Обоснование состава и границ эффективности технического оснащения растениеводства: Применительно к условиям юга Ростовской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.03, кандидат технических наук Горячев, Юрий Олегович

• Горячев, Юрий Олегович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Горячев, Юрий Олегович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

1.1. Анализ существующей структуры и состава средств механизации растениеводства

1.2. Методы определения потребности в технике для механизации растениеводства сельских товаропроизводителей

1.3. Информационное обеспечение существующих систем проектирования оптимального технического оснащения растениеводства

1.4. Цель и задачи исследований

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И

АЛГОРИТМНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА МТП СЕЛЬСКИХ ТОВАРОПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

2.1. Описание математической модели и алгоритмов ее реализации

2.2. Оценка адекватности и устойчивости результатов оптимизации

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ

ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

3.1. Формирование исходных данных для проектирования технического оснащения растениеводства

3.2. Информационная идентификация объектов оптимизации

3.3. Системное представление и анализ результатов

оптимизации

ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВА И ГРАНИЦ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА ДЛЯ УСЛОВИЙ ЮГА РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

4.1. Общая характеристика зональных условий с.-х. производства и методика проведения исследований

4.2. Результаты оптимизации технического оснащения для условий юга Ростовской области

4.3. Экономическая эффективность формирования оптимального технического оснащения растениеводства для южной зоны Ростовской области

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование состава и границ эффективности технического оснащения растениеводства: Применительно к условиям юга Ростовской области»

ВВЕДЕНИЕ

Вывод российского АПК из затяжного кризиса и насыщение продовольственного рынка страны отечественной продукцией невозможны без создания прочной материально-технической базы растениеводства. Разрушение существовавшего до начала 90-х годов технического потенциала отрасли требует не только своего незамедлительного восстановления, но во многом и формирования заново. Решение этой важной задачи в условиях многообразия и постоянной трансформации форм собственности, размеров, направлений специализации и зональных особенностей производства сельских товаропроизводителей при остром материальном и финансовом дефиците невозможно без применения научно обоснованных методов индивидуального проектирования их технического оснащения. Низкая эффективность действующей системы механизации растениеводства во многом обусловлена несовершенством методов и систем формирования и системной оценки технического оснащения многочисленных субъектов с.-х. производства.

Цель исследования - снижение материальных и финансовых затрат на производство продукции растениеводства за счет оптимизации составов и обоснования границ эффективности средств механизации отрасли путем разработки системы индивидуального автоматизированного проектирования технического оснащения с.-х. товаропроизводителей.

Объекты исследования - структура, состав и границы эффективности средств механизации растениеводства с.-х. предприятий, методы и системы их оптимизации.

Научная новизна:

метод оптимизации состава МТП на основе целочисленного линейного программирования, отличающийся достаточной

достоверностью, быстродействием и устойчивостью получаемых результатов в процессе машинной реализации;

система информационной идентификации объектов технического оснащения, позволяющая реализовать принцип индивидуального проектирования за счет резкого снижения трудоемкости подготовки и повышения достоверности исходных данных;

структура, состав и границы эффективного применения средств механизации растениеводства для многообразия с.-х. предприятий юга Ростовской области.

Практическая значимость и реализация результатов исследования. Работа выполнялась в рамках федеральной научной проблемы 12 на 1996-2000 гг. Разработанная в результате исследований автоматизированная система индивидуального проектирования используется при определении потребности в технике сельхозтоваропроизводителей и оценке эффективности перспективных средств механизации.

Полученные результаты использованы при подготовке предложений по техническому оснащению растениеводства в системе ведения агропромышленного производства Ростовской области на период 19962000 гг., при разработке общей методики и принципов построения системы технологий и машин для сельскохозяйственного производства России, при определении потребности в средствах механизации растениеводства конкретных с.-х. предприятий.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены на ежегодных научно-практических конференциях ВНИПТИМЭСХ в 1996-1998 гг. (Зерноград), на международной конференции "Автоматизация сельскохозяйственного производства" в 1997 г. (Москва). По результатам исследований опубликовано 5 научных работ.

1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

1.1. Анализ существующей структуры и состава средств механизации растениеводства

Технический базис агропромышленного комплекса и отрасли растениеводства как одной из его составляющих представляет собой сложную, многоуровневую, иерархически организованную структуру, существование и развитие которой подчиняются законам функционирования сложных систем.

Методическим основам формирования технического оснащения растениеводства на основе системного подхода посвящены работы Б.Д.Докина /17/, С.В.Жака /24/, Б.И.Кашпуры /39, 40/, Ю.К.Киртбая /41/, В. В. Л азовского /51, 52/, Э.И.Липковича /53, 54/, Г.Г.Маслова /59/, О.А.Пенязева /26/, А.П.Перервы /81/, Л.М.Пилюгина /82/, М.С.Рунчева /90/, Э.А.Финна /102/, Р.Ш.Хабатова /107/, И.Н.Шило /112/, А.Л.Эйдиса /113, 114/ и других ученых.

Обычно выделяются следующие уровни иерархии технического оснащения /102/:

- машинно-тракторный агрегат как базовая структурная и функциональная единица технического оснащения;

группа машин для выполнения взаимосвязанных механизированных операций;

технологический комплекс для реализации законченного производственного процесса (механизированной технологии);

- машинно-тракторный парк как совокупность технологических комплексов для выполнения работ производственного цикла с.-х. товаропроизводителя;

- региональная система машин;

- федеральная система машин.

При технико-экономическое обоснование характеристик "нижних", условно говоря, элементов системы - машинно-тракторных агрегатов, наборов и групп машин, технологических комплексов, - необходимо рассмотрение их взаимодействия в рамках выполняемых ими технологических процессов, с учетом всего разнообразия почвенно-климатических, агроландшафтных, метеорологических, технологических и других условий с.-х. производства /55/. Определение оптимальных технико-экономических показателей оцениваемых средств механизации традиционно производится путем наложения на типичные или модельные хозяйства с последующей оптимизацией структуры машинно-тракторного парка.

С другой стороны, формирование "верхних" уровней - региональных и федеральной систем машин - непосредственно основывается на определении номенклатуры и количественного состава техники для реализации региональных агротехнологий путем определения потребности в технике отдельных объектов-представителей. В основе такого подхода также лежит оптимизация состава МТП отдельных товаропроизводителей с учетом их индивидуальных особенностей.

Таким образом, центральным звеном в системе проектирования технического оснащения растениеводства является определение оптимальной структуры и состава машинно-тракторного парка отдельных с.-х. предприятий.

Среди наиболее важных причин низкой эффективности существующего технического оснащения растениеводства следует назвать неудовлетворительное комплектование МТП с.-х. предприятий средствами механизации как в количественном, так и в структурном отношении. Действовавшая в дореформенный период ведомственная монополия на производство и распределение продукции с.-х.

машиностроения была оторвана от нужд конкретного товаропроизводителя /44, 84, 95/. Структура и объемы выпуска и поставок техники в регионы были слабо взаимоувязаны с реальной потребностью с.-х. предприятий. В результате часто реализовывался принцип комплектования парка машин исходя из доступной для приобретения номенклатуры, а не действительно необходимой. Следствием этого являются нерациональность и диспропорции в структуре МТП многих хозяйств, высокая себестоимость производимой ими продукции, низкая фондоотдача.

В частности, заслуживает внимания анализ существующей (на 1990 год) и рекомендуемой согласно научно обоснованным нормативам структуры парка универсально-пропашных тракторов и тракторов общего назначения, выполненный в исследованиях /47/. Согласно его результатам, современное с.-х. производство России требует значительного увеличения доли энергонасыщенных гусеничных и колесных тракторов общего назначения. Так, доля гусеничных тракторов типа ДТ-175С и Т-150 должна составлять в парке около 33% или в 4.5 раза больше существующей. В 2.5 раза требуется увеличить в парке долю колесных тракторов класса 5 т. Требует также увеличения и доля колесных тракторов класса 3 т. В группе универсально-пропашных тракторов требует увеличения доля энергосредств типа МТЗ различных модификаций.

Помимо негативных структурных диспропорций в составе основных энергосредств имеющегося машинно-тракторного парка, обращают на себя внимание и несоответствия между имеющейся тракторной энергетикой и шлейфом машин к ней /48/.

До настоящего времени промышленность предлагала и продолжает предлагать сельскому хозяйству не законченные технологические комплексы машин, а лишь фрагменты их. Особенно это относится к шлейфам машин для энергонасыщенных тракторов. Так, для тракторов

К-701 освоено в производстве только 60%, а для Т-150К - 75% номенклатуры, предусмотренной системой машин на 1986-95 гг. Системой машин /94/ предусмотрено, но промышленностью не освоено, например, производство противоэрозионных борон БМШ-20 и БМШ-15, паровых культиваторов КШУ-18, выравнивателей почвы ВПШ-8 и ВПШ-6. При этом многие из освоенных промышленностью машин и орудий к энергонасыщенным тракторам выпускаются в явно недостаточном количестве.

Физическая обеспеченность отечественных товаропроизводителей средствами механизации также неудовлетворительна. Анализ показывает ее значительное отставание от передовых стран Запада. Так, приходящаяся на один трактор площадь пашни составляет: в России - еще до начала общего кризиса АПК - 94 га, в США - 28 га, а в странах ЕЭС -всего 11 га. Нагрузка на один зерноуборочный комбайн в России равнялась в среднем 152 га, в США - 59 га, а в странах ЕЭС - 67 га /47/.

Недостатки существующего технического оснащения растениеводства оказывают негативное влияние на экономические показатели производства продукции отрасли. Это прежде всего проявляется в высоких удельных затратах на производство механизированных работ. Резкий рост цен на с.-х. технику и энергоносители обусловили рост доли эксплуатационных затрат в себестоимости продукции растениеводства до 45-50%. При этом затраты на восстановление техники и ее ремонты в общей величине эксплуатационных расходов достигают 60-70%. Диспропорции в структуре МТП хозяйств приводят к существенному снижению загрузки базовых энергосредств, что, в свою очередь, определяет рост прямых эксплуатационных издержек. Падение урожайности возделываемых культур из-за невыполнения необходимых объемов работ в связи с нехваткой техники еще более усугубляет положение. По экспертной оценке специалистов, общие потери товаропроизводителей, связанные с

низким уровнем технической оснащенности, превышают по недобору урожая 30% /69/.

