Государственное научное учреждениеВсероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (ГОСНИТИ) РоссельскохозакадемииНа правах рукописиИЗМАЙЛОВАндрей ЮрьевичТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТранспортнОЙ логистикИв Технологиях производства СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ продукции Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства Автореферат диссертации на соискание ученой степенидоктора технических наук Москва - 2007 Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства» (ВИМ) и на Машиностроительном заводе опытных конструкций (МЗОК) ВИМ Россельхозакадемии в период 1992-2007 гг. ^ Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, академик Россельхозакадемии Краснощеков Николай Васильевич доктор технических наук, профессор ^ Скороходов Анатолий Николаевич доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФХаланский Валентин Михайлович Ведущая организация: Центральная машиноиспытательная станция (ЦМИС) Минсельхоза России.Защита состоится _________________ в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 006.034.01 в ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка» (ГОСНИТИ) по адресу: 109428, Москва, 1-ый Институтский проезд, 1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОСНИТИ.Автореферат разослан «_____» _______________ 2007 г.Отзывы на автореферат в двух экземплярах, скрепленные подписью и заверенные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук (Р.Ю.Соловьев) ^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы. В последние годы в сельском хозяйстве страны наметилась тенденция перехода от состояния стагнации к поступательному развитию благодаря вниманию, оказываемому отрасли со стороны высших органов государственной власти. Проблемы развития сельского хозяйства, его технологической и технической модернизации четырежды обсуждались на заседаниях Президиума Госсовета РФ. Сельское хозяйство признано приоритетной отраслью экономики страны, поэтому введен в действие Национальный проект «Развитие АПК России» на 2006-2007 гг. Увеличивается доля рентабельных сельскохозяйственных предприятий, которые востребуют высокоэффективные технологии производства для обеспечения конкурентоспособности своей продукции. Учитывая, что в себестоимости сельскохозяйственной продукции значительную долю (20% и более) составляют затраты на погрузочно-разгрузочные и транспортные работы, становится актуальной проблема повышения эффективности транспортного обеспечения отрасли. Снижение затрат на погрузочно-разгрузочные и транспортные работы возможно, прежде всего, на основе освоения высокоэффективных транспортных технологий и высокопроизводительных технических средств. К экономической компоненте производства тесно примыкает демографическая ситуация в отрасли, при которой обеспечить производство необходимых объемов конкурентоспособной продукции можно только путем существенного повышения производительности труда, в том числе и на транспортных работах. Однако решить эти задачи имеющимися техническими и научными ресурсами не представляется возможным. Наиболее перспективным научным направлением радикального решения проблем повышения эффективности системы транспортного обеспечения производства сельскохозяйственной продукции является использование методов транспортной логистики, как раздела научного направления «Логистика» - науки о планировании, управлении, контроле и регулировании движения материальных и информационных потоков в пространстве и во времени от их первичного источника до конечного потребителя. Мировой опыт показывает, что применение методов логистики позволяет снизить уровень запасов на 30…50%, сократить время движения продукции на 25…45% и в итоге – минимизировать денежные затраты. Поэтому проблема оптимального построения технологий и создания технических средств транспортной логистики в технологических процессах производства сельскохозяйственной продукции вполне востребована сельскохозяйственной наукой и аграрной практикой и соответствует целям реформирования продовольственного комплекса страны. Научная гипотеза: эффективность производства сельскохозяйственной продукции можно существенно повысить путем разработки, создания и использования новых технологий и технических средств транспортной логистики, гармонизированных с агротехнологиями. Цель исследования: разработать научные основы модернизации технологической и технической базы транспортной логистики в технологиях производства сельскохозяйственной продукции, создать и организовать производство семейства адаптивных транспортных средств нового поколения для их реализации. Задачи исследований: 1. Разработать концепцию развития технологической и технической базы транспортной логистики в агротехнологиях. 