机组编制的计算

　　在牵引机牵引、阻力和联接器阻力之后，牵引力减去阻力的差除以农具的特定阻力，可将牵引器牵引实现总工作宽度。再用农具的总工作幅宽除以每台农具的工作幅宽就可以求得农具的台数(取整)。若机组在坡地上工作时，则需把上坡阻力也计算在内。计算时必须注意使机组内农具之阻力尽可能与拖拉机的牵引力相接近，不宜相差很大，否则拖拉机的负荷过轻，工作不经济。在实际运用中以牵引力利用系数n表示拖拉机的负荷程度，n值为农具总阻力与拖拉机牵引力的比值，正常情况n取0.85〜0.98;耕地机组因阻力变化较大，q取0.85〜0.90; 播种等机组阻力变化不大，n取0.95〜0.98。某些农具在牵引的同时，须从拖拉机的动力输出轴输出动力以驱动农具的工作机构，这种情况使拖拉机的牵引功率减少，其减少的数值约为驱动机具所需的功率，因此拖拉机的牵引力也就要相应地减少，这在计算时应给予考虑。

　　动力机与作业机具的配套

　　若己知机组作业的最适宜的工作速度V(km/h)，机组牵引工作中的比阻为K(N/m)， 农机具的作业幅宽B(m)，即可计算出所需的拖拉机牵引功率NT(kw),通过牵引效率ηT，就可计算出所需拖拉机发动机的功率：

　　Ne=NT/ηT=VBK/3600ηT 公式5.1

　　用式(1)算出的Ne值与所选的拖拉机发动机的额定功率对比，应使Ne

　　ε=Ne/Neh 公式5.2

　　ε称为发动机负荷系数。如果负荷系数在80%左右，则就称为动力机械与作业机械功率匹配。

　　表5-5：动力机械与作业机械匹配结果一览表

　　上表是动力机械与作业机械功率匹配验算结果。其中，拖拉机作业速度为实际测量值，每个作业项目在不同的地块测量五次，最后求平均值。农具的牵引阻力即比阻是指农具单位工作幅宽或单位工作断面所受到的阻力。它的大小与农具所完成的作业种类、机具部件的型式和结构、机具工作条件及工作规范等有关。木次计算根据黄海农场提供的在当地土地条件下农具的参考值确定比阻.牵引效率也是根据农场的作业项目以及不同的土壤条件查相应的表得到的，牵引效率主要与拖拉机行走装置的构造、土壤条件、拖拉机的附着重量和牵引力的大小等因素有关。匹配验算后，可按式估算机组的生产率，具体结果可看表。

　　W=0.1BVe 公式5.3

　　其中：

　　W--机组的小时生产率，亩/小时;

　　B--机组的工作幅宽，米;

　　V--机组的作业速度，千米/小时;

　　e--田间作业效率，因作业而异。一般整地0.8〜0.9;播种0.7〜0.75;中耕0.8;联 合收获0.8。

　　结论：以上的机组编制是建立在功率配备的基础上的，没有出现大功率拖拉机带小型功率的农具，以及小型号的机具配备大功率机具的情况，说明机组的编制是恰当合理的。

　　上林县水稻田间生产过程农业机器系统最优配备量研究

　　农业机器系统及其配备的数学模型

　　目前农业机械系统中机器配备普遍采用的计算方法是：工作量法、能量法、统计分析法、经验评定法、时间机器系统、线性规划法、非线性规划法和计算机模拟法等。其中，线性规划法较之工作量法和能量法更为全面，不仅在高峰期的工作数量，而且全年各阶段的运作都有考虑，从各项作业对农业机器的需求进行综合权衡，因而选出的方案能够达到总体最优。同时，线性规划法又有较成熟的解法和程序，近年来应用的比较普遍。在指导农业生产实充方面起到了一定的积极作用，但是，在实际应用中，线性规划模型在建模时存在一定的不足之处。在进行配备模型优化时，最佳优化模型为非线性优化模型。但是实际操作起来较难实现，故此本文配备中采用了最常用也更容易实现的线性优化模型进行优化求解。

