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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.52 No.5 pp.137-149
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2018.52.5.137

Field Capacity and Cost Analyses of an Integrated Tractor Implement for Flat Ridge Preparation

Young Mo Koo1*,Byung Mook Kim2
1School of Agricultural Civil and Bio-industrial Engineering, Kyungpook National University, Daegu, 41566, Korea
2Research Center for Upland Machinery Development, Kyungpook National University, Daegu, 41566, Korea
E-mail: ymkoo@knu.ac.kr
*Corresponding author: Young Mo Koo
Tel: +82-53-950-5788
Fax: +82-53-950-6780
April 2, 2018 May 13, 2018 June 26, 2018

Abstract


Recently, interests in the research and development of labor-saving mechanization for upland field agriculture have increased. In reality, each farming operation is solely mechanized, so it does not contribute to promote labor-saving rate in upland agriculture. Therefore, the objective of this study is to evaluate labor-saving efficiency through field capacity and cost analyses for the developed an integrated tractor implement for upland field farming. The theoretical working time of the integrated implement including five modules is 0.56 hr/10a, reducing 67% of working time comparing with that of conventional individual farming process. Effective field capacity is 0.09 ha/hr, which is 2.95 times better than conventional practices and the arable area is evaluated to be 9.07 ha. In the cost analysis, the initial purchase cost is estimated to be reduced by 43%, and the cost per unit time(hour) and the cost per unit area(10a) were reduced 68% and 58%, respectively. Therefore, a sequential field work using the integrated tractor implement would contribute considerably to the labor-saving in the upland farming.



트랙터 장착형 일관작업 평두둑 복합기의 포장능률 및 비용 분석

구영모1*,김병묵2
1경북대학교 농업토목·생물산업공학부, 2경북대학교 밭농업기계 개발연구센터

초록


최근 밭농업의 기계화와 생력화에 대한 연구와 개발이 활성화되고 있다. 그러나 밭농업의 기계화율은 비교적 낮을 뿐 아니라, 농작업이 단계별로 기계화되고 있기 때문에 밭농업의 생력화에 기여하지 못하 고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 밭농업을 생력화하기 위하여 구현한 일관작업 복합기의 포장능률 및 비용분석을 통하여 생력화율을 평가하는데 있다. 경운·정지, 두둑성형, 방제, 멀칭 및 파종·정식모듈 을 포함하여 다섯 작업모듈을 일관화한 복합기의 이론작업시간은 0.56hr/10a으로 관행과 비교하여 67% 의 생력화율을 보였다. 유효포장능률은 0.09ha/hr로서 관행에 비하여 2.95배 우수하였고 부담면적은 9.07ha로 평가되었다. 비용분석에서는 복합기의 초기구입비가 43% 절감되는 것으로 평가되었으며 시간 당 비용과 단위면적당(10a) 비용은 관행에 비하여 각각 68% 및 58% 정도 절감되었다. 따라서 트랙터 복합작업기를 이용한 일관화된 밭작업은 관행에 비하여 생력화에 상당히 기여하는 것으로 평가된다.



    서론

    최근 지역 밭작물에 대한 생산과 소비가 증가하고 있어 밭농업의 기계화와 생력화에 대한 연구와 개발 이 활발히 진행되고 있다(Koo et al., 2017). 영농 규모가 0.3ha이상 5ha미만의 경우는 기계화율이 증 가하고 있으며, 일반적으로 영농규모가 클수록 기계 화율은 높은 것으로 나타나고 있다(NAS-RDA, 2016). 경운정지의 경우는 농촌의 노령화로 인하여 소형농 기계의 비중이 낮아지고 대형화 되어가는 추세로 경 운기는 점차 퇴출되고 이 자리를 트랙터가 대체하고 있다. 방제작업 역시 많은 노동력을 필요로 하는 작 업으로 농약에 의한 피해와 노동력절감을 위한 방법 으로 방제기가 많이 보급되고 있으나 승용 기계화율 은 17.3%에 불과하다(Yu, 2015). 멀칭의 기계화율 은 아직도 67%에 머물고 있으며 평균 밭농사 기계 화율(2016년 기준) 보다는 높지만 보행위주의 개발 경향을 보이고 있어 편이 기계화가 시급한 상태이 다. 파종의 경우도 노동력의 투입이 많은 농작업이 나, 기계화율이 현저히 낮으며 트랙터 부착형 형태 의 작업기 기준으로 개별 작업단계의 작업준비 시간 및 작업기교체에 투입되는 시간의 비중이 크므로 노 동력 투입 또한 많아 경운 정지 작업과 함께 동시에 멀칭 및 파종이 이루어지는 일괄작업의 필요성이 제 기되었다(Rhee, 2014).

