王向陽，畢新勝※，劉銀萍

（1.石河子大學機械電氣工程學院，新疆 石河子 832000；2.昌吉職業(yè)技術(shù)學院）

0 引言

農(nóng)機配備是農(nóng)機化管理的最基本任務(wù)，農(nóng)機配備合理與否，關(guān)系到機械化能否取得良好的經(jīng)濟效益[1]。隨著農(nóng)機化水平的不斷提高，農(nóng)戶對于農(nóng)機配備方案的效率和質(zhì)量要求也越來越高。

對于農(nóng)機配備評判，沙幼融[2]利用模糊綜合評判結(jié)合層次分析法選擇最優(yōu)的農(nóng)機配備方案，該方法可充分考慮各方面的因素，但計算過程較復(fù)雜。近年來，王三喜[3]將 DEA（Data Envelopment Analysis）應(yīng)用于部隊編制方案評估優(yōu)選領(lǐng)域；畢磊[4]采用DEA法對隧道施工方案進行了綜合評價與優(yōu)選；劉麗芬[5]利用DEA法對地下道路交通工程設(shè)計方案建立評價指標體系，多項結(jié)果表明：采用DEA法構(gòu)建的多方案評判指標體系，與評判對象的聯(lián)系性強，架構(gòu)簡單，操作方便，可為決策者提供科學的依據(jù)，但該方法在農(nóng)機配備的評判中研究很少。

截至2016年底，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第六師105團（簡稱105團）農(nóng)機總動力已達到4 3700 kW[6]，該團農(nóng)機化發(fā)展水平較好，但若在對農(nóng)機進行配備前，對農(nóng)機配備方案進行評判，按照較優(yōu)的農(nóng)機配備方案進行農(nóng)機的配備，可大大提高105團的農(nóng)機利用率和農(nóng)機化發(fā)展水平。為此，以105團為例，采用DEA法建立農(nóng)機配備評判體系，以期為該團農(nóng)機配備提供決策支持。

1 農(nóng)機配備相關(guān)概念

1.1 農(nóng)機配備的原則[7]

（1）需要原則：需要是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的需要或農(nóng)機服務(wù)市場用戶對農(nóng)機的需求。農(nóng)機配備應(yīng)以現(xiàn)實的需要為主，適當考慮近期發(fā)展的需要，從農(nóng)機品種、數(shù)量上保證配備單位完成既定的機械化生產(chǎn)任務(wù)。

（2）可能原則：可能是指農(nóng)機配備方案實現(xiàn)的可能性。要求從實際出發(fā)，考慮工業(yè)部門能否提供先進實用、價廉物美的農(nóng)機產(chǎn)品，能否滿足用戶對油料的需求，配備單位能否籌集足夠的資金購買所配備的農(nóng)機設(shè)備等。同時還要兼顧考慮配備單位的人員素質(zhì)、經(jīng)營管理水平等，力求提高農(nóng)機配備方案的實用性和可操作性。

（3）經(jīng)濟原則：農(nóng)機配備要求以最少的農(nóng)機具品種、數(shù)量（或功率）在規(guī)定的時間內(nèi)完成生產(chǎn)單位既定的各項機械作業(yè)任務(wù)，并發(fā)揮高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的作用。

（4）配套協(xié)調(diào)原則：農(nóng)機配備要求發(fā)揮總體功能，機組和機群配備時注意在質(zhì)和量上的配套性和協(xié)調(diào)性。主要體現(xiàn)在：①拖拉機與作業(yè)機具的配套協(xié)調(diào)：如作物行間作業(yè)的拖拉機與作業(yè)機具的配套協(xié)調(diào)等；②機組間的配套協(xié)調(diào)：在機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，作業(yè)機組間存在著縱、橫的配套協(xié)調(diào)關(guān)系?？v向反映前一道作業(yè)機組與后一道作業(yè)機組的配套協(xié)調(diào)；橫向反映同一作業(yè)期間，幾種不同作業(yè)機組的配套協(xié)調(diào)；③相關(guān)條件的配套協(xié)調(diào)：在實際生產(chǎn)中，有的被采用的機具，必須具備相應(yīng)的條件才能達到預(yù)期的效果。

（5）農(nóng)機與農(nóng)藝結(jié)合原則。農(nóng)機配備必須建立在先進、成熟的農(nóng)藝基礎(chǔ)上。只有農(nóng)機與農(nóng)藝緊密結(jié)合，農(nóng)機化生產(chǎn)工藝滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，農(nóng)機配備方案才能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用。

（6）先進、適用原則。先進、適用農(nóng)機是指既符合本地區(qū)、本推廣部門的具體條件，又能充分發(fā)揮機械效能、取得最佳經(jīng)濟效果的機具。

（7）一機多用原則。農(nóng)機配備所選機型不宜過多、過雜，力求以最少的型號和數(shù)量滿足多種服務(wù)項目的需要。

1.2 農(nóng)機配備的要求

由于各地區(qū)的自然氣候條件、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)經(jīng)營形式等具有較大差異，農(nóng)機配備應(yīng)依據(jù)不同地區(qū)和機械化農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)特性，應(yīng)用科學的方法來合理進行農(nóng)機配備，以保證適時完成生產(chǎn)任務(wù)，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益[8，9]。

1.3 農(nóng)機配備的目的[7]