2. Разработать экономико-математические модели и на их основе осуществить модернизацию технологий транспортного обеспечения уборки и посева зерновых культур. 3. Обосновать структуру и типоразмерный ряд транспортных средств нового поколения как технической базы транспортной логистики в агротехнологиях. 4. Разработать концепцию совершенствования конструкции, обосновать параметры и создать семейство адаптивных транспортно-накопительных технических средств нового поколения для реализации агротехнологий. 5. Разработать межотраслевой технологический адаптер транспортного обеспечения агротехнологий. 6. Организовать производство, обеспечить реализацию адаптивных транспортно-накопительных средств для агротехнологий и дать технико-экономичес-кую оценку эффективности их использования. Объект исследований: технологии и технические средства транспортной логистики в системе производства сельскохозяйственной продукции. Предмет исследования: методы построения и оптимизации транспортных технологий в системе производства сельскохозяйственной продукции, создания и организации производства технических средств нового поколения для их реализации. Методы исследований: системный анализ технологической и технической базы транспортной логистики; методы линейного и матричного программирования, интерактивного моделирования, теории массового обслуживания и математической статистики; апробация в производственных условиях и технико-экономическая оценка эффективности разработанных технологий и новых транспортных средств для проверки достоверности результатов исследований. Научная новизна результатов исследований: - концепция развития системы транспортного обеспечения агротехнологий, разработанная на основе методов транспортной логистики; - экономико-математические модели технологий транспортного обеспечения процессов уборки и посева зерновых культур, основанные на использовании метода матричного моделирования транспортной логистики с оценкой уровня производительность труда; - модернизированная технология транспортного обеспечения производства сельскохозяйственной продукции, отличающаяся использованием адаптивных транспортно-накопительных технических средств нового поколения, гармонизированных с агротехнологиями; - структура парка и новый типоразмерный ряд транспортных средств, адаптированных к агротехнологиям; - концепция совершенствования конструкции и математический аппарат для обоснования основных параметров адаптивных технических средств транспортной логистики, гармонизированных с агротехнологиями и мировыми тенденциями развития транспортной техники; - межотраслевой технологический адаптер транспортного обеспечения агротехнологий разработанный впервые для включения в Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства. Положения, выносимые на защиту: - развитие системы транспортного обеспечения агротехнологий следует осуществлять на основе методов транспортной логистики; - совершенствование системы транспортного обеспечения производства сельскохозяйственной продукции можно осуществить путем ее моделирования методами транспортной логистики, обеспечив при этом в приоритетном порядке повышение производительности труда; - технологию транспортного обеспечения производства сельскохозяйственной продукции можно модернизировать путем использования предложенных адаптивных транспортно-накопительных технических средств нового поколения; - обоснование нового типоразмерного ряда и структуры парка транспортных средств растениеводства следует вести на основе их адаптации к агротехнологиям; - создание новых (адаптивных) технических средств транспортной логистики в растениеводстве необходимо осуществлять на основе их гармонизации с агротехнологиями, мировыми тенденциями развития транспортной техники и предложенного математического аппарата для обоснования их основных параметров; - эффективное транспортное обеспечение агротехнологий возможно благодаря использованию разработанного