Применение программ оптимизации рецептов кормления свиней

                                                      Содержание 

 

Введение 2

2 РАСЧЕТ РЕЦЕПТОВ КОРМЛЕНИЯ СВИНЕЙ  СРЕДСТВАМИ MS EXCEL  21

    2.1 Обоснование  работы  21

2.2 Выполнение работы  22

    2.2.1 Создание первоначальной базы кормов и норм кормления животных,  среды расчета рациона  22

2.2.2 Автоматизация процесса  выбора группы животных, для которых  будет составляться рецепт  24

    2.2.3 Автоматизация  процесса определения структуры  рациона  25

2.2.4 Отладка оптимизации  рецепта  29

     2.2.5 Анализ  рассчитываемых рецептов  31

 

Заключение  33

Список использованных источников  34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Стабильное функционирование и развитие экономики сельскохозяйственных организаций в современных условиях предполагает внедрение и использование информационных технологий [1].

Использование информационных достижений позволяет увеличить производительность предприятий и  рациональное использование ресурсов, что является основой интенсификации.

Интенсификация труда работников является важной составляющей интенсификации производства в целом. Интенсификация труда на базе информационных технологий заключается в повышении качества управленческих решений и точности их исполнения [2].

Отсутствие эффективных методов, моделей и программно-алгоритмических средств, отражающих специфику продукционных процессов в животноводстве, не позволяет использовать информацию в качестве производственной силы отрасли. И, как следствие, недостаточный уровень информационного обеспечения приводит к слабой организационной деятельности управляющей системы отрасли [3].

Информатизация всех сфер деятельности, в том числе сельскохозяйственного производства и, в частности, животноводства, диктует принципиально новый подход к управлению хозяйством. Повсеместное внедрение компьютерных технологий требует наличия у специалистов знаний, умений и навыков, которые ещё недавно даже не рассматривались.

Сейчас зооинженер, наряду с серьезными познаниями в области кормления, содержания, разведения, селекции животных, должен лично свободно владеть персональным компьютером (ПК), который становится основным рабочим инструментов интеллектуальной деятельности. Эта проблема постепенно нарастает и в ближайшее время станет одной из основных, по мере формирования баз данных, отражающих многочисленные аспекты деятельности хозяйства [4].

К числу задач компьютерной технологии промышленного животноводства можно отнести организацию исходных данных, их обработку при помощи современной вычислительной техники, получение и представление результатов для оперативного контроля и перспективного прогнозирования производственного процесса. Это будет способствовать принятию решений, направленных на повышение эффективности реализации существующих материальных и трудовых ресурсов [5].

Сегодня успехи в области средств и систем автоматизации позволяют достичь любого ее уровня на сельскохозяйственном производстве. Отсюда задачей специалиста становится выбор из многообразия предложений на рынке средств, наиболее подходящих в конкретных производственных условиях по критерию цена – качество.

Для успешного развития животноводства важное значение имеет организация кормовой базы, поскольку от этого во многом зависят здоровье и продуктивность животных, себестоимость производимой продукции. Определение состава оптимальных кормовых смесей, рационов – одна из первых экономических задач, к решению которой были применены методы нелинейного программирования. Первая попытка составления набора продуктов, который был бы самым дешевым и содержал бы необходимое количество питательных веществ была сделана Дж. Стиглером в 1945 г. В 50-е годы задача оптимизации кормовых рационов получает распространение [6].

В настоящее время далеко не все комплексы и фермы промышленного типа по производству свинины работают эффективно, что объясняется слабой кормовой базой, низким уровнем кормления животных во многих хозяйствах, необеспеченностью кадрами, слабой их квалификацией, недостатками в техническом оснащении отрасли животноводства [7].

Это дает основание для дальнейшего развития указанного направления применения информационных технологий в животноводстве.

