Файл: Учебнометодическое пособие для студентов ii ступени получения высшего образования по специальности 174 80 03 Зоотехния.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 59

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство сельского хозяйства и продовольствия
Республики Беларусь
Витебская ордена Знак Почета государственная академия ветеринарной медицины
Кафедра технологии производства продукции и механизации животноводства
ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ СКОТОВОДСТВО. КУРС ЛЕКЦИЙ
Учебно-методическое пособие для студентов II ступени получения высшего образования по специальности 1-74 80 03 «Зоотехния»
Витебск
ВГАВМ
2021

УДК 636.1.02
ББК 46.0
Ц75
Рекомендовано к изданию методической комиссией биотехнологического факультета УО Витебская ордена Знак Почета государственная академия ветеринарной медицины от 4 июня 2021 г. (протокол № 3)
Авторы:
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Ю. В. Истранин; кандидат технических наук, доцент А. М. Карпеня; старший преподаватель И. Н. Таркановский; ассистент Ж. А. Истранина
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор А. А. Гнедов; кандидат ветеринарных наук, доцент В. М. Мироненко
Цифровые технологии в животноводстве. Скотоводство. Курс Ц лекций : учеб.-метод. пособие для студентов II ступени получения высшего образования по специальности 1-74 80 03 «Зоотехния» / Ю. В. Истранин и др. - Витебск : ВГАВМ, 2021. - 64 с.
Учебно-методическое пособие подготовлено в соответствии с учебной программой и тематическими планами для студентов II ступени получения высшего образования по специальности 1-74 80 03 «Зоотехния».
Предназначено для студентов II ступени получения высшего образования Магистратура по специальности 1-74 80 03 «Зоотехния».
УДК 636.1.02
ББК 46.0
© УО Витебская ордена Знак Почета государственная академия ветеринарной медицины, 2021

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ТЕМА 1. ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕМА 2. ТЕХНОЛОГИИ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ В МОЛОЧНОМ ЖИВОТНОВОДСТВЕ. УМНАЯ ФЕРМА КАК ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМА 3. РОБОТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ В МАШИННОМ ДОЕНИИ. ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ДОЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СТАДОМ ТЕМА 4. ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ДОЕНИЯ КОРОВ В ЗАЛАХ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕМА 5. УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ САНИТАРНЫМ СОСТОЯНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДОЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ТЕМА 6. РОБОТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОРМЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ НА ПРИМЕРЕ ОТДЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ТЕМА 7. ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ТОЧНОГО ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИХ ОСОБЕННОСТИ
И
ПРЕИМУЩЕСТВА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
61 3

ВВЕДЕНИЕ
Информационно-коммуникационные технологии в животноводстве — одно из важнейших направлений внедрения принципов цифровой экономики в АПК, которое
Беларуси еще только предстоит освоить. Сегодня цифровое животноводство — это уже непросто модный тренд в мировом сельском хозяйстве переход к инновационным методикам в этой сфере продиктован всей логикой развития отрасли. Отечественным аграриям эти технологии должны принести, прежде всего, резкое повышение эффективности бизнеса.
В белорусском АПК заметное проникновение цифровой экономики уже состоялось в растениеводстве (термин точное земледелие не требует пояснений, но и животноводство не заставит себя ждать. Массовое внедрение инновационных технологий — это вопрос конкурентоспособности отечественной продукции, а в сфере животноводства компаниям изначально приходится действовать в жестких условиях глобального рынка. В целом, по прогнозам ООН, к 2050 году будет необходимо производить на 70% больше продуктов питания, чем сейчас, чтобы прокормить население земли. Для сельского хозяйства это означает постоянно растущий спрос на агро­
продукцию, а также появление ряда новых вызовов и новых требований к уровню производительности в целом.
Традиционные ресурсы повышения эффективности сельского хозяйства практически иссякли. Поднять агропром на новый уровень способны только цифровые технологии. Аграрий должен получить власть над кодом. Те, кому это не удастся, завтра рискуют быть поглощены теми, кто сосредоточит основные компетенции не в поле, а в офисе.
Цифровые технологии в животноводстве окончательно стирают границу между сельским хозяйством и промышленностью. Они позволяют внедрять ориентированные на потребности животных системы кормления, доения и содержания, дистанционно управлять производственными процессами в режиме реального времени, обеспечивают непрерывный сбор, анализ и использование информации для соблюдения мер безопасности и бережного отношения к окружающей среде, способствуя уменьшению негативного влияния животноводства на экосистему. Наконец, задачей цифрового животноводства является облегчение труда на животноводческих комплексах, хотя здесь скрыта и обратная сторона как ив других сегментах экономики, внедрение цифровых технологий в животноводстве приводит к сокращению количества рабочих мест в этом некогда очень трудоемком деле.
Но было бы совершенно неверно полагать, что цифровые технологии лишь упрощают жизнь аграриям, заменяя человеческий труд в тех операциях, которые раньше требовали больших усилий или выполнялись на глазок. В действительности физический труд в условиях цифрового животноводства замещается интеллектуальным, который по определению гораздо сложнее. В результате цифровое животноводство парадоксальным образом оказывается еще более человечной деятельностью. Человек остается главным звеном, и никакой технологией его не заменить
ТЕМА 1. ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ
ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. Цифровые технологии в животноводстве определение, классификация, цели и задачи. Тенденция развития цифровых технологий. Цифровые технологии в животноводстве определение,
классификация, цели и задачи
Цифровизация в животноводстве, свиноводстве и птицеводстве — это неизбежное влияние новых технологий на все сферы человеческой жизни. Будущее белорусского животноводства видится в развитии интеллектуальных цифровых систем управления производством, гармонизации взаимодействия всех элементов и связей в сложной биотехнической системе человек — машина — животное. В перспективе фермы будут представлять собой автономно работающие роботизированные предприятия, где человек освобожден от рутины ручного труда, необходимости вставать в пять утра и идти доить коров, убирать навоз и выполнять другие рутинные и малопривлекательные операции. Он должен заниматься интеллектуальной работой, корректировать управляющие алгоритмы производственных процессов, получать информацию о состоянии животных, их местонахождении в любой момент времени, знать о возникающих неполадках в основных функциональных подсистемах доении, кормлении, обеспечении микроклимата и др.
Цифровые технологии в животноводстве - это решения, направленные на повышение эффективности производства устойчивым образом за счет применения информационных и коммуникационных система также технических средств, обеспечивающих целенаправленное использование ресурсов и точный контроль производственных процессов. Используются, прежде всего, в молочном скотоводстве, свиноводстве и птицеводстве.
Цели цифровых технологий. Рост вклада в экономику за счет экспортной выручки предприятий. Повышение эффективности управления. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства и сбыта продукции, снижение себестоимости производственных процессов. Вовлечение в сельскохозяйственное производство работников новых профессий. Повышение доходов на селе. Создание условий для субсидирования передачи данных с устройств интернета вещей как принципа стимулирования внедрения цифровых решений
Задачи цифровой трансформации сельского хозяйства. Проведение научно-технологической и экономической экспертизы по приоритетным направлениям развития и потребностей в исследованиях и разработках по внедрению цифровизации в сельском хозяйстве. Интеграция функционала онлайн-платформы, обеспечивающей доступ сельскохозяйственных товаропроизводителей к государственными банковским продуктам, в структуру специализированного портала через Личный кабинет пользователя (совместно с Минэконом развития. Обеспечение покрытия широкополосным интернетом (3G, 5G, Wi-Fi,
LPWAN) земель сельскохозяйственного назначения (НИР).
4. Повышение эффективности взаимодействия участников между собой и с государством путем перехода в цифровой формат обмена данными для уменьшения видов отчетности. Формирование предложений по корректировке нормативно-правовых актов и нормативно-технических требований по созданию системы информационного обеспечения АПК.
6. Формирование механизмов и мер поддержки для внедрения цифровых платформ по направлению сквозных технологий в сельском хозяйстве. Обеспечение прослеживаемости сельскохозяйственной продукции (метки, чипы, идентификаторы, технологии, устройства, системы. Предоставление пакета персональных технологических решений (матрицы) через Личный кабинет пользователя. Стимулирование применения торговых онлайн-платформ и систем для продвижения сельскохозяйственной продукции. Формирование учебно-методических комплексов (стандарты, методики, программы) обучения.
Цифровые технологии в животноводстве работают в комплексе. Содействуют повышению продуктивности и качества продукции устойчивым способом. Позволяют внедрять ориентированные на потребности животных системы кормления, доения и содержания животных. Предусматривают использование информационных систем управления для мониторинга благополучия и здоровья животных, влияния на окружающую среду, а также для управления производственными процессами в режиме реального времени. Обеспечивают непрерывный сбор, анализ и использование информации с целью соблюдения мер безопасности и бережного отношения к окружающей среде в соответствии с высокими стандартами здоровья и благополучия животных. Способствуют уменьшению негативного влияния животноводства на окружающую среду, позволяют снизить эмиссию парниковых газов. Обеспечивают прослеживаемость происхождения и качества продукции по всей цепочке создания добавленной стоимости, что влечёт за собой предотвращение распространения эпидемий и нелегальной торговли продуктами животного происхождения. Облегчают ежедневный трудна животноводческих комплексах, делают возможным проведение дистанционной диагностики животных. Тенденция развития цифровых технологий
Основные тенденции в дальнейшем развитии цифровых технологий будут заключаться в следующем. Большие данные (англ. big data) - специфические технологии распределенной обработки огромных объемов данных, которые не удается обработать как единый набор данных обычными методами. В АПК постоянно приходится встречаться с большими данными, и эта сквозная технология будет широко использоваться в цифровой платформе АПК.
2. Нейротехнологии и искусственный интеллект - это главным образом медицинские технологии для изучения деятельности мозга живых организмов. Искусственный интеллект представляет собой собирательное наименование тттиро- кого спектра технических и программных технологий, основанных на имитации некоторых функций мозговой деятельности. Системы распределенного реестра (блокчейн технологии) заключаются в обработке поступающей информации по блоками специальных процедурах кодирования каждого блока (хешировании) таким образом, что уже закодированную и сохраненную информацию нельзя подменить и скорректировать. В сельском хозяйстве блокчейн технологии можно использовать для ведения распределенных баз данных по сделкам купли-продажи и аренды земельных участков и для решения многих других задач. Квантовые технологии основаны на квантовой спутанности фотонов, электронов и других элементарных частиц, позволяющей, в принципе, многократно ускорить многие специальные вычислительные процедуры, например, кодирование и декодирование. Эти направления находятся в стадии становления, и их практическое использование в сфере АПК в ближайшие десятилетия маловероятно. Новые производственные технологии (НПТ) - это комплекс процессов проектирования и изготовления индивидуализированных товаров различной сложности с себестоимостью товаров массового производства. Это, прежде всего, аддитивные технологии печати на принтерах. НПТ могут использоваться в перерабатывающей промышленности ив более далекой перспективе, в сельском хозяйстве. Промышленный Интернет или Интернет вещей (IoT) - это технологии связи и передачи информации по Интернету непосредственно между вещами оборудованием, приборами, товарами. IoT уже используется в АПК сейчас, и использование этой технологии будет быстро расти

