CC BY
19
- исключать порчу и потери кормовых ресурсов.
Новая система машин и технологий должна разрабатываться с учетом обеспечения нормативных требований к режимам труда - напряженность, утомляемость, физическая нагрузка, условия выполнения технологических процессов - рабочая поза, освещенность рабочего места, температура, влажность, скорость перемещения воздуха.
В то же время эффективность применения системы машин и технологий будет определяться и от уровня квалификации персонала. Известно, что от качества операторов, совершенства организационных форм выполнения процессов и операций - на 25-30%, повышается (снижается) экономическая эффективность технических и технологических нововведений.
Лачуга Юрий Федорович, академик, вице-президент Россельхозакадемии Тел. 8(499)184-24-63 E-mail: [email protected]
Scientific objectives set forth in the justification of advanced technologies and systems of machines for animal subjects.
Keywords: systems technology and machines, projectedproduction volumes.
УДК 637+631.3:636
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА - ОСНОВА РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ МАШИН ДЛЯ ОТРАСЛИ НА ПЕРИОД ДО 2020 г.
Ю.А.Иванов
В статье изложены методические подходы обоснования системы машин для животноводства. Обоснованы значение и роль системы машин в рыночных условиях, показано решающее значение технологии производства продукции животноводства для формирования технических средств, реализующих эти технологии. Предложены методы группировки технологических операций по назначению и функциональному выполнению. Показана последовательность обновления разработанной системы машин новыми и модернизированными техническими средствами.
Ключевые слова: система машин для животноводства, методические подходы, технологии, новые и модернизированные технические средства, технологические операции.
В последние годы выявлена тенденция приближения цен на продукты питания в России к мировому уровню, что естественно сразу создало проблему реализации этой продукции из-за резкого снижения покупательской способности населения. В этих условиях задача снижения цен на сельскохозяйственную продукцию и повышения ее качества с целью обеспечения конкурентоспособности с импортными продуктами питания становятся стратегическими задачами государственной политики в области АПК.
Основной причиной неконкурентоспособности отечественной животноводческой продукции является ее высокая себестоимость, определяемая производительностью труда в отрасли и ресурсоемкостью производства. Среди многочисленных факторов, влияющих на производительность труда и ресурсо-емкость производства, определяющими являются технологии производства и реализующие их технические средства. Они влияют на уровень продуктивности животных, эффективность и комфортность труда, качество продукции и в конечном счете формируют и экологические стороны производства продукции животноводства. Однако до последнего времени проблема технологического обеспечения отрасли животноводства рассматривалась не в комплексе, и без учета всех технических средств, используемых при производстве продукции животноводства.
Опыт развитых стран мира показывает, что конкурентоспособность продукции обеспечивается интенсификацией производства за счет внедрения высоких технологий, принципиально новой техники, технолого-технического перевооружения отрасли. Очевидно, что проблема технологического и технического обеспечения отрасли животноводства должна стать составной частью аграрной политики России.
В сложившихся условиях одной из важнейших научно-технических проблем является разработка системы технологий и машин для механизации и автоматизации технологических процессов в животноводстве.
Система технологий и машин для животноводства в условиях рынка это свод зарегистрированных в установленном порядке и поддерживаемых государством наиболее эффективных технологий и машин. Целью разработки Системы технологий и машин является формирование рынка технологий и технических средств, для оснащения ими различных производителей животноводческой продукции, что позволит обеспечить конкурентоспособность отечественного продовольствия на мировом рынке и удовлетворить спрос на продукты питания на внутреннем рынке.
В системе машин, которая должна базироваться на использовании прогрессивных технологий производства и переработки продукции, необходимо определить эффективные комплекты технических средств, ориентировочную их потребность для различных размеров ферм, фермерских хозяйств, личных подворий с учетом особенностей зон, условий содержания и кормления животных.
В конечном итоге система технологий и машин для механизации и автоматизации животноводства должна стать основой технологического и технического оснащения животноводческих объектов независимо от форм их собственности, программным документом создания и освоения серийного производства машин и оборудования, проведения НИР и ОКР.