    농작업 단계별 기계화율은 증가하고 있지만 생력 화의 정도는 아직도 만족스럽지 못하다. 이유로는 각 농작업이 개별적으로 기계화되고 있고, 지역마다 다른 복잡한 재배체계도 밭작물 농기계 개발을 더디 게 하는 요인이다. 관행의 작업방식을 일관화하여 기계화에 시너지효과를 기대할 수 있으며 일관생력 화에 적합하게 기계체계를 단순화하고 표준화하는 것이 일관화의 필수적인 선행조치이다. 따라서 각 단계별 작업기를 통합하여 일관화작업을 수행하는 복합기를 실용화함으로써 밭농업의 생력화에 기여할 것으로 생각된다.

    Shim et al.(2018)은 경운·정지, 두둑성형, 방 제, 멀칭 및 파종·정식의 다섯 단계별 작업기를 통 합하여 트랙터 부착 견인형으로 일관화 작업 복합기 시스템의 개념을 설정하였다. Koo et al.(2018)은 농작업의 생력화를 극대화 할 수 있도록 개발된 밭 작물 복합작업기의 견인 및 동력특성을 분석하여 적 정한 작업 특성을 제시하였다. 중량이 1,000kgf에 이르는 복합 작업기의 행태는 견인력과 함께 작업품 질에 영향을 준다. 상부견인 또는 하부견인에 따라 부하의 위치와 모멘트가 변화되고 작업기의 안정성 에 영향을 미치므로, 적정 작업조건에 대한 규명은 ‘ICT융합 스마트’ 복합기 연구에 핵심원리가 된다. 복합기의 작업속도와 포장능률은 추가로 부착되는 작업기 성능에 의해 제한을 받는다. 멀칭과 파종모 듈은 작업의 질을 고려 할 때 속도는 1.5~2.0km/h 내외가 적당하다. 그러나 상토의 상태를 좋게 하거 나 작업기의 전후와 좌우 흔들림을 작게 하기 위하 여 낮은 기어를 사용할 수 있으나 이는 포장능력을 저하시킨다. 복합기의 작업을 고품질화하려는 의도 에서 작업기 수평축에 대한 모멘트를 안정적으로 유 지하며 좌우 상하로의 움직임을 안정적으로 제어함 으로써 경심을 유지하여 포장상토와 멀칭작업의 품 질을 안정적으로 유지할 수 있을 것이다.

    Katahira et al.(2004; 2006)은 관리기의 개별작 업을 하나의 기계로 묶어서 대파의 생력화 저비용 재배를 구현하였고, 성형 정밀도가 좋은 절구(ditch) 에 시비 및 동시에 배토가 가능한 기계를 개발하여 두둑성형, 시비 및 멀칭 등의 농작업 과정을 일관화 하여 상품화하였다. 관행작업에서 익숙했던 재배체 계에서 일관화 기계작업체계로 전환하므로써 작업들 을 복합작업으로 일관하여 연료, 인력 등의 변동비 절약과 파종, 육모, 이앙, 제초 작업 일관화에 따른 구입비 등이 절감되고, 영농작업의 단순화를 통한 노동력 절감이 최대의 장점으로 기대할 수 있다. 또 한 감가상각비, 수리비 등의 고정비용이 절감될 것 으로 예상되며, 작업효율성에서 향상될 것으로 예상 되었다. 이에 본 연구에서는 밭농업의 일관화 작업 을 위하여 트랙터 장착용 시작기로 구현한 평두둑 복합작업기의 작업능률 및 운용비용을 분석하여 생 력화율을 평가하였다.

