CC BY
20
УДК 631.171/637.11.636 DOI 10.51794/27132064-2021-4-33
ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ И КОНТРОЛЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЖИВОТНЫХ
Е.Л. Жилич, заведующий лабораторией
А.А. Кувшинов, научный сотрудник
Ю.Н. Рогальская, младший научный сотрудник
РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»
E-mail: npc_mol@mail.ru
Аннотация. С целью автоматизации технических процессов на молочнотоварных фермах рассмотрено применение программно-аппаратного комплекса системы идентификации и контроля физиологического состояния животных для автоматического сбора сведений, анализа полученных данных и выдачи их в простом для восприятия виде, в том числе - выдачи предупреждений и рекомендаций. Применение систем идентификации и контроля предусматривает использование индивидуальных трансиверов, а также наличие централизованных систем обработки данных, считываемых с трансиверов антеннами, закрепленными в фиксированных местах. От возможности идентификации животных напрямую зависят эффективность селекционного процесса, учет продуктивности, трудозатраты, направленные на выращивание, получение приплода, проведение ветеринарно-профилактических мероприятий. К достоинствам программно-аппаратного комплекса можно отнести: исключение ручного внесения сведений зоотехнического учета; формирование базы данных по заданным параметрам; отсутствие необходимости в составлении зоотехнических отчетов и отчетов о выполнении зооветеринарных мероприятий; индивидуальный почасовой мониторинг двигательной активности, а также руминации; уменьшение трудозатрат, требуемых для диагностики и выявления проблем со здоровьем животных. В Республике Беларусь на сегодняшний день недостаточно проработаны вопросы производства оборудования для идентификации и контроля состояния животных, а имеющееся оборудование представлено зарубежными образцами, что создает неблагоприятную ценовую обстановку. Создание отечественной системы позволяет решить имеющиеся проблемы и развить отрасль.
Ключевые слова: автоматизация, учет, комплекс, система управления, программное обеспечение, трансивер, датчик, ошейник, доильный аппарат, контроллер, процесс, система интегрированного управления.
Введение. В настоящее время на ряде высокопродуктивных молочных ферм республики осваиваются новые технологические схемы производства молока при беспривязном содержании дойного стада. Эксплуатируется порядка 150 образцов доильных установок с электронными системами управления стадом. Удельный вес средств электронной идентификации и компьютеризированной системы управления стадом в общей стоимости оборудования достигает 70% [1]. Ключевым элементом информационных технологий в животноводстве являются электронные системы идентификации животных, которые лежат в основе автоматизации многих операций и технологических процессов, выполняемых на фермах. Идентификация -это система учета животных, которая включает в себя присвоение индивидуального
номера животному различными способами. Применение систем идентификации и контроля предусматривает использование индивидуальных трансиверов, а также наличие централизованных систем обработки данных, считываемых с трансиверов антеннами, закрепленными в фиксированных местах. От возможности идентификации животных напрямую зависит эффективность селекционного процесса, учет продуктивности, трудозатраты, направленные на выращивание, получение приплода, проведение ветеринарно-профилактических мероприятий.
Результаты и обсуждение. Принцип электронной автоматической идентификации основан на взаимодействии специального маркировочного устройства, размещенного на теле животного и содержащего его код, и приемного блока с антенной, установленного
на соответствующем оборудовании. Обычно маркировочное устройство выполнено в виде бесконтактного импульсного датчика-ответчика (транспондера): пассивного (без источника питания) или активного (с источником питания). Ряд производителей предлагает к применению комплексные системы управления движением стада, включающие селекционные ворота, автоматические доильные аппараты, измерители потока молока, автоматизированные раздатчики кормов, специальное программное обеспечение, а также аппаратные и программные средства управления (АСУ). Так, АСУ движением животных разрабатываются и поставляются в Республику Беларусь компаниями «DeLaval» (Швеция, доильный зал MidiLine) и «GEA» (Германия, доильный зал DairyProQ), «SCR» (Израиль), ОАО «Гомельагрокомплект» (Республика Беларусь, доильный зал), «Dairymaster» (Ирландия).
В качестве исполнительных механизмов применяются трансиверы, обеспечивающие обмен данными между доильными аппаратами и программой управления фермой, обеспечивают полный контроль над всеми технологическими и физиологическими процессами. Обмен данными осуществляется в режиме реального времени [2, 3].
