CC BY
63
HayKOBMM BiCHMK ^tBiBCtKoro Ha^OHa^tHoro yHiBepcMTeTy
BeTepMHapHoi Megw^HM Ta öioTexHO^oriw iMeHi C.3. I^M^Koro
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies
ISSN 2519-268X print doi: 10.32718/nvlvet9108
ISSN 2518-1327 online http://nvlvet.com.ua/
UDC 631.3 : 681.3
A mathematical model for the analysis of quality level of livestock products
B. Kozij, O. Stepanjuk
Stepan Gzhytskyi National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies Lviv, Ukraine
Articleinfo Kozij, B., & Stepanjuk, O. (2018). A mathematical model for the analysis of quality level of
Received 02 08 2018 livestock products. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and
Receivedin revisedform Biotechnologies, 20(91), 38-41. doi: 10.32718/nvlvet9108
30.08.2018
Accepted 31.08.2018 Livestock products that is supplied to the consumers must meet the certain standards of quality. Quality
„ , is estimated on the size of some indexes. The proper values of these indexes of quality are provided at the
Stepan Gzhytskyi National J г r J /- i t
University of Veterinary Medicine products manufacture in agricultural enterprises. Livestock products of corresponding quality can be got
only from healthy animals at maintenance of that the proper level of welfare is provided. As on a animals 'health, and, thus, on quality of products from it, the various factors of environment influence, there is a necessity of creation of methodology taking into account of total effect of such influence. A mathematical model is proposed by means of that it is possible to estimate influence of various ecological, technological, hygienical factors on quality of animals products is offered in this article. Such influence can be estimated by means of some coefficient of decline of products quality of animal in comparison maximally possible quality that takes place at comfort for an animal terms of maintenance. The groups of factors, that influence on welfare of animals, are certain, the scale of estimation of their influence is offered on the productivity of animals, the algorithm of determination of size of decline of stock quality of livestock coefficient of products and method of it realization are worked out by facilities of tabular processor. The offered methodology of determination of coefficient of quality decline of products of animals gives an opportunity to estimate influence of separate groups of factors on some index of quality, that is qualificatory for this type of products. It, in turn, allows to educe those defects in the system of retaining of animals, supervision upon them that most substantially influence on welfare of animals, and, thus, on quality of products from them. Application of the offered methodology of determination of quality coefficient of products of animals provides possibility of receipt of quantitative estimation of influence of various factors on quality of animals products, that, in turn, allows on the stage of planning, the production on the stage of designing agricultural livestock complexes to provide and minimize negative influences of separate factors.
Key words: livestock, welfare of animals, quality of products, mathematical model, tabular processor.
Математична модель для аналiзу рiвня якост продукцп тваринництва
Б.1. Козш, О.1. Степанюк
Львiвський нацюнальний утверситет ветеринарног медицини та бютехнологт iMeHi С.З. Гжицького, м. Львiв, Укра'та
Тваринницька продукцiя, яка поставляешься споживачам, повинна вiдповiдати певним стандартам якостi. Ятсть оцтюють за величиною деяких показнимв. Належт значення цих показнимв якостi забезпечуються при виробництвi продукцп у стьськогос-подарських тдприемствах. Тваринницьку продукцю вiдповiдноi якосmi можна одержати лише вiд здорових тварин, при утриман-т яких забезпечено належний рiвeнь добробуту. Осктьки на здоров 'я тварини, а отже й на ямсть продукцп вiд нег, впливають рiзноманiтнi фактори середовища, виникае потреба створення методики врахування сумарного ефекту такого впливу. В дант статтi пропонуеться математична модель, за допомогою яког можна оцнити вплив рiзноманiтних eкологiчних, технолог1чних, гшешчних факторiв на ямсть продукцп тварин. Такий вплив можна оцнити за допомогою деякого коефщента зниження якостi продукцп тварини порiвняно з максимально можливою ятстю, яка мае мкце при комфортних для тварини умовах утримання. Визначено групи факторiв, ят впливають на добробут тварин, запропоновано шкалу оцтки гх впливу на продуктивтсть тварин, розроблено алгоритм визначення величини коефщента зниження якостi тваринницьког продукцп та споаб його рeалiзацii засо-бами табличного процесора. Запропонована методика визначення коефщента зниження якостi продукцп тварин дае можливкть оцтити вплив окремих груп факторiв на деякий показник якост1 який для даного виду продукцп е визначальним. Це своею чергою,
II \УК*мши нкмик
and Biotechnologies Lviv, Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine. Tel.: +38-097-492-09-70 E-mail: [email protected]
Scientific Messenger LNUVMB, 2018, vol. 20, no 91
38
дозволяе виявити тi недолти в система утримування тварин, догляду за ними, яш найбтьш суттево впливають на добробут тварин, а отже й на ямсть продукцИ вiд них. Застосування запропонованог методики визначення коефщента якостi продукцИ тварин забезпечуе можливкть одержання ктьмсног оцтки впливу рiзноманiтних факторiв на ямсть продукцп тварин, що своею чергою дозволяе на стади планування виробництва, на стадп проектування сшьськогосподарських тваринницьких комплекЫв передбачити та мтмзувати негативт впливи окремих факторiв.