7. Беспилотники, робототехники и сенсорика. Робототехника, то есть использование сенсоров и робототехнических систем для выполнения рутинных операций и замещения целого ряда рабочих профессий, уже начала внедряться в
АПК. В ближайшее десятилетие в практику войдут системы искусственного интеллекта, выполняющие функции водителей, трактористов, комбайнеров и т.д.
8. Технологии беспроводной связи (ZigBee, Blue Tooth, Wi-Fi) - альтернатива для проводной передачи информации. Для сельского хозяйства сего территориальной удаленностью инфраструктурных и производственных объектов эти технологии особенно важны. Технологии виртуальной и дополненной реальностей - это компьютерная симуляция реальности или воспроизведение какой-то ситуации. Дополненная реальность (augmented reality, AR) - это технология, накладывающая смоделированные компьютером слои улучшений на существующую реальность. Эти технологии могут быть использованы в производстве и при обучении специалистов.
Возможности использования технологий для цифрового животноводства на практике. Использование для автоматической оценки здоровья КРС, свиней и птицы. Использование для автоматического распознавания хромоты. Использование в воспроизводстве (н-р регистрация заболеваний копыт для определения племенной ценности по показателю здоровья копыт. Потенциал использования показателей датчиков для определения момента отела. Индивидуальный мониторинг инкубационного периода цыплят и его влияние на качество цыплят. Использование вокализации звуков для получения сведений о реакции бройлеров на изменения окружающей среды. Индивидуальная оценка поведения поросят при поении. Ранняя диагностика нарушения обмена веществу дойных коров за счет использования датчиков. Предотвращение кетоза на основании анализа молока в режиме реального времени и его влияние на репродуктивность коров. Использование для измерения показателей рубца, потребления корма и точного кормления. Определение потребления корма за счет регистрации подхода к кормушке и жевательной активности.
Эффективность цифровизации животноводства заключается в первую очередь в создании опытных цифровых предприятий в животноводстве (умная молочная ферма, свиноферма-автомат и др) на основе интеллектуальных автоматизированных и роботизированных биомашинных комплексов нового поколения. По подсчетам ученых, использование данных технологий повсеместно приведет к снижению уровня импортозависимости отрасли на 35-40%, повышению качества
и количества производимой продукции наросту производительности труда в основных подотраслях животноводства в 1,5-2 раза, а также будет способствовать сохранению здоровья и продуктивного долголетия животных. В свою очередь, централизованные и локальные интеллектуальные системы для управления этими биомашинными комплексами и подсистемами в животноводстве (микроклимат, доение, кормление, утилизация отходов, зооветеринарное обслуживание животных и др) обеспечат гармонизацию взаимодействия биологических, технологических и машинных объектов, эффективный менеджмент, сокращение издержек производства на 35-40% и увеличение продуктивности животных на Несмотря на очевидные плюсы цифровых технологий, есть определенные факторы, замедляющие или даже делающие невозможным их освоение. Оборудование для цифровизации часто импортное, и высокие курсы валют делают строительство и модернизацию производств слишком дорогим удовольствием».
Но не только финансовая сторона вопроса тормозит массовое внедрение, ведь на первых порах оцифровать можно только некоторые процессы, которые с каждым годом становятся все доступнее. Пока в Беларуси не перестроена на новые рельсы система образования. Наблюдается острая нехватка
IT- специалистов для сельского хозяйства, а для глобальной цифровизации на каждом предприятии они будут незаменимы. Но все же с новым поколением, которое получает необходимые знания и навыки в области цифровых технологий еще в школе, становится уже проще. При внедрении каких-либо инноваций всегда требуется переобучать имеющиеся кадры, нанимать специалистов с другими, новыми ком­
петенциями, но все затраты, временные и финансовые, оправданны.
Вопросы для проверки знаний. Цели и задачи цифровых технологий. Основные направления развития цифровых технологий в животноводстве. Возможности использования цифровых технологий животноводства на практике
ТЕМА 2. ТЕХНОЛОГИИ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛЕНИЯ В МОЛОЧНОМ ЖИВОТНОВОДСТВЕ. УМНАЯ ФЕРМА КАК ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРЕНИЕ. Технологии четвертого поколения в молочном животноводстве. Умная ферма как цифровое измерение. Технологии четвертого поколения в молочном животноводстве
Растущий спрос на молочную продукцию в долгосрочной перспективе делает молочное животноводство привлекательной для инвестиций отраслью. При этом современные технологии меняют привычный образ молочной фермы, обеспечивая комфортные условия обитания для коров и повышая качество жизни лю ­
дей.
Эксперты молочного рынка в течение многих лет пытаются определить оптимальный для эффективного управления размер молочной фермы. Какое-то время считалось, что максимальный размер поголовья, позволяющий осуществлять более или менее эффективный менеджмент, составляет 1-2 тыс. голов. Однако современные технологии снимают вопрос об оптимальном размере стада, инновационные технологические решения позволяют эффективно управлять фермой любого размера.
Так, компания GEA предлагает роботизированную карусель DairyProQ на
28-80 мест, которая подходит для ферм с поголовьем более 500 коров. Роботы- дояры Mlone Multibox подходят для небольших ферм с поголовьем до 250 коров. Оба типа установок могут быть использованы на фермах среднего размера
(250-1 тыс. коров).
Роботы вместо людей. Одним из основных факторов использования автоматизированных систем доения является оптимизация производственного процесса, сокращение затратна рабочую силу и улучшение условий труда.
Согласно расчетам GEA, 39% рабочего времени на коммерческой ферме затрачивается именно на доение, 17% - на кормление, 15% - решение управленческих задач, 7% - смена подстилки, 22% - другие процессы.
На профессиональных фермах процесс доения занимает 50% рабочего времени.
Использование систем автоматического доения позволяет оптимизировать этот процесс и сократить количество работников, занятых на ферме.
Автоматизированные роботы устанавливаются на всех этапах и используются при процессе доения подготовке смесей и кормлении смене подстилки мытье и чистке животных контроле над физическим состоянием крупного рогатого скота и т.д.
10
На данный момент все эти процессы успешно могут выполнять автоматизированные системы. Самое передовое оборудование приводится в действие таймером, поэтому участие человека ненужно даже для того, чтобы периодически запускать эти системы.
Преимущества автоматизированных систем. Роботы позволяют полностью стандартизировать процесс доения, превращая жизнь коровы в повторение одних и тех же действий изо дня вдень, что существенно снижает риск стрессов, повышает продуктивность коров и продлевает жизненный цикл.
Автоматизированные системы повышают качество молока за счет грамотного контроля за гигиеной, здоровьем животных. Подобные системы позволяют в онлайн-режиме отслеживать процесс доения каждого животного.
Сейчас ученые-разработчики работают над проектами ферм, в которых будет проводиться отстраненное управление без непосредственного присутствия человека на месте. В онлайн-режиме можно было бы корректировать всевозможные сбои или решать нестандартные ситуации. Хотя практика показывает, что с активным внедрением полной автоматизации количество проблемных вопросов резко уменьшается.
Новые молочные породы. Для животноводства активно выводятся новые породы, применяя весь передовой опыт, накопленный учеными. Генетики не прекращают разрабатывать новые молочные и мясомолочные породы, которые опережают своих предшественников по всем показателям.
Технологии генной инженерии позволили провести эксперименты с контролируемым развитием мастита вымени безболезненных ощущений и ухудшения здоровья коровы. После разрастания железистой ткани процесс прекращается, но выработка молока остается на прежнем уровне.
Есть в этом и свои недостатки если корове с повышенным уровнем удоя не предоставить усиленное питание, то молоко ухудшит свои показатели более чем в
2 раза, а животное в скором времени может получить истощение всего организма. Но ученые считают, что именно за такой разработкой - будущее. Пока что активными противниками подобных инноваций выступают многие организации, отстаивающие права животных.
Некоторые биологи шагнули еще дальше и ведут работу над исследованиями возможности использования железистой ткани invitro - вне организма животного. Это вывело бы молочную промышленность на совершенно новый уровень.
Кормление. За последнее десятилетие в молочном и мясном животноводстве значительно изменился подход к кормлению. До недавнего времени приоритетным направлением было использование гормонов, влияющих на лактационные характеристики животных и быстрое наращивание мяса. Теперь специалисты предлагают вводить на предприятии единую функциональную систему управления состава и качества кормов. Кормовые культуры тщательно подбираются сточки зрения зоны выращивания и эффективности применения в животноводстве
Заготавливать культуры начинают в четко определенный момент, когда показатели вегетации и массы пищевых элементов находятся в самом сбалансированном состоянии. Основным базовым продуктом является силос. Новые разработки позволили осуществлять его хранение таким образом, чтобы обеспечить сохранение в нем максимального количества питательных веществ, полезных микроэлементов и витаминов. Сохранение происходит так, что потеря пищевой ценности сокращается до минимума.
Самая современная технология предусматривает хранение силоса с заданной плотностью в полимерных мешках. Это позволяет выдержать необходимый уровень влаги, не переувлажняя корми не допуская развития в нем болезнетворных микроорганизмов. Внутри мешка создается вакуум, после чего он с обеих сторон надёжно герметизируется. Малое количество кислорода, оставшееся внутри, способствует постепенной ферментации силоса, за счет чего поддерживается его первоначальное качество.
Ультрафиолет для заготовки кормов Еще одна инновация в изготовлении силосных смесей позволила отказаться от консервантов, которые раньше использовались при закладке корма на хранение. Известно, что эти химические вещества вызывали ухудшение не только в состоянии самих коров, но и чаще приводили к уродствам потомства. Кроме того, консерванты влияли на характеристики молока, снижая его жирность и ухудшая электропроводимость. Новая технология предусматривает в пленке мешков для хранения силоса специальный ультрафиолетовый стабилизатор. Таким методом удается достичь сразу несколько позитивных моментов сдерживать развитие патогенной микрофлоры увеличить срок хранения качественного силоса до двух лет повысить уровень поедаемости силоса, что улучшает качество молока.
Потери общего объема при таком хранении составляют всего 2-3% против стандартных Автоматическая подготовка смесей непосредственно на ферме, где содержатся коровы, позволяет выполнить постепенный переход к питанию, обусловленному особыми состояниями животных беременностью, лактацией или су­
хостоем.
Инновации в доении. Процесс доения занимает до 50% времени, расходуемого на обеспечение функционирования животноводческих комплексов. Автоматизация этого процесса началась много десятилетий назад, но только сейчас автоматические доильные системы стали полностью интеллектуальными.
Технология предусматривает переведение коров для доения в специальный доильный зал, где можно эффективно изымать у животных молоко. Интеллектуальные системы позволяют
Автоматически накапливать в компьютерной базе данные по каждому отдельному животному, систематизировать их в зависимости от постоянного месторасположения, активности, физического состояния и прочих показателей.
Выдавать информацию о ежедневном, еженедельном, ежемесячном удое.
В режиме реального времени контролировать качество молока и при необходимости сортировать его в зависимости от показателей.
Оперативно подавать рекомендации о необходимости изменения питания на основе ухудшения качественных показателей или объема получаемой продукции.
Проводить раннее выявление болезней или опухолей вымени.
При использовании таких систем сразу же производится механическая фильтрация молока и гигиеническая очистка доильных аппаратов после каждого доения.
Данные технологии позволяют определять, какие из коров будут давать больше молока при двухразовом доении, а какие - при трехразовом, поскольку это является сугубо индивидуальной характеристикой каждого животного на определенном этапе жизни.
Автоматическое определение охоты. Охотой в животноводстве называется период, когда у самок вырабатывается яйцеклетка, и корова готова к оплодотворению. Точная технология, которая автоматически способна определить этот период, повышает рентабельность и прибыль хозяйства. При визуальных осмотрах, часто применяющихся для определения этого состояния у коровы, нередко допускаются ошибки. Поскольку продолжительность охоты у каждого животного индивидуальна, то для точного определения необходимо большое количество времени. Теперь вопрос решается безучастия ветеринара. Автоматизированные системы с шагомерами, специальными воротниковыми насадками и ушными бирками с электродами имеют такие неоспоримые преимущества снижение количества незамеченных охот общая оценка физического состояния коровы перед осеменением сокращение фонда заработной платы для полного анализа состояния требуется не более получаса в сутки.
Происходить это может без лишнего стресса для коровы прямо вовремя кормления или отдыха животного.
Технологии, разработанные за рубежом.
Австрийские разработчики предлагают встроенный в рубец микрочип - бо­
лес. Технология позволит животноводам отслеживать изменения в состоянии животных. Это очень важно для того, чтобы исключить преждевременное выбытие стада и повысить надои. Такой же принцип хотят использовать в мясном животноводстве. Микрочип отправляет в базу данных три вида информации. Первая - температура организма. Еще до появления визуальных признаков болезни видно состояние коровы. Это исключит сложные лекарства, антибиотики. Вторая - двигательная активность. Поможет узнать, готово ли животное для воспроизводства. И третья - кислотно-щелочной баланс. Он говорит о качестве кормов и как они отражаются на здоровье.
Аналогичная технология разработана одной из крупнейших корпораций в Японии. Только вместо чипа на животное надевается браслет. Он считает шаги задень. Данные об активности стада анализирует искусственный интеллект и передает на смартфон или компьютер. Обновление каждый час. Специалисты корректируют кормление, доение, сони здоровье животных. Датчик вычисляет и лучший период для воспроизводства. Успешность оплодотворения 90 процентов.
Новинка российских ученых - концепция натурального молока. Рядом с коровой помещают аппарат, который его доит, охлаждает и обеззараживает. Исключен перелив из одной емкости в другую, что часто приводит к загрязнению. Полученное подобным образом молоко можно назвать живым, так как в нем сохраняется максимум полезных веществ и натуральный вкус.
Бразильские специалисты с помощью умных систем решили бороться с кражами коров. Они прикрепляют геопозиционные датчики к сельскохозяйственным животным. И ненужно сидеть в поле и караулить стадо. Его местонахождение и маршрут перемещения записываются онлайн в базу данных. В случае чего ее можно открыть и проследить за животными. Подобное давно применяют исследователи для контроля миграции диких зверей.
Таким образом, можно говорить о том, что развитие молочной отрасли, как и всего сельского хозяйства, определяется именно применением новых технологий, инновационных решений в сфере управления, переходом к автоматизации производственного процесса. Умная ферма как цифровое измерение Умная ферма - это полностью автономный, роботизированный, сельскохозяйственный объект, предназначенный для разведения сельскохозяйственных видов пород животных (мясные, молочные и др) в автоматическом режиме, не требующий участия человека (оператора, животновода, ветеринара и др.).
Такая ферма самостоятельно производит анализ экономической целесообразности производства, потребительской активности, уровня общего здоровья населения региона (страна, область, и др) и других экономических показателей, используя необходимые цифровые технологии (искусственный интеллект, интернет вещей, большие данные, нейронные сети и др, на основании такого анализа ферма принимает решение, какие виды/породы сельскохозяйственных животных (с заданными качественными и количественными показателями) необходимо разводить
Рисунок 1 - Умная ферма
Актуальность. Прогноз развития рынка сельскохозяйственных роботов в период 2017-2026 годы показал, что объем рынка роботизации молочных ферм достигнет 504 млрд руб. в 2023 году. В настоящее время в мире установлены десятки тысяч доильных роботов, оценка объемов этого рынка составляет порядка
120 млрд руб. Повысить уровень производства и потребления молочной продукции возможно за счет внедрения новых технологий в сельском хозяйстве. В частности, необходимо развивать хозяйства с автоматизированными системами управления, параметры которых изменяются в зависимости от микроклимата и состояния животных на фермах, только в таких хозяйствах можно повысить качество молока до класса экстра и обеспечить стабильный рост молочной продуктивности животных.
Цель. Разработка концептуальных технико-технологических решений по созданию молочных ферм нового поколения на основе интеллектуальных цифровых технологий.
Задачи. Создание цифровых технологий, обеспечивающих независимость и конкурентоспособность отечественного животноводческого комплекса привлечение инвестиций создание и внедрение технологий повышения молочной продуктивности животных до 13 000 л/год; снижение уровня заболеваемости коров маститом и, следовательно, снижение затратна антибиотики создание и внедрение технологий автономного производства (без присутствия (отсутствия) оператора, энергоэффективности и энергомобильности в Умной ферме создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания.
Реализация. Создание и внедрение отечественных конкурентоспособных технологий по направлению Умная ферма, производство комплекса роботизированных машин для фермерских хозяйств с привязными беспривязным содержанием животных, разработка современных систем защиты животных внедрение комплекса датчиков для контроля физиологического состояния животного.
Целевые индикаторы и показатели снижение уровня заболеваемости животных маститом на 70%;
• повышение качества молочной продукции более чем на 40%;
• рентабельность продукции с Умных ферм более Ожидаемые результаты. На базе цифровых систем идентификации и датчиков физиологического состояния животных будут созданы базы данных и основные технологии мониторинга поголовья крупного рогатого скота, совместимые с отечественными системами в виде автоматизированных технологий и оборудования для проведения бонитировочных работ с обработкой и предоставлением данных в электронном виде комплекса датчиков и программно-аппаратных средств для оценки физиологического состояния и лечения животных приборов для автоматизированного контроля качества молока в потоке на доильных установках (белок, жир, соматика, электропроводность и др приборов и оборудования для определения соотношения жировой, мышечной и костной ткани на основе биоэлектрического импедансного метода технологий и оборудования бесконтактного дистанционного контроля поведения животных. Создание интеллектуальных цифровых систем управления производством предусматривает разработку и внедрение автоматизированной централизованной системы управления Умной фермой автоматизированных подсистем управления кормопроизводством, воспроизводством стада и зооветеринарным обслуживанием животных и др локальных цифровых подсистем управления технологическими процессами (доение, кормление, микроклимат, навозоудаление и др автоматизированных рабочих мест (АРМ) ведущих специалистов (ветврач, зоотехник, инженер информационно-аналитических блоков по оценке качества продукции, взаимодействию с потребителями и др

