Функциональное моделирование процессов выращивания хлопчатника

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 633/635

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЫРАЩИВАНИЯ ХЛОПЧАТНИКА

FUNCTIONAL MODELING OF COTTON GROWING PROCESSES

А.С. Овчинников, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор О.В. Кочеткова, доктор технических наук, профессор И.Ю. Подковыров, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А.Е. Кривопустенко, студент

A.S. Ovchinnikov, O.V. Kochetkova, I.Y. Podkovirov, A.E. Krivopustenko

Волгоградский государственный аграрный университет Volgograd State Agrarian University

Волгоградский ГАУ проводит научно-исследовательскую работу по выращиванию хлопчатника на светло-каштановых почвах юга России. При этом, актуальной задачей является разработка экономически целесообразной технологии получения хлопка высокого качества при рациональном использовании ресурсов. Основой анализа и оптимизации любого вида деятельности является формализация и документирование бизнес-процессов. В статье разработана функциональная модель выращивания хлопчатника с использованием методологии IDEF0, которая позволяет представить изучаемые события или систему в виде набора взаимосвязанных блоков, отображающих процессы, подпроцессы и операции, происходящие в изучаемой системе. Представленные в работе диаграммы разработаны на основе иерархического принципа, обеспечивающего дальнейшую детализацию описания процесса верхнего уровня путем декомпозиции, до тех пор, пока модель не будет описана с требуемой детализацией, необходимой для решения установленных задач. В статье разработаны функциональные диаграммы бизнес-процессов подготовки почвы, посева, ухода за растениями и уборки урожая. Наиболее детально, с глубиной декомпозиции до третьего уровня, рассмотрен процесс ухода за растениями. Предложенная модель прошла производственные испытания в учебно-научно-производственном центре «Горная поляна» Волгоградского ГАУ. Она позволила получить волокно высокого качества сорта хлопчатника ПГССХ 1 в условиях светло-каштановых почв. Предложенные диаграммы обеспечат переход от научно-производственных посевов данной культуры к промышленным. Составлены рекомендации по анализу и применению модели с целью разработки более совершенной модели «Как будет», которая позволит в дальнейшем выявить затратные центры, узкие места, выполнить управление рисками, устранить избыточные операции.

Volgograd State University of Agriculture conducts research work on the cultivation of cotton on light chestnut soils of the south of Russia. At the same time, an urgent task is the development of an economically viable technology for obtaining high quality cotton with rational use of resources. The basis for the analysis and optimization of any type of activity is the formalization and documentation of business processes. The article describes the functional model of growing cotton using the IDEF0 methodology, which allows to present the events or the system under study in the form of a set of interrelated blocks that map the processes, subprocesses and operations occurring in the system under study. The diagrams presented in this paper are developed on the basis of a hierarchical principle that provides further detailed description of the top-level process by decomposition, until the model is described with the required detail required to solve the set tasks. In the article functional diagrams of

business processes of soil preparation, sowing, plant care and harvesting are developed. In most detail, with the depth of decomposition to the third level, the process of plant care is considered. The proposed model passed production tests in the educational-scientific-production center "Gornaya Poly-ana" of the Volgograd State Automated Information System. She managed to obtain high quality fiber of cotton grade PGSSH 1 in conditions of light chestnut soils. The proposed diagrams will ensure the transition from scientific and industrial crops of this culture to industrial ones. Recommendations on the analysis and application of the model have been formulated with the aim of developing a more perfect model of "How will it be", which will allow us to identify cost centers, bottlenecks, perform risk management, and eliminate surplus operations.

Ключевые слова: бизнес-процесс, моделирование, хлопок, хлопчатник.

Key words: business process, modeling, cotton, cotton.

Введение. Хлопок имеет особое народно-хозяйственное значение, так как получаемая из него продукция составляет основу различных отраслей промышленности. В России хлопчатник выращивали на небольших площадях экспериментальных посевов. Однако развитие промышленного производства стало возможным с появлением нового ультраскороспелого сорта ПГССХ-1, адаптированного к природным условиям юга России [2]. Данный сорт отличается волокном высокого качества, пригодным для переработки на предприятиях текстильной отрасли. Его волокно полностью отвечает требованиям ГОСТ 53224-2016 «Волокно хлопковое. Технические условия» [1]. В настоящее время встает задача выполнения проекта по созданию промышленной технологии возделывания хлопчатника, отличающегося не только высоким качеством, но и экономической привлекательностью.

Для эффективного управления проектами сегодня всё чаще применяется процессный подход, основой которого является выделение бизнес-процессов и управление ими [10]. Бизнес-процесс - это связанная совокупность функций, в ходе выполнения которой потребляются определенные ресурсы, и создается продукт, который представляет ценность для потребителя.