За последние 6 лет выбытие основных производственных фондов отрасли более чем в 5 раз превысило их ввод. С учетом старения техники и разрушения сервисных структур парк работоспособных энергосредств сократился на 65%.

Существующая динамика разрушения технического потенциала отрасли свидетельствует о том, что, при отсутствии действенных мер по ее изменению, в течение ближайших 4-5 лет наличный парк машин сократится еще в 2.5-3 раза, что равносильно прекращению товарного производства основных видов с.-х. продукции /69/.

Изложенное доказывает необходимость незамедлительного решения проблемы оптимального формирования и использования комплексов средств механизации сельских товаропроизводителей.

Централизованная система директивного планирования, распределения поставок и управления в сельском хозяйстве доказала свое качественное и структурное несовершенство и нежизнеспособность. Темпы разрушения технического потенциала АПК и состояние остающихся в хозяйствах средств механизации ставят вопрос уже не об отдельных структурных изменениях машинно-тракторного парка единичных товаропроизводителей, а о полном переформировании технического оснащения отрасли на базе принципов, отвечающих современным условиям.

В условиях радикальной перестройки механизмов хозяйствования, развития рыночных отношений, экономической самостоятельности субъектов АПК требуется кардинальное переосмысление самих основ методологии проектирования и системной оценки технического оснащения - начиная с отдельных машин и агрегатов вплоть до федеральной системы машин для комплексной механизации растениеводства.

В основе определения потребности с.-х. товаропроизводителей в технике в условиях плановой экономики лежало использование нормативных данных, рассчитанных для типовых и модельных хозяйств, укрупненно представляющих условия производства региона по небольшому набору классификационных признаков. В какой-то мере этот подход себя оправдывал при достаточно стабильной и однородной производственно-отраслевой структуре существовавших средних и крупных с.-х. предприятий.

Одним из проявлений изменения экономических отношений в АПК России является возникновение множества субъектов с.-х. производства, резко различающихся направлениями специализации, отраслевой структурой, объемами производимой продукции, формами собственности, обеспеченностью материальными и трудовыми ресурсами. Их группировка с целью выделения "типичных хозяйств" при разрушении системе статистической отчетности становится чрезвычайно затруднительной.

Деятельность товаропроизводителей в новых условиях определяется не директивными указаниями, а исключительно собственными экономическими интересами. Прежде всего это означает ориентированность производства на достижение максимальной прибыли в условиях экономического риска и острой конкуренции, колебаний рыночной конъюнктуры и уровня инфляции, постоянной трансформации организационно-экономической структуры и форм собственности с.-х. предприятий.

Таким образом, в условиях рыночных отношений одним из основополагающих становится индивидуальный подход к проектированию технического оснащения каждого конкретного сельскохозяйственного товаропроизводителя. При этом максимальная эффективность результата может быть достигнута лишь при полном учете всех особенностей производства, присущих данному субъекту.

В настоящее время большинство товаропроизводителей не располагает достаточным объемом свободных денежных средств на приобретение необходимой им техники. Наблюдается явный диспаритет в уровнях цен на с.-х. продукцию и средства производства. В течение 199197 гг. цены на промышленную продукцию росли в среднем в 3.5 раза быстрее, чем на сельскохозяйственную. Стоимость же зарубежной техники еще выше по сравнению с отечественной: в частности, на зерноуборочные комбайны - в 2.3 раза, сеялки - в 4, плуги - в 5 раз /109/. При таком соотношении цен величина затрат на приобретение, содержание и эксплуатацию парка машин является определяющей в структуре себестоимости. Невозможность обеспечить приемлемую загрузку техники для мелких крестьянских и фермерских хозяйств зачастую обусловливает убыточность производства.

Все это заставляет более тщательно и обоснованно подходить к вопросам комплектования технического оснащения конкретных товаропроизводителей, определения эффективности использования средств механизации.

Вместе с тем, наряду с индивидуальным подходом при определении потребности субъектов АПК в технике, существует ряд направлений проектирования, требующих использования принципов укрупненного зонального или регионального анализа. К таким направлениям можно отнести, например, изучение потенциальных потребностей рынка в продукции заводов сельхозмашиностроения, разработку региональных систем технологий и машин и др. Это требует совершенствования методических положений, позволяющих определять укрупненную потребность в технических средствах механизации растениеводства на уровне зон и регионов. Применение для этих целей традиционных нормативных методов в современных условиях малоэффективно, поскольку существующие нормативы не охватывают всего многообразия особенностей с.-х. предприятий.

В целом схема формирования технического оснащения растениеводства может быть представлена рис. 1.1. На схеме отражена взаимосвязь целей и средств проектирования технического оснащения отрасли растениеводства на уровне как отдельного сельхозпредприятия, так и региона в целом. Одним из центральных элементов схемы является индивидуальное проектирование технического оснащения конкретных товаропроизводителей, определение оптимального состава и структуры парка машин, а также технико-экономических показателей его эффективности. Потребность в средствах механизации конкретных сельхозпредприятий определяет объемы производства техники предприятиями с.-х. машиностроения и поставки ее потребителям в соответствии с реальным спросом. Анализ и обобщение информации об оптимальной структуре МТП отдельных товаропроизводителей является основой формирования региональных систем машин и технологий. Технико-экономическое обоснование перспективных механизированных технологий и технических средств также может быть осуществлено только путем наложения на конкретные условия производства.

Для проектирования оптимального технического оснащения отрасли необходима разработка гибкой системы, обеспечивающей:

- адаптивность формируемых составов МТП к многообразию особенностей производства;

- корректность и достоверность результатов;

- снижение трудоемкости процесса проектирования.

1.2. Методы определения потребности в технике для механизации растениеводства сельских товаропроизводителей

Исследования по разработке математических моделей оптимизации состава машинно-тракторного парка ведутся с начала 50-х гг. Данное

СХЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Рис. 1.1

направление является одним из наиболее глубоко и всесторонне проработанных в теоретическом плане.

Значительное расширение номенклатуры серийно выпускаемой сельскохозяйственной техники на рубеже 40-50-х гг. и насыщение ею хозяйств привели к необходимости выбора оптимального типажа средств механизации для с.-х. предприятий. В работах М.И.Горячкина /13/, Ю.К.Киртбая /41/, Г.М.Шатуновского /111/ впервые была поставлена эта проблема и намечены пути ее решения. Возможность применения математических методов для данного класса задач было указано Л.В.Канторовичем /37/. Разработка и совершенствование конкретных оптимизационных моделей и методов их реализации получило отражение в работах В.А.Булавского /9/, В.И.Мининзона /65, 66/, Б.Д.Докина /16, 19/, В.Г.Еникеева /21, 23/, И.А.Борисевича и А.И.Карповского /7/, В.Д.Саклакова и М.П.Сергеева /92/, Э.А.Финна /103, 105/, С.В.Жака /28/, Р.Ш.Хабатова /107, 108/, А.Ю.Ольма /72/, Н.Т.Иващенко и В.Г.Кашина /38/ и многих других авторов.

Сформулированные различными авторами варианты постановки задачи оптимизации МТП различаются формой представления ограничений, видом целевой функции (критерия оптимизации), множеством рассматриваемых переменных, способом выделения календарных периодов, предлагаемым методом решения. Классификация известных оптимизационных моделей может быть представлена в виде схемы (рис. 1.2).

Отдельного анализа требуют предлагаемые различными авторами критерии оптимизации. Выбор того или иного критерия коренным образом влияет на результаты работы оптимизационного алгоритма и в конечном счете определяет их соответствие действительным потребностям объекта технического оснащения. Такого рода анализ выполнен, например, в работах /30, 76/.

Наиболее часто в известных моделях используются стоимостные

типология методов определения потребности в технике для с.-х. предприятий

критерии, позволяющие давать количественную оценку эффективности формируемого парка технических средств.

В разное время исследователями предлагалось использовать такие критерии, как минимум количества энергомашин /100/, минимум капитальных вложений /31/, минимум дифференциальных затрат /29/,максимум эффективности труда /50/, максимум чистого дохода /117/ и другие, включающие различные составляющие общих затрат на приобретение, содержание и эксплуатацию машин и агрегатов, а также расходов, связанных с использованием механизаторских кадров /30/.

Большинство известных критериев имеет ограниченную область применения. Так, использование критерия минимума энергомашин приводит к тому, что в оптимальный состав МТП вводится наиболее энергонасыщенная техника вне зависимости от величины капитальных вложений и эксплуатационных затрат. Следствием этого является общее удорожание машинно-тракторного парка, несмотря на некоторое снижение затрат труда. Недостаток данного критерия особенно наглядно проявляется при формировании МТП для малых крестьянских и фермерских хозяйств.

Напротив, критерий минимума капитальных вложений предполагает выбор преимущественно маломощных и низкопроизводительных машин. Вследствие этого при достаточно больших объемах выполняемых механизированных работ возникает необоснованно высокая потребность в рабочей силе.

Наиболее распространенным в настоящее время является критерий минимума приведенных затрат, предусмотренный действующим ГОСТом /14/. Его использование позволяет в большей мере учитывать затраты и на приобретение, и на использование техники. Вместе с тем сложившиеся диспропорции между ценой живого и овеществленного труда в АПК не позволяют при оптимизации по данному критерию включать в формируемый машинно-тракторный парк в разумных пропорциях

дорогую высокопроизводительную технику.

Неоднократно ставился вопрос о целесообразности разработки и решения многокритериальных задач оптимизации состава МТП /8, 23, 42, 72/. Использование такого векторного критерия для данной задачи в основном приводит лишь к усложнению модели, что едва ли целесообразно. Существенные сложности возникают при установлении уровня предпочтительности локальных критериев.

