Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние вопроса. постановкапроблемы и задачи исследования 10
1.1 Анализ развития и перспективы совершенствования производст - 10
1.2 Биофизиологические основы повышения продуктивностиживотных 15
1.3 Приспособляемость коров к условиям доения и оценка воз- 26
2 Исследование стандартной технологии доениякорови пути её совершенствования 39
2.1 Обоснование способа оценки воздействия стрессоров на рефлексмолокоотдачи 39
2.2 Механизм возникновения передержек доильных аппаратови частота их проявления 52
2.3 Оценка влияния площади преддоильного накопителя и продолжи- 56
2.4 Анализ процессов стандартной технологии и определение потенциальных возможностей её совершенствования 60
2.5 Математическая модель для определения количества доильныхаппаратов, исходя из рациональности эксплуатационных затрат 67
2.6 Определение путей совершенствования технологии и техническихсредств машинного доения коров 71
3 Методика эксприментальных исследовании 72
3.2 Методика оценки количественных характеристик изменения 72
3.3 Методика оценки влияния технологических процессов и параметров технических средств 77
3.4 Методика оценки эффективности производства молока при реа- 85
4 Разработка технических средств для реализациигибкой технологии доения коров 86
4.1 Понятие гибкой технологии доения коров и оценка традиционных 86
4.2 Обоснование конструкции и режимов работы первичного преобразователя сигнала 94
4.3 Обоснование конструкции и режимов работы устройства контролядоения коров с регулировкой разрежения в подсосковом пространстведоильных стаканов (УКРР) 98
4.4 Обоснование конструкции и режимов работы устройства контроля доения коров с регулированием процесса выведения молока (УКРМ) 118
4.5 Обоснование конструкции и режимов работы устройства контролядоения коров и стимулирования молокоотдачи (УКСМ) 151
4.6 Исследование процесса работы устройства контроля и стимули- 180
4.7 Сравнительная оценка результатов испытания гибкой технологиис различными вариантами устройств контроля доения коров 196
5 Производственная проверка гибкой технологиидоения при стойловом содержании животных 200
5.1 Обоснование системы содержания и обслуживания коровдля реализации гибкой технологии 200
5.2 Результаты производственной проверки гибкой технологиив коровнике с выдвижной доильной установкой 211
6 Экономическая эффективность результатовисследования 223
Выводы 225
Список литеоатуоы 228
Приложения 247
- Анализ развития и перспективы совершенствования производст
- Обоснование способа оценки воздействия стрессоров на рефлексмолокоотдачи
- Методика оценки количественных характеристик изменения
- Понятие гибкой технологии доения коров и оценка традиционных
Введение к работе
Переход агропромышленного комплекса от системы государственного управления и контроля к свободному рынку существенно реформировал экономическую структуру и отношения во всех его сферах, нарушил устойчивые хозяйственные связи между всеми звеньями производства, изменил форму собственности на средства производства и готовый продукт. Экономические «свободы» и широкие стимулы для хозяйственной деятельности у определённой части товаропроизводителей по ряду причин пока не нашли должной реализации. До сих пор значительная часть самых традиционных для России сельскохозяйственных продуктов: мяса, молока, растительного масла и др. - поставляются в страну по импорту [1-7].