специального транспортного технологического адаптера. Практическая значимость и реализация результатов. Использование результатов исследований по оптимизации технолого-технической базы транспортной логистики в агротехнологиях в практической деятельности предприятий сельскохозяйственного производства позволяет решать две главные задачи: - применять эффективные методы управления формированием, функционированием и развитием транспортных систем предприятий; - повысить качество и эффективность транспортного обеспечения производства продукции. Разработанный на основании результатов исследований межотраслевой технологический транспортный адаптер Федерального технологического регистра производства продукции растениеводства одобрен секцией НТС Минсельхоза России и рекомендован промышленным и сельскохозяйственным предприятиям для использования при формировании программ производства новой техники и транспортного обеспечения агротехнологий. Машиностроительным заводом опытных конструкций (МЗОК) ВИМ произведено и реализовано 234 комплекта систем сменных кузовов для автомобилей и тракторных полуприцепов, использование которых позволяет снизить себестоимость перевозок 1 т груза на 50-60 руб. Подготовленное на основе результатов исследований и изданное учебное пособие по транспортному обеспечению агротехнологий используется в учебном процессе агроинженерных вузов и кафедр.Апробация результатов работы. Основные результаты исследований докладывались на: - XIII-ой Международной научно-практической конференции «Новые технологии и техника для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскохозяйственном производстве», 2005 г. (г. Москва); - IX-ой Международной научно-практической конференции «Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве», 2006 г. (г. Углич); - заседаниях координационных Советов по проблемам машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции (2000…2006 гг.); - заседаниях Бюро Отделения механизация, электрификация и автоматизация сельского хозяйства Россельхозакадемии, 2005…2006 гг. (г. Москва); - всероссийских, региональных, областных и районных семинарах-совещаниях, посвященных вопросам транспорта в сельском хозяйстве (2000…2007 гг.); - машины и оборудование, созданные по результатам исследований демонстрировались на международной выставке «Золотая осень 2006» (ВВЦ, г. Москва) и «День Российского поля» (г. Саранск) в 2006 г и награждены пятью дипломами и тремя медалями (золотой, серебряной и бронзовой).Публикации – по теме диссертации опубликовано 34 научных труда, в т.ч. одна монография, две обзорные брошюры, одно учебное пособие, две рекомендации, 19 статей в центральных журналах, 8 статей в материалах всероссийских и международных конференций и 1 – в прочих изданиях.Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 242 страницах компьютерного текста, содержит 18 таблиц, 68 рисунков, приложения и состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, содержащего 215 наименований, в том числе 12 на иностранных языках. ^ ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ НАУЧНОЙ ПРОБЛЕМЫ В отечественной и зарубежной литературе рассмотрены проблемы формирования и функционирования транспортных систем предприятий, что важно для анализа транспортного обеспечения сельскохозяйственных товаропроизводителей, особенно в части использования транспортных средств в технологических процессах производства продукции. Поиск новых возможностей повышения эффективности материальных потоков в сферах производства и обращения выдвинул в число наиболее перспективных направлений хозяйственной деятельности в управлении материальными потоками логистику как междисциплинарное научное направление. По данным Гаджинского А.М. (1996), Залмановой М.Е. (1992, 1993, 1995), Аникина Б.А. (2001) и др. применение методов логистики позволяет снизить уровень запасов на 30…50% и сократить время движения продукции на 25…45%, поскольку при управлении материальными потоками по логистическим законам принимаются компромиссные решения – достижение оптимального баланса затрат, запасов и качества обслуживания. Об этом свидетельствуют также труды Миротиной Л.Б., Сергеева В.И., (1999), Неруша Ю.М. (1997, 2000), Уварова С.А. (1996), Афанасьевой Н.В. (1995), Васильева Г.А. (1993), Голикова Е.А., Пурлика В.М. (1993), Гончарова П.