Наиболее ранними по времени возникновения являются ручные инженерные методы расчета потребности хозяйств в тракторах и сельхозмашинах. Подобные подходы базировались на графоаналитических методах с использованием элементов календарно-сетевого планирования /75/. Составлялся календарный ленточный план-график проведения работ в хозяйстве. Выявлялись наиболее напряженные (пиковые) периоды, в которые потребность в технике и рабочей силе является наибольшей. Для каждой операции периода подбирался машинно-тракторный агрегат, наиболее соответствующий ей по какому-либо критерию (максимальная производительность, минимум эксплуатационных затрат на единицу работы и др.) и рассчитывалось потребное количество агрегатов данного типа. Состав и количество техники в остальные периоды определялось исходя из уже выбранного состава технологических комплексов. Далее производилось сглаживание пиковой потребности в механизаторах и технике.

Строго говоря, ручные методы расчета МТП нельзя отнести к оптимизационным, поскольку итоговый план формирования и распределения техники фактически задается первоначально составленным. Подбор агрегатов на выполнении операций в значительной мере субъективен и сильно зависит от квалификации специалиста, выполняющего расчеты. Крайне велики затраты труда на подготовку исходной информации и составление плана машиноиспользования.

Известен подход к планированию потребности регионов, подзон и отдельных товаропроизводителей в средствах механизации, основанный на использовании системы дифференцированных нормативов /32, 43, 56, 74, 97/. Расчет таких нормативов осуществлялся на основе данных о технической оснащенности типичных хозяйств - либо с помощью многофакторного корреляционного анализа и нахождения коэффициентов уравнений линейной регрессии /34, 97/, либо путем расчета необходимой структуры и состава МТП для выбранных объектов-представителей и обобщения полученной информации с представлением в виде таблиц/86, 106/.

Преимуществом данного подхода является простота использования. В то же время ему свойственен ряд недостатков. Нормативы потребности в отдельных средствах механизации даются, как правило, на условно-эталонную площадь (1000 га) в среднем по региону, без учета специфики ведения с.-х. производства в отдельных хозяйствах, направлений специализации, структуры посевных площадей и других конкретных особенностей. Получение регрессионных зависимостей осуществляется на основе существующих составов МТП типичным хозяйств, часто весьма далеких от оптимальных. Имеющиеся диспропорции в структуре машинно-тракторных парков с.-х. предприятий, наличие значительного количества морально устаревшей техники, в данном случае проявляются в полной мере и сдерживают широкое применение нормативных методов.

В наиболее обобщенной, "классической" постановке, одна из первых формулировок которой дана Б.В.Павловым, П.В.Пушкаревой и П.С.Щегловым /79/, экономико-математическая модель формирования оптимального парка машин для с.-х. предприятия представляется в виде задачи линейного программирования. Объем такой задачи, однако, весьма велик (порядка 500 ограничений и 600 переменных для матрицы средних размеров), и на определенном этапе применение соответствующих математических методов для ее реализации сдерживалось отсутствием

средств вычислительной техники, имеющих достаточные ресурсы и функциональные возможности. В связи с этим был разработан ряд методик, позволяющих определять потребность в технике без применения аппарата линейного программирования. К ним, в первую очередь, относятся различные эвристические алгоритмы /6, 20, 25, 27, 88,104, 120/.

Так, например, предложенный в /104/ алгоритм использует идею последовательного просмотра расчетных периодов с одновременным переформированием состава МТП, делая его оптимальным для 1-го, 1..2-го, 1..3-го ... l..K-го периодов. Описанный в /25/ метод реализует конечный направленный перебор вариантов изменения парка путем многократного перераспределения техники и избавления от избыточности - за счет как улучшения использования заданных сроков выполнения работ, так и повышения общей загрузки машин. В основе логико-эвристического алгоритма /6/ лежит комбинация ряда эвристик, в сочетании дающих достаточно универсальный метод выравнивания пиковой потребности в технике и механизаторах.

Разработанные различными авторами эвристические алгоритмы и реализующие их программные средства обычно имеют довольно высокую скорость работы, приемлемое качество получаемых решений, значения целевой функции, близкие к оптимальным, а главное - обеспечивают целочисленность результатов. При этом они обладают и рядом серьезных недостатков. В силу различия применяемых логических приемов разные алгоритмы дают несопоставимые между собой результаты, что затрудняет выбор окончательного варианта оптимального состава МТП. Существенным недостатком эвристических методов является неустойчивость формируемых решений. Последнее означает, что при незначительном варьировании исходных данных в результате формируются МТП, существенно различающиеся по составу и структуре при практически неизменном значении целевой функции (в частности, при изменении количества альтернативных МТА на отдельных операциях,

введении в рассмотрение новых машин и агрегатов). При этом на номенклатуру и количественный состав формируемого парка существенное влияние оказывает последовательность рассмотрения операций. В свою очередь, выбор машинно-тракторного агрегата для конкретной операции в значительной мере зависит от количества рассматриваемых на этой операции альтернатив и значений их технико-экономических характеристик.

Изменение последовательности рассмотрения операций может как улучшать, так и ухудшать получаемое решение. При этом оптимальный порядок рассмотрения не может быть выявлен в принципе: для различных модельных хозяйств наиболее качественные решения получаются при различных алгоритмах ранжирования. Отмеченные недостатки обусловлены самой сущностью эвристических алгоритмов оптимизации, построенных на имитации ручных, в значительной мере интуитивных, методов формирования базового парка и его последующей корректировки.

В /18/ описана экономико-математическая модель технического обеспечения подрядных коллективов. Отличительной ее особенностью является выбор рационального сочетания сортов с.-х. культур и соответствующих агротехнологий одновременно с оптимизацией использования МТП. Такая постановка задачи позволяет в качестве критерия оптимизации использовать максимум прибыли от производства с.-х. продукции. В результате расчетов определяются оптимальное соотношение площадей, занимаемых культурами различных сортов, возделываемых по альтернативным технологиям, потребность в техническом оснащении и годовой план его использования. Аналогичная постановка задачи использована также в /117/.

Подобные модели предназначена для комплексного планирования производственной деятельности сельскохозяйственных предприятий. В полной постановке (одновременные оптимизация производственной

структуры и оптимальное комплектование МТП предприятия) они имеют размеры матрицы ограничений, делающие весьма затруднительной машинную реализацию задачи даже на современных ЭВМ широкого применения.

Большее распространение на практике получили модели оптимизации, основанные на методах нелинейного (выпуклого) программирования /22,64,67, 77/.

В частности, алгоритм /67/ использует метод обобщенного градиента. На каждом к-м шаге вычисляются частные производные целевой функции по имеющемуся вектору искомых переменных (хук) (количество агрегатов ]-го типа на ьй операции в к-й период), затем по ним определяется новый вектор (уук). Анализируя диапазон [хр;уук], можно найти направление наибольшего изменения величины целевой функции в сторону оптимума. Таким образом, вычисляется вектор х'цк, принимаемый в качестве очередного приближения к оптимальному решению. Итерационный процесс продолжается по такой схеме, пока не будет достигнута требуемая точность.

При достаточно быстрой сходимости и неплохом приближении итогового значения функционала к истинному оптимуму, тем не менее, метод не обеспечивает целочисленности результатов /4/, что крайне осложняет их интерпретацию.

Известны попытки применения для оптимизации МТП различных методов, использующих аппарат теории массового обслуживания /12, 91/. Однако, по мнению исследователей, такой подход более целесообразен для решения задач оперативного управления уже сформированным парком, нежели оптимального комплектования МТП в расчете на длительную перспективу /16/, и малоэффективен для проектирования технического оснащения растениеводства с.-х. товаропроизводителей.

Модели, реализующие метод линейного программирования, лишены отмеченных недостатков. Они всегда обеспечивают достижение

глобального оптимума. Существенное их достоинство состоит в устойчивости решения при варьировании исходных данных /83/. Результаты исследований в данном направлении освещены в работах /10, 15, 35, 36, 58, 101, 115, 116/. Однако из-за значительного объема задачи исследователи в ряде случаев вынуждены прибегать к определенным упрощениям - оптимизация только состава основных энергосредств, рассмотрение части полевого периода, ориентация на задачи малой размерности и т.п.

Одной из основных причин, сдерживающих активное применение методов линейного программирования для оптимизации МТП хозяйств, является требование целочисленности, накладываемое на суммарное количество машин и агрегатов каждой марки, присутствующих в получаемом решении. Нецелочисленный результат с практической точки зрения лишен смысла и неприменим для расчета реальной потребности хозяйств в технике. Простое округление результатов с избытком влечет рост капитальных затрат, снижение сезонной загрузки техники и общее неоправданное увеличение целевой функции. При округлении же с недостатком не обеспечивается условие выполнения всего объема механизированных работ.

В существующих разработках по определению состава МТП с помощью моделей линейного программирования чаще всего требование целочисленности результата обеспечивается путем округления дробных значений искомых переменных различными способами /63, 64, 87/. Однако из теории линейного программирования, известно /11/, что прямое округление результата для достижения целочисленности в общем случае не приводит к получению истинно оптимального решения.

Применение классических методов целочисленного линейного программирования осложняется большой размерностью решаемой задачи и, как следствие, неприемлемым временем работы соответствующих программных средств /119,121/.

Обобщая результаты проведенного анализа, можно представить классификацию соответствия существующих методов определения потребности в технике требованиям с.-х. производства (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Соответствие методов определения потребности в технике для растениеводства требованиям сельскохозяйственного производства

Группы методов Требования

Адекватность Устойчивость Целочисленность

Ручные графоаналитические недостаточная слабая не обеспечивается

Эвристические приемлемая слабая обеспечивается

Градиентные приемлемая слабая не обеспечивается

Линейного программирования достаточная достаточная отсутствуют практические разработки

Представленные данные говорят о том, что все существующие методы определения оптимальной потребности хозяйств в технике в той или иной мере не отвечают предъявляемым требованиям - прежде всего в отношении устойчивости получаемых результатов и обеспечения целочисленности результатов оптимизации. Наиболее перспективным направлением их совершенствования представляется проведение исследований в области методов целочисленного линейного программирования.

