METHOD OF ENTERPRISE OPTIMUM COMBINE PARK CALCULATION

Full Text

Повышение эффективности производства в сельском хозяйстве имеет большое значение не только для отрасли, но и для экономики страны в целом. Экономическая эффективность рассчитывается и проявляется на разных уровнях, поэтому различают следующие ее виды [7, 8]: народнохозяйственная эффективность сельского хозяйства в целом как отрасли экономики страны; эффективность сельскохозяйственного производства предприятия; эффективность производства внутрихозяйственных подразделений (ферм, бригад, цехов, отделений); эффективность отдельных отраслей и подотраслей (животноводства, растениеводства, полеводства, садоводства); эффективность производства сельскохозяйственных культур и видов продукции (зерна, картофеля, овощей); эффективность мероприятий (агротехнических, мелиоративных, ветеринарных, экологических, организационных). Все перечисленные виды эффективности взаимосвязаны и взаимно влияют друг на друга. Эффективность мероприятий различного характера положительно сказывается на эффективности производства сельскохозяйственных продуктов, эффективность последних формирует эффективность отраслей. Для более детального анализа эффективности использования основных фондов можно использовать следующие коэффициенты (табл. 1). Эти коэффициенты и показатели на первый взгляд представляются высокоинформативными показателями, оценивающими состояние технического потенциала сельскохозяйственных предприятий. Однако при более детальном анализе оказывается, что их информативность в этом плане практически равна нулю. Более того, ни одна задача сравнительного анализа эффективности хозяйственной деятельности предприятий не может быть успешно решена с помощью этих критериев. Другими словами, эти критерии не позволяют однозначно решить задачу предпочтительности одного предприятия перед другим. Таблица 1 Показатели эффективности использования основных фондов Наименование показателя Формула расчета Пояснение Коэффициент обновления (поступления) основных фондов (Коб) Коб = Фк - стоимость основных фондов на конец года, руб.; Фв - стоимость основных фондов, вводимых в действие в течение года, руб. Коэффициент выбытия основных фондов (Квыб) Квыб = Фвыб - стоимость основных фондов, выбывших в течение года, руб.; Фн - стоимость основных фондов на начало года Коэффициент прироста основных фондов (Кпр) Кпр = Фк - стоимость основных фондов на конец года, руб.; Фн - стоимость основных фондов на начало года, руб. Фондообеспеченность (Ф0б) Ф0б = Ф0 - среднегодовая стоимость основных фондов, руб.; П - площадь сельскохозяйственных угодий, га Фондовооруженность труда (Фв) Фв = Т - среднегодовая численность работников, чел. Ф0 - среднегодовая стоимость основных фондов, руб. Эффективность работы с.-х. предприятий зависит от множества фактов. Важнейшим из них является фактор технической оснащенности производства (ТО). Результаты работы, а вместе с ними и качественные состояния предприятий, которые можно описать, как минимум, четырьмя устойчивыми зонами, находятся в прямой зависимости от уровня этого фактора (рис. 1) [1, 2, 6]. Первая зона. Зона сворачивания масштабов производства, а во многих случаях и прекращения деятельности предприятия. Вторая зона. Зона растянутых агротехнических сроков выполнения технологических операций. Третья зона. Зона оптимальных агротехнических сроков, установленных требованиями технологических карт. Четвертая зона. Зона укрепления защитных свойств предприятия и повышения надежности его функционирования. 0 ТОС ТОА 4 зона 3 зона 2 зона 1 зона ТОВ РС ГН ТО ЗОНЫ СОСТОЯНИЙ Стрелка вверх: ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕСтрелка вверх: ГОДОВАЯ НАРОБОТКАСтрелка вверх: РАБОЧАЯ СИЛА Рис. 1. Диаграмма влияния технического обеспечения предприятий на состояние отрасли растениеводства: РС - рабочая сила; ГН - годовая наработка с.-х. техники; ТО - техническое оснащение Цель исследований - оценка практической значимости и границы применимости методики расчета комбайнового парка при комплектации парка предприятия современной техникой и ее последующей эксплуатацией. Задачи исследований: · анализ существующих методик на степень их пригодности для оценки эксплуатационно-технической и экономической эффективности комбайновой техники при ее приобретении и последующей эксплуатации в составе парка предприятия; · определение условий и границ применимости экономических критериев для оценки эффективности работы комбайнов. С агротехнической точки зрения наилучшим уровнем технической обеспеченности считается такой уровень, который гарантирует надежное выполнение всех технологических операций в оптимальные агротехнические сроки (зона 3, рис. 1). Четвертую зону часто идентифицируют как зону избыточной насыщенности техники. С экономической точки зрения ее наличие внешне кажется не оправданным. Однако серьезные исследования в пользу такого заключения, равно как и оценка положительных свойств зоны избыточной насыщенности в открытых публикациях авторами не обнаружены. А то, что эта зона обладает положительными свойствами, убеждают результаты не сложных расчетов. Вероятность успешного выполнения уборки двумя комбайнами всегда выше вероятности каждого из них [6]: Кmn= где Кmn - коэффициент технологической надежности или готовности; n - количество машин, выполняющих одну и ту же операцию, шт.; - коэффициент готовности i-й машины. При работе двух комбайнов имеющих готовность К1 = К2 = 0,9 (недопустимо низкий показатель), значение Kmn составляет 0,99: Kmn = 1 - (1 - 0,9) (1 - 0,9) = 0,99. Таким образом, насыщение хозяйства техникой выше норматива, определенного для зоны 3, всегда повышает вероятность успешного выполнения работы даже техникой с относительно низким коэффициентом готовности, а это, в конечном счете, обеспечивает высокую степень сохранности с.-х. производства при возникновении различного рода кризисных явлений. Техника в данном случае выполняет такую же защитную функцию, что и иммунная система у живых организмов. Биологическая особь, защитный иммунитет которой ослаблен до нулевого или близкого к нему уровня, обречена на гибель при малейшем изменении среды обитания. То же самое происходит и с реальным производством, когда уровень его технического оснащения приближается к нулевой отметке (зона 1, рисунок 1). Динамика изменения показателя технической оснащенности (табл. 2) указывает на то, что аграрное производство России в сравнении с развитыми странами мира пребывает в состоянии непрерывного ослабления [2]. Таблица 2 Оснащенность зерноуборочными комбайнами Страна Зерноуборочные комбайны, шт./1000 га посева 1990 г. 1995 г. 1998 г. 2010 г. Россия 6,6 5,5 5,0 3,2 Великобритания 13,0 16,0 12,0 14,0 Германия 23,0 20,0 20,0 20,0 Франция 19,0 19,0 14,0 13,0 США 17,0 12,0 16,0 15,0 Канада 20,0 20,5 19,0 19,0 Этот факт, сам по себе, мог бы и не вызывать каких-либо тревог, если бы аграрное производство страны по состоянию своего технического обеспечения пребывало в пределах зон 3 или 4. Реально же оно находится в первых двух зонах, которые характеризуются малым уровнем защитных свойств предприятий и низкими показателями эффективности их работы. Рост технического оснащения автоматически ведет к уменьшению показателя годовой наработки каждой единицы техники и естественному росту численности механизаторов, то есть к ухудшению именно тех показателей эффективности работы машинно-тракторного парка страны, которые традиционно принято оптимизировать. Приведенная модель качественных состояний предприятий отрасли растениеводства пригодна для решения целого ряда практических задач. Однако ее применение во многом сдерживается из-за отсутствия для каждого вида техники надлежащих алгоритмов расчета численных значений граничных переходов ТОА, ТОВ и ТОС (рис. 1), устанавливающих шкалу качественных состояний аграрного производства по показателю технического оснащения. Построение этих алгоритмов и особенности их применения рассмотрим на примере зерноуборочных комбайнов. Число мобильных сельскохозяйственных агрегатов, в том числе и зерноуборочных комбайнов, потребных для выполнения работ на заданной площади, определяют по формуле [8] ТО=S/(Wэ∙Тп)= S∙Nуд, (1) где ТО - нормативная потребность в зерноуборочных комбайнах на заданную площадь уборки, шт.; Wэ - эксплуатационная производительность комбайна, га(т)/ч; Тп - регламентированный период уборки урожая, час; Nуд - удельная потребность (оснащенность) в зерноуборочных комбайнах для уборки поля на площади в один гектар, шт./га; S - площадь убираемой культуры, га. В данном выражении определяющую роль играет длительность планового периода уборки урожая Тп, растягивание которого всегда влечет за собой увеличение уровня необратимых потерь урожайности зерновых культур из-за наличия у них естественного механизма самопроизвольного осыпания. По данным Самарского НИИСХ в зоне Поволжья зерновые ежедневно теряют от 0,8 до 1,1% от своей урожайности (средняя величина 0,94%). Аналогичную статистику имеют и другие НИИСХ субъектов Российской Федерации. Для определения оптимальной продолжительности уборки примем следующую модель осыпания: два первых дня после полного созревания осыпание убираемой культуры практически отсутствует, а далее каждый день стояния хлебостоя сопровождается значением средней величины дневных потерь. При таком условии и равномерной схеме уборки суммарные потери урожая составят величину γp=γd∙n-1∙ ; (при i≤2 1i=0), (2) где γp - суммарные потери за период уборки, %; γd - зональные среднестатистические дневные потери, %; n - плановый период уборки урожая, день. Для зоны Поволжья при значениях γp=2% и γd=0,94% период уборки, рассчитанный по формуле (2), составляет 7 дней (2+5=7). При ежедневной продолжительности работы в 12 ч предельный уровень оптимального периода уборки равен 84 ч (ТП=84 ч). В первом приближении примем эту величину за основу при расчете оптимального уровня технического насыщения ТОв. Формулы (1) и (2) применимы для расчета оптимального парка зерноуборочных комбайнов во всех почвенно-климатических зонах страны и на всех уровнях хозяйствования от предприятия до страны в целом. Однако при их использовании имеет место своя специфика, которая обусловлена наличием у данного типа машин двух различных по своей природе показателей эксплуатационной производительности: WTэ = WTо∙Кэ = 3,6∙q∙Кэ/(1+φ); (3) WSэ = WSо∙КЭ = 0,1∙ВЖ∙VР∙КЭ, (4) где WTо, WTэ - соответственно чистая и эксплуатационная производительность по массе убранного зерна, т/ч; WSо, WSэ - соответственно чистая и эксплуатационная производительность по площади уборки, га/ч; q - подача хлебного вороха, кг/с; φ=qc/qз - соломистость входного вороха (для злаковых культур φ=0,6-2,5) [1]; qc, qз - интенсивность подачи соответственно соломы и зерна на вход молотильного устройства комбайна, кг/с; Кэ - коэффициент использования рабочего времени; ВЖ - ширина захвата жатки, м; VР - рабочая скорость движения комбайна. Подстановка (3) и (4) в исходную формулу (1) приводит к двум алгоритмам расчета удельной потребности производства в зерноуборочных комбайнах: Ns = 1/( WSЭ ∙ТП) = 10/(Вж∙Vр∙Кэ∙Тп); (5) NT = У/( WTэ ∙ТП) = У∙(1+φ)/(q∙3,6∙ТП∙КЭ), (6) где Ns, NT - удельная потребность зерноуборочных комбайнов для уборки поля на площади в один гектар, рассчитанная соответственно с учетом производительности комбайна по площади и массе убранного зерна, шт./га; У - урожайность убираемой культуры, т/га. Вопрос о том, какой из указанных алгоритмов следует использовать для расчета потребности аграрного производства страны в зерноуборочных комбайнах, разрешает критерий граничной урожайности [7]: Угр=Q1,5∙360/(Вж∙VРМ∙(1+φ)), (7) где Q1,5 - паспортная величина уровня подачи зернового вороха при нормированном режиме работы комбайна: потери молотильного устройства 1,5%, соломистость входного зернового вороха φ=1,5; VРМ - максимальная рабочая скорость комбайна (VРМ = 7,2-9,0 км/ч). Для современных комбайнов, которые широко представлены на внутреннем рынке страны, численные значения граничной урожайности, рассчитанные при нормированных значениях исходных параметров (Vр = Vрм = 7,2 км/ч; φ = 1,5; Вж = 6 м), лежат в диапазоне от 19,0 (СК-5М-1 Нива-Эффект c Q1,5 =5,7 кг/с) до 61,2 ц/га (Lexion 780 с Q1,5 = 20,2 кг/с). Комбайн, работающий на поле с урожайностью меньше его граничной урожайности (У<Угр), обладает постоянной производительностью по площади WSэ и переменной по убранной массе WTэ. При работе на поле с урожайностью больше граничной величины (У>Угр) имеет место обратная картина: WTэ - постоянная, а WSэ - переменная [10]. Расчет удельной потребности конкретных типов зерноуборочных комбайнов производят по тому алгоритму, который обеспечивает постоянную величину эксплуатационной производительности: (8) При У=Угр имеет место равенство Nуд = NS = NT. Из двух алгоритмов расчета Nуд, представленных выражением (8), алгоритм Nуд=Ns является наиболее предпочтительным, так как он допускает возможность нормирования всех входящих в него параметров. Двойственная природа эксплуатационной производительности зерноуборочных комбайнов порождает аналогичную двойственность и их экономического показателя себестоимости уборки [7, 8]: ZТЭ = ЧЭЗ/WTэ; (9) ZSЭ = ЧЭЗ/WSэ, (10) где ZТЭ, ZSЭ - себестоимость уборки соответственно одной тонны зерна и одного гектара площади, руб./т (га); ЧЭЗ - часовые эксплуатационные затраты зерноуборочного комбайна, руб./ч. Расчет нормированной потребности аграрного производства в зерноуборочных комбайнах по алгоритму Nуд = Ns сводится к совместному табулированию выражений (2) и (5) при различных значениях их исходных параметров (табл. 3). Таблица 3 Зависимость удельной потребности в зерноуборочных комбайнах и их наработки от длительности периода уборки Период уборки Потери γp, % Nуд=NS, шт. Наработка F=1/Nуд, га дни часы 1 12 0 0,02756* 36,3 2 24 0 0,01378 72,6 (ТОА) 3 36 0,33 0,00919 108,9 4 48 0,7 0,00689 145,2 5 60 1,2 0,00551 181,4 6 72 1,56 0,00459 217,7 7 84 2,01 0,00394 254,0 (ТОВ) 8 96 2,46 0,00344 290,3 9 108 2,92 0,00306 326,6 10 120 3,38 0,00276 362,9 11 132 3,84 0,00251 399,2 12 144 4,3 0,00230 435,5 13 156 4,8 0,00212 471,7 14 168 5,2 0,00197 507,6 (ТОС) Примечание: * рассчитано при Vр=Vрм=7,2 км/ч; φ=1,5; Вж=6 м. Шкала граничных уровней технической оснащенности аграрного производства зерноуборочными комбайнами проградуирована в таблице 2 по алгоритму суммарных потерь: (11) Численность зерноуборочных комбайнов для нижней границы зоны оптимальных агротехнических сроков составляет 3,94 шт. на 1000 га посева (ТОВ = 3,94 шт.) При этом для верхней границы зоны 3, характеризуемой нулевым уровнем потерь урожайности от осыпания, этот показатель равен 13,78 шт. (ТОА =13,78 шт.). Как следует из статистических данных таблицы 1 аграрное производство развитых стран мира, перешагнув рубеж ТОА, уже более 20 лет пребывает в зоне 4, тогда как в России оно неуклонно двигалось в противоположном направлении и к настоящему времени пребывает в зоне 2. При этом уборочный парк страны к 2013 г. насчитывал не только менее трех комбайнов на 1000 га посевов, но и состоял более чем на 70% из машин, которые уже выработали свой амортизационный ресурс [9, 10]. В общем случае зерноуборочные комбайны с пропускной способностью всех классов способны убирать полях с различной урожайностью. Данные таблицы 2, рассчитанные по алгоритму Nуд=Ns, соответствуют условию, при котором комбайны работают на полях с урожайностью равной или меньшей уровню их собственной граничной урожайности. При уборке полей с высокой урожайностью (У>Угр) все расчеты потребности в зерноуборочных комбайнах заданного класса производят по алгоритму Nуд=Nт. Так, для уборки поля с урожайностью 43,3 ц/га при условиях, которые соответствуют граничному переходу ТОВ (φ = 1,5; Тп = 84 ч; КЭ = 0,7), нормированная потребность в комбайнах СК-5М-1 «Нива-эффект», рассчитанная по формуле (6), составляет Nуд=Nт=0,00923 шт./га (F = 108,3 га) против Nуд = NS = 0,00394 шт./га (F = 254 га) для КЗС 14 «Palesse GS 14» с пропускной способностью 13,2 кг/с. Алгоритм является прямым отражением реализуемой технологии возделывания конкретной культуры, так как только в ее технологической карте указывают в явном виде предельные значения оптимальных продолжительностей выполнения всех технологических операций, в том числе и уборки урожая. Это обстоятельство является ключом к пониманию разительного несоответствия между величиной наработки зерноуборочного комбайна, которая рассчитана для условий граничного перехода ТОВ и нормативом его годовой наработки. Последний показатель, определенный для зерноуборочных комбайнов при максимально допустимом периоде их амортизации, оценивается на уровне 240-300 ч. В то время как конкретная технология, реализуемая в заданные агротехнические сроки, может обеспечить годовую загрузку лишь на уровне Тп. В нашем примере это 84 ч (табл. 2). Достичь в этих условиях требуемой величины годовой наработки комбайна возможно лишь при уборке им нескольких культур, у которых сроки созревания не перекрываются между собой. По данным государственных испытаний и наблюдений за работой новых зерноуборочных комбайнов в реальной эксплуатации установлено, что величина коэффициента использования сменного времени лежит в диапазоне 0,6-0,66 [4-6]. С учетом этих данных потребная численность комбайнового парка Самарской области для уборки яровых на площади 688,3 тыс. га (2013 г.), вычисленная по вышеописанному алгоритму, равна 2878-3162 ед. По отчетности областной парк имеет в своем составе 3027 комбайнов.

About the authors

S V Mashkov

FSBEI HVE Samara SAA

Email: mash_ser@mail.ru
cand. of econ. sciences, associate prof. of the department « Management and marketing» 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelsky, Uchebnay, 2 str

V A Prokopenko

FSBI «Volga region machine and test station»

Email: prokopenko1944@mail.ru
сand. techn. sciences, the deputy director 446442, Samara region, settlement Ust’-Kinelsky, Shosseynaya, 97 str

References

Supplementary files