УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОПТИМАЛЬНЫХ МОМЕНТОВ ВРЕМЕНИ ЗАМЕНЫ РЕЖИМА КОРМЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ ИЛИ ПТИЦЫ ВВОЛЮ НА РЕЖИМ ИХ ДОЗИРОВАННОГО ОГРАНИЧЕННОГО КОРМЛЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК A01K29/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к промышленному животноводству и птицеводству и может быть использовано при управлении технологической и хозяйственной результативностью технологии выращивания мясной птицы, например бройлеров, и технологического процесса кормления поголовья птицы.

Известны способ экономичного взаимосвязанного общего обогрева животноводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных и устройство для его осуществления. Они предназначены для поиска экономически наименее затратного режима общего обогрева помещения с локальным обогревом сельскохозяйственного молодняка. Используются заданные цены на готовую продукцию животноводческого или птицеводческого предприятия (см. патент РФ №2229155. Способ и устройство экономичного общего обогрева животноводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2004. №14).

Недостатком данного технического решения является отсутствие учета в реальном времени отклонений от нормативного потребления животными корма, кормов или кормовых смесей, что заметно влияет на продуктивность поголовья. При этом также существенно изменяется себестоимость продукции, поскольку стоимость кормов в промышленном животноводстве и птицеводстве составляет 70…80% всей себестоимости продукции. При этом уже в настоящее время в сельскохозяйственное производство, в частности в птицеводство, активно внедряются средства механизированной раздачи корма птице также и малых возрастов, например цыплятам-бройлерам и ремонтному молодняку родительского стада кур, с контролем массы израсходованного корма в реальном времени.

Известны способ и устройство для выращивания птицы, позволяющие управлять обогревом и кормлением птицы по величине принятого технико-экономического показателя прироста прибыли, предназначенные для автоматизации процесса поиска экономически наиболее выгодного режима общего обогрева помещения с сельскохозяйственным молодняком и кормления поголовья на основе заданных удельных цен на тепловую и электрическую энергию на обогрев поголовья, на корма и на готовую продукцию животноводческого или птицеводческого предприятия (см. патент РФ 2340172. Способ и устройство для выращивания птицы / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2008. №34). Датчик временной продуктивности одной птицы содержит силоизмерительные датчики и счетчики количества взвешиваний. На первом выходе датчика временной продуктивности одной птицы в момент окончания текущих суток (выращивания) формируется сигнал измеренной продуктивности одной птицы.

Недостатком данного технического решения является отсутствие сведений об учете статистических характеристик процесса, по существу выборочного взвешивания случайно попавших на весоизмерительные элементы устройства отдельных птиц и о математически достоверной оценке этой информации при суждении о живой массе всего выращиваемого в птичнике поголовья. Также невозможно прекратить процессы кормления и выращивания иначе как по требованиям нормативных документов птицеводства.

Причиной этого является важная общая и без того сложная задача изобретения. Подробное описание аналитической и также и дополнительной статистической обработки сигналов о живой массе птицы привело бы к существенному усложнению технических решений указанного аналога настоящего изобретения.

Также недостатком данного технического решения является отсутствие учета в реальном времени текущего во времени значения общеизвестного технологического коэффициента конверсии кормов, который характеризует биологическую, технологическую и в некоторой определенной степени экономическую эффективность преобразования химической энергии кормов в биологическую энергию роста и развития организма птицы и получение результирующей продукции производства. Отсутствует соответствующая возможность в автоматизированном режиме биологически, технологически и экономически целесообразно определять технологически и экономически оптимальные начальные моменты времени целесообразной коррекции режима кормления животных и птицы по требованиям технологии и экономики выращивания мясной продукции.

Начиная с технологически оптимального момента времени, скорость роста живой массы бройлеров замедляется, прирост ее уменьшается при стремлении к минимальному значению, а потребление корма животными и птицей продолжается, достигая режима насыщения. Значение коэффициента конверсии кормов возрастает, экономическая эффективность процесса кормления существенно снижается, и дальнейшее кормление поголовья без изменения (без поправки, без коррекции режима кормления) становится совершенно невыгодным. Цель таких и подобных поправок технологических режимов технологий кормления животных и птицы - это по возможности предотвратить рост или хотя бы уменьшить скорость роста значения коэффициента конверсии корма, что дает информацию специалистам - животноводам и птицеводам - для совершенствования технологий животноводства и птицеводства.

Соответственно, так же начиная с автоматически определенного экономически оптимального момента времени, следует на производстве мясной продукции ввести режим ограниченного кормления, то есть скорректировать технологию кормления животных и птицы, что прямо связано с повышением технико-экономической эффективности производственного процесса. Таких возможностей данное техническое решение не предоставляет.

Известны различные указатели (индексы, латин.) результативности (эффективности, латин.) производства продукции животноводства и птицеводства. К ним относятся «среднесуточный прирост живой массы», г, описанный выше «коэффициент конверсии кормов», (кг кормов)/(кг живой массы), «европейский (российский) индекс продуктивности EBI», измеряемый в относительных единицах и вычисляемый следующим образом: EBI=[(Сохранность поголовья, %)×(Среднесуточный прирост живой массы, г)]/[(10×К_кк (коэффициент конверсии кормов), (кг кормов)/(кг живой массы))], другие технологические индексы эффективности производства продукции животноводства и птицеводства. Все они в той или иной мере отражают хозяйственную (экономическую) эффективность (результативность) производства продукции и при этом являются значительно более простыми и удобными в использовании по сравнению с собственно экономическим признаком (критерием) оценки эффективности производства продукции. А ведь именно экономический критерий является общепризнанным и по своему существу всеобъемлющим показателем эффективности производства продукции. Просто его точное применение требует учета весьма значительного количества общеизвестных его составляющих.

Прежде всего, это прибыль производства, равная разности между стоимостью продукции поголовья, например бройлеров в птичнике, в ценах реализации продукции (далее в тексте указывается просто «цена реализации») и себестоимостью производства этой продукции. Если цена реализации равна всего лишь произведению объема выпущенной продукции на ее удельную цену, то вот себестоимость производства продукции включает в себя множество различных составляющих. Это изначально сумма стоимости ресурсов, в том числе кормов, и эксплуатационных затрат. Эксплуатационные затраты включают в себя стоимость энергии различных видов, зарплату обслуживающего и руководящего персонала, также амортизационные, ремонтные, реновационные отчисления на капитальные вложения, то есть на стоимость зданий, оборудования, измерительных приборов и т.п., транспортные расходы и многое другое, так называемые прочие расходы. В прочие расходы обыкновенно включаются затраты на витамины, на лекарства, на биологические добавки и т.п., применяемые в технологических процессах выращивания поголовья не регулярно, а по мере необходимости. Именно из-за трудностей точного учета этих многочисленных составляющих затрат и вводятся значительно более простые по сравнению с экономическими признаками различные технологические индексы эффективности производства.

Тем не менее только экономический признак может наиболее полноценно, с наибольшей точностью и потому должен определять текущую во время действия технологического процесса, например, процесса кормления поголовья, результирующую экономическую эффективность производства: только его и определяют плановый отдел и бухгалтерия любого, в том числе и сельскохозяйственного предприятия животноводства и птицеводства по окончании производственного процесса. Однако такое «очеловеченное» определение этого критерия явно опаздывает: в ходе процесса он не применялся, и окончание процесса происходило по каким-то другим критериям. Поэтому часто оказываются на практике большие экономические потери производства, не управляемого именно по его естественному чисто экономическому признаку.