Возникший разлад в наибольшей степени проявился в системе производства молока и существенно изменил её организационные и индустриальные основы. Процесс разукрупнения ферм ослабил зоотехническую, ветеринарную и инженерную службы. Численность дойного стада в Российской Федерации сократилось более чем на 8 млн. голов, снизились удои коров. Производство молока на душу населения уменьшилось с 376 до 230 кг в год. Возросли показатели трудоёмкости, энергоёмкости и расхода кормов, которые соответственно превышают аналогичные значения развитых стран мира в 6... 15, 2,5...3,0 и 1,5...2 раза [8 - 15]. Затраты труда на получение 100 кг молока остаются очень высокими-7,7... 10,0 чел.-ч, в то время как в США этот показатель составляет всего 0,6 чел.-ч. В целом нагрузка на оператора доения не превышает 19...20 коров, а на одного работника фермы при обслуживании приходится всего 10... 11 животных. Поэтому молоко имеет высокую себестоимость и в отдельных случаях даже не способно конкурировать с дорогой импортной продукцией. Дефицит собственного сырья в стране составляет не менее 15...20% и, при определённых условиях, служит резервом потенциального роста объёма его продаж [16]. Переход к рыночной экономике, изменение прав собственности, острая конкуренция в сфере реализации сырья создали условия, требующие существенного пересмотра системы производства молока [10, 11, 17 - 32]. Анализ сложившейся ситуации в области совершенствования технологий, механизации и автоматизации основных процессов содержания, доения и обслуживания животных позволил определить причины и пути решения этой важной народнохозяйственной задачи. Их суть сведена к следующим основным положениям:
- приоритет следует отдать содержанию высокопродуктивных молочных коров с обязательным обеспечением условий их длительной эксплуатации. На небольших фермах лучше использовать отечественные породы скота, которые органически приспособлены к региону обитания и имеют достаточную биологическую продуктивность, превышающую в 2...3 раза средние удои коров по стране;
- помещением для содержания животных должен стать типовой коровник вместимостью: 25...30, 50... 100,150...200 гол. Для сохранения высокой продуктивности и продолжительности эксплуатации скота на ферме необходима существенная доработка технологий содержания, доения и обслуживания коров в части более полного учёта текущих физиологических потребностей животных. Вопросы механизации должны решаться на основе синтеза наиболее эффективных процессов привязного и беспривязного способа содержания скота;
- для экономии площадей, снижения металлоёмкости и эксплуатационных затрат при производстве молока механизированные процессы необходимо выполнять комплексным технологическим оборудованием. Конструктивные параметры и режимы его использования должны согласовываться с проектно-планировочными возможностями типовых производственных помещений;
- с целью снижения затрат на реализацию проекта необходимо максимально использовать имеющуюся техническую базу путем модернизации оборудования и реконструкции типовых зданий и сооружений. С учётом всех этих положений и проведены исследования в данной научной работе. Предложена существенная доработка стандартной технологии доения коров. Специальные технические средства (устройства контроля доения коров) в сочетании с усовершенствованной конструкцией молочно-доильного комплекса (с выдвижной или поворотной доильной установкой) позволили реализовать гибкие режимы выполнения основных технологических операций доения коров в стаде. При этом в сравнении с традиционным привязным содержанием скота, трудозатраты на производство молока снизились в 2,0...2,5 раза, произошел быстрый рост удоев на 12...20% и увеличился срок использования животных в 1,5...2,0 раза. Себестоимость продукции при реализации разработки уменьшилась на 10... 12%.
Цель исследования. Повышение эффективности производства молока путем совершенствования технологии и технических средств машинного доения коров.
Объект исследования. Технологические процессы доения стада коров, режимы процесса и контроля выведения молока, доильные установки и аппараты.
Предмет исследования. Закономерности процесса доения стада коров и взаимосвязи конструктивных параметров и режимов работы технологического оборудования с текущими физиологическими потребностями животных.
Методика исследования. Аналитическое изучение технологических процессов с использованием методов моделирования, теории вероятности и математической статистики с применением современного программного обеспечения и компьютерной техники. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях для определения конструктивных и технологических параметров технических средств, обеспечивающих учёт текущих индивидуальных и физиологических потребностей животных. Производственные исследования гибкой технологии доения коров для определения содержания процессов и режимов выполнения отдельных технологических операций при доении коров в различных регионах СНГ: в условиях Кус-танайской, Челябинской, Курганской, Алма-Атинской, Северо-Казахстан-ской и Свердловской областей с применением специального оборудования и средств вычислительной техники. Натурные исследования работы молоч-но-доильных комплексов с выдвижной и поворотной доильной установкой. Методы подобия при исследовании работы поворотной доильной установки.
Научная новизна. Научную новизну работы составляют:
- пооперационный анализ стандартной и гибкой технологии доения коров учитывающий соответствие стадий и операций процесса индивидуальным и физиологическим потребностям животных;
- закономерность воздействия стрессоров на соотношение динамики изменения надоев и продолжительности доения коров и методика оценки уровня их влияния при сравнительных испытаниях различных механизированных процессов и технических средств;
- закономерность, характеризующая частоту и длительность проявления стрессоров от количества доильных аппаратов, которое обслуживает оператор одновременно;
- методика расчета количества доильных аппаратов, обслуживаемых оператором, исходя из рациональности эксплуатационных затрат;
- основные положения гибкой технологии доения коров, связанные с реализацией процессов, учитывающих текущие физиологические потребности животных;
- методика расчета кольцевых первичных преобразователей сигнала по «критическим» точкам;
- закономерности процесса работы доильного агрегата с устройствами контроля, параметры каналов дроссельного регулятора разрежения и частоты пульсаций электромагнитного клапана при доении и защите молочной железы от высокого вакуума; - закономерности процесса работы устройства контроля и стимулирования молокоотдачи с электропульсатором и параметры каналов совмещенного дроссельного регулятора разрежения и пульсаций при защите молочной железы от высокого вакуума и доении коров;
- результаты производственной проверки гибкой технологии на всех стадиях доения коров с выдвижной доильной установкой.
