vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2023-61-3-243-252vestiag-717Research ArticleМЕХАНІЗАЦЫЯ І ЭНЕРГЕТЫКАMECHANIZATION AND POWER ENGINEERINGОперация вспашки: производительность труда и удельные эксплуатационные затраты. Ч. 1. Многофакторное моделирование операции вспашкиPlowing operation: labor productivity and specific operating costs. Part 1. Multifactor simulation of plowing operationЛеоновА. Н.LeonovA. N.

Леонов Андрей Николаевич – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры моделирования и проектирования

пр. Независимости, 99, 220012, Минск

Andrey N. Leonov – D. Sc. (Engineering), Professor, Professor of Modeling and Design Department

99, Nezavisimosni Ave., 220012, Minsk

lannik@rambler.ruНепаркоТ. А.NeparkoT. A.

Непарко Татьяна Анатольевна – кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой эксплуатации машинно-тракторного парка и агротехнологий

пр. Независимости, 99, 220012, Минск

Tatyana A. Neparko – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Head of the Department for Tractor and Machinery Operation and Agrotechnologies

99, Nezavisimosni Ave., 220012, Minsk

mta_mtp@tut.byЛиЦинчжэньLiQingzhen

Ли Цинчжэнь – кандидат технических наук, преподаватель кафедры автомобилей с новым способом управления

Синьцунь 74, г. Ибин, район Цуйпин, провинция Сычуань

Qingzhen Li – Ph. D. (Engineering), Lecturer in the Department of Vehicles with New Means of Control

74 Xincun, Yibin City, Tsui Ping District, Sichuan Province

190570873@qq.comБелорусский государственный аграрный технический университетBelarusian State Agrarian Technical UniversityИбинский профессиональный технический колледжYiBin Vocational and Technical College202328072023613243252Copyright © Леонов А.Н., Непарко Т.А., Ли Ц., 20232023Леонов А.Н., Непарко Т.А., Ли Ц.Leonov A.N., Neparko T.A., Li Q.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/717

Одна из важнейших проблем при производстве зерна в Республике Беларусь – повышение производительности труда, которая в 4–5 раз меньше производительности труда в странах ЕС. Большое влияние на производительность труда и удельные эксплуатационные затраты оказывают энергои материалоемкие операции, такие как вспашка и уборка. Данная статья посвящена идучению основных закономерностей операции вспашки, которая, являясь сложной технической системой, связана с использованием большого объема агротехнологической, технической, эксплуатационной, ресурсной и экономической информации (продолжительность операции, рабочая длина гона, физико-механические свойства почв, глубина обработки, допустимый интервал скоростей движения агрегата, топливно-энергетические, мощностные и тяговые характеристики двигателя, ширина захвата агрегата, экономические показатели и др.). В настоящее время, в результате внедрения систем компьютерной математики, появились эффективные методы изучения сложных технических систем, позволяющие проводить многофакторное моделирование и многокритериальную оптимизацию производственных процессов и формирование комплекса машин методом системного анализа. Необходимым условием полного и всестороннего описания функционирования сложной технической системы является наличие конфликтующих параметров оптимизации, а также полного комплекса независимых управляющих факторов, существенно влияющих на эти параметры. Отличительная особенность предложенного метода заключается в определении не одного оптимального решения, а множества Парето-оптимальных решений, дающих производителю новые возможности выбора при организации производственных процессов, повышающих эффективность операции вспашки и, следовательно, рентабельность производства зерна в целом. Поэтому повышение производительности труда при допустимых удельных эксплуатационных затратах путем формирования рационального комплекса машин и режимов его эксплуатации в конкретных условиях производства является актуальной научно-технической задачей. Математическая иллюстрация метода приведена для природно-производственных условий Республики Беларусь. 

