12 АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ МОНИТОРИНГ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ МОЛОКА
Накопленный опыт функционирования систем мониторинга в сельском хозяйстве и промышленности (экспериментальный молочнотоварный комплекс на 200 голов «Щапово», молочнотоварная ферма-лаборатория на 800 голов в Киевской области, откормочный комплекс на 10 тыс. голов крупного рогатого скота «Вороново» в Московской области, внедрение автоматизированной системы учета тепловой энергии филиалом «Петербургская Телефонная Сеть» ОАО «Северо-Западный – Телеком») показывает высокую экономическую эффективность этого направления технического прогресса. Единовременные вложения в системы мониторинга возмещаются, как правило, за 1,5 – 3 года. Такая быстрая окупаемость объясняется повышением производительности труда и увеличением выпуска продукции на 2 – 8%, сокращением материально-сырьевых и топливно-энергетических затрат на 2 – 4%, увеличением фондоотдачи на 2 – 5%, а также уменьшением трудовых затрат и себестоимости продукции, улучшением ее качества, снижением (или полной ликвидацией) отходов, брака и т.д.
Характерной чертой современного этапа технического прогресса в области системной автоматизации животноводческих предприятий становится программно-целевой подход к организации управления всеми поточными линиями, обеспечивающий переход от автоматизации отдельных машин и агрегатов к полной автоматизации ферм и комплексов, что предопределяет создание систем автоматизации и мониторинга, использующих современные достижения науки об управлении, экономико-матема-тические методы и управляющие ЭВМ.
Создание систем автоматизации и мониторинга на основе программноцелевого подхода обеспечивает своевременный сбор, накопление, хранение, регистрацию, обновление, поиск, анализ, быструю и качественную обработку и передачу информации, необходимой для обоснованного принятия решений по эффективному управлению животноводческим предприятием. Таким образом, система мониторинга – это оптимальная по содержанию и автоматизированная по форме человеко-машинная система управления животноводческим предприятием.
Внедрение системы мониторинга на отдельной МТФ только для учета продуктивности животных и управления раздачей концентрированных кормов не вполне целесообразно. Наибольшая эффективность их применения достигается в сочетании между собой для формирования комплексного контроля и управления содержанием молочного стада, а также производственными процессами по ферме в целом. С достаточной степенью эффективности удается автоматизировать и осуществлять информационное обеспечение следующих приемов и операций:
-
оперативный контроль за процессом лактации и уровнем продуктив-
-
ности;
-
взятие проб для всех видов лабораторного анализа молока;
-
обнаружение отклонений в составе молока;
-
диагностика различных стадий маститов;
-
измерение температуры молока для выявления больных коров и коров
-
в охоте;
-
определение живой массы и регистрация активности (подвижности)
-
дойных коров;
-
комплексный расчет рациона;
-
индивидуальное дозирование концентратов;
-
дифференцированное разделение потока обслуживаемых коров;
-
составление сводов-обзоров о продуктивности, периоде лактации
-
и состоянии здоровья каждого животного;
-
расчет финансово-экономических показателей молочного хозяйства.
Автоматизация молочнотоварных ферм ставит задачу осуществления целого ряда изменений в технологии, технике и оборудовании. Применение автоматизированной технологии индивидуального кормления коров концентратами требует размещения кормовых станций в секциях для животных, предъявляет особые требования к планировке доильных залов, обеспечению специальными площадками с боксами для зооветобслуживания животных.
Максимального эффекта от внедрения системы мониторинга можно добиться только при проведении других организационно-технологических мероприятий по повышению эффективности производства: укрепление кормовой базы, комплектование ферм однородным высокопродуктивным стадом, обеспечение надежного функционирования оборудования и др.
Наиболее часто применяются системы управления доением, предназначенные для автоматизированного доения, автоматического сбора, обработки индивидуальной биологической информации о коровах и перегруппировки стада.
В станках доильной установки находятся антенны системы распознавания номеров, блоки управления режимом доения, датчики-счетчики надоя молока, сигнализаторы мастита, манипуляторы, кнопки ввода информации и сигнальное устройство. В проходе установки смонтированы микроконтроллеры с информационным табло, коммутатор системы распознавания. Для управления впуском и выпуском коров применяют рукоятки ручного управления и пневмоприводы дверей.
В каждом станке распознается номер животного, запрашивается информация о нем и на блоке управления доением, расположенном в станке, высвечивается информация «не доить», «мастит», «антибиотики» и др. По ней оператор решает как поступить с животным. Если отклоняющих сигналов нет, то он подводит манипулятор, надевает доильные стаканы и ставит датчик манипулятора на режим доения. По окончании доения и интенсивности молокоотдачи 400 г/мин манипулятор переходит в режим додаивания,
а при интенсивности 200 г/мин отключаются доильные стаканы и выводятся из-под коровы. При этом сведения об индивидуальном удое поступают в микроконтроллер доильной установки, сравниваются с ожидаемым удоем и, если текущее количество молока меньше ожидаемого более чем на 10%, высвечивается сигнал «недодой». Операция доения в этом случае повторяется.
После выдаивания коровы по скотопрогону проходят к расколу. Здесь распознаются номера животных, и те из них, которые должны быть выделены из потока, направляются в бокс для обслуживания. При этом зоотехникам и ветеринарным врачам выдается с ЭВМ документ, указывающий, по какому признаку выделено животное и какую операцию обслуживания с ним рекомендуется проводить.
В настоящее время уже создано много отечественных и зарубежных компьютерных программ в помощь специалисту для обработки информации по селекционной работе, по составлению рационов и др. Однако центральным звеном этой информационной цепи является инструмент, оперирующий текущей информацией о животных, предоставляющий данные о фактическом состоянии производства на данный момент. Таким инструментом является программа управления стадом.
Программа управления стадом привязывается к доильному оборудованию, так как оно является ключевым звеном в технологии производства молока – именно здесь собирается, обновляется и записывается информация о продуктивности, качественных показателях молока, воспроизводстве, физиологическом состоянии животных. Компьютерная обработка этого массива данных предоставляет специалисту информацию, на основании которой он может принимать оптимальные решения, касающиеся как отдельного животного, так и стада в целом.
Одной из систем такого рода является программа «Кристалл», которую предлагает английская компания-производитель доильного оборудования Fullwood, минимальная базовая комплектация которой включает разделы: «Программа учёта надоев с записью электропроводности», «Календарь животного», «Активность животного», «Программа графического отображения данных».
Одними из ведущих отечественных разработок в данной области являются программные комплексы «Молочнотоварная ферма. Оперативное управление» и « Комплексная оптимизация и анализ рационов, комбикормов, премиксов « КОРАЛЛ», разработанные в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева под руководством профессора Б.В. Лукьянова. Для хранения технологической информации предприятия по производству молока рекомендуется использовать базы данных. На рисунке 12.1 представлена часть модели базы данных, разработанной совместно учеными ВНИПТИМЭСХ и АЧГАА.
Для работы с базой данных разработан ряд программ (рисунки 12.1–12.10).
