CC BY
18
УДК 631.22
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВИНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ
В.И. Базыкин, научный сотрудник E-mail: [email protected]
А.В. Трифанов, кандидат технических наук, заместитель директора по науке Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства E-mail: [email protected]
Аннотация. На основании результатов исследований разработан алгоритм автоматизированного проектирования свиноводческих предприятий, предназначенный для расчета технологических параметров свиноферм и комплексов, технических средств для выполнения всех технологических процессов и экономических показателей, позволяющий значительно сократить время на выбор наиболее рационального варианта из перечня доступных. Алгоритм предусматривает уточненные нормативы удельной площади на 1 голову и выхода поросят от одной свиноматки, обеспечивающие увеличение на 20-25% по сравнению с утвержденными нормативами. Принимаемые нормативы подтверждены проведенной опытно-производственной проверкой пятифазной бесстрессовой технологии воспроизводства, выращивания и откорма свиней на свиноферме на 500 голов в год фермерского хозяйства Дмитриковой Н.И., расположенного в д. Козло-во Тверской области. Внесены изменения в технологический расчет по определению необходимого количества воды на поение животных и выход навоза. В результате исследований пришли к выводу, что необходимо использовать рекомендуемые нормы поения (из расчета 10% от массы свиней). Для расчета количества навоза использованы нормы РД АПК 1.10.02.04-12, среднемировые и рекомендуемые. Это позволяет точно определить количество навоза и его консистенцию для всех технологических групп свиней с учетом усвояемости воды при кормлении свиней сухими комбикормами,увлажненными либо жидкими кормосмесями. Ключевые слова: проектирование, алгоритм, производство свинины, технология, критерии.
При производстве свинины по технологиям нового поколения должны использоваться высокоэффективные технологии для содержания свиней, для создания и обеспечения микроклимата в помещениях свинарников. Наряду с созданием высокоэффективных технологий нового поколения производства свинины необходимы новые приоритетные технические средства для комплексной механизации и автоматизации производства свинины на различных по мощности свинофермах. В результате проведенного аналитического обзора по автоматизированному проектированию свиноводческих предприятий был разработан алгоритм автоматизированного проектирования свиноводческих предприятий (рис. 1).
Основными исходными данными для автоматизированного проектирования машинных технологий производства свинины являются: мощность свиноводческого предприятия и площадь земельных угодий. Мощность свиноводческого предприятия определяет
его размер и объемы производства свинины. В соответствии с экологическими требованиями мощность свиноводческого предприятия напрямую зависит от площади земельных угодий, которой должно быть достаточно для утилизации навоза с предприятия.
На основании исходных данных составляется техническое задание на разработку технологии, технологических планировочных решений и комплексной механизации свиноводческого предприятия. Алгоритм предусматривает уточненные нормативы удельной площади на 1 голову и выхода поросят от одной свиноматки, обеспечивающие увеличение на 20-25% по сравнению с утвержденными нормативами. Принимаемые нормативы подтверждены проведенной опытно-производственной проверкой пятифазной бесстрессовой технологии воспроизводства, выращивания и откорма свиней на свиноферме на 500 голов в год фермерского хозяйства Дмитриковой Н.И., расположенного в дер. Козлово Тверской области [1, 2, 3, 4].
Рис. 1. Структурная схема алгоритма автоматизированного проектирования свиноводческих предприятий
Опыт эксплуатации данной свинофермы и опытно-производственная проверка пяти-фазной бесстрессовой технологии показали, что принятые в соответствии с РД-АПК 1.10.02.04-12 данные требуют уточнения. Значение количества поросят на 1 свиноматку составило 12,5 гол. при коэффициенте сохранности 0,89.
В процессе работы по теоретическому обоснованию норм поения и выхода навоза при использовании различных видов корма рассматривались три варианта определения расчетами количества навоза:
- с использованием действующих норм поения свиней по РД АПК 1.10.02.04-12;
- с использованием среднемировых норм поения;
- с использованием рекомендуемых норм поения.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, о том, что новые нормы поения свиней по РД АПК 1.10.02.04-12 рекомендуют использовать бывшие нормы ВНТП 2-96 при кормлении свиней жидкими кор-мосмесями. Это возможно лишь в моменты насыщения организма свиней водой, когда количество воды в кормосмесях будет равно нормам поения свиней. При использовании для кормления свиней сухих комбикормов новые нормы поения свиней по РД АПК 1.10.02.04-12 завышены по сравнению со среднемировыми в среднем на 30% для взрослых свиноматок, занижены на 3% для откормочного и ремонтного молодняка и на 42% занижены для поросят-отъемышей.