1.3. Информационное обеспечение существующих систем проектирования оптимального технического оснащения растениеводства

Одним из наиболее актуальных и наименее разработанных исследователями является вопрос информационного обеспечения

проектирования оптимальных технологий и технических средств растениеводства. Качество получаемых результатов, их соответствие реальным условиям производства и применимость на практике в значительной мере зависят от полноты, точности и адекватности представляемой информации по моделируемому объекту.

Практически для всех существующих систем проектирования оптимального технического оснащения отрасли подготовка исходной информации осуществляется вручную, с использованием нормативных исходных данных. Это обусловливает чрезмерно высокую трудоемкость первого этапа проектирования и низкую достоверность результатов, непосредственно зависящую от квалификации специалиста, выполняющего подготовку информации.

Реализованные на практике системы оптимизации МТП в качестве источников исходной информации преимущественно используют типовые зональные технологические карты. Последние разрабатывались для усредненных по зоне условий производства и не могут учесть всего многообразия особенностей многочисленных товаропроизводителей.

Существующие системы оптимизации практически не содержат средств информационной идентификации объекта проектирования, т.е. определения технико-эксплуатационных и технологических характеристик средств механизации для конкретных условий их применения.

Так, описанный в /73/ комплекс программ по оптимальному планированию состава МТП требует в качестве исходных данных наличия сводной агротехнической карты, содержащей перечень наименований работ, календарные сроки их выполнения, объемы выполняемых операций, технологические характеристики альтернативных агрегатов. При этом выбор технологий возделывания и уборки с.-х. культур, определение номенклатуры и характеристик необходимых механизированных работ, их объемов и сроков выполнения осуществляются вручную.

Другой подход реализован в программном комплексе /89/, предназначенном для персональных ЭВМ. Входная информация представляет собой список возделываемых культур хозяйства и занимаемых ими площадей, а также ограничений на количество используемых энергомашин и механизаторов. По таблицам, хранящимся в памяти компьютера, для каждой из заданных культур определяется шифр механизированной технологии ее возделывания и перечень составляющих последнюю операций. Путем пропорционального пересчета табличных значений эталонных объемов работ (на 100 га), взятых из технологических карт, соответственно занимаемым площадям вычисляются объемы работ для рассматриваемого объекта.

В данном случае минимальность объема входной информации оборачивается недостаточностью данных, конкретизирующих особенности с.-х. производства товаропроизводителя. Отсутствуют данные о территориальном размещении хозяйства (подзона и район), являющиеся определяющими при выборе сроков проведения работ, определении доз внесения минеральных и органических удобрений. Технологии возделывания культур определяются однозначно, без учета многообразия почвенно-климатических условий в различных подзонах данного региона. Совершенно не учитывается влияние предшественника на выбор механизированных технологий.

Заслуживает внимания построение информационного обеспечения системы оптимизации потребности в транспортных средствах /49/. Информационная подсистема состоит из базы нормативно-справочной информации, постоянной для совокупности типичных хозяйств региона, и оперативных данных, характеризующих конкретные условия отдельных хозяйств. С помощью специальных алгоритмов выполняется расчет технико-экономических показателей агрегатов на выполнении работ в условиях конкретного с.-х. предприятия путем преобразования нормативной информации в соответствии со значениями характеристик

объекта. Система, однако, является сугубо специализированной, рассчитанной на проектирование технического оснащения лишь транспортных и погрузочно-разгрузочных работ. Это отражается и на общих принципах ее построения, и на их реализации, делая ее малопригодной для расчета потребности в технике для выполнения всего комплекса механизированных работ с.-х. предприятия.

По-видимому, наиболее совершенный с методологической точки зрения подход к построению информационного обеспечения оптимизации технического оснащения растениеводства реализован в системе, описанной в /46/. Она отличается адаптивностью к многообразию природно-климатических условий и комплексностью учета факторов, оказывающих влияние на результаты проектирования. Система ориентирована на комплекс технологий, характерный для зоны Северного Кавказа и юга России.

Структурная схема ее приведена на рис. 1.3. Как видно из рисунка, система представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих информационных массивов. Содержащаяся в них информация может быть условно разделена на постоянную (нормативно-справочную), характеризующую систему производства растениеводческой продукции в целом по региону и отдельным подзонам, и переменную, описывающую специфику производственных условий моделируемого объекта. В свою очередь, условно-постоянная информация подразделяется на данные, характеризующие агротехнологии возделывания с.-х. культур, отдельные работы, входящие в состав агротехнологий, а также технические средства для реализации технологических схем.

В массивах постоянной информации содержатся все необходимые сведения о применяемых зональных технологиях производства продукции растениеводства с учетом особенностей возделываемых и

структура информации для проектирования оптимального технического оснащения растениеводства

предшествующих культур в севооборотах; о календарных сроках и продолжительности проведения полевых работ; о составах и технологических параметрах альтернативных МТА, применяемых на выполнении соответствующих операций, а также о характеристиках отдельных технических средств.

Переменная информация в рассматриваемой системе представлена общей характеристикой хозяйства и характеристикой применяемых в хозяйстве севооборотов.

Система реализована на персональных ЭВМ в виде алгоритмно-программного комплекса, включающего банк данных и средства их сопровождения. Она используется совместно с программным комплексом, реализующим логико-эвристический алгоритм /6/ составления и последовательного улучшения структуры МТП хозяйства.

Описываемой системе, тем не менее, присущи определенные недостатки, затрудняющие ее применение. Формирование исходных данных по хозяйству (переменной информации) осуществляется традиционным ручным способом со всеми свойственными ему недостатками. Практически отсутствует механизм информационной идентификации объекта проектирования. Недостаточно разработан аппарат послеоптимизационного анализа, получения и представления форм выходной информации, необходимых для детального анализа результатов оптимизации, оценки характеристик полученного МТП и принятия соответствующих решений.

В большинстве известных разработок по определению оптимального технического оснащения растениеводства лишь констатируется необходимость создания эффективной подсистемы информационного обеспечения без конкретизации ее состава, внутренней структуры, взаимодействия с остальными элементами системы проектирования и способов реализации.

1.4. Цель и задачи исследований

Анализ существующего состояния технического оснащения растениеводства сельхозтоваропроизводителей, систем и методов его проектирования позволил сформулировать цель настоящих исследований: снижение материальных и финансовых затрат на производство продукции растениеводства за счет оптимизации составов и обоснования границ эффективности средств механизации отрасли путем разработки системы индивидуального автоматизированного проектирования технического оснащения с.-х. товаропроизводителей.

Поставленная цель предполагает решение следующих задач:

- разработать математическую модель и метод оптимизации состава комплексов технических средств механизации растениеводства, обеспечивающий высокую достоверность и устойчивость результатов;

- обосновать структуру, разработать механизмы формирования и осуществить машинную реализацию информационного обеспечения системы проектирования технического оснащения растениеводства;

- разработать методику определения оптимальных составов и границ эффективного применения техники для многообразия региональных условий с.-х. производства;

- выполнить расчеты по определению оптимальных составов и границ эффективности технических средств для с.-х. предприятий юга Ростовской области;

- определить экономическую эффективность разработанной системы.

2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМНО-ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА

ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА МТП СЕЛЬСКИХ ТОВАРОПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ

2Л. Описание математической модели и алгоритмов ее реализации

В основу разрабатываемой модели формирования оптимального машинно-тракторного парка с.-х. предприятия положена известная постановка задачи /79/. Ее формализация предполагала наличие ряда допущений, позволяющих сделать реальной программную и машинную реализацию математической модели при условии незначительных отклонений от функционирования реальной технической системы. Основными допущениями являются следующие.

Все работы по возделыванию и уборке с.-х. культур модели проводятся с постоянным темпом, то есть выполняемые ежедневно объемы каждой операции остаются постоянными в течение всего агросрока. Введение в модель возможности выполнения переменных объемов в течение рабочего периода за счет перераспределения имеющейся техники /5/ приводит к резкому увеличению размерности матрицы ограничений (вместо 40-60 рабочих периодов рассматривается около 270 дней полевого сезона), что делает практически нереальным решение задачи, особенно с учетом требования целочисленности основных переменных. Кроме того, в реальных производственных условиях переброска техники между операциями в течение одного или нескольких рабочих дней практически никогда не применяется, так как связана со значительными организационными сложностями.

Выполнение механизированных работ осуществляется в пределах жестко заданных агротехнических сроков. Растягивание агросроков, с одной стороны, приводит к потере некоторой части урожая, с другой -

уменьшает пиковую потребность в технике, в результате чего удешевляется парк машин и снижаются прямые эксплуатационные затраты. Известны попытки совмещения в одной модели решения задач оптимизации состава МТП и определения оптимальной продолжительности проведения полевых работ. Адекватное функционирование таких моделей предполагает наличие достоверных данных об изменениях урожайности с.-х. культур в зависимости от продолжительности выполнения различных механизированных работ. Однако соответствующие сведения имеются лишь по уборочным и, отчасти, посевным работам для отдельных культур. По прочим же группам работ информация о количественном влиянии продолжительности выполнения операций на валовой сбор урожая практически отсутствует. При этом существенный рост размеров задачи при введении в нее ограничений, относящихся к срокам выполнения операций, не позволяет решать ее в полном объеме.

В связи с этим при разработке рассматриваемой математической модели было принято, что корректировка сроков проведения полевых работ осуществляется внемодельно, путем ряда дискретных расчетов оптимального парка при одновременном варьировании продолжительности выполнения операций с учетом изменения урожайности соответствующих культур.

При описании модели одним из ключевых является понятие расчетного периода. Под периодом здесь понимается отрезок времени в днях, в течение которого выполняется постоянное число операций; т.-е. границами периода являются даты начала или окончания выполнения каких-либо работ. Ввиду того, что темп выполнения операций постоянен, для определения максимальной потребности в машинах нет необходимости рассматривать все периоды, а нужно выбрать только те, где выполняется максимальное количество операций. На рис. 2.1 приведен фрагмент ленточного графика выполнения одиннадцати операций в

Операции

фрагмент ленточного графика выполнения операций в течение части полевого периода

9--

10 —

11 —

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Рабочие периоды

Рис. 2.1

течение двенадцати периодов некоторым техническим средством. Как видно из графика, необходимо определить потребность в соответствующей машине для 1,4,6,7,9 и 12-го периодов. В остальных рабочих периодах эта потребность либо равна, либо меньше, чем в перечисленных.