Некоторые из локальных контроллеров АСУ доильным залом предоставляют оператору набор функций и позволяют управлять с одного места практически всем оборудованием, установленным в зале. Допускается также удаленная связь с оборудованием зала при помощи мобильного телефона. Однако системы интегрированного управления производственными процессами зарубежного производства могут функционировать только в комплекте с фирменными контролерами отдельных технологических операций, что практически исключает возможность модернизации оборудования без постоянной замены комплектующих. Кроме того, сбор и анализ информации о надоях, потреблении корма, показателях воспроизводства осуществляются согласно стандартам стран-производителей. Системы управления не формируют базу данных, пригодную для использования
в отечественных автоматизированных программах крупномасштабной селекции [4, 5].
Автоматизация технических процессов молочного предприятия является важнейшим показателем уровня его технического развития. Обеспечивая технологические и экономические преимущества, которые невозможно достичь при традиционной организации производства, она является основой перспективного развития современной молочной индустрии. Углубление уровня автоматизации в молочной промышленности имеет огромное значение, проявляющееся через повышение эффективности труда, улучшение качества молочных продуктов, оптимальное использование производственных ресурсов и др. Автоматизация меняет качество труда, упрощая его физически, делает более содержательным, предъявляет повышенные требования к уровню технической подготовки персонала, высвобождает сотрудников, занятых на трудоемких и зачастую неквалифицированных работах.
С целью автоматизации технических процессов на молочно-товарных фермах лабораторией механизации процессов производства молока и говядины РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» совместно с ООО «Полиэфир АГРО» разработан и создан программно-аппаратный комплекс системы идентификации и контроля физиологического состояния животных (ИКФС) для автоматического сбора сведений о физиологическом состоянии животных, анализа полученных данных и выдачи их в простом для восприятия виде, в т. ч. выдачи предупреждений и рекомендаций.
ИКФС обеспечивает централизованный компьютерный учет и систематизацию следующих параметров:
1) состав сведений первичного зоотехнического учета по каждому животному (идентификационный номер, код породы, дата рождения, дата последнего осеменения, номер осеменения и номер быка, дата проверки на стельность и результат проверки, дата и результат отела, инвентарный номер приплода, номер текущей лактации, коды текущих болезней, распределение коров по зоо-
техническим группам, определение предмас-титного состояния);
2) состав сведений о контрольных доениях каждой коровы (идентификационный номер, дата доения, суточный удой, длительность доения);
3) коды пород и болезней соответствуют справочным таблицам из базы данных АРМ «База КРС».
Исполнительным элементом ИКФС является индивидуальный датчик-трансивер, предназначенный для снятия, формирования и передачи данных о физиологическом состоянии животного, а именно - о двигательной активности, руминации и температуре. Индивидуальный датчик монтируется на ошейнике с грузом, который обеспечивает его стабильное положение. На ошейнике также монтируется номер коровы, набранный из стандартных прямоугольных цифр. Общий вид и устройство ошейника представлены на рисунке 1. В общем плане, система идентификации и контроля физиологического состояния животных состоит из приемников, трансиверов, закрепленных на ошейниках коров, и программы, обрабатывающей полученные данные.
Трансивер производства Полиэфир АГРО - идентификационное устройство с большим набором функций. Устанавливается на ремне ошейника на шее коровы, позволяет идентифицировать животного (имеет уникальный номер), обеспечивает выявление охоты 24/7 с отображением оптимального времени для осеменения, отслеживает состояние здоровья
(стояние, лежание, движение), пищевое поведение и прочее активное поведение. Также позволяет осуществлять передачу данных в реальном времени в радиусе 90 м. Имеет внутреннюю память датчика, возможность замены внутренней батареи, проверки уровня заряда батареи в отчетах программы ПК «Майстар». Нечувствителен к помехам от окружающей среды и внешних источников.
Рис. 1. Ошейник с трансивером
Таким образом, каждое животное в стаде всегда находится под контролем. Срок службы данного устройства - 8-10 лет. Необработанный график активности животного можно просмотреть непосредственно в программе в личной карточке. Как правило, пиковые (явно выделяющиеся) значения несут в себе полезную информацию. Изначально на графике отображены данные за последний месяц. Данные по активности хранятся в течение определенного периода, задаваемого в настройках программы. По умолчанию, период равен 100 дням. Общий вид графика активности представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Общий вид графика активности
К достоинствам ИКФС можно отнести: исключение ручного внесения сведений зоотехнического учета; формирование базы данных информации по заданным параметрам; отсутствие необходимости в составлении зоотехнических отчетов и выполнении зооветеринарных мероприятий; индивидуальный почасовой мониторинг двигательной активности, руминации; уменьшение трудозатрат, требуемых для диагностики и выявления проблем со здоровьем животных.
