валге, А.М. Скороходов, О.В. Сидорчук, І.І. Мельник. Завдяки роботам цих науковців рівень обґрунтованості прийняття рішень про оптимальний комплекс машин підвищився, але й на сьогоднішній день у вирішенні цієї проблеми існують нерозв’язані питання. До них належать удосконалення бази критеріїв математичного моделювання та статистичного характеру функціонування МА під час виконання технологічних процесів. Як свідчить огляд літературних джерел, врахування всіх обставин, що супроводжують виробництво сільськогосподарської продукції, є практично неможливим.
Ефективність застосування у рослинництві сільськогосподарської техніки визначається її можливістю реалізувати біологічний потенціал сортів сільськогосподарських культур при мінімальних витратах ресурсів та найменшому впливові на довкілля. Витрати ресурсів визначаються технологіями виробництва сільськогосподарських культур та експлуатаційними характеристиками машинних агрегатів.
Характеристикою технологічних процесів рослинництва в системі «машина-поле» є рівень реалізації біологічних можливостей сільськогосподарських культур, що визначається коефіцієнтом реалізації біологічного потенціалу (КРБП). Він дорівнює відношенню фактичної врожайності певної культури до її найвищої можливої врожайності.
Надмірне збільшення механічної, хімічної і взагалі енергетичної дії на ґрунт для реалізації біопотенціалу сільгоспкультур веде до негативного впливу на довкілля і, в першу чергу, до втрати родючості ґрунту.
Для математичного моделювання потрібні кількісні оцінки дії зазначених факторів. У агрономічній літературі звичайно наводяться якісні показники, тому до задач досліджень слід долучити отримання відповідних кількісних характеристик, для чого потрібні експериментальні дослідження. До їх складу входить визначення показників стану екосистеми, особливо для нових технологічних процесів, спеціально орієнтованих на зменшення негативної дії машин на довкілля.
Для розв’язання задачі вибору оптимального технологічного обладнання існують дві принципово відмінні концепції. Найбільш поширеною є така, коли використовуються нормативи для визначення показників технологічних процесів. Розповсюдженість цього підходу пояснюється порівняно простим способом обробки нормативних даних. Принциповим недоліком нормативного підходу є неможливість врахування конкретних обставин виконання технологічного процесу.
Зазначеного недоліку можна позбутися за допомогою застосування імітаційного моделювання, яке дозволяє визначити статистичні характеристики критеріїв ефективності технологічного процесу.
Результатом аналітичного огляду і аналізу наукових досліджень є формулювання подальших завдань досліджень.
У другому розділі «Основні положення оптимізації складу комплексів машин за критеріями витрат ресурсів, реалізації біопотенціалу рослин та стану довкілля» розглянуті основні положення оптимізації складу комплексів машин, виходячи з сукупності критеріїв виконання технологічних процесів виробництва сільськогосподарських культур. У загальному випадку вони зводяться до наступного.
Існуючі сільськогосподарські операції Оi (i=1,2,…,n) технологічних процесів Т (від підготовки ґрунту до збирання урожаю) можуть виконуватися одним з j заданих машинних агрегатів. У загальному випадку кількість альтернативних агрегатів є відмінною для тієї чи іншої операції, а саме для операції Оi нехай кількість альтернативних агрегатів дорівнює ni. Доцільність застосування того чи іншого агрегату характеризується кількома показниками (вектором), а саме: KБ – критерієм реалізації біопотенціалу рослин,
KЕ – критерієм енергоресурсів, KД – критерієм стану екосистеми (довкілля).
Вибір типу агрегату для виконання окремої операції є частковою стратегією, а перелік (комбінація) всіх часткових стратегій (по одній для кожної операції) – стратегією виконання технологічного процесу Т. Дискретна скінчена множина всіх таких припустимих стратегій С відкриває можливість постановки задачі пошуку такої стратегії Ск  C (k=1,2,…,S) виконання технологічного процесу Т, яка задовольняла б обмеженням на вибір часткових стратегій та забезпечувала екстремальне значення одного або кількох критеріїв якості. Бажаними напрямками оптимізації критеріїв якості виконання технологічного процесу у даному випадку є максимізація КРБП, мінімізація втрат ресурсів та впливу на довкілля.