3. Разработка и внедрение автоматизированных инновационных машинных технологий и технических средств автоматизированная технология оценки качества и состава кормов непосредственно при уборке, позволяющая организовать уборку кормов в оптимальные сроки, корректировать рацион кормосмесей;
• автоматизированная биокаталитическая технология приготовления фуражного зерна на основе высокоградиентного механического и ферментативного воздействия, позволяющая в 1,5-2 раза повысить усвояемость по сравнению с традиционными технологиями (дробление, плющение, экстругирование и др роботизированные средства для приготовления и раздачи кормосмесей с возможностью дозирования высокоэнергетических компонентов различным поло­
возрастным группам, создания комфортных условий для содержания животных автоматизированные и роботизированные доильные модули с почетверт- ным выдаиванием и мониторингом качества молока и физиологического состояния животных для технического переоснащения существующих доильных залов и использования в системах добровольного доения, обеспечивают снижение заболеваемости коров маститом на 25-30%, отделение аномального молока в потоке, повышают сроки хозяйственного использования животных до 4-5 лактаций, снижение стоимости враз по сравнению с импортными аналогами автоматизированные доильные аппараты для линейных доильных установок с молокопроводом.
Вопросы для проверки знаний. Цифровые технологии, используемые в молочном животноводстве. Какие технологии разработаны за рубежом. Что такое « Умная ферма, перечислите ее основные параметры
ТЕМА 3. РОБОТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ В МАШИННОМ ДОЕНИИ. ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ДОЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СТАДОМ. Роботизированное доение применение и перспективы. Конструктивные и функциональные особенности доильных роботов при обслуживании коров вовремя доения. Программы управления стадом крупного рогатого скота. Роботизированное доение применение и перспективы
Автоматизация процесса доения активно внедряется не только на молочно­
товарных фермах, но и на крупных комплексах в Беларуси. Практика использования таких установок позволяет более полно реализовать генетический потенциал животного. Это достигается тем, что все динамические процессы, как доение и кормление концентрированными кормами, осуществляются при помощи специальных программ. Такой подход позволяет не только оптимизировать затраты на производство молока и получить дополнительный объем продукции, но и сформировать бережный подход к животным.
В роботизированном доении реализован ряд физиологически оправданных решений почетвертное доение с отключением отдельных долей по окончании доения обеспечение комфортных условий с выработкой набора стандартных действий и закреплением условных рефлексов бережное отношение к сосками вымени, что выражается в отключении вакуума при снятии аппарата, своевременности прекращения доения.
Компании-разработчики автоматизированных систем отмечают, что животные при свободном доступе в среднем выдаиваются 3-4 раза в сутки, что дает прибавку молочной продуктивности около 10-14% уже на первой лактации, а при любой другой лактации - в диапазоне Использование доильных роботов предъявляет более серьезные требования по отбору коров, пригодных к обслуживанию. Основными требованиями являются молочная продуктивность не менее 6500 кг молока расположение сосков не ниже 45 см от пола, вымя плотно прилегает к брюху расстояние между сосками задними - от 6 до 20 см, передними -
12,5­
25 см, передними и задними - от 6 до 14 см диаметр сосков - 1,5-3,5 см (в средние часы между дойками спокойный нрав коровы, высокая активность животного.
Система роботизированного доения реализует следующие концепции в своей работе (рисунок 2). Требования к коровам, пригодным к роботизированному доению, должны выдерживаться более строго, чем к обычному автоматизированному
доению. Так, при неправильном расположении сосков робот может испытывать затруднения с подключением отдельной доли, делая многочисленные попытки. Некоторые системы распознавания сосков лучше работают с выменем, свободным от волосяного покрова.
Вспомогательными результатами автоматизации доения являются стимулирование молокообразования, снижение заболеваний маститами, снижение вероятности возникновения стрессов укоров. Одновременно автоматизируются многие ручные операции, а характер труда оператора машинного доения значительно видоизменяется. В большей степени уделяется внимание наблюдению за коровами, своевременному реагированию на изменение физиологического состояния, обеспечению всех потребностей животного.
Рисунок 1 - Концепция автоматизированной системы доения
Стоит отметить, что получение ожидаемых высоких результатов будет возможным при соблюдении ряда условий. Постоянный надзор за работой оборудования, своевременное реагирование на возможные отклонения. Своевременное техническое обслуживание доильного оборудования, обеспечение расходными материалами - моющие и дезенфицирующие растворы, горячая вода, сосковая резина. Постоянный контроль здоровья животного. Высокий уровень квалификации работников по обслуживанию оборудования, выполнения анализа данных компьютерных программ.
На сегодняшний день активному развитию роботизированного доения препятствует чрезмерно высокая стоимость установок. В зависимости от комплектации и компании-изготовителя, цена на однобоксовый роботизированный агрегат может доходить до 150 тыс. евро.
Не стоит забывать, что предельная нагрузка на однобоксовый агрегат по числу обслуживаемых коров в течение суток не превышает 50-55 голов. Это требует для
обеспечения доения на небольшом комплексе с поголовьем дойного стада в 400 коров не менее 6-8 роботизированных станков. Конструктивные и функциональные особенности доильных роботов при обслуживании коров вовремя доения
Как видно из таблицы 1, выпуском автоматизированных систем доения (доильных роботов) занимается целый ряд производителей. Анализ конструктивных и функциональных особенностей позволяет выделить некоторые принципиальные различия и основные тенденции в развитии таких систем. Анализ предлагаемых на рынке роботов показывает, что компании, выпускающие доильных роботов, имеют разный подход к обслуживанию коров вовремя доения. Наиболее полно и качественно выполняют подготовительные операции роботы VMS (DeLaval) и Astrea 20 20 (Insentec).
2. Доильный робот немецкой компании GEA Farm Technologies является, по сути, автоматизированным рабочим боксом и выполняет только операции доения. Наиболее технологичным является датский робот RDS Futureline MAX и близкий к нему Astrea 20 20.
4. Разработчики предлагают инновационные решения для доильных роботов использование одной руки на два бокса, функцию выравнивания доильных шлангов, одновременное скармливание многокомпонентных кормов и другие.
Одно-, двухбоксовые доильные роботы с учетом ценового вопроса не совсем удовлетворяют последовательности крупных комплексов по производству молока. В этом случае робот компании GEA «ML one» выглядит как узкоспециализированный агрегат. Такой подход нашел свое развитие в дальнейшем поиске решений для крупно-товарных комплексов. С целью обеспечения автоматизированного доения, компании разработчики современного оборудования переходят на принципиально новые формы организации доения.
Таблица 1 - Основные конструктивные особенности доильных роботов различных компаний-производителей Функциональные возможности, преимущества П реддои льн ая обработка, надевание стаканов
П оследои льн ая обработка,
снятие стаканов
С истем а распознания положения сосков 2
3 4
Lely, A stron aut A3, Голландия одновременное скармливание концентратов оптические датчики контроля качества и количества молока, система определения соматических клеток последоильная обработка стаканов горячей водой очистка сосков вращающимися щетками поочередное надевание рукой- манипулятором, которая остается под коровой разбрызгивание раствора направленной струей стягивание стаканов безучастия манипулятора сенсорный датчик Продолжение таблицы 1
D eL aval, V M S, Швеция одновременное скармливание концентратов система выравнивания молочных шлангов обмывание теплой водой и воздухом ;
• сдаи вани е первых разбрызгивание раствора два лазера оптические датчики контроля качества и количества молока, отдельный счетчик соматических клеток последоильная обработка стаканов горячей водой снаружи и внутри мойка пола после каждой коровы струек в отдельный стакан высушивание соска поочередное надевание рукой- манипулятором, которая затем отводится в сторону направленной струей стягивание стаканов безучастия манипулятора, Англия возможность одновременного скармливания концентратов и дополнительно жидких ими не ральны х добавок низкий расход воды и электроэнергии, шума последоильная обработка стаканов кислотным раствором ;
• оптические датчики контроля качества и количества молока, включая диагностику мастита очистка сосков вращающимися щетками поочередное надевание рукой манипулятором, которая остается под коровой разбрызгивание раствора направленной струей сенсорный датчик, Германия последоильная обработка стаканов горячей водой снаружи и внутри одновременное скармливание концентратов низкий расход воды, электроэнергии поочередное надевание рукой-м ан ип улятором , использование двух рук в работе
С.А. КРИСТ И НС Е Н , R D S Futureline M A X , Дания использование одной руки- манипулятора последоильная обработка стаканов паром сканированием олока по цвету
(IM A C /IM );
• низкий расход воды, электроэнергии сдаи вани е первых струек в отдельный доильный стакан преддои льн ая обработка раствором ;
• поочередное надевание рукой манипулятором разбрызгивание раствора направленной струей стягивание стаканов безучастия манипулятора лазер ви деодатчик
21
Продолжение таблицы 1
Insentec, A strea 20 20, Австрия одновременное скарм ли- обмывание теплой разбры зги - два лазера ванне концентратов;
водой и воздухом ван ие раствора система выравнивания мо- сд аи вани е первых направленной лонных шлангов струек в отдельный ста- струей;
оптические датчики кон- кан;
стягиван ие троля качества и количества высушивание соска;
стакан ов без молока;
поочередн ое надева- участия мани одна рука над ва бокса;
ние рукой- п улятора последоильная обработкам ани пулятором , которая стаканов паром затем отводится в сторону Лидер мирового производства доильного оборудования - шведская компания
DeLaval разработала принципиально новую схему организации доения. Установка носит название DeLaval AMR (рисунок 2). Схематично платформа спроектирована по роторной схеме ив целом напоминает гибрид доильных залов типа Карусель и
«Параллель».
Рисунок 2 - Автоматизированная роторная установка DeLaval AMR
(скриншот с видео компании DeLaval)
22
Установка представляет собой поворотную платформу на 24 доильных места. Каждая из находящихся коров обслуживается последовательно одним из пяти гидравлических однозадачных роботов. Автоматизированная роторная установка позволяет проводить доение по одной из применяемых схем групповое доение, частичное добровольное или полностью добровольное доение. Такой подход позволяет внедрить установку под любую из существующих технологий. Основные характеристики DeLaval AMR представлены в таблице Таблица 2 - Основные характеристики роторной автоматизированной
_________________ доильной установки DeLaval AMR_________________
Показатель
Характеристика показателя
Обслуживаемое поголовье, максимально гол./сут.
1600
Количество используемых роботов, шт.
5
Роботы 1 и Очистка сосков, обработка и высушивание, сдаивание первых струек
Робот 3 и Подключение доильных стаканов на соски, проверка правильности подключе­
ния
Робот 5
Последоильная обработка сосков
Доильная установка имеет также некоторые инновационные формы обеспечения соблюдения операций доения с целью получения молока высокого качества, сохранения здоровья коровы. Организация почетвертного доения. Эта возможность обеспечивается использованием индивидуального счетчика для каждой четверти вымени. Индивидуальное отключение стаканов. Каждое доильное место оборудовано контролером доения, который отслеживает процесс доения и принимает участие в отключении отдельной четверти от доения. Система управления фермой «DeLaval DelPro farm management» определяет допуск к доению, принимает решение о прекращении доения, определяет сброс доильного аппарата. Последоильная обработка проводится для сосков вымени за счет работы
3D камера также обрабатывается каждый доильный стакан между доениями двух коров. Для обеспечения гигиены доения после схода коровы с площадки проводится мойка каждого доильного места.
Таким образом, автоматизированная доильная установка DeLaval AMR способна обеспечить автоматическое доение для крупных комплексов с размером дойного стада до 800 голов

