ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТранспортнОЙ логистикИ в Технологиях производства СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ

ГЛАВА 2. построениЕ транспортной логистики в АГРОтехнологиях

2.1. Моделирование транспортной логистики в технологиях

производства зерна

В технологиях производства зерна транспортные работы имеют место практически во всех операциях – от основной обработки почвы, посева и защиты растений от сорняков, болезней и вредителей до уборки урожая, когда с поля вывозится основная масса грузов – зерно и солома [1, 7, 9, 26, 28].

Наибольшим по интенсивности и затратам является поток грузов в уборочном технологическом цикле. Поэтому эффективность технологий и конкурентоспособность продукции во многом зависят от качества построения уборочно–транспортной системы.

Учитывая особенности сельскохозяйственной транспортной логистики, моделирование уборочно-транспортной системы произведено на примере среднестатистического (виртуального) зернового предприятия с размером пашни 2400 га.

Для расчета принято два варианта технологий транспортировки зерна от комбайнов Дон-1500 на ток: прямоточная и перевалочная при следующих ограничениях: в системе уборки комбайны являются приоритетными и срыв уборочного конвейера по транспортной причине не допустим.

На основании анализа статистических данных установлено, что 1/3 парка комбайнов за уборочный период обмолачивает почти 3/4 всей продукции, поэтому для комбайнового парка виртуального хозяйства приняты следующие параметры суточной выработки: комбайны К1=70 т, К2=100 т и К3= 130 т.

На основе уравнения движения транспортного средства (ТС) критерий оптимальности выбранного для парка виртуального хозяйства ТС (КамАЗ, ЗИЛ и ГАЗ) - величина себестоимости единицы (тонны) перевезенного зерна определяется по формуле [25]:

(1)

где: L – путь, проходимый ТС при перевозке зерна за цикл «комбайн – ток – комбайн», км; К – стоимость 1 кг ГСМ, руб.; Г - расход ГСМ на 100 км пути, кг; Р – масса зерна, перевозимая ТС за цикл, т; Р - масса груза, перевозимая ТС за сезон, т; Атс– амортизация ТС за уборочный период, руб.; Зт – затраты на техническое обслуживание ТС за уборочный период, руб.; Зпр – прочие затраты на ТС.

За уборочный период, получены величины себестоимости перевозимого зерна для КамАЗ - 44,1 руб./т; ЗИЛ - 45,6 руб./т и ГАЗ - 47,6 руб./т.

Таким образом, установлено, что при обслуживании зерноуборочных комбайнов, работающих на полях типичного севооборота, строго приписанными транспортными средствами, себестоимость перевозки зерна снижается по мере повышения единичной грузоподъемности автомобиля. При обезличенном обслуживании комбайнов, работающих на одном поле (каждый в своей загонке), затраты снижаются до 10%. При этом, за счет некоторого снижения времени ожидания погрузки, суточная выработка ТС возрастает, поэтому групповое использование комбайнов более эффективно.

2.2 Экономико-математическая модель транспортной системы

уборки зерновых культур

Учитывая результаты расчетов, полученные в предыдущем разделе, поставлена задача: разработать такой план перевозки зерна от комбайнов – поставщиков груза к его потребителям – транспортным средствам, при котором суммарные затраты на перевозку будут минимальными, будут задействованы все мощности поставщиков и удовлетворен весь спрос потребителей.

Для решения этой задачи использована закрытая математическая модель, применяемая обычно в транспортной логистике, с матрицей, приведенной на рис. 1, где по вертикали - поставщики зерна (комбайны К1, К2, К3), по горизонтали - потребители (транспортные средства по парам ТС1, ТС2, ТС3), а в клетках (1.1-3.1), (1.2-3.2) и (1.3-3.3) – себестоимость транспортирования зерна соответствующими ТС.

При решении матрицы использован метод северо-западного угла (Просветов Г. И., 2006). В итоге определены затраты на транспортировку суточной намолачиваемой комбайнами массы зерна в сумме 13067,6 руб. Причем выбранные пары ТС по затратам незначительно отличаются друг от друга (два ЗИЛ – 4377,6 руб., КамАЗ+ГАЗ – 4345 руб.), что указывает на удовлетворительное решение транспортной задачи для варианта используемых ТС.

