CC BY
3
ЗООТЕХНИЯ
Научная статья
УДК 004.428.4:636.084.12
doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-229-234
Разработка программного обеспечения, основанного на облачных технологиях, для учёта продуктивности животных
Андрей Фёдорович Шалин1, Вадим Владимирович Герасименко2,
Денис Евгеньевич Белов3, Батырхан Тюлимбаевич Абилов3,
Нина Валерьевна Гусейнова3, Владимир Владимирович Голембовский3
1 ООО НПО «Облачные информационные системы»
2 Оренбургский государственный аграрный университет
3 Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр
Аннотация. Статья посвящена ключевым аспектам сервисной поставки программного обеспечения, основанного на облачных технологиях, для учёта продуктивности животных. Разработана и апробирована в производственных условиях программа для ЭВМ, поставляющаяся по модели SaaS. Поставка программного обеспечения предусматривает настройку сервисной инфраструктуры на базе облачной платформы Mail.ru Cloud Solutions компании ООО «Мэйл.Ру» по модели IaaS. Апробация разработки осуществлялась на баранчиках породы российский мясной меринос и телятах чёрно-пёстрой породы. В результате применения разработанного программного обеспечения были систематизированы данные о росте и развитии животных при применении кормовой добавки пробиотического действия Диаретин-С. Установлено, что применение добавки Диаретин-С оказывает благоприятное влияние на рост и развитие молодняка и снижает возникновение желудочно-кишечных расстройств: у баранчиков - в количестве 25 - 45 г/гол, для телят - 35 - 70 г/гол.
Ключевые слова: облачные технологии, учёт продуктивности, животноводство, SaaS, IaaS.
Для цитирования: Разработка программного обеспечения, основанного на облачных технологиях, для учёта продуктивности животных / А.Ф. Шалин, В.В. Герасименко, Д.Е. Белов [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021. № 4 (90). С. 229 - 234. doi: 10.37670/20730853-2021-90-4-229-234.
Original article
Development of cloud-based software for accounting of animal productivity
Andrey F. Shalin1, Vadim V. Gerasimenko2, Denis E. Belov3, Batyrkhan T. Abilov3,
Nina V. Guseinova3, Vladimir V. Golembovsky3
1 LLC NPO "Cloud Information Systems"
2 Orenburg State Agrarian University
3 North Caucasus Federal Agrarian Research Centre
Abstract. Development of cloud-based software for recording the productivity of fattening animals. This article focuses on the key aspects of the delivery of cloud-based software to track the productivity of fattening animals. In the process of performing R&D, a computer program delivered according to the SaaS model was developed and tested in production conditions. The software delivery included setting up a service infrastructure based on the Mail.ru Cloud Solutions cloud platform from Mail.Ru LLC using the IaaS model. Software approbation was carried out on Russian meat merino sheep and calves of black-and-white breed. As a result of the application of the developed software, data on the growth and development of fattening animals using the probiotic feed additive Diaretin-S were systematized. It was found that the use of Diaretin-C has a beneficial effect on growth and development of animals and reduces the occurrence of gastrointestinal disorders, for rams in the amount of 25 - 45 g/head and for calves 35 - 70 g/head, respectively.
Keywords: cloud computing, accounting productivity, livestock, SaaS, IaaS.
For citation: Development of cloud-based software for accounting of animal productivity / A.F. Shalin, V.V. Gerasimenko, D.E. Belov et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2021; 90(4): 229 - 234. (In Russ.). doi: 10.37670/2073-0853-2021-90-4-229-234.
Эффективность современного животноводства напрямую зависит от применяемых технологических решений, которые позволяют максимизировать производство высококачественной продукции при наименьших затратах труда [1, 2]. Основой технологических решений в животноводстве является современное программное обеспечение (далее - ПО), позволяющее повысить
качество идентификации животных, автоматизировать учёт их продуктивности и составление рационов, а значит, и более эффективно управлять производственными процессами [3 - 5].
