Содержание к диссертации
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Состояние отрасли свиноводства 9
1.2 Базовые технологии производства свинины и их анализ 13
1.3 Стратегия повышения эффективности свиноводческих предприятий в современных условиях 36
1.4 Новые технологии эффективного производства свинины в условиях рынка 18
1.5 Планировочные решения свинарников для содержания всех половозрастных групп свиней и их анализ 26
1.6 Обзор исследований по выбору технологий производства свинины, технических средств и технологических планировочных решений 33
1.7 Цель и задачи исследования 47
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ СВИНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ 49
2.1 Обоснование основных критериев оценки технологических планировочных решений и их математическое выражение 49
2.2 Классификация основных технологических планировочных решений свинарников для содержания различных половозрастных групп свиней 58
2.3 Определение вместимости реконструируемых свинарников для различных половозрастных групп свиней и расчет основных параметров технологических планировочных схем 65
2.3.1 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при поперечном расположении станков (относительно положения секции) с общим центральным проходом при поперечном расположении изолированных секций 67
2.3.2 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при поперечном расположении станков (относительно положения секции) с общим боковым проходом при поперечном расположении изолированных секций 71
2.33 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при продольном расположении станков (относительно положения секции) с общим центральным проходом при поперечном расположении изолированных секций 75
2.3.4 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при продольном расположении станков (относительно положения секции) с общим боковым проходом при поперечном расположении изолированных секций 79
2.3.5 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при поперечном расположении станков (относительно положения секции) при продольном расположении изолированных секций 83
2.3.6 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при продольном расположении станков (относительно положения секции) при продольном расположении изолированных секций 89
2.3.7 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при бессекционном, продольном расположении станков (относительно положения здания) 94
2.3.8 Определение вместимости свинарника и расчет основных параметров технологической планировочной схемы при бессекционном, поперечном расположении станков (относительно положения'здания) 97
2.4 Выводы 100
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 102
3.1 Программа исследований 102
3.2 Методика получения исходной информации 103
3.3. Методика выбора технологических планировочных решений 107
3.4 Алгоритм оптимизации выбора технологических планировочных решений свинарников при их реконструкции 110
3.5 Компьютерная программа выбора технологических планировочных решений при реконструкции существующих свиноводческих ферм 119
3.6 Выводы 134
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 136
4.1 Пример выбора наиболее рационального технологического планировочного решения для свинарников с содержанием свиноматок с поросятами-сосунами при реконструкции свиноводческих предприятий 137
4.2 Пример выбора наиболее рационального технологического планировочного решения для свинарников с содержанием поросят на доращивании при реконструкции свиноводческих предприятий 150
4.3 Пример выбора наиболее рационального технологического планировочного решения для свинарников с содержанием откормочных свиней 163
4.4 Выводы 179
5. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИКО- ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ 181
5.1 Реализация методики и компьютерной программы оптимизации выбора технологических планировочных решений 181
5.2 Экономическая эффективность реконструкции свиноводческих предприятий 182
5.2.1 Свиноводческая ферма с законченным циклом производства ООО «Животноводческий Комплекс «БОР» на ЗІ тыс. голов в год 183
5.2.2 Свиноферма с законченным циклом производства ОАО «Русбелго» на 56 тыс. голов в год 190
5.2.3 Свиноводческая ферма с законченным циклом производства агрохолдинга «Пулковский» на 26 тыс. голов в год 194
5.4 Выводы 197
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 198
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 200
ПРИЛОЖЕНИЯ 213
- Базовые технологии производства свинины и их анализ
- Обоснование основных критериев оценки технологических планировочных решений и их математическое выражение
- Методика получения исходной информации
- Пример выбора наиболее рационального технологического планировочного решения для свинарников с содержанием свиноматок с поросятами-сосунами при реконструкции свиноводческих предприятий
- Реализация методики и компьютерной программы оптимизации выбора технологических планировочных решений
Введение к работе
Актуальность темы. Обеспечение населения нашей страны мясом и мясопродуктами в значительной степени зависит от эффективности развития отрасли свиноводства, наиболее полного использования её производственного потенциала.