3. Программы управления стадом крупного рогатого скота
Очень важно вести учет всех событий на ферме. Это значит, что работники фермы должны записывать информацию не только о половой охоте, стельности и отелах, но и другую информацию, которая необходима фермеру для эффективного ведения хозяйства. Для обработки информации на фермах чаще всего используют программы Управление стадом, которые зачастую предоставляются поставщиками доильных и кормораздаточных систем.
Главная задача использования комплексной системы управления стадом - минимизировать влияние человеческого фактора и обеспечить полный контроль над технологическим процессом.
Цель - повышение рентабельности животноводческого комплекса и снижение расходов на обслуживание и содержание животных, повышение эффективности, особенно при беспривязном содержании животных.
Преимущества использования системы управления стадом получение истинных данных о животных ведение журнала записей о параметрах каждого животного в течение жизни контроль за основными жизненными параметрами животных позволяет своевременно принимать правильные решения применение индивидуального кормления и составление рациона питания для каждой особи в зависимости от жизненного цикла и параметров продуктивности осуществление своевременного ветеринарного обслуживания животных оптимизация доения - контроль за молочным потоком и производительностью оборудования для доения комплексное повышение производительности труда при обслуживании фермы.
Недостатки использования системы управления стадом инвестирование на приобретение элементов управления стадом для повышения эффективности работы необходимо проведение специального обучения персонала.
Основные возможности программ управления стадом. По каждому животному, группе, категории животных или стаду в целом ведется анализ показателей жизнедеятельности животных (история развития, продуктивность, воспроизводство, ветеринария, родословная, моторика желудка, время наступления половой охоты и т. д. Анализ показателей жизнедеятельности стада позволяет оценить работу с животными в разрезе различных факторов. Учет проведенных зоотехнических и ветеринарных мероприятий, прогноз мероприятий и событий, контроль своевременности их выполнения