Ряд авторов считает, что наиболее эффективным способом цифровой трансформации животноводства является сервисная модель поставки ПО (SaaS - Software as a Service), а также полной
инфраструктуры (IaaS - Platform as a Service). При такой модели поставки значительно снижается совокупная стоимость владения ПО (TCO - Total Cost of Ownership). Это достигается за счёт исключения наиболее значимых прямых затрат, к которым относятся приобретение программного обеспечения и оборудования, а также зарплата IT-специалистов. Кроме того, потребитель получает программное обеспечение как услугу, т.е. осуществляет арендную (абонентскую) плату. Причём использование облачных сервисов позволяет разработчикам, с одной стороны, значительно сократить затраты на поддержку ПО, а с другой -практически неограниченно масштабировать его при высоком потребительском спросе. В результате стоимость арендной платы для конечного потребителя значительно снижается [6 - 8].
Одним из основополагающих факторов, влияющих на эффективность животноводства, является кормление сельскохозяйственных животных. В этой связи особую актуальность приобретают новые подходы к организации учёта и анализу продуктивности животных. При этом необходимо осуществлять не только индивидуальный учёт продуктивности, но и иметь возможность формировать группы животных, кормление которых производится по разным схемам и рационам, учитывать живую массу при переводе животных между группами.
Исходя из вышеизложенного основной целью работы было: разработать и провести апробацию программы для ЭВМ, которая позволяет в рамках модели SaaS вести учёт продуктивности животных.
Материал и методы. В качестве базовой операционной системы для разработки ПО использовалась Linux Debian [9]. Сервер был настроен под управлением Linux Ubuntu [10]. Проект запущен на базе веб-сервера Apache Tomcat [11], в качестве базы данных применялась PostgreSQL [12].
Макеты интерфейсов разрабатывались при помощи программного обеспечения Pencil [13].
Составление диаграмм отношения сущностей (ER-диаграмма) реляционной модели осуществлялось при помощи программного обеспечения DIA [14].
Программный код был написан в интегрированной среде разработки Spring Tool Suite [15] на языке программирования Java. Разработка реляционной модели данных выполнялась в соответствии с методикой Э. Кодд (1970) [16].
Регистрация доменного имени осуществлялась через акционерное общество «Региональный сетевой информационный центр» (лицензия на предоставление телематических услуг связи от 27.12.2016 164102), управление DNS - серверами ООО «СПРИНТХОСТ.РУ» (лицензия, выданная Роскомнадзором, № 162552 от 26.03.2018 г.).
В качестве сервисной инфраструктуры использовалось облачная платформа Mail.ru Cloud Solutions [17] компании ООО «Мэйл.Ру», развёрнутая на базе центра обработки данных DataPro Moscow I компании ООО «ДАТАПРО».
Апробация программы проходила в хозяйствах Ставропольского края: на баранчиках породы российский мясной меринос - в СПК колхоз-племзавод «Вторая пятилетка», на телятах чёрно-пёстрой породы - в ООО «Колхоз-племзавод им. Чапаева».
В рамках проведённой апробации программного обеспечения было изучено влияние кормовой добавки Диаретин-С на рост и развитие овец в пастбищный период. В 4-месячном возрасте были сформированы методом пар-аналогов три группы баранчиков породы российский мясной меринос по 15 гол. в каждой. Рацион кормления ягнят I контрольной гр. состоял из базовой части (ОР), в которую входили комбикорм, минеральные корма и пастбищная трава. Животным II и III опытных гр. дополнительно скармливали про-биотическую кормовую добавку Диаретин-С в составе комбикорма-стартера в количестве 25 и 45 г/гол соответственно (табл. 1).
1. Схема проведения исследования на баранчиках в период нагула
Группа Кол-во животных, гол. Рацион кормления
I контрольная 1S ОР - пастбищная трава, концентрированные и минеральные корма
II опытная 1S ОР + кормовая добавка Диаретин-С, 25 г/гол, в составе с концентратами
III опытная 1S ОР + кормовая добавка Диаретин-С, 45 г/гол, в составе с концентратами
Качество используемых кормов соответствовало 1-му классу. В основной рацион баранчиков входили пастбищная трава, 3 - 5 кг; концентрированные корма, 0,5 кг; минеральные корма: соль - 4,0 г, мел - 3,0 г. Также животные опытных групп получали кормовую добавку Диаретин-С [18].