Анализ отечественного и мирового опыта производства свинины показывает, что в условиях рыночной экономики рентабельность и конкурентоспособность производства продукции животноводства может быть достигнута при применении новых бесстрессовых, энерго- и ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих повышение продуктивности за счёт более полной реализации генетического потенциала пород на основе полнорационного нормированного кормления сбалансированными по питательной ценности кормами, высокоэффективных технологических планировочных решений свинарников свиноводческих предприятий.
В современных условиях внедрение в свиноводство новых энергоресурсосберегающих, бесстрессовых, экологически чистых технологий, насыщение производства сложным технологическим оборудованием, необходимость увязки поточных технологических линий и их инженерного обеспечения требует новых технологических планировочных решений.
При их разработке следует принимать как новые технологии, технические средства, так и соответствующие им санитарно-ветеринарные требования.
Главным направлением дальнейшего повышения эффективности свиноводческих предприятий является их реконструкция и техническое перевооружение. Основополагающим при этом является применение комплексной механизации и автоматизации технологических процессов на базе современного технологического оборудования с компьютерным управлением, что обеспечит реальные условия для повышения продуктивности животных, снижения затрат материальных и трудовых ресурсов на всех стадиях технологического процесса. Следовательно, совершенствование и выбор наиболее эффективных технологических планировочных решений свинарников при реконструкции свиноводческих предприятий, применительно к условиям свиноводческих хозяйств, является одной из важнейших стратегических задач.
Оптимизация технологических планировочных решений свинарников — это выбор наиболее рациональных решений из всех рассмотренных, обеспечивающих максимальное использование площади основного назначения, ее эффективную оплату производством мяса и получением максимальной прибыли. Это, в конечном счете, важнейшее условие обеспечения высокой эффективности капитальных вложений.
Цель исследования — обосновать технологические планировочные решения основных производственных зданий реконструируемых свиноводческих предприятий различных типоразмеров для условий Северо-Западного региона, обеспечивающие максимальную оплату площади основного назначе-
ния производством мяса и конкурентоспособных технико-экономических показателей.
В соответствии с поставленной целью исследования в данной работе необходимо решить следующие задачи:
изучить и проанализировать существующие новые зарубежные и отечественные технологии производства свинины и применяемые технологические планировочные решения свинарников для содержания всех половозрастных групп свиней;
на основании анализа технологических планировочных решений основных производственных зданий свиноводческого предприятия обобщить их классификацию;
обосновать основные критерии оценки технологических планировочных решений свинарников при реконструкции существующих свиноводческих предприятий;
разработать алгоритм и методику выбора наиболее рациональных технологических планировочных решений при реконструкции основных производственных зданий свиноферм;
разработать компьютерную программу комплексной оценки и оптимизации выбора планировочных технологических решений свинарников при реконструкции свиноводческих предприятий.
Научная новизна работы - заключается в возможности с помощью ПК из многообразия рассматриваемых технологических планировочных решений свиноводческих предприятий проанализировать, произвести выбор наиболее эффективных, экономически целесообразных, конкурентоспособных, адаптированных к местным условиям технологических планировочных решений свиноводческих предприятий при их реконструкции, включающая в себя:
классификацию технологических планировочных решений;
определение вместимости реконструируемых свинарников;
основные критерии оценки технологических планировочных решений;
алгоритмы выбора технологических планировочных решений;
методику выбора технологических планировочных решений;
компьютерную программу выбора технологических планировочных решений при реконструкции свиноводческих предприятий.
Практическая значимость работы. Разработанные методика, алгоритмы и компьютерная программа обеспечивают возможность выбора наиболее эффективных и экономически целесообразных технологических планировочных решений свинарников при реконструкции существующих свиноводческих предприятий. Практическую значимость работы также составляют результаты анализа технологических планировочных решений, значения оценочных критериев, полученные в ходе расчетных операций с помощью компьютерной программы на основе разработанного алгоритма и методики.
Апробация и реализация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались
на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов, проходивших в СПбГАУ и ГНУ СЗНИИМЭСХ в 2003-2006 гг.
Предложенные методика, алгоритмы и компьютерная программа по обоснованию выбора технологических планировочных решений использованы ГНУ СЗНИИМЭСХ при разработке предпроектных и проектных предложений по реконструкции следующих свиноводческих предприятий: свиноферма с законченным циклом производства ООО «Животноводческий Комплекс «БОР», свиноферма с законченным циклом производства совместного российско-бельгийского предприятия «Русбелго», свиноферма с законченным циклом производства агрохолдинга «Пулковский» Ленинградской области.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 статьях.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка используемой литературы из 134 наименований и приложений. Содержит 212 страниц, 89 таблиц и рисунков.