Технические решения использования этого всеобъемлющего и широко распространенного показателя эффективности производства продукции животноводства и птицеводства при автоматическом управлении процессами кормления, а именно для перехода от неограниченного к дозированному ограниченному кормлению животных и птицы, а также для автоматического определения экономически оптимального момента времени завершения процесса кормления животных и птицы, в настоящее время не известны.

Задачей изобретения является определение экономически оптимального начального момента времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их дозированного ограниченного кормления, введение в технологический процесс кормления, в этот начальный момент времени, дозированного ограниченного кормления животных и птицы, расширение арсенала средств аналогичного назначения.

В результате использования изобретения автоматически определяется экономически оптимальный начальный момент времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их дозированного ограниченного кормления, момент времени начала экономически целесообразной коррекции режима кормления животных и птицы, вводится в технологический процесс кормления в этот момент времени режим дозированного ограниченного кормления поголовья животных и птицы. Технический результат заключается в реализации устройством заявленного назначения.

При этом специалистами-технологами или не относящимися к данному техническому решению другими техническими решениями определяется уменьшенное количественное значение суточной дозы расхода кормов, при которой обеспечивается повышение экономической эффективности наиболее затратного технологического процесса кормления при выращивании животных и птицы. Это происходит после автоматически определенного устройством указанного начального экономически оптимального момента времени. Достигается значительная экономия дорогостоящих кормов для животных и птицы. Повышается точность управления процессом управления технологией кормления и точность определения момента времени перехода технологии кормления вволю в режим дозированного ограниченного кормления животных и птицы. При этом в результате использования изобретения существенно повышается точность определения экономически оптимального момента времени перехода от кормления поголовья вволю к дозированному ограниченному кормлению, значительно снижается результирующий расход кормов на выращивание животных или птицы.

Следствием указанного технологического и экономического результата использования изобретения также является технический результат использования изобретения, состоящий в расширении арсенала средств аналогичного назначения.

Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что устройство определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления содержит задатчик времени, датчик расхода кормов, датчик живой массы животного или птицы-бройлера, датчик расхода тепловой энергии, датчик расхода электрической энергии, при этом в устройство введены задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, трудозатрат персонала, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, амортизационных расходов, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, ремонтных расходов, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, расходов на реновацию или на капитальный ремонт, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, транспортных и прочих производственных расходов, формирователь сигнала суммарного расхода кормов по времени или первый элемент интегрирования, формирователь сигнала живой массы животного или птицы-бройлера по времени или второй элемент интегрирования, формирователь сигнала затрат тепловой энергии по времени или третий элемент интегрирования, формирователь сигнала затрат электрической энергии по времени или четвертый элемент интегрирования, формирователь сигнала трудозатрат персонала по времени или пятый элемент интегрирования, формирователь сигнала амортизационных расходов по времени или шестой элемент интегрирования, формирователь сигнала ремонтных расходов по времени или седьмой элемент интегрирования, формирователь сигнала расходов на реновацию или на капитальный ремонт по времени или восьмой элемент интегрирования, формирователь сигнала транспортных расходов по времени или девятый элемент интегрирования, блок задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса, блок элементов умножения, первый элемент деления, первый элемент дифференцирования по времени, второй элемент дифференцирования по времени, первая схема сравнения, первый формирователь по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени, первый сумматор второй сумматор, элемент вычитания, третий элемент дифференцирования по времени, четвертый элемент дифференцирования по времени, вторая схема сравнения, первый формирователь по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени, второй элемент деления, пятый элемент дифференцирования по времени, шестой элемент дифференцирования по времени, третья схема сравнения, второй формирователь по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени, двухвходовый управляемый ключ, элемент управления двухвходовым управляемым ключом, технологическое оборудование для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу, причем выход задатчика времени соединен с первыми входами формирователя сигнала суммарного расхода корма по времени или первого элемента интегрирования, формирователя сигнала живой массы животного или птицы-бройлера по времени или второго элемента интегрирования, формирователя сигнала затрат тепловой энергии по времени или третьего элемента интегрирования, формирователя сигнала затрат электрической энергии по времени или четвертого элемента интегрирования, формирователя сигнала трудозатрат персонала по времени или пятого элемента интегрирования, формирователя сигнала амортизационных расходов по времени или шестого элемента интегрирования, формирователя сигнала ремонтных расходов по времени или седьмого элемента интегрирования, формирователя сигнала расходов на реновацию или на капитальный ремонт по времени или восьмого элемента интегрирования, формирователя сигнала транспортных расходов по времени или девятого элемента интегрирования, вторые входы и выходы которых подключены соответственно к выходам датчика расхода кормов, датчика живой массы животного или птицы-бройлера, датчика расхода тепловой энергии, датчика расхода электрической энергии, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, трудозатрат персонала, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, амортизационных расходов, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, ремонтных расходов, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, расходов на реновацию или на капитальный ремонт, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, транспортных расходов и к соответствующим входам блока элементов умножения, другие входы которого соединены с соответствующими выходами блока задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса, выходы формирователя сигнала суммарного расхода корма по времени или первого элемента интегрирования и формирователя сигнала живой массы животного или птицы-бройлера по времени или второго элемента интегрирования дополнительно подключены соответственно к первому и к второму входам первого элемента деления, выход которого соединен с входом последовательного соединения первого элемента дифференцирования по времени, второго элемента дифференцирования по времени, первой схемы сравнения, первого формирователя по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени, дополнительный вход первой схемы сравнения подключен к нулевой шине устройства, соответствующие восемь выходов блока элементов умножения соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход и выход которого соединены соответственно с девятым выходом блока элементов умножения и с соединением первых входов элемента вычитания и второго элемента деления, соединение вторых входов которых является десятым выходом блока элементов умножения, а выходы элемента вычитания и второго элемента деления подключены к соответствующим входам последовательных соединений третьего элемента дифференцирования по времени, четвертого элемента дифференцирования по времени, второй схемы сравнения, второго формирователя по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени и пятого элемента дифференцирования по времени, шестого элемента дифференцирования по времени, третьей схемы сравнения, третьего формирователя по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени, дополнительные входы второй схемы сравнения и третьей схемы сравнения подключены к нулевой шине устройства, выходы второго формирователя по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени и третьего формирователя по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени соединены с соответствующими входами двухвходового управляемого ключа, управляющий вход и выход которого подключены соответственно к выходу элемента управления двухвходовым управляемым ключом и к входу технологического оборудования для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу.