Ключовi слова: тваринництво, добробут тварин, яшсть продукцп, математична модель, табличний процесор.
Вступ
Продуктившсть альськогосподарських тварин за-лежить в1д одержаного по спадковосп генетичного потенщалу, в1д забезпеченосп кормами та !х згодову-вання, ввд створення на фермах 1 комплексах ввдповь дних умов утримання, що разом гарантують благопо-луччя ферми щодо поширення незаразних та заразних хвороб. При штенсивному веденш вщповвдно! галуз1 тваринництва варто пам'ятати, що одержати високоя-к1сну продукцш можна лише ввд здорово! тварини, при утриманш якоГ забезпечено належний р1вень доб-робуту. Оск1льки на здоров'я тварини, а отже, й на яшсть продукцп ввд неГ впливають р1зноманггш фак-тори середовища, виникае потреба створення методики врахування сумарного ефекту такого впливу.
Наука про добробут тварин, яка стала актуальною з впровадженням у тваринницга промислових техно-логш, формулюе основш групи потреб тварини (Kozij. 2012). Це:
- фшолопчш потреби, про як сигнал1зують шди-катори внутршнього стану оргашзму - вщчуття спра-ги, голоду тощо;
- ф1зичш потреби, що спрямоваш на забезпечення конкретних умов утримання - температура, освилен-ня, звуки;
- етолопчш потреби, спрямоваш на забезпечення можливосп прояву поведшки, характерно! для даного виду тварин - 1ндив1дуальноГ, статевоГ, социально!, дослвдницько!, потреби в контакт! тощо.
Як приклад комплексного тдходу до визначення добробуту тварин е принцип п'яти свобод (К^у, 2012):
- свобода ввд голоду 1 спраги - постшний доступ до води 1 корм1в, що забезпечують здоров'я;
- свобода ввд дискомфорту - забезпечення вщповь дних умов середовища, як1 в1дпов1дають потребам оргашзму;
- свобода в1д болю, травм, хвороб - забезпечення Гх профшактики або лшування;
- свобода в1д страху 1 стресу - забезпечення умов, яш запоб1гають ментальним стражданням;
- свобода забезпечення достатнього приросту, ввд-повщних умов 1 засоб1в.
Ознаками належного добробуту тварин е р1зш ознаки нормально! поведшки, як1 швидко проявля-ються:
- ф1зюлопчш 1ндикатори задоволення;
- показники поведшки при задоволеннц
- реал1защя генетичного потенщалу, росту 1 розви-тку та продуктивносп тварин.
При створенш математичноГ модел1, за допомогою яко! можна ощнити вплив р1зномаштних еколопчних,
технолопчних, ппешчних фактор1в на яшсть продукцп тварин, зробимо таш припущення:
- очшувана як1сть продукцп тварини визначаеться И генетичним потенщалом та належними умовами утримання тварин;
- реальна, тобто фактична яшсть продукцп твари-ни, визначаеться наявними умовами утримання тва-рини;
- умови утримання визначаються факторами на-вколишнього середовища, яш формують р1вень доб-робуту тварини.
