现代农业机械化新技术
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第五节 农业机器的选型配备

一、农业机器配备的一般原理和方法

1.农业机器配备的目的和要求

我国各地区的自然、气候、农业经济条件和农机经营形式、农业经营规模、生产任务和作物种类等不同,农业机器配备以因地制宜地完成机械化农业生产任务,提高农业经济效益为目的。

2.农业机器配备的方法

(1)以农业作业机组必须在适期内完成作业任务为基本依据,这类方法有机组工作量法、能量法和经验定额法等。

(2)以完成作业阶段任务同时实现机械作业费用最低为目标,这类方法有线性规划法、最小年度费用法等。

二、农业机器传统的配备方法

工作量法和能量法的出发点是按一个农业机械化企业的现有土地规模、农业作业工艺要求等,按机器在给定期限内完成所需的各项作业所需拖拉机和农具的台数,以及按完成各项作业所消耗的动力之和来计算出所需拖拉机和农具的台数。这两种方法虽然考虑了机组生产率、作业期限等参数,但未与经济效益挂钩,因此,不能称为优化结果。

三、线性规划配备法

线性规划配备法是重要的系统配备方法之一,主要用于限定作业期限的情况,可用于田间作业、加工、饲养、运输等多方面的配备。使用的前提是配备的约束条件与目标函数均为线性函数。

用线性规划方法进行机器系统配备时,首先要建立数学模型,即编写约束方程和目标函数,然后利用计算机对数学模型进行求解。约束方程可包括作业量约束、机器约束、农具约束、劳动力约束、资源约束等;目标函数可以是企业纯收入最高、机械作业成本最低、资源消耗最少等。经计算机对模型进行求解可得出在满足一定约束条件下的最佳机具配备台数。

四、非线性规划配备法

虽然线性规划配备方法综合考虑了机组生产率、作业工艺、作业任务、作业成本及企业收益等,但由于该方法要求所有约束方程和目标函数均为线性,而实际生产中有些约束并非是线性关系。另外,用线性规划进行机具配备时,机组各项作业日期必需根据经验提前给定。而给定的作业期限不一定是合理的。例如北京地区小麦收获作业,作业期可定为3天,也可定为6天。两者对联合收获机的需求量会相差一倍,机器作业成本相差甚远,若定为6天,机器配备数量少,机械作业成本低,可作物产量的田间损失量会加大,反之亦然。那么3天与6天究竟哪个更合理呢?此时就需要用非线性规划的方法来求解。在求得最佳机具配备量的同时,得到最佳的作业日期数,使企业的纯收入量大或机械作业成本最低。

五、计算机模拟法

线性规划法或非线性规划法所得结果虽为一个最优解,但这一结果有时会因各种原因,企业在实际过程中有较大难度。此时企业又别无选择。

计算机模拟法也称计算机仿真法,借助计算机对系统进行动态模拟,得出多种可行方案,再由决策部门从中作出合理的选择。