Ефективність використання мобільної сільгосптехніки

Використання будь-якої машини в технічному процесі обгрунтовується технологічною доцільністю та економічною ефективністю. В аграрному виробництві технічних засобів не вистачає, а наявні - гранично застарілі та спрацьовані.

За будь-якого технічного оснащення ефективність використання техніки є вагомою складовою  рентабельності використаних технологій. На ефективність використання й рентабельність техніки впливають: її технічний рівень та технічний стан зі збільшенням терміну експлуатації, обслуговуючий персонал, затрати на пально-мастильні матеріали, забезпеченість технічним сервісом.
Під соціальним алгоритмом розуміється, що вдосконалення будь-яких технічних виробів автоматично передбачає підвищення технічних і технологічних показників  та характеристик. Здебільшого поза аналізом залишається реалізація декларованих підвищених показників, закладених у машинах на етапі експлуатації. Підвищення технічного рівня й прогнозованої продуктивності супроводжується неминучим зростанням ціни виробу.
Розглянемо технічний рівень техніки. Початком для викладеного аналізу можуть слугувати багато друкованих публікацій та електронних матеріалів, а також реалії сільгоспмашинобудування. Як у математиці слугують межі інтегрування, так у конкретному разі слугуватимуть дві статті як граничні межі огляду та аналізу. Перша стаття з висновками А. Порше: "Я никогда не сяду за руль черного автомобиля", друга: "Коли жнива - не агрострок, а пора року", надрукована свого часу в ж. "Пропозиція". Наведемо кілька фраз із першої статті: "...мало размышлять об автомобиле будущего. Какой путь у него наиболее разумен, оправдан? К сожалению, многие сейчас предпочитают поменьше думать, побольше продавать - люди и сейчас с удовольствием покупают автомобиль, который развивает 280 километров в час. Им нравится, что у автомобиля такие возможности, хотя сами они никогда не дадут стрелке спидометра перешагнуть отметку 180-200 километров в час. Но и это уже за пределы ограничений, предписаных правилами дорожного движения...". "...честно говоря, у меня пропадает желание заниматься машинами, когда я вижу, как их все больше и больше начиняют электроникой. Раньше любой крестянин мог устранить поломку в "Фольксвагене"и ехать дальше. А сейчас?.."Висновки щодо тотальної електронізаціїї сільгоспмашин словами Порше: "...автомобили (комбайны) строятся на основе новейших технологий. Но вот вы садитесь в автомобиль (комбайн), вставляете ключ в зажигание, а он не срабатывает. Значит, не срабатывает все остальное, все новейшие технологии отказывают. Я спрашиваю себя: где мы находимся?". Відповідь: технічний прогрес не зупинити. Запитання Александра Фердинанда Порше, власника відомої фірми "Порше-дизайн", стало причиною для аналізу ефективності використання сучасної мобільної сільськогосподарської техніки на прикладі тракторів і зернозбиральних комбайнів.
Якщо вищою межею інтегрування (аналізу) стає технічне й технологічне вдосконалення як етап конструктивного вдосконалення задля підвищення технічного рівня машин, то нижньою межею для аналізу слугує строк експлуатації комбайнів і зниження показників технічного стану зі збільшенням терміну експлуатації.
Науковці, керівники аграрного виробництва, спеціалісти сільгосппідприємств на виставках і в польових умовах відзначають невпинний прогрес у тракторо- і комбайнобудуванні. За останні 20 років технічний рівень зернозбиральних комбайнів зріс майже вдвічі. Вдосконалення механічної частини комбайнів відбувається повільніше. Вони очевидні в обтічних формах, незначних вдосконаленнях жатки, молотарки, машини. Зовнішній вигляд комбайнів нагадує форми сучасних автомобілів. Достатньо подивитися на кабіни сучасних комбайнів і оцінити їхні споживчі характеристики: оглядовість, комфортабельність, функціональність систем управління.  Сучасну кабіну обладнано так, щоб людина, яка працюватиме в ній, за важкий робочий день мінімально втомлювалася, щоб із розряду традиційного тракториста, комбайнера (стомленого й запиленого) її можна було перевести в розряд оператора, який керує складною мобільною технологічною машиною в задовільних робочих умовах і демонструє високу продуктивність за мінімальної втоми.