Величины суточной производительности ТС и комбайнов приняты равными:

. (2)

Суммарные издержки на транспортировку зерна от комбайнов на ток при использовании в виртуальном хозяйстве безперевалочной технологии оцениваются в 156,8 тыс. руб.

Рис. 1. Матрица закрытой математической модели транспортной

системы уборки зерновых

2.3. Моделирование модернизации уборочно-транспортной системы

Анализ традиционной модели транспортирования зерна, изложенной выше, показывает высокие издержки труда и капитала в связи с повышенными затратами времени смены на ожидание загрузки ТС. Это особенно характерно при использовании ТС высокой грузоподъемности, когда одного бункера комбайна не достаточно для заполнения кузова автомобиля-самосвала. Вместе с тем, с ростом грузоподъемности ТС снижаются общие затраты на транспортировку зерна от комбайнов на ток: для ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, соответственно: 47,6; 45,6 и 44,1 руб. на 1 т перевозимого зерна.

Отмеченные закономерности позволяют сделать вывод о том, что для снижения транспортных издержек, особенно для ТС повышенной грузоподъемности, необходим поиск решений, обеспечивающих снижение затрат времени на ожидание погрузки зерна от комбайнов. Решить эту задачу представляется возможным за счет: введения перевалочной технологии перемещения зерна на плече «комбайн – ток» и создания ТС с системой «мультилифт» [9, 11, 24, 27].

В работе рассмотрен критический вариант, когда в принятом выше виртуальном сельскохозяйственном предприятии на наиболее удаленном от тока поле групповым методом каждый в своей загонке площадью 240:3=80 га работают три комбайна К1, К2, К3. На краю поля со стороны тока устанавливаются сменные бункеры-накопители зерна (СБН) на расстоянии 6 км от тока.

В уборке участвуют два типа ТС:

- первый - ТС1 грузоподъемностью, равной массе зерна в бункере комбайна, обслуживает комбайны по короткому плечу «комбайн – СБН»;

- второй - ТС2 высокой грузоподъемности, вывозит зерно на плече «СБН – ток» (рис.2). При такой схеме работы более полно используются преимущества каждого типа ТС, поскольку они специализируются на более выгодных перевозках.

Кроме того, появляется возможность минимизировать время простоев комбайнов путем оптимизации количества обслуживающих их сменных бункеров-накопителей и транспортных средств, работающих на длинном плече. На рис.3.

показаны зависимости комбайнов и автомобилей КамАЗ на отвозке зерна на ток от отношения количества автомобилей m к k, расстояния перевозок l при работе по базовой (а) и новой технологиям (б).

Из этих рисунков видно, что по традиционной технологии не удается экономически оправданно добиться ниже 10%, а по новой – при соотношении m/k =2/3 стремится к нулю [7, 8, 10].

Результаты расчетов по матричной модели показали, что при перевалочной технологии транспортирования зерна от комбайнов в хозяйстве нужно иметь один автомобиль-самосвал с двумя сменными кузовами.

Для сравнения приняты два варианта ТС: автомобиль-самосвал (например, на базе ГАЗ) –ТС1а и саморазгружающийся прицеп в агрегате с трактором кл. 1,4 – МТЗ-80 – ТС1т, оба ТС грузоподъемностью 4 т для гармонизации с массой зерна в бункере комбайна Дон-1500.

С учетом времени транспортного цикла для сравниваемых ТС установлено, что баланс их рабочего времени позволяет планировать суточную производительность для ТС1а – 180 т, для ТС1т – 120 т при производительности трех комбайнов в 300 т в сутки. Анализ матрицы оценок, подобной приведенной на рис. 1, показывает реальность этого плана, что позволило определить транспортные затраты по перевозке зерна на коротком плече уборочно-транспортной системы: для ТС1т 926,4 руб. в сутки и 11116,8 руб. за весь период уборки; для ТС1а, соответственно, 1157,4 руб. и 13888,8 руб. Суммарные затраты обоих ТС1 на коротком плече за весь период уборки – 25005,6 руб. Затраты за уборочный период ТС2, работающих по длинному плечу, составили 68,04 тыс. руб., а совокупные транспортные издержки перевалочной технологии при уборке зерновых в виртуальном хозяйстве составят 93,045 тыс. руб. При использовании прямоточной технологии, как было показано выше, эти затраты составляют 156,8 тыс. руб.