В обосновании методов определения количества навоза использовали бывшие нормы ВНТП 2-96, РД АПК 1.10.02.04-12, среднемировые и рекомендуемые, а также предложено использовать формулу, учитывающую коэффициенты усвояемости воды и кормов, а по величинам остаточного количества воды в организме свиней после расхода усвоенной воды на водяной пар определять достоверность норм поения.
Действующие нормы поения по РД АПК 1.10.02.04-12 не соответствуют вышеприве-
данных
I >. ] 1.1 ДЭ1П1ЫХ
планировочных решений
Критерии оценки планировочных решений
База данных тех! юлоги чес кого обору дона! I ия
Критерии оценки тех] юлоги ческого обору дои;« 1 и и
11,1 и данных вспомогательных зданий и сооружений
1> ) (11 данных
технико-экономических
и экологических показателей
Критерии оценки технико-экономических и экологических показателен
денному критерию. Следует использовать рекомендуемые нормы поения (из расчета 10% от веса свиней).
Сравнение нормативного количества навоза с фактическим количеством навоза при кормлении свиней сухими кормами и поении по рекомендуемым нормам показывает разницу от 1,6 до 14%. При увеличении влажности кормовых смесей до насыщения разница увеличивается от 3 до 35%.
При сравнении количества навоза, определенного с учетом усвояемости корма и воды, с нормативными величинами по РД-АПК 1.10.15.02-08 для всех производственных групп свиней выяснилось следующее:
- для хряков количество навоза при соотношении корм:вода=1:5 (период насыщения) увеличивается на 27,7%;
- для холостых и ремонтных свиноматок и ремонтных свинок РМ2 увеличивается количество навоза при соотношении корм:вода =1:5 (период насыщения) на 24,5-42,6%;
- для супоросных и тяжелосупоросных свиноматок увеличивается количество навоза при соотношении корм:вода=1:5 (период насыщения) на 3-25,7%;
- для подсосных маток при соотношении корм:вода=1:4 (период насыщения) на 32%;
- для поросят-сосунов при соотношении корм:вода=1:4(период насыщения) количество навоза увеличивается на 29,1%;
- для поросят в возрасте 2-х месяцев при соотношении корм:вода=1:4 (период насыщения) количество навоза увеличивается на 7,4%;
- для поросят в возрасте 3-х месяцев при соотношении корм:вода=1:3 (период насыщения) количество навоза увеличивается 47,2%;
- для поросят в возрасте 4-х месяцев начиная при соотношении корм:вода=1:3 (период насыщения) от 6 до 22,8%;
- для откормочного ОМ и ремонтного РМ1 молодняка количество навоза увеличивается при соотношении корм:вода=1:4 количество навоза увеличивается на 34,8% [5, 6].
Чтобы сделать объективный выбор технологического планировочного решения при проведении технологических расчетов сви-
новодческих предприятий, предложены несколько критериев, которые наиболее полно характеризуют объект.
Критерий использования станочной (полезной) площади свинарника:
5ст
-'общ
(1)
где £ст - площадь всех станков (полезная), м2; £общ - общая площадь свинарника, м2. Критерий стоимости одного станкоместа:
" (2)
!/■ _ Кэст
ист
где Кзд - стоимость всего здания, руб.; пст - количество станков в здании.
Критерий оплаты общей площади производством мяса:
„ Фгг /О \
°общ
где Qгг - количество голов в здании за год, гол.
Если выбранное планировочное решение не удовлетворяет предъявляемым требованиям, то необходимо вернуться к техническому заданию и скорректировать его.
Выбор необходимых технических средств производится с учетом специфики осуществления каждого технологического процесса производства продукции. При этом общая номенклатура технологических процессов на фермах разного направления и специализации в основном сохраняется неизменной.