П. (1995), Карташева В. А. (1995), Костоглодова Д. Д., Харисовой Л. М. (1997), Котлера Ф. (1990), Лавровой О. В. (1995), Леншина И. А., Смолякова Ю. И. (1996), Миротиной Л. Б. (1996), Нагловского С. П. (1996), Парамонова М. Ю. (1996), Плоткина Б. К. (1991) и др. Показано, что наибольшее влияние на экономику оказывают транспортные системы крупных промышленных предприятий, где транспорт неразрывно связан с производственным процессом. Это важно и для сельскохозяйственного производства, в котором лучшие результаты деятельности обеспечиваются в структурах повышенной концентрации. И в этой отрасли транспортные потоки должны быть гармонично увязаны с технологическими процессами производства, быть одним из важных компонентов агротехнологий. Учеными ряда сельскохозяйственных НИИ и вузов страны проведены глубокие исследования транспортных задач, однако они были посвящены узким проблемам и соответствовали целям временного периода. Оптимизации транспортных процессов при помощи детерминированных экономико-математических показателей посвящены труды Валайниса В. Д. (1990), Гобермана В. А. (1981, 1986), Доспехова Б. А. (1985), Дмитренко А. И. (2002), Бакулева Л. С. (1968), Грифа М. И. (1989), Дубины В.И. (1978), Бабина Л.В. и Боровика И.А. (1980), Завалишина Ф. С. (1973), Брейловского Н. О. и Грановского Б. И. (1978). Проектирование транспортных систем с помощью вероятностных моделей и теории массового обслуживания осуществлено Арабовым И. А. (1957), Блынским Ю. Н. (1989), Бровциным В. Н., Валге А. М. и Михайленко И. М. (1987, 1988), Виссером О. А. и Гавриловым К. Н. (1971), Завалишиным Ф. С. (1961, 1982), Бутузовым Ю. В. И. (1972), Григорьевым С. Г. (1992), Евтюшенковым Н.Е. (1990, 1991) и др. Имитационному моделированию транспортных процессов посвящены труды Адлера Ю. П., Марковой Е. В., Грановского Ю. П. (1976), Алексеева А. Н. (1988), Артюшина А. А. (1991), Блынского Ю. Н. (1976, 1990), Великанова Д.П. (1977), Жукова В. Я., Липковича Э. И. (1977), Сметнева С.Д. (1980, 1981) и др. Вопросы использования накопительных емкостей в уборочно-транспортных комплексах для повышения их эффективности освещены в работах Зенченко Ю. Н. (1972, 1975), Валайниса В. Д. (1990), Бакулева Л. С. (1968), Блынского Ю. Н. (1989), Хабатова Р. Ш. (1970), Артемьева Г. Р. (1985), Багир-Заде Е. М. (1970), Игнатова В. Д., Пискарева А. В., Баруна В. Н. (1969, 1981), Бекетова В. П. (1983), Бурьянова А. И. и Пасечного Н. И. (1983), Дмитренко А. И. (1987, 2001), Зангиева А. А. (1985), Крылова Н. Д. (1980), Пенкина М. Г. (1977), Терехова А. П. (1975), Чеботарева А. А. и Эдиева С. Б. (1976, 1978), Евтюшенкова Н.Е. (2004) и др. Анализ литературы показывает, что транспортно-технологические процессы с использованием сменных кузовов позволяют значительно повысить эффективность сельскохозяйственных комплексов машин и в то же время данный вопрос является не достаточно изученным. Из сказанного становится понятной необходимость и перспективность дальнейших исследований вопросов использования сменных кузовов в сельском хозяйстве. Кроме того, по данным Гуревича А. М., Мукамедьянова Ф. Ф. и Халтурина В. С. (1989), Кольге Д. Ф. (1983), Кононова А. М. и Горбача В. А. (1970), Милько-Черноморца Н. А. (1962), Рябцева Д. П. (1979-81), Хабатова Р. Ш. (1985), Черкасова И. В. (1987), Спирина А.П. (1995, 1996) и зарубежных исследователей огромных размеров достигает ущерб, причиняемый чрезмерным уплотнением почвы ходовыми системами внеполевой мобильной техники: в сельском хозяйстве, например, США он оценивается суммой в 1,18 млрд. долларов ежегодно. Анализ мирового опыта показывает, что на рынке сельскохозяйственной техники пользуются широким спросом адаптивные транспортные системы (АТС), в том числе и на базе транспортных средств с почвофильными (почвощадящими) ходовыми системами. Основными европейскими производителями АТС являются: фирмы «Krampe» и «Annaburger» (Германия), фирма «Партек» (Финляндия), фирма «Rolland» (Франция), фирма «Veenhuis» (Нидерланды) и Шведская компания «Fors MW» [1, 2, 3, 4]. Учитывая прогнозируемую емкость отечественного рынка АТС целесообразно разработать и освоить их производство в России, максимально используя при этом опыт зарубежных фирм. В результате анализа состояния проблемы транспортного обеспечения отечественного сельского хозяйства, результатов ранее проведенных исследований и разработок в диссертации