Введение к работе
кандидат сельскохозяйственных наук Л.А. Марченко
Актуальность работы. Современное производство плодовых и ягодных культур требует использования адаптированных машинных технологий возделывания и возможности управления продукционным процессом возделывания культуры, основанного на прогнозировании урожая, затрат и минимизации производственных рисков путём корректировки технологических операций на всех стадиях производства продукции в зависимости от изменяющихся природно-климатических и хозяйственно-экономических условий. Литературные данные показывают, что эффективность получения конечной продукции зависит от правильности принятия управленческих решений более чем на 30%.
Зарубежный и отечественный опыт построения адаптивных машинных агротехнологий показывает целесообразность использования современных систем программирования реляционных баз данных, работающих в режиме диалога с пользователем, с целью снижения трудозатрат при построении машинных технологий возделывания культуры.
В связи с этим внедрение в процесс построения машинной технологии возделывания смородины чёрной информационных ресурсов, сведений о наличии и состоянии материальных и иных составляющих для реализации технологии в оптимальном виде, следует признать актуальной задачей.
Работа выполнена в отделе механизации ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии в рамках Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2006-2010гг. Российской академии сельскохозяйственных наук, по плану НИОКР ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии (тема 04.16.04.04.03 «Разработать систему автоматизированного проектирования агротехнологий возделывания ягодных культур на базе СУБД»).
Цель работы. Теоретическое обоснование и разработка системы построения и управления машинной технологии возделывания смородины чёрной посредством компьютерной модели автоматизированного рабочего места технолога-ягодовода (АРМ), на основе ведения реляционных систем управления базами данных (СУБД).
Объектом исследования является процесс построения машинной технологии возделывания смородины чёрной, адаптированной к конкретным производственным условиям.
Предмет исследования - закономерности процесса построения машинных технологий.
Задачи исследования:
– провести анализ информационных ресурсов, востребованных для построения машинных технологий сельскохозяйственных культур;
– разработать классификацию информационно-компьютерных средств, приемлемых для построения машинных агротехнологий сельскохозяйственных культур и оптимизации различных технологических процессов в растениеводстве;
– изучить условия работы типовых ягодоводческих хозяйств в Центральном регионе;
– установить приоритет марочного состава используемых и потребных средств механизации для ягодоводства в основных садоводческих регионах РФ;
– разработать теоретические модели для оптимального управления машинно-тракторным парком и оптимизации технологических процессов в машинной технологии возделывания смородины чёрной;
– разработать алгоритм выбора оптимальных вариантов технологических процессов в АРМ «Технолога-ягодовода»;
– создать экспериментальную базу данных и АРМ «Технолога-ягодовода»;
– обосновать эксплуатационные затраты и выявить технико-экономический эффект использования АРМ «Технолога-ягодовода».
Методика исследований. В работе использованы методы математической обработки опытных данных, теории построения баз данных агротехнологий, современного компьютерного программирования и моделирования (Язык Visual Basic for Application в среде разработки MS «Access 2003»).
Для оценки показателей качества функциональности выполненной разработки АРМ «Технолога-ягодовода» использован «Метод индивидуальной аналитической экспертной оценки», основанный на усреднённой оценке ответов экспертов с учетом их компетентности. Вычислительные процедуры по обработке результатов ответов экспертов проведены с помощью программы MS Excel по ГОСТ 24026 –80.
Научную новизну работы составляют:
– классификация информационно-компьютерных средств для автоматизированного построения машинных агротехнологий;
– модели для оптимального управления машинно-тракторным парком и оптимизации технологических процессов в машинной технологии возделывания смородины чёрной;
– алгоритм функциональности АРМ «Технолога-ягодовода»;
– компьютерная модель автоматизированного рабочего места АРМ «Технолога-ягодовода».
Практическое значение работы и реализация её результатов. Впервые создана система для автоматизированного построения машинных технологий производства ягод смородины чёрной в виде АРМ «Технолога-ягодовода», обеспечивающая эффективное проектирование и текущее применение технологических карт по закладке плантаций и уходу за плодоносящими насаждениями, оценку работы технических средств по экономическому критерию и анализ выполнения технологических операций по стоимости и трудозатратам. Использование программы более чем в 15 раз снижает трудозатраты при построении машинных технологий возделывания культуры, повышает эффективность реализации потенциальной производительности технических средств на 10%, сокращает производственные риски до 15% путём оперативного управления технологическим процессом и может быть адаптирована для построения машинных технологий возделывания других плодовых и ягодных культур.
Результаты исследований приняты к внедрению ООО «Одоевские сады» Тульской области, (п. Одоев) на CD-носителе в виде программы компоновки «гибкой» технологии возделывания насаждений и уборки урожая чёрной смородины, что отражено в соответствующем акте.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Классификация информационно-компьютерных систем для построения машинных агротехнологий сельскохозяйственных культур и оптимизации различных технологических процессов в растениеводстве;
-
Модели для оптимального управления машинно-тракторным парком и оптимизации технологических процессов в машинной технологии возделывания смородины чёрной;
-
Параметры контроля исполнения машинной технологии с учётом погодно-климатических факторов на примере уборки урожая смородины;
-
Алгоритм функциональности АРМ «Технолога-ягодовода» для адаптации системы к производственным условиям;
-
Компьютерная модель автоматизированного рабочего места АРМ «Технолога-ягодовода»;
-
Методика оценки эффективности применения АРМ «Технолога-ягодовода» при построении технологии возделывания смородины чёрной.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены и одобрены: на 4-ой международной научно-практической конференции «Информационные технологии, системы и приборы в АПК» Агроинфо-2009, (СИБФТИ, г. Новосибирск, 2009г.); на международной научно-практической конференции «Автоматизация и информационное обеспечение производственных процессов в сельском хозяйстве» (Россельхозакадемия, Углич, 2010г.); на 7 международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве» (ВИЭСХ, Москва, 2010г.); на заседаниях секций отдела механизации (2007-2010гг.) и на Ученом Совете ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии (2008г., 2010г.).
Публикации. Основные положения и результаты работы опубликованы в 7 печатных работах (из них 4 статьи в изданиях, согласно списку ВАК РФ) и одном авторском свидетельстве РФ о государственной регистрации базы данных №2010620642.
Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 168 страницах, содержит 37 рисунков, 14 таблиц, библиографии из 115 наименований и 11 приложений.
