CC BY
21
Реализация разновидностей системы многопродуктовых моделей оптимизации перевозок органических удобрений с размещением пунктов переработки навоза
Л.С. Качанова, к.т.н., ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА
Систематическое выравнивание и повышение уровня почвенного плодородия, увеличение рентабельности растениеводства в Ростовской области предполагают совершенствование технологических процессов и производственной инфраструктуры непрерывного обеспечения сельскохозяйственных организаций органическими удобрениями на основе кооперации и интеграции [1, 2].
В связи с изложенным целью исследования является выбор рационального размещения технологических пунктов по переработке исходного сырья (навоза, помёта) с оптимизацией грузоперевозок в рамках совершенствования инфраструктуры производства и снабжения КОУ на основе процессов интеграции сельскохозяйственных организаций. Для реализации намеченной цели разработана иерархическая система многопродуктовых моделей оптимизации перевозок органических удобрений с управлением размещения пунктов переработки сырья [3].
Материал и методы исследования. Система показателей эффективности размещения производства включает: себестоимость произведённого органического удобрения, затраты на транспортировку исходного сырья (навоза) и (или) готового продукта (органического удобрения), рентабельность возделывания сельхозкультур при использовании произведённых органических удобрений, уровень органообеспеченности сельскохозяйственных площадей [4].
Разработана система экономико-математических моделей транспортного типа, позволяющая выработать стратегию размещения пунктов переработки органики в с.-х. организациях различной специализации с учётом их особенностей при минимальных издержках на транспортировку навоза и органических удобрений.
При разработке экономико-математической модели оптимизации перевозок органических удобрений с управлением размещения пунктов переработки сырья использовались следующие варианты:
— в первой модификации системы моделей в качестве центров размещения площадок переработки органики (ППО) определены сельскохозяйственные организации — производители исходного сырья, т.е. переработка навоза осуществляется в местах его получения. Роль ППО в данном представлении системы моделей отведена сельскохозяйственным организациям животноводческой либо смешанной специализации;
— во второй модификации системы моделей в качестве центров размещения площадок переработки органики определены сельскохозяйственные организации — потребители органических удобрений, т.е. переработка навоза осуществляется в местах его использования. Роль ППО в данном представлении системы моделей отведена сельскохозяйственным организациям растениеводческой либо смешанной специализации;
— в третьей модификации системы моделей рассматривается переработка навоза частично в сельскохозяйственных организациях — производителях исходного сырья (навоза) и частично — в сельскохозяйственных организациях — потребителях готового продукта (органических удобрений). Роль ППО в данном представлении системы моделей отведена сельскохозяйственным организациям растениеводческой, животноводческой либо смешанной специализации.
Результаты исследования. Результаты разработки предложенных трёх модификаций в рамках размещения ППО представлены на примере сельхозор-ганизаций Сальского района Ростовской области.
В рамках разработанной методологии сельскохозяйственные предприятия делятся на кластеры, в том числе и по территориальному признаку. В Сальском районе выделены три кластера. В первый вошли 11 организаций, из них 3 предприятия смешанной специализации, т.е. производители навоза. Во второй кластер вошли 6 организаций из выборки, из них — 1 производитель навоза. В третий кластер вошли 9 организаций, среди них — 4 производителя навоза.
Таким образом, по первой модификации в качестве ППО приняты сельхозорганизации — производители сырья (навоза, помёта), т.е. переработка ведётся в местах получения навоза (табл. 1). Тогда в качестве ППО приняты 8 предприятий, выступающих поставщиками навоза, затраты на производство и транспортировку органических удобрений по 1-му кластеру составили 40,75 млн руб., по 2-му — 30,88 млн руб. и по 3-му кластеру — 11,25 млн руб., общие затраты по Сальскому району — 82,89 млн руб.
По второй модификации переработка навоза в полном объёме производится в ППО. В первом варианте в качестве ППО выделили предприятие 3-го кластера смешанной специализации — ЗАО «Дон-1» (табл. 2). По оптимальным расстояниям перевозки переориентируем ресурсы второго кластера для целей переработки в ППО — ЗАО «Дон-1». Тогда затраты первого кластера составят
1. Результат оптимизации по первой модификации системы ЭММ на примере Сальского района южной природно-сельскохозяйственной зоны
ППО для первой модификации системы ЭММ
1-й кластер 2-й кластер 3-й кластер
СПК (СА) «Русь» 1. ОАО «Южное» 1. ЗАО «Дон-1»
2. ФЛ племзавод им. Будённого ООО «Агросоюз «Юг Руси» 2. ООО «Белозёрское»
3. ООО «Романовка»
3. ООО «Коломийцевское» 4. ООО «Лайвсток»
Совокупные затраты с переработкой в местах получения ресурсов, тыс. руб.