    재료 및 방법

    1 공시 작업기

    Shim et al.(2018)은 개념설계를 기반으로 경운 에서 파종에 이르는 순서가 일관작업이 되도록 시 작기를 구성하고 복합기의 기능이 최대한 발휘되기 위한 작업모듈 시스템의 주요기능을 결합하는 방식 으로 구현하였다. Fig. 1은 개념설계와 시작기 설계 로부터 구현된 평두둑용 복합기(BG-1200ABC: B Co., KR)로서 경운용 로타베이터 상부에 방제용 약 액탱크를 위치시키고 각 작업기의 작업순서가 농작 업 순서에 맞게 연결된 모양으로 구조를 단순화하 고 강도를 향상시킨 시작기이다.

    조향 반경을 최소화하고, 트랙터 3점 히치에 과 도한 모멘트가 발생하지 않도록 작업기의 길이는 최장 2,500mm 이하로 하였고, 방제모듈의 약액 탱크의 무게와 위치는 후방전도에 대한 안정성을 고려하였다. 작물별 재배양식 표준을 바탕으로 두 둑 및 멀칭 폭(W)은 1,200mm하였고, 적용 트랙터 는 Category I 또는 II(KS B ISO 730, 2014)로 서 복합작업기의 총중량은 1,000kgf이 넘지 않는 다. 여러 작업기가 하나의 시스템으로 결합되어 일 관시스템 전체가 트랙터의 3점 링크에 연결되어 견인되는 형태로서 자중 및 동하중을 충분히 견딜 수 있는 구조로 각 모듈 프레임은 탈착과 조정이 용 이한 편이 연결장치(KIPO, 2017)를 사용하였다. 본 연구의 포장성능 및 비용 분석 시험에서는 category II급 트랙터(RX600, Deadong, 49.2kW, KR)에 공시 작업기를 장착하여 작업하는 조건에서 평가 하였다.

    2 비교분석 작업체계

    Table 1에는 일관작업 체계(sequential integrated practice system: Practice B)를 위해 개발된 복합 기의 포장능률과 비용을 관행적 개별기계 작업체계 (conventional individual practice system: Practice A)와 비교하기 위하여 파종기를 포함한 5기종(경운 정지+두둑성형+살포+멀칭+파종)의 Case II(경우-2) 와 파종기를 제외한 4기종(경운정지+두둑성형+살포 /시비+멀칭)의 Case I(경우-1)로 구분하였다.

    로터베이터와 평두둑성형기, 토양살포기, 멀칭기의 네 단계 개별기계작업에 의한 관행작업시(Practice A, Case I) 포장능률과 운용비용에 대하여 복합 일 관작업기(Practice B, Case I: BG-1200AB)를 비교 하였으며, 또한 상기 기본 조합인 로터베이터와 평 두둑성형기, 토양살포기, 멀칭기에 평두둑용 파종기 를 추가한 다섯 단계의 개별관행(Practice A, Case II) 작업시 포장능률과 운용비용에 대하여 파종기가 부착된 다섯 모듈의 복합 일관작업기(Practice B, Case II: BG-1200ABC)를 비교하였다.

    Table 2에는 복합 일관작업기와 비교할 관행적인 개별 작업기중 선택된 작업기의 제원을 보였다. 개 별 작업기를 사용하는 관행작업의 경우 로터리와 두 둑성형 작업은 동시에 이루어지므로 로타베이터 (rotavator)와 두둑성형기(ridge former)는 조합하 여 평가하되 두 모듈의 동시작업의 효율은 두둑성형 기의 성능에 의하여 제한되는 것으로 고려하였다.

    3 포장능률 분석

    이론포장능률, 유효포장능률, 이론작업시간 및 부 담면적을 각각 식 (1)-(4)에 정의하였고(Chung, 2015), 일관 작업체계(Practice B)의 이론 작업시간, 이론 포장능률, 유효포장능률 및 부담면적을 계산하여 관 행 작업체계 A(Practice A)에 대한 작업시간과 포장 능률을 대비하고, 생력화율과 부담면적을 계산하였다.

    A t h = ( S × W ) / 10
    (1)

    여기서,

    • Ath= 이론포장능률(theoretical field capacity: ha/hr)

    • S= 작업속도(km/hr), W= 작업폭(m)이며,

    A e f f = E f × A t h
    식 (2)

    여기서,

    • Aeff= 유효포장능률(effective field capacity: ha/hr)

    • Ef= 포장효율(field efficiency)(Han et al., 2015)이다.

    포장능률을 계산하는데 사용되는 개별작업기에 대 한 계수는 대구경북지역의 마늘과 양파의 재배체계를 염두에 두고 대표적인 적절한 값들을 선정하여 사용 하였다(Song, 1998; Park, 2008; Chung, 2015).

    T t h = 1 ( A t h × 10 )
    식 (3)

    여기서,

    • Tth= 이론 작업시간(theoretical operating time: hr/10a) 이다.

    이론 작업시간은 이론 포장능률의 역개념으로서 개별작업기의 누적작업시간을 계산할 때 사용되며 이로부터 개별작업기의 이론 포장능률을 예상할 수 있다. 또한 각 개별작업기의 포장효율(Ef)을 사용하 여 Practice A의 관행 개별작업 시스템의 누적 유효 포장능률을 계산 할 수 있다. 이로부터 관행 개별작 업 시스템의 누적 포장효율을 계상할 수 있고 이 값 을 Practice B의 일관 복합작업 시스템의 최소 포장 효율으로 사용할 수 있다.

    A = A e f f × E u × E d × U × D
    식 (4)

    여기서,

    • A= 부담면적(arable area : ha/season)

    • Eu= 실작업시간율,

    • Ed= 작업가능일수율, U =1일 작업시간(hr/d),

    • D= 작업적기중의 작업일수(d/season)이며,

    L S R = ( 1 T t h o f P r a c t i c e B T t h o f P r a c t i c e A ) × 100
    식 (5)

    여기서,

    • LSR= 생력화율(labor saving rate : % )

    • Tth of Practice A or Practice B=관행 또는 일 관(이론)작업시간(hr/10a)이다.

    즉, 개별작업시간의 누계를 관행작업(Practice A) 시간으로, 복합 작업시간을 일관작업(Practice B) 시간으로 대입하여 생력화율(LSR)을 식 (5)에서 계 산하였다(Katahira et al., 2004).

    4 포장효율의 결정

    포장효율(Ef)은 이론포장능률(Ath)에 곱해져 유효 포장능률(Aeff)을 계산하는 계수로서 포장효율은 기 계의 정비상태, 작업환경(토양상태), 작업자의 숙련 도, 보조 작업자의 유무, 포장형태 등에 따라 결정 되는 효율이며 적정 작업속도에 영향을 받지 않는 다(Park, 2008; Han et al., 2015). Table 4에 보 인 개별작업기(Practice A)의 경우는 CASE I과 II 의 관행적 효율을 각각 이론작업시간(Tth)과 유효 작업시간(Teff)으로 누적하고 비율(Tth/Teff)을 구함 으로서 포장효율(Ef)은 각각 56%와 50% 정도로 판 단하였다.

