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研究生:蔡志宏
研究生(外文):chih-hung tsai
論文名稱:農業水果採收工程最佳化模式之研究
指導教授:顏上堯顏上堯引用關係
指導教授(外文):Shang-Yao Yan
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程學系在職專班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:126
中文關鍵詞:農業水果線性整數規劃最佳化模式資源分配
外文關鍵詞:agriculturefruitlinear-integer formulationoptimal modelresource allocation
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台灣產銷農業不論規模、類型或性質均已日趨複雜,分工愈來愈專業化,以傳統式之之農業種植方法與管理模式已無法應付自如,因此取而代之的新式施工機具及施工方法已逐漸被引用。為了解決整體所衍生的複雜管理問題,因此急需要一套科學的方法,以有秩序及合乎邏輯的方法建立適當的數學模型,使管理者對於所擁有人力、機具、材料及資金等資源作最有效地分配與管理,最後在最小成本或最大獲利下,如期、如質的完成農產採收行銷。而有關農業車輛資源調派及人員採收排程皆由資深農民依經驗法則做規劃,缺乏以系統化、科學化之數據分析做整體考量,往往是浪費車輛資源與人力資源之主因,其結果必造成農業產期無法掌握及增加成本。農業水果採收工程是屬於一獨特性及重複性之工作,在過去未曾發現有文獻針對果園農業及運輸物流人車指派模式與排程之探討。
有鑑於此,本研究利用線性整數規劃技巧,依整體進度所需各農業水果之需求量、人車組合施工效率與成本、工期等施工條件限制訂定各項限制式,並以最小總成本為目標值發展一最佳化模式,並利用LINGO套裝軟體進行模式求解最小成本、各人車組合之指派模式及農業水果採收及運輸之最佳排程規劃,以提供決策者作為資源分配、成本管控及排程規劃之依據。

In current, the size, type and nature for the agriculture in Taiwan have become more and more complicated and specialized. However, traditional agriculture cultivation method and management have been unable to cope with such changes in modern agriculture. Therefore, new construction equipment and methods have gradually replaced old ones. In addition, to efficiently address the complicated management issues derived from the agriculture development, a proper mathematical model needs to be constructed based on the scientific and logistic point of view. Through this model, the managers in the field of agriculture can efficiently allocate the sources, such as manpower, farm implements, materials and funds, to do their best. That is, they can employ a minimum of resources to yield the maximum benefit. In the past, agriculture vehicle dispatching and personnel harvesting scheduling are made mainly based on the personal experience which neglects the systematic and scientific considerations. This makes the formulated results both inefficient and ineffective. In other words, the period of output of agriculture can not be clearly recognized and the extra costs incurred from production of agriculture will be increased. In general, fruit harvest works have the characteristic of unique and repeatability. There are no literatures regarding the agriculture vehicle and personnel scheduling model in the past.

Therefore, in this study, we utilize the linear-integer formulation technique to develop an optimal model, subject to the fruit demand for various agricultures, the efficiency and cost of construction for combining agriculture vehicle and personnel as well as the duration of construction. The objective of the model is to minimize the cost for assigning agriculture vehicle and personnel to satisfy the demand for transportation of agricultural products. We use mathematics programming solver software LINGO to write the computer program and to solve the model. The test results indicate that the model can help the managers in the field of agriculture efficiently and effectively formulate the agriculture vehicle dispatching and personnel harvesting scheduling problem.