Вибір напрямів технічного прогресу - це проблема попиту користувачів, а не нав'язування тактики виробників. У реальному часі все реалізується з точністю до навпаки. Найпріоритетніший напрям - електронізація систем контролю технічних, технологічних показників і характеристик, керування машиною, бортові комп'ютери, навігаційні системи позиціювання.
Пріоритетність електронного напряму вдосконалення технічних систем пояснюється тим, що це найменш металомісткий та найбільш наукоємний і, відповідно, дорогооплачуваний спосіб підвищення вартості виробу. Показовий приклад - телефони, комп'ютери, насичення електронікою автомобілів.
А. Конрад, спеціаліст із надійності фірми "Джон Дір", зазначає, що за останні 20 років у технології виробництва машин не відбулося істотних змін, за винятком статистичних методів контролю якості та автоматизації виробничих процесів, які зменшують кількість суб'єктивних помилок обслуговуючого персоналу.
Підвищення рівня надійності фірми розглядають як складне завдання й тривале його вирішення. За висновками спеціалістів із виробництва комбайнів фірми "Джон Дір", їхня фірма ставить для себе мету за десять років підвищити безвідмовність лише на 25% за такого самого зменшення витрат на технічне обслуговування. З урахуванням ймовірного підвищення безвідмовності сучасні комбайни провідних фірм мають показники напрацювання між відмовами в межах 140-160 мотогодин.
Ще раз виокремимо та перефразуємо кілька висловів Александра Порше: "...Мало размышлять о комбайне (замінив автор) будущего, какой путь у него наиболее разумен, оправдан?" Закінчення фрази можна змінити так: "... побольше думать, как продавать".
Щоб проаналізувати правомірність нашої заміни, вдамося до аналізу технічної інформації, яку публікують у різних проспектах для користувачів. Якщо технічний рівень комбайнів зріс удвічі, то технічна інформація, яку додають до них,  залишилася на рівні 50-х років минулого століття. Кожна фірма в рекламних проспектах розповідає (часто-густо з перебільшенням) про свої досягнення та успіхи в розробках машин. Здебільшого в такій формі, як радив Ярослав Гашек словами свого літературного героя Швейка: "Если к вам пришли покупать говорящего попугая, задурите человеку голову так, чтобы он купил слепого бульдога". Якнайбільше продавати - це природне прагнення кожного виробника продукції.
Якщо для автомобілів та побутової техніки такий варіант із допустимою поправкою прийнятний, то для технологічних машин технічні й технологічні показники та характеристики слід подавати в дещо розширеному форматі. Чому? Два аргументи "за". Перший: якщо ми будуємо громадянське суспільство, то є потреба в розширеній інформації політичного, економічного, соціального значення. За цим принципом є також більша потреба у розширеній технічній і технологічній інформації про машини. Другий аргумент: фермер, у якого 2000 га землі, й сільгоспвиробник, у якого 20000 га землі! Вочевидь, це величини різні не тільки за площею, а й за вимогами та ризиками. Будь-яка технологічна машина має бути економічно прорахована не тільки на поточний рік, а й на термін експлуатації. Як прораховувати ймовірні ризики простоїв, якщо інженерна служба не знає середньостатистичних значень простоїв через відмови, не знає ймовірної довговічності машини в мотогодинах, прогнозованих витрат на технічне обслуговування?  Без цієї інформації користувач купує обгортку, а не її вміст.