    복합작업기(BG-1200AB)의 포장효율은 Fig. 2에 보인 10a 면적의 시험구(경상북도 남성주군 소재 불스 (주)시험포장(포장너비×길이: (Wp×Lp)=20m×50m) 에서 Fig. 1에 보인 작업기로 시험하여 결정하였다. Fig. 2와 Table 2에 설명된 작업과정에 ①-⑧로 표 시된 위치에서 시각을 측정하여 평균 시간을 사용하 였으며, 중간 ③-④의 30m(Lf : distance between flags) 구간에서는 등속을 유지하여 구간 측정시간 (T30)은 이론 작업시간(Tth)을 계산하는데 사용되었 다(Table 3).

    T t h = 1 ( S 30 × W )
    식 (6)

    S 30 = L f / T 30 : ③-④ 등속구간(30m)의 작업속도로 실 험에서 등속구간의 속도(S30)는 평균 1.69km/hr였다.

    T e f f = T L × N r / 60
    식 (7)

    • TL= 1조 작업시간(lap time per row), min/row

    • Nr= 조의 수(No. of rows= Wp/W)

    E f = T t h / T e f f
    식 (8)

    식 (6)과 (7)에 의하여 이론 작업시간(Tth)은 0.493hr/10a 이고, 실(유효)작업시간은 CASE I & II에 대하여 각각 0.884 및 0.982hr/10a으로 포장효율(Ef)은 식 (8)에 의하여 각각 0.558 및 0.502로 결정되었으며, 포장 능률 평가에서는 CASE I & II에 대하여 각각 0.56 와 0.5의 값을 사용하였다. 이는 Practice A에 대한 개별작업기의 누적 관행포장효율과 거의 일치하였다.

    5 비용 분석

    복합기의 비용분석은 관행에 대한 연간 고정비 비 율, 시간당 고정비 비율, 시간당 변동비 비율과 관 행에 대한 시간당 총비용 비율, 10a당 총 비용 비율 등을 중점적으로 분석하고 비교하였다. 개별적 작업 방법에 사용되는 작업기의 가격은 농업기계공업협동 조합의 권장소비자가격(KAMICO, 2016)을 기준으로 계상하였으며, 연간고정비(₩/yr)의 작업기에 대한 감가상각비(₩/yr)는 구입가격에서 폐기가격(구입가 의 5%)를 제외한 순가격을 내용연수(8년)(RDA, 2017) 동안 균등하게 배분하는 직선법을 식 (9)과 같이 사용하였다. 수리비는 통상적인 방법으로 기계 구입가에 6%로 책정하였으며, 이자율은 5%를 잔존 가격에 적용하였다(Park, 2008).

    감각상각비= 구입가격 내용연수 ( ₩/yr )
    식 (9)

    시간당 변동비(₩/hr) 중 유류비는 트랙터 부착형 작업기계를 운용할 때의 트랙터의 연료비를 기준으 로 식 (10)으로 계산하였으며, 연료비는 해당작업기 에 대한 트랙터의 경유소비량(L/hr)에 면세 경유가 격(671 ₩/L: 2016년)을 곱하여 계산하였고 인건비 의 계산은 식 (11)을 사용하였다(KOSIS, 2016). 로 터베이터와 두둑성형기는 일반적으로 조합되어 함께 사용되므로 두둑성형 작업의 인건비는 별도로 계상 하지 않았다.

    유류비(₩/hr)=연료비×1.3
    식 (10)

    연료비(₩/hr)=경유소비량(L/hr)×면세경유가격(₩/L)

    운전자 인건비(₩/d)=남성 인건비×1.4
    식 (11)

    남성 인건비는 96,246 ₩/d(일)로 계상하였다(Yu et al., 2017; Jun, 2018).

    분석의 공시 트랙터의 구입가격은 ₩46,100,000 으로 설정하였고(KAMICO, 2016) 연간 사용시간은 157시간(NAS-RDA, 2016) 그리고 사용에 따른 고 정비용율(tractor fixed cost rate)을 식 (12)에서 0.246을 사용하였다(Chung, 2015).

