employee
employee
Russian Federation
employee
Russian Federation
graduate student
Russian Federation
employee
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
GRNTI 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
OKSO 35.02.07 Механизация сельского хозяйства
BBK 40 Естественнонаучные и технические основы сельского хозяйства
TBK 5606 Техническое оснащение сельского хозяйства
The process of operation of tractors is inextricably linked with conditions that affect their performance. These conditions include operational, organizational and climatic conditions on the one hand and technical operation on the other, i.e. the technique is influenced by operating conditions. A comprehensive, dimensionless indicator of the operating conditions of tractors in agricultural production is the level of their operation. The level of operation of the tractor, this is the state of their operation on the farm, which is determined by the degree of implementation of measures for the technical operation of equipment and the percentage of tractors involved in labor-intensive processes when used for their intended purpose. The theoretical level of operation of the tractor can vary from 0 to 1. At the same time, 1- corresponds to the state of operation of the tractor, in which the resource consumption is minimal, i.e. the degree of implementation of the generalized factors of technical operation meets the requirements of State standard and the tractor performs work with the lowest resistivity; 0 - theoretical, corresponds to the state of operation of the tractor, in which the resource consumption is maximum, i.e. technical operation of the tractor is not performed and the tractor performs work with maximum resistivity. The article discusses the optimization of the level of operation of tractors, presents a methodology for optimizing this indicator and provides a calculation using the example of farms in the Republic of Tatarstan. Regularities of changes in unit costs for eliminating failures and downtime depending on the level of operation of tractors are obtained. Calculations are given to justify the optimal values of operating hours before repair, between repairs and operating hours before decommissioning, depending on various values of the level of operation of tractors.
optimization, operating level, operating conditions, resource consumption, increased efficiency, generalized factors, determining factors, unit costs
Введение. Современный этап развития аграрного производства связан с рыночными отношениями. В свою очередь рыночным отношениям свойственны кризисные ситуации, тем более в начале формирования комплексной механизации деятельности предприятий агропромышленного комплекса отечественной техникой.
В ситуации, когда цены на новые трактора растут, а потребности аграрного производства далеки от удовлетворения, решением является повышение эффективности их использования, что приведет к снижению себестоимости продукции сельского хозяйства и повысит ее конкурентоспособность [1, 2].
Повышение эффективности эксплуатации тракторов непосредственно связано с оценкой условий их функционирования в хозяйствах АПК и разработкой мероприятий по его улучшению. Условия функционирования техники оцениваются комплексным безразмерным показателем - уровнем эксплуатации тракторов [3, 4, 5].
Состояние технической эксплуатации тракторов и процент привлечения трактора к различным видам сельскохозяйственных работ, которые характеризуются разными удельными сопротивлениями агрегатов, определяют величину расхода ресурса агрегатов и систем техники. Расход ресурса - это величина уменьшения остаточного ресурса при выполнении определенного объема работ [6, 7].
Уровень эксплуатации трактора может быть определена как в прошлом, для определения тенденции изменения расхода ресурсов систем и агрегатов трактора, так и на плановый период, для разработки мероприятий по повышению уровня обобщенных факторов технической эксплуатации тракторов и определения номенклатуры сельскохозяйственных работ на следующий период, с учетом обоснования и определения оптимальных значений расхода ресурсов систем и агрегатов трактора.
Повышение эффективности эксплуатации тракторов в различных условиях их использования основаны на установлении закономерностей изменения показателей надежности тракторов от уровня эксплуатации с учетом состояния техники. В связи с этим ставится цель исследования: оптимизация уровня эксплуатации тракторов.
Анализ и обсуждение результатов исследования. Оптимизация уровня эксплуатации тракторов заключается в проведении мероприятий по оптимизации уровня их технической эксплуатации и предложения различных вариантов дифференциации сельскохозяйственных работ по тракторам.
Так как на величину весомостей определяющих и обобщенных факторов влияют производственные и природно-климатические условия, мероприятия по оптимизации уровня технической эксплуатации заключаются в определении оптимального значения уровня и выявлении всех определяющих факторов, которые имеют максимальные коэффициенты эффективности по группам их реализации, обеспечивающие значительное увеличение уровня эксплуатации. При увеличении уровней этих факторов до 1, значение конечного результата должен обеспечить оптимальный уровень.
Для повышения эффективности эксплуатации тракторов в предприятиях необходимо провести оптимизацию уровня технической эксплуатации тракторов по критерию минимума суммарных удельных издержек на ремонт, от простоев и издержек, необходимых для повышения уровня технической эксплуатации.