 

1. Применение программ оптимизации рецептов кормления свиней

 

Прежде всего, специалист племенного и промышленного животноводства, приступающий к организации компьютерной технологии в отрасли, должен иметь четкое представление об алгоритме решаемой задачи и иметь объем специальных знаний, обеспечивающий правильную интерпретацию и эффективное использование полученных результатов. При этом от зооинженера требуется понимание возможностей компьютерной техники и программного обеспечения. Персональный компьютер в области животноводства следует рассматривать не только как средство облегчения интеллектуального труда, но и в качестве исключительно мощного инструмента познания и воздействия на процессы, осуществляемые при разведении, селекции, кормлении, содержании, обслуживании поголовья [8].

В современных условиях интенсивного ведения животноводства основной задачей специалистов является обеспечение животных полноценными сбалансированными по всем питательным веществам комбикормами, позволяющими максимально реализовать генетический потенциал продуктивности.

В связи с этим существует необходимость в автоматизации расчетных процессов, связанных с составлением и балансированием рационов кормления сельскохозяйственных животных. В настоящий момент в Республике Беларусь происходит широкое внедрение в сельскохозяйственные предприятия персональных компьютеров для решения подобных задач, однако, программное обеспечение не отвечает требованиям отрасли [9].

Оптимизация рационов для сельскохозяйственных животных традиционно выполняется на основе линейной экономико-математической модели, целевой функцией в которой является минимум стоимости рациона, а требования к качеству рациона задаются в виде жестких ограничений на содержание в рационе компонентов питания и ряд соотношений [2].

Сегодня каждый производитель самостоятельно решает вопрос оптимального расчета рецептов кормов, либо разрабатывая программное обеспечение собственными силами, либо покупая его за немалые деньги у западных производителей. При этом остается вопросом, удовлетворят ли такие программы требования, как мелких фермеров, так и крупных животноводческих хозяйств [10]. 

Однако остается бесспорным то, что применение компьютерных технологий в животноводстве послужит толчком к более эффективному развитию отрасли.

Общая схема компьютеризации в животноводстве представлена на схеме (рис. 1). Мероприятие осуществляется на основе трех взаимосвязанных и взаимообусловленных компонент, с участием специалистов разного профиля. Так, постановка задач, анализ результатов и принятие решения входят в компетенцию зооинженеров и ветеринарных врачей. Компьютерное решение задач до последнего времени выполняли профессионалы в области вычислительной техники. С появлением новых поколений персональных компьютеров и программного обеспечения стало возможным решение поставленных задач при помощи ПЭВМ непосредственно специалистами животноводства. Такой подход к компьютерной технологии, особенно в племенном животноводстве, следует признать наиболее перспективным.

Последнее связано с тем, что существует довольно актуальная проблема, заключающаяся в недостаточном "взаимопонимании" специалистов, имеющих биологическую и техническую подготовку. Это, при внедрении компьютерной технологии, приводит к непроизводительным потерям времени, неполному использованию вычислительной техники [5].

Следовательно, существует необходимость провести сравнительный анализ основных программ, используемых в данной области, для того чтобы подобрать наиболее подходящее решение для конкретных условий, в которых продукт будет наиболее экономически выгоден и эффективен в работе, его использование должно обеспечить динамический рост производственных показателей.

 

 

 

Рисунок 1.  Структурно-логическая схема компьютеризации в животноводстве.

 

 

1.1 Программа «Рецепт  Плюс» компании «АгроОптим»

 

 

Программа Рецепт Плюс позволяет составлять рецепты комбикормов используя питательные компоненты, имеющихся в базе приложения. Также в базу можно заносить новые корма и изменять характеристики существующих.

Программа отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным программам подобного класса:

- Предусмотрено ведение справочников  сырья, цен.

- Заложены справочники нормативов  кормления различных групп животных, причем справочник охватывает весь диапазон требований к рецепту: по питательности; по соотношению показателей питательности (например: энерго-протеиновое, кальциево-фосфорное и прочие соотношения).

- Ограничения на использование  сырья.

- Автоматический (с оптимизацией) режим расчета комбикорма найдет сбалансированное решение при наименьшей стоимости, проанализирует рентабельные цены на сырье, укажет стоимость всевозможных ограничений.

- Ручной режим расчета позволит  ввести готовые рецептуры и проанализировать их питательность.