Практическая ценность. Предложена гибкая технология доения и обслуживания высокопродуктивных животных, более совершенная в части учета текущих физиологических потребностей каждой особи в стаде. Обоснованы конструкция и техническое оснащение молочно-доильных комплексов с выдвижной и поворотной доильными установками, проведена их проверка в производственных условиях. Разработаны конструкции электропульсатора и устройств контроля процесса доения коров с различными вариантами защиты молочной железы от воздействия высокого вакуума и системой стимуляции рефлекса молокоотдачи. Проведена зоотехническая оценка разработок в производственных условиях и утверждены технические требования на их изготовление. Предложены методики расчета: оценки уровня влияния стрессоров при сравнительных испытаниях различных механизированных процессов и технических средств, конструктивных и технологических параметров кольцевых датчиков-электродов, количества доильных аппаратов, обслуживаемых оператором одновременно, исходя из рациональности эксплуатационных затрат.
Апробация. Основные положения работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях ВНИИМЖ и НПО «Целинсельхозмеха-низация» в 1989...1992 гг. и 1995...2005 гг. в ЧГАУ. В 1986 и 1988 гг. конструкции выдвижной и поворотной доильных установок с устройствами контроля и стимулирования молокоотдачи рассматривались на НТС Кустанайской области и в 1990 г. - Свердловской области (приложения А и Б). В 1990 г. устройство контроля и стимулирования молокоотдачи одобрено на НТС (секция механизации и электрификации) Госагропрома Казахской ССР (приложение В).
Макеты устройств демонстрировались на международных выставках «Техника для механизации животноводства и кормопроизводства» в г. Москве и «Животноводство-89» в Алма-Ате (1988 и 1989 гг.). В течение пяти лет комплекты УКСМ успешно работали при испытаниях на девяти молочных фермах при доении более 2000 животных. Система доения представлялась на ВДНХ СССР и Казахской ССР (приложение Г), где опытный образец УКСМ был награждён дипломом первой степени. Принципиальные по новизне технические решения внедрены в производство.
Реализация результатов исследования. Выдвижные доильные установки были внедрены в совхозах «Милютинский» и «Аксуатский», поворотные - в совхозе «Казахстанец» Кустанайской области, в ряде фермерских хозяйств в 1989... 1992 гг. Материалы законченной научной работы по устройству контроля и стимулирования молокоотдачи с электропульсатором были переданы в Госагропром Казахской ССР, на завод-изготовитель им. СМ. Кирова г. Петропавловска Северо-Казахстанской обл. и на «Курган-сельмаш» (приложения Д, Е и Ж). В 1991... 1992 гг. устройство контроля и стимулирования молокоотдачи с электропульсатором прошло приемочный контроль (с частичной зоотехнической оценкой) на Казахской МИС (приложение 3). Без участия автора работы по испытанию конструкции были успешно завершены в Республике Казахстан в 1994 г. С 1993 г. работа по данному направлению проводится в ЧГАУ: выполнены исследования по уточнению параметров процессов гибкой технологии доения коров и режимов работы электропульсатора, обосновано применение электропульсатора как отдельного узла доильного аппарата (приложения И).
Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 42 научных изданиях в виде статей, брошюр, методических рекомендаций и авторских свидетельств на изобретения и 8 депонированных научных отчётах.
Анализ развития и перспективы совершенствования производст
Анализ современного состояния отечественного и зарубежного молочного скотоводства показывает, что в сложившихся условиях рыночной экономики эффективность производства молока в стране, в первую очередь, определяется решением двух задач: повышением продуктивности животных и снижением трудозатрат по их содержанию и обслуживанию [1, 6, 7,9,10, 11, 22, 33 - 35]. Однако основная часть поголовья дойных коров имеет достаточно низкий генетический потенциал, который при любом уровне кормления не способен давать более 3500...4000 кг молока в год. И даже эта потенциальная возможность на фермах и комплексах используется частично всего на 40...60%[20].