Закономерности изменения затрат, приходящихся на единицу выработки на ремонтные воздействия и от простоев в зависимости от уровня эксплуатации представлены на рисунках 1, 2.
Необходимо было определить долю удельных затрат, которые зависят от уровня технической эксплуатации. При этом было допущено, что доля удельных затрат меняется пропорционально уровню технической эксплуатации тракторов.
Поскольку сумма весомостей обобщенных факторов, определяющих уровень технической эксплуатации тракторов, равняется 0,69 [8, 9, 10], то и доля удельных затрат на устранение отказов и от простоев в общем объеме равняется 0,69. Поэтому целевая функция оптимизации уровня технической эксплуатации тракторов выглядит следующим образом:
. (1)
где СТЭ – удельные затраты на повышение уровня технической эксплуатации тракторов, руб/м.ч.; Dз - доля удельных затрат на устранение отказов и от простоев, зависящие от уровня технической эксплуатации тракторов в общем объеме.
Удельные затраты от простоев определяется по формуле (2):
Спр = 133,4 – 273,2 ∙ Уэ + 144,1 ∙ Уэ2. (2)
Удельные затраты на устранение отказов определяется по формуле:
- до ремонта
. (3)
- после ремонта
. (4)
Удельные затраты на повышение уровня технической эксплуатации тракторов определяется из следующего выражения:
, (5)
где Укэ – уровень определяющих факторов, реализация которых зависит от дополнительных капитальных вложений; α – норматив капиталовложений в сельском хозяйстве; Wг – годовая наработка трактора, соответствующая уровню эксплуатации:
, (6)
где Dфк – доля факторов, повышение которых требует проведение дополнительных капитальных вложений.
. (7)
Однако задача состоит в повышении факторов только технической эксплуатации. В работе [11, 12, 13] факторы разделены на 3 группы реализации: проведение организационных мероприятий; повышение дисциплины труда; повышения, которые требуют проведение дополнительных капитальных вложений.
Факторы, повышение которых требуют проведения дополнительных капитальных вложений: место проведения ТО; наличие оборудования для проведения ТО; место обкатки; место ремонта; наличие передвижных ремонтных средств; хранение ТСМ; фильтрация топлива при заправке.
В связи с этим необходимо было определить долю 7 факторов в общем объеме факторов технической эксплуатации тракторов. При этом было допущено, что факторы, повышение которых требуют проведение дополнительных капитальных вложений, меняются пропорционально уровню технической эксплуатации тракторов.
Для определения доли факторов, повышение которых требуют проведения дополнительных капитальных вложений, следует приравнять уровень технической эксплуатации номинальному значению. Далее были проведены расчеты по определению доли факторов, повышение которых требуют проведение дополнительных капитальных вложений:
. (8)
где Уфк – уровень факторов, повышение которых требуют проведения дополнительных капитальных вложений; φkij – уровень i - го определяющего фактора, входящий к j - му обобщенному фактору, повышение которого требует проведения дополнительных капитальных вложений; Zkij- весомость j - го обобщенного фактора, повышение которого требуют проведения дополнительных капитальных вложений; kkij – весомость i - го определяющего фактора, повышение которого требуют проведения дополнительных капитальных вложений.
Для хозяйств Республики Татарстан уровень факторов, повышение которых требует проведения дополнительных капитальных вложений, равняется 0,38.
, (9)
где Уфтэ=1 – уровень технической эксплуатации равный номинальному.
. (10)
Таким образом, целевая функция будет выглядеть следующим образом:
Целевая функция (11) представлена в виде рисунка (рисунок 3). Из рисунка видно, что оптимальное значение уровня технической эксплуатации тракторов для хозяйств Республики Татарстан равно 0,62. Для повышения до оптимального значения уровня технической эксплуатации были определены факторы, в реализации которых заложен максимальный эффект.
На основании полученных закономерностей изменения удельных затрат от наработки трактора выявлены оптимальные значения наработки до ремонта, межремонтной наработки и наработки до списания в зависимости от уровня эксплуатации. Эти значения представлены в табл. 1.
Исходя из таблицы видно, что с повышением уровня эксплуатации тракторов от 0,5 до 1, наработка до первого ремонта повышается от 3300 до 5820 м.ч; межремонтная наработка - от 5800 до 10830 м.ч; наработка до списания- от 8650 до 14670 м.ч.