По существу устройство определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления выполняет совокупность действий, включающую в себя задание сигнала времени технологического процесса, измерение и интегрирование по времени сигнала расхода кормов, задание сигнала удельной рыночной цены кормов, формирование расчетно-измеренного сигнала затрат на израсходованные корма в виде произведения измеренного сигнала расхода кормов и заданного сигнала удельной рыночной цены кормов, измерение и интегрирование по времени сигнала средней живой массы животного или птицы по стаду, задание сигнала удельной рыночной цены мяса животного или птицы, формирование расчетно-измеренного сигнала стоимости продукции в ценах реализации продукции, измерение и интегрирование по времени сигнала расхода тепловой энергии, задание сигнала удельной рыночной цены тепловой энергии, формирование расчетно-измеренного сигнала затрат на израсходованную тепловую энергию или расчетно-измеренного сигнала стоимости затраченной тепловой энергии, измерение и интегрирование по времени сигнала расхода электрической энергии, задание сигнала удельной рыночной цены электрической энергии, формирование расчетно-измеренного сигнала затрат на израсходованную электрическую энергию, отличающейся тем, что задают и интегрируют по времени сигналы удельных в единицу времени заработной платы обслуживающего и руководящего персонала, амортизационных отчислений на капитальные вложения в здания и в оборудование, отчислений на ремонт зданий и оборудования, отчислений на реновацию зданий и оборудования, транспортных расходов, задают сигналы удельных рыночных цен указанных составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса, формируют расчетно-измеренный сигнал суммарных по времени эксплуатационных затрат в виде суммы составляющих их сигналов, расчетно-измеренный сигнал суммарной по времени себестоимости продукции в виде суммы расчетно-измеренного сигнала затрат на корма и расчетно-измеренного сигнала эксплуатационных затрат, формируют расчетно-измеренный сигнал прибыли в виде разности сформированного расчетно-измеренного сигнала стоимости продукции в ценах реализации продукции и сформированного расчетно-измеренного сигнала себестоимости продукции, дважды дифференцируют этот сформированный сигнал по времени, результат двойного дифференцирования сравнивают с нулевым значением и формируют сигнал экономически оптимального момента времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления, формируют расчетно-измеренный сигнал технологического коэффициента конверсии кормов по времени в виде результата деления измеренного и проинтегрированного по времени сигнала расхода кормов на измеренный и проинтегрированный по времени сигнал средней живой массы животного или птицы по стаду, формируют расчетно-измеренный сигнал экономического коэффициента конверсии себестоимости продукции в собственно стоимость продукции в ценах реализации по времени в виде результата деления расчетно-измеренного сигнала себестоимости продукции на расчетно-измеренный сигнал стоимости продукции в ценах реализации продукции, дважды дифференцируют по времени сформированный расчетно-измеренный сигнал технологического коэффициента конверсии кормов и сформированный расчетно-измеренный сигнал экономического коэффициента конверсии себестоимости продукции в собственно стоимость продукции в ценах реализации, результаты двойного дифференцирования сравнивают с нулевым значением и формируют соответственно сигнал технологически оптимального момента времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления и сигнал экономически оптимального момента времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления.

Ограничительная часть действий устройства (сходные действия устройства)

1. Задание сигнала времени технологического процесса.

2. Измерение и интегрирование по времени сигнала расхода кормов.

3. Задание сигнала удельной рыночной цены кормов или комбикормов.

4. формирование расчетно-измеренного сигнала затрат на корма или расчетно-измеренного сигнала стоимости израсходованных кормов в виде произведения измеренного сигнала расхода кормов и заданного сигнала удельной рыночной цены кормов.

5. Измерение и интегрирование по времени сигнала средней живой массы животного или птицы по стаду.

6. Задание сигнала удельной рыночной цены мяса животного или птицы.

7. Формирование расчетно-измеренного сигнала стоимости продукции в ценах реализации продукции.

8. Измерение и интегрирование по времени сигнала расхода тепловой энергии.

9. Задание сигнала удельной рыночной цены тепловой энергии.

10. Формирование расчетно-измеренного сигнала затрат на израсходованную тепловую энергию или расчетно-измеренного сигнала стоимости затраченной тепловой энергии.

11. Измерение и интегрирование по времени сигнала расхода электрической энергии.

12. Задание сигнала удельной рыночной цены электрической энергии.

13. Формирование расчетно-измеренного сигнала затрат на израсходованную электрическую энергию или расчетно-измеренного сигнала стоимости затраченной электрической энергии.

Отличительная часть действий устройства (отличительные действия устройства)

14. Задают и интегрируют по времени сигналы удельных по времени (в единицу времени) заработной платы обслуживающего и руководящего персонала, амортизационных отчислений на капитальные вложения в здания и в оборудование, отчислений на ремонт зданий и оборудования, отчислений на реновацию или на капитальный ремонт зданий и оборудования, транспортных расходов.

15. Задают сигналы удельных рыночных цен на указанные составляющие себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса.

16. Формируют расчетно-измеренный сигнал суммарных по времени эксплуатационных затрат в виде суммы составляющих их сигналов, расчетно-измеренный сигнал суммарной по времени себестоимости продукции в виде суммы расчетно-измеренного сигнала затрат на корма и расчетно-измеренного сигнала эксплуатационных затрат.

17. Формируют расчетно-измеренный сигнал прибыли в виде разности сформированного расчетно-измеренного сигнала стоимости продукции в ценах реализации продукции и сформированного расчетно-измеренного сигнала себестоимости продукции, дважды дифференцируют этот сформированный сигнал по времени, результат двойного дифференцирования сравнивают с нулевым значением и формируют сигнал экономически оптимального момента времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления.

18. Формируют расчетно-измеренный сигнал технологического коэффициента конверсии кормов по времени, в виде результата деления измеренного и проинтегрированного по времени сигнала расхода кормов на измеренный и проинтегрированный по времени сигнал средней живой массы животного или птицы по стаду.

19. Формируют расчетно-измеренный сигнал экономического коэффициента конверсии, или изменения, преобразования, себестоимости продукции в собственно стоимость продукции в ценах реализации по времени в виде результата деления расчетно-измеренного сигнала себестоимости продукции на расчетно-измеренный сигнал стоимости продукции в ценах реализации продукции.

20. Дважды дифференцируют по времени сформированный расчетно-измеренный сигнал технологического коэффициента конверсии кормов и сформированный расчетно-измеренный сигнал экономического коэффициента конверсии, или изменения, преобразования, себестоимости продукции в собственно стоимость продукции в ценах реализации, результаты двойного дифференцирования сравнивают с нулевым значением и формируют соответственно сигнал технологически оптимального момента времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления и сигнал экономически оптимального момента времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления.

Устройство определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления иллюстрируется фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 6.

На фиг. 1 приведена иллюстрация порядка определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления: t₁ - момент времени начала дополнительного нелинейного роста эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₁(t); t₂ - момент времени t начала дополнительного нелинейного уменьшения эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₂(t); t^эк _опт1 - экономически оптимальный момент времени Замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при дополнительном нелинейном временном росте накапливающихся эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₁(t); t^эк _опт2 - экономически оптимальный момент времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при дополнительном нелинейном уменьшении эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₂(t); t^техн _опт или t^эк _опт при З_экспл(t)=0 - технологически оптимальный момент времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их дозированного ограниченного кормления при теоретическом отсутствии эксплуатационных затрат, которого практически быть не может.

На фиг. 2 дана иллюстрация выигрышей и потерь мгновенной, или в единицу времени, прибыли технологического процесса выращивания животных или птицы при замене режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при линейном изменении мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затрат в технологически оптимальный момент времени t_техн ^опт при З_экспл(t)=0, т.е. без учета эксплуатационных затрат, и в экономически оптимальные моменты времени t_эк ^опт ₃ и t_эк ^опт ₄.

На фиг. 3 дана иллюстрация графиков функций временных, или в единицу времени, зависимостей эксплуатационных затрат 3_экспл(t) и прибыли П(t) посредством математического процессора Mathcad-13. Демонстрируются смещения оптимумов функции мгновенной (в единицу времени) прибыли производства влево и вправо по оси времени от положения технологически оптимального момента времени:

а) более ранний по сравнению с технологически оптимальным моментом времени (при х = 5) замены режима кормления вволю режимом дозированного ограниченного кормления экономически оптимальный момент времени (при х = 3,55) принятия персоналом решения о целесообразности изменения режима кормления животных или птицы. Прибыль в единицу времени или мгновенная прибыль П(t) равна условно 12,24 «руб./ед. времени»;

б) более поздний по сравнению с технологически оптимальным моментом времени (при х = 5) замены режима кормления вволю режимом дозированного ограниченного кормления экономически оптимальный момент времени (при х = 5,99) принятия персоналом решения о необходимости изменения режима кормления животных или птицы. Прибыль в единицу времени или мгновенная прибыль П(t) равна условно 6,10 «руб./ед. времени».

