CC BY
16
УДК 631.22.012
ПРИМЕНЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭРГАТИЧЕСКИХ БИОМАШСИСТЕМ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ
Ю.А. Цой, чл.-кор. РАН
Р.А. Баишева, кандидат технических наук
ФГБНУ ФНАЦ ВИМ
E-mail: [email protected]
В.В. Танифа, кандидат с.-х. наук
Ярославский НИИ ЖК - филиал ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» E-mail: [email protected]
Аннотация. Приведены требования, определяющие жизнедеятельность и продуктивность животных. Представлен анализ хозяйств в Ярославской области. Анализ диаграмм показывает, что при одинаковых потенциально информационных и когнитивных ресурсах, природно-климатических условиях наблюдается большой разброс как по удоям, так и рентабельности молочных ферм. Так, при среднем удое по району 5975 кг/год пять хозяйств имеют удой менее 4000 кг, а четыре хозяйства свыше 7 000 кг. При среднем по району уровне рентабельности 27% три лучших хозяйства имеют рентабельность выше 50%, а три хозяйства убыточны. Предложена структура и расчеты эффективного функционирования эргатической системы управления (ЭСУ) молочной фермы. С точки зрения оценки надежности функционирования ЭСУ-ферма должна относиться к восстанавливаемым системам с временной избыточностью. Основанием для этого служат следующие особенности ЭСУ-фермы: отказы техники; принципиальная возможность увеличения поголовья за счет применения новых технологий разведения; повышение продуктивности скота за счет совершенствования кормления, воспроизводства стада; повышение квалификации кадров, применения новых технологий и оборудования; наличие временной избыточности, когда за счет этого резерва осуществляется восстановление.
Ключевые слова: эргатическая система, продуктивность, структура управления, молочная ферма.
С точки зрения управления животноводство представляет собой эргатическую человеко-машинную систему, дополненную предметом труда - животным. Известный на Западе специалист по менеджменту в животноводстве Ян Гулсен определил семь факторов, определяющих жизнедеятельность и продуктивность животных: корм-вода, воздух-свет, отдых-спокойствие и здоровье [1]. К ним необходимо добавить доение, которое в процессе эволюции стало условно приобретенным фактором (рис. 1). Управление этими факторами - это и есть суть животноводства. Структура эргатической системы управления (ЭСУ) молочной фермы представлена на рис. 1. Для оценки эффективности рассматриваемой системы воспользуемся определением эффективности функционирования технических систем «как некой количественной характеристикой качества и объема работы» [2].
Рис. 1. Классификация факторов и требований, определяющих жизнедеятельность и продуктивность животных
В данном случае валовый удой, количество говядины, приплода и пр. перечисленные Я. Гулсеном факторы представляют собой перечень необходимых условий для производства продукции. Переход от парадигмы «человек доит и кормит корову» к парадигме
«корова сама себя кормит и доит», сформулированной А. Schön [3], не учитывает качественные показатели, например, качество корма. Поэтому даже в обозримом будущем в системе «человек-машина-животное» важную роль будет играть человек.
По мнению Л. Груссманна, генерального директора «Genoservice Corp», члена НКО «Ассоциация производителей крупного рогатого скота голштинской породы Чехии», для достижения более высокой продуктивности необходимо: повышение качества кормовых культур, создание комфорта для животных, совершенствование кормления до и после отела [4]. Обеспечение животных перечисленными Я. Гулсеном и Л. Груссман-ном факторами осуществляется человеком.
Исследование авиационных эргатических систем: по мировой статистике из каждых четырех авиационных происшествий три происходят в результате ошибочных и недостаточно эффективных действий летного состава [5]. На долю «человеческого фактора», по данным этого автора, приходится 60-80% всех происшествий, причем из года в год это соотношение не меняется. Об огромном влиянии «человеческого фактора» в жизни, в том числе и на производство, на интуитивном уровне всем достаточно хорошо известно. Однако только в последние годы с развитием информационных технологий появились в различных отраслях работы с попыткой учесть их при проектировании систем. В качестве примера, иллюстрирующего актуальность этого направления, приведем результат деятельности хозяйств по производству молока в рамках одного района Ярославской области. Анализ данных диаграмм (рис. 2) показывает, что при одинаковых потенциально информационных и когнитивных ресурсах, природно-климатических условиях наблюдается большой разброс как по удоям, так и рентабельности молочных ферм. Так, при среднем удое по району 5975 кг/год пять хозяйств имеют удой менее 4000 кг, а четыре хозяйства свыше 7 000 кг. При среднем по району уровне рентабельности 27% три лучших хозяйства имеют рентабельность выше 50%, а три хозяйства убыточны.
10515
7614 7575 7327
средний удой 5975
3500 3384 3300 3257
а)
сре/^нее
— 22
б)
Рис. 2. Данные по работе молочных ферм в рамках одного района Ярославской области: а - удой, кг/год; б - рентабельность хозяйства, %.
Как видно из структурной схемы (рис. 3), с увеличением уровня механизации, как писали классики марксизма, «труд выступает уже не столько как включенный в процесс производства, сколько как такой труд, при котором человек, наоборот, относится к самому процессу производства как его контролер и регулировщик... » [6].
С переходом к автоматизированному производству человек несет ответственность за эффективность работы всей эргатической системы. Повышение качества и уровня управленческих решений будет зависеть от его информационного обеспечения как в части производства, так и в части использования им интеллектуальных когнитивных ресурсов. Приведенный ранее пример из результатов хозяйственной деятельности одного из районов Ярославской области показывает, что при одинаковых природно-климатических и социально-экономических условиях только различием уровней принимаемых управленческих решений можно объяснить
большой разброс результатов. Аналогичный пример и объяснение приводит в своем интервью ранее упомянутый Л. Груссманн [7]. В схеме каждый управляемый фактор должен иметь цифровой информационный блок (ЦИБ), что является одним из необходимых условий перехода к цифровой экономике.
