CC BY
30
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.
УДК 631.21.636 ДА. ДАВЫДОВ
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ДОИЛЬНЫХ ЗАЛАХ МОЛОЧНЫХ ФЕРМ ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
В результате работы, проведенной на восьми крупных молочных фермах Ленинградской области, установлено, что программное обеспечение и средства автоматизации производственных процессов, применяемые на современных молочных фермах, обладают большим потенциалом повышения эффективности производства за счёт использования информационных технологий. Однако на практике в большинстве случаев эти возможности используются крайне недостаточно. Основными причинами неполного использования весьма дорогостоящих программных продуктов и средств автоматизации являются: недооценка специалистами и руководителями предприятий важности использования имеющегося информационного ресурса и упущенной вследствие этой недооценки выгоды; низкая квалификация обслуживающего персонала и несоблюдение им технологических регламентов; недостаточная степень адаптации поставляемых зарубежными производителями программ и средств автоматизации к использованию на крупных российских предприятиях.
В отличие от привязного, беспривязный способ содержания обеспечивает благоприятные условия для эффективного использования новейших достижений информационных технологий. Современные фермы с беспривязным способом содержания животных оснащаются компьютерными программами, предназначенными для решения трех основных задач: управления стадом, автоматизации производственных процессов, анализа технико-экономических показателей и принятия на основе результатов этого анализа соответствующих управленческих решений.
В задачи управления стадом входят контроль за физиологическим состоянием, поведением и здоровьем животных, половой активностью коров и нетелей, динамикой изменения массы и продуктивности. Эти задачи решаются на основе автоматической системы иденти-
145
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
фикации животных с использованием индивидуальных респондеров, а также датчиков активности, температуры тела, электропроводности и других свойств молока, тензометрических взвешивающих устройств и т.п. Полученная с использованием этих систем, датчиков и устройств информация используется для принятия решений об изменении рационов кормления, своевременном осеменении коров и нетелей, перемещении групп скота из цеха в цех, о выбраковке отдельных животных, их лечении и т.д. Эта информация используется так же для разработки мероприятий, направленных на экономию кормов, энергии и других ресурсов, повышения производительности труда и экономической эффективности предприятия.
Задачи автоматизации производственных процессов решаются с помощью систем автоматического управления процессами доения, автоматических станций выдачи концентратной подкормки по заданной программе, автоматов выпойки телят и кормления комбикормом, автопоилок, автоматических навозоуборочных установок, систем управления микроклиматом, селекционных ворот для сортировки животных и других устройств.
Цель работы заключалась в том, чтобы изучить возможности информационных систем и средств автоматизации производственных процессов, применяемых на крупных молочных фермах, выявить степень использования этих возможностей и наметить пути повышения эффективности работы предприятий за счет применения современных информационных технологий.
Рассмотрим перечисленные функции на примере системы управления стадом DAIRYPLAN , используемой на ряде молочных ферм Ленинградской области (см. табл.). Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что использование программы DAIRYPLAN способствует получению высоких показателей.
146
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.
Показатели хозяйств Ленинградской области, использующих программу DAIRYPLAN
Хозяйства Поголовье коров Средний надой молока, т/гол. год Содержание жира, %
ЗАО ПЗ «Гражданский» 1070 9394 3,62
ЗАО ПХ «Первомайское» 1000 6819 3,80
ЗАО «Волховское» 1007 5907 3,95
ОАО «Ударник» 820 6953 3,60
ЗАО «Предпортовый» 785 7520 3,53
ООО «Петрохолод АТ» 890 5317 3,61
ЗАО ПЗ им. Тельмана 1400 6098 3,76
ЗАО ПЗ «Рабитицы» 920 9675 3,85
DAIRYPLAN представляет собой подборку независимых программных средств, которые объединены программой «DPMenue». Главное внимание уделяется программам обработки данных. Цель состоит в указании пути, по которому пользователь мог бы составлять подборки для анализа по собственному желанию. Отдельные программы представлены пиктограммами, важнейшие из которых приведены ниже.
