Математическая модель структуры кормов молочного стада КРС с использованием плющеного зерна

энергоснабжающей организацией, расширяемость схемного решения до полноценного стабилизатора напряжения без существенных изменений массогабаритных параметров.

Литература

1. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи. -М.: Лань, 2010. - 592 с.

2. Лещинская Т.Б., Наумов И.В. Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: КолосС, 2008. - 655 с.

3. Косоухов Ф.Д., Наумов И.В. Несимметрия напряжений и токов в сельских распределительных сетях. - Иркутск: ИрГСХА, 2003. - 257 с.

4. Косоухов Ф.Д., Васильев Н.В., Криштопа Н.Ю. Применение трансформатора «Звезда -зигзаг с нулем» для снижения потерь от несимметрии токов в сельских сетях 0,38 кВ // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2015. - № 40. - С. 244-249.

5. Мирошник А.А., Свергун Ю.Ф. Снижение сопротивления нулевой последовательности в четырехпроводных сетях 0,38/0,22 кВ // Энергетика и автоматика. - 2012. - № 2. - С. 1-6.

6. Егоров М.Ю. Новый подход к проблеме стабилизации трехфазного напряжения // Промышленная энергетика. - 2017. - № 3. - С. 46-50.

7. Егоров М.Ю., Самарин Г.Н., Криштопа Н.Ю. Техническое решение несимметрии напряжений // Сельский механизатор. - 2015. - № 5. - С. 28-29.

Literatura

1. Atabekov G.I. Theoretical bases of electrical engineering. Linear electrical circuits. - M.: Lan, 2010. - 592 p.

2. Leshchinskaya T.B., Naumov I.V. Electricity supply of agriculture. - M.: Colossus, 2008. - 655 p.

3. Kosoyukhov F.D., Naumov I.V. Unbalance of voltages and currents in rural distribution networks. - Irkutsk: IrGSKhA, 2003. - 257 p.

4. Kosouhov F.D., Vasilyev N.V., Krishtop N.Yu. Application of the Zvezda-Zigzag Zero Transformer to reduce losses from unbalanced currents in rural 0.38 kV networks // News of the St. Petersburg State Agrarian University. - 2015. - No. 40. - P. 244-249.

5. Miroshnik A.A., Svergun Yu.F. Decrease in zero-sequence resistance in four-wire networks 0.38 / 0.22 kV // Power engineering and automation. - 2012. - № 2. - P. 1-6.

6. Egorov M.Yu. A New Approach to the Problem of Stabilization of Three-Phase Voltage // Industrial Power Engineering. - 2017. - No. 3. - P. 46-50.

7. Egorov M.Yu., Samarin G.N., Krishtop N.Yu. Technical solution of voltage asymmetry // Rural mechanizer. - 2015. - No. 5. - P. 28-29.

УДК 631.153.4

Доктор техн. наук А.М. ВАЛГЕ

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ КОРМОВ МОЛОЧНОГО СТАДА КРС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЛЮЩЕНОГО ЗЕРНА

Повышение энергетической и протеиновой питательности кормов, увеличение производства собственных кормов до объемов, удовлетворяющих молочное животноводство, - главные задачи кормопроизводства сельскохозяйственного производства молочного направления.

Конкретные параметры этих задач решаются в зависимости от надоя коров и объемов производства молока в хозяйстве. Региональные программы развития кормопроизводства подразумевают повышение надоя коров и высокий уровень применения комбикормов (фуражного зерна, шротов, жмыхов), корма из подвяленных трав [1, 2, 3].

В России и особенно в Северо-Западном регионе в настоящее время находит способ консервирования влажного фуражного зерна с плющением. При использовании этого способа консервирования влажного плющеного зерна, его уборка производится в тот момент, когда в нем набралось максимальное количество белков и углеводов (фаза молочно-восковой и восковой спелости и влажность 35-40%). В этом случае уборка зерновых культур начинается на 10-15 дней раньше, что особенно важно для регионов России повышенного увлажнения с неустойчивой погодой, где до 80% производства зерновых культур используется на корм скоту [2, 4]. Приготовление плющеного консервированного зерна для кормления молочного стада КРС заинтересовало многих сельских товаропроизводителей не только в Северо-Западном, но и в других регионах России. Начиная убирать зерновые культуры раньше, можно растянуть период уборки и получить дополнительно более питательный корм для животных, что очень важно в условиях нехватки зерноуборочных комбайнов и высокой цены топлива для сушки зерна.