Споживач1 тваринницькоГ продукцп оч1кують на одержання тако! продукцп найвищо! якосл. Нехай яшсть тваринницько! продукцп ощнюеться за величиною деякого параметра ще1 продукцп, який назвемо параметром якосп. Наприклад, для молочно! продукцп це може бути процент молочного жиру, або вм1ст б1лка чи величина бактер1ального забруднення, або значення якогось штегрального показника. Якщо позначити через Рн оч1куване значення параметра якосп, а реальне його значення через Рр, то можна записати, що:
Рр = Рн к, (1)
де к- коефщент зниження якосп одержувано! продукцп тваринництва. Очевидно, що в загальному випадку значення коефщента к коливаеться в межах: 0 < к < 1. (2)
Якщо к = 1, то Рр = Рн, то одержуемо тваринниць-ку продукцш найвищо! якосп.
Для одержання тваринницько! продукцп належно! якосп, при яшй к = 1, необхвдно забезпечити твари-нам вщповщний р1вень добробуту. При щеальному р1вш добробуту як1сть продукцп буде найвищою, а при вщхиленш вщ належних умов утримання тварини - зменшуеться.
Значення коефщента к залежить в1д багатьох фак-тор1в. Ус фактори можна об'еднати у групи. Можна видшити юлька групи фактор1в (Demtschuk et а1., 2010). Нехай такими групами фактор1в е:
- загальна еколопчна ситуащя в репош;
- як1сть корм1в;
- збалансован1сть рац1он1в для тварин;
- оргашзац1я напування тварини;
- яшсть води;
- м1крокл1мат тваринницького примщення;
- стан буд1вель, внутршнього обладнання, механ1-зм1в;
- технолопя 1 система утримання тварин;
- кадри, 1хня квал1ф1кац1я, дотримання вимог доб-робуту тварин;
- ветеринарне обслуговування тварин.
Вплив кожно! з цих груп фактор1в на як1сть проду-кцп тварини може бути оц1нена в межах 5-тибально! шкали, а саме (табл. 1):
Scientific Messenger LNUVMB, 2018, уо1. 20, по 91
39
Таблиця 1
Таблиця яшсно! та кшьшсно! ощнки впливу груп фактор1в на як1сть продукци тварин
Яшсна оцшка фактора Юльюсна оцшка (кпб)
Дуже добре 5
Добре 4
Задовшьно 3
Погано 2
Дуже погано 1
В нашому випадку це десять груп фактор1в, кожна з яких може бути ощнена у "шлькосп позитивних бал1в" - кпб. Ця ощнка для кожно! групи фактор1в коливаеться в межах:
1<= кпб <= 5. (3)
Очевидно, що вплив кожно! групи фактор1в може бути бшын або менш суттевим. Тому використаемо поняття вагомосп кожно! групи фактор1в - вф,, кож-ний з яких буде коливатися в межах:
0 < вф, < 1 (I = 1,2,...,10). (4) Сумарна вагомють уах фактор1в, очевидно, р1вна 1: X вфг = 1 (I = 1,2,...,10). (5)
Введемо поняття "шлькосп негативних бал1в" кнб для кожно! групи фактор1в, тобто шлькосп бал1в що-до низки фактор1в, як1 негативно впливають на як1сть продукци тварин. Очевидно, що:
кнб = 5 - кпб. (6)
Тод1 коефщент якосп продукци тварин через не-гативну дю фактор1в, а як наслвдок недобрано! шлькосп бал1в для кожного фактора з урахуванням вагомосп ще! групи, можна обчислити за формулою: Кзп, = 1 - кнб,/5 * вф, (I = 1,2,., 10) . (7) Результуючий коефщент якосп продукци к дорь внюватиме добутку складових, тобто коефщенпв зниження якосп продукци для кожно! групи фактор1в:
к кзп1 * кзп2 * кзп3 * кзп4 * кзп5 * кзп6 * кзп7 * кзп8 * кзп9 * кзп 10 . (8)
На основ1 запропоновано! математично! модел1 нами розроблено програму обчислення та анал1зу впливу фактор1в зовшшнього середовища на яшсть продукци тварин. Вигляд електронно! таблищ з в1д-поввдними розрахунковими формулами наведено на рис. 1.
