規(guī)模化大豆產(chǎn)區(qū)大豆聯(lián)合收獲機綜合評價與優(yōu)選

喬金友，張曉丹，王奕嬌，陳海濤

（東北農(nóng)業(yè)大學工程學院，哈爾濱 150030）

規(guī)?；蠖巩a(chǎn)區(qū)大豆聯(lián)合收獲機綜合評價與優(yōu)選

喬金友，張曉丹，王奕嬌，陳海濤

（東北農(nóng)業(yè)大學工程學院，哈爾濱 150030）

文章以規(guī)?；蠖巩a(chǎn)區(qū)生產(chǎn)中常用的11種國內(nèi)外大豆聯(lián)合收割機為研究對象，結合大豆生產(chǎn)實際需求，建立大豆聯(lián)合收獲機械優(yōu)選評價指標體系，采用定量定性結合方法確定評價指標值，應用二階模糊綜合評判方法對11種備選機型進行綜合評價研究，提出規(guī)?；蠖巩a(chǎn)區(qū)大豆聯(lián)合收割機優(yōu)選方案，其中紐荷蘭CSX7080、約翰迪爾W210和凱斯6088位居前三。研究方法克服傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機器選型的弊端，為大豆聯(lián)合收割機械科學選型提供參考。

農(nóng)業(yè)機械化；大豆聯(lián)合收割機；選型；模糊綜合評價

大豆是我國主要的油料作物和飼用作物。大豆收獲作業(yè)是大豆生產(chǎn)過程關鍵環(huán)節(jié)之一，選擇適宜的收獲機械適時完成大豆收獲作業(yè)是大豆豐產(chǎn)豐收的重要保障[1]。隨著收獲機械技術快速發(fā)展，國內(nèi)外市場上不斷涌現(xiàn)技術含量更高、功能更完善的收獲機械裝備產(chǎn)品，采用傳統(tǒng)經(jīng)驗方法進行機器選型的盲目性突出。采取科學有效方法，選擇滿足大豆機械化收獲作業(yè)需求的機械裝備是亟待解決的重要問題之一[2-4]。

本文結合我國北方大豆生產(chǎn)技術要求及機械化收獲作業(yè)實際需求，設計大豆收獲機械選型評價指標體系，填補本領域研究空白，采用模糊綜合評價方法對市場上常見的11種國內(nèi)外大豆聯(lián)合收割機進行系統(tǒng)評價研究，為大豆規(guī)?；a(chǎn)單位選擇適宜的大豆收獲機械提供參考。

1 大豆收獲機械選評價指標體系的建立

機器選型評價指標選取的基本原則是技術先進、經(jīng)濟合理、滿足生產(chǎn)需求，此外還要求機械裝備具有可靠、安全、操作維護方便、舒適等性能[5-6]。在此原則指導下，本研究結合大豆收獲作業(yè)實際需求，在對相關收獲機型進行全面深入分析基礎上，建立大豆收獲機械選型評價指標體系，如圖1所示。

圖1 大豆收獲機械選型評價指標體系Fig.1 Appraising indexes for soybean combine selection

大豆收獲機械選型評價指標體系共設六個一級指標（準則層），不同一級指標下設不同數(shù)量二級指標（方案層）。因為不同收獲機械功率和使用質量也不同，為消除這些差異對相關指標的影響，采用單位功率購置價格作為評價大豆收獲機械經(jīng)濟性的指標，采用單位喂入量清選面積作為評價收獲機械清選性能的指標，采用單位功率質量評價收獲機械作業(yè)過程對土壤的壓實程度[7]。

2 待選機型及評價指標值的確定

2.1 數(shù)據(jù)采集與處理

通過調(diào)查研究，選擇大豆生產(chǎn)中常用的11種聯(lián)合收獲機作為備選機型，通過計算分析整理出各機型各評價指標值，如表1所示。表中無故障性、維修性、耐久性、零件易配性的數(shù)據(jù)通過專家打分獲取，其余指標采用實際參數(shù)值。

2.2 數(shù)據(jù)無量綱化處理

為使各機型各指標數(shù)據(jù)具有可比性，對表1各指標數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。根據(jù)各項指標含義及大豆收獲作業(yè)對收獲機械的要求，確定單位功率購置費用、耗油量、損失率、破碎率、含雜率、接地比壓、單位功率質量指標越小越好，按公式（1）進行無量綱化處理；其他指標越大越好，采用公式（2）進行無量綱化處理[7-9]。無量綱化處理后結果如表2所示。

式中，rij-第j機型第i指標無量綱化數(shù)據(jù)；Vij-第j機型第i指標的參數(shù)值；p-二級指標數(shù)量；m-待評價機型數(shù)量。

表1 備選機型評價指標數(shù)據(jù)Table 1 Value of appraising indices

續(xù)表

表2 各項指標無量綱化處理后結果Table 2 Index value without units

3 大豆收獲機械選型研究

3.1 模糊綜合評判法模型

大豆收獲機械選型評價指標體系中含有兩級指標，選用二階模糊綜合評判模型[10]對各機型性能進行評價，確定各機型的評價值作為選型依據(jù)。

（1）設第i個一級指標包含mi個二級指標，其二級指標的權重矩陣為Ai=[aij│j=1，2，…，mi]；第j個二級指標無量綱后的值為rij（j=1，2，…，mi），則評判矩陣為Ri=[rij│j=1，2，…，mi]，則可按式（3）計算得出各一級指標評價值Vi。

