Критерии оценки и выбора проектно-технологических решений свиноводческих предприятий

Работа секции опоросно-подсосной производится в 2 такта. В один такт опоросно-подсоная секция с поросятами-отъемышами работает на откормочную секцию 3 (исходную), а во второй такт - на откормочную секцию 5 (дополнтельно построенную). При этом производственный ритм в откормочных секциях 3 и 5 остается прежним - 14 дней.

Из технологического расчета свинофермы на 500 голов в год позиции этого расчета до подсосных свиноматок отражают 2-х тактовую работу опоросно-подсосной секции с включением поросят-отъемышей и секции воспроизводства. Секции откорма поросят должны работать в одно тактовом режиме. Подставляя в формулы (1, 2, 3) новые данные получим количество групп в опоросно-подсосной секции N2=14 дн/ 7дн=2гр.

Подставляя в предыдущую формулу численность опоросно-подсосной группы, получим количество необходимых станков для опоросно-подсосных свиноматок: Соп= N2* ПМ = 2гр*1гол=2станков (гол).

Столько же станков потребуется для секции выращивания поросят-отъемышей, тогда производительность 2-х тактового свинарника составит:

МК= Г*ПМ*КС*ПГу / Р = 365*1*0,9*10,55 / 7=495 гол/год

ВЫВОДЫ

1. При интенсивных технологиях, сокращая длительность опоросно-подсосного периода, можно увеличить производительность свинофермы на 12-18% и сократить количество индивидуальных станков для подсосных свиноматок пропорционально коэффициенту сокращения к (в 2, 3, 4 раза).

2. При одновременном сокращении длительности опоросно-подсосного периода и производственного ритма на коэффициент сокращения к - равный такту f , получим много тактовую технологию.

3. Производительность много тактовой технологии пропорциональна величине такта f и ее можно регулировать на повышение или понижение в зависимости от спроса рынка (гибкое производство).

4. В опоросно-подсосных секциях фермы с тактовыми технологиями количество индивидуальных станков для свиноматок сокращается пропорционально величине такта £

УДК 631.22

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ И ВЫБОРА ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ СВИНОВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

В.И. БАЗЫКИН2; ВВ. КАЛЮГА1, д-р. техн. наук; А.В. ТРИФАНОВ2, канд. техн. наук. Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - ИАЭП», Санкт-Петербург

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства

Обилие различных технологий с большим разнообразием технологических средств требует наличия и использования оценочных критериев, с помощью которых могут быть выбраны наиболее эффективные технологии и наиболее рациональные проектно -технологические решения свиноводческих предприятий. Критериями оптимизации объекта служат показатели, которые наиболее полно и объективно оценивают объект, сопоставляют конкурирующие варианты объекта, учитывая все его основные характеристики.

В данной статье рассмотрены основные соответствующие критерии, такие как: критерий оплаты площади основного назначения производством мяса; критерий использования количества производственной площади на одну среднегодовую свинью; критерий использования станочной площади свинарника; экономический критерий стоимости технологического оборудования одного станкоместа для содержания определенной половозрастной группы свиней; критерий стоимости технологического оборудования на основную свиноматку; экономический критерий стоимости строительства.

Рассмотренные критерии были применены при разработке технологического проекта малой свинофермы по воспроизводству, выращиванию и откорму 500 свиней в год с применением пятифазной бесстрессовой технологии содержания. Данная технология была внедрена в производство и прошла опытно-производственную проверку в ФХ Дмитриковой Н.И. в Тверской области. Также были проведены исследования по моделированию данной технологии и предложена методика ее биоэнергетической оценки.

С учетом опыта, полученного при исследовании пятифазной бесстрессовой технологии содержания свиней, был разработан алгоритм построения инновационных технологий производства свинины. В данный алгоритм были заложены уточненные нормативы по удельной площади и нормам потребления воды на одно животное.

Ключевые слова: сельское хозяйство; свиноводство; технология; оптимизация; критерий.

ASSESSMENT AND SELECTION CRITERIA OF DESIGN AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR PIG FARMS

VI. BAZYKIN2; V.V. KALYUGA1, DSc

1FederalStatebudgeteducationalinstitution «Saint-PetersburgStateagrarianuniversity" Federal State Budget Scientific Institution "Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - IEEP", Saint Petersburg

The abundance of different technologies with a wide variety of technological tools requires the availability and use of assessment criteria, which would help to choose the most effective technologies and most feasible design and technological solutions for pig farms. Optimization criteria of a facility are those indicators, which provide the most complete and objective assessment of this facility and compare the competing options of the facility taking into account all of its main characteristics.

The paper considers major relevant criteria, such as reimbursement of main production area costs by the meat produced; the use of production area per one average annual pig; the use of the pen area in the pig house; the cost of technological equipment in one animal-place to house a particular sex and age group of pigs; the cost of technological equipment per one foundation sow; the cost of construction.

The above criteria were applied in making the technological design of a small-scale pig farm specializing in pig reproduction, growing and fattening of 500 pigs per year, using five-phase stress-free housing technology. This technology was introduced into practice and tested on a private farm of N.I.

ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2016. Вып. 90._

Dmitrikova located in Tver Region. The model of this technology was created and the methods of its biopower assessment were developed.

Taking into account the experience from the study of stress-free five-phase housing technology of pigs, an algorithm for designing innovative pork production technologies was developed, which includes the updated norms concerning the specific area and water consumption per animal.

Keywords: agriculture, pig breeding, technology, optimization, criterion.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, на рынке представлено огромное множество вариантов технологий, технологических планировочных решений и технических средств производства свинины. В большинстве случаев, каждый из существующих вариантов разработан для определенных условий. Для выбора наиболее рационального для определенных условий варианта, необходимо ввести критерии, по которым стоит сравнивать рассматриваемые варианты. Правильный перечень критериев играет существенную роль в выборе оптимального решения.

Обилие различных технологий с большим разнообразием технологических средств требует наличия и использования оценочных критериев, с помощью которых могут быть оценены и выбраны наиболее эффективные технологии и наиболее рациональные проектно-технологические решения свиноводческих предприятий [1].

Если для строительства новых свиноферм и комплексов возможно применение типовых проектов, то для реконструкции и модернизации существующих необходим частный подход при проектировании в соответствии с техническим заданием.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Наиболее разработаны методы однокритериальной оптимизации, в большинстве случаев позволяющие получить однозначное решение. В задачах многокритериальной оптимизации абсолютно лучшее решение выбрать невозможно (за исключением частных случаев), так как при переходе от одного варианта к другому, как правило, улучшаются значения одних критериев, но ухудшаются значения других. Состав таких критериев называется противоречивым, и окончательно выбранное решение всегда будет компромиссным.

Критериями оптимизации объекта служат показатели, которые наиболее полно и объективно оценивают объект, сопоставляют конкурирующие варианты объекта учитывая все его основные характеристики.

Выбор оптимального варианта технологии производится на основе метода Парето. На основании показателей рассчитанных технологий совместно с экспертом выбирают наиболее приемлемое для хозяйства проектно-технологическое решение. В процессе работы исследователь и проектировщик проектируют технологию путем выбора из нормативно-справочного материала и баз данных основных элементов технологии, а также всех технических средств, которые могут быть использованы в технологии на выполнении производственных процессов [2].

Наилучшим решением из ряда рассматриваемых назначается решение, которое по тем или иным признакам или по нескольким сразу предпочтительнее остальных. Наиболее надежным способом нахождения наилучшего варианта является сравнительная оценка всех вариантов. Рассматривая конкретную задачу оптимизации, устанавливают, может ли в

134

качестве критерия оценки быть принят один из показателей, характеризующих ожидаемые результаты реализации того или иного варианта, с условием, что на численные значения показателей наложены строгие ограничения[3].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Выбор критерия оптимизации является первоочередным вопросом, который необходимо решить при сравнении различных технологий производства свинины, технологических планировочных решений свинарников и технологического оборудования для механизации технологических процессов. Нахождение оптимальных технологий для свиноводческого предприятия, функционирующего в конкретных экономических условиях, производится на основании технико-экономических показателей и следующих оценочных критериев:

- критерий оплаты площади основного назначения производством мяса (ККС), характеризует высокопродуктивное производство продукции на минимальных производственных площадях основного назначения [1].

ККС

Ог М

П , ц/м2

где Qг.м - годовое производство мяса, ц; Sп - производственная площадь основного назначения, м2.

Этот критерий наиболее полно отражает технологическую эффективность проектно-технологических решений свиноводческих предприятий. Чем выше значение этого критерия, тем выше эффективность производства.

- критерий использования количества производственной площади на одну среднегодовую свинью (Ки.п^, характеризует рациональность использования и соответствие удельной площади на 1 голову технологическим нормам проектирования.

5 .

К - ^

иЩ П

сг/ (2) где Sп.j - общая производственная площадь для содержания j-ой технологической группы свиней, м2;

Пс.^ - среднегодовое поголовье j-ой технологической группы свиней, гол.

При использовании данного критерия необходимо учитывать, что удельная площадь на одну голову для всех половозрастных групп свиней не может быть ниже рекомендуемой в РД-АПК 1.10.02.04-12. Завышенные показатели удельной площади ведут к нерациональному использованию площади, в следствие чего повышается загрязненность станков для содержания свиней и увеличивается стоимость строительства зданий [4].

-критерий использования станочной (полезной) площади свинарника (КСТ), характеризует эффективность использования производственной площади, как отношение площади всех станков к общей площади свинарника.

К

КСТ

'СТ

где Sст - площадь всех станков, м2;

5общ

Sобщ - общая площадь свинарника, м .

Чем выше данный критерий, тем выше эффективность использования внутреннего пространства свинарника. Технологические коридоры не должны быть больше рекомендуемых нормами размеров для более рационального использования площади.

- критерий удельных затрат труда КЗТ характеризует эффективность использования рабочей силы при обслуживании поголовья на свиноферме и определяется, как отношение всех трудозатрат к объему производимой продукции.

_ V Qг .ЗТ Кзт ~ "0

Q Г М , чел.-ч./ц

V 0

где ЗТ - общая сумма затрат труда на обслуживание поголовья, чел.-ч.

В настоящее время имеется тенденция по максимальной автоматизации всех технологических процессов в производстве и соответственно, сокращению затрат труда. Применение бесстрессовых технологий содержания свиней обоснованно имеют меньшее значение затрат труда на единицу произведенной продукции, в связи с тем, что перемещение животных по стадиям технологического процесса производится без затрат труда со стороны обслуживающего персонала [5, 6].

Критерии для оценки проектно-технологических решений свиноводческих предприятий следует применять поэтапно. Приведенные выше критерии необходимо рассматривать на стадии предпроектных предложений, для выбора и утверждения наиболее подходящего технологического решения. Ниже приведены экономические критерии, по которым следует оценивать наиболее подходящие архитектурно-строительные решения и технические средства.

- экономический критерий стоимости технологического оборудования одного станкоместа для содержания определенной половозрастной группы свиней (КЭСТл), характеризует эффективность вложений и удельную стоимость технологического оборудования для механизации и автоматизации технологических процессов на свиноводческом предприятии. Данный коэффициент справедлив при сравнении оборудования различных производителей со схожими техническими характеристиками.

С

тг

КЭСТЛ

'Т .O.i

пстл

где Ст.ол - общая стоимость технологического оборудования для содержания ьой половозрастной группы свиней, руб.;

пстл - количество станкомест (свиномест) для содержания ьой половозрастной группы свиней, шт.

Данный критерий целесообразно применять, когда необходимо детальное сравнение удельной стоимости оборудования по каждой технологической группе свиней.

Для упрощения оценки удельной стоимости технологического оборудования для содержания всех половозрастных групп свиней можно ввести критерий стоимости технологического оборудования на основную свиноматку.

- критерий стоимости технологического оборудования на 1 основную свиноматку (КЭ.О.С.), характеризует удельную стоимость места для основной свиноматки, с учетом стоимости технологического оборудования для содержания всех половозрастных групп свиней отнесенной к количеству основных свиноматок на предприятии.

С

к

КЭ.О.С

'Т О

ПО.С

где Ст.о - общая стоимость технологического оборудования на свиноводческом предприятии, руб.;

по.с - общее количество основных свиноматок на свиноводческом предприятии, гол.

Чем ниже критерии удельной стоимости технологического оборудования со схожими техническими характеристиками, тем выше эффективность затрат на его приобретение. -экономический критерий стоимости строительства (КЭ.С.С.), характеризует удельные вложения на единицу площади производственного здания.

С + С

4 Л Л 1 4 Г-

_ —м ' ^Р КЭ.С.С '

с

° ОБЩ

где См - стоимость всех строительных материалов для строительства здания, руб.; Ср - стоимость всех строительных работ, руб.; Sобщ - общая площадь здания, м .

Данный критерий не так показателен, как представленные выше. Он зависит от многих факторов, таких как: тип застройки, используемые при строительстве материалы, региональное расположение объекта и т. д. В зависимости от всех этих факторов стоимость строительства объекта одной и той же мощности может отличаться в несколько раз. Однако он имеет очень важное значение при правильном его анализе специалистом.

В данном случае не рассмотрены критерии, учитывающие расход воды и кормов, выход навоза, расход электроэнергии и выбросы выделений в окружающую среду.

Рассмотренные критерии оценки проектно-технологических решений свиноводческих предприятий были применены при разработке технологического проекта малой свинофермы по воспроизводству, выращиванию и откорму 500 свиней в год с применением пятифазной бесстрессовой технологии содержания [7, 8].

Данная технология была внедрена в производство и прошла опытно-производственную проверку в ФХ Дмитриковой Н.И. расположенном в Тверской области. Также были проведены исследования по моделированию данной технологии и предложена методика по его биоэнергетической оценке [9, 10, 11].

ВЫВОДЫ

В процессе технологического проектирования свинофермы было разработано более десятка объемно-планировочных решений с применением технологий с различными показателями и фазностью содержания. На основании экспертной оценки авторов проекта, с помощью критериев, определяемых по выражениям 1, 2 и 3 было выбрано наиболее рациональное объемно-планировочное решение свинофермы. В его основу заложена пятифазная бесстрессовая технология содержания свиней, преимущество которой над

традиционными технологиями содержания было обосновано с помощью критерия,

определяемого по выражению 4.

С помощью критериев, определяемых по выражениям 5 и 6 был выбран поставщик

технологического оборудования для механизации и автоматизации всех процессов на

свиноферме [12].

С учетом опыта, полученного при исследовании пятифазной бесстрессовой технологии содержания свиней, был разработан алгоритм построения инновационных технологий производства свинины, в который были заложены уточненные нормативы по удельной площади и нормам потребления воды на одно животное [13, 14].

В настоящее время в ФХ Дмитриковой Н.И. вводится в эксплуатацию свиноферма на 3000 свиней в год с модернизированной бесстрессовой технологией содержания свиней технологический проект которой, разработан авторами настоящей статьи [15].

ЛИТЕРАТУРА

1. Трифанов А.В. Повышение эффективности производства путем оптимизации технологий и технических средств. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук // Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства РАСХН. Санкт-Петербург; Павловск, 2004.

2. Брюханов А.Ю. Методика определения воздействия выбросов животноводческих комплексов на атмосферный воздух // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2008. № 80. С. 152-159.

3. Туинов И.В. Обоснование технологических планировочных решений при реконструкции свиноводческих предприятий. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук // ФГОУ ВПО СПбГАУ. Санкт-Петербург, Пушкин, 2006.

4. Калюга В.В. Повышение эффективности производства свинины в условиях нечерноземной зоны России за счет совершенствования существующих и разработки новых технологий и технических средств. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук // Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 1998.

5. Калюга В.В.,Кара И.И., Николаев С.В., Базыкин В.И. Новый бесстрессовый способ содержания свиней // Животноводство России. - 2010. №9 - С. 35-37.

6. Калюга В.В., Базыкин В.И., Трифанов А.В., Привалов М.Н. Проекты свиноферм для крестьянских и фермерских хозяйств//Международный журнал «Сельскохозяйственные вести (Agriculturalnews). -№3(78). -2009.

7. Калюга В.В., Базыкин В.И.Основы технологического расчёта малой свинофермы с бесстрессовым способом содержания свиней и определение её габаритов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. СПб. 2012. -№27. - С. 293-300.

8. Калюга В.В., Трифанов А.В., Базыкин В.И. Малая свиноферма с бесстрессовым способом содержания свиней//Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ, 2012. - № 83. -С. 111 -121.

9. Калюга В.В., Базыкин В.И.,Привалов М.Н. Моделирование бесстрессовых технологий воспроизводства, выращивания и откорма свиней // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. СПб. 2012. - №29. - С. 257-264.

10. Калюга В.В., Базыкин В.И., Тихонов Е.А., Зайцева М.И. Графическое и математическое моделирование пятифазной бесстрессовой технологии воспроизводства, выращивания и откорма свиней // ResourcesandTechnology. - 2014. - Т.11. №1. - С. 66-76.

11. Калюга В.В., Базыкин В.И., Плаксин И.Е. Методика биоэнергетической оценки бесстрессовых технологий воспроизводства, выращивания и откорма свиней//Глобализация и развитие агропромышленного комплекса России. Сборник научных трудов международной научно-практической конференции, посвященной 110-летию санкт-петербургскому государственному аграрному университету. министерство сельского хозяйства РФ, Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. -2014. -С. 95-97.

12. Калюга В.В., Базыкин В.И. Результаты исследования пятифазной бесстрессовой технологии воспроизводства, выращивания и откорма свиней//Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. - СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ, 2014. - № 85. - С. 100-108.

13. Базыкин В.И., Трифанов А.В. Алгоритм построения инновационной технологии производства свинины // Известия Великолукской государственной сельскохозяйственной академии. - 2015. №3. - С. 16-20.

14. Базыкин В.И., Трифанов А.В. Автоматизированное проектирование свиноводческих предприятий // Вестник ВНИИМЖ. - 2015. №4(20). - С. 195-200.

15. Калюга В.В., Базыкин В.И., Тихонов Е.А. Модернизированная технология воспроизводства, выращивания и откорма свиней с элементамибесстрессового содержания для средних по мощности свиноферм // ResourcesandTechnology. - 2015. - Т.12. №2. - С. 7788.

УДК 631.22

КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ДОСТУПА ЖИВОТНЫХ К КОРМАМ НА КОРМОВОМ СТОЛЕ

В В. ГОРДЕЕВ, канд. техн. наук; П.А. ВИХАРЕВ; А.В. ЯКОВЛЕВА

Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства - ИАЭП», Санкт-Петербург

При использовании технологии с беспривязным содержанием коров на молочно-товарных фермах, нужно постоянно поддерживать необходимое количество корма на кормовом столе. Корова в процессе избирательного поедания разбрасывает корм от бортика кормового стола на расстояние до одного метра, после чего некоторые животные не получают доступ к корму, поедают его в недостаточном количестве, что отрицательно влияет на их общее состояние; уменьшается качество и надой молока. Были проанализированы существующие способы и оборудование для пододвигания корма на кормовом столе, представленные в России и за рубежом. Поддерживать необходимое количество корма на кормовом столе можно вручную и с помощью специализированного оборудования, которое делится на стационарное и передвижное. Стационарное оборудование для пододвигания кормов работает в автоматическом режиме, не требует присутствия человека, не имеет вредных выбросов в атмосферу, так как приводится в движение за счет электрических и гидравлических приводных станций. Передвижное оборудование, в свою очередь, делится на две