Библиографическое описание:

Сухопаров А. И., Ерохин И. В. Структура разработки программного продукта, обеспечивающего управление технологическим процессом производства кормов из трав // Молодой ученый. — 2017. — №9. — С. 204-207.



Представлена последовательность создания компьютерной программы для ПК, которая будет осуществлять расчёт, оценку и поиск наиболее эффективного технико-технологического варианта производства кормов из трав из существующих возможных альтернатив, с учётом складывающихся погодных условий, имеющихся ресурсов и требований. На основании полученных расчётных данных будет в оперативном порядке приниматься управленческое решение специалистом, что обеспечит производство высококачественных кормов и формирование надёжной комовой базы для животноводства с большей эффективностью.

Ключевые слова: программный продукт, структура, технологический процесс, управление, корма из трав

В процессе производства кормов из трав возникает необходимость оперативного решения множества сложных задач, обусловленных множественным характером, как исходных ситуаций, так и возможных решений, направленных на получение высококачественного корма при минимуме материальных и трудовых затрат и без негативных последствий для окружающей среды. Широкий выбор технологий, способов и технических средств обеспечивает многовариантность технологического процесса производства кормов из трав [1].

Ввиду большого количества условий, часто носящих стохастический характер, которые определяют протекание технологического процесса производства кормов из трав, а также необходимости осуществления оценки эффективности принятого технико-технологического решения по нескольким показателям необходимо произвести комплексный анализ всех факторов с последующей формализованной многокритериальной оценкой степени их влияния [2]. Получение высокой достоверной оценки эффективности выбранного управленческого решения в ходе реализации технологического процесса производства кормов из трав за короткий срок возможно только на базе информационных технологий, которые позволяют осуществить объёмные математические расчеты и учитывать изменение внешних факторов в динамике.

Выбор технологии заготовки кормов из трав или же переход на другую технологию в процессе заготовки должен осуществляться как на момент начала уборки, так и в процессе ее реализации. Целью конкретной технологии является получение определенного вида корма из травы для различных групп и видов животных, путем применения технических средств, т. е. объектом в технологии является процесс превращения растительной биологической массы в корм. Факторы и показатели, формирующие технологический процесс заготовки кормов из трав представлены в векторной форме на рис. 1.

Принятие обоснованного решения позволит существенно сократить как количественные, так и качественные потери кормов, рационально использовать имеющиеся ресурсы хозяйства, что в целом приведет к снижению затрат на формирование сбалансированных рационов кормления животных, за счёт большей доли в них высококачественных кормов из трав собственного производства. Разработка программного продукта на базе информационных технологий, в котором будут заложены математические модели и закономерности, сравнительная многокритериальная оценка, алгоритм принятия решений, поддержка связи с базами данных существенно ускорит выработку обоснованного решения с учетом всех условий. Это позволит специалистам хозяйств осуществлять виртуальное проигрывание различных ситуаций в диалоговом режиме на перспективу и планирование объема работ в течение кормозаготовительного сезона, осуществлять эффективное оперативное управление технологическим процессом производства кормов из трав. Что будет способствовать сокращению затрат на производство кормов до 40 % [3].

На основании выполненного анализа фундаментальных экономических категорий и законов, а также принципов и методов управления технологическими процессами в промышленном производстве выработана структура разработки программного продукта обеспечивающего управление технологическим процессом производства кормов из трав.

  1. Формализация математического описания технологического процесса.

а) Разработка информационной модели управления технологиями — учитываются все факторы, воздействующие на протекание технологического процесса (контролируемые и неконтролируемые, определяемые и неопределяемые), их характер, а так же обусловленные ими выходные показатели как количественного характера (натуральный показатель), так и качественного (оценочный показатель) — критерий [1].

б) Разработка структурной модели управления технологиями — выявляется совокупность факторов формирующих показатель в виде формализованных моделей, т. е. функциональное описание протекания технологического процесса в виде многоуровневой иерархической модели «способ воздействия — технологическая операция — технология — вид получаемого продукта» [1].


Рис. 1 Факторы и показатели, обуславливающие принятие технологического решения при заготовке кормов из трав


в) Разработка логической модели протекания технологического процесса — приводится в графическом виде последовательность протекания технологического процесса производства кормов из трав, место учета факторов и фиксирования оценочных выходных показателей (критериев). Кроме того, в графической интерпретации строится «дерево решений», т. е. все возможные сценарии протекания технологического процесса при различном стечении обстоятельств.

г) Разработка комбинаторных алгоритмов функционирования технологического процесса, с помощью которых осуществляется структуризация данного процесса на дискретной основе, путем расчленения процесса на отдельные уровни и путем приведения к конечности целевой функции множества совокупностей взаимодействия факторов.

д) Разработка алгоритма управления технологиями, который определяет средства управления и место объекта в технологическом процессе [4].

  1. Разработка математических моделей, характеризующих протекание технологического процесса производства кормов из трав.

а) Определение значений факторов воздействия — определяется область значений входных факторов детерминированного характера, параметры ограничительных условия, возможные средства и способы воздействия на изменение их величины.