Названную технологию можно разделить на две отдельные независимые друг от друга, то есть технология приготовления плющеного корма из зерна и консервирование влажного зерна. До недавнего времени в научных исследованиях и в производстве они рассматривались отдельно, независимо друг от друга. Решать вопрос сохранности и приготовления корма на наш взгляд необходимо в комплексе, т.к. это дает экономический и технологический эффект [5].

Цель исследования - разработать математическую модель влияния стоимостей различных видов кормов (в т.ч. плющеного зерна) на рациональную структуру и стоимость всего объема кормов при заданном уровне молочной продуктивности коров.

Материалы, методы и объекты исследований. Разработанные нормы потребления разных видов кормов связаны с молочной продуктивностью коров. Однако зоотехнические нормы допускают изменение их количества и видов в значительных пределах. Интерес представляет оценка воздействия разных кормов на надой коров. Целевая функция математической модели определяется соотношением максимума дохода от произведенной продукции (молока):

где ЛСжив пр - стоимость произведенного и реализованного молока, ЖСкор - стоимость всех использованных кормов.

По литературным источникам [1] разработано выражение объема кормовых единиц (к.ед.) потребленных кормов от надоя коров. Выражение представлено следующим соотношением:

Q оод = -0,0397Gгод2 + 1,256G год + 0,0131,

где Qгод - годовой объем кормов, т к. ед., Gгод - годовой надой на 1 корову, кг.

Стоимость кормов представлена суммой стоимостей каждого вида кормов:

^Скор ЦСКорг ' X/),

где Скор/, X/ - стоимости и объемы кормов /-го вида.

Объем произведенного молока зависит от потребленных кормов, выраженных в кормовых единицах. Удельный расход кормов, выраженный в кормовых единицах, зависит от надоя коров и определяется выражением:

g = Gгод / Qгод, , кг/кг к.ед.

Подставляя (2) в (4) получим выражение для удельного расхода кормов:

g = Gгод /

Суммарный объем в данном случае молока получим:

Ю = ЕКк.ед • g,

а стоимость всей продукции (молока):

ЮСжив пр = Ю  См,

где ЮКк.ед - суммарное количество кормовых единиц всего корма; См - реализационная стоимость 1 т продукции (молока).

Предлагается в разрабатываемую математическую модель ввести следующие виды кормов (табл.) по литературным источникам [1, 5].

Таблица. Исходные данные по питательности кормов

Наименование Концент рирован -ный корм (КК-62) Зерно плющеное Картофель Солома Сено Силос Зеленый корм

Обозначение Х1 Х 2 Х 3 Х 4 Х 5 Х б Х 7

Содержится в 1 кг натурального корма СВ, кг 0,855 0,65 0,22 0,84 0,86 0,288 0,332

К.ед., кг 1,18 1,13 0,28 0,22 0,48 0,17 0,20

Переваримый протеин, кг 0,133 0,07 0,01 0,009 0,051 0,0192 0,022

Условия min, кг 100 500 100 - 500 8000 4000

max, кг 1500 2000 500 - 2000 24000 7000

По кормам заданы пределы их изменения (min, max). Энергетическая ценность всего объема корма определяется суммарным содержанием переваримого протеина и кормовых единиц. Переменные определяются в виде ограничений: «равно (=)» или «больше или равно (>)». По зоотехническим требованиям в задаче учтены ограничения по использованию видов кормов: грубые, концентрированные, сочные, клубнеплоды.

Результаты исследования. Система ограничений структуры кормов по обозначениям таблицы выглядит следующим образом:

- сочные корма: 0,28Хз + 0,17Хб + 0,2Х7 > 0,39Ек.ед.,

0,28Хз + 0,17Хб + 0,2Х7 < 0,5бЕк.ед.;

- клубнеплоды: 0,22Х з > 0,0бЕк.ед.,

0,22Х з < 0,15Ек.ед.

- и т.д., где Ек.ед. - суммарное количество кормовых единиц в объеме корма.

