CC BY
162
стов по биокибернетике. А к названию нашего инженерного отделения добавится уже пятое слово.
Что касается собственно специалистов по автоматике, то можно наблюдать их уход в область компьютерной электроники, компьютерного программирования и даже в мировоззренческие проблемы автоматики.
И что интересно. Зарождение, а затем становление нового этапа развития инженерного направления отстают друг от друга на 20-25 лет, на время одного поколения. Правда, такое суждение вытекает из личного опыта автора как преподавателя указанных дисциплин.
Например, автору пришлось участвовать в зарождении преподавания автоматики в МИМЭСХ (ныне МГАУ), а спустя 25 лет И.Ф. Бородин там же организовал кафедру и факультет по автоматизации.
А затем опять пришлось участвовать в зарождении преподавания вычислительной техники (дисциплина ВТИЭР), а спустя 25 лет там же появилась специализация по информационным (т. е. компьютерным) технологиям. Та же динамика и с преподаванием микропроцессорных систем (правда, период сократился до 18 лет).
И снова теперь приходится участвовать в зарождении преподавания биокибернетики, правда, уже не одному мне, а совместно с В.И. Загинайло-
вым и Ю.А. Судником. Преподаются дисциплины «Управление в биотехнических системах» и «Глобалистика (глобальное управление)».
Всем нам понятно, что процесс развития нашей машинной (или как принято — технократической) цивилизации естественен. А развивает технику инженер, по определению — изобретатель.
Этапы перехода: механика ^ электрика ^ автоматика ^ компьютеризация ^ биокибернетика — это всё единый инженерный процесс развития материального производства. Он идет, невзирая на наши тщеславные споры и действия. Но на что хотелось бы обратить внимание нашего инженерного корпуса.
Мы, инженеры, освоили сельскохозяйственные технологии, а теперь нам нужно осваивать управление в биологических системах и в социальной сфере. Тут, видимо, и находится ключ перехода человечества от материально-эгоистического направления к духовно-нравственному становлению человека.
Действительно, в самом определении значится, что технократическая, бездуховная цивилизация есть тупиковый путь развития человечества. По-видимому, только духовный путь может сохранить человечество. Очень может быть, что тут инженеру дана возможность выполнить свою миссию изобретателя.
УДК 631.37.016
А.Ю. Измайлов, доктор техн. наук, член-корр. Россельхозакадемии Н.Е. Евтюшенков, доктор техн. наук
ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства»
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ АПК
Роль транспорта в сельскохозяйственном производстве трудно переоценить. Он является связующим звеном в единой технологической цепи агропромышленного производства. Обеспечивая материальные потоки разнообразных производственных ресурсов, промежуточной и конечной сельскохозяйственной продукции на всех стадиях и этапах ее воспроизводства, транспорт выступает как интегратор производственной деятельности сельскохозяйственных, перерабатывающих, обслуживающих и строительных предприятий.
Сельское хозяйство России отличается не только высокой транспортоемкостью, но и большим разнообразием грузов (до 250 видов). Общий объем перевозок составляет около 5 млрд т, или в расчете на 1 га пашни в среднем 36 т. В 2010 г. можно
8
ожидать увеличения объема перевозок сельскохозяйственных, промышленных и строительных грузов до 7,2 млрд т, что в расчете на 1 га пашни составит 50 т.
В сельском хозяйстве транспортные процессы зависят от функционирования сельскохозяйственных агрегатов и от многих других технологических и производственных факторов. Грузопотоки в сельском хозяйстве сложнее традиционных процессов на трассах с твердым покрытием с плечом перевозок склад-потребитель-склад. Поэтому отличаются от основных закономерностей функционирования общеотраслевой транспортной логистики. На сегодня транспортное средство не рассматривается в технологическом процессе производства сельскохозяйственной продукции.
В связи с широкой номенклатурой сельскохозяйственных грузов хозяйствам необходимо иметь, соответственно, и широкую номенклатуру специализированных транспортных средств, различающихся назначением, типоразмерами, рабочим оборудованием, ходовой частью и др. Существенный недостаток таких средств — необходимость применения их только для перевозки определенных грузов, что приводит к большим простоям и низкой эффективности использования дорогостоящей техники.