Исследования по обоснованию и разработке системы машин ведутся в нашей стране на протяжении многих лет под методическим руководством Рос-сельхозакадемии. Ранее действовавшие системы машин были большим научным достижением и оказали положительное влияние на уровень механизации сельскохозяйственного производства.
Основное отличие новой системы машин должно состоять в том, что это не просто набор технических средств под определенные операции, как в прежних системах машин, а необходимый комплекс машин под конкретные типизированные базовые технологии, обеспечивающие выполнение всех технологических процессов от начала производства до получения готовой животноводческой продукции.
Отличительной особенностью новой системы машин должна стать ее многовариантность и альтернативность применяемых технологий.
Таким образом, новая система технологий и машин должна быть экономически обоснованным документом в определении приоритетов в развитии машиностроения и технической политики в животноводстве.
Вместе с тем система машин будет важным документом в формировании программы актуальных фундаментальных исследований в инженерной сфере.
Технологической основой Системы машин должны быть экономически обоснованные технологии производства продукции, обеспечивающие на основе учета многообразия различных природно-климатических, зональных и ландшафтных условий, состояния материально-технического и энергетического обеспечения, типа хозяйств и экономики их функционирования, оптимальные условия жизнеобеспечения животных, что позволит реализовать в максимальной степени генетический потенциал пород и породных групп животных для получению наивысшей продуктивности с минимальными удельными затратами кормов, труда, средств и энергии.
Учет экономически обоснованных требований к режимам и способам содержания, подготовки кормов к кормлению, параметрам микроклимата и другим условиям для каждого вида, направления, половозрастных групп животных должен стать основой обоснования основных параметров и конструктивного оформления как отдельных машин, так и их технологических комплексов.
Концентрация и специализация производства и связанные с этим типы товаропроизводителей предопределяют не только производительность, но и тип, конструктивные отличия и принцип действия машин, их энергетическую базу, характер использования, систему автоматизации. Разработка и производство машин для отраслей животноводства в виде блоков и модулей позволят
компоновать из них технологические комплексы, обеспечивающие учет индивидуальных особенностей животных, нормированное кормление, автоматическое управление, энергосбережение, охрану окружающей среды, минимальные издержки производства, металлоемкость, трудоемкость и т.п., адекватными по производительности как для крупных специализированных хозяйств, так и для средних и мелких. Отмеченное особенно важно для использования прогрессивных тенденций технического прогресса в хозяйствах независимо от формы их собственности, размера и обеспеченности финансовыми и трудовыми ресурсами.
При формировании перспективных типизированных технологий большое их разнообразие должно быть по определенным признакам сведены к небольшому числу базовых технологий, необходимых и достаточных для эффективного производства приоритетных видов животноводческой продукции.
Типизация технологий должна производиться по определяющим наиболее существенным признакам. Классификация технолого-образующих факторов представлена на рисунке 1.