Графическое описание бизнес-процессов позволяет наглядно представить последовательность процедур, которые необходимо выполнить для получения требуемого конечного результата; существующие механизмы контроля и управления, а также документацию, которая регламентирует выполнение процедуры в рамках описываемого бизнес-процесса; исполнителей и ресурсы процедур бизнес-процесса; входящую и выходящую информацию, которая используется в этих процедурах [7].

Таким образом, исследование бизнес-процессов производства хлопка, позволяющее идентифицировать, оценить и представить процессы как основу для их организации и улучшения, является актуальной задачей.

Материалы и методы. Для исследования технологических процессов возделывания хлопчатника была применена методология бизнес-моделирования и метод процессного подхода.

Наиболее широко для применения процессного подхода используется стандарт IDEF0. Он предписывает каждый процесс на диаграмме представлять в виде отдельного функционального блока (изображается в виде прямоугольника), в котором определены: входы процесса (изображаются горизонтальными стрелками, входящими в прямоугольник слева направо); выходы процесса (изображаются горизонтальными стрелками, выходящими из прямоугольника слева направо), исполнители процесса (изображаются вертикальными стрелками, входящими в прямоугольник снизу вверх) и управ-

ляющие воздействия (изображаются в виде вертикальных стрелок, входящих в прямоугольник сверху вниз) [6].

Рисунок 1 - ГОЕБО-диаграмма основных бизнес-процессов выращивания хлопчатника

Моделирование позволяет получить как бы взгляд со стороны на процессы и определить необходимые их улучшения для достижения поставленных целей. В этом случае сначала создают модели «Как есть», которые позволяют выявить текущие проблемы, а затем построить модели «Как будет», отображающие правила выполнения процессов для достижения желаемой цели [6].

На основании изучения технологических процессов возделывания хлопчатника были разработаны модели бизнес-процессов, представленные в виде IDEF0-диаграмм «Как есть» (рисунки 1-8).

Результаты. Основные бизнес-процессы производства хлопка (рисунок 1) включают: подготовку почвы, посев, уход за растениями и уборку урожая.

Однако выращивание растений хлопчатника в условиях северной границы ареала имеет свои особенности, которые необходимо учитывать и которые применяются в волгоградской технологии этой культуры. Их анализ позволяет разработать предложения по оптимизации производства и снижению издержек.

Для детализации бизнес-процессов верхнего уровня выполним их декомпозицию, рассматривая работы процесса как подпроцессы и описывая в виде отдельной схемы бизнес-процессов второго уровня.

Первым процессом выращивания хлопчатника является подготовка почвы (рисунок 2). Подготовка почвы является одним из наиболее важных процессов, так как с него начинается технологическая цепочка [8]. От качества выполнения всех операций по подготовке почвы напрямую зависит дальнейшее развитие бизнес-процесса выращивания хлопчатника.

Подготовка почвы включает ряд последовательно выполняемых работ (выполнение покровного боронования, внесение гербицида, культивацию, внесение основного удобрения и выполнение глубокого рыхления), на качество которых влияет пять агре-

3

гатов, агроном, механизатор и рабочие. Их слаженные действия в результате создают подготовленную для посева почву.

Рисунок 2 - IDEF0-диаграмма основных бизнес-процессов подготовки почвы

для выращивания хлопчатника

Выполнение посева включает процессы протравки семян, посев с одновременной укладкой капельной ленты (рисунок 3). В этом процессе участвует только один сельскохозяйственный агрегат, состоящий из трактора и специализированной сеялки. Однако имеется необходимость в ручном труде - протравливании семян. Значительная доля влияния человеческого фактора в данном блоке вызывает риск возникновения ошибок, что может ухудшить качество работ. На фоне этого приобретает важность усиление контроля над выполнением операций в данном блоке. Как результат, качественно засеянная почва является основой получения дружных всходов необходимой густоты 100 тысяч штук на гектар.

Рисунок 3 - ГОЕБО-диаграмма бизнес-процессов посева хлопчатника

Рисунок 4 - ГОЕБО-диаграмма бизнес-процессов ухода за посевами хлопчатника

Наиболее сложным и трудоемким является бизнес-процесс ухода за посевами (рисунок 4), который состоит из ряда повторяющихся (циклических) операций и включает три полива с последующей обработкой почвы, чеканку растений, защиту, предуборочный полив и десикацию. Из них в первом блоке (рисунок 4) собраны наиболее важные. Они дают старт всходам хлопчатника и обеспечивают их хороший рост на начальных этапах онтогенеза, в некоторых случаях дефолиацию.

Для этого после первого полива выполняется обработка гербицидом обочин, закраек, защитных зон, культивация междурядий, мотыжение рядов (рисунок 5). В первых двух поливах до орошения вносят комплексные минеральные удобрения (азофос, карбамид, селитра).

