Надежность технологических систем машиноиспользования в растениеводстве: совершенствование методов проектирования и эксплуатации на основе системного подхода

Министерство сельского хозяйства  
Российской Федерации 
 
Новосибирский государственный  
аграрный университет 
 
 
А.В. Пискарев 
 
 
 
 
НАДЕЖНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  
СИСТЕМ МАШИНОИСПОЛЬЗОВАНИЯ  
В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ: 
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И 
ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА 
 
 

М о н о г р а ф и я  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Новосибирск 2011 

 

УДК 631.3:633 
ББК 40.72:41 
П 345 
 
 
Рецензент 
заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, 
профессор Б о р и с  Д м и т р и е в и ч  Д о к и н  
 
Пискарев А.В. Надежность технологических систем машиноиспользования в растениеводстве: совершенствование методов проектирования и эксплуатации 
на основе системного подхода: монография / Новосиб. 
гос. аграр. ун-т. – Новосибирск, 2011. – 385 с. 
 
ISBN 978-5-944-102-5 
 
В монографии с позиций системного подхода обобщены результаты исследований автора по анализу и оценке влияния основных факторов на производительность и надежность технологической системы, 
по обоснованию и совершенствованию методов проектирования и эксплуатации систем с учетом их стохастического характера и неопределенности. 
Монография предназначена для научных работников и специалистов агроинженерного профиля, преподавателей вузов, аспирантов и 
магистрантов. 
 
УДК 631.3:633 

ISBN 978-5-944-102-5 
ББК 40.72:41 
 
 
 Пискарев А.В., 2011 
 Новосибирский государственный  
аграрный университет, 2011 

 

Предисловие  
 
Данная монография представляет собой обобщение 
исследований автора, посвященных повышению эффективности использования сельскохозяйственной техники. 
Общая концепция этого обобщения состоит в следующем. 
Использование техники (мы также применяем термин 
машиноиспользование) рассматривается в составе технологической системы (ТС), в которую на первом уровне наряду с технологическим комплексом машин входят также 
подсистемы: производственный технологический процесс 
и первичный трудовой коллектив. Такие системы не являются искусственным объектом, а реально создаются на 
практике для выполнения отдельных механизированных 
процессов растениеводства. Целью формирования таких 
систем является выполнение в определенные сроки планового объема технологического процесса. 
Надежность ТС – это свойство обеспечить своевременность выполнения системой планового задания в отведенный срок, а основные комплексные показатели надежности в этом случае – это ее производительность (которая 
выступает как мера надежности) и вероятность своевременного достижения цели ТС. 
Поскольку такая система имеет достаточно сложную 
структуру (в ней много разнородных элементов, внутренних и внешних связей), то естественной методологической 
основой для проведения, а также для обобщения исследований стал системный подход. 
Содержание и результаты исследований носят главным образом методологический характер и выражаются в 
обосновании новых и совершенствовании известных подходов и конкретных методов проектирования и эксплуатации таких систем, направленных на повышение и обеспечение необходимого уровня надежности ТС. Круг охва

 

ченных вопросов довольно широкий, однако надо сказать, 
что далеко не все из них исследованы в полной мере. Рассмотрен  только «верхний слой» (если можно так образно 
выразиться) вопросов. Мы ограничились изложенным, однако для продолжения развития данного направления имеются большие возможности. 
Часть экспериментальных исследований выполнена 
достаточно давно – применительно к используемым в то 
время машинам. Мы понимаем, что их результаты во многом потеряли свою значимость и ценность, поэтому многие 
материалы не вошли в монографию. Включено, как нам 
представляется, только то, что сохранило принципиальное 
значение или говорит о некотором приоритете автора в изучении того или иного вопроса (от чего было трудно отказаться). 
Содержание монографии включает 7 глав, каждая из 
которых посвящена относительно автономному кругу изученных вопросов, имеет свой библиографический список и 
заключение. 
Первая глава посвящена рассмотрению объекта исследования – технологической системе машиноиспользования и общим подходам к ее изучению.  
Вторая глава содержит общую концепцию проблемы 
надежности ТС (в интерпретации автора), а также ряд теоретических и методологических обоснований, относящихся 
непосредственно к этой проблеме.  
Третья глава – это теоретические основы совершенствования методов проектирования системы с учетом ее 
стохастического характера и неопределенности. Здесь основное внимание уделяется анализу взаимосвязи количества основных технологических машин (ОТМ) в системе и 
продолжительности выполнения производственного процесса с учетом потерь урожая, зависимость которых анализируется путем разработки обобщенной математической 