4. Полный учет, контроль и анализ ветеринарной обстановки на предприятии позволяет оценивать как текущее состояние, таки историю ветеринарной обстановки. Контроль над кормлением (отгрузка, смешивание, соблюдение режима кормления. Контроль над параметрами доения. Учет и анализ причин выбытия животных и др. манипуляций с животными. Анализ, оценка и сравнение эффективности работы персонала. Статистика деятельности сотрудников хозяйства. Современные программы позволяют получать информацию и контролировать обстановку на ферме в онлайн-режиме (удаленно) с помощью устройства имеющего доступ в интернет.
Список программ управления стадом:
Программы, взаимодействующие с блоками доения, воспроизводства, ветеринарии, выращивания ремонтного молодняка, кормления Dairy Comp 305;
• DairyPlan;
• DelPro;
• AfiFarm;
• Unitrack;
• Milkline DataFlow;
• MilkCentre;
• ВинПульса;
. Программы, взаимодействующие с блоком воспроизводства. СЕЛЭКС;
• MPG™ - программа для подбора группы быков под индивидуальные цели селекции хозяйства MAP™ - программа, корректирующая подбор быков для максимального генетического прогресса G-MAPSM (геномная версия MAP) - корректирует подбор быков к маточному поголовью на основе оценки женских особей BOLT™ - закрепляет быков за маточным поголовьем с целью исключения инбридинга Sort-Gate™ - разделяет маточное поголовье по племенной ценности с целью принятия стратегических решений.
Программы, позволяющие контролировать кормление коров
Известные фирмы-производители доильного оборудования имеют в своей программе для управления стадом блок кормления DairyPlan от GEA, израильская система управления стадом AFIKIM, голландская родственница AFIKIM - программа управления стадом Crystal и т. д. Некоторые, такие как AFIKIM и Crystal имеют возможность синхронизироваться с чужим оборудованием, некоторые - нет. Также лидирующее место на рынке завоевали программы ALPRO Feed
Manager от DeLaval, DTM Core от компании Dinamica Вопросы для проверки знаний. Роботизированное доение применение и перспективы. Основные требования по отбору коров, пригодных к использованию доильных роботов. Основные конструктивные особенности доильных роботов различных компаний производителей. Цель, задачи и возможности использования комплексной системы управления стадом. Программы управления стадом крупного рогатого скота
ТЕМА 4. ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ДОЕНИЯ КОРОВ В ЗАЛАХ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. Описание системы управления стадом DataFlowII
2. Системные модули DataFlow
3. Программное обеспечение Data Flow
4. Модули программного обеспечения Data Flow
1. Описание системы управления стадом DataFlowII
DataFlow (DF) - это система комплексного управления процессом дойки и фермой, включающая в себя ряд электронных модулей и программное обеспечение на базе Windows Система непрерывно контролирует процесс дойки и производит сбор информации в базу данных.
Данные затем анализируются и используются в следующих целях. Для отправки тревожных сообщений и сообщений о событиях в режиме реального времени (например, если корова дала молока меньше ожидаемого для данной дойки. Для создания разнообразных рабочих листов, отчетов и графиков для ежедневного процесса управления стадом, а также для поддержки долгосрочных решений.
Компоненты системы
Основные функции Основные функции системы следующие. Мониторинг в режиме реального времени и контроль управления процессом дойки, включая онлайн-сообщения и тревоги. База данных истории каждой коровы, включая данные о удоях, ветеринарном обслуживании, событиях отела и др. Усовершенствованный генератор отчетов и графиков. Расширенные возможности конфигураций согласно пожеланиям пользователя. Определение коров в охоте (при использовании транспондеров SCR).
6. Отслеживание общего физического состояния животного по снижению активности коровы, надоев молока, жевательному рефлексу (*руминации - дополнительная функция при использовании транспондеров SCR).
7. Наличие опции для использования ярлыков (RFID) (сейчас применяется только в залах карусельного типа. Системные модули Система Data Flow включает в себя следующие модули. Модуль управления ED200.
2. Идентификатор коровы. Сетевую карту (Мастер. Программное обеспечение Data Модуль управления SCR ED200 (модифицированный для Data Flow с сетевой картой) - это расширение Data Flow на каждом молочном посту.
Все операции на молочном посту производятся с использованием дисплея
ED200 и кнопки управления
Идентификатор коровы
Идентификация коров происходит на молочных постах. В параллельных залах и залах елочкой идентификатор находится на каждом молочном мосту, в карусельных залах идентификационный блок устанавливается над головой коровы и узнавание происходит, когда она уже находится в своей секции. Идентификация стабильная, индивидуальная для каждого доильного поста, что позволяет в процессе доения отслеживать информацию и состояние коровы. Обмен информации между коровой и компьютером производится вовремя дойки, так как селекция по осеменению проводится после дойки. Охота определяется по физической и физиологической (сердцебиение, дыхание, процесс жевания) активности.
Идентификация коровы происходит в двух вариантах