目 錄

中文摘要………………………………………………….…………….……..Ⅰ

英文摘要………………………………………………………………..……..Ⅱ

誌謝……………………………………………………….……………….…..Ⅲ

目錄………………………………………………….…….…………………..Ⅳ

圖目錄…………………………………………………….……………….…..Ⅶ

表目錄………………………………………………………………..……......Ⅷ

第一章 緒論
1.1研究背景與動機………………………....……………………………1
1.2研究的目的與範圍.………………………....………………………..2
1.2.1 研究目的……………………….…...…………………………2
1.2.2 研究範圍…………………………....…………………………2
1.3 研究方法與流程……………………….………….……….3
1.3.1 研究方法……………………………………………................3
1.3.2 研究流程……………………………………………................4
第二章 文獻回顧
2.1 有關農業生產相關文獻………………………..……………………6
2.2 有關農耕技術相關文獻……………………...……………………...7
2.3 文獻評述………………………………………….………….……..9
第三章 模式構建及求解方法
3.1 問題描述與現況做法…………………..…………………………..10
3.1.1 問題描述……………………………………………………..10
3.1.2 現況做法…………………………………….……………….10
3.2 模式構建……………………………………………………………..12
3.2.1 假設條件及決策變數、參數定義……………………………12
3.2.2 數學模式……………………………………………………..14
3.2.3 模式應用……………………………………………………..16
3.3 求解方法與步驟…………………………………………………….16
3.4 小結………………………………………………………………….18
第四章 範例測試
4.1 資料分析………………………………………………….………..19
4.1.1 問題描述及規模……………………………………………..19
4.1.2 決策變數之擬定……………………………………….20
4.2 測試與結果分析……………………………………………………..21
4.2.1 電腦演練環境………………………………………………..21
4.2.2 範例測試及輸出結果………………………………………..22
4.2.3 與現況做法比較分析………………………………………..30
4.2.4 模式效益……………………………………………………..35
4.3 敏感度分析…………………………………………………………..36
4.3.1 自有車輛變動之敏感度分析………………………………..37
4.3.2 採收天數變動之敏感度分析………………………………..38
4.3.3 採收小組數量變動之敏感度分析…………………………40
4.3.4 目標成本變化之敏感度分析…………………………..41
4.4 小結…………………………………….…………………………….42
第五章 結論與建議
5.1 結論…………………………………………………………………..44
5.2 建議…………………………………………………………………..45
參考文獻…………………………………………….………………………...47

附錄一 測試範例LINGO程式碼………………………… ….…………... 50
附錄二 測試範例輸出結果…………………………………….…………...54

參 考 文 獻
1. 田雲生、龍國維,「乘坐式多功能果園割草機之研製」,臺中區農業改良場研究彙報,2006年。
2. 何榮祥,「水稻聯合收穫機用於薏苡收穫改良」,台中區農業改良場研究彙報,1990年。
3. 李朝賢,「台灣農業勞動力移動與供需預測」,農業金融論叢,第40輯101-118,1998年。
4. 李篤華,「加入WTO 對台灣地區區域農業勞動之影響分析」,農業經濟叢刊,第11卷,第1期,頁65-106,2005年。
5. 周登陽,「台灣農業機械化之研究」,台灣大學農業經濟研究所,碩士論文,1980年。
6. 林秋吉,「農業機械化發展對田區坵塊大小影響之分析研究」,台灣大學生物產業機電工程學研究所,碩士論文,2001年。
7. 林維新、楊雅芬,「落花生收穫機傳動主軸破壞應力分析」,國立虎尾科技大學學報,第28卷,第二期,頁19-26,2009年。
8. 荔枝良好農業規範,行政院農業委員會高雄區農業改良場,編撰2007年版。
9. 陳子瑜,「近年來台灣農業機械化之發展」,台灣大學生物機電產業工程學研究所,碩士論文,2001年。
10. 陳令錫、林聖泉,「農用履帶車輛自動導引控制之研究」,台中區農業改良場研究彙報,2002年。
11. 郭依彬,「稻作大規模經營存立條件之研究-以經營競爭力、土地集聚及稻作」,中興大學農業推廣教育研究所,碩士論文,1993年。
12. 郭迪賢,「台灣農民勞動淨生產之研究」,台灣銀行季刊,第40卷第3期,頁352-397,1989年。
13. 陳勝男,「改良式水稻聯合收穫機收割機構切割特性之研究」,台灣大學農業工程研究所,碩士論文,1980年。
14. 彭添松,「漫談台灣農業機械化」,財團法人農業機械化研究發展中心,第15卷,第4 期,頁6-7,2000年。
15. 曾惠君,「逐水稻而居¬—從機械割稻的技術網路談起」,國立雲林科技大學文化資產維護系,碩士論文,2007年。
16. 馮丁樹,「水稻育苗中心搬運作業自動化—卸取箱機之研製與觀摩」,財團法人農業機械化研究發展中心,第16卷第3期,頁3-5,2001年。
17. 馮丁樹,「農業生產技術的發展」,財團法人農業機械化研究發展中心,第15 卷,第4 期,2008年。
18. 黃振榮,「公園綠地割草最佳化之研究-以台北縣河濱公園為例」,國立中央大學土木工程研究所,碩士論文,2004年。
19. 黃國祥、盧福明、蔡致榮、梁連勝、張福詳,「東方式水稻聯合收穫機穀流感測研究」,台灣農業研究所,期刊論文,2006年。
20. 黃際鍊,「台灣稻作機械使用之成本與最適機械」,農業金融論叢,第20 輯,頁1-31,1988年。
21. 黃應貴,「農業機械化-一個台灣中部農村的人類學研究」,中央研究院民族研究所集刊,1978年。
22. 黃肇家、王怡玎、潘靜慧。「貯藏溫度對荔枝果皮色澤和果實品質之影響」。中國園藝第37卷,第3卷,頁141-152,1991年。
23. 葉維煜,「應用線性規劃模式分析台灣農業機械化之趨勢」,台灣大學農業機械工程學研究所,碩士論文,1993年。
24. 鄒正經,「台灣農業機械購買因素之個體分析」,中興大學經濟研究所,碩士論文,1985年。
25. 蔡連春,「台灣農業機械化政策之研究」,政治大學公共行政研究所,碩士論文,1986年。
26. 盧福明,「日本北海道98年全國農機展觀感」,財團法人農業機械化研究發展中心,第14卷,第1 期,頁5-10,1999年。
27. 蕭輔導,「代耕與擴大農場規模關係之研究」,政治大學地政研究所,碩士論文,1975年。
28. 謝雨生,「農家採用不同農業技術的影響因素」,農業推廣學報,第8期,頁105-138,1990年。
29. 謝淑玲,「台灣稻作農家經濟行為之分析-農場-家計模型之實證」,中興大學農業經濟研究所,碩士論文,1987年。
30. 謝清祿,「台灣稻作主要機械使用率現況調查與分析」。農業機械學刊,第11卷,第1期,頁15-32,2002年。
31. 顏上堯,「最佳化設計與管理」講義,國立中央大學土木工程學系,2008年。
32. 顏上堯、官明郎,「設計作業人員指派最佳決策模式之研究」,中國土木水利工程學刊,第十八卷,第一期,頁135-144,2006。
33.Crosson, P. R. “Sustainable agriculture. Resources”, 106:pp.14-17, 1992.
34.Cooperative State Research, Education, and Extension Service Integrated Organic Program. CSREES, USDA, 2006.
35.Edwards. W. “Estimating Farm Machinery Costs”, IOWA STATE UNIVERSITY, Report 3-29, 2009.
36.Fairbanks, G. E., G. H. Larson, and D. S. Chung. “Cost of using farm machinery”, Transactions of the ASAE, 14: pp.98-101, 1971.

