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.
- 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].
- 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.
- 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.).
- 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.
- 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:
- Попов В. Д., Сухопаров А. И. Информационная и структурная модели управления технологиями в растениеводстве // Вестник РАСХН. 2010. № 3. С. 7–8.
- Сухопаров А. И., Ерохин И. В. Алгоритм многокритериальной оценки технологий заготовки кормов из трав // Молодой учёный. 2017. № 4. С. 209–213.
- Жукова О. Трава всему голова // Агропрофи. 2008. № 6.
- 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.