Автори статті на виставці звернулися до представників комбайнобудівних і автомобільних фірм з кількома запитаннями, зокрема, яке середнє напрацювання між відмовами у їхнього комбайна. Представник фірми, не моргнувши оком, відповів - 450 годин. Тоді  його запитали, чому ж фірма надає гарантію на один рік, а не на два, адже 450 годин рівнозначні двом агротехнологічним термінам жнив? Представник вибачився за зайнятість і зник. Другим нашим співрозмовником був представник фірми вантажних автомобілів. Ми сказали, що купуємо їхній автомобіль і хочемо знати, скільки треба покласти в банк коштів на ремонт і технічне обслуговування за амортизаційний термін експлуатації, щоб забезпечити безперебійну його дієздатність. Жоден із менеджерів фірм не зміг навести бодай орієнтовної цифри у відносних величинах,  порівняно з ціною машини, чи в прямих коштах - гривнях або доларах.
Щодо показників безвідмовності й довговічності технічних виробів, які фірми приховують від споживачів, як зіницю ока, то можна зробити висновок, схвальний для фірм і сумний для сільгоспвиробників. Фірми-виробники не оприлюднюють показників безвідмовності й довговічності, бо бракує вимог щодо цього від користувачів. Сумний для сільгоспвиробників - вони купують кота в мішку.
Ймовірність або середньостатистичні значення напрацювань між відмовами дали б змогу користувачам прогнозувати витрати на технічне обслуговування та ремонт. Крім того, якщо б відмов було менше за нижні значення (розмах), то це дало б можливість виявити вплив операторів на ефективність виробничої і технічної експлуатації, тобто вплив кваліфікації людини на надійність машини. Це стимулювало б власників техніки бути зацікавленими у підвищенні кваліфікації механізаторів, спеціалістів служби сервісу.
Якщо інструкцію з експлуатації сучасної сільськогосподарської техніки порівняти з інструкціями, які додавали до машин за радянського часу, то їх важко назвати інструкціями. Вони більше нагадують рекламний буклет з експлуатації. У сучасних інструкціях максимум ілюстрацій, як і що робити, й мінімум кількісних значень розмірів, допусків, які потрібні для усвідомлення значущості виконаної роботи, а не роботи в режимі  "туди - не знаю куди, виконай те - не знаю що". Такий варіант можна назвати "технічним кріпосним правом", коли покупця залучають не якістю й ціною, а намагаються будь-яким способом (за висновком маркетологів) загнати його на фірмовий технічний сервіс через брак потрібної технічної та технологічної інформації. Це - ознака корпоративної техніко-технологічної змови машинобудівників проти сільгоспвиробників, які є заключною ланкою сільгоспвиробництва. Не можна на технологічні машини переносити маркетологію з демонстрації мод відомих кутюр'є. Трактор чи комбайн  - це не сукня вередливої поп-діви, його не покладеш на полицю!
У технічній документації, яку додають до мобільної машини, не вказують адаптованості двигунів і паливної системи до використання сумішей дизельного й біопалив. У преамбулі до технічної літератури написано: "Фірма "Бош" участі в дослідженнях впливу біопалив на дієздатність паливних систем дизельних двигунів не брала". Тобто власник машини може використовувати біопаливо в суміші з дизельним на свій розсуд і ризик.