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1. 1. 田雲生、龍國維,「乘坐式多功能果園割草機之研製」,臺中區農業改良場研究彙報,2006年。
2. 2. 何榮祥,「水稻聯合收穫機用於薏苡收穫改良」,台中區農業改良場研究彙報,1990年。
3. 3. 李朝賢,「台灣農業勞動力移動與供需預測」,農業金融論叢,第40輯101-118,1998年。
4. 4. 李篤華,「加入WTO 對台灣地區區域農業勞動之影響分析」,農業經濟叢刊,第11卷,第1期,頁65-106,2005年。
5. 7. 林維新、楊雅芬,「落花生收穫機傳動主軸破壞應力分析」,國立虎尾科技大學學報,第28卷,第二期,頁19-26,2009年。
6. 10. 陳令錫、林聖泉,「農用履帶車輛自動導引控制之研究」,台中區農業改良場研究彙報,2002年。
7. 19. 黃國祥、盧福明、蔡致榮、梁連勝、張福詳,「東方式水稻聯合收穫機穀流感測研究」,台灣農業研究所,期刊論文,2006年。
8. 20. 黃際鍊,「台灣稻作機械使用之成本與最適機械」,農業金融論叢,第20 輯,頁1-31,1988年。
9. 21. 黃應貴,「農業機械化-一個台灣中部農村的人類學研究」,中央研究院民族研究所集刊,1978年。
10. 22. 黃肇家、王怡玎、潘靜慧。「貯藏溫度對荔枝果皮色澤和果實品質之影響」。中國園藝第37卷,第3卷,頁141-152,1991年。
11. 28. 謝雨生,「農家採用不同農業技術的影響因素」,農業推廣學報,第8期,頁105-138,1990年。
12. 30. 謝清祿,「台灣稻作主要機械使用率現況調查與分析」。農業機械學刊,第11卷,第1期,頁15-32,2002年。
 
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