巴西是世界上的食糖生產(chǎn)國，也是第二大乙醇生產(chǎn)國。甘蔗加工廠已逐漸加大機(jī)械化的應(yīng)用力度，尤其是在收割環(huán)節(jié)，不過綜合來看，收割環(huán)節(jié)消耗的成本很高。
降低成本不僅僅局限于提高機(jī)械化收割效率，原材料質(zhì)量、損耗率、以及機(jī)械維護(hù)支出，特別是非計(jì)劃內(nèi)的維護(hù)費(fèi)用等因素也必須加以考慮。這些非計(jì)劃內(nèi)維護(hù)一般是由機(jī)器部件過早和加速磨損導(dǎo)致的，會(huì)造成意外停機(jī)。 要提高效率和機(jī)械可用性，必須特別關(guān)注收割機(jī)的支撐和復(fù)雜移動(dòng)系統(tǒng)的核心部件 —— 行走履帶。行走機(jī)構(gòu)主要由履帶、履帶板、上下滾筒、托輪、驅(qū)動(dòng)輪、銷、襯套、鏈節(jié)和履帶架組成，這些部件的維護(hù)成本在總維護(hù)成本中占比。 合理的保養(yǎng)工作能夠減少大量的非正常維修。如，鏈條張緊度的調(diào)整是細(xì)的調(diào)整工作：鏈條過緊，會(huì)導(dǎo)致襯套及其他部件過早磨損；鏈條過松，則會(huì)損壞驅(qū)動(dòng)輪，進(jìn)而在收割作業(yè)過程中造成損失和事故。 如果履帶在設(shè)備維護(hù)費(fèi)中占比較高，原因可能在于駕駛員的操作。 因?yàn)?/span>甘蔗機(jī)械化收割中切割和裝載是同時(shí)進(jìn)行的，地頭轉(zhuǎn)彎操作也是如此。也就是說，收割機(jī)作業(yè)時(shí)，會(huì)有一臺(tái)拖拉機(jī)牽引著一臺(tái)或兩臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)車隨行。當(dāng)收割機(jī)和拖拉機(jī) - 轉(zhuǎn)運(yùn)車組到達(dá)田地盡頭時(shí)，轉(zhuǎn)運(yùn)車先離開，在田頭進(jìn)行操作，由于其轉(zhuǎn)彎半徑與機(jī)體大小不匹配，會(huì)進(jìn)入剛收割過的地塊邊緣，然后回到相鄰的待收割行。或者，為避免壓到田邊，轉(zhuǎn)運(yùn)車會(huì)在靠近收割區(qū)域的空閑地帶進(jìn)行操作。與此同時(shí)，收割機(jī)也在此空地內(nèi)進(jìn)行操作，且通常與轉(zhuǎn)運(yùn)拖拉機(jī)方向相反。 實(shí)踐表明，33.7% 的操作是突然進(jìn)行的（“腳動(dòng)轉(zhuǎn)彎”），從圣保羅州的一家工廠進(jìn)行的機(jī)械化收割設(shè)備操作時(shí)間測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)行走機(jī)構(gòu)的維護(hù)費(fèi)用。 試驗(yàn)在圣保羅州的一家甘蔗加工廠進(jìn)行，在收割期間，在多個(gè)地形特征相似的地塊中，檢測(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)拖拉機(jī)和收割機(jī)的操作時(shí)間。 參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)備為功率為 260 千瓦（358 馬力）的自走式收割機(jī)，其配備操縱桿用于轉(zhuǎn)向控制；以及 4x2 TDA 拖拉機(jī)，功率為 172 千瓦（235 馬力），牽引著兩臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)車，每臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)車的容積為 33 立方米，裝載能力為 14,000 千克。 對(duì)于收割機(jī)操作，分別計(jì)算了操作員正確操作（分三個(gè)階段）的時(shí)間和突然操作的時(shí)間。在突然操作中，操作員使用操縱桿進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。 為了處理收集到的操作時(shí)間數(shù)據(jù)，并詳細(xì)分析影響機(jī)器 - 操作員交互的變量，研究人員采用了一種具有巨大應(yīng)用潛力的科學(xué)方法 —— 統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制（CEQ）。 