    트랙터사용 고정비용(₩/hr)= 구입가격×0.246 /연간사용 시간
    식 (12)

    결과 및 고찰

    1 이론 포장능률의 비교와 생력화율

    로터베이터와 평두둑성형기, 토양살포기, 멀칭기 의 개별 관행작업(Practice A, Case I)에 대한 포장 능률과, 상기 네 모듈에 비닐커팅기가 추가된 복합 일관작업 시스템(Practice B, Case I: BG-1200AB) 과 비교 고찰하였으며, 또한 상기 Case I 시스템에 평두둑용 파종기를 추가한 개별 관행작업(Practice A, Case II)에 대한 포장능률을 복합 일관작업 시스 템(Practice B, Case II: BG-1200ABC)과 비교 고 찰하였다.

    이론 작업시간(theoretical operating time: Tth) 은 Table 3에 보인 포장작업의 효율성 분석을 통하 여 CASE I에 대한 일관 복합기(Practice B)와 관행 개별작업(Practice A)의 작업시간(operating time: Tth)은 각각 0.42와 1.14hr/10a로 분석되었다. 또한 CASE II에 대한 일관 복합기(Practice B)와 관행 개별작업(Practice A)의 이론작업시간은 각각 0.56 와 1.70hr/10a로 나타났다. 일관 복합기와 관행 개 별작업의 이론 작업시간(theoretical operating time: Tth)의 비는 CASE I과 CASE II에 대하여 각각 36.5 및 32.7%로 단위면적에 대한 작업시간이 ⅓수준으로 감소되어 생력화율(LSR)로 환산하면 63~67%으로 작 업효율의 향상을 보였다. Table 4

    관행 및 일관작업의 멀칭(피복)모듈은 작업 중 복 토가 균일하지 못하고 두둑의 끝에서 비닐 커팅 작 업 등은 작업시간을 증가시키는 요인으로 작용하므 로 일관작업에서는 두둑의 시작과 끝에서 멀칭비닐 을 잡아주거나 절단하는 기능을 추가하여 진정한 생 력화가 이루어 질 수 있다. 또한 파종기의 경우는 결주나 멀칭간섭 등으로 인하여 작업속도를 증가시 키지 못하여 복합기의 작업능률을 떨어뜨리는 요인 이 된다. 분석에서 파종기가 추가된 CASE II 경우는 CASE I의 단위면적에 대한 작업시간 즉, 이론 작업 시간(theoretical operating time: Tth)이 ⅓-½정도 증가하면서 작업효율이 감소하는 것으로 분석되었다.

    기한 작업시간에 대한 고찰은 포장능률 즉, 단위 시간당 작업면적으로 고찰할 수 있다. Table 3에 보 인 CASE I에 대한 일관 복합기(Practice B: BG- 1200AB)와 관행 개별작업(Practice A)의 이론포장 능률(theoretical field capacity: Ath)은 각각 0.24와 0.09ha/hr로 분석되었다. 또한 CASE II에 대한 일 관 복합기(Practice B: BG-1200ABC)와 관행 개별 작업(Practice A)의 이론포장능률은 각각 0.18과 0.06ha/hr로 나타났다. 일관 복합기의 관행 개별작 업에 대한 이론포장능률(theoretical field capacity: Ath)의 비가 CASE I과 CASE II에 대하여 각각 274.1% 및 305.6%로 단위시간에 대한 이론작업 면 적이 약 3배 수준으로 일관복업기의 작업능률이 우 수하였고, 일관화된 복합기를 통한 작업은 관행적인 개별적 방법보다 단위시간에 처리할 수 있는 면적이 각각 174%P와 206%P 향상된 것으로 분석되었다. CASE I과 CASE II의 비교에 있어서는 파종기가 추 가된 CASE II가 CASE I보다 단위시간에 대한 작업 면적이 ⅔-¾수준으로 작업능률이 감소하였고 그 이유는 상기하였다.