　　目前农业机器系统配备计算所用的线性规划模型建模方法是在已知农业生产基本作业要求的前提下，绘制出农事阶段图表或工作量负荷图表，并对每一个作业环节需要配备的单位数量进行了决策变量的设置，确定了决策变量的操作需要单位配备的农具数;再设置若干个决定完成农业生产各个环节所需配备各种拖拉机台数的决策变量;然后以作业面积、供应的油料、机器型号等为约束条件列出方程组，以拖拉机的总费用最少或拖拉机和农具的总费用最少为目标函数，列出线性规划模型。这种建模法，进一步分析就能发现存在着一定的缺陷，主要表现在有交叉作业阶段，当遇有交叉作业的情况下，按上述方法建立的线性规划模型求得的最优解，往往与生产实际有误差，让拖拉机配备了太多，出现有的机器配备太少，不是很好的发挥技术和设备的利用率，经济效益差。

　　为了避免这些问题，克服上述模型的不足，在满足农业技术要求的前提下，根据年度农业生产机械化工艺表绘制农业阶段或工作量表，在每一个阶段的农事都建立一个单独的决策变量，在农业阶段的几个交叉点，划分成若干个决策变量。决策变量只能说，不同阶段的农业项目应投入的机组数量，另外，单也应根据作业项目分为若干决策变量，以确定作业机具的台数和动力机械的台数。这可以弥补现有的农业机械系统机器配备的线性规划方法的不足之处。对整个农业生产各环节的系统综合平衡，实现整体最优。

　　水稻田间生产过程机器系统的最优配备量研究和确定

　　假定广西省上林县地区的水稻生产时间周期如下：5月上旬至6月上旬为水稻播种、苗期生长期;7月上旬至8月上旬水稻处于分蘖、拔节期;8月中旬至9月上旬水稻处于孕穗、抽穗期;9月上旬至10月下旬水稻处于灌浆成熟、收获期。

　　依据假设显示，结合目前广西已有的和选型的农机具特点，以一万亩为单元，制定机械化作业工艺流程如表6-1所示。

　　表6-1：上林县水稻机械化作业工艺流程

　　1、机器配备量的确定

　　对于自走式机具的配备，由于其作业单一，故可用作业量法进行配备以减少线形规划的约束方程数。

　　根据作业的数量、合适的作业日期、实际工作日和平均每天工作时间、班次，对各种类型的拖拉机进行作业生产率的计算，在各种类型的拖拉机作业中完成各拖拉机的数量。完成i作业所需j型拖拉机台数为：

　　N ji=Uji/(DPi*Wji*αi) 公式6.1

　　其中：

　　Uji--i作业适期内实际可作业天数;

　　αi -- i作业适期内平均每天作业班次数;

　　Wji-- 机型进行作业的班生产率(亩/小时)。

　　所以：

　　水稻收割机配备量：N=100000/(1*15*30*6.4)=3.47台

　　取4台;

　　插秧机配备量： N=100000/(1*12*12*6.4)=10.85台

　　取11台;

　　育秧播种机： N=100000/(1*25*16*6.4)=3.91台

　　取4台。

　　农机具优化配备量结果

　　根据分析，得出以下配备结果。

　　表6-2：

　　研究结论

　　农业的发展，广西省上林县万亩水稻产业园区的蓝图必定是可以实现的。而农业机器的配备为其地区提供了理论基础。其得出的配备量还需要再进行实地的考察验证，不断改进。本文针对水稻田间机械化生产的主要机器拖拉机、水稻收割机、插秧机、育秧机。运用专家分析法初步得到一个优化的配备量。但是水稻田间各作业机器极其复杂，而且易受天气、时间等的影响。由于局限性以及作者知识的有限性，存在的问题还是很多的：比如：数据过于庞大、统计难以实现、数据的分析只能沿用专家们的调查等。

　　期望以上研究的结论可以为上林县万亩产业园区的水稻全程机械化的实现提供借鉴意义。但是，由于自身知识、实践经验等主客观条件的限制，在分析问题的深度及其原因上都还会存在一些欠缺，需要在今后的研究与管理实践中不断提高和改进。