Оптимизация состава уборочно-транспортных комплексов в хлопководстве

В настоящее время технология машинного сбора хлопка не обеспечивает необходимую эффективность использования хлопкоуборочной техники. Причиной этого является ряд мероприятий, который указан ниже:

- несвоевременное и некачественное проведение операции дефолиации;

- неэффективное использование дефолиантов;

- некачественная подготовка поворотных полос для комбайнов;

- неэффективное использование согласованной работы уборочной и транспортной техники,

Для определения оптимальных параметров и режимов работы хлопкоуборочных комбайнов в качестве математических моделей применяются методы статистических испытаний, в том числе теория массового обслуживания [1,2,3.]

Анализ показал, что методы теории массового обслуживания применительно к условиям уборки хлопка в Республике Казахстан практически не использованы, поэтому излагаемый ниже подход имеет также важное методическое значение.

Для эффективного использования необходима четкая характеристика исследуемой системы. При технологических процессах дефолиации, уборки и транспортировки хлопка в общем случае в соответствии с рисунком 1 целесообразно их рассматривать как многофазную сложную систему массового обслуживания, так как оптимизация отдельных операций технологического процесса не дает полноценного экономического эффекта.

Технологический процесс уборки хлопка состоит из трех фаз. В первой фазе исследуемой системы имеет место поток требований от хлопковых полей на их дефолиацию. Обслуживающими приборами первой фазы являются технологические средства для дефолиации кустов хлопчатника. Выходящим потоком являются хлопковые поля, обработанные дефолиантами, имеющие необходимую влажность. В результате взаимодействия полей и агрегатов определяются, в зависимости от площадей и сроков обработки хлопчатника, потребные числа технических средств для дефолиации n_дорт.

 Рисунок-1. Схема исследования технологического процесса дефолиации, уборки и транспортировки хлопка в виде многофазной системы массового обслуживания.

Для второй фазы входящим потоком требований являются обработанные дефолиантами хлопковые поля. Обслуживающими средствами являются хлопкоуборочные комбайны. Выходящим потоком являются оптимальные потребные числа хлопкоуборочных комбайнов n_хорт.

При этом необходимо учитывать площади посевов и урожайность хлопка,расстояние перевозки, сроки уборки, а также режимы работы хлопкоуборочных комбайнов.

Третья фаза сложной системы рассматривает совместную работу хлопкоуборочных и транспортных агрегатов в составеУТЗ или УТК.

Основным критерием является минимум затрат на технологический процесс дефолиации, уборки и транспортировки хлопка, который имеет следующий вид:

_х=С₁+С₂+ С₃ min (1)

где С₁, С_2,С₃- соответственно затраты на операции дефолиации, уборки и транспортировки хлопка-сырца.

В исследованиях теоретически и экспериментально доказано, что при работе дефолиационных агрегатов, хлопкоуборочных комбайнов и транспортных средств имеет место простейший или пуассоновский поток требований на обслуживание, обладающий свойствами станционарности, ординарности и отсутствием последствия[1,4.] Для такого потока вероятность поступления на промежуток времени равная к требованиям описывается известным распределением Пуассона.

(2.)

где - вероятность поступления требований в промежуток времени ;

-длительность выбранного промежутка времени, час;

-интенсивность потока требований (число требований, поступающих за

единицу времени),1/час;

Интенсивности потоков тревобаний _ij при дефолиации, уборке и транспортировке определяются из соотношения:

₁=1/t_об, ₂=1/t_уб, ₃=1/t_цб (3.)

где t_об, t_уб, t_цб- соответственно продолжительности обработки и уборки одного хлопкового поля, а также продолжительности заполнения бункера, с.

Численные значения t_об, t_уб и t_цб определяются расчетным путем или на основе хронометражных наблюдений.

Число осблуживаний в единицу времени (интенсивность обслуживания) для каждого транспортного агрегата в обычном случае составит:

(4.)

где - средняя продолжительность одного обслуживания.

При этом принимается показательный закон распределения времени обслуживания с функцией распределения. [1,2,3,4]

Произведение в этом равенстве представляет собой число обслуживаний, выполняемых агрегатами в каждой фазе сложной системы за промежуток времени .

Обслуживаемыми агрегатами в данном случае являются хлопкоуборочные комбайны, а обслуживающими-транспортные средства. Применительно к условиям Казахстана в качестве транспортных средств для перевозки хлопка могут использоваться как автомобили, так и тракторы с прицепами.

Число комбайнов в УТК сравнительно небольшое, поэтому и поток требований на транспортное обслуживание будет ограниченным. Поскольку требования на транспортное осблуживание исходят от одних и тех же комбайнов, то имеет место замкнутая система обслуживания. При нехватке транспортных агрегатов комбайны ждут своей очереди на обслуживание.

Полученные аналитические зависимости позволяют обосновать оптимальные количества дефолиационных,уборочных и транспортных агрегатов, а также оптимальные количественные соотношения между комбайнами и транспортными средствами в составе УТЗ с учетом природно-производственных условий возделывания хлопка-сырца в РК.