сформулирована научная гипотеза, цель и задачи исследований, которые приведены в предыдущем разделе автореферата. ГЛАВА 2. построениЕ транспортной логистики в АГРОтехнологиях 2.1. Моделирование транспортной логистики в технологияхпроизводства зерна В технологиях производства зерна транспортные работы имеют место практически во всех операциях – от основной обработки почвы, посева и защиты растений от сорняков, болезней и вредителей до уборки урожая, когда с поля вывозится основная масса грузов – зерно и солома [1, 7, 9, 26, 28]. Наибольшим по интенсивности и затратам является поток грузов в уборочном технологическом цикле. Поэтому эффективность технологий и конкурентоспособность продукции во многом зависят от качества построения уборочно–транспортной системы. Учитывая особенности сельскохозяйственной транспортной логистики, моделирование уборочно-транспортной системы произведено на примере среднестатистического (виртуального) зернового предприятия с размером пашни 2400 га. Для расчета принято два варианта технологий транспортировки зерна от комбайнов Дон-1500 на ток: прямоточная и перевалочная при следующих ограничениях: в системе уборки комбайны являются приоритетными и срыв уборочного конвейера по транспортной причине не допустим. На основании анализа статистических данных установлено, что 1/3 парка комбайнов за уборочный период обмолачивает почти 3/4 всей продукции, поэтому для комбайнового парка виртуального хозяйства приняты следующие параметры суточной выработки: комбайны К1=70 т, К2=100 т и К3= 130 т. На основе уравнения движения транспортного средства (ТС) критерий оптимальности выбранного для парка виртуального хозяйства ТС (КамАЗ, ЗИЛ и ГАЗ) - величина себестоимости единицы (тонны) перевезенного зерна определяется по формуле [25]: (1)где: ^ L – путь, проходимый ТС при перевозке зерна за цикл «комбайн – ток – комбайн», км; К – стоимость 1 кг ГСМ, руб.; Г - расход ГСМ на 100 км пути, кг; ∆Р – масса зерна, перевозимая ТС за цикл, т; Р - масса груза, перевозимая ТС за сезон, т; Атс– амортизация ТС за уборочный период, руб.; Зт – затраты на техническое обслуживание ТС за уборочный период, руб.; Зпр – прочие затраты на ТС. За уборочный период, получены величины себестоимости перевозимого зерна для КамАЗ - 44,1 руб./т; ЗИЛ - 45,6 руб./т и ГАЗ - 47,6 руб./т. Таким образом, установлено, что при обслуживании зерноуборочных комбайнов, работающих на полях типичного севооборота, строго приписанными транспортными средствами, себестоимость перевозки зерна снижается по мере повышения единичной грузоподъемности автомобиля. При обезличенном обслуживании комбайнов, работающих на одном поле (каждый в своей загонке), затраты снижаются до 10%. При этом, за счет некоторого снижения времени ожидания погрузки, суточная выработка ТС возрастает, поэтому групповое использование комбайнов более эффективно.^ 2.2 Экономико-математическая модель транспортной системы уборки зерновых культур Учитывая результаты расчетов, полученные в предыдущем разделе, поставлена задача: разработать такой план перевозки зерна от комбайнов – поставщиков груза к его потребителям – транспортным средствам, при котором суммарные затраты на перевозку будут минимальными, будут задействованы все мощности поставщиков и удовлетворен весь спрос потребителей. Для решения этой задачи использована закрытая математическая модель, применяемая обычно в транспортной логистике, с матрицей, приведенной на рис. 1, где по вертикали - поставщики зерна (комбайны К1, К2, К3), по горизонтали - потребители (транспортные средства по парам ТС1, ТС2, ТС3), а в клетках (1.1-3.1), (1.2-3.2) и (1.3-3.3) – себестоимость транспортирования зерна соответствующими ТС. При решении матрицы использован метод северо-западного угла (Просветов Г. И., 2006). В итоге определены затраты на транспортировку суточной намолачиваемой комбайнами массы зерна в сумме 13067,6 руб. Причем выбранные пары ТС по затратам незначительно отличаются друг от друга (два ЗИЛ – 4377,6 руб., КамАЗ+ГАЗ – 4345 руб.), что указывает на удовлетворительное решение транспортной задачи для варианта используемых ТС. Величины суточной производительности ТС и комбайнов приняты равными:. (2) Суммарные издержки на транспортировку зерна от комбайнов на ток при использовании в виртуальном хозяйстве безперевалочной технологии оцениваются в 156,8 тыс. руб. ТС1 =ЗИЛ1 +ЗИЛ2 ТС2 =КамАЗ1 +ГАЗ1 ТС3= КамАЗ2+ ГАЗ2 100 100 10048 48 64 32 64 32 45,6 45,6 44,1 47,6 44,1 47,6К1 70 1.1 1.2 1.37045,6 45,6 44,1 47,6 44,1 47,6К2 130 2.1 2.2 2.3 30 100 045,6 45,6 44,1 47,6 44,1 47,6К3 100 3.1 3.2 3.3 100 Рис. 1. Матрица закрытой математической модели транспортной системы уборки зерновых^ 2.3. Моделирование модернизации уборочно-транспортной системы Анализ традиционной модели транспортирования зерна, изложенной выше, показывает высокие издержки труда и капитала в связи с повышенными затратами времени смены на ожидание загрузки ТС. Это особенно характерно при использовании ТС высокой грузоподъемности, когда одного бункера комбайна не достаточно для заполнения кузова автомобиля-самосвала. Вместе с тем, с ростом грузоподъемности ТС снижаются общие затраты на транспортировку зерна от комбайнов на ток: для ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, соответственно: 47,6; 45,6 и 44,1 руб. на 1 т перевозимого зерна. Отмеченные закономерности позволяют сделать вывод о том, что для снижения транспортных издержек, особенно для ТС повышенной грузоподъемности, необходим поиск решений, обеспечивающих снижение затрат времени на ожидание погрузки зерна от комбайнов. Решить эту задачу представляется возможным за счет: введения перевалочной технологии перемещения зерна на плече «комбайн – ток» и создания ТС с системой «мультилифт» [9, 11, 24, 27]. В работе рассмотрен критический вариант, когда в принятом выше виртуальном сельскохозяйственном предприятии на наиболее удаленном от тока поле групповым методом каждый в своей загонке площадью 240:3=80 га работают три комбайна К1, К2, К3. На краю поля со стороны тока устанавливаются сменные бункеры-накопители зерна (СБН) на расстоянии 6 км от тока. В уборке участвуют два типа ТС: - первый - ТС1 грузоподъемностью, равной массе зерна в бункере комбайна, обслуживает комбайны по короткому плечу «комбайн – СБН»; - второй - ТС2 высокой грузоподъемности, вывозит зерно на плече «СБН – ток» (рис.2). При такой схеме работы более полно используются преимущества каждого типа ТС, поскольку они специализируются на более выгодных перевозках. К Рис. 2. Пример использования кузовов-накопителей при уборке зерновых культурроме того, появляется возможность минимизировать время простоев комбайнов путем оптимизации количества обслуживающих их сменных бункеров-накопителей и транспортных средств, работающих на длинном плече. На рис.3. п оказаны зависимости комбайнов и автомобилей КамАЗ на отвозке зерна на ток от отношения количества автомобилей m к k, расстояния перевозок l при работе по базовой (а) и новой т Рис.3. Зависимость коэффициента простоев комбайнов и автомобилей КамАЗ на отвозке зерна на ток от отношения количества автомобилей m к количеству комбайнов k, расстояния перевозок l при работе по базовой (а) и новой (б) технологиямехнологиям (б). Из этих рисунков видно, что по традиционной технологии не удается экономически оправданно добиться ниже 10%, а по новой – при соотношении m/k =2/3 стремится к нулю [7, 8, 10]. Результаты расчетов по матричной модели показали, что при перевалочной технологии транспортирования зерна от комбайнов в хозяйстве нужно иметь один автомобиль-самосвал с двумя сменными кузовами. Для сравнения приняты два варианта ТС: автомобиль-самосвал (например, на базе ГАЗ) –ТС1а и саморазгружающийся прицеп в агрегате с трактором кл. 1,4 – МТЗ-80 – ТС1т , оба ТС грузоподъемностью 4 т для гармонизации с массой зерна в бункере комбайна Дон-1500. С учетом времени транспортного цикла для сравниваемых ТС установлено, что баланс их рабочего времени позволяет планировать суточную производительность для ТС1а – 180 т, для ТС1т – 120 т при производительности трех комбайнов в 300 т в сутки. Анализ матрицы оценок, подобной приведенной на рис. 1, показывает реальность этого плана, что позволило определить транспортные затраты по перевозке зерна на коротком плече уборочно-транспортной системы: для ТС1т 926,4 руб. в сутки и 11116,8 руб. за весь период уборки; для ТС1а, соответственно, 1157,4 руб. и 13888,8 руб. Суммарные затраты обоих ТС1 на коротком плече за весь период уборки – 25005,6 руб. Затраты за уборочный период ТС2, работающих по длинному плечу, составили 68,04 тыс. руб., а совокупные транспортные издержки перевалочной технологии при уборке зерновых в виртуальном хозяйстве составят 93,045 тыс. руб. При использовании прямоточной технологии, как было показано выше, эти затраты составляют 156,8 тыс. руб. Таким образом, реализация перевалочной технологии транспортирования зерна при его уборке в виртуальном хозяйстве дает выигрыш в 63,8 тыс. руб., т.