Введение к работе
Актуальность теш.Основной проблемой современного молочного животноводства является неполная реализация генетического потенциала животных на молочных фермах как промышленного типа, так и малых. Главным образом это объясняется отсутствием взаимосвязанных технологических мероприятий и обеспечивающих их средств механизации. Решением данной проблемы является создание высокоэффективных технологических решений, позволяющих обслуживать животных в соответствии с их физиологическими особенностями.
Для доения коров наиболее приемлемой является рационально- селективная технология с применением доильных машин со щадящими режимами работ.
Составными частями этой технологии являются: оптимизация режимов работы доильных машин, исходя из принципа щадящего воздействия на молочную железу коров; технический сервис доильного оборудования; отбор животных по индивидуальным признакам молокоотда-чи; кормление животных по оптимальным рационам с учетом индивидуальной продуктивности.
Оптимизация проведена на основе методик лабораторных и производственных исследовании на оригинальном оборудовании с имитацией физиологических особенностей животного.
Эффективность применения любого технологического и технического решения зависит от способа их управления и организации. В связи с этим на первый план выходит информационно-программное обеспечение функционирования как отдельной молочной фермой, так и региона (района, области).
Отмеченные выше отдельные блоки проблемы могут быть объединены и решены путем системного анализа, который позволяет в конечном итоге выйти на новый уровень эксплуатации трехзвенной производственной системы "чєлоеєк - машина - животное".
Значительный вклад в развитие научных концепций функционирования биотехнической системы "человек - машина - животное" сделан исследованиями известных ученых (Е.А.Админ, Э.А.Вальдман, В.Ф.Королев, Л.П.Карташов, Э.А.Келпис, Ю.А.Цой, Б.И.Вагин, Н.А.Барсов, Л.В.Погорелый, С.А.Соловьев, С.В.Мельников). Работа выполнена в соответствии с программой научно-исследовательских работ института: 01.9.10006985 "Разработки технических средств для механизации процессов обслуживания животных и методик их испытаний. "
Цель и задачи исследований. Разработать научно-технические основы функционирования системы производства молока на молочной
ферме на базе создания доильного оборудования с физиологически обоснованными режимами работы при информационно-программном обеспечении индивидуального обслуживания животных.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-
Обосновать концепции развития технологии и технологических средств для доения коров за все время их обслуживания.
-
Разработать теоретический подход к проектированию доильного оборудования по всей технологической цепочке от нетели до коровы.
-
Обосновать перспективные технологические параметры доильного оборудования, работающего в щадящем режиме.
-
Создать методику обоснования уровня производительности труда на молочной ферме.
-
Разработать основы методик испытаний технических средств для доения коров на специальных стендах в лабораторных условиях с имитацией основных физиологических особенностей животных.
-
Обосновать теоретические модели взаимодействия различных конструкций исполнительного механизма доильного аппарата со щадящим режимом работы и соска вымени коровы.
-
Создать методики по физиологической оценке разрабатываемого доильного оборудования и технические средства для их реализации, по взаимодействию механизма доильного аппарата и соска вымени коровы.
-
Разработать основы информационно-программного обеспечения эффективного управления молочной фермы, а также дать экономическую оценку предложенных технологических решений.
Объект исследований - технологические процессы, машины и оборудования по обслуживанию молочного стада на фермах и комплексах.
Методика исследований. Аналитическое изучение технологических процессов обслуживания молочных коров, средств машинного доения коров, рассматривая во взаимодействии биологический объект и исполнительные механизмы соответствующих машин, с применением методов классической механики и гидравлики, теории вероятности и теории упругих деформируемых тел.
Экспериментальные исследования проведены в лаборатории на специальных стендах, позволяющих в комплексе исследовать оборудование с имитацией физиологических особенностей коров, а также в
- 5 -производственных условиях на молочных фермах и комплексах на базе системного подхода к анализу технологии с применением методики планирования эксперимента, включая новые методики оценки физиологического состояния животных.
Результаты исследований обработаны методами статистики с получением теоретических моделей на ПЭВМ.
Научную новизну работы составляет: создание осное рационально - селективной технологии обслуживания молочного стада с реализацией индивидуально - генетического потенциала животных на основе сочетания системного подхода и экономически обоснованного выбора комплекта доильного оборудования, со щадящим режимом работы, обеспечивающего достаточный уровень автоматизации технологического процесса, согласно информационно - программным моделям.