（2）設總的評價矩陣為R=[ri│i=1，2，…，n]，一級指標權重矩陣為A=[ai│i-1，2，…，n]，則可按式（4）求得各機型最終評價值B。

比較評判結果b1，b2，…，bm，取最大評價值對應的機型為最優(yōu)機型。

3.2 指標權重的確定

根據(jù)表2數(shù)據(jù)以及上述計算原理，選用層次分析法分別求6個一級評價指標和17個二級評價指標的權重向量。

首先，求6個一級指標的權重向量。依據(jù)判斷矩陣的準則，將一級指標中元素兩兩比較，對重要性程度按1，2，……，9賦值，若元素i相對元素j的重要性為αij（i，j=1，2，…，6），則元素j相對元素i的重要性為得到一級指標判斷矩陣：

應用和法求權重向量，首先將P正規(guī)化，即每個元素除以其所在列元素的和得到正規(guī)化矩陣P，然后將P按行進行歸一化處理即可得到一級指標的權重向量A。

對判斷矩陣進行一致性檢驗，

判斷矩陣具有滿意的一致性，因此，A中各分量可以作為一級評價指標的權重同理，可求得各二級評價指標的權重向量，如表3所示。

3.3 評價結果

根據(jù)表2、表3中各二級指標數(shù)值及權重，依據(jù)式（3）可以計算各一級指標得分值Vi，結合模糊評判模型可以得到：

表3 各指標權重向量Table 3 Weight value of each index

根據(jù)式（4）計算B值，即各機型的得分情況，如表4所示。由表5可知，紐荷蘭CSX7080和約翰迪爾W210型聯(lián)合收割機的綜合評價結果排名位居前兩位，凱斯6088聯(lián)合收割機排第三位，而約翰迪爾C100綜合評價結果最差。因此，建議規(guī)?；蠖股a(chǎn)區(qū)域在收割機選型時重點考慮紐荷蘭CSX7080、約翰迪爾W210和凱斯6088聯(lián)合收割機作為首選機型。

表4 各機型綜合評價值Table 4 Comprehensive appraising value of each combine

4 結論

a.結合聯(lián)合收割機相關技術指標以及規(guī)?；蠖故斋@作業(yè)需求，設計聯(lián)合收獲機選型評價指標體系；

b.在大豆規(guī)?；a(chǎn)區(qū)域，11種典型聯(lián)合收割機優(yōu)選次序為：紐荷蘭CSX7080、約翰迪爾W210、凱斯6088、約翰迪爾9670、約翰迪爾C230、約翰迪爾L60、約翰迪爾W80、福田雷沃GN70、福田雷沃GN60、約翰迪爾C110和約翰迪爾C100；

c.本文設計的聯(lián)合收割機選型評價指標體系及綜合評價方法，對其他作物聯(lián)合收割機選型具有參考作用。

[1]胡國華.大豆節(jié)本增效綜合生產(chǎn)技術[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2013:8.

[2]胡文斌.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)機器選型配套系統(tǒng)的開發(fā)與研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學,2011.

[3]王曉燕,喬金友.模糊綜合評判法與參數(shù)投影尋蹤評價模型在農(nóng)機選型中的對比研究[J].農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學與綜合研究,2004, 301(1):74-76.

[4]曹蕾,曹光喬.經(jīng)營規(guī)模受限情況下的農(nóng)機選型方法研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報:社會科學版,2013,12(3):300-304.

[5]喬金友.農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)專家系統(tǒng)設計與開發(fā)[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學,2007.

[6]祝榮欣.基于Web的農(nóng)業(yè)機器選型智能決策支持系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學,2006.

[7]喬金友,王福林,叢昕,等.水田耕地機組技術經(jīng)濟性能評價方法與應用[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報,2007,38(1):78-81.

[8]王福林.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2009.

[9]堵秀鳳,張健,張宏民.數(shù)學建模[M].北京:北京航空航天大學出版社,2011:179-190.

[10]康海燕,李智,魏兆凱.基于二階模糊綜合評判的收獲機械選型與優(yōu)序[J].農(nóng)機化研究,2005,313(1):100-102.

Evaluation and selection on soybean combines in large-scale planting area

QIAO Jinyou,ZHANG Xiaodan,WANG Yijiao,CHEN Haitao(School of Engineering, Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

Total 11 kinds of soybean combine were taken as the research object,which were frequently-used in large-scale planting area.An evaluating index system for selecting soybean combine was set up according to demands of soybean production.The 11 kinds of combine were evaluated using two-layer fuzzy comprehensive evaluation method.Finally,a optimum selection of soybean combine for large-scale planting area was put forward.New Holland CSX7080,JD W210 and CASE 6088 were the top three.Research results of the paper could overcome the blindness of traditional agricultural machine selection,and provided a scientific guidance to soybean combines selection.

agricultural mechanization;soybean combine;agricultural Machinery Selection;Fuzzy comprehensive evaluation

S232.3

A

1005-9369（2014）08-0124-05

喬金友,張曉丹,王奕嬌,等.規(guī)?；蠖巩a(chǎn)區(qū)大豆聯(lián)合收獲機綜合評價與優(yōu)選[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報,2014,45(8):124-128.

Qiao Jinyou,Zhang Xiaodan,Wang Yijiao,et al.Evaluation and selection on soybean combines in large-scale planting area [J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(8):124-128.(in Chinese with English abstract)

2012-03-28

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項經(jīng)費項目（20131103-3-2）；國家大豆產(chǎn)業(yè)技術體系崗位科學家“十二五”任務（CARS-04-PS22-1）；東北農(nóng)業(yè)大學人才基金項目（2009RC51）

喬金友（1969-），男，博士，副教授，研究方向農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)與管理。E-mail:qiaojinyou@163.com

時間2014-7-26 14:23:53[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140726.1423.002.html