В системе технологий и технических средств предусмотрено оборудование для выполнения следующих технологических процессов и операций: осеменение, опорос, содержание животных, приготовление кормов, раздача кормов, водоснабжение и поение, уборка и подготовка навоза к использованию, теплоснабжение и обеспечение микроклимата, перемещение, транспортировка и взвешивание животных, ветсанобеспечение, зоотехнический учет.
К критериям выбора адаптивных технических средств относятся:
- оплата площади основного назначения производством мяса;
- оплата кормов производством мяса;
- технико-экономические показатели.
Критерии оценки технико-экономических
показателей:
35
> 30
ч
и у
25
^р 20
и ^
и
10
Удельные затраты кормов на единицу продукции - конверсия корма:
Куд = Озк/С , (4)
где Ож - годовые затраты кормов, т. Удельные затраты труда:
Зтуд _ °гзт/О , (5)
где Огзт - годовые затраты труда, челч. Удельные затраты электроэнергии:
Эуд = Оэ/О , (6)
где Оэ - годовые затраты электроэнергии, кВт-ч.
Удельные затраты топлива:
Туд = От/О , (7)
где От - годовые затраты топлива, т. Удельная металлоемкость:
Муд = Мтс/О , (8)
где Мтс - масса технических средств, т.
Если проведенные расчеты удовлетворяют требованиям, то необходимо переходить к обработке данных, в противном случае необходимо корректировать техническое задание на проектирование [7]. Обработка полученных экспериментальных данных проводится статистическими методами на ПК. Выбор варианта производится на основании экспертной оценки, и если он удовлетворяет требованиям, то производится его утверждение и печать. В противном случае следует вернуться к блоку «исходные данные» и откорректиро- 100 вать его.
Экономическая эффективность применения алгоритма построения технологий производства свинины состоит в сокращении, примерно на порядок, сроков выбора технологий и технических средств производства свинины, а также в проектировании наиболее эффективной из возможных адаптивных технологий производства свинины, обеспечивающей более высокие технико-экономические показатели в сравнении с базовыми технологиями.
Сравнительный анализ параметров свиноферм показал следующее. По технолого-техническим параметрам наиболее эффективными являются свинофермы с трехфазными технологиями при содержании свиней
8
О
а с
ч
и ю й
ь
и Сц
168 дней. Они обладают минимальными величинами всех сравниваемых параметров по поголовью, расходу кормов и воды, выходу навоза, удельным площадям на единицы поголовья и свинины, общей и производственной площадей.
Удельные затраты труда на крупных свинофермах составляют 1,8-2,0 челч/ц, на средних свинофермах 2,7-4,0 чел ч/ц и на малых свинофермах - 7-35 челч/ц (рис. 2).
у = -0,325х3 + 5,373х2 - 29,43х + 56,21
125 250 500 1000 2000 3000 6000
Мощность свиноферм, гол/год
Рис. 2. Зависимость затрат труда от мощности свинофермы
Зависимости рентабельности производства и срока окупаемости затрат от мощности свинофермы представлены на рис. 3,4.
90
80
70
60
50
40
30
X
у = 9,1332х + 27,963 ^
х ^^
X X
125 250 500 1000 2000 3000 6000
Мощность свиноферм, гол/год
Рис. 3. Зависимость рентабельности производства от мощности свинофермы
к
с
Ё? О
8 7,5 7 6,5 6 5,5 5
4,5 4 3,5 3
y = -0,735x + 8,2257
N. с
s,. ♦
125
250 500 1000 2000 3000 Мощность свиноферм, гол/год
6000
Рис. 4. Зависимость срока окупаемости производства от мощности свинофермы
Окончательный выбор наилучшего варианта осуществляется на основании экспертной оценки с помощью метода Парето-опти-мизации, в соответствии с которым «всякое изменение, которое никому не приносит убытков, а некоторым людям приносит пользу (по их собственной оценке), является улучшением». То есть если при попарном сравнении вариантов все критерии оптимизации находятся на сопоставимом уровне, но по одному критерию «вариант 1» предпочтительнее «варианта 2», то «вариант 1» является лучшим в данном сравнении.
Литература:
1. Калюга В.В. Новый бесстрессовый способ содержания свиней // Животноводство России. 2010. №9.