ПРИЗНАКИ ТИПИЗАЦИИ OTP АСЛ Ь Ж И BOTH ОВОДСТВ А
МОЛОЧНОЕ ОТКОРМ СКОТА СВИНОВОДСТВО ОВЦЕВОДСТВО
Вид и назначение готовой продукции Молоко Говядина Племенной молодняк, поросята-отъем ыш и, свиньи для убоя Шерсть, баранина, овчина
Концентрация производства Фермы с поголовьем 15,25,50, 100,200,400 коров Фермы с поголовьем 50,100,, 200,400, 800, 1200,3000, 6000 Фермы с поголовьем 250, 500, 1000,3000, 6000, 12000,24000 Маточное 200,400,850,12SO,2SOO; специализированное 5Q0,1000, 2ООО, 3000, 6000,9000
Уровень интенсификации Умеренно-интенсивная -до 5000 кг молока в год на корову; средне интенсивная -до 7000 кг; интенсивная — до 9000 кг Умеренно интенсивная при рост ж и вой массы до 700 г в сутки; средне интенсивная - до 700 900 г; высокоинтенсивная — свыше 900 г Умеренно интенсивный, средне и иге ней вны й, высокоиктенеивный
Системе ведения жи вотн ово дет ва Круглогодовое стойловое, сто й л ово-пастбищное, стой л ово-л агерно-пастбищное, стойл ово-л аге рное Круглогодовое пастбищное, пастби щно-стой ловое, стойловое с выгульно-кормовыми площадками Племенное свиноводство, репродукция, откорм, с заключительным циклом Стойл ово-па-етбищная, пастби щно-стой ловля
Способы содержания Привязным, беспривязный Привязный, беспривязный Двухфазный, трехфазный
Тип и организация кормления Рационы, кратность кормления Рационы, кратность кормления Концентратный, конце нтратно-корне плодный, кратность кормления
Система организации доения Кратность доения, доильные ведра, молокопровод, доильные установки - Кратность доения, стационарные и передвижные доил ьные установки
Способ уборки навоза и подготовки его к использованию Транспортеры, бульдозеры, самосплав, подпольное хранилище Транспортеры, бульдозеры Транспортеры, бульдозеры, самосплав Бульдозеры
Рис. 1. Классификация технолого-образующих факторов
Для обоснования номенклатуры Системы машин, прежде всего, необходимо выделить все операции, предусмотренные технологиями производства с последующей их корректировкой. В результате достигаются унификация и сокращение ряда операций за счет:
- исключения операций, не получивших научных обоснований и не перспективных по различным причинам;
- объединения аналогичных операций, механизацию которых можно осуществить одной машиной;
- рационализации процесса в связи с сокращением операций.
По уточненной номенклатуре для каждой операции определяются характерные для нее особенности.
Для этого необходимо разбить все операции на группы по классификационным признакам, способствующим выявлению структурного состава Системы машин. Схематично это представлено на рисунке 2.
Рис. 2. Группировка технологических операций по классификационным признакам
Распределение операций по назначению необходимо для выявления возможного структурного состава системы машин, группировка по порядку исполнения существенна для уточнения структурного состава Системы машин, определения числа отдельных машин, агрегатов, линий и т.д., классификация по виду определения объемов работ предопределяет производительность машин, а также ориентирует в определении количества однотипных машин, классификация по возможности механизации и автоматизации способствует выявлению уровня механизации и автоматизации достигаемой Системой машин, широта применения ориентирует уровень унификации элементов системы машин, место применения дополнительно способствует уточнению структурного состава Системы машин, вид привода показывает какие виды энергии и типы
приводов потребуется для Системы машин, квалификация исполнителей показывает уровень квалификации труда.
Приведенная классификация операций поможет провести широко и всесторонне анализ вопросов, относящихся к созданию перспективных Систем машин. После составления исчерпывающей номенклатуры процессов и операций по всем отраслям и направлениям животноводства с учетом их зональных особенностей, проведение классификации, анализа, сокращения и отбора перспективных процессов по каждой операции проводится выявление объемов работ, агрозообиологических показателей и пределов допустимых вариаций.
Кроме того, по каждой операции выделяются способ ее осуществления действующей системой машин и предлагаемые способы и принципы ее осуществления перспективной системой машин.
Машины и оборудование в состав технологических комплексов включаются в соответствии с требованиями технологий производства той или иной продукции по результатам сравнительной технико-экономической оценки возможных вариантов.
Например для молочного животноводства необходимо повышать удельный вес технологий беспривязного содержания коров, которое обеспечивает лучшие технико-экономические показатели производства молока по сравнению с привязным содержанием (рис. 3). Капитальные затраты на 1 т молока снижаются на 14%, эксплуатационные издержки на 10%, затраты труда на 30% и топлива на 12%. При этом несколько возрастают затраты электроэнергии (на 17%).