Рацион кормления телят I контрольной группы состоял из базовой части (ОР), в которую входили: сено люцерновое, молоко цельное, комбикорм и минеральные корма. Животным II и III опытных гр., так же как и в экспериментах на баранчиках, дополнительно скармливали Диаретин-С в разведённом виде с цельным молоком, 35 и 70 г/ гол соответственно (табл. 2).
Для учёта показателя роста и развития молодняка ежемесячно, до утреннего кормления, проводили индивидуальные взвешивания. Учёт
показателей продуктивности производился с помощью разработанного программного обеспечения.
2. Схема проведения исследований на телятах молочного направления до трёхмесячного возраста
Группа Количество животных, гол. Особенности кормления
I контрольная 15 Молоко цельное, сено люцерновое, комбикорм-стартер, минеральные корма - ОР
II опытная 15 ОР + кормовая добавка Диаретин-С, 35 г/гол, разбавленная в молоке
III опытная 15 ОР + кормовая добавка Диаретин-С, 70 г/гол, разбавленная в молоке
Результаты исследования. В результате проведённых НИОКР были изучены возможности облачной платформы Mail.ru Cloud Solutions по организации IT-инфрастуктуры на основе сервисной модели. Установлено, что данная платформа предоставляет полный спектр услуг, необходимых для запуска, поддержки и масштабирования IT-проектов, поставляемых по модели SaaS [19].
Кроме того, следует учитывать, что на базе платформы компании ООО «Мэйл.Ру», поставляемой по модели IaaS, размещено системное программное обеспечение, сертифицированное в соответствии с международными стандартами и российским законодательством.
Настройка оборудования для запуска осуществлялась через личный кабинет, изображённый на рисунке 1.
На рисунке 1 изображена главная страница личного кабинета, при помощи которого могут быть настроены следующие элементы: виртуальные машины, диски, правила локальной и внешней сети, сетевые экраны, резервное копирование данных и т.д. Такое разнообразие функций, необходимых для запуска, поддержки и масштабирования проекта, требует серьёзных вложений, если организовывать IT-инфрастуктуру на собственных серверах, однако предоставление доступа к платформе по модели IaaS позволяет сократить эти затраты до минимума.
В качестве операционной системы для запуска, разработанного авторами программного обеспечения, использовалась Linux Ubuntu. Основные характеристики системы, отображаемые в результате выполнения команд «cat /proc/cpuinfb» и «uname -a», представлены на рисунке 2.
Рис. 1 - Личный кабинет платформы Mail.ru Cloud Solutions
ubuntui3ubuntu-standar^2-4-50qb: -
File Edit View Search Terminal Help |а]йг-г isAii rigrfwnl :
рГООМЯЗг ; 3
; GfrnuiftfrlfiUl
С JIM fiinlly ; 6
«nqrir-l. : 85
■xjdel nSert ; Intel Xeon Pr^ÊÉSSàr [SMökfr. IBRS)
stepping ; 4
microcode : 9x1
CPU WE ; гт.из
cache ïize ; 16334 ке
ubuntu^ubuntui-standard-?-i-S9qb:-S ипапе -a
Linux ubuntu-stondard-2-4-5&gb 5,4,74-generic *83-Ubiintu
U/Linux
ubuntu^ubiintu-standard-2-«-59qb: -S Q
SHP Sat Hay S 92 ¡35:39 UTC 2821. x86_64 хЭ6_&4 *86_H M
Рис. 2 - Системные параметры сервера
Разработанное ПО состоит из семи основных модулей:
- системные: управление пользователями и правами пользователей, управление компонентами системы;
- пользовательские: владельцы животных, протокол идентификации, протокол взвешивания, карточка животного, отчёты.