Для оценки структуры кормов с учетом использования плющеного зерна по выражениям (8) и (9), табл. и другим ограничениям [1, 4, 6] разработана задача линейного программирования размерностью 25x8.

Исходными данными являются: планируемый (ожидаемый) надой молока; стоимость молока при реализации; суммарная стоимость кормов; ограничения по содержанию переваримого протеина и кормовых единиц в кормах; ограничения по видам кормов.

Задача линейного программирования реализована на основе компьютерной программы Excel2000 в режиме «Поиск решения». На рис. 1 представлен вид панели системы Excel решения задачи линейного программирования.

Поиск решения

Установить целевую ячейку:

Равной: (• максимальному значению (""значению: [о

Г" минимальному значению гИзменяя ячейки:

|$0$11:$Н$11

-Ограничения:

31

Предположить

$К$17 >= $М$17 Л.

$К$18 <= $М$18

$К$19 >= $М$19

Добавить

Изменить

Удалить

Выполнить

Закрыть

Параметры

Восстановить

Справка

Рис. 1. Панель диалога системы Excel при программировании

о

X

о

1800 j 1600 -1400 -1200 -1000 -800 -600 400 200 0

♦0706

+

+

+

8,4

70

12 10 8 6 4 2 0

500 800 1000 1200 1500

Плющеное зерно, т

1800 2000 —' ;—Конц.корма

ю

CP

m

о S ср о

-Û I-

о о

о

I-

О

--Стоимость

Рис. 2. Вариант решения задачи применения плющеного консервированного зерна собственного

производства

¡5 6000.0

577.4

I-1

Зел.корм

КК-62 З.плющ Картоф. Солома Сено Силос

Виды корма

Рис. 3. Вариант решения задачи расчета структуры кормов при использовании 2000 т плющеного

консервированного зерна

Выполнено исследование поставленной задачи по принципу «... что будет, если ...» системы Excel с возможностью «Сохранение сценария». Оценено (проигрывание сценариев) влияние некоторых видов кормов на исследуемые показатели.

При решении задачи использовали принятые зоотехнической службой в одном из хозяйств показатели объема кормов Гатчинского района Ленинградской области: переваримый протеин = 712 тонн, сухое вещество > 6946 тонн, кормовые единицы > 6000 тонн.

Ограничения по кормам были приняты следующие: зеленая масса - 7000 т; силос из подвяленных трав - 10000 - 20000 т; солома овсяная и ячменная - 50 т; сено из злаковых трав

- 1000 - 2500 т; картофель фуражный - 100 - 1000 т; концентрированные корма

- 100 - 1500 т; плющеное зерно - 1000 - 2000 т.

Разработанная математическая модель предусматривает проигрывание различных возможных сценариев и помогает анализировать влияние стоимости применяемых видов кормов на их рациональную структуру. В данном случае интерес представляет себестоимость плющеного консервированного зерна и ее влияние на общий доход и стоимость всех применяемых кормов [5, 7].

Представленное на рис. 2 влияние объемов использования плющеного зерна собственного приготовления на объем использования концентрированных кормов (комбикорма) и общую стоимость кормов показывает, что применение плющеного зерна в структуре кормопроизводства приводит к снижению как общей стоимости кормов, так и применения покупного комбикорма.

В случае если производственная себестоимость производимого плющеного консервированного зерна будет более 3000 руб./т, то произойдет снижение дохода и увеличение покупки комбикорма, производства силоса из подвяленных трав.

Вариант структуры кормов при производстве 2000 тонн плющеного консервированного зерна приведен на рис. 3.

Выводы. Для конкретных хозяйственных условий сельскохозяйственного предприятия молочного направления разработана математическая модель влияния стоимостей различных видов кормов как покупных, так и собственного производства на рациональную структуру и стоимость всего объема кормов при заданном уровне молочной продуктивности коров.

Как вариант решения задачи показано влияние увеличения объемов производства плющеного консервированного зерна собственного производства с 500 до 2000 т на снижение общей стоимости кормов с 10,1 до 8,4 млн.руб. при снижении покупных концкормов с 1700 до 700 т.

Литература

1. Региональная целевая комплексная программа интенсификации кормопроизводства «Корма» Ленинградской области на 2000-2005 гг. - СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2000. - 133 с.

2. Перекопский А.Н., Чугунов С.В. Основные положения стратегии развития технологий производства фуражного зерна в Северо-Западном регионе // Вестник ВНИИМЖ. - 2015. -№4. - С. 53-59.

3. Суровцев В.Н., Бильков В.А., Никулина Ю.Н. Инновационное развитие молочного животноводства на Северо-Западе РФ как основа повышения конкурентоспособности производства молока // Экономические и социальные перемены: факты, тенденции, прогноз. - 2013. - № 4 (28). - С. 143-150.

4. Юнин В.А., Зыков А.В., Кузнецов Н.Н. Интенсификация кормопроизводства в условиях Северо-Западного региона // Технические науки в России и за рубежом: Материалы V Международной научной конференции. - 2016. - С. 82-85.

5. Перекопский А.Н. Моделирование уборки зерновых культур в зависимости от погодных условий // Международный журнал экспериментального образования. - 2013. - № 10-2. -С. 397-399.

6. Добринов А.В. Повышение эффективности заготовки измельченного сена в условиях Северо-Запада РФ путем оптимизации технологических процессов и формирования адаптивных технологий: Автореф. дис... канд. техн. наук. - СПб.: СЗНИИМЭСХ. - 2003. -19 с.

7. Попов В.Д., Баранов Л.Н. Заготовка высоковлажного зерна // Комбикорма. - 2005. - № 3.

- С. 37-38.

Literatura

1. Regional'naya celevaya kompleksnaya programma intensifikacii kormoproizvodstva «Korma» Leningradskoj oblasti na 2000-2005 gg. - SPb.: SZNIIMEHSKH, 2000. - 133 s.

2. Perekopsky A.N., Chugunov S.V. Osnovnye polozheniya strategii razvitiya tekhnologij proizvodstva furazhnogo zerna v Severo-Zapadnom regione // Vestnik VNIIMZH. - 2015. - №4.

- S. 53-59.

3. Surovcev V.N., Bil'kov V.A., Nikulina Y.N. Innovacionnoe razvitie molochnogo zhivotnovodstva na Severo-Zapade RF kak osnova povysheniya konkurentosposobnosti proizvodstva moloka // Ehkonomicheskie i social'nye peremeny: fakty, tendencii, prognoz. -2013. - № 4 (28). - S. 143-150.

4. Yunin V.A., Zykov A.V., Kuznecov N.N. Intensifikaciya kormoproizvodstva v usloviyah Severo-Zapadnogo regiona // Tekhnicheskie nauki v Rossii i za rubezhom: Materialy V Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii. - 2016. - S. 82-85.

5. Perekopsky A.N. Modelirovanie uborki zernovyh kul'tur v zavisimosti ot pogodnyh uslovij // Mezhdunarodnyj zhurnal ehksperimental'nogo obrazovaniya. - 2013. - № 10-2. - S. 397-399.

6. Dobrinov A.V. Povyshenie ehffektivnosti zagotovki izmel'chennogo sena v usloviyah Severo-Zapada RF putem optimizacii tekhnologicheskih processov i formirovaniya adaptivnyh tekhnologij: Avtoref. dis... kand. tekhn. nauk. - SPb.: SZNIIMEHSKH. - 2003. - 19 s.

7. Popov V.D., Baranov L.N. Zagotovka vysokovlazhnogo zerna // Kombikorma. - 2005. - № 3. -S. 37-38.

УДК 631.3

Канд. техн. наук Н.В. МУХАНОВ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ЗЕРНОВОГО СЛОЯ НА СТЕНДЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

К настоящему моменту известно большое количество оборудования для сушки зерна. Тем не менее как в нашей стране, так и за рубежом продолжаются исследования в этой области, и каждый год появляются все новые конструкции зерносушилок разнообразного типа исполнения.

Особое внимание, следует уделять перспективным конструкциям сушилок, основанных на принципе активного вентилирования смесью воздуха и топочных газов (или нагретым воздухом от электрокалорифера), с различными по исполнению системами рециркуляции нагретого зерна в сушильной камере, а также использующих осциллирующий (импульсный) режим сушки и имеющих высокую производительность. Наиболее подходящим типом конструкций обладают бункерные зерносушилки. В зависимости от внутренней компоновки сушильных камер зерновой слой может двигаться с разной