Базовые технологии производства свинины и их анализ
Технология ТСП-5 (Ж-ТБ-2.3) для крупных свинокомплексов требует совершенствования, и оно возможно: многоплощадочная технология с самоформированием сгруппированных гнезд поросят; дробное кормление; переработка кормового сырья в комбикорм; убой и переработка мяса свиней в копчености, и их реализация.
Все вышеназванные типовые технологии производства свинины имеют следующие недостатки: большое количество перегруппировок и перегонов животных, ранний отъем поросят от маток.
Традиционные 3, 2-х, 3-х и 4-х фазные технологии содержания свиней с законченным циклом производства - воспроизводство, выращивание и откорм свиней имеют ряд недостатков: нерациональное использование производственной площади, потери продукции из-за многочисленных перегруппировок и перегонов животных, стрессы с отрицательными последствиями для поросят и свиней, сложность выполнения производственных процессов из-за неравномерных периодов времени их выполнения, удлиненность (большая протяженность) циклов выращивания и откорма поросят и свиней, большой расход кормов и топливо-энергетических средств.
В итоге складывается система технологий производства свиней на малых (до 3-х тыс. голов), средних (до 24 тыс. голов) и крупных свинофермах (комплексов) (в 54-108 тыс. свиней в год) с наложением элементов бесстрессовой технологии, а также системы технологий для вышеназванных свиноферм (комплексов) на основе бесстрессового способа содержания свиней.
Практическое применение каждой из вышеназванных технологий к конкретному объекту возможно лишь после сравнения основных технико-экономических показателей.
Рентабельными являются те свинофермы, на которых используются энергоресурсосберегающие технологии с законченным циклом производства с элементами бесстресового содержания, современное технологическое оборудование, животные с высоким генетическим потенциалом, кормление всех половозрастных групп свиней полноценными, сбалансированными по питательной ценности комбикормами.
В рыночных условиях наиболее эффективными являются интегрированные предприятия с законченным циклом производства свинины, в которых предусматривается воспроизводство племенного молодняка, выращивание, откорм и убой свиней, переработка их и реализация полуфабрикатов или готовой продукции.
Обоснование основных критериев оценки технологических планировочных решений и их математическое выражение
Обилие различных технологий с большим .разнообразием технологических средств требует наличия и использования оценочных критериев, с помощью которых могут быть оценены и выбраны наиболее эффективные технологии и наиболее рациональные технологические планировочные решения для реконструируемых и вновь строящихся свиноферм.
Решение задач проектирования с помощью ЭВМ может быть сведено к перебору и исследованию рассматриваемых вариантов проектируемых объектов с целью выявления таких вариантов, для которых выполняются необходимые ограничения, а целевая функция, в основу которой положены критерии оптимизации, имеет экстремум. Вероятность выбора наилучшего варианта тем выше, чем больше число вариантов, из которых выбирается это решение, и чем выше качество этих вариантов. В случаях, когда имеется определенное число вариантов и выбор наилучшего не очевиден, применяют различные методы оптимизации.
Наилучшим решением из ряда рассматриваемых назначается решение, которое по тем или иным признакам (или в совокупности но всем признакам) предпочтительнее остальных. Отсюда следует, что среди большого числа вариантов найти наилучший, нужна информация о различных сочетаниях значений показателей характеризующих варианты - критерии оптимизации.
Таким образом, одной из главных задач является выбор наилучшего варианта в соответствии с выбранными критериями.
Наиболее надёжным способом нахождения наилучшего варианта является сравнительная оценка всех возможных вариантов (альтернатив). Если число альтернатив велико, при поиске наилучшей обычно используют методы математического программирования. Применить эти методы можно, если есть строгая постановка задачи; задан набор переменных, установлена область их возможного изменения (заданы ограничения) и определён вид целевой функции (функции, экстремум которой нужно найти) от этих переменных. Целевая функция представляет собой количественную меру (критерий) оценки степени достижения поставленной цели [2, 25, 50, 51, 55, 76].