- Из готовых рецептов можно  выделить и сохранить в базе  данных предварительные смеси (премиксы, БВМД, зерновые смеси), с сохранением связи рецептуры и данной смеси.

- Учитывается влияние ферментных  препаратов.

- Питательность сырья может быть скорректирована, используя уравнения зависимостей одних показателей качества от других.

- Расчет потребности в сырье  по выбранному ассортименту рецептур  комбикормов.

- Можно создать несколько баз  данных и использовать их раздельно  друг от друга.

- Возможен вывод на печать  любой информации из расчетов  и базы данных [11].

Окно расчета рецепта имеет вид, представленный на рисунке 2. В нем имеется две основные зоны, которые характерны для всех программ подобного класса. Первая область отображает структуру рецепта и корма, которые в ходе оптимизации не были включены в рецепт, вторая отображает питательность данного рецепта. 

 

 

Рисунок 2. Главное рабочее окно

 

 

 

При составлении рецепта в справочнике нормативов определяется группа животных, для которых будет составляться рацион. В справочнике имеется перечень видов животных и требования к рационам для различных половозрастных групп каждого вида в отдельности (рис. 3).

 

Рисунок 3. Справочник нормативов

 

 

После того как была определена группа животных для которых будет балансироваться рацион, в справочнике сырья (рис. 4) определяются кормовые компоненты, которые войдут в состав рациона. Справочник включает список сырья, а также питательность каждого корма.

 

 

 

Рисунок 4. Справочник сырья

 

После определения всех параметров нажимаем кнопку , и программа подбирает такое количество отдельных питательных компонентов, которое в сумме удовлетворяло бы потребность животных. В случае если оптимизатору не удается найти необходимое решение, имеется возможность рассчитать рецепт по текущим значениям, при помощи команды .

 

 

 

После завершения расчетов имеется возможность распечатать отчет, который составляется автоматически. Причем существует несколько вариаций отчетов, в зависимости от требований: текущий рецепт, рецепт (коммерческое предложение); рецепт с учетом выработки; развернутый отчет по рецепту.

 

 

Программы компании АгроОптим благодаря современным методикам расчета и оптимизации решений являются гибким и мощным инструментом в руках специалиста, ответственного за расчет рационов для КРС, комбикормов или премиксов. При разработке каждого программного продукта учитывались особенности отечественных производителей комбикормов и премиксов, пожелания российских специалистов в области кормления, а также мировой опыт экономической оценки получаемых решений. При разработке интерфейса учитывалось, что будущие пользователи имеют самый минимальный навык в общении с компьютером. Простота и удобство программ позволяют начать работу при минимальных затратах времени на обучение, а встроенная справочная система содержит ответы на большинство вопросов [12].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Разработка «ВНИИКП»  программа «Комбикорм Оптимум  v.5»

 

Основным и наиболее ответственным этапом компьютеризации животноводства является формирование баз данных. Помимо MS Excel для этой цели используются различные системы управления базами данных (СУБД) [13].

Программа Комбикорм Оптимум v.5, является клиент-серверным приложением на основе СУБД Firebird. Достоинством подобных решений является то, что СУБД Firebird – приложение открытого типа, распространяется бесплатно, занимает немного места на жестком диске. Также базы данных созданные при помощи данной СУБД построены по схеме «клиент – сервер». При чем «клиент» и «сервер» могут находиться как на разных компьютерах так и на одном.

 

Программа имеет многооконный интерфейс, что позволяет одновременно производить несколько операций. Однако вести расчет одновременно по нескольким рецептам исключена, т.к. активным может быть только один рецепт (рис. 5). В своем составе приложение имеет несколько справочников, которые представляют собой базу с данными необходимыми для расчета рациона.

 

Приложение дает возможность расчета рецептов комбикормов, концентратов и премиксов. Первоначально рассчитывается полная кормовая смесь с учетом ввода всех кормовых добавок. Далее определяется какие компоненты войдут в состав концентрата, для этого ставится флажок в столбце «Конц.». Для определения компонентов, которые войдут в состав  премикса в столбце «Тип» необходимо квадратами различного цвета определить соответствующее сырье, после чего вызвать команду