40758,09 30880,93 11258,67
Итого по району 82897,69
2. Результат оптимизации по второй модификации системы ЭММ на примере Сальского района южной природно-сельскохозяйственной зоны
ППО для второй модификации системы ЭММ (I вариант)
1-й кластер 2-й кластер 3-й кластер
1. СПК (СА) «Русь» 1. ОАО «Южное» (26663,25 т ТН, 21 861,68 т ПН транспортируется в ЗАО «Дон-1») 1. ЗАО «Дон-1»
2. ФЛ племзавод им. Будённого ООО «Агросоюз «Юг Руси» 2. ООО «Белозёрское»
3. ООО «Романовка»
3. ООО «Коломийцевское» 4. ООО «Лайвсток»
Совокупные затраты с полной переработкой в ППО (ЗАО «Дон-1»), тыс. руб.
40758,09 0 111791,99
Итого по району 152550,07
ППО для второй модификации системы ЭММ (II вариант)
1-й кластер 2-й кластер 3-й кластер
1. СПК (СА) «Русь» 1. ОАО «Южное» (26663,25 т ТН, 21861,68 т ПН транспортируется в СПК (СА) «Русь») 1. ЗАО «Дон-1»
2. ФЛ племзавод им. Будённого ООО «Агросоюз «Юг Руси» 2. ООО «Белозёрское»
3. ООО «Романовка»
3. ООО «Коломийцевское» 4. ООО «Лайвсток»
Совокупные затраты с полной переработкой в ППО (СПК (СА) «Русь»), тыс. руб.
114927,01 0 11258,67
Итого по району 126185,68
40.75 млн руб., третьего — 111,79 млн руб., полные затраты по району — 152,55 млн руб.
Во втором варианте, приняв в качестве ППО сельхозорганизацию 1-го кластера — СПК (СА) «Русь», получили совокупные затраты первого кластера — 114,92 млн руб., третьего — 11,25 млн руб., общие затраты по району — 126,18 млн руб. (табл. 2).
По третьей модификации — переработка частично осуществляется в местах получения навоза (в основном для собственных нужд), частично — в ППО. Оптимизировав процесс переработки и транспортировки с теми же ППО, что во второй модификации, получили: при частичной переработке в местах получения навоза и частичной переработке излишков навоза в ЗАО «Дон-1» — совокупные затраты по первому кластеру составили
40.76 млн руб., по второму — 30,88 млн руб., по третьему — 21,57 млн руб., в целом по району — 93,56 млн руб. При частичной переработке в местах получения навоза и частичной переработке излишков навоза в СПК (СА) «Русь» совокупные затраты первого кластера составили 68,59 млн руб., второго — 30,88 млн руб., третьего — 11,26 млн руб., в целом по району — 110,72 млн руб. (табл. 3).
Вывод. Из предложенных трёх модификаций наименее затратным является первый вариант — переработка навоза в местах его получения, далее готовое органическое удобрение применяется в сельскохозяйственной организации-производителе, а излишки переориентируются на сельхозорганизации с дефицитом органических удобрений.
Самым затратным оказался вариант с полной переработкой в ППО, когда сырой навоз транспортируется к месту его переработки, а далее готовые удобрения перевозятся потребителю. Данный вариант переработки применим для с.-х. организаций животноводческой специализации, которые не располагают с.-х. площадями, а следовательно, не испытывают нужды в органических удобрениях. На практике данным организациям проще избавиться от навоза, нежели организовывать процесс его переработки. Также этот вариант приемлем для с.-х. организаций растениеводческой направленности, которые испытывают острую необходимость в органических удобрениях, однако не имеют ресурсно-сырьевой базы для их производства. На практике данные организации могут наладить линию по переработке навоза в
3. Результат оптимизации по третьей модификации системы ЭММ на примере Сальского района южной природно-сельскохозяйственной зоны
ППО для третьей модификации системы ЭММ (I вариант)
1-й кластер 2-й кластер 3-й кластер
1. СПК (СА) «Русь» 1. ОАО «Южное» (18293,26 т ТН транспортируется в ЗАО «Дон-1») 1. ЗАО «Дон-1»
2. ФЛ племзавод им. Будённого ООО «Агросоюз «Юг Руси» 2. ООО «Белозёрское»
3. ООО «Романовка»
3. ООО «Коломийцевское» 4. ООО «Лайвсток»
Совокупные затраты с частичной переработкой в ППО (ЗАО «Дон-1»), тыс. руб.