Методика получения исходной информации
В качестве исходных данных по исследуемому объекту (свинарнику) послужили; габариты здания (L х В х Д м), наличие внутренних перегородок, материалы и размеры основных строительных конструкций (наружные стены, фермы, крыша, фундамент и.т.п.). Вся эта информация фиксируется в обмерных чертежах.
Для наиболее точного измерения габаритов здания и его внутренних элементов наряду с рулеткой возможно применение современного высокоточного электронного оборудования, к которому относится лазерный дальномер LE-100 (фирма «Stabila Messgerate» -Австрия) (рис. 3.1). Погрешность измерений такого прибора при измерении расстояний до 30м - 0,1 мм, от 30 до 100м - 0,1мм ... 10 мм, если измеряемое расстояние свыше 100м, то расстояние измеряется в см, а общая точность измерений прибора 1,5 мм. К данному прибору прилагаются также визирные пластины и фотоштатив.
Измерение расстояний данным прибором возможно 2 способами:
- визирование с руки (0.. .40 м);
- визирование с использованием штатива (возможно на любом расстоянии, обязательно - свыше 40м) (рис. 3.2).
Визирные пластины (рис. 3.1, 3.3) имеют 2 поверхности: белая и коричневая. Белую поверхность используют при измерении расстояний до 30м., коричневую - свыше 30 м. При визировании с руки от 30 м. необходимо применять визирную пластину с коричневой поверхностью.
Применение лазерного дальномера в совокупности с визирными пластинами и фотоштативом существенно уменьшают погрешность изменений Данный прибором позволяет измерять расстояния, площадь и объем.
Для измерения вертикальных отметок поверхности исследуемой площадки, превышений, вертикальных и горизонтальных углов, а также при определении уклонов поверхностей используют отечественные и зарубежные теодолиты и нивелиры (оптические, электронные).
Пример выбора наиболее рационального технологического планировочного решения для свинарников с содержанием свиноматок с поросятами-сосунами при реконструкции свиноводческих предприятий
Исходными данными для свинарника, предназначенного для содержания свиноматок с поросятами-сосунами также были: размеры станка 2,5 х 1,7 м. (11 голов в станке, не считая, свиноматки). В данной главе приводятся только ключевые расчеты (в виде рисунков - отдельных электронных листов компьютерной программы), для определения наилучших из рассматриваемых технологических планировочных решений. На основании технологического расчета и определения вместимости по каждому в отдельности технологическому планировочному решению производится расчет основных показателей, связанных с площадью свинарника (рис.4.1).
Далее производился расчет всех оценочных критериев оптимизации для каждого технологического планировочного решения свинарников для содержания свиноматок с поросятами-сосунами.
Затем значения всех 7 оценочных критериев оптимизации выбора наиболее рационального технологического планировочного решения свинарника для 8 схем были сведены в общую таблицу (рис.4.2).
Реализация методики и компьютерной программы оптимизации выбора технологических планировочных решений
Методика оптимизации выбора планировочных технологических решений и компьютерная программа реализованы при разработке проектных предложений и проектных решений реконструкций ряда свиноводческих предприятий.
Основными технико-экономическими показателями реконструируемых свиноводческих предприятий являются:
- мощность предприятия, тыс.голов в год;
- себестоимость 1 ц. свинины, тыс. руб.;
- прибыль, тыс.руб.;
- стоимость реконструкции, млн.руб;
- рентабельность производства продукции, %;
- окупаемость капвложений, лет;
-критерий оплаты общей площади производством мяса, ц/м . Эти показатели определены для следующих предприятий:
- свиноводческая ферма с законченным циклом производства ООО «Животноводческий Комплекс «БОР» на 33 тыс, голов в год;
- свиноводческая ферма с законченным циклом производства ОАО «Русбел-го» («Новый Свет») на 56 тыс, голов в год;
- свиноводческая ферма с законченным циклом, производства агрохолдинга «Пулковский» на 26 тыс. голов в год.
Значимость применения разработанной методики оптимизации выбора планировочных технологических решений и компьютерной программы состоит в выборе наиболее эффективного из всех рассмотренных технологических планировочных решений и технологий производства свинины, обеспечивающих более высокие технико-экономические показатели в сравнении с базовыми технологиями.