    2 유효 포장능률의 비교

    유효포장능률(Aeff)은 이론포장능률(Ath)에 포장효율 (Ef)이 곱해진 값으로 포장효율은 ‘재료 및 방법’에 서 설명한 바와 같이 CASE I과 II의 포장효율(Ef)은 각각 0.56 및 0.5로 결정하여 분석하였다. CASE I 에 대한 일관복합기(Practice B)와 관행 개별 작업 (Practice A)의 유효포장능률(effective field capacity: Aeff)은 각각 0.13과 0.05ha/hr로 분석되었다. 또한 CASE II에 대한 일관 복합기(Practice B)와 관행 개별작업(Practice A)의 유효포장능률은 각각 0.09 와 0.03ha/hr로 나타났다. 또한 복합기의 부담면적 (A)는 Case I과 II 각각의 경우 13.55와 9.07ha/ season으로 분석되었다. 분석의 결과로 복합 일관작 업(Practice B)은 관행적 개별작업(Practice A)에 비해서 작업시간과 포장능률에서 각각 65% 정도의 작업시간 감소와 약 200%P 향상된 포장능률을 보여 주었다.

    Case I(경운+두둑성형+방제+멀칭)과 Case II(경 운+두둑성형+방제+멀칭+파종기)의 작업 효율성 분 석에서 Case I의 경우는 대부분의 작업들이 트랙터 에 부착되어 진행되는 작업으로 작업기의 작업 성능 과 부합하는 경향을 보였고, 방제모듈의 경우도 애 로 없이 적정 작업시간으로 나타났다. Case II의 경 우는 파종모듈이 작업속도의 제한요소로 작용하여 작업능률에 많은 영향을 미치는 부분으로 결주 등의 문제를 방지하기 위하여 작업속도를 감소시키면 단 위면적당 작업시간이 증가할 수 있다.

    3 운용비용 비교

    노동력 및 작업시간 절감을 위한 고효율 복합 작 업기(BG-1200ABC, B Co., KR)를 Category II 트 랙터(RX600: 49.2kW)에 장착할 경우 운용비용을 표로 정리하였다. Table 5에는 관행적인 경운·정 지, 두둑성형, 약액살포·시비, 멀칭·커팅, 파종· 정식의 다섯단계 농작업 과정에 사용되는 개별 상용 작업기의 구입가와 고정비용 및 변동비용 등을 계상 하여 시간당 총비용과 10a당 총비용을 평가하였다. 고정비는 주로 구입비에 영향을 받으며 변동비는 주 로 인건비에 의하여 주도되었다. 비용계상에 있어 로터리작업과 두둑성형은 통합되어 운용되므로 인건 비와 트랙터 고정비용에 대하여는 중복하지 않았으 나 작업기를 위한 유류비용은 추가 계상하였다.

    Table 6은 Table 5에서 개별적으로 평가한 비용 을 관행 개별작업 체계(Practice A)와 복합 일관작 업(Practice B)의 운용비용을 계산하고 비교하였다. 또한 관행 및 복합 작업에 대하여 로터베이터와 평 두둑성형기, 토양살포기, 멀칭기의 네 모듈 작업시 (Case I) 운용비용과 파종기가 추가된 다섯 모듈 작 업(Case II)의 비용을 비교분석하였다.

    복합 일관작업기(Practice B)와 관행 개별작업 (Practice A)의 구입가격의 비율은 Case I과 Case II에 대하여 각각 54.6%와 57.2%로 평가되었다. 여 러 작업기를 각각 구입해야 하는 관행작업에 대하여 한 대의 복합기만을 구입하는 초기 구입비용에서 약 45% 정도의 비용절감이 가능하였다.

