The justification of functional properties of agricultural moving power units in the multi-objective scenario

封面

如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: Considering the developed technical facilities like moving power units (MPU) used in agricultural industry are described with numerous quality criteria, the design development issues should be solved in multi-objective and multi-factorial scenario. Therefore, the development of mathematical tools and software for solving these issues is a relevant aim [1-3].

AIMS: Determination of optimal functional properties of an agricultural MPU with numerous quality criteria including the conflictive ones.

METHODS: In this study, the algorithmic software for multi-objective optimization of functional properties of agricultural moving power units has been developed. The simulation models of MPU’s dominating quality criteria, functional limits and initial conditions for solving the multi-objective optimization task of MPU’s properties determination at the design and improvement stages are given. According to the expert assessment, the chosen dominating criteria are pressure on soil, productive capacity, energetic assessment based on relative reduction of total specific fuel-energy consumption, total maintenance costs and energy efficiency.

RESULTS: The calculations of quality criteria values in testing points – in the studied parameter space – were performed. According to the developed algorithm, the range of acceptable results for the MPU’s functional and design properties, which meet all criterial and functional limits given by the decision-making person (DMP), was derived. In addition, the Pareto set of solutions (points), which are the best options of the MPU’s functional properties and do not disgrace each other on totality of criteria, was derived. According to the optimization analysis, the DMP chooses the only one point from the Pareto set.

CONCLUSIONS: The developed mathematical models and the software based on the models are helpful to optimize the properties of agricultural moving power units with regard to various quality criteria including conflictive, functional, service criteria, etc. The software set allows performing the multi-objective optimization of an object with the total amount of considered quality criteria of up to 20 and with up to 50 variable parameters. . In order to use this software set to optimize other technical objects and tools, it is necessary to update the mathematical apparatus and, as a consequence, the software.

作者简介

Teymur Godzhaev

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

编辑信件的主要联系方式.
Email: tgodzhaev95@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4496-0711
SPIN 代码: 1892-8405

Head of the Coordination Sector of Technological Platform

俄罗斯联邦, Moscow

Valeriya Zubina

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: lera_zubina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6657-1899
SPIN 代码: 3410-5062

Cand. Sci. (Tech.), Senior Researcher of the Laboratory of Mobile Power Systems

俄罗斯联邦, Moscow

Ivan Malakhov

Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Email: malakhovivan2008@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8162-7718
SPIN 代码: 7067-6972

Junior Researcher of the Coordination Sector of Technological Platform

俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Gojaev ZA, Faradzhev FA, Matveev EA, Nadezhdin VS. Perspective methods of designing load-bearing systems of motor vehicles taking into account many criteria. Technology of wheeled and tracked machines. 2012;(3):18–24. (In Russ).
  2. Gojaev ZA, Sergeev VN, Faradzhev FA. Multicriteria choice of an effective frame design. Tractors and agricultural machinery. 2006;(3):20–24. (In Russ).
  3. Karpenko AP, Fedoruk VG. Review of multi-criteria optimization software systems. Domestic systems. Information technologies. 2008;(1):15–22. (In Russ).
  4. Bakhmutov SV, Visich RB, Akhmedov AA, Maltsev PA. Applied software complex for designing and fine-tuning of automotive equipment by methods of multi-criteria parametric optimization. Izvestiya MGTU “MAMI”. 2010;(2):95–97. (In Russ).
  5. Statnikov R, Matusov J, Statnikov A. Multicriteria engineering optimization problems: Statement, solution and applications. J Optim Theory Appl. 2012;155(2):355–375. doi: 10.1007/s10957-012-0083-9
  6. Lavrov AV, Zubina VA. Systematization of automation elements used in agriculture. Agrarian scientific journal. 2021;(4):94–97. (In Russ). doi: 10.28983/asj.y2021i4pp94-97
  7. Sobol IM, Statnikov RB. The choice of optimal parameters in problems with many criteria: textbook. 2nd ed., revised and updated. Moscow: Drofa; 2006. 175 p. (In Russ).
  8. Gojaev ZA, Lavrov AV, Shevtsov VG, Zubina VA. On the methodology for assessing the level of localization of production of agricultural tractors. Tractors and agricultural machinery. 2020;(5):18–24. (In Russ). doi: 10.31992/0321-4443-2020-5-18-24
  9. Averina TA. Numerical methods. Verification of algorithms for solving systems with a random structure: a textbook for universities. Moscow: Yurayt; 2019. 179 p. (In Russ).
  10. Shevtsov VG, Lavrov AV, Zubina VA, Gurylev GS. Principal signs of a narrowed type of agricultural production. Scientific and technical support of the agro-industrial complex of Siberia: Materials of the International Scientific and Technical Conference, June 07–09, 2017. Vol. 1. Krasnoobsk; 2017. Р. 235–241. (In Russ).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. The algorithm of solving the task of multi-objective optimization of MPU’s functional properties.

下载 (166KB)
3. Fig. 2. The piece of the table of experiments.

下载 (785KB)
4. Fig. 3. The table of criteria values in the acceptable points (vectors).

下载 (325KB)
5. Fig. 4. The table of values of the Pareto set points (vectors).

下载 (270KB)
6. Fig. 5. The graph of correlation between productive capacity and pressure on soil.

下载 (527KB)
7. Fig. 6. The graph of correlation between pressure on soil and energy efficiency.

下载 (685KB)
8. Fig. 7. The graph of correlation between maintenance costs and pressure on soil.

下载 (722KB)

版权所有 © Godzhaev T.Z., Zubina V.A., Malakhov I.S., 2022

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».