統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制工具，特別是控制圖，可以隨時(shí)間監(jiān)測(cè)田間數(shù)據(jù)，驗(yàn)證操作的質(zhì)量和性能。如果對(duì)過程進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，就能了解其運(yùn)行狀況，從而更容易發(fā)現(xiàn)過程不穩(wěn)定的時(shí)間和故障點(diǎn)。 根據(jù) Trindade 等人的研究，這些可能導(dǎo)致操作不穩(wěn)定的故障點(diǎn)被稱為特殊變異原因，由 “6M” 因素引起，即人員、機(jī)器、原材料、方法、測(cè)量和環(huán)境。 控制圖上的點(diǎn)代表收割機(jī)的操作時(shí)間。綠色中心線代表所收集數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值，紅色虛線稱為參考線，代表轉(zhuǎn)運(yùn)拖拉機(jī)執(zhí)行地頭轉(zhuǎn)彎操作的平均時(shí)間。 收割機(jī)的正確操作（分三個(gè)階段）平均時(shí)間為 38.5 秒。突然操作（“腳動(dòng)”）平均時(shí)間為 26 秒，其中最短操作時(shí)間為 20 秒。 如控制圖上的參考線所示，拖拉機(jī) - 轉(zhuǎn)運(yùn)車組執(zhí)行地頭轉(zhuǎn)彎操作的平均時(shí)間為 47.3 秒。可見，拖拉機(jī) - 轉(zhuǎn)運(yùn)車組的操作時(shí)間幾乎是收割機(jī)的兩倍。這在控制圖上表現(xiàn)為參考線與第二張控制圖的中心平均線之間的距離。而且，即使在這張圖上觀察到的最長操作時(shí)間 31 秒，仍遠(yuǎn)短于拖拉機(jī) - 轉(zhuǎn)運(yùn)車組的操作時(shí)間。 觀察一張控制圖可知，即使收割機(jī)操作正確，轉(zhuǎn)運(yùn)拖拉機(jī)完成操作并重新定位到收割機(jī)旁仍需多花近 10 秒。值得注意的是，只有 37% 的三階段操作時(shí)間超過平均值，這從張控制圖上位于中心線下方的點(diǎn)數(shù)量較多可以看出。也就是說，大多數(shù)收割機(jī)操作員的操作時(shí)間短于 38.5 秒。 此外，只有 5 次操作的時(shí)間等于或大于轉(zhuǎn)運(yùn)拖拉機(jī)的操作時(shí)間。在這 5 個(gè)點(diǎn)中，控制圖顯示有 2 個(gè)點(diǎn)為特殊原因（位于質(zhì)量控制上限（LSC）之上），可能是由于人員和環(huán)境因素（該特定位置的地形條件）所致。 實(shí)際上，這些結(jié)果表明，收割機(jī)的操作時(shí)間可以得到更好的利用，因?yàn)樗芡侠瓩C(jī) - 轉(zhuǎn)運(yùn)車組操作時(shí)間的制約。即使操作速度很快，收割機(jī)也必須等待拖拉機(jī)返回才能繼續(xù)收割。 此外，突然操作（“腳動(dòng)”）會(huì)由于過度阻力和摩擦，導(dǎo)致履帶架扭曲和整個(gè)行走機(jī)構(gòu)錯(cuò)位。因此，銷和襯套會(huì)磨損，損壞鏈條，因?yàn)樗鼈冊(cè)谶\(yùn)動(dòng)過程中會(huì)直接與其他部件碰撞；這種額外的運(yùn)動(dòng)還會(huì)加速驅(qū)動(dòng)輪、托輪和滾筒的磨損，縮短行走機(jī)構(gòu)的使用壽命，并導(dǎo)致維修成本增加。 圖表上的數(shù)字 1、2、3 和 1 代表在同一位置連續(xù)出現(xiàn)的點(diǎn)群：高于平均值（2 個(gè)）、低于平均值（3 個(gè)）和接近平均值（1 個(gè)）。這些趨勢(shì)通過趨勢(shì)圖統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制工具來檢測(cè)。
以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，操作員的經(jīng)驗(yàn)和技能對(duì)操作過程有很大影響，需加強(qiáng)對(duì)駕駛員的培訓(xùn)以及在田間轉(zhuǎn)彎操作時(shí)的溝通。對(duì)于零部件的維護(hù)成本、延長行走機(jī)構(gòu)的使用壽命，都很有必要。
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