随着农业机械化水平的提高,我国农机作业组织蓬勃发展,农机社会化服务已成为农民持续增收的重要渠道。然而,我国农机作业向社会化服务快速发展的同时,农机作业管理仍旧比较粗放,作业过程存在诸多浪费。浪费现象的存在,降低了农机作业过程的运行效果,影响农机作业组织的运营绩效和农民增收。如何减少或消除浪费以提高农机作业过程运行效果是众多学者长期关注的问题。农机作业过程的运行效果受到人、机器和作业环境等多种因素的综合影响,需要一种高度融合多种管理方法和手段的管理体系的支持,才能实现作业资源的有效配置和合理使用,最终实现农机作业过程的精益化运作。该论文以大田作物机械化收运过程为研究对象,引入精益思想,提出了大田作物机械化收运系统精益运行模式。在实地调研基础上,运用系统分析、问题建模和案例研究等方法,对大田作物机械化收运系统精益运行模式的构建、田间收获机组作业路径精益规划和物料搬运系统精益规划等问题展开研究。主要研究结论如下:明确了大田作物机械化收运系统的概念和内涵,分析了大田作物机械化收运过程的主要活动、存在的浪费类型及其产生原因,建立了消除各种浪费的评价指标体系和总体解决框架。根据活性系统理论,从系统整体消除浪费的角度,构建了大田作物机械化收运系统精益运行模式的总体框架模型。为了减少或消除收获机组田间作业时的空行程浪费,考虑在机组行走路线上设有一个或多个固定集货点的情形,建立了带固定集货点的收获机组田间作业路径精益规划模型,并应用带卸货控制因子的蚁群算法进行求解。案例研究表明:1)构建的模型能够有效规划相应实际情形下的田间作业路径和集货点布局;2)优化的作业路径与采用梭行法的作业路径相比,能够节约33.3%的空行程,有利于提高收获机组作业效率和降低作业成本;3)优化的作业路径中只有带直线行程的圆弧形弯,有利于减少农田土壤干扰和地头宽度。考虑大田作物机械化收运过程中收获机组和运输机组之间的收运物流协调问题,分别建立了不同运输方式下的大田作物机械化收运系统物料搬运精益规划模型。针对单载运输方式下的作物收运系统物料搬运问题,构建了一个描述大田作物机械化收运过程物料搬运系统运作机制的排队模型来优化系统运行参数。案例研究表明,规划的物料搬运系统的系统利用率较高,存在的等待浪费较少。针对混载运输方式下的大田作物机械化收运系统物料搬运问题,将其规划为带时间窗的车辆路径问题,并利用量子蚁群算法进行求解。案例研究表明,构建的模型能够有效规划物料搬运系统中运输机组的数量及其响应卸货请求的合理顺序。最后,将所研究的大田作物机械化收运系统精益运行模式及相关消除浪费的方法应用于新疆生产建设兵团某国营农场的机采棉收运过程,完善了机采棉收运过程的精益运作体系,项目的初步实施证明了研究成果的有效性。