 

модели. Эти три главы составляют теоретическую и общую 
методологическую часть исследования.  
Другие главы посвящены основным направлениям повышения (и обеспечения) надежности ТС при их эксплуатации. В них излагаются результаты экспериментальнотеоретических исследований и научно-производственных 
опытов, а также апробации предлагаемых решений в хозяйственных условиях по следующим направлениям повышения производительности и надежности систем: 
– по улучшению взаимодействия основных технологических машин (ОТМ) и сборочно-транспортных средств; 
– по надежности ОТМ и сокращению их простоев изза технических неисправностей; 
– по реализации системного подхода при проектировании и эксплуатации систем на основе инженерных технологических проектов; 
– по организационным (отрядно-звеньевым) формам 
использования техники и некоторым важным аспектам работы первичных трудовых коллективов. 
Каждую главу завершают заключения, дополнительный смысл которых состоит в следующем. Во-первых, через заключение в ряде случаев осуществляется своеобразная «связь времен». Излагаемые результаты и их анализ 
даются, как правило, с позиций того времени, когда они 
получены. И если сейчас ситуация решительно изменилась, 
то есть возможность в заключении высказать дополнительные комментарии автора по рассматриваемому вопросу. А 
во-вторых, эти заключения выполняют некоторую связующую роль между материалами различных глав. 
Автор выражает глубокую признательность всем 
коллегам, кто в различные годы в той или иной форме принимал участие в совместных исследованиях, особенно в 
полевых экспериментах и выполнении хозяйственных договоров по рассматриваемой в монографии тематике. 

 

Прежде всего, это наши аспиранты и сотрудники кафедры 
эксплуатации МТП, с которыми мы продолжительное время вместе работаем или работали в прежние годы: 
Ю.Н. Блынский, Д.М. Воронин, Р.П. Голиков, С.А. Голубь, 
Ю.А. Гуськов, Ю.Н. Дементьев, В.Д. Игнатов, В.С. Кемелев, В.С. Кистанов, В.А. Никитин, М.Н. Разумов, 
И.В. Тихонкин, С.П. Федоров.  
Автор благодарен доктору технических наук, профессору Борису Дмитриевичу Докину за ценные замечания и 
пожелания, высказанные им при рецензировании монографии. 

 

Введение 
 
Существенное повышение эффективности сельскохозяйственного производства, что является одной из приоритетных государственных задач, планируется на основе технической и технологической модернизации материальнотехнической базы сельского хозяйства. 
Вместе с тем в этой области за годы перестройки 
накопилось много негативных проблем и явлений. 
Академик Ю.Ф. Лачуга, в частности, приводит следующие данные: «… с 1990 г. наполовину сократился парк 
машин, а обеспеченность отрасли к 2007 г. по тракторам 
снизилась в 2,9 раза, по зерноуборочным комбайнам – в 3,5 
раза, по кормоуборочным комбайнам – в 4 раза и т.д.».1 
И далее он высказывает такое мнение: «… на современном этапе сельскохозяйственного производства главным сдерживающим фактором его развития, в том числе 
расширения использования земельных ресурсов, является 
обвальное сокращение численности машинно-тракторного 
парка….» 
Эта ситуация, естественно, подтверждается и опубликованными статистическими данными, часть из которых 
мы приводим в табл. 1. 
Особенно остро недостаток техники сказывается в 
период уборки, что является основной причиной увеличения сроков выполнения работ и повышения, в связи с этим, 
потерь урожая. В регионах с более благоприятными климатическими условиями это проявляется менее заметно, чего 
не скажешь о регионе Западной Сибири, где зачастую в пе- 
риод уборки имеют место крайне неблагоприятные погодные условия2. 
 

                                                           
1 Лачуга Ю.Ф. Отечественное сельхозмашиностроение для ресурсосберегающих технологий в растениеводстве// Техника в сельском хозяйстве. – 2008. – №6. – С.3-7. 
2 Чепурин Т.Е. Оснащение сельхозпредприятий Западной Сибири зерноуборочной техникой с учетом зональных условий // Сельскохозяйственные машины и технологии. –  2008. –  №3(4). –  С.20-26. 
 

 

Таблица 1. Наличие основных видов техники  
в сельскохозяйственных организациях России 3 (на конец года) 

Показатели 
1995 г. 
2000 г. 
2005 г. 
2008 г. 