Программный модуль DPList - генератор списков (рис. 1) представляет собой гибкий инструмент, при помощи которого можно составить новый список, а также обработать или изменить существующие списки животных. При обработке текста «DPList» одновременно вызывается какой-либо из существующих списков DAIRYPLAN. В DAIRYPLAN содержится свыше 60 готовых оригинальных списков, основу которых нельзя изменять. Кроме того, списки обновляются с помощью Update, так что произведенные изменения не являются действующими. Однако эти списки могут служить в качестве оригинала, для чего они сохраняются под другим именем. Полученные в результате копии можно по усмотрению изменять и обрабатывать. С целью получения наилучшего обзора все «оригинальные списки» сохраняются в специальном перечне.
147
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
Анализ Функция ввода Прочие функции
DPList (списки) Ввод (ввести, изменить, удал ить) DPSetup
Dfil DPHerdStat (статистика) а\ DPVet (ввод мероприятий) Di DPBackup (сохранение данных)
DS DPScatterGraph (анализ) “й DPData Exchange (обмен данными)
DPTableGraph (графика) н Подменю (прочие пункты меню)
CJ_ DP Event (индикация графического анализа времени дойки)
Q DPSingle (данные об отдельных животных)
Рис. 1. Пиктограмма программы DPList
Программа DPTableGraph - генератор графики служит для графического отображения определенных параметров, благодаря чему можно более наглядно проследить изменения тех или иных показателей на протяжении длительного периода времени. Примером может служить индивидуальная для животного кривая лактации в сравнении с изменением средней продуктивности стада. Другой важной возможностью использования графического отображения является контроль активности для распознавания течки.
Главной программой DAIRYPLAN является DPProcessControl. Она автоматически запускается при старте компьютера, обеспечивает коммуникации между ПК и подключенными периферийными устройствами и управляет всеми процессами, зависящими от времени суток, например, началом кормления.
С помощью программы DPEdit - ввод параметров животных, можно вводить данные, как в таблицу. Программа используется, когда нужно ввести новые данные для одного или нескольких животных.
Программа DPSingle - просмотр параметров отдельного животного, содержит все имеющиеся данные о животном. Для вызова необходимого массива данных нужно указать тему, например: данные
148
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.
о животных в массивах корм (контроль процесса), «Euter» (вымя) и «Melksteuercodes» (коды управления дойкой). В этой программе можно ввести некоторые заданные величины параметров для отдельных животных.
В меню «Melken» (Дойка) имеются функции для оценки процесса дойки. С их помощью можно оценить характеристики потока молока отдельных животных. В списках содержатся подробные результаты. Наиболее эффективной является полностью автоматическая регистрация с помощью счетчика количества молока METATRON в совокупности с автоматическим распознаванием животных в доильном зале.
Общий взгляд на работу доильного зала дает обзорная программа управления системой «DPView». Эта программа позволяет даже извне доильного зала проследить, какие животные находятся в доильном зале. Персональный компьютер, установленный в доильном зале и связанный по сети с компьютером DAIRYPLAN, обеспечивает посредством DPView наглядный доступ к информации (рис. 2).
Анализ продуктивности с помощью METATRON позволяет в конце времени дойки сделать обзор показателей за время дойки. Статистика распознавания (А) позволяет оценить качество автоматического распознавания. При этом надои без распознавания не суммируются. Процентное отклонение (В) количества надоенного молока от ожидаемого количества молока в этом примере (см. рис. 2) показывает отрицательную тенденцию в стаде. Если отдельные приборы METATRON показывают отклонения в двухразрядной области в течение нескольких дней, это говорит о наличии неисправности. Посредством смещения видимого разреза окна можно просмотреть результаты предыдущих доек. На основании данных, измеренных при помощи METATRON, в совокупности с автоматическим распознаванием животных можно после обработки получить дополнительную информацию, позволяющую сделать выводы об эффективности работы доильной установки и обслуживающего персонала.