На фиг. 4 показаны дополнительно три результата интегрирования мгновенной прибыли П(t), руб./ед. времени, и получения суммарной прибыли П^Σ(t) при условии постоянных в единицу времени или мгновенных эксплуатационных затратах:

а) аргумент «х» растет от нуля до единицы, П^Σ(t) = 4,67 «руб.»;

б) аргумент «х» растет от нуля до двух, П^Σ(t) = 17,33 «руб.»;

в) аргумент «х» растет от нуля до трех, П^Σ(t) = 36,0 «руб.».

На фиг. 5 показан дополнительно результат интегрирования при верхнем пределе интегрирования х = 10:П^Σ(t)=166,67 «руб.».

На фиг. 6 представлена функциональная схема устройства определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их дозированного ограниченного кормления: 1 - задатчик времени (t); 2 - датчик расхода кормов; 3 - датчик живой массы животного или птицы-бройлера); 4 - датчик расхода тепловой энергии; 5 - датчик расхода электрической энергии; 6 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, трудозатрат персонала; 7 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, амортизационных расходов; 8 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, ремонтных расходов; 9 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, расходов на реновацию или на капитальный ремонт; 10 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, транспортных расходов; 11 - формирователь сигнала суммарного расхода корма по времени (за время t) или первый элемент интегрирования; 12 - формирователь сигнала живой массы животного или птицы по времени (за время t) или второй элемент интегрирования; 13 - формирователь сигнала затрат тепловой энергии по времени (за время t) или третий элемент интегрирования; 14 - формирователь сигнала затрат электрической энергии (за время t) или четвертый элемент интегрирования; 15 - формирователь сигнала трудозатрат персонала по времени (за время t) или пятый элемент интегрирования; 16 - формирователь сигнала амортизационных расходов по времени (за время t) или шестой элемент интегрирования; 17 - формирователь сигнала ремонтных расходов по времени (за время t) или седьмой элемент интегрирования; 18 - формирователь сигнала расходов на реновацию или на капитальный ремонт по времени (за время t) или восьмой элемент интегрирования; 19 - формирователь сигнала транспортных расходов по времени (за время t) или девятый элемент интегрирования; 20 - блок задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса; 21 - блок элементов умножения; 22 - первый элемент деления; 23 - первый элемент дифференцирования по времени; 24 - второй элемент дифференцирования по времени; 25 - первая схема сравнения; 26 - первый формирователь по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени (t^техн _опт); 27 - первый сумматор; 28 - второй сумматор; 29 - элемент вычитания; 30 - третий элемент дифференцирования по времени; 31 - четвертый элемент дифференцирования по времени; 32 - вторая схема сравнения; 33 - второй формирователь по прибыли-сигнала экономически оптимального момента времени (t_эк ^опт); 34 - второй элемент деления; 35 - пятый элемент дифференцирования по времени; 36 - шестой элемент дифференцирования по времени; 37 - третья схема сравнения; 38 - третий формирователь по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени (t^эк _опт); 39 - двухвходовый управляемый ключ; 40 - элемент управления двухвходовым управляемым ключом; 41 - технологическое оборудование для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу.

Основа работы устройства определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления заключается в следующем. На фиг. 1 временная зависимость суммарного расхода кормов К^Σ(t), кг, при умножении ее на удельную цену кормов Ц_К ^уд, руб./кг, превращается в временную зависимость суммарной стоимости расходуемых кормов С_К ^Σ(t)=К^Σ(t)×Ц_К ^уд, руб. При нормировании, при приведении к единой норме, эти криволинейные зависимости совпадают, что и доказано на фиг. 1. То же происходит с кривыми линиями растущей живой массы животного или птицы М_бр ^Σ(t), кг, и соответствующей расчетной стоимости продукции в ценах реализации Ц_р ^Σ(t)=М_бр ^Σ(t)×Ц_мяса ^уд, руб. Поэтому положение временной зависимости результата деления расхода кормов К^Σ(t) на получаемый в результате этого расхода прирост живой массы М_бр ^Σ(t), т.е. временной зависимости технологического коэффициента конверсии кормов КК^техн(t) соответствует положению временной зависимости результата деления суммарной стоимости расходуемых кормов C_K ^Σ(t)=К^Σ(t)×Ц_К ^уд на расчетную стоимость продукции в ценах реализации Ц_р ^Σ(t)=М_бр ^Σ(t)×Ц_мяса ^уд.

Назовем последний результат деления стоимости потребленных кормов на стоимость полученной продукции в ценах реализации при условии равенства нулю всех остальных, кроме стоимости кормов, составляющих себестоимости продукции, т.е. при равенстве нулю эксплуатационных затрат, в данном частном случае технологическим коэффициентом конверсии кормов КК^эк(t) при условии З_экспл ^Σ(t) = 0. При дифференцировании по времени обоих отношений: d(КК^техн(t))/dt и d(КК^эк(t))/dt при условии З_экспл ^Σ(t) = 0, - минимальные значения обеих полученных временных зависимостей достигается при одинаковом для обеих зависимостей технологически оптимальном моменте времени t^техн _опт, сут. На практике эксплуатационные затраты всегда присутствуют и никогда не равны нулю. Например, при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах суммарные по времени эксплуатационные затраты на фиг. 1 линейно растут с ходом времени t, сут., и представляются линейной зависимостью З_экспл ^Σ(t). При сложении затрат кормов с эксплуатационными затратами получается себестоимость продукции C^Σ _себест(t).

Теперь без всяких дополнительных условий вводимый здесь экономический коэффициент конверсии себестоимости производства в стоимость полученной продукции в ценах реализации КК^эк(t) равен отношению себестоимости продукции C^Σ _себест(t) к стоимости продукции в ценах реализации Ц_р ^Σ(t). При дифференцировании такой новой зависимости возможны самые различные положения минимального значения указанного отношения по времени, т.е. экономически оптимального момента времени преобразования, конверсии себестоимости производства в стоимость полученной продукции в ценах реализации, когда это преобразование наиболее экономически эффективно, хозяйственно результативно:

- при линейной зависимости суммарных эксплуатационных затрат от времени З_экспл ^Σ(t)=const×t это будет момент времени, совпадающий с технологически наилучшим моментом времени t^эк _опт=t^техн _опт при мгновенных (в единицу времени) постоянных эксплуатационных затратах З_экспл(t) = const;

- при нелинейном возрастании суммарных эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₁(t), начиная с момента времени t₁, экономически наилучший момент времени t^эк _опт1 наступает раньше технологически оптимального, что связано с изменением положения экономического оптимума (минимума первой производной экономического коэффициента конверсии);

- при нелинейном уменьшении скорости временного роста суммарных эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₂(t), начиная с момента времени t₂, экономически наилучший момент времени t^эк _опт2 наступает позже технологически оптимального, что связано с изменением положения экономического оптимума (минимума первой производной экономического коэффициента конверсии).

Понятно, что с линейным или нелинейным изменением мгновенных или в единицу времени эксплуатационных затрат по времени и в соответствии с видом временной зависимости этого изменения временное положение экономического оптимума эффективности процесса кормления t^эк _опт отклоняется от временного положения: наилучшей технологической результативности этого же процесса t^техн _опт. Это означает необходимость слежения за временным положением t^эк _опт для нахождения возможности повышения экономической эффективности процесса кормления.

