Моделирование и оптимизация технологического процесса и средств механизации производства зерна для среднего Китая на базе белорусской техники

Одной из главных проблем при производстве зерна в Китае является высокий уровень удельных затрат (высокая себестоимость). Основная причина – низкий уровень механизации. Разработка эффективных технологий и средств механизации является перспективным направлением, позволяющим снизить уровень удельных затрат при заданной производительности труда и сохранении достигнутой урожайности. Производство зерна является сложной системой, связанной с большим объемом информации: агротехнологической (сорт культуры, урожайность, физико-механические параметры участков, сроки выполнения операций, допустимый интервал скоростей для конкретной операции и т.д.), технико-экономической (мощностные и тяговые характеристики, пропускная способность, ширина захвата, эксплуатационная масса, объем бункера, стоимость). В настоящее время появились эффективные методы изучения сложных систем в результате разработки и широкого внедрения систем компьютерной математики, которые позволяют исследовать технологии и средства механизации методом многофакторного моделирования и многокритериальной оптимизации. В статье представлена многофакторная математическая модель, отличающаяся тем, что впервые взяты три группы одновременно варьируемых факторов – мощность двигателей, скорость движения МТА, сроки выполнения основных энергоемких операций – вспашка, уборка, а в качестве конфликтующих между собой параметров оптимизации – уровень удельных затрат, коэффициент потерь урожая, производительность труда, что позволяет всесторонне исследовать процесс производства зерна в любых природно-производственных условиях. Разработан технологический процесс (скорость движения агрегатов и сроки проведения основных операций (вспашка, уборка)) и соответствующий комплекс машин и оборудования, обеспечивающий минимальный уровень удельных затрат при заданной производительности труда и сохранении достигнутой урожайности с учетом специфики среднего Китая (2 урожая в год).

1. Tang, Hua-Jun. Study on per capita grain demand based on Chinese reasonable dietary pattern / Hua-Jun Tang, Zhe-Min Li // Scientia Agricultura Sinica. - 2012. - Vol. 45, N 11. - P. 2315-2327. https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.022

2. Zhu, Xianfeng. Grain production trend in China and the USA / Xianfeng Zhu, Chengfang Wu // China Grain Economy. - 2016. - N 9. - P. 36-39.

3. Hunt, D. Farm power and machinery management / D. Hunt. - 4th ed. - Ames : Iowa State Univ. Press, 1964. - 274 p.

4. Шило, И. Н.Особенности оптимизации состава технических средств для многоукладного сельского хозяйства / И. Н. Шило, Е. Г. Родов // Механизация и электрификация сельского хозяйства : межведомств. темат. сб. / Белорус. науч.-исслед. ин-т механизации сел. хоз-ва. - Минск, 1996. - Вып. 35. - С. 9-17.

5. Шило, И. Н. Ресурсосберегающие технологии сельскохозяйственного производства / И. Н. Шило, В. Н. Дашков. - Минск : [б. и.], 2003. - 183 с.

6. Shepelev S., Shepelev V., Almetova Z. Optimization of technical equipment for crop sowing processes. Procedia Engineering, 2016, vol. 150, pp. 1258-1262. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.142

7. Zangiev A. A., Shpil’ko A. V., Glevshin A. G. Maintenance of machine and tractor park. Moscow, KolosS Publ., 2008. 318 p. (in Russian).

8. Савочкин, В. А. Тяговый расчет трактора / В. А. Савочкин ; Моск. гос. техн. ун-т «МАМИ». - М. : МГТУ «МАМИ», 2001. - 48 с.

9. Техническое обеспечение производства продукции растениеводства : / А. В. Новиков [и др.] ; ред. А. В. Новиков. - Минск : БГАТУ, 2011. - 408 с.

10. Ли, 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 (134). - С. 26-32.

11. Sawaragi, Y. Theory of multiobjective optimization / Y. Sawaragi, T. Tanino, H. Nakayama. - Orlando : Academic Press, 1985. - 296 р. - (Mathematics in Science and Engineering ; vol. 176). https://doi.org/10.1016/s0076-5392(09)x6017-0

12. Леонов, А. Н. Определение номинальной мощности двигателя комбайна и скорости его движения при уборке зерновых, обеспечивающих минимальный уровень удельных затрат при заданной производительности труда / А. Н. Леонов, Цинчжэнь Ли // Агропанорама. - 2019. - № 6 (136). - С. 10-18.

13. Effects of different sowing stage on yield of wheat with different sowing methods / Hong-yang Wang [et al.] // Modern Agr. Science a. Technology. - 2014. - N 24. - P. 11-12.

14. Wu, Zhong-liang. Effects of harvesting period on the yield of wheat / Zhong-liang Wu, Wei-qing Shen, Yin-lou Jiang // J. of Anhui Agr. Sciences. - 2016. - № 3. - P. 46-47.

15. Li, Yilоng. Effects of harvesting period on the yield of corn / Yilоng Li // Modern Agr. Science a. Technology. - 2017. - N 6. - P. 14-16. https://doi.org/https:doi.org/10.3969/j.issn.1007-5739.2017.06.010

16. Affect of sowing date on yield and main characteristics of summer maize / Zhi-gang Tian [et al.] // J. of Hebei Agr. Sciences. - 2006. - Vol. 10, N 4. - P. 14-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1088-1631.2006.04.004

17. Леонов, А. Н. Моделирование зависимости фактической урожайности зерновых от сроков посева и уборки / А. Н. Леонов, Цинчжэнь Ли // Агропанорама. - 2018. - № 4 (128). - С. 21-30.

18. Себер, Дж. А. Ф. Линейный регрессионный анализ / Дж. А. Ф. Себер ; пер. с англ. В. П. Носко ; под ред. М. Б. Малютова. - М. : Мир, 1980. - 456 с.