В то же время в странах-конкурентах за рынки сбыта генетическая продуктивность молочного скота достигает величины 8... 10 тыс. кг, а средние удои коров составляют: для США - 5600...6000, Англии - 4800...5000, Дании - 5500, Нидерландов - 5200, Германии - 4600...4800 кг в год. Другие показатели производства основных продуктов животноводства у нас выше: трудоёмкость в 6... 15 раз, энергоёмкость-в 2,5... 3,0 раза, затраты кормов-в 1,5...2 раза [7]. Основными причинами низких удоев и высоких затрат труда являются устаревшие технологии содержания и доения коров и почти отжившие проектно-технологические решения конструкции помещений коровников. А это не позволяет создать оптимальные условия для животных и реализовать их продуктивный потенциал [2,11,18,31].
Коров почти повсеместно доят по стандартной технологии с помощью доильных установок с переносными аппаратами и со сбором молока в вёдра. Типовой набор и жёсткий режим проведения операций по своим параметрам рассчитаны на запросы «средних» животных с удоями 2500... 3500 кг молока в год [33]. Такая организация процесса создаёт хорошие условия работы операторам, но не учитывает индивидуальных и физиологических потребностей животных. По этой причине у 30% коров в стаде возникают болезни вымени, снижаются сроки их использования в производстве до 3...4 лет, вместо 8... 12 по биологическим нормам. Из стада в первую очередь выводятся те животные, у которых самые высокие удои и самая низкая продолжительность доения. Ранее для поддержания необходимой продуктивности стада в группы постоянно вводили коров, имеющих высокие удои. Но такая замена была возможна только при достаточно большом резерве ремонтного молодняка. Этому способствовала поточно-цеховая система организации производства молока с хорошо отлаженной зооветеринарной службой и надежной племенной работой.
Если молодняка в хозяйстве не хватало, то производили организованный его закуп в других регионах страны. Животные из другой климатической зоны имели ещё меньшие сроки эксплуатации, но этот недостаток в организации процесса производства восполняли ещё более быстрой сменяемостью коров в стаде. Современный дефицит и высокая стоимость ремонтных тёлок не позволяют обновлять стадо необходимыми темпами. Молочное животноводство - это продукт природно-климатических условий, районированных пород скота, структуры района и рынка, земельных угодий и посевных площадей кормовых культур, традиций. Поэтому проблему не решить простой заменой имеющегося скота на более продуктивный, особенно импортный. А чтобы создать соответствующий собственный генетический потенциал, необходим переходный период более 10... 15 лет.
В настоящее время ставится задача поднять средний надой молока до 3000...3500 кг на одну корову в год, при затратах на 100 кг около 3,5 чел.-ч. Чтобы получить такие удои, необходимо поднять существующий генетический потенциал стада минимум в 1,5...2 раза. Приоритет в решении этой важной проблемы отдаётся технологическому и техническому обустройству молочных ферм [1,2, 5, 7, 8, 14, 15, 19,20 - 23, 25]. В молочном производст 12 ве действует жёсткий биологический закон: чем выше продуктивность, тем сильнее животные реагируют на любые неблагоприятные изменения, нарушающие функциональное равновесие их организма [12, 36 - 38]. Поэтому на фермах нужны такие технологические процессы, которые бы гибко учитывали индивидуальные и текущие лактационно-физиологические потребности каждой коровы, способствовали получению максимального количества молока, сохраняли здоровье и увеличивали срок их продуктивной эксплуатации [27 - 29, 36].
Так, высокопродуктивным коровам с удоем в 5000...7000 кг не следует скармливать более 2...3 кг концентрированных кормов в разовой выдаче, животные должно поедать суточный рацион за три - четыре приёма. Увеличение частоты подхода животных к кормовой установке положительно влияет на сохранение постоянного уровня кислотности в их желудках. Благодаря этому улучшается общее состояние здоровья коров, лучше протекает стельность, снижается яловость [2]. Животных следует доить 5...7 раз в сутки, что способствует увеличению их продуктивности. При такой организации процесса в первой трети лактации коровы дают молока на 18% больше, повышается жирность и содержании белка в нем в среднем на 8% [26].