農(nóng)機配備所要達到的目標是用最少的農(nóng)機設(shè)備，在規(guī)定的時間內(nèi)全面的完成農(nóng)民或農(nóng)業(yè)企業(yè)所要求的農(nóng)業(yè)作業(yè)任務(wù)，這個目標與經(jīng)濟效益目標一致。當農(nóng)機配備量超過了所必須的數(shù)量時，就會造成農(nóng)業(yè)設(shè)備利用率低、折舊費和資金占用費高，增加單位費用；相反，如果少于所必須的配備量，就不能及時完成規(guī)定的農(nóng)業(yè)作業(yè)任務(wù)，或者過分依賴外來人工，而造成經(jīng)濟損失。因此在地區(qū)特點、生產(chǎn)規(guī)模、作業(yè)對象構(gòu)成、勞動力資源和能源供應(yīng)等一定的條件下，配備數(shù)量在客觀上有最佳或者合理的區(qū)間。當實際配備量接近這一最佳值或者在合理區(qū)間時，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本才能接近最低水平，即是我們所需求的最佳配備方案。本文便是將各農(nóng)機配備方案中的配備量處于合理區(qū)間內(nèi)，經(jīng)過分析最終得到了最佳的農(nóng)機配備方案。

2 方法的介紹[10]

DEA方法中最基本的模型是C2R模型。C2R模型中，假設(shè)有決策單元m個，各決策單元都投入p種因素，且含有輸出量q個，各代表每個決策單元的“工作成效”和“資源耗費”。決策單元s的效率評價指數(shù)關(guān)系式為：

根據(jù)上式?jīng)Q定選擇權(quán)系數(shù)vk，u1，使其在該范圍內(nèi)：ηs≤1，s=1，2，···，m。以 m0該決策單元為例子，可以得到C2R模型的標準式是：

2.1 構(gòu)建農(nóng)機配備評判模型

首先，對式（2）進行簡單的查恩斯—庫伯變換，這樣便成功實現(xiàn)了構(gòu)建農(nóng)機配備評判模型Ηε。

2.2 結(jié)果分析及含義

式（3）可理解成一個線性規(guī)劃問題，需帶入正確的輸入和輸出因素，再應(yīng)用計算機軟件就能夠得到計算結(jié)果，設(shè)（Ηε）模型經(jīng)過求解得到的最佳計算結(jié)果為 λ0，s+0，s-0，θ0，以這些數(shù)據(jù)的結(jié)果可判斷決策單元為DEA弱有效、非有效還是有效。具體分析如下：

（1）分析 1：若 θ0=1，s-0=0，s+0=0，表示決策單元 s0是DEA有效，說明該決策單元內(nèi)部運作效率高，全部投入要素都發(fā)揮了最大限度的效用，此時的生產(chǎn)規(guī)模處于相對最佳狀態(tài)。

（2）分析 2：若 θ0=1，s+0≠0 且 s+0≠0，表示決策單元s0是弱DEA有效，若該決策單元要達到DEA有效應(yīng)該對于投入量可減少s-而保持原產(chǎn)出量不變，或在投入量不變的情況下可將產(chǎn)出量提高s+。

（3）分析 3：若 θ0≠1，①，則決策單元為規(guī)模收益遞增；②，則決策單元為規(guī)模收益不變；③，則決策單元規(guī)模收益遞減。

3 實例

經(jīng)調(diào)研，105團的農(nóng)機系統(tǒng)存在著大量動力機械超配、少許收獲機械配備不足的問題，影響農(nóng)業(yè)作業(yè)按時完成，增加105團的全年機械作業(yè)成本[6]。

3.1 決策單元的選擇

根據(jù)當?shù)厍闆r，設(shè)定5個農(nóng)機配備方案，見表1，每個農(nóng)機配備方案為決策單元，共含有5個決策單元。

3.2 評價指標確定

根據(jù)農(nóng)機配備的原則、目標和要求，從當?shù)貙嶋H情況出發(fā)，選擇以下3項評判指標：（1）農(nóng)機總動力u1，即動力機械動力之和；（2）全年機械作業(yè)總成本u2，即全年所有農(nóng)業(yè)機械作業(yè)項目成本之和，農(nóng)業(yè)機械作業(yè)項目成本為固定費用和可變費用之和；（3）農(nóng)機具配套比u3，即動力機械數(shù)量與農(nóng)具數(shù)量之比。指標中選取u1、u2為輸入指標，u3為輸出指標，建立農(nóng)機配備方案的DEA輸入/輸出指標體系，見表2。

3.3 根據(jù)指標建模求解

以第一個決策單元為例，根據(jù)式（3）建立模型并求解，則有：

其它決策單元同理進行計算。

表1 農(nóng)機配備方案

表2 農(nóng)機配備方案的DEA輸入/輸出指標體系

3.4 計算結(jié)果及分析

根據(jù)Lingo軟件進行編程，并得計算結(jié)果，如表3所示。由表3可知，對表1的農(nóng)機配備方案進行評判，得到的優(yōu)劣排序為：方案三＞方案二＞方案一＞方案五＞方案四，由此可知，方案三為最優(yōu)方案，即對于105團的農(nóng)機配備，農(nóng)機資源獲得充分利用，投入要素規(guī)模達到了最佳組合，取得了最大的產(chǎn)出效益。

表3 計算結(jié)果

4 結(jié)論

（1）農(nóng)機配備是一項較復(fù)雜的工作，應(yīng)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對第六師105團農(nóng)機配備進行評判，可充分考慮各方面的因素，避免受到主觀因素的影響，使農(nóng)機配備更準、合理、有效。

（2）目前，第六師105團棉花種植面積所占比例最大，利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法得到的最優(yōu)農(nóng)機配備方案中棉花田間作業(yè)項目相關(guān)機械數(shù)量能夠滿足當?shù)貙嶋H種植情況，且與當前農(nóng)機系統(tǒng)進行比較分析，可得該方法具有實用性和可行性。

（3）該方法所建模型具有通用性和可換性，即其它地區(qū)的農(nóng)機配備也可直接應(yīng)用該模型進行評判，簡單易行，快捷方便。