На рисунке 3 представлен интерфейс редактирующей формы классификатора «Владельцы животных». При добавлении нового владельца учитываются следующие данные: организационно-правовая форма, наименование предприятия, адрес местонахождения предприятий и животноводческих точек, контактные данные. Для удобства пользователей при указании местоположения была произведена интеграция с классификатором адресов Российской Федерации (КЛАДР).
После ввода информации о владельцах животных вносились данные о взвешиваниях через формы, отображённые на рисунках 4 и 5.
На рисунке 4 изображена форма протокола взвешивания, с помощью которой можно осуществлять просмотр следующей информации:
- данные протокола (верхняя таблица): номер, дата, владелец, животноводческая точка, ответственный за ввод информации и статус;
- данные животных и результаты взвешиваний (нижняя просмотровая таблица): номер, чип, инвентарный номер (бирка), возраст (вычисляется автоматически системой на основании даты рождения), дата взвешивания, живая масса и др.
Редактирующая форма (рис. 5) позволяет осуществлять ввод и изменение данных о живой массе, дате взвешивания, количестве используемых кормов и кормовых добавок.
Программа на основе введённых данных позволяет сформировать отчёт, представленный на рисунке 6, характеризующий показатели продуктивности животных, такие, как: общие данные по валовому привесу по каждому животному за весь период от начала постановки эксперимента
Рддактрование владельца животного
Статус владельца Краткое наи менован ие Код владельца
| Юридическое лицо 11 Вторая Пятилетка [0031
. Общие данные Адрес владельца Жи вотноводческие точ ки Контактные данные
^Добавить [¿Добавить как £ ^ Редактировать Удалить
Код Адрес
310 Ставропольский край. р-н. Ипатовский. с, Большая Джалта, овц
Ставропольский край. р-н. ипатовский. с. Большая Дяаша. крс
<5 Сохранить Отменить
Рис. 3 - Редактирующая форма классификатора «Владельцы животных»
Рис. 4 - Просмотровая форма «Протокол взвешивания»
Редактирование животного а протоколе взвешивания X
Дата взвешиа. Чип Инв.М} Дата рожд. Возраст Полвзр. группа
07.05.20 ~ I[24963 1 01.03.20 I Ii г.3мес. Бычок 1
Номер клетки ВидЗСМ ЗСМ.кг Влажность, %
1 ЗЦМ №3 V 1
Вес, кг Вид корма Корм, кг Температура. С
75 Рацион N=1 v 6,514
Ф Сохранить ^ Отменить
Рис. 5 - Редактирующая форма протокола взвешивания
Файл Правка Вид Вставка Формат Стили Лист Данные Сервис Окно Справка
в - о • © -I в © еэ х оа - -1 I | • с? -I а а и - о -I ч ь V- е ш г I а -
мй - к» - ж к ч л, - и ~ г 5 ^ ^ э т 4 ± ^ - % ос в »в о; •= з'
ill fF С - = | наименование
и В 1 с 1 о Е F 1 0 1 1 н | 1 1 J 1 ' к' I L U N О 1 Р
1 ~ Перевесы животных от 01,01.2020 по 05.07.2021
3 л S ъ_ 1 владелец животного Код: 0031 вИЙОДШ&ОДМ*.: 'КШДООДЖНМЯв« Вторая Пятилетка* ШШММЧЮЖаточ Код: 310 Адрес: Ставропольский край, с- БольшаяМШЬ овц
10 Идею-ификационные t иные животного Общие данные по весу Перевес
№ номер клетки дате весна КВЧ9Л0. кг привес общий, кг общее Кол-во Привес среднесуточный, г
11 п/п Чип/ID бирки Наименование Возраст постановки на откорм 1 кол-во 1 ТЙ OTKOf ыт дата вес. .г дней откорм КГ
12 J 4,2.5,3207 22342 2 EMM Баран ¡1 гА 3 мн. 01,07.2020 ; 27.9 11,1 106 1Ш1Ш ____JZS
13 "г : ww.zotc J1.5 3J 3.6 105.85
IJ з : 16.09.2020 ___.36,5 A3 116.2£
IS 4 : 15.10.2020 м 29 2.5 85.21
I 24.2,5.3132 23201 1 РММ Бдон jl г„3мес. 01.07.2020 27,5 11,4 IM 1 ,.0.1.07,2020; 27.5:
17 .Л. ; 04.0В.2020 __30.5 Н [......з!........... езм
18 3. _1бде,гого ;б„1 ...........,43 5.6 ;.....................изод?