Критерий оптимизации представляет собой сумму прямых эксплуатационных затрат и стоимости закрепления механизаторов. Последняя включает в себя расходы, связанные с созданием инфраструктуры жизнеобеспечения постоянных кадров механизаторов сельскохозяйственного предприятия (строительство жилья, коммунальных услуг и др.). Эта величина вводится по причине крайне низких расценок оплаты труда и связанными с этим трудностями сезонного привлечения квалифицированной рабочей силы и создания для нее приемлемых жизненных условий. Таким образом, учет издержек на закрепление механизаторов есть один из путей косвенного выравнивания дисбаланса между трудоемкостью производственных процессов и оплатой труда.

С учетом вышесказанного, модель определения оптимального состава технических средств для возделывания с.-х. культур объекта представляется в следующем виде.

Требуется минимизировать целевую функцию интегральных затрат:

£ £ i +t DnXNn + £ DsXSs + DP * XP -> min, (2.1)

г=1 j=1 k=1 n=\ 5=1

где

Cijk - издержки на выполнение i-й операции в j-й агросрок к-м машинно-тракторным агрегатом;

Xijk - потребность в k-ых машинно-тракторных агрегатах для выполнения i-й операции в j-й период;

Dn и Ds - реновационные затраты соответственно по энергомашинам и сельхозмашинам;

XNn - максимальная потребность в n-ом типе энергомашин;

Х8в - максимальная потребность в б-й сельскохозяйственной машине;

ЭР- издержки, связанные с закреплением механизаторов;

ХР - максимальная потребность в механизаторах.

Минимизация производится при соблюдении следующих групп ограничений:

1. Все объемы работ должны быть выполнены полностью в заданные агросроки:

*=1-../,у = 1.../, (2.2)

к

где

соук - суточная производительность к-го машинно-тракторного агрегата на выполнении 1-й работы в _]'-й период;

- продолжительность выполнения 1-й операции в ]-й период;

С^ц- объём \-й операции в ]-й период.

2. Потребность хозяйства в энергомашинах любого типа не должна превышать общего количества этих машин в составе парка:

^ п = 1-ЛУ = (2.3)

I к

где

одкп - количество п-ых энергомашин, занятых на выполнении 1-й операции к-ым машинно-тракторным агрегатом;

РцП - коэффициент, равный 1, если п-я энергомашина занята на выполнении 1-й операции в уй период, иначе - 0;

3. Ограничение, аналогичное (2.3), накладывается на потребность в неразборных машинных агрегатах (таких, как посевные, культиваторные, бороновальные и др.), на пересоставление которых требуются значительные трудовые и материальные затраты и которые составляются один раз на весь полевой сезон:

ш = (2.4)

I к

где

Шкт - количество т-х машинных агрегатов на выполнении ¡-ой операции в составе к-го МТА;

|3ут - коэффициент, равный 1, если ш-й машинный агрегат занят на выполнении 1-й операции, иначе - 0;

ХМщ - максимальная потребность в т-м типе машинных агрегатов. Как и в случае с ограничением (3.3), ограничения составляются только для части периодов.

4. Такое же ограничение накладывается на потребность предприятия в сельскохозяйственных машинах, входящих в состав разборных машинных агрегатов:

= (2.5)

г к

где

Шкэ - количество б-х сельскохозяйственных машин в составе к-го машинно-тракторного агрегата на выполнении ьй операции;

- коэффициент, равный 1, если рассматриваемая машина входит в состав машинного агрегата, иначе - 0;

5. Ограничение аналогичного вида накладывается на потребность в сельскохозяйственных машинах, входящих в состав как разборных, так и неразборных машинных агрегатов:

и

а5Х35+^атХМт-ХМ8, <0, , = (2.6)

ы

где

а* - коэффициент, равный 1, если рассматриваемая в-я машина используется в разборных агрегатах, иначе - 0;

ссгш - количество в-х сельскохозяйственных машин в составе т-го неразборного машинного агрегата;

ХМ^- максимальная потребность в б-й машине.

6. Подобное же ограничение относится к потребности в

механизаторах:

(2.7)

i к

где

Шк - количество механизаторов на к-м машинно-тракторном агрегате на выполнении ьй операции. 7. Величины

Следует отметить, что приведение ХМ и XS к целым значениям означает также целочисленность XNS.

Обоснование метода целочисленной оптимизации основывается на следующих основных соображениях.

Как отмечается в исследованиях по дискретному программированию /1, 11, 45, 110/, комбинаторные методы отличаются большей "предсказуемостью поведения" по сравнению с методами отсечения (в частности, алгоритмами Гомори); кроме того, они в меньшей степени подвержены влиянию ошибок округления. В силу этого в качестве основы для разрабатываемого оптимизационного алгоритма предпочтительнее избрать именно эту группу. Среди комбинаторных методов наиболее обобщенным по идеологии и, следовательно, в наибольшей степени пригодным для модифицирования и адаптации, является метод ветвей и границ, впервые предложенный в работе Лэнд и Дойг /118/. Он достаточно успешно использовался ранее для решения задач подобного класса, однако реализации, как, например, /80/, были выполнены для устаревшей вычислительной техники и в настоящее время непригодны к практической эксплуатации.

Критическим параметром для рассматриваемой задачи, как показывает практический опыт, является время работы оптимизационного алгоритма. Ясно, что прямое применение

XN, ХМ, XS, ХР > 0. 8. XN, ХМ, XS, ХР - целые.

(2.8) (2.9)

классического метода ветвей и границ при достаточно больших размерах матрицы ограничений совершенно неэффективно.

В процессе исследований были выявлены определенные специфические особенности результирущих решений, полученных с помощью нецелочисленных методов линейного программирования. Учет их дает возможность применить ряд специальных приемов, позволяющих радикально сократить количество промежуточных решений и, таким образом, существенно уменьшить время получения итогового оптимального плана.

Характерной чертой решаемой задачи является тот факт, что для достаточно больших размеров моделируемого хозяйства, решение, формируемое простым округлением полученного с помощью симплекс-метода дробного результата вверх, отличается по величине целевой функции от последнего весьма незначительно - на 3-5% /3/, несмотря на избыточность состава машин. Это дает основания предполагать, что применение достаточно простых логических приемов позволит снизить значение целевой функции и максимально приблизить формируемый состав МТП к истинно оптимальному. Кроме того, результат решения с помощью симплекс-метода оказывается достаточно стабильным при незначительном изменении исходных данных и варьировании набора альтернативных машин.

В то же время для малых размеров моделируемых хозяйств имеет место ситуация, когда исходное дробное решение, полученное симплекс-методом, содержит множество ненулевых значений количества альтернативных машин, однако потребность в каждой из них значительно меньше 1. В качестве иллюстрации в таблице 2.1 приведен реальный пример оптимальных составов основных энергосредств небольшого фермерского хозяйства, полученных с использованием нецелочисленного симплекс-метода и последующей дискретизации его результатов. Прямое округление результата вверх заведомо дает крайнюю избыточность

Таблица 2.1

Марка Значение в Оптим.

машины нецелочис. целочис.

решении значение

Т-150 0.34 0

Т-150К 0.09 0

ДТ-75М 0.10 1

Т-70 0.14 0

МТЗ-80 0.48 1

Т-40М 0.33 1

формируемого парка. Априорно же отдать предпочтение некоторой машине при приведении ее количества к целочисленному значению, на основании только результатов решения "регулярной" (непрерывной) задачи ЛП, в данном случае не представляется возможным. Экспериментально установлено, что выбор какого-либо сочетания машин без анализа остальных вариантов обычно приводит к явной неоптимальности. Следовательно, в подобной ситуации необходим механизм максимально полного анализа всех альтернативных вариантов.

Исходя из этого, разрабатываемый алгоритм, с одной стороны, должен быть ориентирован на анализ пространства решений в непосредственной близости от исходного дробного оптимума; с другой -необходимо осуществлять максимально глубокий просмотр в плане анализа предпочтительности альтернативных вариантов промежуточного плана.

Основная идея поиска оптимального целочисленного решения с помощью разработанного алгоритма упрощенно представлен на рис. 2.2. В данном примере для наглядности участвуют только две альтернативных машины. Из исходной точки 0 - нецелочисленного оптимума -осуществляется просмотр в сторону двух соседних точек,

ПОИСК ДИСКРЕТНОГО ОПТИМУМА В ПРОСТРАНСТВЕ РЕШЕНИЙ

ПРИ ДВУХ ПЕРЕМЕННЫХ

Условные обозначения:

НО- непрерывный оптимум;

ПВ - пустая вершина;

ОВ - отсекаемая вершина;

ДО - дискретный оптимум;

АВ - альтернативная вершина;

РПО - рассматриваемый промежуточный оптимум;

ОПО - отсекаемый промежуточный оптимум.

Рис. 2.2

соответствующих дискретному количеству более дорогой машины (ДТ-175С), - 1а и 1Ь (ОПО и РПО). Точка 1Ь дает меньшее значение целевой функции Црпо<Цопо, поэтому промежуточный оптимум 1а отсекается. Из точки 1Ь производится поиск в направлениях 2а и 2Ь. В точке 2а (ДО) достигается меньшее значение функционала, чем в 2Ь (АВ) Цдо<Цав; поскольку обе искомые переменные в ней принимают целочисленные значения, она и принимается в качестве дискретного оптимума.

Общая схема алгоритма решения задачи целочисленного линейного программирования представлена на рис. 2.3. Основными его элементами являются модуль решения общей задачи ЛП и блок приведения получаемого плана к целочисленности.