Выводы. Конечной целью автоматизации производственных процессов на молочных предприятиях является создание полностью автоматизированного производственного сектора, в котором функции работников сводятся к настройке производственного цикла на определенный режим работы, наблюдению за ним, наладке контрольных приборов, механизмов и устройств, профилактическому ремонту и устранению неисправностей.
Видно, что в Беларуси недостаточно проработаны вопросы производства оборудования для идентификации и контроля состояния животных, а имеющееся оборудование представлено зарубежными образцами, что создает неблагоприятную ценовую обстановку. Создание отечественной системы позволяет решить имеющиеся проблемы и развить отрасль.
Литература:
1. Шевченко И.А., Алиев Э.Б. Стратегия разработки автоматизированной системы управления молочным скотоводством // Вестник ВНИИМЖ. 2013. № 3(11). С. 37-43.
2. Овсянкина Н.М., Прозоров А.А Использование АСУ в производстве молока // Молочнохозяйствен-ный вестник. 2011. № 1. С. 81-86.
3. Тихомиров И.А. Соблюдение технологии машинного доения - залог повышения качества молока и продуктивного долголетия коров // Вестник ВНИИМЖ. 2017. № 4(28). С. 53-60.
4. Электронные системы идентификации в животноводстве. М., 2011. 29 с.
5. Текучев И.К., Иванов Ю.А., Кормановский Л.П. Проблемы реализации технологических новаций в животноводстве // АПК: Экономика, управление. 2017. № 5. С. 21-29.
Literatura:
1. SHevchenko I.A., Aliev E.B. Strategiya razrabotki av-tomatizirovannoj sistemy upravleniya molochnym skoto-vodstvom // Vestnik VNIIMZH. 2013. № 3(11). S. 37-43.
2. Ovsyankina N.M., Prozorov A.A Ispol'zovanie ASU v proizvodstve moloka // Molochnohozyajstvennyj vestnik. 2011. № 1. S. 81-86.
3. Tihomirov I.A. Soblyudenie tekhnologii mashinnogo doeniya - zalog povysheniya kachestva moloka i produk-tivnogo dolgoletiya korov // Vestnik VNIIMZH. 2017. № 4(28). S. 53-60.
4. Elektronnye sistemy identifikacii v zhivotnovodstve. M., 2011. 29 s.
5. Tekuchev I.K., Ivanov YU.A., Kormanovskij L.P. Pro-blemy realizacii tekhnologicheskih novacij v zhivotno-vodstve // APK: Ekonomika, upravlenie. 2017. № 5. S. 21-29.
APPLICATION OF ANIMALS PHYSIOLOGICAL STATE'S IDENTIFICATION AND CONTROL SYSTEMS E.L. ZhHich, chief of laboratory A.A. Kuvshinov, research worker Yu.N. Rogalskaya, junior research worker RUP "NPC of Belarus NAN on agricultural mechanization"
Abstract. In order to technical processes on dairy farms automating, the identifying and monitoring system's hardware and software complex for the animals physiological state's by automatic data collection, the obtained data and their issuance in an easy-to-understand form, including warnings and recommendations issuance analysis, is considered. The identification and control systems using involves the individual transceivers, as well as centralized data processing systems from the transceivers reading availability by antennas fixed in given locations. The breeding process effectiveness, productivity accounting, labor costs aimed at growing, offspring obtaining, veterinary-and-preventive measures carrying out directly depend on the possibility of animals' identifying. The software and hardware complex's advantages include: manual entry of zoo technical accounting information exclusion; database according to specified parameters formation; zootechnical and veterinary measures implementation reports' absence; individual motor activity hourly monitoring, as well as rumination; labor required for diagnose reducing and animal health problems identifying. There in the Republic of Belarus, the issues of animals production identification and control equipment condition's are not sufficiently worked out, and the available equipment by foreign samples is represented, that an unfavorable price environment creating. The domestic system creation allows industry existing problems and developing to solve.
Keywords: automation, accounting, complex, control system, software, transceiver, sensor, collar, milking machine, controller, process, integrated control system.