В результате отказа от планово-распределительной системы, обеспечивающей централизованное снабжение сельского хозяйства материально-техническими средствами, при отсутствии нормальных рыночных отношений количество техники, в том числе транспортно-погрузочных средств, резко сократилось. Обеспеченность хозяйств транспортно-погрузочными средствами не превышает 50 % потребности при старении выше 60 %.
В сложившейся ситуации одним из путей эффективного транспортного облуживания сельского хозяйства является совершенствование организации и технологий перевозок с использованием специальных базовых транспортных средств, оборудованных системой смены кузовов и набором сменных кузовов, которые позволяют увеличить производительность транспортных средств и снизить их потребность.
2009 год объявлен годом ресурсосберегающих технологий. О необходимости внедрения таких технологий красноречиво говорят следующие цифры. За последние восемь лет цены на дизельное топливо возросли почти в 6 раз, а цены на зерно в 3 раза. Аналогичная картина и по другим ресурсам. Очевидно, что ресурсосбережение жизненно необходимо для всех подотраслей сельского хозяйства, в том числе и на транспортных работах.
На сегодня в себестоимости сельскохозяйственной продукции значительную долю (20 % и более) составляют затраты на погрузочно-разгрузочные и транспортные работы (ПРТР), поэтому проблема повышения эффективности транспортного обеспечения отрасли актуальна.
Актуальность проблемы усиливается необходимостью сокращения потерь сельскохозяйственной продукции вследствие растягивания агротехнических сроков уборки урожая, в том числе и из-за простоев уборочной техники по транспортным причинам (только на уборке зерновых культур потери превышают 15.. .16 млн т ежегодно), а также уменьшения ущерба от чрезмерного уплотнения почвы под воздействием ходовых систем внеполевой техники.
Снижение затрат на ПРТР и устранение отмеченных выше негативных факторов возможно прежде всего на основе освоения высокоэффективных транспортных технологий и высокопроизводительных технических средств нового поколения.
Мировой опыт свидетельствует о возможности существенного повышения эффективности сельскохозяйственных комплексов машин за счет использования сменных кузовов и накопителей в транспортно-технологических процессах как адаптивных транспортных систем (АТС), поэтому за рубежом наблюдается устойчивая тенденция повышения спроса на них на рынке сельскохозяйственной техники.
Учитывая прогнозируемую емкость отечественного рынка адаптивных транспортных систем, целесообразно разработать и освоить в России производство семейства отечественных АТС, максимально используя при этом опыт зарубежных фирм.
Для повышения конкурентоспособности отечественного продовольствия и, учитывая неравномерность потребности сельского хозяйства в транспортных средствах, целесообразно развить производственно-технологическую инфраструктуру АПК, т. е. сеть предприятий, оказывающих транспортные услуги отрасли в пиковые периоды, совпадающие со сроками уборки урожая основных сельскохозяйственных культур.
Стратегические цели машинно-технологической модернизации сельскохозяйственного производства сформулированы «Стратегией машиннотехнологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года». В ней определено, что приоритетными направлениями развития сельского хозяйства на ближайшее десятилетие являются: разработка и реализация мер по удвоению производства продовольствия на основе роста производительности труда в отрасли в 2.3 раза за счет освоения высоких технологий производства; увеличения единичной мощности машинных агрегатов и повышения надежности отечественной техники; а также развития системы производственно-технологических услуг, оказываемых сельхозтоваропризводителям.
Подобные требования сформулированы и к решению проблем транспорта для перевозки технологических материалов, сырья и продукции как важной составной части сельскохозяйственного технологического процесса.
В агропромышленном комплексе страны на современном этапе транспорт используется неэффективно. Проведенный анализ транспортного потока показал, что своевременность доставки груза в АПК составляет 0,73.0,78, пределы изменения критерия оптимизации движения и простоя транспортных средств составляют около 85 %; доля производительного времени в общих его затратах на движение и простой — 0,88; доля простоя в общих затратах времени — 15 %; доля затрат времени на движение транспортных средств — 85 %; величина среднего порожнего пробега составляет 311 км с учетом допустимых сверхурочных — 4 ч за два дня и 120 ч
9
в год согласно Трудовому кодексу Российской Федерации.