Выводы. На основании проведенных расчетов можно сделать следующий вывод: с повышением уровня эксплуатации тракторов увеличиваются межремонтные сроки и продолжительность их эксплуатации. Оптимизация продолжительности эксплуатации техники до ремонта и до списания является наиболее коротким путем в снижении удельных затрат на приобретение и эксплуатацию тракторов. Исходя из исследований выявлено, что в настоящее время в хозяйстве тракторы отправляют на ремонт только после первой серьезной поломки, т.е. они перерабатывают значение оптимальной наработки. Так как до поломки техники обычно предшествует поток отказов, хозяйство несет огромные убытки на их устранение и от простоев. В этих случаях до второго ремонта техника уже не может доработать до значения оптимальной наработки. В конечном счете, сокращаются сроки их службы.
1. Ziganshin B.G., Valiev A.R., Khamidullin N.N. Some problems of technical support of the agro-industrial complex and prospects for its development. [Nekotorye problemy tekhnicheskogo obespecheniya APK i perspektivy ego razvitiya]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University. 2008. Vol. 3. № 2 (8). P. 148-152.
2. Aladashvili I.K., Makarova O.I., Yarullin F.F. Soot formation during the operation of a diesel power unit. [Sazheobrazovanie pri ekspluatatsii dizelnogo silovogo agregata]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University 2019. Vol. 14. № 2 (53). P. 83-87.
3. Khafizov K. A., Khafizov R. N. Energy method for optimizing the main parameters of tractors. [Energeticheskiy metod optimizatsii osnovnykh parametrov traktorov]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University - Kazan, 2015. - № 1 (35). - P. 75 - 81.
4. Adigamov N.R., Sharifullin S.N., Slavnin S.V. Prospects for plasma technologies in the restoration of plunger pairs of high-pressure fuel pumps of automotive diesel engines. [Perspektivy plazmennykh tekhnologiy v vosstanovlenii plunzhernykh par toplivnykh nasosov vysokogo davleniya avtotraktornykh dizelnykh dvigateley]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University - Kazan, 2013. - № 1 (27). - P. 70 - 73.
5. Khaliullin F.Kh., Medvedev V.M., Matyashin A.V., Vakhrameev D.A. A comparative assessment of the dynamic characteristics of power plants with a gas-diesel cycle using gas-engine fuel. [Sravnitelnaya otsenka dinamicheskikh kharakteristik energeticheskikh ustanovok s gazodizelnym tsiklom na gazomotornom toplive]. // Innovatsii i investitsii. - Innovations and Investments. - M.: Rusayns, 2018. № 11. - P. 181-185
6. Valiev A.R., Ziganshin B.G., Yakhin S.M., Khaliullin D.T. Sovremennye pochvoobrabatyvayuschie mashiny. [Modern tillage machines]. Sankt-Peterburg, 2016. (2-e izdanie, ispravlennoe).
7. Influence of physical factors on viability of microorganisms for plant protection. // Sabirov R., Valiev A., Karimova L., Dmitriev A., Khaliullin D. Engineering for Rural Development 2019. P. 555-562.
8. Galiev I.G., Khusainov R.K. Determination of the weight of technological operations and the level of resource consumption of aggregates and tractor systems. [Opredelenie vesomosti tekhnologicheskikh operatsiy i urovnya raskhoda resursa agregatov i sistem traktora]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University. 2012. № 3 (25). P. 74-77.
9. Galiev I., Khafizov C., Adigamov N., Khusainov R. Increase of efficiency of tractors use in agricultural production // Engineering for Rural Development 17. “17th International Scientific Conference Engineering for Rural Development, Proceedings” 2018. P. 373-377.
10. Babachenko L.A., Schukin A.R. Assessment of the operation level of tractors. [Otsenka urovnya ekspluatatsii traktorov]. // Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya selskogo khozyaystva. - Mechanization and electrification of agriculture. - 1985. - №1. - P. 24-26.
11. Galiev I.G., Ziganshin B.G., Abdrakhmanov R.K., Khusainov R.K. Justification of the differentiation level of agricultural work on tractors. [Obosnovanie urovnya differentsiatsii selskokhozyaystvennykh rabot po traktoram]. // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. - Technique and equipment for the village. 2017. № 10. P. 28-31.
12. Iofinov S.A. Ekspluatatsiya mashinno-traktornogo parka. [Operation of the machine and tractor fleet]. - M.: Kolos, 1974. - P. 470.
13. Medvedev V.M., Sinitskiy S.A. Mathematical model for assessing the dynamic performance of the MTA engine under unsteady load. [Matematicheskaya model otsenki dinamicheskikh pokazateley dvigatelya MTA pri neustanovivsheysya nagruzke]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - The Herald of Kazan State Agrarian University - Kazan', 2019. - № 2 (53). - P. 106 - 110.