А В с в Е Р
1 Оцшка впливу фактор1в зовшшнього середовища на ямсть продуктцн тварин
Фактори: Бальна Негатпвш Коефщкнт Багомкть Коефщкнт впливу
2 оцжка бал и бал1в фактору
3 Екологт 5 =5-ВЗ =СЗ/5 0 1 = 1-РЗ*ЕЗ
4 Яюсть корм ¡в 5 =5-В4 =С4У5 0 1 =1ЧЭ4*Е4
5 Збалансованють рацюшв годшл1 5 =5-В5 =С5/5 0 1 =1-Ц5*Е5
6 Оргашзацт напування тварин £ =5-В6 =С6/5 0 1 = 1-06*Е6
7 Яюсть води 5 =5-В7 =С7/5 0 1 = 1-Р7*Е7
М1крокшмат тваринницького примщення 5 =5-В8 =08/5 0 1 = 1-08*ЕВ
Стан будтель, мехашхмт, обладнання 5 =5-В9 =СЭ/5 0 1 = 1-РЭ*ЕЭ
10 Технологт та система утримання 5 =5-В10 =С10/5 0 1 =1-010*Е10
11 Добробут тварин, кадри, Тх квал1ф1кац1я 5 =5-В11 =С11/5 0 1 =1-011*Е11
12 Ветеринарне обслуговування тварин 5 =5-В12 =С12Г5 0 1 =1-012*Е12
13 =СУММ(ЕЗ Е12) =ПРОИЗБЕД(РЗ:Р12)
Рис. 1. Вигляд електронно! таблищ для обчислення коефщента зниження якосп продукци тварин
У данш таблищ в клпинах стовпчика В введено бальш ощнки кожного з фактор1в (вважаеться, що для вах фактор1в ощнка "вщмшно"). У клпинах таблищ Е3 - Е12 уведеш значення ваги кожного фактора (вважаеться, що ва фактори мають однакову вагу -0,1). У клггаш Е13 обчислюеться сумарне значення ваги уах фактор1в для контролю правильносп вводу, оск1льки сума ваги уах фактор1в повинна бути р1вною
1. У клпиш F13 обчислюеться шукане значення кое-фщента к зниження якосп продукци.
Результати обчислення за даним алгоритмом наве-деш на рис. 2. Як видно з рис. 2, коефщент зниження якосп продукци при заданих бальних оцшках врахо-вуваних фактор1в та при заданих вагах кожного фактору р1вний:
к = 1.
А | В | С | О | Е Р
1 Оцшка впливу фактор1в зозьпшнього середовища на як1сть продуктцн тварин
2 Фактори: Бальна оцшка Негативш б ал и Коефщкнт бал ¡в Вагомкть фактору Коефш ¡снт впливу
3 Еколопя 5 0 0 0 1 1
4 Якють кормш 5 0 0 0 1 1
5 Збалансовашсть рацюшЕ год1егп £ 0 0 0 1 1
6 Оргашэацт напування тварин 5 0 0 0 1 1
7 Якють води 5 0 0 0 1 1
8 М1крикл|мат тваринницького прим ¡щеми 5 0 0 0 1 1
9 Стан будшель мнхушхмш, обладнання 5 0 0 0 1 1
10 Технолога та система утримання 5 0 0 0 1 1
11 Добробут тварин кадри. Тх КЕал1ф|кац|я 5 0 0 0 1 1
12 Ветеринарне обслуговування тварин 5 0 0 0 1 1
13 1 1,0000
Рис. 2. Вигляд електронно! таблищ з результатами обчислення коефщента зниження якосп продукци тварин
Scientific Messenger LNUVMB, 2018, уо1. 20, по 91
40
Запропонована методика визначення коефщента зниження якост1 продукци тварин може бути засто-сована для анал1зу впливу р1зномаштних фактор1в на одержання продукци ввдповщно! якосп. Наприклад,
нехай при плануванш виробництва молока на ферм1 з коровами, генетичний потенщал яких мае належний р1вень, ввдомо, що:
Фактор Р1вень Юльюсть бал1в Вагомють фактора