Привязное содержание Беспривязно-боксовое содержание
Показатели затраты за год на 1 т продукции затраты за год на 1 т продукции
Стоим остные показат эли
Капитальные вложения, тыс. руб. 28784,9 35,98 25115,2 | 31,39
Эксплуатационные затраты, тыс. руб. 10116,8 12,65 9140,1 11,43
Приведенные затраты, тыс. руб. 13571,0 17,0 12153,9 | 15,19
Натуральные показатели
Труд, чел.-ч 28281,3 35,4 21717,9 | 27,1
Электроэнергия. кВт-ч 121415,6 151,8 142643,0 178,3
Топливо, кг 41400 51,8 36900 46,1
Рис. 3. Экономические
показатели разных способов содержания коров (ферма на 200 гол.)
Для реализации технологий производства разного уровня интенсивности, а значит и ресурсоемкости, удовлетворения потребности товаропроизводителей с разным уровнем платежеспособного спроса в систему технических средств включаются однотипные машины и оборудование различного технического
уровня, комплектации, комфортности, дизайна а, следовательно, цены. В условиях рынка, полной хозяйственной самостоятельности производителей технических средств это позволит вовлечь в производство техники широкий круг предприятий, развить их конкуренцию.
Для обеспечения товаропроизводителей, имеющих различные масштабы производства (размеры ферм), в системе технических средств должны быть машины и оборудование необходимых типоразмеров.
Формирование типоразмерных рядов машин, модификаций и семейств должно осуществляться на принципах унификации, блочно-модульности и сменно-блочности, т.е. многофункциональности.
Включаемые в систему технические средства должны соответствовать требованиям ресурсо- и энергосбережения, экологичности и эргономичности.
Предпочтение должно отдаваться технике, заменяющей тяжелый ручной труд, обеспечивающей повышение выхода и качества продукции, сокращение числа занятых рабочих в производстве и др.
Технические средства, включенные в систему машин, должны обеспечивать формирование комплектов, необходимых для производства определенного вида продуктов или для соответствующего типа и размера животноводческого предприятия. Технические средства включаются или исключаются из Систем машин на основе следующих подходов (рис. 4):
Рис. 4. Структурная схема производства технических средств и ее обновление в системе машин
- обеспечения постоянного обновления техники и достижения на этой основе высокого технического уровня серийно выпускаемых машин и оборудования;
- использования принципа заменяемости для каждого технического средства. Для этого в наборе производственных машин выделяются технические средства, подлежащие (по оценке технического уровня) замене, а во втором наборе - заменяющие их технические средства; второй набор пополняется за счет технических средств, входящих в третий набор. Совокупность взаимоувязанных таким образом наборов, рассмотренных выше, и набора машин для немеханизированных ручных операций составляет перспективную систему машин.
Группа технических средств одного функционального назначения должна составлять типоразмерный ряд. Формирование системы машин на основе ти-поразмерных рядов и оптимизация комплектов машин, а также заменяемости технических средств обеспечивают сокращение номенклатуры машин и оборудования, включаемых в систему машин.
Отмеченные выше направления обоснования системы машин для механизации и автоматизации животноводства и повышения эффективности производства продукции базируются на обобщении и анализе многолетних отечественных и зарубежных результатов НИР по данной проблеме и передового опыта применения техники и технологий.
Накопленные знания по различным аспектам технологии производства естественно будут влиять на развитие системы машин для животноводства в будущем.
Иванов Юрий Анатольевич, член-корреспондент Россельхозакадемии, директор ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Тел. 8(4967)67-99-67 E-mail: [email protected]
The article contains methodological approaches of the system of machines for cattle breeding. The importance and role of machines in the market conditions are justified, the crucial importance of the cattle breeding production for creation of hardware components, which implement these technologies, are shown. The methods of grouping of technological operations according to appropriation and functional realization are suggested. The sequence of updates of the developed system of machines with new and upgraded hardware components is shown. Drawing 4. Keywords: the system of machines for cattle breeding, methodological approaches, technologies, new and upgraded hardware components, technological operations.