2. Моделирование бесстрессовых технологий воспроизводства, выращивания и откорма свиней / Калюга В.В. и др. // Известия СПбГАУ. 2012. №29. С. 257.
3. Моделирование бесстрессовых технологий воспроизводства, выращивания и откорма свиней / Калюга В.В. и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2013. №4.
4. Графическое и математическое моделирование пя-тифазной бесстрессовой технологии воспроизводства, выращивания и откорма свиней / Калюга В.В. и др. // Resources and Technology. 2014. Т.11. №1. С. 66-76.
5. Исследование нормативов поения и выхода навоза при содержании свиней // Сб. тр. СЗНИИМЭСХ. 2014. №85.
6. Тропин А.Н., Трифанов А.В. Влияние расхода технологической воды на обслуживание самотечной системы навозоудаления периодического действия ванно-трубного типа на объем получаемой навозной массы // Сб. тр. СЗНИИМЭСХ. 2014. №85. С. 136-141.
7. Калюга В.В., Трифанов А.В. Методология выбора адаптивных технологий и технических средств производства свинины // Сб. тр. СЗНИИМЭСХ. 2002. В. 73.
Literatura:
1. Kalyuga V.V.Novyj besstressovyj sposob soderzhaniya svinej // ZHivotnovodstvo Rossii. 2010. №9.
2. Modelirovanie besstressovyh tekhnologij vosproizvod-stva, vyrashchivaniya i otkorma svinej / Kalyuga V.V. i dr. // Izvestiya SPbGAU. 2012. №29. S. 257.
3. Modelirovanie besstressovyh tekhnologij vosproizvod-stva, vyrashchivaniya i otkorma svinej / Kalyuga V.V. I dr. // Vestnik VNIIMZH. 2013. №4.
4. Graficheskoe i matematicheskoe modelirovanie pyati-faznoj besstressovoj tekhnologii vosproizvodstva, vyrashchivaniya i otkorma svinej / Kalyuga V.V. i dr. // Resources and Technology. 2014. T.11. №1. S. 66-76.
5. Issledovanie normativov poeniya i vyhoda navoza pri soderzhanii svinej // Sb. tr. SZNIIMEHSKH. 2014. №85.
6. Tropin A.N., Trifanov A.V. Vliyanie raskhoda tekhno-logicheskoj vody na obsluzhivanie samotechnoj sistemy navozoudaleniya periodicheskogo dejstviya vanno-trub-nogo tipa na ob"em poluchaemoj navoznoj massy // Sb. tr. SZNIIMEHSKH. 2014. №85. S. 136-141.
7. Kalyuga V.V., Trifanov A.V. Metodologiya vybora ada-ptivnyh tekhnologij i tekhnicheskih sredstv proizvodstva svininy // Sb. tr. SZNIIMEHSKH. 2002. V. 73.
PIG BREEDING FARMS' AUTOVFTIC DESIGN
V.I. Bazykin, research worker
A.V. Trifanov, candidate of technical sciences, science deputy director
The institute of agroengineerial and environmental problems of agriculture production
Abstract. Based on the results of researches the algorithm of the automated pig breeding farms' designing is developed, intended for the of pig farms and complexes technological parameters' calculation, technological means for all technological processes and economic index's implementation that allow to reduce significantly the time to choose the most rational option from the available list. The algorithm provides the clarification on the 1 head's specific square's normative and the piglets' output from one sow, providing an increase in 20-25% in comparison with the approved normative. Accepted normatives had confirmed by the held experimental and manufacturing test of stress-free five-phase technology of pig reproduction, growing, and fattening on the 500 heads per year N.I. Dmitrikova's farm enterprise, located in the Kozlovo village, in Tver. The changes in the technological calculation in order to determine of the water necessary amount for animals' watering and manure's output had done. As a result of research had concluded that it is necessary to use the water amount recommendation (by 10% of the pig's weight). To calculate the manure amount it had used APK 1.10.02.04 RD-12 norms, the world average and recommended. This allows to determine accurately the manure's amount and its consistency for all technological pig groups as the regard to the water absorption by pigs' with dry combined feed's feeding, with moist or liquid combined feed's mixtures. Keywords: design, algorithm, pork production, technology, criteria.