основы концепции развития технологии и технологических средств для доения коров;
теоретическое обоснование подхода к проектировании нового доильного оборудования по всей технологической цепочке от нетели до коровы;
аналитические модели взаимодействия исполнительного механизма доильного аппарата со щадящими режимами работы с соском вымени коровы;
ускоренные методики испытаний доильного оборудования на имитационных стендах в лабораторных условиях;
методики физиологической оценки вновь разрабатываемого доильного оборудования;
методические рекомендации по обслуживанию коров в родильном отделении, по подготовке нетелей;
алгоритмы и программы по основам автоматизации управления молочной фермой, на базе ПЭВМ;
методика обоснования уровня производительного труда на ферме;
методика повышения качества диагностики состояния доильного оборудования;
методический подход к обоснованию производства молока в административных районах-,
методика сравнительных производственных испытаний доильных малшн.
Практическая ценность. Разработанные методики расчета оборудования для обслуживания коров молочного стада позволяющая повысить эффективность работ доильных машин на молочных фермах и обеспечить безопасность состояния здоровья животных. Предложенные
методы испытания нового доильного оборудования обеспечивают в сжатые сроки качественно оценить эффективность предложенных технических решений без отрицательного воздействия на жиеотнсє.
Методические рекомендации для доения коров в родильном отделении позволяют существенно повысить степень использования генетического потенциала животных. Серийный выпуск разработанных доильных машин обеспечивает индивидуальный подход к животному на малых фермах.
Апробация. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены в 1975...1994 годах: на Всесоюзных симпозиумах по машинному доению сельскохозяйственных животных (Таллин,1983г.; Ленинград, 1988г.), на научно-технических советах ГСКЕ по комплексу машин для ферм крупного рогатого скота г.Рига,1979г. облагропрсма (г.Оренбург,1994г.); на Всесоюзных научно-технических конференциях (Сумы,1989г. Челябинск, 1991,1990,1992 гг; Рязань,1993г; ЛОХИ,1991,1993 гг; Алма-Ата,1987 г.), конференциях ОГОХА (1975...1994 г.).
Образцы разработанных устройств и испытательной техники экспонировались на выставках ВДНХ, где были отмечены серебряной и двумя бронзовыми медалями.
Реализация результатов исследования. Материалы исследований включены в "Методические рекомендации по доению коров в родильном отделении", ВАСХНИЛ, Москва (1988г.) Предложенная методика и стенд для испытаний доильных аппаратов рекомендован ВНИИМОЖ для аттестации и испытании доильных аппаратов. Методика и оборудование для доения коров аппаратами со щадящим режимом работы принято к реализации при выполнении плана НИР и ОКР ГСКБ тема N 3075/1а (1979 г.). Освоен серийный выпуск доильных аппаратов на Оренбургском аппаратном заводе (10 тыс. за 1991 г., 10 тыс. за 1992 г., 8 тыс. за 1993 г., 8 тыс. программа за 1994 г.). Внедрена методика оптимального размещения производства молока е районах области с существенным экономическим эффектом. Принципиальные по новизне технические решения Енедрены в производстве с положительным эффектом.
На защиту еыносятся :
основы системного подхода к проектированию доильного оборудования по Есей технологической цепочке от нетели ДО КОрОЕЫ в основном цехе производства молока;
методика обоснования уровня производительности труда на молочной ферме;
теоретические модели взаимодействия исполнительного механизма со щадящими режимами работы с соском вымени коровы;
методика лабораторных испытаний доильного оборудования на специальных стендах с имитацией физиологических процессов молоко-отдачи;
методика сравнительных производственных испытаний доильного оборудования;
комплект прикладных программ по управлению молочной фермой;
комплект программ по АРЫ исследователя доильного оборудования;
комплекс научно-технических разработок для механизации производственных процессов на молочной ферме;
методика и технические средства реализации физиологической оценки доильного оборудования по изменению структурного состава молока.
Публикация.
Основные положения диссертации опубликованы в 47 печатных изданиях в виде методических рекомендаций, брошюр и статей автора, включая 15 авторских свидетельств на изобретения.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения,6 глав, общих выводов и предложений и изложена на 323 страницах, включая 26 таблиц, 34 рисунка и библиографию (364 наименований из них 37 на иностранных языках) . Исследования проведены на кафедрах "Механизации животноводства", "Экономической кибернетики" Оренбургской государственной сельскохозяйственной академии за период 1975-1994 гг.