40758,09 30880,93 21565,78
Итого по району 93565,78
ППО для третьей модификации системы ЭММ (II вариант)
1-й кластер 2-й кластер 3-й кластер
1. СПК (СА) «Русь» 1. ОАО «Южное» (18293,26 т ТН транспортируется в ЗАО «Дон-1») 1. ЗАО «Дон-1»
2. ФЛ племзавод им. Будённого ООО «Агросоюз «Юг Руси» 2. ООО «Белозёрское»
3. ООО «Романовка»
3. ООО «Коломийцевское» 4. ООО «Лайвсток»
Совокупные затраты с частичной переработкой в ППО (СПК (СА) «Русь»), тыс. руб.
68585,92 30880,93 11258,67
Итого по району 110725,52
высококачественные органические удобрения и транспортировать сырой навоз от животноводческих предприятий.
Промежуточным по затратности оказался вариант по третьей модификации, где сельхозоргани-зации смешанной специализации перерабатывают часть собственного навоза с целью обеспечить свои с.-х. площади органическими удобрениями, а излишки навоза транспортируют на ППО для дальнейшей переработки.
Предлагаемая реализация системы многопродуктовых моделей оптимизации перевозок органических удобрений с управлением размещения пунктов переработки сырья и средства её реализации позволит: выявить дефицит или профицит сырья (навоза) для производства требуемого количества органических удобрений для обеспечения 100-процентного уровня органообеспеченности; для обеспечения всех потребителей — сельхозорганизаций требуемым количеством органических удобрений установить и оптимизировать межхозяйственные связи с определением затрат на производство и транспортировку сырья и (или) готового продукта — органических удобрений; предложить размещение ППО в сельскохозяйственных организациях различной специализации с учётом их особенностей
при минимальных издержках на транспортировку навоза и органических удобрений.
Материализация рекомендаций, сформулированных на основе реализации разновидностей системы многопродуктовых моделей оптимизации перевозок органических удобрений с размещением пунктов переработки навоза, способствует повышению уровня органообеспеченности сельскохозяйственных площадей, а значит, повышению рентабельности отрасли растениеводства.
Литература
1. Прогноз долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2030 года. [Электронный ресурс] URL: http://government.ru/media/ files/41d457592e04b76338b7.pdf.
2. Лачуга Ю.Ф., Бондаренко А.М. К проблеме технической и технологической модернизации сельского хозяйства // Вестник аграрной науки Дона. 2013. № 1 (21). С. 4—12.
3. Качанова Л.С. Методология разработки иерархической системы многопродуктовых моделей оптимизации перевозок органических удобрений с управлением размещения пунктов переработки сырья // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2015. № 1 (17). С. 175-188. ISSN 2222-1816. [Электронный ресурс] URL: http://www. rosniipm-sm.ru/archive?n=318&id=331.
4. Бондаренко А.М., Качанова Л.С. Уровень органообеспе-ченности сельскохозяйственных площадей как технико-экономический критерий эффективности применения органических удобрений // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2015. № 2 (18). С. 177-187. ISSN 2222-1816. [Электронный ресурс] URL: http://www. rosniipm-sm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec347-field6.pdf.
Разработка системы дифференцированного внесения удобрений на базе платформы Arduino
В.А. Милюткин, д.т.н, профессор,
М.А. Канаев, к.т.н, ФГБОУ ВО Самарская ГСХА
На современной стадии развития аграрная наука предполагает использование сложной техники для
стабилизации плодородия почвы, оптимизации и создания условий для роста и развития растений.
Необходимость дозированного внесения удобрений возникла довольно давно. Этому способствовали такие факторы, как постоянный рост
