УСТРОЙСТВО ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ БРОЙЛЕРОВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК A01K29/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам повышения эффективности управления производством мяса бройлеров и устройствам для их осуществления. Цель изобретения - повышение эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров.

Известен способ управления технологическим процессом выращивания бройлеров, в котором процесс управления объектом производится исходя из величины «условного показателя эффективности» производства мяса бройлеров, определяемой путем деления произведения ежесуточного прироста живой массы птицы, сохранности стада и коэффициента масштабирования (в данном случае коэффициент масштабирования = 0,1) на коэффициент коверсии корма [http://www.feedland.ru/press/articles/articles_38.html].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ управления технологическим процессом выращивания бройлеров, в котором «условный показатель эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров определяют путем деления произведения средней живой массы птицы по стаду, коэффициента сохранности стада и коэффициента масштабирования на произведение возраста птицы и коэффициента конверсии корма (в данном случае коэффициент масштабирования = 100), и исходя из величины «условного показателя эффективности» корректируют процесс управления объектом.

[stgmu.ru/userfiles/depts/scientist/2012/lnternet…/Serov_Sev-KavGTU.rtf].

Общим недостатком этих технических решений является то, что присутствующие в аналитических выражениях «условных показателей эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров случайные величины «прирост массы птицы» и «живая масса птицы по стаду» представлены только по оценкам их математических ожиданий. А для полной характеристики любой случайной величины необходимо также иметь информацию о ее распределении, о степени рассеянности значений этой случайной величины относительно ее среднего значения, т.е. о величине дисперсии, среднеквадратического отклонения (стандартного отклонения), коэффициента вариации и т.д.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров путем повышения точности определения «условного показателя эффективности» производства мяса бройлеров.

В результате использования предлагаемого изобретения повышается эффективность управления технологическим процессом производства мяса бройлеров.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что:

1) в предлагаемом способе повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающем определение коэффициента сохранности стада, средней живой массы птицы по стаду, коэффициента конверсии корма, определение с их помощью «условного показателя эффективности» производства мяса бройлеров с учетом при этом возраста птицы и коэффициента масштабирования и соответствующую корректировку процесса управления производством мяса бройлеров исходя из величины «условного показателя эффективности», дополнительно определяют среднеквадратическое отклонение массы птицы, а «условный показатель эффективности» производства мяса бройлеров определяют из соотношения

где (Сох) - коэффициент сохранности стада (%), М_ср - средняя живая масса птицы по стаду (кг), K_м1 - коэффициент масштабирования, σ - среднеквадратическое отклонение массы птицы (кг), (Воз) - возраст птицы (дней), K_к - коэффициент конверсии корма (кг корма/1 кг прироста массы птицы);

2) в предлагаемом способе повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающем определение коэффициента сохранности стада, коэффициента конверсии корма, определение с их помощью «условного показателя эффективности» производства мяса бройлеров с учетом при этом возраста птицы и коэффициента масштабирования и соответствующe. корректировкe процесса управления производством мяса бройлеров исходя из величины «условного показателя эффективности», дополнительно определяют коэффициент вариации массы птицы, а «условный показатель эффективности» производства мяса бройлеров определяют из соотношения

где (Сох) - коэффициент сохранности стада (%), К_м2 - коэффициент масштабирования, V - коэффициент вариации массы птицы (%), (Воз) - возраст птицы (дней), K_к - коэффициент конверсии корма (кг корма/1 кг прироста массы птицы);

3) в предлагаемом способе повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающем определение коэффициента сохранности стада, коэффициента конверсии корма, определение с их помощью «условного показателя эффективности» производства мяса бройлеров с учетом возраста птицы и коэффициента масштабирования и соответствующую корректировку процесса управления производством мяса бройлеров исходя из величины «условного показателя эффективности», дополнительно определяют коэффициент однородности стада, а «условный показатель эффективности производства мяса бройлеров определяют из соотношения

где (Одн) - коэффициент однородности стада (%), (Сох) - коэффициент сохранности стада (%), К_м3 - коэффициент масштабирования, (Воз) – возраст птицы (дней), K_к - коэффициент конверсии корма (кг корма/1 кг прироста массы птицы).