Рисунок 5 - IDEF0-диаграмма бизнес-процессов первого полива и послеполивной обработки Последующие операции необходимы для формирования урожая волокна хлопчатника высокого качества [9, 3, 4, 5]. При этом выполняется культивация междурядий, прореживание всходов, мотыжение рядов и глубокое рыхление междурядий, а также опрыскивание против комплекса вредителей (рисунок 6). В технологической цепочке участвуют три сельскохозяйственных агрегата. Большое значение имеет регулирование густоты посевов, что позволяет в дальнейшем всем растениям на поле развиваться в равной мере и образовывать плодовые элементы.

Рисунок 6 - IDEF0-диаграмма бизнес-процессов второго полива и послеполивной обработки

В период вегетации, с июня до сентября, необходима система операций по регулированию развития и распространения в посевах хлопчатника болезней, вредителей и

сорных растений. Бизнес-процессы защиты растений включают опрыскивание против хлопковой совки, мотыжение рядов и глубокое рыхление междурядий (рисунок 7).

Рисунок 7 - ГОЕБО-диаграмма бизнес-процессов защиты растений Для обеспечения комплексной защиты растений хлопчатника рекомендуется выполнить пять процессов, в каждом из которых применяют химическую защиту против хлопковой совки. Глубокое рыхление проводят с целью развития стержневой корневой системы и профилактики корневых гнилей. Сорные растения уничтожают четырёхкратными прополками.

Этап уборки урожая включает бизнес-процессы подготовки хранилища, мешков для сбора, хлопкоочистительной машины «Джин», погрузку, транспортировку и разгрузку хлопка-сырца на складе. Завершающими процессами являются просушивание, ворошение, дополнительная очистка и укладка в бунты, а также заключительная очистка от семян, сора и примесей, в некоторых случаях делинтация.

Рисунок 8 - IDEF0-диаграмма бизнес-процессов уборки урожая

Обсуждение. Анализ разработанных моделей бизнес-процессов выращивания хлопчатника целесообразно проводить на основе рассмотрения его качества и экономической целесообразности производства не как единичного показателя готового продукта, а как оперативно контролируемой многофакторной системы производства, которая учитывает не только качественные, но и количественные показатели материалов, сырья, готовой продукции, а также работы сотрудников и техники.

Построенная функциональная модель бизнес-процессов производства хлопчатника позволяет обеспечить четкое распределение функций и ответственности исполнителей, снизить количество внештатных ситуаций и ошибок сотрудников.

На основании созданной модели в дальнейшем следует разработать план по управлению бизнес-процессами. План должен включать: четкие требования к входу и выходу процессов; анализ рисков с целью их уменьшения; конкретные действия по анализу, пересмотру и оптимизации процессов, а также корректирующие и предупреждающие действия.

Заключение. В результате выполненного функционального моделирования разработана модель бизнес-процессов выращивания хлопчатника на юге России.

Предложенная модель прошла производственные испытания в учебно-научно-производственном центре «Горная поляна» Волгоградского ГАУ в 2014-2017 годах. Её внедрение в производство на светло-каштановых почвах позволило получить высокое качество волокна хлопчатника сорта ПГССХ-1 (IV тип, микронейр 4,0-4,7, штапельная длина 32-33).

В дальнейшем необходима адаптация модели бизнес-процессов к условиям фермерских хозяйств в перспективных для хлопководства районах Волгоградской области (Палласовский, Быковский, Среднеахтубинский, Ленинский, Городищенский, Светло-ярский). Распространение данной модели в хозяйствах даст импульс в развитии хлопкового кластера экономики на юге России.

Библиографический список

1. ГОСТ 53224-2016 «Волокно хлопковое. Технические условия» [Текст].

2. Итоги изучения ультраскороспелых сортов хлопчатника в условиях Волгоградской области [Текст]/ О.Х. Кимсанбаев, Т.М. Конотопская, М.Б. Олимов, Ai. Черкасов // Стратегические ориентиры инновационного развития AПК в современных экономических условиях: материалы Международной научно-практической конференции. - Волгоград, 2016. - Т. . - С. 109-114.

3. Кимсанбаев, О.Х. Особенности селекции хлопчатника для условий юга России [Текст] / О.Х. Кимсанбаев, Т.М. Конотопская, Ai. Черкасов // Aктуальные проблемы в современном земледелии и пути их решения , 30 мая 2016 г.: материалы региональной научно-практической конференции, посвящ. юбилею проф. В.И. Янова/ редкол.: E.A. Джиргалова [и др.]. - Элиста: Изд-во Калм. ун-та, 2016. - С. 39-41.