Для получения такого результата необходимы кардинальная перестройка технологий производства молока, техническое перевооружение животноводческих ферм [5, 25, 26, 30, 33]. По мнению Н.М. Морозова, в первую очередь необходимо повысить эффективность применения средств механизации, для чего:
- создать новые объёмно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений на основе использования принципов комплексности, блочно-сти и модульности;
- разработать новые комплекты машин и оборудования для механизации и автоматизации процессов содержания животных, приготовления и раздачи кормов, доения и первичной обработки молока, удаления и подготовки навоза к использованию;
Обоснование способа оценки воздействия стрессоров на рефлексмолокоотдачи
Разработками методик оценки влияния процессов и технических средств на показатели доения коров занимались Е.М. Асманкин, М.К. Базаров, И.Г. Велиток, К.И. Кавешникова, Л.П. Карташов, Э.А. Келпис, А.Н. Козлов, Э.П. Кокорина, А.А. Курочкин, В.И. Ломакин, Д.И. Любимов, А.Г. Тараненко и др. [91- 99]. Молочная железа является чрезвычайно чувствительным индикатором общего состояния организма животного, и любые изменения в нем тотчас отражаются на её функциональной активности. Например, воздействие стрессоров в период доения сразу вызывает сужение сосудов, увеличивает тонус протоков вымени и сфинктеров сосков. Поэтому происходит снижение удоев, уменьшается процент белка, сухого остатка в молоке и изменяется интенсивность его выведения. По мнению Э.П. Кокориной, оценка реакции организма особи на возможные негативные раздражения может производиться путем сравнения значения этих показателей до и после стрессорного воздействия [37]. Ею предложен способ, в основе которого заложен коэффициент интенсивности торможения молокоотдачи (K„T). Коэффициент представляет собой сумму процентов опытов с безусловнорефлек-торным торможением молокоотдачи, где резко искажаются кривая молоковыведения и полнота выдаивания коров. Кит достаточно хорошо выражает степень воздействия стрессора на рефлекс молокоотдачи у отдельных животных. Однако использовать его при анализе показателей всего дойного стада практически невозможно из-за его значительных колебаний по отдельным группам коров.
Метод, разработанный А.Г. Тараненко, связан с измерением уровня пролактина в плазме крови при ручном и машинном доении коров [100]: -пґ где п - количество подопытных животных в группе; А„ В, - значение первого и второго пиков пролактина при ручном доении в нг/мл плазмы крови; а„ Ь, -значение первого и второго пиков пролактина при машинном доении в нг/мл плазмы крови; Да,, АЬ, - несовпадение во времени (сдвиг) первого и второго пиков пролактина соответственно у каждого животного при исследовании способа доения по отношению к контрольному периоду.
Этот способ позволяет с высокой достоверностью оценить качество протекания рефлекса молокоотдачи. Однако его применение связано с большой трудоёмкостью сбора и обработки полученных материалов. Кроме того, ручное доение невозможно использовать как контрольный процесс при обслуживании большого поголовья коров.
В исследованиях В.М. Чичаева оценка качества процесса доения одновременно связана с показателями изменения интенсивности выведения молока и продолжительности доения коров [101]. Им получены уравнения регрессии вида /,=1/( 0; Л=Л ,). (2-2) где xj, х2....хп факторы, определяющие изменение интенсивности и продолжительности доения коров.
Сравнение этих показателей характеризует изменения в процессе доения коров. Методика позволяет установить сам факт воздействия стрессоров, но не выделяет из них те, которые влияют на качество протекания рефлекса молокоотдачи.
И.Ф. Бородиным и А.Н. Степановым предложен телеметрический метод контроля параметров функционального состояния животных (например, сердечного ритма) во время различных процессов содержания и обслуживания коров. Вычислением находится индекс напряжения (ИН), способный охарактеризовать интенсивность воздействия стрессоров [102]: где АМ0- амплитуда моды, отражающая в каждый момент времени определённый уровень функционирования систем регуляции организма; АХ - вариационный размах деятельности контура автономной регуляции ритма сердца.
Способ можно применить только в сочетании с оборудованием, обеспечивающим получение параметров от каждого животного в отдельности. Это требует высоких трудозатрат при получении исходных данных по всему стаду и целевых программ по обработке материалов эксперимента.
Известны способы оценки полноты реализации рефлекса молокоотдачи, предложенные Л.П. Карташовым, С.А. Соловьёвым, Е.М. Асманкиным, И.К. Ольховой, связанные с моделированием процесса отдачи молока или изучением форм кривых молоковыведения [103 - 105]. Однако эти методы достаточно трудно применять для анализа воздействия стрессоров при большом поголовье коров.