Для машинной реализации алгоритма необходимо наличие программных средств, выполняющих функции первого из перечисленных элементов. К программным средствам решения общей задачи линейного программирования предъявляются следующие обязательные требования: высокая скорость работы, представление исходной матрицы ограничений в легко корректируемом и дополняемом формате, адаптируемость внутренних параметров (точность, возможность использования промежуточных базисов и т.п.). Среди известных в настоящий момент наиболее приемлемыми характеристиками обладает пакет ДИСО/ПК-ЛП /57/. Решение осуществляется с помощью двойственного симплекс-метода. Исходные данные могут представляться в стандартном текстовом формате МРБ /68/, что позволяет свободно манипулировать ограничениями, входящими в матрицу.

В то же время возникает проблема преобразования формального математического описания задачи (2.1)-(2.8) в адекватное машинное представление, т.е. в матрицу МРБ-формата.

Для этой цели служит специально разработанная подсистема, включающая комплекс программ для выполнения действий, предваряющих собственно оптимизацию.

БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВА МТП С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ ЧАСТИЧНО-ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

На предоптимизмционной стадии производятся следующие преобразования исходной информации:

выделение расчетных периодов, пересчет сроков выполнения каждой операции относительно их границ, определение наиболее напряженных периодов (по количеству и составу выполняемых операций);

создание исходной матрицы в соответствии с видом выражений (2.1)-(2.8) и предъявляемыми форматом MPS требованиями, по секциям: формирование имен ограничений и целевой функции, их знаков; получение имен переменных и значений коэффициентов при них; задание правых частей ограничений, относящихся к выполняемым объемам работ (выражение (2.1)). Ограничения формируются с учетом кратности проведения работ, т.е. выполнения одной и той же операции в различные сроки. При этом для определения максимальной потребности в средствах механизации рассматриваются только напряженные периоды, в течение которых выполняется наибольшее количество работ по сравнению с соседними (рис. 2.1).

Полученная таким образом информация, будучи необходимой и достаточной для работы алгоритма оптимизации, передается на вход оптимизационного модуля.

Сущность работы блока целочисленной оптимизации заключается в следующем. Пусть в первоначальном дробном решении присутствуют п дробных переменных, которые необходимо сделать целыми. При этом для завершения работы алгоритма требуется максимум п шагов, в результате каждого из которых одна или несколько альтернативных переменных принимают целочисленные значения. Блок-схема алгоритма анализа и дискретизации значений искомых переменных представлена на рис. 2.4.

Шаг включает 3 этапа: выбор и предварительный анализ очередной переменной (на рисунке - "номер фазы решения = 0"); "прямой просмотр" альтернатив ("номер фазы = 1"); "обратный просмотр" результатов

структура логики анализа вариантов решения для оптимизации мтп методом целочисленного линейного программирования

Вход после решения задачи ЛП ^

Выбор ДЛЯ переменной ветвления

Округление переменной с недостатком и с избытком, добавление фиксированных ограничений в матрицу и постановка полученных задач в очередь

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве», Горячев, Юрий Олегович

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Определение потребности в средствах механизации растениеводства многочисленных товаропроизводителей с помощью специальных нормативов, полученных на основе анализа типичных или модельных хозяйств региона, малоэффективно в условиях постоянной трансформации количества объектов механизации, их размеров, структуры производимой продукции, номенклатуры применяемых технических средств. В связи с этим одним из основополагающих становится индивидуальный подход к проектированию технического оснащения каждого конкретного субъекта с.-х. производства, который позволяет наиболее полно учесть все его особенности.

2. Существующие системы оптимизации составов технических средств механизации растениеводства малоэффективны для индивидуального проектирования технического оснащения с.-х. предприятий из-за недостатков информационного обеспечения, обусловливающих чрезмерно высокую трудоемкость и низкую достоверность подготовки исходных данных, а также из-за недостатков методов оптимизации, не обеспечивающих достаточную корректность и устойчивость получаемых результатов.

3. Для оптимизации состава технических средств в растениеводстве разработан комбинаторный метод целочисленного линейного программирования и алгоритм его реализации, который выполняет анализ пространства решений в непосредственной близости от исходного дробного оптимума. Разработанный алгоритм, обеспечивая улучшение значения целевой функции, позволяет получать значительно более устойчивые решения при изменениях исходных данных. Устойчивость решения позволяет с высокой достоверностью определять действительно требуемые для конкретного объекта составы энерго- и с.-х. машин.

4. Разработанное в результате исследований информационное обеспечение системы проектирования технического оснащения растениеводства, включающее банк нормативно-справочной информации, подсистемы подготовки исходных данных и информационной идентификации объекта, позволяет снизить трудоемкость работы с исходной информацией в сравнении с существующими системами на 2-3 порядка. При этом значительно повышается достоверность используемых в процессе оптимизации исходных данных.

5. Для определения потребности в средствах механизации растениеводства с.-х. предприятий региона, а также для установления границ эффективного применения техники, предложен методический подход, основанный на определении типоразмерных рядов товаропроизводителей, отличающихся рекомендуемыми для данной зоны типовыми севооборотами, а также размерами пашни. Группы хозяйств внутри каждого типоразмерного ряда отличаются однородностью номенклатуры используемых технических средств.

6. Применительно к условиям юга Ростовской области количество групп хозяйств внутри каждого типоразмерного ряда колеблется от 5 до 9. В оптимальные составы машинно-тракторного парка всех групп хозяйств обязательно входят гусеничные тракторы общего назначения класса 3 т, универсально-пропашные тракторы класса 1.4 т и зерноуборочные комбайны пропускной способностью 5-6 кг/с. Границы эффективного применения колесных тракторов общего назначения класса 3 т и более мощных энергосредств внутри каждого типоразмерного ряда различны.

7. Наличие колесных тракторов общего назначения класса 3 т в МТП с.-х. предприятий зоны целесообразно в зависимости от применяемых севооборотов при размерах пашни не менее 520-800 га. Минимальная граница эффективного применения гусеничного трактора класса 4-5 т колеблется в зависимости от набора возделываемых культур от 450 до 870 га. Колесные тракторы общего назначения класса 5 т целесообразно вводить в состав парка при размерах пашни 1450-1970 га. Потребность в зерноуборочных комбайнах пропускной способностью 8-10 и более кг/с определяется насыщенностью севооборотов зерновыми колосовыми культурами и их урожайностью. Для исследованных условий хозяйств юга Ростовской области граница их эффективного применения колеблется от 235 до 775 га посевов колосовых и бобовых культур.

8. При сложившемся уровне и соотношении цен на с.-х. продукцию растениеводства и средства механизации существуют строго обозначенные размеры с.-х. предприятий, ниже которых приобретение всего комплекта техники в собственность означает общую убыточность производства. Такими границами нулевой рентабельности для с.-х. предприятий первого типоразмерного ряда являются 105 га пашни, 2-го -100 га, 3-го - 137 га, 4-го - 125 га. Указанные границы могут быть уменьшены как за счет снижения уровня цен на с.-х. технику, так и за счет увеличения закупочных цен на производимую продукцию. Сельскохозяйственные предприятия юга Ростовской области с меньшими размерами пашни для обеспечения рентабельности производства должны применять различные формы коллективного использования наиболее дорогостоящей техники (аренда, прокат, услуги МТС и др.).

9. Расчеты экономической эффективности проведенных исследований показали, что формирование оптимальных составов технических средств механизации растениеводства с помощью разработанной автоматизированной системы позволяет снизить размер потребных капиталовложений по сравнению с традиционными методами проектирования на 11-22%, уменьшить прямые эксплуатационные затраты на 7-11%. Суммарный ожидаемый годовой экономический эффект от реализации предлагаемых разработок по хозяйствам юга Ростовской области составляет 130 млн руб.

10. Результаты проведенных исследований могут быть использованы для индивидуального проектирования технического оснащения с.-х. предприятий, расчета укрупненных нормативов потребности в средствах механизации растениеводства с.-х. региона, оценке границ эффективного применения техники, а также для технико-экономического обоснования вновь разрабатываемых перспективных механизированных технологий и комплексов технических средств.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Горячев, Юрий Олегович, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев О.Г. Комплексное применение методов дискретной оптимизации. - М.: Наука, 1987. - 247 с.

2. Бершицкий Ю.И., Болотов A.C. Разработка алгоритмов выбора механизированных технологий при оптимизации составов технологических комплексов машин (на примере технологии уборки озимых зерновых) //Производственная и техническая эксплуатация с/х техники в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр./ ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1992. - С. 60-65.

3. Бершицкий Ю.И., Болотов A.C. Сравнительные расчеты оптимального состава МТП с.-х. предприятия методом линейного и частично-целочисленного программирования //Механизация и электрификация с.-х. процессов в полеводстве: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1989. - С. 35-40.

4. Бершицкий Ю.И., Болотов A.C., Королева Л.А. Сравнительный анализ результатов решения задачи оптимизации МТП методами обобщенного градиента и линейного программирования //Совершенствование методов использования техники в полеводстве: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1990. - С.127-134.

5. Болотов A.C. Оптимальная потребность хозяйств в механизаторах и технике //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва. - 1983. - № 3. - С. 44-46.

6. Болотов A.C., Бершицкий Ю.И. Логико-эвристический алгоритм оптимизации составов технологических комплексов машин в растениеводстве //Производственная и техническая эксплуатация с/х техники в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1992. - С. 47-54.

7. Борисевич И.А., Карповский А.И. Оптимизация расчетов

оптимального состава машинно-тракторного парка для колхозов и совхозов республики. // Методические вопросы планирования с.-х. с использованием ЭВМ. - Минск, 1971. - С. 138-153.

8. Босый H.A., Полянская Л.Г. Обоснование оптимальных комплектов машин //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва. - 1985. - № 7. - С.3-6.

9. Булавский В.А. Итеративный метод решения задачи линейного программирования //Материалы к конференции по опыту и перспективам применения мат. методов и вычислительных машин в планировании. -Новосибирск, 1962.

10. Булавский В.А. и др. Методика расчета оптимальной структуры машинно-тракторного парка с использованием математического программирования //Определение состава машинно-тракторного парка с использованием математического программирования. - М.: Колос, 1966. -с. 43-52.

11. Вагнер Г. Основы исследования операций. Т.Н. - М.:Мир, 1973. -

488 с.