    관행에 대한 복합기의 연간 고정비 비율은 Case I 과 Case II에 대하여 각각 54.6%와 57.2%로 나타 났다. 고정비의 대부분은 구입비에 의하여 주도되므 로 상기한 구입비와 같은 경향을 보였다. 그러나 시 간당 고정비는 각각 92.7%와 88.1%로 계산 되었다. 즉, Practice A와 B에 대한 고정비가 서로 비슷하 다는 뜻인데, 이는 관행작업의 작업기의 사용시간이 복합기에 비하여 비교적 길기 때문이다(Table 5). 관행에 대한 복합기의 시간당 변동비 비율은 Case I 과 Case II에 대하여 각각 38.8%와 30.5%로 나타 났다. 변동비의 대부분은 인건비에 의하여 주도되므 로 관행 개별작업(Practice A)의 인건비가 누적되어 변동비의 대부분을 차지하게 된다. 반면 일관작업은 (Practice B) 한번의 인건비만을 부담하여 비용을 덜게 된다.

    Table 6에 보인바와 같이 일관작업과 관행 개별작 업의 시간당 총비용은 Case I에 대하여 각각 122,911 및 306,454₩/hr와 Case II에 대하여 각각 128,401 및 403,684₩/hr으로 비율은 각각 40.1%와 31.8% 로 나타났다. 또한 단위면적당(10a) 총비용은 일관작 업과 관행 개별작업의 Case I에 대하여 각각 51,213 및 116,578₩/10a와 Case II에 대하여 각각 71,334 및 170,838₩/10a으로 비율은 각각 43.9%와 41.8% 로 나타났다. 따라서 복합기를 이용한 일관작업의 비 용은 관행의 비하여 시간당 또는 단위면적당 60~70% 정도 절감할 수 있을 것으로 분석되었다.

    이 분석결과에 따라서 개별적 관행 작업보다 복합 기를 사용함으로써 비용 측면에서 상당한 절감효과 를 기대할 수 있는 것으로 생각된다. 정식, 수확, 육묘, 선별 작업 등의 과정의 기계화율이 낮은 우리 나라의 현실에서 개별적 작업을 통합하여, 일관작업 을 실행함으로써 노동력(인건비)과 비용절감의 이득 을 동시에 얻을 수 있는 것으로 생각되었다.

    결론적으로 복합기를 사용하여 평두둑 작업체계 를 일관화 함으로써 65% 정도의 작업시간 감소와 200%P 정도의 향상된 포장능률을 보였고, 작업기 구입가에서 45% 정도 절감과 인건비와 비용은 60% 이상 절감할 수 있었다. 추가 연구로서 마력당 연료 소비율에 대한 연구와 손익분기점의 분석을 통한 적 정 연간 작업 면적규모와 전국 적정농기계대수를 추 정하여 제시할 것을 제안한다(Kang & Han, 2014).

    감사의 글

    본 결과물은 농림축산식품부의 재원으로 농림식품 기술 기획평가원의 농림축산식품 연구센터의 지원을 받아 연구되었음(716001-07).

    Figure

    JALS-52-137_F1.gif

    A prototype integrated implement attached using 3-point hitch of tractor for labor-saving upland farming.

    JALS-52-137_F2.gif

    Field test layout and check points for measuring duration time along a 50m-row operation for the integrated tractor implement.

    Table

    Attachment modules involved in the Cases I & II for field capacity and cost analyses to comparing conventional individual operation(Practice A) and sequential integrated attachment operation(Practice B)

    Selected commercial attachments for the field capacity analysis of an integrated implement with 1200 mm swath

    Time measurement during a 50m-row operation of the integrated tractor implements of CASE I and CASE II in Practice B

    Comparison of field capacities and efficiencies using conventional individual operations and a sequential integrated implement operation for 1200 mm swath(W) of flat ridge preparation

    Purchase price and operating cost of individual attachments in the conventional farming process with a swath of 1200 mm

    Comparison of operating costs for conventional individual operations and a sequential integrated implement operation with 1200mm swath(W) of flat ridge preparation

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