Основываясь на разделах 1.2, 1.3, можно утверждать, что если процесс выведения молока вызывает у животных негативные ощущения и воспринимается как стресс, то происходит безусловное снижение удоев коров и увеличивается продолжительность их доения. Тогда справедливо и обратное предположение - если происходит одновременное увеличение надоев и снижается продолжительность доения, то это верный признак снижения воздействия стрессоров, ибо: - если за скорость молокоотдачи отвечает рефлекторный механизм, то чем меньше стрессов на всех стадиях процесса доения стада, тем выше фи зиологическая готовность животных к молокоотдаче, тем выше интенсив ность выведения молока; - чем меньше стрессов, тем меньше энергии организм особи расходует на восстановление постоянства своей внутренней среды, значит, тем выше её продуктивность;
Методика оценки количественных характеристик изменения
В период эксперимента под определением «стадо коров» приняли со-общность животных, содержащихся совместно в одних и тех же условиях и обслуживаемых постоянным персоналом, одними и теми же видами оборудования по одной и той же технологии. Группа коров составила часть стада, доение которого осуществлялось одним закрепленным оператором. Для сохранения сложившихся этологических условий состав стада и групп животных соответствовал существующим хозяйственным условиям и всегда был постоянным.
В задачу экспериментальных исследований входили следующие вопросы: 1 Определение количественных характеристик, отображающих уровень изменения воздействия стрессоров. 2 Определение влияния технологических процессов и параметров технических средств, обеспечивающих гибкий учет текущих физиологических потребностей животных. 3 Определение эффективности производства молока при комплексной реализации всех стадий гибкой технологии машинного доения коров.
Для того чтобы гарантировать продолжительность выполнения технологических операций подготовки коров к доению в строго установленных пределах, всех операторов машинного доения снабдили специальным устройством-корректором «Старт-контроль». В основе электронной схемы таймера времени использован программируемый микроконтроллер на микросхеме КР1451901 радиоконструкции «Старт 7245» ОСТ 17-847-80 [120] (рисунок 3.1).
Электронная схема этого прибора выдавала исполнителю последовательные звуковые сигналы 4 кГц различной длительности для корректировки продолжительности выполнения каждой технологической операции. Программа работы устройства «Старт-контроль» представлена в таблице 3.1. Процесс обслуживания коров при этом осуществлялся следующим образом: при нажатии кнопки «Пуск» устройства «Старт-контроль» возникал длительный звуковой сигнал, разрешающий начало работ. Оператор выполнял до следующего более короткого сигнала операцию обмывания вымени, вытирания вымени сухим полотенцем, массажа и сдаивания первых струек молока. В конце процесса подготовки вновь возникал более длительный звуковой сигнал (3 с), требующий прекращение работы с этим животным. Происходило автоматическое выключение устройства до следующего его пуска вручную.
Чтобы исключить фактор привыкания животных к человеку, а равно и запоминание им индивидуальных потребностей, оператор ежедневно менял обслуживаемую группу коров (принятая в хозяйстве организация труда). Та ким образом, были созданы стандартные условия выполнения всех подготовительных операций для всех коров на протяжении всего эксперимента (таблица 3.2). Таблица3.1-Программа работы устройства «Старт-контроль»
Корреляцию двух рядов динамик изменения надоев стада коров и продолжительности доения (см. таблицу 2.4) провели по методике Г. Л. Громыко [122].
При расчетах числовые значения статистических показателей, составляющих ряды динамики, обозначили через у (прирост надоев в стаде коров) и х (снижение продолжительности их доения), а уровни, при которых они изменяются - через п. Расчет величин, необходимых для исчисления линейного коэффициента корреляции между у и х, представлен в таблице 3.4.
Допустим, что каждое наблюдение у описывается моделью у=р0+рхх+є, (3.3) где 8 - случайная ошибка с нулевым средним и дисперсией о .
Модель, в которой всего одна независимая переменная х, называется моделью простой линейной регрессии. Для нахождения параметров уравнения использовали метод наименьших квадратов, в котором сумма квадратов отклонений эмпирических точек от теоретической линии регрессии - величина минимальная. Расчет необходимых величин представлен в таблице 3.5.