19 А : ¡Ч.1ПЛИП зя<) 74 1 я Ч6.5Е
I 3 4.2.5.3192 22237 Г £ММ Баран 1 п. 3 мес. 01Л7.2020 • 28.7 106 J шш.гш iä.J
SI | Д.1 11 Сл. \ ■ ммгсл __ЗА7 ______И г; SM2
a 1 3 ' 16.09.2020 j'l.K 43 5,1 118.6С
. * _ 1110MW 3*6 74 _ 90,55
Рис. 6 - Отчёт о результатах взвешиваний животных
до его завершения; количество дней на откорме; среднесуточный привес по всем периодам между взвешиваниями.
В результате проведённых исследований по установлению влияния кормовой добавки Диаретин-С на рост и развитие молодняка сельскохозяйственных животных установлено:
1) встречаемость заболеваний желудочно-кишечного тракта в контрольных группах составляла у баранчиков 20,0 %, у телят - 33,3 %; в опытных группах II - 6,7 и 13,3 % соответственно; в опытных группах III - не выявлено;
2) введение кормовой добавки Диаретин-С в рацион в дозировке 45 г /гол/сут для ягнят и 70 г/гол/сут для телят положительно повлияло на динамику их роста и развития, а также способствовало снижению расхода кормов на единицу живой массы за счёт выраженной пробиотической и терапевтической эффективности.
Программное обеспечение для учёта продуктивности животных, разработанное проектной командой и поставляемое по модели SaaS, доступно в сети Интернет по адресу:
https://app.cloudinfosys.ru/iva/. Параметры входа в демонстрационную версию: логин - demo; пароль - fnac-demo.
Выводы. В результате проведённых НИОКР было разработано программное обеспечение, поставляемое по модели SaaS, которое запущенно на серверах, арендуемых у компании ООО «МэйлРу» по модели IaaS. Использование данной концепции позволило значительно сократить затраты на поддержку, увеличить надёжность, доступность и масштабируемость проекта.
Разработанное программное обеспечение может применяться в сельскохозяйственных предприятиях, занимающихся откормом овец и крупного рогатого скота, а также при проведении научно-исследовательских опытов для автоматизированного расчёта и контроля среднесуточных и валовых привесов животных. Применение данной разработки позволяет сократить ошибки при учёте продуктивности животных, снизить трудовременные затраты на анализ данных, что будет способствовать повышению эффективности животноводства.
Литература
1. Калимов Р.М. Состояние и пути повышения эффективности развития животноводства в Республике Татарстан // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2009. № 13. С. 26 - 31.
2. Фисинин В.И., Журавель Н.А., Мифтахутдинов А.В. Информационные технологии как стратегический инструмент реализации процесса планирования ветеринарно-санитарных мер в птицеводстве // Ветеринарная медицина. 2018. № 1. С. 41 - 43.
3. Райхман А.Я. Прогнозирование потребности лактирующих коров в энергии и питательных веществах средствами информационных технологий // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. 2019. № 22-1. С. 140 - 146.
4. Мороз М.Т., Васильева О.Р. Конкурентное преимущество предприятий АПК при повышении квалификации специалистов животноводства с применением информационных технологий // Научное обеспечение развития АПК в условиях импортозамещения: сб. науч. тр. по матер. междунар. науч.-практич. конф. ( г Санкт-Петербург, 26 - 28 января 2017 г) /СПбГАУ СПб., 2017. С. 288 - 293.
5. Мишин И.Н. Информационные технологии в пчеловодстве // Пчеловодство. 2008. № 4. С. 5 - 6.
6. Волощук, В.М., Иванова Л.О. Совершенствование информационных технологий в промышленном свиноводстве // Зоотехническая наука Беларуси: сб. науч. тр.. Жодино, 2013. Т. 48, ч. 2. С. 124 - 135.