One of the most important problems in grain production in the Republic of Belarus is increasing labor productivity, which is 4–5 times less than labor productivity in the EU countries. A great influence on labor productivity and specific operating costs is exerted by energyand material-intensive operations, such as plowing and harvesting. The main patterns of the plowing operation, which is a complex technical system, is connected with the use of a large volume of agrotechnological, technical, operational, resource and economic information (operation duration, working length of the harrow, physical and mechanical properties of soil, depth of treatment, permissible interval of the unit speed, fuel and energy, engine power and traction characteristics, width of the unit, economic indicators, etc.) are considered. Currently, as a result of introduction of computer mathematics systems, there are effective methods available for studying complex technical systems, allowing for multi-factor modeling and multi-criteria optimization of the production processes and formation of a set of machines by system analysis. A prerequisite for a complete and comprehensive description of the functioning of a complex technical system is the presence of conflicting optimization parameters, as well as a complete set of independent control factors significantly affecting these parameters. A distinctive feature of the proposed method is to determine not one optimal solution, but a set of Paretooptimal solutions, giving the producer new opportunities of choice when organizing the production processes, increasing the efficiency of plowing operation and, consequently, the profitability of grain production in general. Therefore, increasing productivity at permissible specific operating costs through the formation of a rational set of machines and modes of its operation under specific conditions of production is an important scientific and engineering task. A mathematical illustration of the method is provided for natural-production conditions of the Republic of Belarus.