Технологам-птицеводам, например, интересно в первую очередь знать биологическую результативность преобразования, конверсии химической кормов в биологическую продуктивность организма бройлера. Поэтому им интересны только расход кормов и живая масса птицы, а экономические или хозяйственные составляющие прибыли, стоимости продукции в ценах реализации, себестоимости производства продукции являются при чисто технологическом подходе второстепенными.

Составляющие себестоимости есть стоимость кормов и эксплуатационные затраты. Таким образом, эксплуатационные затраты при определении технологического коэффициента конверсии кормов никак не учитываются: просто количество потребленных кормов делится на полученный прирост живой массы. Такая оптимальная кривая первой производной коэффициента конверсии, т.е. отношения в единицу времени массы кормов к живой массе продукции в ценах реализации, имеет самое низкое расположение на графике (фиг. 1), а в точке минимума t^техн _опт соотношение стоимости кормов и стоимости продукции в ценах реализации минимальное.

Значит, обратная величина имеет наибольшее мгновенное, или в единицу времени, значение в этой же точке оптимума. Для этой обратной величины отношения стоимости продукции в ценах реализации к стоимости кормов, этот максимум самый большой по сравнению с такими же экономическими отношениями, которые названы экономическим коэффициентом конверсии, имеющим в знаменателе в общем случае отличные от нуля эксплуатационные затраты.

Как известно, прибыль есть разница между знаменателем и числителем обратного отношения, т.е. экономического коэффициента конверсии. Следовательно, временные положения минимумов экономических коэффициентов конверсии себестоимости в стоимость продукции в ценах реализации совпадают с временными положениями соответствующих временных зависимостей прибыли, в руб./ед. времени (фиг. 2).

Например, теоретическая технологическая мгновенная (в единицу времени) прибыль без учета эксплуатационных затрат П₁(t) | _{Сэкспл1(t)=0} всегда больше мгновенной экономической прибыли с учетом этих затрат, например, по значению неизменных эксплуатационных затрат С_экспл2(t)=const во времени процесса кормления, П₂(t) | _{Сэкспл2(t)=const} на одно и то же значение постоянных в единицу времени эксплуатационных затрат С_экспл2(t), что на фиг. 2 демонстрируют две соответствующие зависимости. При этом условии постоянных во времени мгновенных (в единицу времени) эксплуатационных затратах С_экспл2(t)=const технологически и экономически оптимальный момент времени один и тот же t_техн ^опт.

Если мгновенные (в единицу времени) эксплуатационные затраты С_экспл3(t)=a×t линейно растут со временем, то результат вычитания их из реальной зависимости П₂(t) | _{Сэкспл2(t)=const} равен П₃(t) | _{Сэкспл3(t)=at} с максимумом в точке экономического оптимума t_эк ^опт ₃, не совпадающей с точкой (с моментом) времени технологического оптимума t_техн ^опт. Момент экономического максимума t_эк ^опт ₃ наступает раньше технологического t_техн ^опт, что объясняется нецелесообразностью продолжения кормления вволю в условиях и без того нарастающих эксплуатационных затрат С_экспл3(t)=a×t.

Если эксплуатационные затраты С_экспл4(t) = - d×х×t +b линейно растут со временем, то результат вычитания их из реальной зависимости П₂(t) | _{Сэкспл2(t)=const} равен П₄(t) | _{Сэкспл4(t) = - dxt +b}, максимумом в точке экономического оптимума t_эк ^опт ₄, не совпадающей с точкой, или с моментом времени технологического оптимума t_техн ^опт. Момент экономического максимума t_эк ^опт ₄ наступает позже технологического t_техн ^опт, что объясняется именно необходимостью продолжения кормления вволю в условиях уменьшающихся эксплуатационных затрат С_экспл4(t)= - d×x×t +b.

Экономические выгоды при управлении режимом кормления в экономически оптимальные моменты времени и экономические проигрыши при управлении в технологически оптимальный момент времени следующие.

Пусть в условиях прибыли П₃(t) | _{Сэкспл3(t)=at} замена режима кормления вволю произошла в экономически наилучший момент времени t_эк ^опт ₃, т.е. в т. А. Затраты на корма уменьшились, и кривая прибыли пошла по линии АС. При интегрировании по времени площадь фигуры ACEFDBA (пропорции этой фигуры показаны условно) над прежней кривой прибыли П₃(t) | _{Сэкспл3(t)=at} есть денежная суммарная выгода от включения ограниченного кормления в экономически наилучший момент времени t_эк ^опт ₃.

Если же для той же кривой линии прибыли П₃(t) | _{Сэкспл3(t)=at} включить ограничение по дозе кормов в технологически оптимальный момент времени t_техн ^опт, т.е. в т. В, то процесс получения мгновенной прибыли пойдет по линии BF. Результирующий денежный выигрыш будет соответствовать площади фигуры BEDB (пропорции этой фигуры показаны условно), т.е. меньшей части дополнительной выгоды при управлении по экономически наилучшему моменту времени t_эк ^опт ₃.

Аналогично при задержке экономически оптимального момента времени t_эк ^опт ₄ по кривой прибыли П₄(t) | _{Сэкспл4(t) = - dxt +b} чистое экономическое (денежное) преимущество при управлении в экономически наилучший момент времени t_эк ^опт ₄ по сравнению с включением режима ограничения расхода кормов в технологически оптимальный момент времени t_техн ^опт соответствует площади фигуры JKIHJ (пропорции этой фигуры показаны условно). Более того, включение режима ограниченного кормления в момент времени t_техн ^опт приводит к результирующей финансовой потере, соответствующей площади фигуры GJHG (пропорции этой фигуры показаны условно), что объясняется ограничением поголовья в кормах, именно, когда значение коэффициента конверсии кормов еще очень близко к наивысшему. В результате продуктивность падает, стоимость продукции в ценах реализации уменьшается соответственно этому падению, и линия прибыли идет по низшей траектории GH, лежащей ниже экономически оптимальной траектории GJH.

Таким образом, формирование устройством сигналов экономически оптимальных моментов времени замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления является хозяйственной или экономической необходимостью, поскольку существенно повышает точность управления сельскохозяйственным технологическим процессом кормления животных или птицы, причем техническое решение устройства предполагает использование в нем только технических средств автоматического управления сельскохозяйственным производством.