б) Сбор и обработка информации о факторах стохастического характера и неопределенного (выпадение количества осадков, средняя температура, период наступление фазы спелости, вероятность возникновения продолжительного засушливого периода и т. п.) — накопление информации, статистическая обработка и получение зависимостей. Использование информации данного характера от других специализированных источников (ГУ «Гидрометцентр России», ФГБНУ Агрофизический НИИ и др.).

в) Исследование физиологических и поведенческих аспектов взаимодействия систем «растение — машина — окружающая среда» — постановка экспериментов и проведение опытов. Воспроизведение процесса функционирования системы в соответствии с разработанной структурной схемой и формальным описанием.

г) Обработка накопленных данных в результате экспериментальных исследований и получение формализованных моделей и закономерностей исследований путем применения различных математических методов.

  1. Сбор информации материально-технического содержания обуславливающей протекание технологического процесса производства кормов из трав.

а) Установление формальной связи с экономическими, энергетическими и экологическими категориями, способствующих комплексной оценке технологий (технологических операций).

б) Состояние материально-технических ресурсов сельскохозяйственного предприятия — выявление их, определение потенциала, определение места их и степени проявления в реализации технологического процесса.

в) Различные базы данных — осуществление взаимосвязи их с технологическим процессом, определение места их воздействия в системе (База данных технологий — «Традиционные и перспективные технологии возделывания с/х культур», База данных технических средств — «Механизация» и «Тракторы», различные экспертные системы и пр.)

г) Учет законодательных и нормативных решений федерального и регионального уровней — определение места их воздействия в системе и степени влияния на выходные показатели технологии (Нормативная и правовая база данных — «Консультант +», «Охрана труда» и др.).

  1. Расчет критериев оптимизации технологического процесса экономического, энергетического и экологического содержания (в программах «Microsoft Excel» и «Microsoft Access»:

а) Расчет по нескольким критериям — в программе «Microsoft Excel» с помощью инструментария «Поиск решения» осуществить расчет целесообразно по одному критерию последовательно, анализ и оценку их уже осуществлять позже.

б) Выбор альтернативных вариантов. Расчет каждого альтернативного варианта осуществляется последовательно, преимущественно в диалоговом режиме, и потом отбирается наиболее приемлемый. При этом компьютеру, в основном отводится функции оперативного расчета элементов системы на основе существующих математических моделей, зависимостей и закономерностей.

в) Планирование возможного развития протекания технологического процесса, это своего рода проигрывание ситуации на перспективу на основании существующего прогноза величины неконтролируемых факторов.

  1. Создание программного продукта.

а) Разработка методологии структурного анализа типа STD — разработка диаграммы перехода состояний, позволяющей увязать все связи «условие-показатель» на основании информационных технологий.

б) Разработка концепции построения эффективной системы управления (например, на аналоге CSRP) — определяет ресурс и место его применения в системе для достижения конкретного желаемого результата на базе информационных технологий.

в) Разработка программного продукта — создание интерфейса, установление программного обеспечения и прочие процедуры, понятны для работы специалиста на ПК в диалоговом режиме.

В приведенной структуре разработки программного продукта управления технологиями производства кормов из трав 1–4 этап способствую выбору наиболее рационального управленческого решения при осуществлении технологического процесса из существующих вариантов альтернатив. На 5 этапе при необходимости обработки большого и структурированного объема информации о протекании технологического процесса непосредственно создается программный продукт на базе информационных технологий. В создаваемом программном продукте должно быть обусловлено применение оперативных методов, базирующихся на обработке информации в реальном масштабе времени, что позволит корректировать технологию, адаптировать её к реальному процессу производства кормов из трав, адекватно реагировать на возмущающие воздействия, не поддающиеся контролю со стороны человека.

Использование информационных технологий обеспечит моделирование задач и принятие обоснованного эффективного решения в процессе производства кормов из трав, его внедрение в технологический процесс, сопровождение и оценку. Успешная реализация решений управленческого характера и выполнение задач по прогнозированию в кормопроизводстве требует как можно более точного учета ресурсов, а также многоаспектного анализа как технико-экономических, так и агроэкологических последствий принимаемых решений, динамичного роста производительности труда, для чего должна привлекаться разнообразная профессиональная информация (базы данных, экспертные системы и др.). В процессе выработки решения должна учитываться неразрывная связь техники с биологическими объектами, для которых характерны непрерывность биологических процессов и цикличность получения продукции с учетом природно-климатических условий.

Литература:

  1. Попов В. Д., Сухопаров А. И. Информационная и структурная модели управления технологиями в растениеводстве // Вестник РАСХН. 2010. № 3. С. 7–8.
  2. Сухопаров А. И., Ерохин И. В. Алгоритм многокритериальной оценки технологий заготовки кормов из трав // Молодой учёный. 2017. № 4. С. 209–213.
  3. Жукова О. Трава всему голова // Агропрофи. 2008. № 6.
  4. Сухопаров А. И. Управление заготовкой кормов из зерна и трав на базе информационных технологий // Материалы Всероссийской конференции (с международным участием) «Математические модели и информационные технологии в сельскохозяйственной биологии: итоги и перспективы». СПб.: АФИ, 2010. С. 277–278.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle