Моделювання комплексів машин для основного обробітку ґрунту в системі сівозмін

РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ ОБҐРУНТУВАННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО СКЛАДУ КОМПЛЕКСІВ МАШИН ДЛЯ ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ В СИСТЕМІ СІВОЗМІН
Подальший розвиток сільськогосподарського виробництва, а саме, поступове збільшення частки наукомістких, високоефективних та одночасно досить вартісних технічних засобів, передбачає продуктивне застосовування наявного виробничо-технічного потенціалу. Раціональне використання комплексів машин полягає в найбільш повній реалізації потенційних можливостей кожного машинного агрегату з обов'язковим урахуванням природно-виробничих умов його функціонування. При вирішенні цього завдання фахівці відчувають гостру потребу в науково обґрунтованих рекомендаціях щодо ефективності застосування різних типів машин у природно-виробничих та техніко-економічних умовах своїх господарств. Приймаючи до уваги важливість визначення найбільш суттєвих факторів, які характеризують взаємодію складових системи землеробства, необхідно довести істотність застосування системного та ситуаційного підходів при обґрунтуванні комплексів машин. Здійснити системну координацію функціональних і структурних складових, направлену на досягнення мети механізованого виробничого процесу вирощування продукції рослинництва. Структурувати фактори впливу на експлуатаційні параметри машинних агрегатів. Сформулювати науково-методичні засади методу обґрунтування раціонального складу комплексів машин.
2.1. Важливість застосування системного та ситуаційного підходів при обґрунтуванні комплексів машин
Свою наукову працю "Оценка сельскохозяйственных машин и орудий" В.П. Горячкін розпочав із визначення складності дослідження сільськогосподарських машин: "Оценка сельскохозяйственных машин и орудий должна производится с различных точек зрения, как-то:
а) агрономическая;д) экономическая;б) механическая (теоретическая);е) эксплуатационная" /7/3).в) техническая (конструкционная);г) производственная; У цій праці далі: "... Система в изучении сельскохозяйственных машин в особенности необходима потому, что многие вопросы земледельческой механики тесно связаны между собой" /7/4). Саме в цьому розумінні Мессарович і Такахара визначили загальну теорію систем як мову міждисциплінарного обміну [72].
Справедливим є визначення зазначеної проблеми як системної задачі, застосувавши для її дослідження логіку та методологію системного підходу. Під системним підходом ми розуміємо не підбір певних наукових положень, директив або принципів, а спосіб мислення стосовно сільськогосподарських культур, технологій, технічних засобів, машиновикористання й управління. Щоб усвідомити, як системний підхід допомагає краще зрозуміти предмет дослідження та ефективно досягати мети, спочатку визначимось, що таке система. Систему вбачаємо як деяку цілісність, що складається з взаємозалежних елементів, кожний з який чинить свій внесок у характеристики цілого й у свою чергу також може бути системою.
Рослини, машини, ґрунти - усе це приклади систем, що є частиною певної цілісності - загальної системи землеробства. Вони складаються з множини частин, кожна з який працює у взаємодії з іншими для створення цілого, що має свої особливі властивості. Ці частини взаємозалежні. Якщо одна з них буде відсутня або неефективно функціонувати, то система не досягне своєї мети, тобто не буде ефективною.
У кожному окремому випадку "контури" систем окреслює сам дослідник з урахуванням проблематики задачі. У цьому розумінні однозначних твердих меж систем не існує [123].
Будь-яку підсистему системи землеробства можна трактувати як об'єкт чи елемент, що отримує із зовні вхідний ресурс та видає у середовище вихідний. Таким чином, об'єкт має набір параметрів, яким відповідає певна функція відгуку. Складність системи визначається кількістю контрольованих параметрів. Тобто, система сівозмін та система основного обробітку ґрунту - це складні системи. Разом із тим, у середині зазначених систем мають місце множини зв'язків та взаємовпливів між складовими. У системах із великою кількістю змінних, детальна формалізація яких надмірно ускладнена, за функцію відгуку приймаємо інтегровану цільову функцію.
Нехай V - множина входів системи V = {v1, v2, ... vi}; vi ? V, а W - множина виходів системи W = {w1, w2, ... wj}, wj ? W. Звичайно існує відповідність ? між вхідними та вихідними параметрами v1 = (?)w1; v2 = (?)w2; vi = (?)wj. Зазначена відповідність може бути виявлена різною дією, мати різний вигляд, проте виражає деяке правило, закономірність, домінанти та утворює певну множину відповідностей ? = {?1, ?2, ... ?k}, ?k ? ?. Елементи множини ? очевидно можна виразити функціональною залежністю, яка є відображенням закону як суттєвого, сталого відношення, що повторюється. Таким чином, системний аналіз (складових системи, межі якої окреслені задачами дослідження), дозволяє на різних ієрархічних рівнях виявити або використати виявлені раніше залежності відношень між вхідними та вихідними параметрами. Завдячуючи аналізу, маємо змогу побудувати, синтезувати цілісну модель у вигляді системи моделей, які відображатимуть відношення між елементами системи.
Як досягти ефективності системи? У сучасних умовах - умовах "стабільної нестабільності", перманентних змін, ризику, підйомів та спадів, традиційні наукові школи з їх універсальною методологією досить часто втрачають свою актуальність. Реалією постає необхідність швидкого пристосування до змін, такого собі "наукового конформізму" у вигляді набору особливих методик або окремого методу, що відповідає ситуації.
Що ми розуміємо під СИТУАЦІЄЮ? Очевидно, що система має ієрархічні рівні, множину елементів із певними властивостями, множину зв'язків, структуру, композицію. Елементам системи - підсистемам властиві ознаки, що відображають (демонструють) становище зовнішнє та внутрішнє. Мінливість ознак свідчить про розвиток системи і, навпаки, розвиток системи (під розвитком розуміємо рух до мети) передбачає перманентні зміни ознак. Інакше кажучи, множиною ознак відзначається стан системи.