Устройство для осуществления способа содержит задатчик времени 1, датчик расхода кормов 2, датчик живой массы животного или птицы-бройлера 3, датчик расхода тепловой энергии 4, датчик расхода электрической энергии 5, при этом в устройство введены задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, трудозатрат персонала 6, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, амортизационных расходов 7, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, ремонтных расходов 8, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, расходов на реновацию или на капитальный ремонт 9, задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, транспортах расходов 10, формирователь сигнала суммарного расхода кормов по времени или первый элемент интегрирования 11, формирователь сигнала живой массы животного или птицы-бройлера по времени или второй элемент интегрирования 12, формирователь сигнала затрат тепловой энергии по времени или третий элемент интегрирования 13, формирователь сигнала затрат электрической энергии по времени или четвертый элемент интегрирования 14, формирователь сигнала трудозатрат персонала по времени или пятый элемент интегрирования 15, формирователь сигнала амортизационных расходов по времени или шестой элемент интегрирования 16, формирователь сигнала ремонтных расходов по времени или седьмой элемент интегрирования 17, формирователь сигнала расходов на реновацию или на капитальный ремонт по времени или восьмой элемент интегрирования 18, формирователь сигнала транспортных расходов по времени или девятый элемент интегрирования 19, блок задатчиков сигналов удельных рыночных цен, составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса 20, блок элементов умножения 21, первый элемент деления 22, первый элемент дифференцирования по времени 23, второй элемент дифференцирования по времени 24, первая схема сравнения 25, первый формирователь по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени 26, первый сумматор 27, второй сумматор 28, элемент вычитания 29, третий элемент дифференцирования по времени 30, четвертый элемент дифференцирования по времени 31, вторая схема сравнения 32, второй формирователь по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени 33, второй элемент деления 34, пятый элемент дифференцирования по времени 35, шестой элемент дифференцирования по времени 36, третья схема сравнения 37, третий формирователь по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени 38, двухвходовый управляемый ключ 39, элемент управления двухвходовым управляемым ключом 40, технологические оборудование для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу 41, причем выход задатчика времени 1 соединен с первыми входами формирователя сигнала суммарного расхода корма по времени или первого элемента интегрирования 11, формирователя сигнала живой массы животного или птицы-бройлера по времени или второго элемента интегрирования 12, формирователя сигнала затрат тепловой энергии по времени или третьего элемента интегрирования 13, формирователя сигнала затрат электрической энергии по времени или четвертого элемента интегрирования 14, формирователя сигнала трудозатрат персонала по времени или пятого элемента интегрирования 15, формирователя сигнала амортизационных расходов по времени или шестого элемента интегрирования 16, формирователя сигнала ремонтных расходов по времени или седьмого элемента интегрирования 17, формирователя сигнала расходов на реновацию или на капитальный ремонт по времени или восьмого элемента интегрирования 18, формирователя сигнала транспортных расходов по времени или девятого элемента интегрирования 19, вторые входы и выходы которых подключены соответственно к выходам датчика расхода кормов 2, датчика живой массы животного или птицы-бройлера 3, датчика расхода тепловой энергии 4, датчика расхода электрической энергии 5, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, трудозатрат персонала 6, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, амортизационных расходов 7, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, ремонтных расходов 8, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, расходов на реновацию или на капитальный ремонт 9, задатчика сигнала удельных по времени, или в единицу времени, транспортных расходов 10 и к соответствующим входам блока элементов умножения 21, другие входы которого соединены с соответствующими выходами блока задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса 20, выходы формирователя сигнала суммарного расхода корма по времени или первого элемента интегрирования 11 и формирователя сигнала живой массы животного или птицы-бройлера по времени или второго элемента интегрирования 12 дополнительно подключены к соответственно к первому и к второму входам первого элемента деления 22, выход которого соединен с входом последовательного соединения первого элемента дифференцирования по времени 23, второго элемента дифференцирования по времени 24, первой схемы сравнения 25, первого формирователя по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени 26, дополнительный вход первой схемы сравнения 25 подключен к нулевой шине устройства, соответствующие восемь выходов блока элементов умножения 21 соединены с соответствующими входами первого сумматора 27, выход которого подключен к первому входу второго сумматора 28, второй вход и выход которого соединены соответственно с девятым выходом блока элементов умножения 21 и с соединением первых входов элемента вычитания 29 и второго элемента деления 34, соединение вторых входов которых является десятым выходом блока элементов умножения 21, а выходы элемента вычитания 29 и второго элемента деления 34 подключены к соответствующим входам последовательных соединений третьего элемента дифференцирования по времени 30, четвертого элемента дифференцирования по времени 31, второй схемы сравнения 32, второго формирователя по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени 33 и пятого элемента дифференцирования по времени 35, шестого элемента дифференцирования по времени 36, третьей схемы сравнения 37, третьего формирователя по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени 38, дополнительные входы второй схемы сравнения 32 и третьей схемы сравнения 37 подключены к нулевой шине устройства, выходы второго формирователя по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени 33 и третьего формирователя по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени 38 соединены с соответствующими входами двухвходового управляемого ключа 39, управляющий вход и выход которого подключены соответственно к выходу элемента управления двухвходовым управляемым ключом 40 и к входу технологического оборудования для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу 41.

Устройство работает следующим образом. Элементы устройства осуществляют как измерение материальных сигналов и вычисление различных экономико-математических величин, так и производят на этой основе формирование соответствующий материальных сигналов. То есть производятся действия над материальными объектами с помощью материальных объектов. Задаются, определяются, сравниваются друг с другом и формируются все необходимые сигналы. Действия элементов схемы устройства отражены в их названиях и в дополнительных комментариях сильно не нуждаются. Например, на верхнем по схеме фиг. 6 входе первого элемента деления 22 действует сигнал стоимости суммарного значения израсходованных кормов С_К ^Σ(t). На второй вход первого элемента деления 22 поступает сигнал стоимости полученной продукции в ценах реализации Ц_р ^Σ(t). Деление на дает на выходе первого элемента деления 22 сигнал КК^эк(t) | _{ЗэксплΣ(t)=0}, т.е. сигнал экономического коэффициента конверсии в частном случае нулевых эксплуатационных затрат. Этот сигнал соответствует технологическому коэффициенту конверсии кормов (÷ КК^техн(t)), с учетом пропорции удельных цен на корма и на продукцию в ценах реализации. Поэтому после двойного дифференцирования по времени в первом элементе дифференцирования по времени 23 и в втором элементе дифференцирования по времени 24, определения момента времени перехода сигнала второй производной через нуль в первой схеме сравнения 25 формируется в первом формирователе по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных (в единицу времени) эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени (t^техн _опт) 26 сигнал технологически оптимального момента времени t^техн _опт.

На входы первого сумматора 27 подаются сигналы суммарных затрат труда З_труд ^Σ(t), руб., суммарных транспортных расходов З_трансп ^Σ(t), руб., суммарных амортизационных отчислений, З_аморт(t), руб., суммарных ремонтных расходов З_ремонт ^Σ(t), руб.; суммарных затрат на реновацию (на капитальный ремонт) З_ренов ^Σ(t), руб., на обслуживание поголовья бройлеров в птичнике. На выходе первого сумматора 27 формируется сигнал суммарных за время t эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ(t), руб., на обслуживание поголовья бройлеров в птичнике или поголовья животных в помещении. На выходе второго сумматора 28 формируется сигнал суммарной за время t себестоимости продукции поголовья бройлеров в птичнике или животных в помещении С^Σ _себест(t)=C_K ^Σ(t)+З_экспл ^Σ(t)=К^Σ(t)×Ц_К ^уд+З_труд ^Σ(t)+З_трансп ^Σ(t)+З_аморт ^Σ(t)+З_ремонт ^Σ(t)+З_ренов ^Σ(t), руб. Сигнал удельной цены одного килограмма кормов Цк^уд, руб./кг, формируется в блоке задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости; продукции в период времени действия технологического процесса 20, как и остальные сигналы удельных цен. Этот сигнал вычитается в элементе вычитания 29 из сигнала Ц_р ^Σ(t), и получается сигнал суммарной прибыли П^Σ(t), который после дифференцирования в третьем элементе дифференцирования по времени 30 становится сигналом мгновенной прибыли П(t). Второе дифференцирование по времени четвертом элементе дифференцирования по времени 31 дает возможность определить переход полученного на его выходе сигнала второй производной по времени через нуль с помощью второй схемы сравнения 32, и на выходе второго формирователя по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени (t^эк _опт) 33 формируется первый сигнал экономически оптимального момента времени t^эк _опт. Также сигнал суммарной за время t себестоимости продукции С^Σ _себест(t) подается на верхний по схеме фиг. 6 вход второго элемента деления 34, на другой вход которого поступает сигнал Ц_р ^Σ(t). На выходе второго элемента деления 34 возникает сигнал экономического коэффициента конверсии КК^эк(t) в общем случае с учетом эксплуатационных затрат с любой временной зависимостью. После двойного дифференцирования по времени в пятом элементе дифференцирования по времени 35 и в шестом элементе дифференцирования по времени 36 и сравнения результата с нулем в третьей схеме сравнения 37 в втором формирователе по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени (t_эк ^опт) 38 формируется второй сигнал t_эк ^опт, значение которого равно значению первого сигнала экономически оптимального момента времени t^эк _опт. Остается с помощью двухвходового управляемого ключа 39 выбрать из этих двух по существу одинаковых и равных сигналов посредством элемента управления двухвходовым управляемым ключом 40 один сигнал для управления технологическим оборудованием для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу 41.

При этом существенно повышается точность управления сельскохозяйственным производственным процессом, сокращается расход кормов, и при этом достигается наивысшая именно всеобъемлющая технико-экономическая эффективность процессов кормления животных и птицы в отраслях промышленного животноводства и птицеводства. Технический результат использования изобретения состоит в расширении арсенала средств аналогичного назначения.

Поясняющие подписи к фигурам

Фиг. 1. Иллюстрация порядка определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при нелинейном характере временного изменения суммарных по времени эксплуатационных затрат: t₁ - момент времени начала дополнительного нелинейного роста эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₁(t); t₂ - момент времени начала дополнительного нелинейного уменьшения эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₂(t); t^эк _опт1 - экономически оптимальный момент времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при дополнительном нелинейном временном росте накапливающихся эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₁(t); t^эк _опт ^лин - экономически оптимальный момент времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при линейном временном росте накапливающихся эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ _лин(t); t^эк _опт2 - экономически оптимальный момент времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при дополнительном нелинейном уменьшении эксплуатационных затрат З_экспл ^Σ ₂(t); t^техн _опт или t^эк _опт при З_экспл(t)=0 - технологически оптимальный момент времени замены режима: кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при теоретическом отсутствии эксплуатационных затрат, чего практически быть не может. Видно, что чем меньше нелинейность эксплуатационных затрат, тем более экономически оптимальный момент времени изменения режима кормления приближается к технологически оптимальному. И, наоборот, чем больше нелинейность эксплуатационных затрат, тем больше временной промежуток между моментами времен экономически и технологически наилучшего управления заменой режимов кормления.

Фиг. 2. Иллюстрация экономических выигрышей и потерь мгновенной, или в единицу времени, прибыли технологического процесса выращивания животных или птицы при замене режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления при линейном изменении мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затрат в технологически оптимальный момент времени t_техн ^опт при З_экспл(t)=0, т.е. без учета эксплуатационных затрат, и в экономически оптимальные моменты времени t_эк ^опт ₃ и t^эк _опт4. Видно, что хозяйственные выигрыши и потери сильно зависят от того, по какому временному моменту производится управление переходом к ограниченному кормлению, по экономически или по технологически оптимальному. Также хозяйственные выигрыши и потери сильно зависят от точности учета всех составляющих себестоимости, с которой связаны экономически оптимальные моменты времени перехода к ограниченному кормлению, а не только от учета ее основной составляющей - стоимости потребленных поголовьем кормов, с которой связан технологически оптимальный момент времени перехода к ограниченному кормлению.

Фиг. 3. Иллюстрация графиков функций временных, или в единицу времени, зависимостей эксплуатационных затрат З_экспл(t) и прибыли П(t) посредством математического процессора Mathcad-13. Демонстрируются смещения оптимумов функции мгновенной (в единицу времени) прибыли производства влево и вправо по оси времени от положения технологически оптимального момента времени;

а) более ранний по сравнению с технологически оптимальным моментом времени (при х = 5) замены режима кормления вволю режимом дозированного ограниченного кормления экономически оптимальный момент времени (при х = 3,55) принятия персоналом решения о целесообразности изменения режима кормления животных или птицы. Прибыль в единицу времени (мгновенная прибыль) П(t) равна условно 12,24 «руб./ед. времени»;

б) более поздний по сравнению с технологически оптимальным моментом времени (при х = 5) замены режима кормления вволю режимом дозированного ограниченного кормления экономически оптимальный момент времени (при х = 5,99) принятия персоналом решения о необходимости изменения режима кормления животных или птицы. Прибыль в единицу времени (мгновенная прибыль) П(t) равна условно 6,10 «руб./ед. времени».

Фиг. 4. Три результата интегрирования посредством математического процессора Mathcad-13 мгновенной прибыли П(t), руб./ед. времени, и получения суммарной прибыли П^Σ(t) при условии постоянных в единицу времени (мгновенных) эксплуатационных затрат:

а) аргумент «х» растет от нуля до единицы, П^Σ(t) = 4,67 «руб.»;

б) аргумент «х» растет от нуля до двух, П^Σ(t) = 17,33 «руб.»;

в) аргумент «х» растет от нуля до трех, П^Σ(t) = 36,0 «руб.».

Фиг. 5. Иллюстрация посредством математического процессора Mathcad-13 дополнительного результата интегрирования при верхнем пределе интегрирования х = 10:П^Σ(t) = 166,67 «руб.».