Транспондер-ошейник, позволяющий наряду с идентификацией определять период половой охоты (течки) - транспондер SCR - Модернизированный транспондер-ошейник, позволяющий дополнительно отслеживать процесс руминации
Мониторинг жевательного процесса (руминация) позволяет определять состояние животного в начальной стадии болезни до начала снижения веса. Эта функция транспондера превосходит по всем показателям доильные системы, основанные на мониторинге веса животного. Особенно незаменима в интенсивной технологии производства молока.
Сетевая карта (Мастер)
Мастер - это модуль, подключенный к ПК, контролирующий сеть и делающий возможным взаимодействие в реальном времени с молочными постами и другими устройствами (модулем управления стороной, терминалом и т.д.). Инфраструктура сети построена на 2 экранированных кабелях, протокол сети RS485.
3. Программное обеспечение Data Flow
DataFlow software - это ядро программы.
Оно включает в себя базу данных, интерфейс пользователя и др. модули см. далее

DF-112 для светофора (зал Елочка и «Параллель»)
В таблицу включены выходы DF-112 для сигналов «светофора».
N
Т и п входа
Ц в ет индикатора и режим оповещения b1Н е все коровы идентифицированы Зел ен ы й , горит 2Н е все коровы в дойке Желтый, горит 3Д ой ка не закончена Б ел ы й , горит 4Н а одном или более М П есть тревожное сообщение К р асн ы й , мигает 6С б рос доильного аппарата на одном или более
М П
Б ел ы й , мигает поставляется с комплектом световых индикаторов (светофоров) для каждой доильной платформы (см. фото. Светофор устанавливается на каждой доильной платформе по обе стороны молочного зала в пределах видимости из любого места молочной ямы (см. фото. Он сигнализирует о тревожных сообщениях, происходящих на доильной платформе, и отвечает за каждую сторону зала

Опциональные системные модули К системе DataFlow могут быть добавлены следующие модули. Терминал. Табло сообщений. Модуль селекционных ворот
Терминал
Терминал устанавливается в удобном для оператора месте и обеспечивает доступ к информации по отдельно взятой корове, а также отчетам о новых событиях вовремя дойки.
Табло сообщений
Большое электронное табло экран, легко читаемое на расстоянии, это позволяет легко контролировать весь зал. Все тревожные сообщения, поступающие с молочных постов, выводится на экран. Для каждого молочного поста выводится отдельная строчка
Модуль селекционных ворот
Модуль управления селекционными воротами (2 или 3 направлений) для автоматической селекции коров согласно различным критериям
Программное обеспечение Data Flow разработано для отслеживания рабочего процесса фермы и нормального жизненного цикла коровы. Основной принцип работы карты коровы основан на том, что жизненный цикл коровы повторяется с каждой лактацией и определяется рядом статусов (например, Молозиво, «Осемененная», Сухостойная и т.п.).
Контроль этих статусов - это способ отслеживания коровы в системе подоена она или нет, о каких событиях будет составлен отчет, какой тип данных будет для нее предоставлен. Статусы изменяются автоматически в результате предоставленных фермером отчетов о событиях либо автоматических событий, заранее определенных системой.
Например: Возможно составление отчета о тесте на стельность только для коровы в статусе «Осеменена».
Положительный тест изменит статус коровы на «Стельная».
Отрицательный тест изменит статус коровы на «Яловая».
Статус коровы может быть изменен также автоматическим событием».
Например: Смена с Инволюции до Готовности к осеменению».
Корова в статусе Инволюция находится в ранней стадии лактации и не должна быть осеменена.
Корова в статусе Готова к осеменению готова к осеменению.
Кол-во дней в лактации с Инволюции до Готовности к осеменению определено в установках системы в соответствии с требованиями фермера. Как только корова достигнет нужной даты (обычно 60 дней, статус изменится автоматически.
Группы также изменяются автоматически. Корова всегда принадлежит только к одной целевой группе, и эти группы определены в установках системы.
Например:
При составлении отчета Отел группа коровы автоматически изменится с Сухостойная на « Дойная (при необходимости можно определить отдельную группу для новых коров).
Модули Data Flow связаны между собой, что делает возможным высокоэффективное использование системы.
Например: Карта коровы сданными об отдельной корове может быть запущена непосредственно с экрана дойки для коровы в дойке либо из отчета, в который корова внесена. Модули программного обеспечения Data Программное обеспечение Data Flow включает в себя 4 модуля. Карта коровы. Дойка

3. Отчеты и графики. Установки
Карта коровы
Карта коровы предоставляет полную информацию по отдельной корове и обеспечивает доступный мониторинг статуса коровы, включая ветеринарные события, отел, удои и т.д.
На экране выведены основные данные коровы, включая Список коров, сортируемый по номеру коровы, транспондера или тавро Панель кнопок внизу экрана для просмотра страниц Молоко Ветеринария Отчеты и графики Сводки лактаций.
Также возможно просмотреть и/или изменить данные по отдельной корове, включая Данные идентификации - № коровы, группа, имя коровы тавро/ярлыка и № транспондера.
♦ События лактации - дата отела, кол-во дней в лактации, дата осеменения, статус и номер лактации Ветеринарные события - диагнозы, лечения Данные о молоке - средний, ежедневный удой, общий удой в лактации

♦ Общие события Примечания.
Каждая корова принадлежит к одной из групп, например Дойные, Первотелки, Сухостойные, Выбракованные, Телки. Группа присваивается корове в процессе занесения карты коровы в базу данных SCR или переноса ее из другой системы управления фермой в систему Возможна выбраковка коров из стада или перевод их в другие группы.
1   2   3   4   5   6
Примечание. Некоторые события изменяют статус лактации и автоматически переводят корову в другую группу. Например запуск на сухостой автоматически переводит корову в группу «Сухостойные».
В карте коровы можем определить данные по молоку, FPCM, активности, веса за последние 6 доек