Изучение и обобщение мирового опыта свидетельствует о том, что для повышения эффективности транспортной системы устойчиво расширяется использование техники, создаваемой на базе транспортно-энергетических средств (машин-носителей) с системой достаточно простых сменных кузовов или контейнеров (адаптеров). Благодаря универсальности такой транспортной техники расширяется номенклатура перевозимых грузов, повышается производительность носителей, их годовая занятость, следовательно, снижаются транспортные издержки.
Сменный кузов (контейнер) — это быстросменное грузонесущее устройство, устанавливаемое на ходовое шасси. Главные достоинства применения на перевозках сменных контейнеров и кузовов заключаются в том, что простои наиболее сложной и дорогостоящей части транспортного агрегата — ходового шасси резко сокращаются и в ожидании перемещения груза находятся более дешевые контейнеры, кузова. Одним ходовым шасси можно перевозить грузы в нескольких сменных контейнерах и кузовах различного назначения.
Таким образом, одно ходовое шасси даже при высокой интенсивности материального потока оперативно обеспечивает доставку грузов с помощью нескольких сменных кузовов.
В сельском хозяйстве, где характер перевозок варьирует по временам года, использованием сменных кузовов можно при малом количестве транспортных средств добиться повышенной эффективности перевозок. При совмещении работы автомобильного транспорта и тракторов со сменными кузовами на тракторном прицепе получается производительная интегрированная транспортная цепь: трактор может обеспечивать доставку грузов на короткие расстояния, например, от уборочной машины на край поля, а автомобиль — с края поля на ток или с тока на элеватор.
Схему перевозок можно разумно спроектировать, так как один автомобиль может выполнить десятки различных заданий за счет применения сменных специализированных кузовов (адаптеров).
В Европе наибольшее распространение получила разработанная в Финляндии система «Мультилифт», благодаря которой ходовое шасси, будь то грузовой автомобиль или тракторный полуприцеп, основную часть рабочего времени проводит в движении. Базовую систему перевозок для сельского хозяйства образуют транспортные средства с механизмами смены кузовов типа «Мультилифт».
ГНУ «ВИМ» проводит работы по использованию устройств «Мультилифт» с набором сменных кузовов и платформ для перевозки различных сельскохозяйственных грузов. Результатом проведенных работ стали:
10
• программы для ПЭВМ «Оптимизация уборочно-транспортного процесса при уборке зерновых культур с использованием передвижного перегрузчика» (инв. номер ВНТИЦ 50200300077);
• исходные требования на автомобиль-самосвал с погрузочно-разгрузочным устройством на шасси автомобилей КамАЗ;
• техническое задание на разработку сменного кузова сельскохозяйственного назначения к автомобилю КамАЗ-43118/53228, оборудованному погрузочно-разгрузочным устройством МАС-16;
• техническое задание на разработку автотракторной транспортной системы для работы со сменными кузовами полной массой 20 т;
• программа и методика испытаний системы «Мультилифт», установленной на шасси автомобилей КамАЗ-43118/53228;
• программа и методика испытаний системы «Мультилифт», установленной на шасси тракторного прицепа.
На основе этих разработок создано и на Машиностроительном заводе опытных конструкций (МЗОК) ГНУ «ВИМ» организовано производство мобильной автосистемы (МАС) типа «Мультилифт» для автомобильных шасси КамАЗ, МАЗ и тракторных полуприцепов, а также ряда сменных кузовов (адаптеров) для автомобилей и тракторных прицепов, оборудованных МАС: бункеры-накопители разного объема и назначения, цистерна, кузов с низким бортом, платформа-эвакуатор, бытовки, контейнеры, в том числе оборудованные мини-цехами для полевой переработки сельскохозяйственного сырья для автомобилей и тракторов.
При уборке зерновых используют три технологии перевозок: прямоточную, с использованием прицепов и использованием «Мультилифта» (см. таблицу).
Широкое применение сменных кузовов на перевозке картофеля и лука получило в агрофирме «Золотая Нива». Уборка картофеля производилась на площади 420 га, лука — 380 га.