е. по 53,1 руб./га посева зерновых культур или снижает себестоимость 1 т зерна более чем на 18 руб. ГЛАВА 3. Методика проектирования и расчет парка транспортных средств для растениеводства3.1. Место транспорта в агротехнологиях В диссертации предложено агротехнические, технические, экономические и др. параметры технологий производства сельскохозяйственной продукции различной интенсивности дополнить техническими средствами транспортной логистики и включить: - в экстенсивные агротехнологии - ТС старых образцов типа ГАЗ, ЗИЛ, тракторные прицепы, разработанные в 60-70 годы, грузоподъемностью 3-5 т; - в нормальные агротехнологии - вышеперечисленные транспортные средства, а также автомобили более высокой грузоподъемности при групповых методах использования; - в интенсивные агротехнологии - ТС четвертого поколения, разработанные в 80-х годах и имеющие повышенную грузоподъемность при групповых методах использования перевалочных технологий; - в высокие агротехнологии – использование глобальных информационных систем (ГИС). Они разработаны и используются передовыми зарубежными транспортными фирмами и связаны с управлением ТС навигационными системами - американской GPS и российской ГлоНАСС. То есть, концептуально в высоких транспортных технологиях сельского хозяйства должны использоваться современные достижения информационных технологий и космомониторинга для обеспечения эффективного управления процессами транспортировки сельскохозяйственной продукции в единстве с процессом ее производства. Главной задачей при создании транспортной логистики в технологиях производства сельскохозяйственной продукции рекомендовано считать повышение производительности труда в транспортной системе отрасли, те есть достижение основной цели ее технологической и технической модернизации и обеспечения конкурентоспособности продукции. При этом производительность труда должна определяться как объем (стоимость) перевезенной продукции одним водителем транспортного средства за производственный цикл. Это отражает влияние технологий транспортирования и техники для них, наиболее органично вписывается в требования интенсивных технологий производства продукции и соответствуют требованиям этих технологий по эффективности использования труда и других ресурсов интенсификации [22, 29]. Основным критерием оценки производительности труда и, как следствие, эффективности производства, рекомендовано принять величину (долю) прибавочного продукта, полученного при производстве продукции. Этот параметр тождественен рентабельности производства и назван рентабельностью труда: (3) где: ^ Ц – цена продукции, руб./т; Сп – себестоимость продукции, руб./т; Д – все виды дотаций на продукцию, руб./т; П – площадь возделывания (поголовье животных), га (голов); У – урожайность (продуктивность животных), т/га (т/гол.); Зм – затраты материальных ресурсов, руб./т; А – амортизация техники, руб./т; Зп – зарплата, руб./т; Зпр – прочие затраты, руб./т; Кт – численность занятых в производстве, чел. Таким образом, экономическая эффективность труда возрастает, если:Ц; Д; У; П → max;Кт; Зм; А; Зп; Зпр → min. (4)^ 3.2. Обоснование типажа транспортных средств для агротехнологий Установлено, что технологический процесс производства сельскохозяйственной продукции может быть эффективным только при гармоничном взаимодействии в составе машинно-технологического комплекта (МТК) двух активных средств производства: сельскохозяйственного агрегата (СХА), состоящего, как правило, из мобильного энергетического средства (МЭС) и технологической машины и транспортных средств (ТС), работающих в двух направлениях: в процессе выращивания урожая - от склада до поля («толкающий» режим), а при уборке – с поля на склад («тянущий» режим). Транспортные средства по взаимодействию с СХА подразделены на ТС с жесткой связью с СХА и ТС с пульсирующей связью с СХА; ТС, воздействующее на СХА точечно или постоянно, при наличии бункера у СХА или при его отсутствии [8, 9, 12, 26, 28]. В работе предложен новый тип ТС - адаптивное транспортное средство (АТС), включающее мобильное энергетическое