Ветеринария
Д етальны й список всех диагнозов
События, изменяющие статус лактации Г СД СШ
. 1 ириьсшис
Дойка
Модуль дойки должен работать постоянно. Он осуществляет связь с молочными постами и выдает на монитор информацию с каждого молочного постав режиме реального времени
Отчеты и графики
Собрание заданных рабочих листов, отчетов, графиков и удобный редактор для их изменения или создания новых отчетов и графиков
Установки (Расширенный набор инструментов для конфигурации системы. Модуль защищен паролями 3 уровней. Низший уровень может использоваться фермером для выполнения ряда заданий, таких как добавление группы или нового сообщения. Высшие уровни обычно используются только квалифицированными специалистами.
Вопросы для проверки знаний. Описать системы управления стадом DataFlowII
2. Системные модули DataFlow
3. Программное обеспечение Data Flow
4. Модули программного обеспечения Data Flow
39
ТЕМА 5. УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИМИ САНИТАРНЫМ СОСТОЯНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДОЕНИЯ НА ОСНОВЕ
ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. Назначение и состав автоматизированной системы промывки доильной установки. Рабочие режимы системы промывки. Циклограмма работы системы промывки. Назначение и состав автоматизированной системы промывки доильной установки
Автомат промывки АПБ-1 предназначен для работы в автоматическом режиме с целью промывки и дезинфекции молокопровода доильной установки, доильных аппаратов, а также молоконесущих узлов (молокоприемник, насосы и другие узлы. В зависимости от используемой доильной установки, АПБ-1 может монтироваться и совместно использоваться с установками 2АДСН, УДМ- Е (и больших, а также других постановочных схем и производителей.
В схему системы промывки включены следующие конструктивные элементы. Автомат управления (АПБ-1): включает режим промывки при помощи щелочи или кислоты, а также позволяет провести предварительное ополаскивание элементов доильной установке перед началом доения. Рабочий бак позволяет приготовить раствор требуемой температуры с нужной концентрацией щелочного или кислотного раствора, а также предназначен для сбора и удаления моющего раствора. Растворный блок обеспечивает подачу чистой холодной и горячей воды и, при необходимости, подкачивает кислоту или щелочь. Щелочной и кислотный насосы забор химических жидкостей обеспечивается по принципу вытеснения. Объем жидкости определяется временем работы насоса. Аэратор устройство для создания водно-воздушной пробки, способствующей качественной очистке молокопровода.
В общем виде перечень выполняемых работ в автоматическом цикле включает в себя автоматическую подачу и подогрев воды до С дозировку моющих средств со смешиванием с водой в диапазоне от ОД до 2,0%;
• циркуляционную промывку раствора в соответствии с установленной схемой и длительностью процесса автоматический слив отработанного моющего раствора.
Рабочий контур системы промывки доильной установки замкнутый, представлен на рисунке В режиме промывки перед доением устройство АПБ-1 не задействует растворный блок. Циркуляция обеспечивается за счет действия вакуумного насоса через промывочный трубопровод (5), доильные аппараты (6), молокопро­
вод (8) и молокоприемник (Во всех остальных случаях - кислотная и щелочная промывка по полному циклу - растворный блоки щелочной и кислотный раствор из канистр
(9) включаются в общую рабочую схему- '
f
-------- с * Ь r Ц г * Ц г * Ц нцнь
ПР
5 6
8 7
АК
J
_______
1 1 - распределительный шкаф 2 - автомат промывки АПБ-1;
3 - растворный блок 4 - промывочный бак - промывочный трубопровод 6 - доильные аппараты - молокоприемник; 8 - молокопровод;
9 - канистры с кислотными щелочным веществом Рисунок 1 - Общая схема системы промывки доильной установки. Рабочие режимы системы промывки
В зависимости от цикла работы, отличаются рабочие параметры и схема движения промывочного состава
При промывке трубопроводов после доения работа начинается с заполнения бака водой. Рекомендуется использовать горячую воду одновременно с холодной. При отсутствии централизованного горячего водоснабжения задействуют рекуператор тепла, электрические подогреватели воды.
Непосредственно аппарат АПБ-1 способен работать по одной из 6 схем схема 1 - Предварительная промывка перед доением схема 2 - Режим доение схема 3 - Основная промывка. Щелочная с подогревом схема 4 - Основная промывка. Кислотная с подогревом схема 5 - Основная промывка. Щелочная без подогрева схема 6 - Основная промывка. Кислотная без подогрева»
В режиме работы по схеме 1 или 2 работа осуществляется в один этап, который и является основным. Работа по схеме 3-6 включает в себя 3 этапа предварительное ополаскивание собственно промывка окончательное ополаскивание.
Таблица 1 - Основные параметры промывочных режимов для доильных
__________________________ установок с А П Б -1 Описание параметра
Характеристика
Промывка перед доением водой объем воды, литров продолжительность, мин.
3
Предварительное полоскание водой объем воды, литров продолжительность, мин.
3
Основная промывка раствором объем раствора, литров температура после этапа Нагрев, С температура перед этапом Слив, °С.
55
Время слива моющего раствора, мин.
4
Окончательное ополаскивание объем воды, литров длительность ополаскивания, сек.
70
Длительность работы клапана аэрации открыт, сек закрыт, сек.
20
Циклограммы работы системы промывки
Шаг № 1 - слив остатков жидкости Шаг № 2 - набор холодной воды Шаг № 3,4 - ополаскивание Шаг № 5 - слив
Шаг № 6 - набор горячей воды
Шаг № 7,8 - ополаскивание горячей водой
Шаг № 9 - слив
Шаг № 10 - набор горячей воды с моющим раствором
Шаг № 11,12 - промывка с моющим раствором
Шаг № 13 - слив
Шаг № 14 - набор холодной воды
Шаг № 15, 16 - первое ополаскивание
Шаг 17 - слив
Шаг № 18 - набор холодной воды Шаг № 19,20 - второе ополаскивание Шаг № 21 - слив
Шаг № 22 - конец программы промывки
Подача воды на промывку производится через входной вентиль в зависимости от номера шага промывки. Набор воды продолжается до срабатывания датчика уровня (ДУ). Насос промывки включается в соответствии с программой промывки и обеспечивает подачу (моющего раствора) из емкости через гидромуфту, вал мешалки к разбрызгивающей головке, которая омывает все поверхности молочной емкости. Вода (моющий раствор) собирается в нижней части емкости и через открытый выпускной кран поступает в насос промывки. Вентиль слива обеспечивает слив отработанной жидкости в соответствии с программой про­
мывки.
В качестве моющих средств для приготовления растворов выступают кислотные (могут обозначаться как AFM) и щелочные растворы (SFM). В основе первых использованы азотная, соляная или уксусная кислота концентрацией до
20,5%, а щелочные составы приготовлены с использованием едкого натра концентрацией до 90%. Забор жидкостей производится насосами-дозаторами с учетом заданного объема. Рекомендуется последовательное чередование щелочи и кислоты для каждой последующей промывки.
Вопросы для проверки знаний. Назначение и устройство системы промывки доильной установки. Охарактеризуйте режимы системы промывки. Циклограмма работы системы промывки
ТЕМА 6. РОБОТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОРМЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ НА ПРИМЕРЕ ОТДЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ. Анализ процессов в животноводстве и обоснование в необходимости роботизации. Сферы применения роботов в животноводстве. Кормораздатчики для свиноводческих комплексов и птицефабрик. Автоматические кормовые станции и вспомогательное оборудование. Анализ процессов в животноводстве и обоснование в необходимости
роботизации
Работа по выполнению всего перечня технологических операций на животноводческих фермах требует значительных затрат рабочей силы, поскольку каждая технологическая операция должна выполняться своевременно и регулярно, ежедневно в течение всего светового дня, безвыходных. Следовательно, приводит к необходимости постоянного присутствия обслуживающего персонала на животноводческой ферме и напрямую влияет на затраты при получении продукции животноводства. Работа на любой животноводческой ферме требует значительных физических нагрузок, а условия труда можно описать как тяжелые, что приводит к дефициту рабочего персонала в отрасли. Пооперационный анализ затрат труда работников навесь технологический процесс производства молока показал, что наибольшее количество времени приходится на выполнение таких операций, как - доение - 37% от общих трудовых затрат - раздачу кормов - 26,5% - очистку стойл и проходов от навоза - 15,5%. Из расчета затрат труда по дополнительным показателям видно, что и по затратам физической энергии наиболее трудоемкими являются раздача кормов - 32,9% и доение - 32,2%. Затраты энергии персонала на кормление и уборку навоза в целом составляют Учитывая высокие показатели по затратам труда, разработчики механизированных и автоматизированных систем обратили свое внимание именно на наиболее трудоемкие операции при производстве продукции животноводства. Снижение себестоимости продукции животноводства достигалось в разной степени частичной механизацией и автоматизацией выполнения технологических операций. Стоит отметить, что на фермах с разными животными удалось достичь различного уровня механизации, равно как и автоматизации работ. Так, к примеру, наибольшая автоматизация работ была достигнута на птицефермах и комплексах. Наименьший уровень автоматизации труда, а значит и наибольшие затраты человеческого физического ресурса, наблюдаются на фермах по содержанию крупного рогатого скота ив особенности при производстве молока.
Однако к настоящему времени известно достаточно широкое разнообразие роботизированного оборудования для высокоавтоматизированного выполнения технологических операций практически для всех видов сельскохозяйственных животных. Исходя из всего многообразия роботизированных систем для выполнения технологических операций в молочном производстве, а именно производстве коровьего молока, ученые задались задачей структурировать имеющуюся информацию и классифицировать существующих роботов по конструктивными технологическим особенностям
Сферы применения роботов в животноводстве. В первую очередь классифицировали имеющиеся роботизированные системы по виду выполняемых технологических операций и по степени интегрированности в общую технологическую линию.
Так, было определено, что основные направления в создании роботов - это) системы кормления животных автоматизированные пастбищные системы, дозаторы-смесители, смесители-кормораздатчики, подравниватели кормов и интегрированные роботизированные системы кормления) доильные роботы роботы-дояры, интегрированные роботизированные системы доения и управления стадом) роботы для чистки стойл автоматизированные уборщики навоза скреперного типа, автономные уборщики навоза. Основные производители роботов в животноводстве. Известно множество компаний, которые производят роботов для различных технологических линий молочного животноводства. Основными производителями роботов для широкого спектра технологических операций являются фирма «Lely», «Delaval», «GEA Farm Technologies», При этом интегрированные роботизированные системы - это объединенные в единую технологическую линию роботы, способные взаимодействовать друг с другом, выполняя весь комплекс технологических операций, к примеру, приготовление многокомпонентных кормовых смесей, а также их раздача в соответствии с особенностями и потребностями поголовья животных. Кормораздатчики для свиноводческих комплексов
и птицефабрик
Для кормления поголовья свиней также используют мобильные и стационарные средства. С учетом физиологических особенностей этих животных, необходимости поддержания микроклимата в качестве мобильных средств используют электрифицированные кормораздатчики.
С учетом типа кормления - сухое, влажное, все активнее используются пневматические и гидравлические трубопроводы. В свиноводстве основные затраты - около 60% - связаны с кормлением. Поэтому эти процессы стараются автоматизировать. Лучше всего автоматизация удается при сухом типе кормления.
Одной из важных операций в кормлении свиней является дозирование корма по кормушкам. При этом в зависимости от вида животных применяют дозирование в кормушки со свободным доступом дозирование в емкости медленной раздачи.
Для крупных комплексов применяют две технологии кормления сухая выдача полноценного комбикорма поросятам в возрасте от 14 до
106 дней нормированная выдача влажных смесей для остальных групп живот­
ных.
Влажное кормление обладает целым рядом преимуществ. Упрощенное внесение добавок в состав с последующим точным дозированием корма по кормушкам

