CC BY
74
ное соединение, имеющее формулу [Са{Са3(Р04)2}3 (ОН)2]. Этот процесс основан на различии произве- -5
дений растворимости (ПР) для Са804 и Са3(Р04)2. а
При £ = 25 °С ПР для этих веществ равняется соот- ^
ветственно 9,110-6 и 2,010-29. ^
Равновесие между указанными ионами в сторо- &
ну образования гидроксилапатита, т.е шлама, сме- §
щается при обработке накипи достаточно высоки- |
ми концентрациями ионов Р043- в щелочной среде. ^
При отсутствии подщелачивания шламообразование ^
практически не происходит, так как в этом случае преимущественно образуется фосфорит Са3(Р04)2, соединение с накипными свойствами.
Результаты исследования показали, что фосфаты могут быть применены для промывки котлов и другого теплообменного оборудования от карбонатной и сульфатной накипей.
Список литературы
1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 288 с.
2. Лапотышкина, Н.П. Водоподготовка и воднохимический режим тепловых сетей / Н.П. Лапотышкина,
Р.П. Сазонов. — М.: Энергоиздат, 1982. — 180 с.
3. Максименко, О.О. Химия: пособие для поступающих в вузы / О.О. Максименко. — М.: Эксмо, 2005. — 638 с.
4. Справочник по элементарной химии / А.Т. Пилипен-ко [и др.]. — Киев: Наукова думка, 1980. — 544 с.
5. Перечень материалов, реагентов и малогабаритных очистных устройств, разрешенных Госкомитетом Санэпид-
Прдолжительность, ч
Рис. 2. Удельные потери массы образцов сульфатной накипи во времени:
1 — Ш3Р04 • 12Н2О (100 г/л);
2 — №3Р04-12Н2О рН = 10,5 (100 г/л);
3 — (ЫаР03)6 (30 г/л; 4 — суперфосфат (50 г/л)
надзора Российской Федерации для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. — М.: Госкомитет Санэпиднадзора РФ, 1992. — 43 с.
6. Мартынова, Н.К. Исследование взаимодействия растворов фосфатов с карбонатной накипью / Н.К. Мартынова, П.А. Акользин, М..Х. Ибрагимов, М.А. Авдонкин // Теплоэнергетика. — 1990. — № 2. — С. 72-74.
7. Мартынова, Н.К. Удаление сульфатных накипей фосфатной вываркой / Н.К. Мартынова // Энергетик. — 1990. — № 6. — С. 21.
УДК 631.3.004.00.63
А.В. Пасин, канд. техн. наук, доцент
ФГОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»
АЛГОРИТМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЗЕРВНЫХ ТЕХНОЛОГОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРИ СЕЗОННОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МТП
При решении задач проектирования производственных процессов применяется множество различных критериев, отличающихся целевой направленностью. Однако существующие критерии эффективности содержат в основном параметры климатических характеристик условий. Параметры погодного влияния если и учитываются, то только усредненно. Детерминированный подход к проектированию производственных процессов растениеводства не позволяет выделять и рассматривать резервные технологические комплексы.
Анализ работы [1] показал, что методические подходы к оптимизации состава и использованию МТП в современных крупных сельскохозяйственных объединениях разработаны без учета сезонного резервирования технолого-технических средств.
Многоэтапные задачи стохастического программирования являются наиболее естественными для моделирования производственных процессов растениеводства. Смысл моделей состоит в том, что стратегические решения Ж выражаются явной аналитической зависимостью через тактические решения ^ [2]. При этом условие инерционности стратегического решения по отношению к случайным ситуациям обеспечивается заданием ограничений по его неизменности для всего набора возможных случайных ситуаций W = ШU , у = 1, 2...Ш, где Ш — строчно-диагональная единичная матрица (рис. 1).
К набору средств для стратегических решений можно отнести площадь и структуру посевов, количество и состав технических средств, обеспе-
и1 и2 и3 иу К Правые части условий
Ч1 0 Щ1 < в1
Ч1 Щ2 < в2
Ч1 Щз < вз
0
Чу Щ < ву
-Ш Ш 0 0 0 = 0
0 -Ш Ш 0 0 = 0
0 0 -Ш Ш 0 = 0
Р1УЯ1 3 3 а, РуУ5у -З = тах
Рис. 1. Матричная схема модельной конструкции при резервировании технолого-технических средств
ченность кадрами механизаторов; к тактическим — объем, состав, сроки и темпы выполняемых работ, привлечение и высвобождение резервных технолого-технических средств. Решение о создании резервов является стратегическим, поскольку оно принимается при проектировании производственных процессов растениеводства на случай неблагоприятных или благоприятных ситуаций в будущем; решение же об использовании резервов — тактическое, принимаемое заблаговременно по отношению к конкретно реализующейся ситуации, и его можно оптимизировать с учетом этой ситуации. Резерв технологотехнических средств К выступает, таким образом, демпфером, стабилизатором производственного процесса растениеводства.
Дифференциация условий производства по погодным ситуациям позволяет отразить на конечный эффект влияние случайных погодных факторов в пределах каждого исхода. Тем самым появляется возможность выделить эффект управления производственным процессом с помощью оптимального резервирования и использования технологотехнических средств. Необходимо стремиться получать не только максимальный в отдельных погодных ситуациях экономический эффект, но и такой эффект, который был бы устойчив по отношению к набору случайных погодных условий.
Экономико-математическая модель оптимизации состава и использования технолого-технических средств производственного процесса растениеводства с учетом привлечения машин и исполнителей из МТС и других структур определяется целевой функцией получения максимальной прибыли
П = Ц - Ск = Ц - С0к -АСК¥ =
= Ц — Сок - АПуу + АС^ ± АСм¥,
где Ц — планируемая стоимость растениеводческой продукции (выращенного урожая), р.; Ск — комплексные затраты, связанные с использованием существующих и привлекаемых в агропредприятие технолого-технических средств и исполнителей (механизаторов), р.; Сок — комплексные затраты при использовании существующих в агропредприятии техники и механизаторов, р.; АСку — приращение комплексных затрат в у-й сезон-аналог, р.; АПУу — приращение потерь урожая в у-й сезон-аналог, р.; -АСКу — затраты, связанные с привлечением резервной техники или ее покупкой, р.; -АСМу — затраты, связанные с привлечением резервных исполнителей, р.; +АСКу — доход, получаемый за счет использования
32
собственной резервной техники вне агропредприятия, р.; +АСМу — доход, получаемый за счет использования резервных исполнителей (механизаторов) вне агропредприятия, р.
С помощью этого критерия разработаны условия: исключения, замены отдельной операции, очередности выполнения работ, сочетания способов.
Как следует из формулы (1), прибыль определяется разностью между планируемой стоимостью растениеводческой продукции и комплексными затратами на выполнение годового объема работ МТП при ее производстве. При уменьшении комплексных затрат прибыль возрастает на искомую величину.
При создании автоматизированных систем для расчета и оптимизации машинно-тракторных парков мы сталкиваемся с проблемами, которые обусловлены различными погодными ситуациями. Учет погодных ситуаций выполняется введением в систему понятия сезона-аналога (холодного, умереннохолодного, теплого, умеренно-теплого и среднего). При этом каждому сезону-аналогу у будут соответствовать свое количество агрегатов и комплексных затрат Ску. Практика показывает, что полной автоматизации при разработке таких систем не получается, например, при выборе агрегатов требуется участие пользователя системы. Разработанный нами алгоритм автоматизированной системы учитывает этот факт.
В начале работы с системой необходимо сформировать массив исходной информации по использованию техники и по необходимым стоимостным затратам на все виды работ, затем выполнить расчеты по недостающей информации. После обозначения переменных и учета ограничений составля-
С
Начало
і
Ввод исходной информации
±
Расчет сезонных параметров технологических систем в растениеводстве
Расчет допустимых резервов и календарных планов использования средств механизации по сезонам-аналогам
Упорядочение технологических процессов для у-го холодного сезона-аналога
Оптимальная модель МТП для у-го холодного сезона-аналога (по комплексным затратам с выделением потерь урожая)
Погружение сезонных составляющих МТП в условия пяти сезонов-аналогов
Базовая модель для у-го сезона-аналога (по допустимому расписанию)
Расчет при помощи вспомогательных матриц количества тракторов и СХМ с учетом перекрытия по срокам для у-го сезона-аналога
Оптимальная модель МТП для у-го холодного сезона-аналога (по допустимому расписанию)
Построение графиков загрузки тракторов для у-го холодного сезона-аналога
Определение оптимальных резервов и стратегического состава МТП (с учетом вероятности наступления сезонов-аналогов)
Рис. 2. Алгоритм автоматизированной системы проектирования стратегического состава МТП и сезонных резервов технолого-технических средств
ется математическая модель задачи по проектированию стратегического состава МТП и сезонных резервов технолого-технических средств. В автоматизированной системе создается несколько математических моделей, идущих друг за другом. Выходные данные предыдущей модели являются входными для последующей.