средство (наиболее дорогая часть ТС) и набор к нему адаптеров (сменного рабочего оборудования), каждый из которых предназначен для выполнения конкретной транспортной операции в агротехнологиях [9, 10,11]. Предложен также типаж транспортных средств, состоящий из четырех классов машин (легкий, средний, тяжелый и особо тяжелый), построенный на классической основе и по типу технологической адаптации (через сменные адаптеры), который позволяет сформировать эффективные транспортные технологии при производстве продукции растениеводства [8, 12, 13, 14]. Структура парка разделена на две группы транспортных средств, из которых первая находится в сфере сельскохозяйственных предприятий, вторая – в сфере услуг (районного или муниципального уровней). Парк ТС в сельском хозяйстве должен включать грузовые самосвальные и работающие по схеме АТС автомобили и тракторные ТС в следующем количестве: легкого класса – 120 тыс., среднего класса – 60 тыс., тяжелого и особо тяжелого классов – 15 тыс., тракторных прицепов – 40 тыс. шт. [11, 12, 13, 15, 16, 17, 27]. Парк ТС в транспортной инфраструктуре для удовлетворения потребности сельского хозяйства в уборочный период количественно должен составить: КамАЗ - 85 тыс. шт., в том числе 45 тыс. (1,5 шт. на хозяйство) адаптивных транспортных средств с комплектом сменных кузовов; ЗИЛ – 95 тыс. шт.; ГАЗ – 65 тыс. шт. Предложены общие методические принципы расчета парка транспортных средств в сервисной инфраструктуре, которые заключаются в определении топологии грузопотоков отрасли, выделении точек сгущения грузопотоков и обосновании целесообразности создания системы транспортных ресурсов (структур) в районах притяжения этих точек, а также в выборе мест расположения транспортных логистических центров (ЛЦ) - сферы транспортных услуг для села. В диссертации приведены целевая функция транспортно - логистической инфраструктуры, критерий оптимизации и ограничения, позволяющие минимизировать капиталовложения на создание ЛЦ инфраструктуры села. Показано, что проблема формализованного подхода к построению сети логистических центров по переработке грузопотоков на заданной территории имеет на сегодняшний день большое значение и заслуживает внимания исследователей и разработчиков конкретных проектов.^ 3.3. Исследование факторов оптимизации транспортнойлогистики в растениеводстве Исследования проблемы транспортного обеспечения агротехнологий позволило сделать некоторые обобщения относительно целесообразности использования методов логистики для повышения эффективности сельскохозяйственного производства в целом в следующих направлениях: - разработка закономерностей движения материальных потоков и услуг от производителя к потребителю в процессе производства сельскохозяйственной продукции; - развитие тесной гармонизации технологий производства продукции с логистическими процессами; - исследование процессов логистических услуг в сельском хозяйстве; - использование установленных в настоящей работе детерминированных связей транспортной логистики с агротехнологиями для установления зависимости рентабельности производства в целом от затрат, в том числе и в логистической системе; - оптимизация управления материальными потоками (МП) для снижения запасов на пути их движения и сокращения времени прохождения товаров по логистическому центру (ЛЦ); - выделение единой функции управления сквозным МП; техническая, экономическая и информационная интеграция отдельных звеньев ЛЦ в единую систему: на макроуровне – различных предприятий, на микроуровне – различных служб предприятия.ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ параметров АДАПТИВНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ^ 4.1. Основные положения концепции развития адаптивныхтранспортных систем На основе анализа номенклатуры грузов, требующих выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, технолого-экономических особенностей сельского хозяйства с позиций его транспортного обеспечения сформулированы основные концептуальные положения создания семейства универсальных погрузочно-транспортных и накопительных машин («мультилифтов») со сменными кузовами, как адаптивного транспортного средства (АТС) [8, 15, 16, 17, 31]. В основу этих положений положен перечень процессов и операций, для выполнения которых должно быть предназначено новое семейство машин. Установлено, чт