2. Приготовление жидкой кормовой смеси увеличивает ферментацию корма, позволяет оперативно менять состав смеси с учетом требований к кормлению различных групп. Отказ от поилок, поскольку необходимое количество жидкости животные получают из корма. Увеличение поедаемости корма, что эквивалентно экономии до 10% с одновременным увеличением приростов на Одновременно с технологическими преимуществами отмечается меньший выход навоза, сокращение трудовых затрат, снижение влияния человеческого фактора на качество кормов.
Наиболее распространенное оборудование для различных способов кормления представлено на рисунке Одним из основных процессов в организации кормления является подготовка смеси в кормосмесительном отделении.
а - робот-кормораздатчик; б - система пневматической раздачи в - система гидравлической раздачи Рисунок 1 - Применяемое оборудование для кормления свиней
В организации кормления и поения птицы большого разнообразия не наблюдается. Для раздачи корма при напольном содержании преимущественно используются шнековые раздатчики с электроприводом. В линии раздачи корма присутствуют такие элементы, как. Бункер для хранения корма. Как правило, обеспечивается дневное хранение корма. Хопры для промежуточного хранения корма. С этих накопителей, емкостью 100 кг, корм распространяется непосредственно по трубопроводам

3.
Кормопроводы со шнековыми транспортерами и кормушками. Такие раздатчики могут иметь концевую или кольцевую конструкцию, в зависимости от обслуживаемого поголовья.
В некоторых случаях используют двухуровневый кормопровод, из верхнего яруса которого корм постепенно попадает в нижнюю часть и по мере необходимости выгружается в кормушки. Автоматические кормовые станции и вспомогательное оборудование
При организации кормления на крупных комплексах крупного рогатого скота возникает необходимость выделения большого числа групп как половозра­
стных, таки отдельных групп дойного стада. При этом группы могут значительно отличаться по численности. В этом случае обеспечить смену рационов в производственных условиях работой кормораздатчиков большого объема затрудни­
тельно.
С учетом таких особенностей все более широко находит свое применение роботизированное кормление в животноводстве. Выделяется два направления автоматизированная выдача концентрированных кормов и раздача кормовых смесей. В условиях Республики Беларусь выпускаются роботы по лицензии компаний Lely и Станция кормления «Космикс» связана с автоматизированной системой и используется в основном при организации роботизированного кормления. Распознавание коровы происходит по микрочипу, после чего система определяет норму выдачи комбикорма. Учитывается дневная норма, интервал между визитами и максимальная дозировка выдачи за один раз.
Идея прифермского кормоцеха, использующая энергонасыщенные стационарные машины, получила свое распространение в технологии мобильного электрического кормораздатчика. Такие агрегаты имеют в своей линейке компании Triolet (выпускаются по лицензии) и ИК «Биоком Технология- автоматическая система кормления
«Вектор».
Автоматизированный агрегат
Triolet осуществляет следующие операции в автономном режиме. Загрузка бункера. Операция производится при подъезде под бункер с определенным видом корма, где загружается количество, согласно с установленным рационом и алгоритмом кормления (рисунок 2).
2. Перемешивание. Проводится после загрузки в течение установленного времени около 10 мин.).
Раздача и пододвигание корма. Робот движется по подвесному рельсу с учетом заложенного маршрута по комплексу и с заданной частотой кормления
47
Р и су но к 2 - Станция автоматизированного кормления ИК Б и оком Технология фото соф и ц и аль ног оса й та Автоматизированная система кормления имеет более высокую производительность благодаря ряду особенностей. Снижение времени на загрузку. Это достигается отсутствием необходимости выемки кормов из хранилищ, поскольку сенаж, силос уже хранятся в бункерах в доступном для загрузки состоянии. Снижение затрат времени. Раздатчик не простаивает и при правильном планировании способен обеспечить обслуживание 3-4 смежных помещений в режиме кратного кормления. Его работа не связана с погодными условиями, отсутствием топлива. Снижение затрат труда. Затраты ручного труда сводятся к пополнению загрузочных бункеров, задаче рационов в компьютер ив техническом обслуживании агрегата.
Рисунок 3 - Автоматизированный раздатчик кормов
Среди дополнительных преимуществ такого вида раздачи кормов можно назвать бесшумность, своевременность раздачи кормов, сохранение микроклимата в коровнике, что дополнительно обеспечивает бесстрессовое содержание жи­
вотных.
Еще одним примером бережного отношения к животным является подо- двигатель кормов компании Lely (рисунок 3). По мере поедания корма, значительная часть его становится недоступной для коров или просто разбросанной. С заданной периодичностью бесшумный робот проезжает по кормовому столу и пододвигает кормосмесь. Самодвижение робота со временем вырабатывается для животных в условный сигнал и побуждает направиться к кормовому столу.
Увеличивается поедаемость кормов, доступ к кормовому столу открыт постоянно, поэтому даже низкоранговые коровы имеют возможность своевременно удовлетворять потребность в кормлении
Рисунок 4 - Автоматический пододвигатель кормов «Джуно» фото с сайта https://biocomtechnology.by/ru/farm/type2725/id2913)
Робот-пододвигатель кормов «Джуно» получает питание от встроенных аккумуляторных батарей, которые подзаряжаются все свободное от работы время. Ориентироваться в кормовом проходе помогают ультразвуковые датчики, атак же датчики удара, предотвращающие столкновение с другими предметами.
Вопросы для проверки знаний. Сфера применения роботов в животноводстве. Кормораздатчики для свиноводческих комплексов. Кормораздатчики для птицефабрик. Автоматизированные раздатчики кормов на промышленных комплексах крупного рогатого скота
ТЕМА 7. ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ТОЧНОГО ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИХ ОСОБЕННОСТИ И
1   2   3   4   5   6

Смотрите также файлы