производительность трудаудельные эксплуатационные затратыноминальная мощность двигателяскорость движения агрегатапродолжительность операциирабочая длина гонаглубина обработкисопротивление почвымногофакторное моделированиемногокритериальная оптимизациямножество Парето-оптимальных решенийlabor productivityspecific operational costsnominal engine powerunit movement speedduration of operationworking length of the harrowworking depthsoil resistancemultifactor modelingmulticriteria optimizationParetooptimal solutions setReferencesОперационная технология вспашки полей / В. Я. Тимошенко [и др.] // Агропанорама. – 2001. – № 2. – С. 27–31.Timoshenko V. Ya., Neparko T. A., Dutko L. Yu., Ketsko V. N. Operational technology of plowing fields. Agropanorama, 2001, no. 2, pp. 27–31 (in Russian).Оценка годовой загрузки новых отечественных тракторов «БЕЛАРУС» класса тяги 6 / А. В. Новиков [и др.] // Агропанорама. – 2016. – № 3. – С. 20–22.Novikov A. V., Zhdanko D. A., Neparko T. A., Zen’ko A. A. Assessment of the annual load of new domestic tractors “BELARUS” of the traction class 6. Agropanorama, 2016, no. 3, pp. 20–22 (in Russian).Эксплуатационная оценка широкозахватного пахотного агрегата на базе трактора «БЕЛАРУС 4522С» / А. В. Новиков [и др.] // Агропанорама. – 2017. – № 2. – С. 2–7.Novikov A. V., Zhdanko D. A., Neparko T. A., Nazarov F. I., Lepeshkin N. D. Operational assessment of a wide-cut arable unit based on the BELARUS 4522С tractor. Agropanorama, 2017, no. 2, pp. 2–7 (in Russian).Новиков, А. В. Обоснование нормативов потребности сельскохозяйственного предприятия в мобильных энергетических средствах / А. В. Новиков, Д. А. Жданко, Т. А. Непарко // Изобретатель. – 2017. – № 2. – С. 41–45.Novikov A. V., Zhdanko D. A., Neparko T. A. Substantiation of the standards for the needs of an agricultural enterprise in mobile power equipment. Izobretatel’ [Inventor], 2017, no. 2, pp. 41–45 (in Russian).Ли, Цинчжэнь. Моделирование и оптимизация технологического процесса и средств механизации производства зерна для Среднего Китая на базе белорусской техники / Цинчжэнь Ли, А. Н. Леонов // Вес. Нац. акад. наук Беларуси. Сер. аграр. наук. – 2020. – Т. 58, № 1. – С. 90–107. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2020-58-1-90-107Li Qingzhen, Leonov A. N. Modeling and optimization of technological process and means of mechanization of grain production for middle China based on Belarusian technology. Vestsі Natsyyanal’nai akademіі navuk Belarusі. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series, 2020, vol. 58, no. 1, pp. 90–107 (in Russian). https://doi.org/10.29235/1817-7204-2020-58-1-90-107Ли, Цинчжэнь. Определение номинальной мощности двигателя трактора и скорости МТА для выполнения конкретной операции с минимальным уровнем удельных затрат / Цинчжэнь Ли, А. Н. Леонов // Агропанорама. – 2019. – № 4. – С. 26–32.Li Qingzhen, Leonov A. N. Determining the rated power of the tractor engine and the speed of the MTA to perform a specific operation with a minimum level of unit costs. Agropanorama, 2019, no. 4, pp. 26–32 (in Russian).Параметры оценки приспособленности энергосредств к агрегатированию в составе МТА / А. П. Ляхов [и др.] // Агропанорама. – 2022. – № 3. – С. 6–10.Lyakhov A. P., Neparko T. A., Bykov N. N., Zhavrid O. V. Parameters for assessing the suitability of energy facilities for aggregation as part of the MTA. Agropanorama, 2022, no. 3, pp. 6–10 (in Russian).Техническое обеспечение производства продукции растениеводства: учебник / А. Н. Новиков [и др.]; под ред. А. В. Новикова. – Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2012. – 512 с.Novikov A. N. (ed.). Technical support of crop production. Minsk, Novoe znanie Publ., Moscow, INFRA-M Publ., 2012. 512 p. (in Russian).Технологии и техническое обеспечение производства продукции растениеводства. Практикум: учеб. пособие / Т. А. Непарко [и др.]; под ред. Т. А. Непарко. – Минск: ИВЦ Минфина, 2018. – 217 с.Neparko T. A. (ed.). Technologies and technical support for the production of crop products. Workshop. Minsk, IVTs Minfina Publ., 2018. 217 p. (in Russian).Тимошенко, В. Я. Технологическая надежность вспашки торфяно-болотных почв / В. Я. Тимошенко, Т. А. Непарко, Л. Ю. Дутко // Агропанорама. – 2004. – № 2. – С. 10–13.Timoshenko V. Ya., Neparko T. A., Dutko L. Yu. Technological reliability of plowing peat-bog soils. Agropanorama, 2004, no. 2, pp. 10–13 (in Russian).Зангиев, А. А. Эксплуатация машинно-тракторного парка: учебник / А. А. Зангиев, А. В. Шпилько, А. Г. Глевшин. – М.: Колос, 2008. – 319 с.Zangiev A. A., Shpil’ko A. V., Glevshin A. G. Operation of the machine and tractor fleet. Moscow, Kolos Publ., 2008. 319 p. (in Russian).Техническое обеспечение производства продукции растениеводства: практикум / А. В. Новиков [и др.]; ред. А. В. Новиков. – Минск: БГАТУ, 2011. – 407 с.Novikov A. V. (ed.). Technical support for the production of crop production. Minsk, Belarusian State Agrarian Technical University, 2011. 407 p. (in Russian).Техническое обеспечение производства продукции растениеводства. Курсовое проектирование / Т. А. Непарко [и др.]; под общ. ред. Т. А. Непарко. – Минск: БГАТУ, 2013. – 307 с.Neparko T. A. (ed.). Technical support of crop production. Course design. Minsk, Belarusian State Agrarian Technical University, 2013. 307 p. (in Russian).Себер, Дж. Линейный регрессионный анализ / Дж. Себер; пер. с англ. В. П. Носко; под ред. М. Б. Малютова. – М.: Мир, 1980. – 456 с.Seber G. A. F. Linear regression analysis. New York, Wiley, 1977. 465 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.