4. Ким, Р.Г. Пути развития селекции и семеноводства хлопчатника [Текст] / Р.Г. Ким, О.Х. Кимсанбаев //Вестник семеноводства в СНГ. - 2GG2. - №4. - С. 13-15.

5. Кимсанбаев, О.Х. Теоретические предпосылки в селекции на скороспелость, выход и качество волокна у культивируемых видов хлопчатника [Текст]/ О.Х. Кимсанбаев. - Ташкент: Изд-во Фанва Технология, 2011. - С 112-124.

6. Кочеткова, О.В. Модернизация бизнес-процессов мясоперерабатывающего предприятия для управления безопасностью продукции [Текст]/ О.В. Кочеткова// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2G16. - № 3 (28). - С. 287-295.

7. Методология функционального моделирования IDEF0: Руководящий документ [Текст]. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. - 75 с.

8. Овчинников, A.C Регистр технологий производства зерновых, зернобобовых, крупяных и масличных культур в Волгоградской области (система технологий) [Текст] : рекомендации М..С. Овчинников [и др.]. - Волгоград: Волгоградский TAy, 2G12. - 147 с.

9. Отличительные показатели по признакам, определяющим выход волокна у сортов и тестеров хлопчатника [Текст]/ A.G Овчинников, О.Х. Кимсанбаев, Т.М. Конотопская, И.Ю. Подковыров, С.Б. Зарипова // Evolutio. - 2G16. - №3. - С. 20-23.

1G. David M. Bridgeland, Ron Zahavi. Business Modeling: A Practical Guide to Realizing Business Value. Morgan Kaufmann, 2GG8. - 408р.

Reference

1. GOST 53224-2G16 «Volokno hlopkovoe. Tehnicheskie usloviya» [Tekst].

2. Itogi izucheniya ul'traskorospelyh sortov hlopchatnika v usloviyah Volgogradskoj oblasti [Tekst]/ O. H. Kimsanbaev, T. M. Konotopskaya, M. B. Olimov, A. V. Cherkasov // Strategicheskie orientiry innovacionnogo razvitiya APK v sovremennyh ]konomicheskih usloviyah: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. - Volgograd, 2G16. - T. . - S. 1G9-114.

3. Kimsanbaev, O. H. Osobennosti selekcii hlopchatnika dlya uslovij yuga Rossii [Tekst] / O. H. Kimsanbaev, T. M. Konotopskaya, A. V. Cherkasov // Aktual'nye problemy v sovremennom zem-ledelii i puti ih resheniya , 3G maya 2G16 g.: materialy regional'noj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyasch. yubileyu prof. V. I. Yanova/ redkol.: E. A. Dzhirgalova [i dr.]. - }lista: Izd-vo Kalm. un-ta, 2G16. - S. 39-41.

4. Kim, R. G. Puti razvitiya selekcii i semenovodstva hlopchatnika [Tekst] / R. G. Kim, O. H. Kimsanbaev //Vestnik semenovodstva v SNG. - 2GG2. - №4. - S. 13-15.

5. Kimsanbaev, O. H. Teoreticheskie predposylki v selekcii na skorospelost', vyhod i kachestvo volokna u kul'tiviruemyh vidov hlopchatnika [Tekst]/ O. H. Kimsanbaev. - Tashkent: Izd-vo Fanva Tehnologiya, 2G11. - S 112-124.

6. Kochetkova, O. V. Modernizaciya biznes-processov myasopererabatyvayuschego predpri-yatiya dlya upravleniya bezopasnost'yu produkcii [Tekst]/ O. V. Kochetkova// Izvestiya Nizhne-volzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. -2G16. -№ 3 (28). - S. 287-295.

7. Metodologiya funkcional'nogo modelirovaniya IDEFG: Rukovodyaschij dokument [Tekst]. - M.: IPK Izdatel'stvo standartov, 2GGG. - 75 s.

8. Ovchinnikov, A. S. Registr tehnologij proizvodstva zernovyh, zernobobovyh, krupyanyh i maslichnyh kul'tur v Volgogradskoj oblasti (sistema tehnologij) [Tekst] : rekomendacii /A. S. Ovchinnikov [i dr.]. - Volgograd: Volgogradskij GAU, 2012. - 147 s.

9. Otlichitel'nye pokazateli po priznakam, opredelyayuschim vyhod volokna u sortov i testerov hlopchatnika [Tekst]/ A. S. Ovchinnikov, O. H. Kimsanbaev, T. M. Konotopskaya, I. Yu. Pod-kovyrov, S. B. Zaripova // Evolutio. - 2016. - №3. - S. 20-23.

10. David M. Bridgeland, Ron Zahavi. Business Modeling: A Practical Guide to Realizing Business Value. Morgan Kaufmann, 2008. - 408r.

E-mail: volgau@volgau.com