Базовая линейная модель (рис. 2), а их пять по каждому сезону-аналогу, решает задачу выполнения планируемых работ в необходимых объемах в установленные агротехнические сроки по допустимому расписанию без предварительной разбивки на периоды. В результате решения мы получаем не количество агрегатов, необходимых для выполнения всего объема работ, а количество заданий, которых больше, чем агрегатов, — это результат перекрытия сроков. Поэтому нами используются методы, с помощью которых разрешается данная ситуация. Это и бинарные матрицы, основанные на булевой алгебре, и логические функции электронной таблицы Microsoft Excel и т. п.
С помощью вспомогательных матриц результаты базовой модели уточняются и автоматически поступают в первую модель. По каждой работе по минимуму комплексных затрат в пределах допустимого расписания определяются оптимальные сроки и количество агрегатов. Потери урожая отсутствуют. Автоматически выводятся графики машиноиспользования тракторов. Анализ графиков создает возможность выявить пиковость и провалы в использовании тракторов. Разные временные интервалы загрузки тракторов позволяют провести упорядочение работы тракторов по методу составления расписания с помощью списка, для этого необходимо иметь набор нормативных технико-экономических показателей конкурирующих агрегатов. Снижение количества техники достигается за счет упорядочения работ, в некоторых случаях вынужденного исключения отдельных операций, замены агрегатов на более производительные, в том числе комбинированные и комбайновые.
Во второй модели расчет состава и использования МТП ведется по оптимальным срокам на выполнение работ (с учетом потерь урожая свыше директивных сроков).
Рассчитанные для пяти сезонов-аналогов МТП являются оптимальными для своих погоднопроизводственных условий. Это подтверждает и «погружение» сезонных составов МТП в условия пяти сезонов-аналогов. При «погружении» используются функции электронной таблицы Microsoft Excel, в частности функция ПОИСК ПОЗ. Комплексные затраты на проведение работ соответствующего сезону МТП минимальны по сравнению с другими исходами. Но сезонный состав парка оптимален только относительно конкретно реализуемой ситуации —
у-сезона. Необходимо найти такое стратегическое решение (стратегический МТП), которое учитывало бы вероятности наступления сезонов-аналогов и было бы наилучшим в целом:
C P + C P + C P + C P + C P
/~г* _ кх х ^кух ух ^кср cp ^кут ут ^кт т
CK _
100
, (2)
где Ск — комплексные затраты стратегического МТП, тыс. р.; С , С , С , С , С — комплексные затра-
г ’ кх кух’ кср кут кт г
ты оптимальных МТП по сезонам-аналогам холодного, умеренно-холодного, среднего, умеренно-теплого, теплого, тыс. р.; Р , Р , Р , Р , Р — вероятности наступ’ г ’ х’ ух’ ср’ ут т г J
ления соответствующих сезонов-аналогов.
В данной ситуации используется задача матричной игры, в которой стратегией является каждый сезон-аналог. Результатом матричной игры является оптимальный стратегический МТП и сезонные резервы технолого-технических средств. Для этого парка составляется третья модель, которая позволяет установить необходимый состав МТП в предприятии и МТС с учетом списания техники с баланса хозяйства, приобретения ее и оказания услуг населению (в отдельные сезоны силами МТС). Технические и трудовые ресурсы МТС, которые являются резервом (компенсатором), определяются как разность между параметрами МТП, соответствующими умеренно-теплому и умеренно-холодному сезонам.
Экспериментальная проверка методов сезонного резервирования и использования технологотехнических средств в агрофирме «Борская» Нижегородской обл., с помощью разработанного алгоритма автоматизированной системы проектирования стратегического состава МТП имитационным моделированием с «погружением» оптимальных составов МТП сезонов-аналогов в типовые условия сезонов подтвердила их эффективность. Комплексные затраты при использовании оптимального МТП теплого сезона-аналога минимальны для условий теплого сезона и составляют 23 318 тыс. р.; затраты оптимального МТП умеренно-теплого сезона — 22 151 тыс. р. и т. д. С учетом установленной вероятности наступления сезонов-аналогов лучшим для использования во все типовые сезоны является оптимальный состав МТП для умеренно-теплых погодных условий (комплексные затраты составляют 25 208 тыс. р.).
Список литературы
1. Важенин, А.Н. Обоснование сезонных параметров технологических систем в растениеводстве: учеб. пособие, рекомендованное МСХ РФ для студентов вузов по аг-роинженерным специальностям / А.Н. Важенин, А.В. Па-син, Р.М. Мухамеджанов. — Н. Новгород: НГСХА, 1999. — 117 с.
2. Кардаш, В.А. Модели управления производственноэкономическими процессами / В.А. Кардаш. — М.: Экономика, 1981. — 184 с.