Для загальної інженерно-економічної оцінки ефективності роботи мобільних машин слід знати індикаторну потужність двигуна, що дасть змогу визначити витрати палива на роботу самого двигуна, механічні витрати потужності на привід коробки переміни передач і трансмісії, тобто різницю потужностей на муфті двигуна й ходовій колесах, вала відбору потужності. Малі значення  на привід трансмісії підкреслюють паливну економічність машини. Тепер перефразуємо вислів Александра Порше: "...люди и сейчас с удовольствием покупают комбайны, которые развивают производительность 37,7 т/час (що відповідає пропускній здатності молотарки). Им нравится, что у комбайнов такие возможности, хотя сами они никогда не использовали её на 100%..."Чому не використовують на 100% пропускну здатність молотарки? Тому що датчики втрат за молотаркою обмежують ефективність використання молотарки. Розрахунковим методом показано вплив технічного стану й завантаження молотарки комбайна на ефективність використання комбайнів. Розрахунки свідчать, що імпортні комбайни за коефіцієнта готовності за годину чистого часу мають намолотити 37 т зерна. За зміну протягом 13 годин з коефіцієнтом часу зміни 0,76 час чистої роботи з працюючою молотаркою має бути 9,92 год  (»10 год). Тобто максимальний намолот за зміну за 100%-ного використання пропускної здатності має бути 370 т. Фактичні намолоти - 150-220 т - на 40-60% нижчі. Чому? Провести експериментальні дослідження в польових умовах для набору статистичних даних не дозволить жоден власник комбайна і жоден власник зернових культур, а дилери - представники виробників комбайнів - не зацікавлені в таких дослідженнях. Тому нам довелося розрахунковим методом, з допустимою погрішністю  10%, визначити вплив технічного рівня, технічного стану й ступеня завантаження молотарки на ефективність використання комбайнів.
За висновками спеціалістів, в електронізації сучасної сільськогосподарської техніки є багато позитивного. Зокрема, автоматичний  поточний контроль технічних показників, технологічних або експлуатаційних характеристик, які допомагають  ефективно використовувати технічні засоби. Для сільгоспвиробників необхідні електронні засоби, які не лише контролювали б, а й сприяли підвищенню ефективності використання машин. Негативний момент - потрібна висока кваліфікація спеціалістів служби сервісу для усунення відмов, збоїв, неполадок.
Перша позиція, яка сприяла б підвищенню ефективності використання машин, потребує електронного контролю - поточна й підсумкова функція витрати палива на виконання технологічного процесу за зміну. На сучасному етапі вартість пально-мастильних матеріалів є найвагомішою складовою загальних витрат на виробництво продукції. Сільгоспвиробник має визначити, на що витратити кошти: на пальне, щоб зібрати забур'янену зернову масу, чи на гербіциди для знищення бур'янів.
Друга позиція для мобільних машин - це поточна та інтегруюча оцінка завантаження двигуна під час виконання технологічного процесу. Не знаючи ступеня завантаження двигуна на прогнозованому технологічному процесі, складно розрахувати потребу в пально-мастильних матеріалах. Ступінь завантаження є також  імовірнисним показником довговічності двигуна.
Третя позиція - оцінка ступеня зниження потужності двигуна як функція загального спрацювання та розрегульованості. Нам доводилося спостерігати роботу комбайна "ДОН-1500" у полі, фактична потужність двигуна якого була на 40 кВт нижчою за номінальне значення (< 23%). Спеціалістам не складно уявити його суб'єктивні показники роботи  в загінці (за димністю) і за продуктивністю.
Зниження потужності двигуна нижче за значення, яке закладає завод-виробник, призводить до перевитрати пально-мастильних матеріалів. Зниження продуктивності і є технічною підставою для аварійної несправності двигуна з великими затратами на ремонт.
Розглянемо для прикладу реальну виробничу ситуацію: трактор "Кейс" оре поле після багаторічних трав (його не обробляли протягом трьох років) із внесенням органічних добрив. Фактична витрата палива становила 38 л/год. Економічна служба господарства стверджує, що витрату палива завищено. В чому полягає доказова база інженерно-технічної служби в реальності фактичної витрати палива?