Екологш добрий 4 0,05
Яюсть корм1в вщмшний 5 0,2
Збалансовашсть рацюшв год1вл1 добрий 4 0,2
Оргашзацш напування тварин вщмшний 5 0,1
Яюсть води добрий 4 0,1
Мжрокл1мат тваринницького примщення добрий 4 0,05
Стан буд1вель, мехашзм1в, обладнання задовшьний 3 0,05
Технолопя та система утримання добрий 4 0,05
Добробут тварин, кадри, !х квал1фжащя вщмшний 5 0,05
Ветеринарне обслуговування тварин добрий 4 0,15
Ув1вши ввдповвдш даш в електронну таблицю, одержимо (див. рис. 3):
А В | С | D Е I F
1 Ошнка впливу факторт зовшшньага середовища на яюсть продуктци тварин
2 Фактори: Бальна оцшка HeraTHBHi бал и Коефщкнт бал ¡в Вагомкть фактору Коефщкнт впливу
3 Еколопя 4 1 0,2 0,05 0 99
4 Яюсть корм!в S 0 ОД 1
£ Збалансовашсть рац!сшв год!вт 4 1 0,2 02 0 96
Б Органтацт напування тварин 5 0 0,1 1
7 Яюсть води 4 1 0,2 0,1 0.98
8 М!крошмат тваринницького примицаия 4 1 0,2 0,05 0.99
9 Стан будшель. мехашхмш, обладнання 3 0 4 0,05 0.98
10 Технолопя та система утримання 4 1 0,2 0,05 0 99
11 Добробут тварин. кадри, ix квал1ф1кац1я S 0 0,05 1
12 Ветеринарне обслуговування тварин 4 1 0,2 0,15 0.97
13 1 0,8678
Рис. 3. Результата обчислення коефщента зниження якосп продукци
В нашому випадку маемо коефщент зниження якосп продукци:
k = 0,8504
Отже, запропонована методика забезпечуе можли-вють одержання шльшсно! оцшки впливу р1зномашт-них фактор1в на як1сть продукци тварин, що своею чергою, дозволяе на стади планування виробництва передбачити та мш1м1зувати негативш впливи окре-мих фактор1в.
Очевидно, що для практично! реал1заци запропо-нованого методу оцшки впливу фактор1в зовшшнього середовища на як1сть продукци тварин необхвдно мати методику визначення бально! оцшки впливу кожно! групи фактор1в. Це може бути здшснено двома способами:
- визначення шляхом експертно! оцшки групою висококвал1ф1кованих фах1вщв;
- обчислення бально! оцшки для кожно! групи фа-ктор1в за певним алгоритмом на основ1 анал1зу факти-чних даних для дослщжуваного тдприемства.
Подальшг досл1дження у цьому напрям1 повинш бути спрямоваш на розробку сукупносп алгоршшв обчислення бальних оцшок для кожно! групи факто-р1в, як1 впливають на як1сть тваринницько! продукци.
References
Kozij, V.I. (2012). Dobrobut twaryn (istorytschni, nau-kovi ta normatyvni aspekty). Navtschalnyj posibnyk, Bila Cerkva (in Ukrainian). Demtschuk, M.V., Kozenko, O.V., Kozij, B.I., & Knysuk, P.V. (2010). Do metodyky vyvczennja vplyvu kom-pleksu tschynnykiv seredovytscha na funkcionalnyj stan organizmu abo s stada tvaryn. Naukovyj visnyk LNUVM ta BT, 12, 3(4), 162-173.
http ://nbuv.gov.ua/UJRN/nvlnu_2010_12_3(4)_31
(in Ukrainian).
Scientific Messenger LNUVMB, 2018, vol. 20, no 91
41