Понятие гибкой технологии доения коров и оценка традиционных
Анализ литературных источников и результаты исследований стандартной технологии позволили сформулировать ряд требований к процессу поточного доения коров, при выполнении которых снижается влияние стрессоров и происходит рост продуктивности животных [36, 37, 39 - 45, 53, 54, 59 - 67]. На стадии «Машинное доение коров» (см. таблицу 1.1) решение этого вопроса связано с усовершенствованием стандартной технологии в части обеспечения индивидуальных и физиологических потребностей животных путем автоматизации контроля интенсивности выведения молока и изменения режимов и последовательности выполнения технологических операций.
Определено направление доработки: - процесс вызова полноценного рефлекса молокоотдачи в период подготовки коров к доению должен быть гибким и по длительности массажа вымени исходить из текущих индивидуальных и физиологических потребностей животных; - вывод молока доильным аппаратом должен быть начат в момент его активного припуска, а для той части коров в стаде, которые заранее готовы к молоковыведению, как можно ближе к этому периоду времени; - при торможении рефлекса молокоотдачи адекватно должны изме няться режимы работы системы доения, предотвращая неблагоприятные последствия от воздействия высокого вакуума как при низкой интенсивно сти потока молока, так и при «сухом» доении коров; - о ходе процесса выведения молока должна выдаваться текущая ин формация, доступная для восприятия персоналом на любой точке доильной площадки и позволяющая принимать решения о необходимых действиях в случае его срыва; - в конце молоковыведения, исходя из потребностей коров, необходим индивидуальный подход при выполнении массажа вымени, направленный на поддержание рефлекса молокоотдачи и выведение молока, в том числе и по отдельным четвертям вымени; - при занятости оператора обслуживанием других доильных аппаратов в системе доения должен действовать длительный, безопасный и не тормозящий рефлекс молокоотдачи - режим защиты молочной железы от воздействия высокого вакуума при «сухом» доении коров.
В отличие от стандартной технологии, где параметры выполнения процессов строго зафиксированы и являются общими для коров всего стада, в новой схеме доения они полностью зависят от запросов каждой особи в отдельности, а каждый акт действий технических средств или персонала гибко согласуется посредством режимов выполнения операций с их содержанием. Этим создаются приемлемые для коров условия доения, в которых каждая особь без каких-либо стрессов способна создавать необходимый защитный барьер и удерживать равновесие своей внутренней среды. Животные быстро адаптируются к технологическим процессам и сохраняют свои высокие удои на длительный период эксплуатации. Такая технология доения коров называется гибкой.
Реализация нового процесса доения коров невозможна без доильных агрегатов, выполняющих расширенный набор технологических функций, которые по содержанию соответствуют следующим положениям: - исходя из текущих индивидуальных и физиологических потребностей животных, предписывать оператору необходимую длительность преддо-ильного массажа вымени; - в начале доения при низкой интенсивности выведения молока обеспечивать защиту молочной железы от воздействия высокого вакуума; - определять момент начала активного припуска и автоматически включать нормальный режим доения коров; - обеспечивать персонал текущей информацией о ходе выведения молока с обзором сигнала по всей зоне доильной площадки; - при кратковременных сбоях в процессе выведения молока автоматически создавать в доильном аппарате адекватный режим защиты молочной железы и выполнять обратный переход на нормальный процесс доения; - определять момент окончания выведения молока и выдавать оперативный сигнал о необходимости выполнения заключительного массажа вымени; - обеспечивать оператора текущей информацией о качестве проведения машинного додоя, в том числе и о характере вывода молока по отдельным четвертям вымени; - в течение длительного промежутка времени обеспечивать автоматическую защиту молочной железы при «сухом» доении и автоматически выполнить обратный переход на нормальный режим в случае возобновления процесса молокоотдачи.
Такой уровень технической оснащённости доильных агрегатов позволяет в соответствии с особенностями животных обеспечивать своевременное автоматическое корректирование элементов технологических операций, управлять работой оператора при их выполнении и создавать условия по доступности получения текущей информации о процессе выведения молока на всей доильной площадке [35,130 -153].
Результатами производственных проверок, анализом литературных и патентных источников установлено, что из всего арсенала средств механизации только устройства контроля доения коров более всего подходят для решения этой проблемы [19, 22, 25,29, 33, 35, 38 - 40,108]. С целью изучения их потенциала проведены классификация и оценка функциональных возможностей существующих разработок как по отдельным блокам, так и по всем конструкциям в целом [72, 149 -155] (рисунок 4.1).