12. Гаязетдинов Р.В. Определение потребности хозяйства в энергетических средствах //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва. -1974.-№2.-С. 39-42.

13. Горячкин М.И. Экономическое обоснование способов механизации сельскохозяйственного производства. - М.: Сельхозиздат, 1962.-263 с.

14. ГОСТ 23728-79 - ГОСТ 23730-79. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. - М., 1979. - 24 с.

15. Диденко Н.К. Основы комплектования машинно-тракторного парка колхозов и совхозов Полесья УССР: Автореферат дисс. ... докт. техн. наук. - Киев, 1971. - 35 с.

16. Докин Б.Д. Анализ методик оптимизации состава МТП колхозов и совхозов // Оптимизация некоторых процессов с.-х. производства

(методические рекомендации). - Новосибирск, 1976. - С. 3-35.

17. Докин Б.Д. Зональная система машин для комплексной механизации растениеводства в рамках агропромышленного комплекса (на примере Западной Сибири): Автореферат дисс. ... докт. техн. наук. -Новосибирск, 1983. - 40 с.

18. Докин Б.Д. Методические подходы при разработке системы машин в условиях многоукладной экономики //Методические основы разработки систем машин для механизации растениеводства: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1992. - С.126-143.

19. Докин Б.Д. Механизм "обратной связи" при оптимизации состава МТП и сроков проведения полевых работ //Науч.- техн. бюл. / СибИМЭ, 1977. -№3. - с. 11-16.

20. Докин Б.Д., Маслов В.А., Маличенко З.Г. Обоснование системы машин для комплексной механизации растениеводства Западной Сибири. Методические рекомендации. - Новосибирск, 1977. - 96 с.

21. Еникеев В.Г. Критерии и методы оценки технической оснащенности растениеводства и качества работы агрегатов с учетом вероятностной природы условий их функционирования: Автореферат дисс. ... докт. техн. наук. - J1.-Пушкин, 1983. - 37 с.

22. Еникеев В.Г. и др. Экономико-математическая модель и математическое обеспечение системы расчетов средств технической оснащенности сельского хозяйства //Тр./ ЛСХИ. - 1978. - Т. 357. - С. 3-6.

23. Еникеев В.Г., Киселева A.A. Оптимизация структуры МТП с учетом критериальных оценок //Зап./ ЛСХИ. - Л., 1973. - Т. 235. - С. 130135.

24. Жак C.B. Оптимизация проектных решений в машиностроении. -Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1982. - 132 с.

25. Жак C.B. Разработка методологии оптимизации проектных решений создания и применения средств механизации сельскохозяйственного производства: Автореферат дисс. ... докт .техн.

наук. - Зерноград, 1993. - 72 с.

26. Жак C.B., Пенязев O.A. Методология и многоуровневые математические модели формирования и развития системы машин //Системный анализ в разработке механизированных с.-х. технологий: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1984. - С. 13-23.

27. Жак C.B., Пенязев O.A., Шатуновский Г.М., Шарыгина М.Е. Методика выбора приближенно-оптимального парка с.-х. машин для производственного процесса //Оптимальное планирование МТП. - Киев, 1968. - С. 84-109.

28. Жак C.B., Шатуновский Г.М., Чистяков И.Р. Выбор оптимальной структуры парка с.-х. машин в условиях неопределенности //Экономика и мат. методы - 1974. - № 4. - С. 745-752.

29. Жукевич К. И. Методы экономической оценки сельскохозяйственных машин и технологий. - Минск: Ураждай, 1974.

30. Жукевич К.И. Совместная оптимизация состава машинно-тракторного парка и потребности в кадрах //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва. - 1974. - № 11. - С. 3-5.

31. Журавлев Г.Е., Лобань В.Г. Определение состава машинно-тракторного парка для сельскохозяйственных предприятий //Определение состава машинно-тракторного парка с использованием математического программирования. - М.: Колос, 1966. - С. 53-56.

32. Зональные нормативы потребности в агрегатируемых тракторами сельскохозяйственных машинах на различные периоды технического перевооружения. - Ростов-на-Дону, 1986. - 24 с.

33. Зональные системы земледелия Ростовской области. - Ростов-на-Дону: Ростовское кн.изд-во, 1981. - 192 с.

34. Зуев В.М. Основы формирования нормативной базы использования техники на сельскохозяйственных предприятиях: Автореферат дисс.... докт. экон. наук. - М., 1994. - 80 с.

35. Иващенко Н.Т., Кашин В.Г. Автоматизированная система

расчета оптимального состава машинно-тракторного парка //Вопросы использования и совершенствования техники целинного земледелия/ НПО "Целинсельхозмеханизация". - Алма-Ата, 1985. - С. 93-99.

36. Искаков-Плюхин Б.И. и др. Математическая модель перспективной системы машин //Эконом.-мат. моделирование при разработке перспективной системы машин для комплексной механизации растениеводства /ВИМ. - М., 1968. - Т. 45. - С. 80-96.

37. Канторович JI.B. Экономический расчет наилучшего использования ресурсов. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 347 с.

38. Кашин В.Г., Иващенко Н.Т. Прогнозирование структуры машинно-тракторного парка //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва.- 1983.-№10.-С. 37-39.

39. Кашпура Б.И. Научные основы разработки зональных систем машин. //Механизация и электрификация соц. х-ва. - 1978. - № 4. - С. 3-6.

40. Кашпура Б.И. Системный подход. Методические рекомендации разработчикам зональных систем машин для комплексной механизации растениеводства. Выпуск 1. - Благовещенск, 1983. - 60 с.

41. Киртбая Ю.К. Основы теории использования машин в сельском хозяйстве. - Москва-Киев: Машгиз, 1957. - 278 с.

42. Киртбая Ю.К., Хабатов Р.Ш. и др. Методика прогнозирования параметров и оптимального состава машинно-тракторного парка для комплексной механизации сельскохозяйственного производства. - М: ГВЦ Госплана СССР. - 1973.

43. Комплектование машинно-тракторного парка /А.Н.Баранский и др. - Минск: Ураджай, 1982. - 94 с.

44. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства России на 1995 год и на период до 2000 года. - М., 1992. - 188 с.

45. Корбут A.A., Финкелыптейн Ю.Ю. Дискретное программирование. - М: Наука, 1969. - 368 с.

46. Королева Jl.А., Терещенко В.В. Структура и принципы формирования банка исходных данных для автоматизированной системы расчета оптимальных составов технологических комплексов машин в растениеводстве //Производственная и техническая эксплуатация с/х техники в растениеводстве и животноводстве: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1992. - С. 54-59.

47. Королькова А.П. Методы государственного регулирования с.-х. техники. Аналитический обзор. - М.: Информагротех, 1993. - 38 с.

48. Косачев Г.Г., Воронин А.Е. Технический потенциал сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1988. - 159 с.

49. Криков A.M., Пузырева Г.А., Максимчук А.Ф. Автоматизированная оптимизация потребности хозяйств в транспортных и погрузочно-разгрузочных средствах с учетом их совместной работы //Методические основы разработки зональных систем машин для механизации растениеводства: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. -Зерноград, 1992. - С. 113-126.

50. Ксеневич И.П. и др. К прогнозированию машинно-тракторного парка //Тракторы и сельхозмашины. - 1979. - № 12. - С. 3-4.

51. Лазовский В.В. Рациональное ресурсное обеспечение первичных звеньев АПК и принципы формирования сельхозмашиностроения //Методические основы разработки зональных систем машин для механизации растениеводства: Сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. -Зерноград, 1992. - С. 144-150.

52. Лазовский В.В. Устойчивость технологических комплексов в сельском хозяйстве. - М.: Агропромиздат, 1986. - 86 с.

53. Липкович Э.И. Аналитические основы системы машин. - Ростов-на-Дону: Ростовское книжное издательство, 1983. - 112 с.

54. Липкович Э.И. К методике обоснования системы машин в растениеводстве // Методические основы разработки зональных систем машин для механизации растениеводства: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ.

- Зерноград, 1992. - С. 30-49.

55. Липкович Э.И., Бершицкий Ю.И. Методические основы проектирования и реализации региональных механизированных технологий и систем машин для производства продукции растениеводства. - Зерноград, 1995. - 164 с.

56. Любимцев А.Г. Методы расчета потребности и планирование сельскохозяйственной техники с применением масштабных нормативов //Науч. тр./ СибИМЭ. - Новосибирск, 1975.- Вып. 2. - 4.2. - С. 32-41.

57. Макет системы "МАРС" с программно-аппаратными средствами интеллектуализации и соответствующим системным и прикладным программным обеспечением. Пакет программ линейной оптимизации (ДИСО/ПК-ЛП). - М: ВЦ АН СССР, 1988. - 61 с.

58. Максимова Т.Т. О выборе оптимальной структуры машинно-тракторного парка //Математические модели и методы оптимального планирования. - Новосибирск, 1966. - С. 171-173.

59. Маслов Г.Г. Методические основы формирования зональной системы машин //Методические основы разработки зональных систем машин для механизации растениеводства: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ.

- Зерноград, 1992. - с. 75-86.

60. Мелкумов Я.С. Экономическая оценка эффективности инвестиций. - М.: ИКЦ "ДИС", 1997. - 159 с.

61. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. - М., 1998 г. - 220 с.

62. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. Часть II. Нормативно-справочный материал. - М., 1998 г. - 252 с.

63. Методика проектирования оптимального машинно-тракторного парка колхозов и совхозов. Часть 1. - Новосибирск, 1970. - 120 с.

64. Методическая разработка по расчету и оценке на ЭВМ ЕС-1030 технической оснащенности с.-х. предприятий отрасли растениеводства. -

Л.: ЛСХИ, 1986. - 108 с.

65. Мининзон В.И., Гутерман А.Б. Влияние многомарочности на оптимизацию состава МТП предприятия //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва. - 1985. - № 9. - С. 14.

66. Мининзон В.И. и др. Определение оптимального состава машинно-тракторного парка в зависимости от погодных условий // Тракторы и сельхозмашины. - 1986. - №3. - С. 7-9.

67. Модель и алгоритм определения состава машинно-тракторного парка и продолжительности технологических операций в растениеводстве. - Киев, 1967. - 32 с.

68. Муртаф Б. Современное линейное программирование. - М.: Мир, 1984. - 224 с.

69. Научно-технический прогресс в инженерной сфере АПК России. Материалы научно-практической конференции. - М.: Россельхозакадемия, 1996 г.-201 с.

70. Нормативы и общая потребность сельскохозяйственных предприятий РСФСР в кадрах механизаторов на 1981-1985 и 1986-1990 гг. -Косино, 1982.-60 с.

71. Нормативы потребности сельского хозяйства в тракторах и сельскохозяйственных машинах для растениеводства по РСФСР на XII пятилетку. - Зерноград, 1987. - 230 с.

72., Ольм А.Ю. Определение оптимального состава машинно-тракторного парка при векторном критерии качества //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва. - 1976. - № 7. - С. 4-8.

73. Определение оптимальной потребности в тракторах и сельхозмашинах (методические рекомендации по проектированию и эксплуатации автоматизированной системы расчетов). - Минск, 1979. - 115 с.

74. Определение норм потребности сельского хозяйства в тракторах и с.-х. машинах для растениеводства для зоны Северного Кавказа на XIII

пятилетку: Отчет о НИР (заключительный, 1986-1987) / ВНИПТИМЭСХ; Руководитель Перерва А.П. - № ГР 01.86.0042825. - Зерноград, 1987.

75. Определение состава машин для комплексной механизации в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1975. - 288 с.

76. Оптимальное планирование средств механизации сельского хозяйства. - М.: Россельхозиздат, 1982. - 119 с.

77. Осадчий В.К. Исследование нелинейных моделей оптимизации сельскохозяйственной техники //Математические модели и методы оптимизации. Вып. 82. - Кишинев: Штиинца, 1985. - С. 113-120.

78. О составе затрат и единых нормах амортизационных отчислений. Сборник нормативных документов. - М: Финансы и статистика, 1994. -224 с.

79. Павлов Б.В., Пушкарева П.В., Щеглов П.С. Проектирование комплексной механизации сельскохозяйственных предприятий. - М.: Колос, 1982.-288 с.

80. Пакет прикладных программ "Линейное программирование в АСУ". Описание применения. Часть 3 "Модуль целочисленного программирования". - Калинин: Центрпрограммсистем, 1980. - 92 с.

81. Перерва А.П., Сергеев А.Л. Обоснование зональной системы машин в растениеводстве с позиций системного анализа //Вестник с.-х. науки. - 1983. - №4. - С. 123-126.

82. Пилюгин Л.М. Обоснование систем сельскохозяйственной техники. - М.: ВО Агропромиздат, 1990. - 208 с.

83. Пузырева Г.А. Применение показателей оптимального плана комплектования и использования МТП //Науч.-тех. бюл. /Сиб. отд. ВАСХНИЛ. - Новосибирск, 1980. - Вып. 2. - С. 15-18.

84. Радугин Н.П. Проблемы аграрной реформы в России. - М.: Финансы и статистика, 1993.- 78 с.

85. Разработка алгоритмно-программного комплекса для выбора прогрессивных машинных технологий, оптимизации технологических

комплексов и технических средств для растениеводства и животноводства с учетом многообразия зональных природно-экономических особенностей и форм хозяйствования в АПК: Отчет о НИР (заключительный) / ВНИПТИМЭСХ; Руководитель Бершицкий Ю.И. - 349 Госрегистрации 01.960.004553. - Зерноград, 1995.

86. Разработка нормативов потребности сельского хозяйства в тракторах и с.-х. машинах для растениеводства для зоны Северного Кавказа на XII пятилетку: Отчет о НИР (заключительный) / ВНИПТИМЭСХ; Руководитель Перерва А.П. - № Госрегистрации 01.82.0087812. - Зерноград, 1982.

87. Рекомендации по определению потребности в технике и оптимального состава машинно-тракторного и транспортного парка в сельскохозяйственных предприятиях. Часть 1. - М.: ВНИИЭСХ, 1971. - 202 с.

88. Родов Е.Г. Оптимизация системы машин для мелкотоварного производства в сельском хозяйстве: Автореферат дисс. ... канд. техн. наук. - Минск, 1994. - 20 с.

89. Руководство по использованию программного комплекса "Оптимизация состава машинно-тракторного парка хозяйства" при работе на персональном компьютере. - М., 1990. - 32 с.

90. Рунчев М.С. Экономические основы системы машин в полеводстве: Автореферат дисс. ... докт. техн. наук. - М., 1972. - 34 с.

91. Саклаков В.Д. Исследование структуры и методика подбора состава тракторного парка сельскохозяйственного предприятия. Автореферат дисс.... канд. техн. наук. - Челябинск, 1968. - 24 с.

92. Саклаков В.Д., Сергеев М.П. Технико-экономическое обоснование выбора средств механизации. - М.: Колос, 1973. - 199 с.

93. Система ведения агропромышленного производства Ростовской области (на период 1996-2000 гг.). Часть 1. - Ростов-на-Дону, 1996. - 424 с.

94. Система машин для комплексной механизации с.-х. производства

на 1986-1995 годы. Часть I. Растениеводство. - М., 1988 г. - 958 с.

95. Система регионального машиностроения для АПК и элементно-агрегатная база: организационно-технологические и методические основы. - Зерноград, 1996. - 58 с.

96. Справочник зоотехника. - М.: Колос, 1969. - 480 с.

97. Техно-рабочий проект по планированию потребности в тракторах, механизаторах, агрегатируемых сельскохозяйственных машинах, грузовых автомобилях, горюче-смазочных материалах на основе экономически обоснованных дифференцированных нормативов и распределения фондов основных ресурсов с учетом объемов продажи важнейших видов продукции по сельскохозяйственным предприятиям Ростовской области с применением ЭВМ. - п. Рассвет, 1990. - 146 с.

98. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. Часть 1. - М.: Информагробизнес, 1994. - 268 с.

99. Типовые нормы выработки и расхода топлива на сельскохозяйственные механизированные работы. Часть 2. - М.: Информагробизнес, 1995. - 230 с.

100. Толпекин С.З. Экономико-математическое обоснование оптимальной структуры машинно-тракторного парка и путей его эффективного использования //Определение состава машинно-тракторного парка с использованием математического программирования. - М.: Колос, 1966. - С. 43-52.

101. Филонов B.C. Экономическая эффективность использования транспортных средств на сельскохозяйственных перевозках //Вопросы механизации и электрификации с.-х. производства. Выпуск XI. - Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 1968. - С. 13-21.

102. Финн Э.А. Задачи и методы разработки системы машин для комплексной механизации растениеводства //Методические основы разработки зональных систем машин для механизации растениеводства:

Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1992. - С.49-71.

103. Финн Э.А. Обоснование состава машинно-тракторного парка в хозяйстве. - М.: Агропромиздат, 1985. - 160 с.

104. Финн Э.А. Оптимизация эксплуатационных систем сельскохозяйственной техники: Дисс. ... докт. техн. наук. - Глеваха, 1989, -424 с.

105. Финн Э.А., Шкурба В.В., Комзакова J1.H. Расчет машинно-тракторного парка сельскохозяйственных предприятий на ЭВМ. - Киев: Наукова думка, 1968. - 166 с.

106. Финн Э.А., Щербаков С.М. Автоматизация расчетов потребности в технике и ее распределения //Механизация и электрификация соц. сел. х-ва. - 1984. - № 7. - С. 10-13.

107. Хабатов Р.Ш. Научные основы прогнозирования оптимальных параметров агрегатов и состава машинно-тракторного парка для комплексной механизации сельскохозяйственного производства: Автореферат дисс.... докт. техн. наук. - Л., 1971. - 41 с.

108. Хабатов Р.Ш. Прогнозирование оптимальных параметров агрегатов и состава машинно-тракторного парка. - Киев: УкрНИИНТИ, 1969.-76 с.

109. Хайдуков В.В. Состояние тракторного и сельскохозяйственного машиностроения и пути вывода его из кризиса //Техника в сельском хозяйстве. - 1996. - № 1. - С. 13-15.

110. Ху Т. Целочисленное программирование и потоки в сетях. - М: Мир, 1974. - 520 с.

111. Шатуновский Г.М. Технологичность конструкций и экономическая эффективность сельскохозяйственных машин. - М., 1962. -444 с.

112. Шило И.Н. Оптимизация стратегии технического оснащения сельскохозяйственного производства в условиях различных форм хозяйствования: Автореферат дисс.... докт.техн.наук. - Минск, 1993. - 36 с.

113. Эйдис А. Л., Дмитриев А.П. Принятие решений при формировании системы машин //Тракторы и сельхозмашины. - 1985. - № 7. - С. 5-8.

114. Эйдис А.Л. Методические вопросы формирования системы машин для сельскохозяйственного производства //Методические основы разработки зональных систем машин для механизации растениеводства: Сб. науч. тр. /ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 1992. - С. 150-167.

115. Boiar W.L., Oving R.K. The application of farm machinery selection methods for Polish farmers' decision support // IMAG-DLO Nota 94-82. -Wageningen: Inst, of Agric. Engineering. - 1994.

116. Al-Sobon G., Srivastava A.K., Burkhardt Т.Н., Kelly J.D. Mixed-integer linear programming (MILP) machinery selection model for navybean production systems // Trans. ASAE. - 1986. - v.29. - № 1. - P. 81-84,89.

117. Krutz G.W., Comb R.F., Parsons S.D. Equipment analysis with farm management models // Trans. ASAE. - 1980.- v.23. - № 1. - P. 25-28.

118. Land A.H., Doig A.G. An automatic method of solving discrete program problems. //Econometrica. - 1960. - v.28. - № 3. - P. 497-520.

119. MILP88 v.6.02 User's Guide. - Eastern Software Production, 1986.

120. Singh D., Holtman J.B. An heuristic agricultural machinery selection algorithm for multicrop farms // Trans. ASAE. - 1979. - v.22. - № 4. - P. 763770.

121. Waterloo, Maple V Mathematics Learning Guide. - Springer-Verlag New York, 1995.