Таким образом, реализация перевалочной технологии транспортирования зерна при его уборке в виртуальном хозяйстве дает выигрыш в 63,8 тыс. руб., т.е. по 53,1 руб./га посева зерновых культур или снижает себестоимость 1 т зерна более чем на 18 руб.

ГЛАВА 3. Методика проектирования и расчет парка транспортных средств для растениеводства

3.1. Место транспорта в агротехнологиях

В диссертации предложено агротехнические, технические, экономические и др. параметры технологий производства сельскохозяйственной продукции различной интенсивности дополнить техническими средствами транспортной логистики и включить:

- в экстенсивные агротехнологии - ТС старых образцов типа ГАЗ, ЗИЛ, тракторные прицепы, разработанные в 60-70 годы, грузоподъемностью 3-5 т;

- в нормальные агротехнологии - вышеперечисленные транспортные средства, а также автомобили более высокой грузоподъемности при групповых методах использования;

- в интенсивные агротехнологии - ТС четвертого поколения, разработанные в 80-х годах и имеющие повышенную грузоподъемность при групповых методах использования перевалочных технологий;

- в высокие агротехнологии – использование глобальных информационных систем (ГИС). Они разработаны и используются передовыми зарубежными транспортными фирмами и связаны с управлением ТС навигационными системами - американской GPS и российской ГлоНАСС.

То есть, концептуально в высоких транспортных технологиях сельского хозяйства должны использоваться современные достижения информационных технологий и космомониторинга для обеспечения эффективного управления процессами транспортировки сельскохозяйственной продукции в единстве с процессом ее производства.

Главной задачей при создании транспортной логистики в технологиях производства сельскохозяйственной продукции рекомендовано считать повышение производительности труда в транспортной системе отрасли, те есть достижение основной цели ее технологической и технической модернизации и обеспечения конкурентоспособности продукции. При этом производительность труда должна определяться как объем (стоимость) перевезенной продукции одним водителем транспортного средства за производственный цикл. Это отражает влияние технологий транспортирования и техники для них, наиболее органично вписывается в требования интенсивных технологий производства продукции и соответствуют требованиям этих технологий по эффективности использования труда и других ресурсов интенсификации [22, 29].

Основным критерием оценки производительности труда и, как следствие, эффективности производства, рекомендовано принять величину (долю) прибавочного продукта, полученного при производстве продукции. Этот параметр тождественен рентабельности производства и назван рентабельностью труда:

(3)

где: Ц – цена продукции, руб./т; Сп – себестоимость продукции, руб./т; Д – все виды дотаций на продукцию, руб./т; П – площадь возделывания (поголовье животных), га (голов); У – урожайность (продуктивность животных), т/га (т/гол.); Зм – затраты материальных ресурсов, руб./т; А – амортизация техники, руб./т; Зп – зарплата, руб./т; Зпр – прочие затраты, руб./т; Кт – численность занятых в производстве, чел.

Таким образом, экономическая эффективность труда возрастает, если:

Ц; Д; У; П max;

Кт; Зм; А; Зп; Зпр min. (4)

3.2. Обоснование типажа транспортных средств

для агротехнологий

Установлено, что технологический процесс производства сельскохозяйственной продукции может быть эффективным только при гармоничном взаимодействии в составе машинно-технологического комплекта (МТК) двух активных средств производства: сельскохозяйственного агрегата (СХА), состоящего, как правило, из мобильного энергетического средства (МЭС) и технологической машины и транспортных средств (ТС), работающих в двух направлениях: в процессе выращивания урожая - от склада до поля («толкающий» режим), а при уборке – с поля на склад («тянущий» режим). Транспортные средства по взаимодействию с СХА подразделены на ТС с жесткой связью с СХА и ТС с пульсирующей связью с СХА; ТС, воздействующее на СХА точечно или постоянно, при наличии бункера у СХА или при его отсутствии [8, 9, 12, 26, 28].

В работе предложен новый тип ТС - адаптивное транспортное средство (АТС), включающее мобильное энергетическое средство (наиболее дорогая часть ТС) и набор к нему адаптеров (сменного рабочего оборудования), каждый из которых предназначен для выполнения конкретной транспортной операции в агротехнологиях [9, 10,11].

Предложен также типаж транспортных средств, состоящий из четырех классов машин (легкий, средний, тяжелый и особо тяжелый), построенный на классической основе и по типу технологической адаптации (через сменные адаптеры), который позволяет сформировать эффективные транспортные технологии при производстве продукции растениеводства [8, 12, 13, 14].