Среднее расстояние для обмена кузовами между трактором и автомобилями составляет 0,6 км. Расчетная урожайность, по данным наблюдений, составила 59,4 т/га.
На доставке продукции в поле от комбайна до разгрузочной площадки применялись тракторные полуприцепы с системой «Мультилифт» со сменными кузовами производства ВИМ МЗОК.
На сортировке и фасовке продукции применялась сортировально-фасовочная линия английского производства.
Применяемая транспортно-уборочная технология позволила использовать картофелеуборочный комбайн с максимальной производительностью
Сравнение технологий перевозок
Технология Тип транспорта Себестоимость перевозимого зерна, р./т
Прямоточная КамАЗ 44, 15
С использованием
прицепов КамАЗ-55102 + прицеп 40,77
«Мультилифт» КамАЗ-53228 + два смен-
ных кузова 32,4
и минимизировать транспортный конвейер, обслуживающий комбайн, до четырех единиц мобильной техники.
Наличие необходимого количества сменных кузовов обеспечило ритмичную 8-часовую работу комбайна и 12-часовую работу сортировально-фасовочной линии благодаря возможности создавать на площадке ожидания переработки запас из 15 груженых картофелем сменных кузовов.
Машиностроительный завод опытных конструкций ГНУ «ВИМ» продолжает работы по производству систем сменных кузовов. Общий объем выпуска систем сменных кузовов на шасси автомобиля и тракторного полуприцепа составил 234 комплекта, в том числе в 2003 г. — 10 шт., в 2004 г. — 40 шт., в 2005 г. — 70 шт. и в 2006 г. — 114 шт.
Основными производителями систем для сменных кузовов-контейнеров являются фирмы: Кгашре, АппаЪи^ег, Германия, «Партек», Финляндия, ЯоПапё, Франция, УеепИшБ, Нидерланды, и Fors М¥, Швеция.
Выводы
Разработанные по результатам исследований исходные требования на автомобиль-самосвал с погрузочно-разгрузочным устройством на шасси автомобилей КамАЗ и технические задания на разработку сменного кузова сельскохозяйственного назначения к автомобилю КамАЗ, оборудованному погрузочно-разгрузочным устройством МАС, по-
зволили создать и организовать производство мобильных систем МАС-16 для тракторных полуприцепов и МАС-20 для автомобилей типа КамАЗ, семейства сменных кузовов на шасси автомобиля и тракторного полуприцепа, общий объем выпуска которых Машиностроительным заводом опытных конструкций ГНУ «ВИМ» составил за 2003-2007 гг. 520 комплектов.
Оценка экономической эффективности разработок, выполненных на основе результатов исследований, произведенных для условий модельного хозяйства — ОПХ «Каменка» Подольского района Московской области, показала, что предлагаемые технические средства транспортного обеспечения уборки зерна — автомобили КамАЗ, оборудованные системой «Мультилифт», со сменными кузовами, используемыми в том числе и в качестве бункеров-накопителей, по сравнению с традиционными автомобилями типа ЗИЛ-4506 обеспечивают: повышение производительности в 3,8 раза; снижение затрат труда на 79 %, условное высвобождение численности занятых работников — 3,8 чел., снижение эксплуатационных издержек — 58 % и срок окупаемости дополнительных капиталовложений — 0,86 года.
УДК 620.9
Д.С. Стребков, доктор техн. наук, профессор, академик Россельхозакадемии А.К. Сокольский, канд. техн. наук
ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства»
Ахмед Т.А. Джайлани, аспирант
ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
ВЕТРО-ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА МАЛОЙ МОЩНОСТИ В КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ПОДМОСКОВЬЯ
На основе ветроэлектрической установки (ВЭУ) Экспериментальные исследования позволяют
и фотоэлектрической установки (ФЭУ) была изучать процесс гарантированного электроснабже-
разработана комбинированная электростанция ния от КЭС и ознакомиться с поведением системы
(КЭС) мощностью 820 Вт в г. Истра на ветропо- не только в месте проведения испытаний, но и в полигоне ВИЭСХ. Структурная схема КЭС показа- добных климатических условиях. Кроме того, ис-
на на рис. 1.----------------------пытания позволяют проверить теоретические по----------------------------------- Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 1'2010 --------------------- 11