7. Экономические факторы, определяющие стоимость владения программным обеспечением / Д.Е. Белов, А.Ф.
Шалин, К.И. Костюков [и др.] // Сборник научных трудов Ставропольского научно-исследовательского института животноводства и кормопроизводства. 2013. Т. 3. № 6. С. 346 - 350.
8. Концепция развития информационных систем в сельском хозяйстве / В.В. Абонеев, Ю.Д. Квитко, Д.Е. Белов [и др.] // Овцы, козы, шерстяное дело. 2012. № 2. С. 14.
9. Операционная система Debian [Электронный ресурс]. URL: https://www.debian.org/
10. Операционная система Linux Ubuntu [Электронный ресурс]. URL: https://ubuntu.com
11. Веб-сервер Apache Tomcat [Электронный ресурс]. URL: http://tomcat.apache.org/
12. База данных PostgreSQL Tomcat [Электронный ресурс]. URL: https://www.postgresql.org/
13. Программное обеспечение Pencil [Электронный ресурс]. URL: https://pencil.evolus.vn/
14. Программное обеспечение DIA [Электронный ресурс]. URL: http://dia-installer.de
15. Интегрированная среда разработки Spring Tool Suite [Электронный ресурс]. URL: https://spring.io/tools
16. Codd E.F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. Comm. ofACM. 1970; 13 (6): 377 - 387.
17. Облачная платформа Mail.ru Cloud Solutions [Электронныйресурс]. URL: https://mcs.mail.ru/
18. Георгиевский В.И., Аненков Б.Н., Самохин В.Т. Минеральное питание животных. М.: Колос, 1979. С. 471 .
19. Codd E.F. Eхtending the database relational model to capture more meaning // ACM Trans. on Database Systems. 1979; 4: 397 - 434.
Андрей Фёдорович Шалин, генеральный директор. ООО НПО «Облачные информационные системы». Россия, 355012, г. Ставрополь, ул. Ленина, 100, [email protected]
Вадим Владимирович Герасименко, доктор биологических наук, профессор. ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет». Россия, 460014, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18, [email protected]
Денис Евгеньевич Белов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник. ФГБНУ «СевероКавказский федеральный научный аграрный центр». Россия, 356241, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, [email protected]
Батырхан Тюлимбаевич Абилов, кандидат сельскохозяйственных наук. ФГБНУ ФГБНУ «СевероКавказский федеральный научный аграрный центр». Россия, 356241, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, [email protected],
Нина Валерьевна Гусейнова, аспирантка. ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр». Россия, 356241, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, [email protected]
Владимир Владимирович Голембовский, кандидат сельскохозяйственных наук. ФГБНУ «СевероКавказский федеральный научный аграрный центр». Россия, 356241, Ставропольский край, г. Михайловск, ул. Никонова, 49, [email protected]
AndreyF. Shalin, general director. LLC NPO "Cloud Information Systems". 100, Lenina St., Stavropol, 355012, Russia, [email protected]
Vadim V. Gerasimenko, Doctor of ВюЬду, Professor. Orenburg State Agrarian University. 18, Chelyuskintsev St., Orenburg, 460014, Russia, [email protected]
Denis E. Belov, Candidate of Вю^у, senior researcher. North Caucasus Federal Agrarian Research Centre. 49, Nikonov St., Mikhailovsk, 356241, Russia, [email protected]
Batyrkhan T. Abilov, Candidate of Agriculture. North Caucasus Federal Agrarian Research Centre. 49, Nikonov St., Mikhailovsk, 356241, Russia, [email protected]
Nina V. Huseynova, postgraduate. North Caucasus Federal Agrarian Research Centre. 49, Nikonov St., Mikhailovsk, 356241, Russia, [email protected],
Vladimir V. Golembovsky, Candidate of Agriculture. North Caucasus Federal Agrarian Research Centre. 49,
Nikonov St., Mikhailovsk, 356241, Russia, [email protected]
-♦-