Фиг. 6. Функциональная схема устройства определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления: 1 - задатчик времени (t); 2 - датчик расхода кормов; 3 - датчик живой массы животного или птицы-бройлера; 4 - датчик расхода тепловой энергии; 5 - датчик расхода электрической энергии; 6 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, трудозатрат персонала; 7 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, амортизационных расходов; 8 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, ремонтных расходов; 9 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, расходов на реновацию или на капитальный ремонт; 10 - задатчик сигнала удельных по времени, или в единицу времени, транспортных расходов; 11 - формирователь сигнала суммарного расхода корма по времени (за время t) или первый элемент интегрирования; 12 - формирователь сигнала живой массы животного или птицы по времени (за время t) или второй элемент интегрирования; 13 - формирователь сигнала затрат тепловой энергии по времени (за время t) или третий элемент интегрирования; 14 - формирователь сигнала затрат электрической энергии (за время t) или четвертый элемент интегрирования; 15 - формирователь сигнала трудозатрат персонала по времени (за время t) или пятый элемент интегрирования; 16 - формирователь сигнала амортизационных расходов по времени (за время t) или шестой элемент интегрирования; 17 - формирователь сигнала ремонтах расходов по времени (за время t) или седьмой элемент интегрирования; 18 - формирователь сигнала расходов на реновацию или на капитальный ремонт по времени (за время t) или восьмой элемент интегрирования; 19 - формирователь сигнала транспортных расходов по времени (за время t) или девятый элемент интегрирования; 20 - блок задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса; 21 - блок элементов умножения; 22 - первый элемент деления; 23 - первый элемент дифференцирования по времени; 24 - второй элемент дифференцирования по времени; 25 - первая схема сравнения; 26 - первый формирователь по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных (в единицу времени) эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени (t^техн _опт); 27 - первый сумматор; 28 - второй сумматор; 29 - элемент вычитания; 30 - третий элемент дифференцирования по времени; 31 - четвертый элемент дифференцирования по времени; 32 - вторая схема сравнения; 33 - первый формирователь по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени (t_эк ^опт); 34 - второй элемент деления; 35 - пятый элемент дифференцирования по времени; 36 - шестой элемент дифференцирования по времени; 37 - третья схема сравнения; 38 - второй формирователь по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени (t^эк _опт); 39 - двухвходовый управляемый ключ; 40 - элемент управления двухвходовым управляемым ключом; 41 - технологическое оборудование для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит задатчик времени (1), датчик расхода кормов (2), датчик живой массы животного или птицы (3), датчик расхода тепловой энергии (4), датчик расхода электрической энергии (5). В устройство введены задатчик сигнала удельных в единицу времени трудозатрат персонала (6), задатчик сигнала удельных в единицу времени амортизационных расходов (7), задатчик сигнала удельных в единицу времени ремонтных расходов (8), задатчик сигнала удельных в единицу времени расходов на реновацию (9), задатчик сигнала удельных в единицу времени транспортных расходов (10), формирователь сигнала расхода кормов по времени или первый элемент интегрирования (11), формирователь сигнала живой массы животного или птицы по времени или второй элемент интегрирования (12), формирователь сигнала затрат тепловой энергии по времени или третий элемент интегрирования (13), формирователь сигнала затрат электрической энергии по времени или четвертый элемент интегрирования (14), формирователь сигнала трудозатрат персонала по времени или пятый элемент интегрирования (15), формирователь сигнала амортизационных расходов по времени или шестой элемент интегрирования (16), формирователь сигнала ремонтных расходов по времени или седьмой элемент интегрирования (17), формирователь сигнала расходов на реновацию по времени или восьмой элемент интегрирования (18), формирователь сигнала транспортных расходов по времени или девятый элемент интегрирования (19). В устройство также введены блок задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса (20), блок элементов умножения (21), первый элемент деления (22), первый элемент дифференцирования по времени (23), второй элемент дифференцирования по времени (24), первая схема сравнения (25), первый формирователь по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени (26), первый сумматор (27), второй сумматор (28), элемент вычитания (29), третий элемент дифференцирования по времени (30), четвертый элемент дифференцирования по времени (31), вторая схема сравнения (32), второй формирователь по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени (33), второй элемент деления (34), пятый элемент дифференцирования по времени (35), шестой элемент дифференцирования по времени (36), третья схема сравнения (37), третий формирователь по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени (38), двухвходовый управляемый ключ (39), элемент управления двухвходовым управляемым ключом (40), технологическое оборудование для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу (41). Устройство обеспечивает реализацию заявленного назначения. 6 ил.

Устройство определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их ограниченного кормления содержит задатчик времени, датчик расхода кормов, датчик живой массы животного или птицы, датчик расхода тепловой энергии, датчик расхода электрической энергии, отличающееся тем, что в устройство введены задатчик сигнала удельных в единицу времени трудозатрат персонала, задатчик сигнала удельных в единицу времени амортизационных расходов, задатчик сигнала удельных в единицу времени ремонтных расходов, задатчик сигнала удельных в единицу времени расходов на реновацию, задатчик сигнала удельных в единицу времени транспортных расходов, формирователь сигнала расхода кормов по времени или первый элемент интегрирования, формирователь сигнала живой массы животного или птицы по времени или второй элемент интегрирования, формирователь сигнала затрат тепловой энергии по времени или третий элемент интегрирования, формирователь сигнала затрат электрической энергии по времени или четвертый элемент интегрирования, формирователь сигнала трудозатрат персонала по времени или пятый элемент интегрирования, формирователь сигнала амортизационных расходов по времени или шестой элемент интегрирования, формирователь сигнала ремонтных расходов по времени или седьмой элемент интегрирования, формирователь сигнала расходов на реновацию по времени или восьмой элемент интегрирования, формирователь сигнала транспортных расходов по времени или девятый элемент интегрирования, блок задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса, блок элементов умножения, первый элемент деления, первый элемент дифференцирования по времени, второй элемент дифференцирования по времени, первая схема сравнения, первый формирователь по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени, первый сумматор, второй сумматор, элемент вычитания, третий элемент дифференцирования по времени, четвертый элемент дифференцирования по времени, вторая схема сравнения, второй формирователь по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени, второй элемент деления, пятый элемент дифференцирования по времени, шестой элемент дифференцирования по времени, третья схема сравнения, третий формирователь по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени, двухвходовый управляемый ключ, элемент управления двухвходовым управляемым ключом, технологическое оборудование для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу, причем выход задатчика времени соединен с первыми входами формирователя сигнала суммарного расхода корма по времени или первого элемента интегрирования, формирователя сигнала живой массы животного или птицы по времени или второго элемента интегрирования, формирователя сигнала затрат тепловой энергии по времени или третьего элемента интегрирования, формирователя сигнала затрат электрической энергии по времени или четвертого элемента интегрирования, формирователя сигнала трудозатрат персонала по времени или пятого элемента интегрирования, формирователя сигнала амортизационных расходов по времени или шестого элемента интегрирования, формирователя сигнала ремонтных расходов по времени или седьмого элемента интегрирования, формирователя сигнала расходов на реновацию по времени или восьмого элемента интегрирования, формирователя сигнала транспортных расходов по времени или девятого элемента интегрирования, вторые входы и выходы которых подключены соответственно к выходам датчика расхода кормов, датчика живой массы животного или птицы, датчика расхода тепловой энергии, датчика расхода электрической энергии, задатчика сигнала удельных в единицу времени трудозатрат персонала, задатчика сигнала удельных в единицу времени амортизационных расходов, задатчика сигнала удельных в единицу времени ремонтных расходов, задатчика сигнала удельных в единицу времени расходов на реновацию, задатчика сигнала удельных в единицу времени транспортных расходов и к соответствующим входам блока элементов умножения, другие входы которого соединены с соответствующими выходами блока задатчиков сигналов удельных рыночных цен составляющих себестоимости продукции в период времени действия технологического процесса, выходы формирователя сигнала суммарного расхода корма по времени или первого элемента интегрирования и формирователя сигнала живой массы животного или птицы по времени или второго элемента интегрирования дополнительно подключены соответственно к первому и к второму входам первого элемента деления, выход которого соединен с входом последовательного соединения первого элемента дифференцирования по времени, второго элемента дифференцирования по времени, первой схемы сравнения, первого формирователя сигнала по экономическому коэффициенту конверсии при постоянных мгновенных, или в единицу времени, эксплуатационных затратах сигнала технологически оптимального момента времени, дополнительный вход первой схемы сравнения подключен к нулевой шине устройства, соответствующие восемь выходов блока элементов умножения соединены с соответствующими входами первого сумматора, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход и выход которого соединены соответственно с девятым выходом блока элементов умножения и с соединением первых входов элемента вычитания и второго элемента деления, соединение вторых входов которых является десятым выходом блока элементов умножения, а выходы элемента вычитания и второго элемента давления подключены к соответствующим входам последовательных соединений третьего элемента дифференцирования по времени, четвертого элемента дифференцирования по времени, второй схемы сравнения, второго формирователя по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени и пятого элемента дифференцирования по времени, шестого элемента дифференцирования по времени, третьей схемы сравнения, третьего формирователя по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени, дополнительные входы второй схемы сравнения и третьей схемы сравнения подключены к нулевой шине устройства, выходы второго формирователя по прибыли сигнала экономически оптимального момента времени и третьего формирователя по экономическому коэффициенту конверсии сигнала экономически оптимального момента времени соединены с соответствующими входами двухвходового управляемого ключа, управляющий вход и выход которого подключены соответственно к выходу элемента управления двухвходовым управляемым ключом и к входу технологического оборудования для автоматической замены режима кормления вволю на режим дозированного ограниченного кормления и для сигнализации об этом обслуживающему персоналу.