Структура парка разделена на две группы транспортных средств, из которых первая находится в сфере сельскохозяйственных предприятий, вторая – в сфере услуг (районного или муниципального уровней).

Парк ТС в сельском хозяйстве должен включать грузовые самосвальные и работающие по схеме АТС автомобили и тракторные ТС в следующем количестве: легкого класса – 120 тыс., среднего класса – 60 тыс., тяжелого и особо тяжелого классов – 15 тыс., тракторных прицепов – 40 тыс. шт. [11, 12, 13, 15, 16, 17, 27].

Парк ТС в транспортной инфраструктуре для удовлетворения потребности сельского хозяйства в уборочный период количественно должен составить: КамАЗ - 85 тыс. шт., в том числе 45 тыс. (1,5 шт. на хозяйство) адаптивных транспортных средств с комплектом сменных кузовов; ЗИЛ – 95 тыс. шт.; ГАЗ – 65 тыс. шт.

Предложены общие методические принципы расчета парка транспортных средств в сервисной инфраструктуре, которые заключаются в определении топологии грузопотоков отрасли, выделении точек сгущения грузопотоков и обосновании целесообразности создания системы транспортных ресурсов (структур) в районах притяжения этих точек, а также в выборе мест расположения транспортных логистических центров (ЛЦ) - сферы транспортных услуг для села. В диссертации приведены целевая функция транспортно - логистической инфраструктуры, критерий оптимизации и ограничения, позволяющие минимизировать капиталовложения на создание ЛЦ инфраструктуры села.

Показано, что проблема формализованного подхода к построению сети логистических центров по переработке грузопотоков на заданной территории имеет на сегодняшний день большое значение и заслуживает внимания исследователей и разработчиков конкретных проектов.

3.3. Исследование факторов оптимизации транспортной

логистики в растениеводстве

Исследования проблемы транспортного обеспечения агротехнологий позволило сделать некоторые обобщения относительно целесообразности использования методов логистики для повышения эффективности сельскохозяйственного производства в целом в следующих направлениях:

- разработка закономерностей движения материальных потоков и услуг от производителя к потребителю в процессе производства сельскохозяйственной продукции;

- развитие тесной гармонизации технологий производства продукции с логистическими процессами;

- исследование процессов логистических услуг в сельском хозяйстве;

- использование установленных в настоящей работе детерминированных связей транспортной логистики с агротехнологиями для установления зависимости рентабельности производства в целом от затрат, в том числе и в логистической системе;

- оптимизация управления материальными потоками (МП) для снижения запасов на пути их движения и сокращения времени прохождения товаров по логистическому центру (ЛЦ);

- выделение единой функции управления сквозным МП; техническая, экономическая и информационная интеграция отдельных звеньев ЛЦ в единую систему: на макроуровне – различных предприятий, на микроуровне – различных служб предприятия.

ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ параметров АДАПТИВНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

4.1. Основные положения концепции развития адаптивных

транспортных систем

На основе анализа номенклатуры грузов, требующих выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, технолого-экономических особенностей сельского хозяйства с позиций его транспортного обеспечения сформулированы основные концептуальные положения создания семейства универсальных погрузочно-транспортных и накопительных машин («мультилифтов») со сменными кузовами, как адаптивного транспортного средства (АТС) [8, 15, 16, 17, 31].

В основу этих положений положен перечень процессов и операций, для выполнения которых должно быть предназначено новое семейство машин.

Установлено, что технолого-экономическими особенностями сельского хозяйства с позиций его транспортного обеспечения, являются следующие:

- разнообразие климатических, метеорологических и хозяйственных условий;

- необходимость четкого согласования работы транспортных средств с агротехнологиями и реализующими их технологическими комплексами машин;

- ограничения по допустимым удельным давлениям ходовых систем, в том числе и транспортных машин, на почву;

- большая номенклатура грузов, различных по своей природе, физико-механическим и биохимическим свойствам;

- ярко выраженная сезонность основных транспортных работ и наличие пиковых периодов;

- многократные перегрузки и перевалки грузов;

- низкий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ;

- осуществление значительной части перевозок по полевым, грунтовым дорогам и бездорожью;

- относительно малые расстояния перевозок.