Наличие тракторов, тыс. шт. 
1052,1 
7467,0 
480,3 
364,4 

Наличие комбайнов, тыс. шт.: 
 
 
 
 

зерноуборочных 
291,8 
198,7 
129,2 
95,9 

кормоуборочных 
94,1 
59,6 
33,4 
24,0 

Приходится тракторов на 
1000 га пашни, шт. 
9,3 
7,4 
5,5 
4,8 

Приходится на 1000 га посевов зерноуборочных комбайнов, шт. 
5,8 
5,1 
3,9 
3,2 

 
Ранее мы проводили специальный анализ использования уборочной техники в регионе Западной Сибири за 
относительно длительный период (с 1961 по 1975 г.)4. И 
тогда обеспеченность техникой была недостаточной. Сейчас, спустя многие годы, положение не только не улучшилось, но и значительно усугубилось. Сравнительные данные, характеризующие эти периоды, приведены в табл. 2. 
Поскольку наши научно-производственные эксперименты проводились в основном в хозяйствах Новосибирской области, покажем на ее примере современную ситуацию более детально (табл. 3). 
 
 
 
 
 

                                                           
3 Россия в цифрах . 2009 / Росстат. – М., 2009. – 525 с. 
4 Пискарев А.В. Анализ показателей использования уборочной техники 
в Западной Сибири // Повышение эффективности использования уборочных машин в условиях Западной Сибири: тр. НСХИ. –  Новосибирск, 1978. – Т.115. – С.3-6. 

 

Таблица 2. Наличие зерноуборочных комбайнов на 1000 га посевов 
зерновых культур в Западной Сибири 

Регион 
1970 г.* 
1975 г.* 
2005 г.** 
2008 г.** 

Алтайский край 
5,0 
5,3 
3,0 
2,7 

Кемеровская область 
6,4 
6,2 
2,9 
2,6 

Новосибирская  
область 
4,3 
5,4 
3,5 
3,1 

Омская область 
4,4 
6,0 
3,4 
2,6 

Томская область 
6,4 
7,7 
3,9 
3,3 

*   По данным сводных годовых отчетов сельскохозяйственных  
органов регионов. 
** По данным межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение». 
 
Таблица 3. Наличие тракторов и комбайнов в сельскохозяйственных 
предприятиях Новосибирской области* на начало года, шт. 
Вид техники 
2001 г. 
2006 г. 
2010 г. 

Гусеничные и колесные  
тракторы, всего 
20436 
15637 
10925 

Комбайны 
 
 
 

зерноуборочные 
6400 
5263 
3620 

кормоуборочные 
1897 
1218 
861 

картофелеуборочные 
98 
59 
27 

* По данным Новосибирскстата. 
 
Коэффициент обновления, например, по зерноуборочным комбайнам составлял: в 2005 г. – 1,9, в 2006 г. – 
1,5, в 2007 г. – 4,3, в 2008 г. – 5,7, в 2009 г. – 4,0. Только за 
последние годы (благоприятные по урожайности) приобретение уборочной техники стало в определенной степени 
заметным. 
Учитывая такую ситуацию с наличием техники, еще 
большее значение приобретает рациональное ее использование (особенно в составе технологических систем), поиск 
путей повышения эффективности и надежности эксплуатации систем, в том числе за счет организационных, технологических и других факторов. 

 

К сожалению, органы государственной статистики не 
ведут сейчас мониторинг показателей использования техники, однако из разрозненных публикаций и других фактических данных видно, что, в частности, длительность периода уборки не сокращается, дневная производительность 
машин не всегда достигает нормативной и т.п. Другими 
словами, проблема повышения эффективности использования техники не только остается актуальной, но и приобретает все большее значение. 
Одним из направлений технологической модернизации сельского хозяйства ведущие ученые в агроинженерной области считают формирование эффективного агроинжиниринга. 
Новую 
парадигму 
построения 
инженернотехнической системы они формулируют следующим образом: «… агроинжиниринговая система нового поколения 
функионально предназначена для системного материальнотехнического и сервисного обеспечения сельскохозяйственного производства на этапе его инновационных преобразований»5. 
Автор выражает надежду, что данная монография будет полезной для решения методологических и практических задач в агроинжиниринговой сфере деятельности. 
 
 

                                                           
5 Черноиванов В.И., Ежевский А.А., Краснощеков Н.В. Модернизация 
построения инженерно-технической сферы сельского хозяйства // 
Сельскохозяйственные машины и технологии. –  2009. –  №5. –  С.9-15.