Информационно- 13 когнитивные ресурсы
Менеджер 1
Рис. 3. Структура эргатической системы управления (ЭСУ) молочной фермой:
1 - управляющий, менеджер; 2 - животное; 3 - машина; 4 - продукция (молоко, мясо, приплод, навоз); 5 - менеджер по продажам; 6 - потребитель; 7 - корм; 8 - отдых, спокойствие; 9 - здоровье; 10 - доильная установка; 11 - оборудование коровника (вентиляция, свет, воздух, вода, электроснабжение); 12 - информационный ресурс молочного рынка; 13 - информационно-когнитивные ресурсы; 14 - внешняя среда
С точки зрения оценки надежности функционирования ЭСУ-ферма должна относиться к восстанавливаемым системам с временной избыточностью [8]. Основанием для этого служат следующие особенности ЭСУ-фер-мы:
- отказы техники: в договорах на ТО фирмы указывают максимальное время ожидания устранения отказа (3-6 часов), а для оперативных целей на ферме создается обменный фонд быстро изнашиваемых деталей;
- принципиальная возможность увеличения поголовья за счет применения новых технологий разведения;
- повышение продуктивности скота за счет совершенствования кормления, воспроизводства стада;
- повышение квалификации кадров, применения новых технологий и оборудования;
- наличие временной избыточности, когда за счет этого резерва осуществляется восстановление.
Для развития и увеличения интеллектуального потенциала управляющих обязательным элементом является наличие блока информационных когнитивных ресурсов. Опыт и здравый смысл показывают необходимость контролирующего блока в виде владельца фермы, учредителей или любого другого органа. В СССР таким органом являлись партийные и советские органы.
Литература:
1. Hulsen J. Vorträge und Stalltrainings. Vetvice, 2010.
2. Надежность технических систем. М., 1985.
3. Schön H. Automatisches melken KTBL-Schriften-Vertrieb im Landwirtschaftsverlag GmbH. Darmstadt, 2002.
4. Груссман Л. Основные пути и методы работы с гол-штинской породой КРС // Практические рекомендации по оптимизации кормления, обеспечению правильного обмена веществ, созданию комфорта для высокопродуктивных пород КРС. Самара, 2015. С. 10.
5. Корнеев В.М. Основы теории авиационных эргати-ческих систем. Ульяновск, 2015.
6. Маркс К., Энгельс Ф. Сочинение. М., 1969. Т. 46.
7. URL: http://www.dairynews.ru/news/vera-v-rossiys-kuyu-genetiku-intervyu-s-lyumirom-gr.html
8. Черкесов Г.Н. Надежность технических систем с временной избыточностью. М., 1974 .
Literatura:
1. Hulsen J. Vorträge und Stalltrainings. Vetvice, 2010.
2. Nadezhnost' tekhnicheskih sistem. M., 1985.
3. Schön H. Automatisches melken KTBL-Schriften-Vertrieb im Landwirtschaftsverlag GmbH. Darmstadt, 2002.
4. Grussman L. Osnovnye puti i metody raboty s golshtin-skoj porodoj KRS // Prakticheskie rekomendacii po opti-mizacii kormle-niya, obespecheniyu pravil'nogo obmena veshchestv, sozdaniyu komforta dlya vysokoproduktivnyh porod KRS. Samara, 2015. S. 10.
5. Korneev V.M. Osnovy teorii aviacionnyh ehrgatiches-kih sistem. Ul'yanovsk, 2015.
6. Marks K., EHngel's F. Sochinenie. M., 1969. T. 46.
7. URL: http://www.dairynews.ru/news/vera-v-rossiys-kuyu-genetiku-intervyu-s-lyumirom-gr.html
8. CHerkesov G.N. Nadezhnost' tekhnicheskih sistem s vremennoj izbytochnost'yu. M., 1974 .
APPLICATION AND TECHNOLOGICAL MODERNIZATION OF ERGATIC BIOMACHSYSTEM IN LIVESTOCK Y.A. Tsoi, RAS member-cor. R.A. Baisheva, candidate of technical sciences FGBNY FNAC VIM
V.V. Tanifa, candidate of agricultural sciences Yaroslavl NII JK - filial of FNC "VIK after V.R. Williams"
Abstract. The requirements animals' living and production determination are given. The Yaroslavl region's farms analysis is presented. The diagrams' analysis shows that at the same potential information and cognitive resources and natural-and-climatic conditions, there is a large range both in dairy farms milk yields and profitability. So, at the region's average yield of 5975 kg/year, five of the farms have a milk yield less than 4000 kg, and four farms - of over 7 000 kg, At the region's average by level of profitability of 27%, three of the top farms have a profit above 50% and three of farms are unprofitable. The structure and calculations of ergatic control system (ESY) for dairy farm effective functioning are proposed. From the point of view of reliability assessing the ESY-farm functioning should be refer to the restored systems with temporary redundancy. The basis for this are the following ESA-farm peculiar properties: equipment failures; principal possibility of the number of livestock increasing through the breeding new technologies using; livestock production increase by feeding improving, herd reproduction; stuff training by new technologies and equipment using; temporary redundancy presence, due to this reserve restoration is occurred. Keywords: ergatic system, production, management structure, dairy farm.