За висновками інженерно-технічної служби, фактична витрата палива є складовою двох чинників: підвищеного опору грунту, який не обробляли три роки, й підвищеного буксування ходової системи під час руху трактора по органічних добривах.  Інженерна служба, використовуючи аргумент (прикметник "підвищені"), а не конкретне числове значення, не може довести обгрунтованості фактичних витрат палива. Якби сучасні трактори мали датчики (прилади), які показують відсотки завантаження двигуна або опір грунту через тягове зусилля на ходових колесах, а також коефіцієнт пробуксовування, інцидент був би вичерпаний завдяки датчикам (приладам), виведеним на бортовий комп'ютер. Передбачимо, що монтаж такої опції на серійний трактор потужністю 200 к. с. додатково коштуватиме $1000. Зазначені затрати завдяки оптимізації витрат палива окупилися б за один календарний рік. При цьому, було б ліквідовано вплив людського чинника на витрату палива завдяки залишку в паливному баку. Суть розв'язання виробничої проблеми - в об'єктивному контролі витрати палива на конкретну потребу.
Другий простий спосіб контролю витрати палива - посадити в кабіну механізатора контролера витрати палива протягом зміни. Чи вистачить контролерів?
Розглянемо вплив технічного стану мобільних машин через показники зниження потужності на експлуатаційні характеристики тракторів. У господарствах України налічується 296 тис. тракторів, 90% яких зі строком експлуатації понад десять років.
Якщо апріорі прийняти, що старі та спрацьовані двигуни мають показник зниження потужності в межах 7% нормального значення, для двигуна Д-240 (80 к. с.) це становитиме » 5 к. с. Якщо 200 тис. тракторів із середнім значенням потужності двигуна 80 к. с., то в тракторному парку України сумарна потужність знизиться на 1 млн к. с. Це означає, що, за показниками параметричної відмови (зниження потужності двигуна), в полі немає 12500 тракторів МТЗ-80. Неефективне використання й палива за масою 86 т за годину на суму 430 000 грн. Це мінімальна плата сільгоспвиробників за відсутність інформації щодо показників зниження потужності двигунів.
У розрахункову формулу продуктивності агрегату входять два показники: швидкість руху агрегату та ширина захвату. Сучасні автоматизовані системи контролю мають зробити підказку інженерній службі для конкретних умов: збільшити ширину захвату агрегату з розрахунками часу на кінематику й зменшення коефіцієнта зчеплення чи збільшення робочої швидкості завдяки зменшенню регульованої ширини захвату. Якщо поле - не квадрат, а клинець, то довжина гону постійно змінюється. Комп'ютерна система трактора з урахуванням експлуатаційних характеристик машини має вибрати оптимальний варіант. Вважатимемо, що кондиціонер, магнітофон, охолоджувач у технологічних машинах - це дуже важливі категорії, але напрями електронізації сучасних машин мають бути зорієнтовані на підвищення ефективності використання техніки з числовими значеннями, а не за принципом: більше-менше, якісно тощо.
Для порівняння наведемо дослідження з вивчення продуктивності комбайна "Джон Дір" у США. Група вчених, членів ASE (Американська спілка інженерів), за спеціальною програмою, яку розробило Міністерство енергетики США, провела експериментальні дослідження продуктивності комбайнів "Джон Дір 9750" залежно від п'яти чинників, у тому числі й від втрат за молотаркою. Результати досліджень дали змогу визначити,  що комбайн із втратами за молотаркою 1,8% за певний термін жнив зібрав 2000 акрів (810 га), а із витратами 3,8% -  4000 акрів (820 га). Прибуток у базовому варіанті становив 431, а в другому - $420/га. Члени спілки інженерів-механізаторів сільськогосподарського виробництва України можуть тільки позаздрити своїм американським колегам. В українському варіанті наукові дослідження такого класу - це пошукові теми самих науковців.
У нашому профільному міністерстві мало уваги приділяють розв'язанню виробничих і технічних проблем. Багато керівників пам'ятають улюблену пісню вождя соціалістичної революції: "Богачу-дураку с казной не спится!" Тому в США економікою ефективності використання техніки з допомогою вирішення наукових і прикладних проектів займаються на державному рівні. А в нашій державі за принципом: рятування потопаючого - справа рук самого потопаючого.

А.Демко
О.Демко