149
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
к;*)*». |ть.4н '4 .*• *« *«» ■ • *• П % *4 ► * • 1 - ■ ■? fS =1- •7У wi t . !-y
Metatron (Carousel) 1 |*J Metatron (Carousel) 7
1 ' 2 Э 4 | 5 «I 7 8 1 2 3 | 4 5 | 8 7 | 8
77 109
Status In Worter TROCK Milch Gemeiksdatum 27.09 02
Gruppennumrier 6 Milch Gemeiks2e( 7 52
Laktatlorwtage 409 Milch Gemelks»Tienge 9.90
Mttatrai <C«rcu*4j lAnnx :C»oj.all
No Actrnd ЭМи? Mk No Anna! S»*us Hfc “
1 77 10 6 2*7 MMt
2 110 10 в 276 MHt
3 370 lUM 7 1C« РгиЬ 1.4 Kb
4 312 MC* e 237 a&Kg
... Iff
Рис.2. Пример информации программы DPView:
А - Индикация животного, которое было распознано последним; В - Индикация животного, которое было подоено последним; С - Индикация находящихся в доильном зале животных с распределением по месту
Важной задачей при управлении стадом является контроль за животными. Примерно 12% стада имеют отклонения от нормального состояния. Этих животных необходимо идентифицировать и обеспечить им соответствующее лечение. Это относится также к мероприятиям от распознавания течки с последующим вводом в систему управления до определения неизлечимого мастита с последующим принудительным забоем. При управлении стадом с полной компьютерной поддержкой задача системы контроля ограничивается составлением списков продуктивности и выполнением функций, акцентирующих внимание на предстоящих календарных мероприятиях.
Если в доильном зале установлен измеритель количества молока METATRON, то в любом случае ежедневно проверяется список
150
ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов.
ГНУ СЗНИИМЭСХРоссельхозакадемии. 2009. Вып. 81.
тревожных сигналов по электропроводности молока. В этом списке перечислены животные, у которых количество молока и/или его электропроводность отличается от заданной нормы. Эти отклонения рассчитываются на основе специальных статистических параметров, которые позволяют уменьшить число ошибочных списков тревожных сигналов.
Как видим, система DAIRYPLAN имеет очень широкие возможности использования информационных технологий в целях повышения эффективности работы предприятия. Однако, как показали наблюдения в приведенных хозяйствах (см. табл.), эти возможности используются недостаточно. Чаще всего используют только отчеты по надоям, базы данных животных и управление электронными системами доильного зала. Программы селекции животных, планирования, ветеринарных операций, контроля и учета медикаментов не используются. Специалисты хозяйств недооценивают всю пользу более полного использования возможностей программы, в том числе и для облегчения собственного труда. Положение не меняется, несмотря на проводимые ежегодно курсы повышения квалификации. Одним из путей решения этой проблемы могла бы стать сжатая «горячая» информация для руководителя предприятия, которая вскрывала бы наиболее острые проблемы работы молочной фермы.
Препятствиями к использованию возможностей системы являются также некоторые конструктивные недоработки. В частности, система чрезвычайно чувствительна к качеству электропитания. В связи с этим особо важные узлы переведены на источники бесперебойного питания, мощность которых соответствует энергопотреблению электронных блоков управления. В результате этого усовершенствования перебои в системе прекратились. Внесены также некоторые изменения в электрическую цепь управления системой промежуточной дезинфекции доильных аппаратов, что позволило автоматизировать перевод установки из режима ожидания в режим дойки и исключить влияние «человеческого фактора» на выполнение этой операции.
151
Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства.
По результатам изучения опыта применения DAIRYPLAN в указанных хозяйствах, можно сделать следующие выводы.
1. Программное обеспечение и средства автоматизации производственных процессов, применяемые на современных молочных фермах, обладают большим потенциалом повышения эффективности производства за счет использования информационных технологий.
2. На практике в большинстве случаев эти возможности используются недостаточно.
3. Основными причинами неполного использования весьма дорогостоящих программных продуктов и средств автоматизации являются:
- недооценка специалистами и руководителями предприятий важности использования имеющегося информационного ресурса и упущенной вследствие этой недооценки выгоды;
- низкая квалификация обслуживающего персонала и несоблюдение им технологических регламентов;
- недостаточная степень адаптации поставляемых зарубежными производителями программ и средств автоматизации к использованию на крупных российских предприятиях.
Исходя из этих выводов, задачами дальнейших исследований являются:
- разработка научно обоснованных предложений и рекомендаций по совершенствованию программ и средств автоматики с учетом условий их использовании на крупных российских предприятиях по производству молока, т.е. более полная адаптация системы к условиям эксплуатации;
- разработка алгоритмов составления ежедневных информационных сообщений для руководителя и специалистов хозяйства, на основании которых они могли бы принимать оперативные решения по устранению скрытых недостатков и упущений.
Получено 28.09.2009.
152