Технический результат достигается также и тем, что:

4) в предлагаемом устройстве для осуществления способа повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающем объект управления, блок определения коэффициента сохранности, блок определения средней живой массы птицы по стаду, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания коэффициента масштабирования, блок задания возраста птицы, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом, дополнительно включен блок определения среднеквадратического отклонения массы птицы и еще один блок умножения, при этом выходы объекта управления подключены к входам блока определения коэффициента сохранности стада, блока определения средней живой массы птицы по стаду, блока определения среднеквадратического отклонения, блока задания возраста птицы, блока определения коэффициента конверсии корма, причем выход блока определения коэффициента сохранности соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока определения средней живой массы птицы по стаду, а выход первого блока умножения соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента масштабирования, при этом выход второго блока умножения подключен к входу числителя блока деления, вход знаменателя которого подключен к выходу третьего блока умножения, к первому входу которого подключен выход четвертого блока умножения, входы которого подключены к выходам блока определения среднеквадратического отклонения массы птицы и блока задания возраста птицы, а второй вход третьего блока умножения соединен с выходом блока определения коэффициента конверсии корма, а выход блока деления соединен с входом блока управления технологическим процессом, выход которого соединен с входом объекта управления;

5) в устройстве для осуществления способа повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающем объект управления, блок определения коэффициента сохранности стада, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания возраста птицы, блок задания коэффициента масштабирования, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом, дополнительно включен блок определения коэффициента вариации массы птицы, при этом выходы объекта управления подключены к входам блока определения коэффициента сохранности стада, блока определения коэффициента вариации массы птицы, блока задания возраста птицы и блока определения коэффициента конверсии корма, причем выход блока определения коэффициента сохранности стада соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента масштабирования, а выход соединен с входом числителя блока деления, вход знаменателя которого соединен с выходом второго блока умножения, первый вход которого соединен с выходом блока определения коэффициента конверсии корма, а второй вход соединен с выходом первого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом определения коэффициента вариации массы птицы, а второй вход соединен с выходом блока задания возраста птицы, при этом выход блока деления соединен с входом блока управления технологическим процессом, выход которого подключен к входу объекта управления;

6) в устройстве для осуществления способа повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающем объект управления, блок определения коэффициента сохранности, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания коэффициента масштабирования, блок задания возраста птицы, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом, дополнительно включен блок определения коэффициента однородности стада, при этом выходы объекта управления подключены к входам блока определения коэффициента сохранности стада, блока определения коэффициента однородности стада, блока определения коэффициента конверсии корма, блока задания возраста птицы и блока задания коэффициента масштабирования, причем выход блока определения коэффициента сохранности стада подключен к первому входу первого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока определения однородности стада, а выход соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента масштабирования, при этом выход второго блока умножения подключен к входу числителя блока деления, вход знаменателя которого подключен к выходу третьего блока умножения, первый вход которого соединен с выходом блока определения коэффициента конверсии корма, второй вход которого подключен к выходу блока задания возраста птицы, при этом выход блока деления соединен с входом блока управления технологическим процессом, выход которого подключен к входу объекта управления.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется в нижеследующем материале, включающем фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4.

В известном способе [stgmu.ru/userfiles/depts/scientist/2012/Internet…/SerovSev-KavGTU.rtf] эффективность технологического процесса выращивания бройлеров определяется с помощью выражения

(EPEF - Европейский индекс эффективности производства, в некоторых источниках обозначается также EBI, EEF или EFE), где коэффициент сохранности определяется с помощью выражения

где N_cox - количество сохраненных бройлеров;

N₀ - первоначальное количество бройлеров;

М_ср - средняя живая масса бройлеров по стаду;

K_м - коэффициент масштабирования (в данном случае K_м=100);

(Воз) - возраст птицы;

K_к - коэффициент конверсии корма, представляющий собой расход корма на единицу прироста массы птицы K_к=Q_Σ/ΔM, где Q_Σ - суммарное количество израсходованного корма, a ΔM - прирост массы птицы по стаду.

Символом «*» в выражении (1) и далее в тексте обозначено действие «умножение».

Все технологические параметры в выражении EPEF (1), кроме средней живой массы птицы по стаду - М_ср, представляют собой определенные (измеряемые или рассчитываемые) величины.

Единственная случайная величина в выражении (1) - это живая масса бройлеров по стаду, среднее значение которой - М_ср определяется путем индивидуального взвешивания некоторого представительного количества бройлеров (обычно 50-100 голов) и последующего осреднения результатов измерений, т.е. путем статистической обработки данных с помощью выражения

где m_j - масса j-го бройлера, а n - объем выборки (количество взвешенных бройлеров).

Как уже отметили, недостатком этого способа является то, что в выражении (1) при оценке эффективности производства мяса бройлеров по EPEF, присутствующая единственная случайная величина «живая масса птицы» представлена только математическим ожиданием - М_ср, что не может полностью характеризовать эту случайную величину, поскольку в данном случае не учитываются другие ее характеристики - закон распределения, дисперсия и т.д.

В качестве примера можно представить такую ситуацию, что при сравнении двух объектов, имеющих одинаковые значения технологических параметров, входящих в формулу (1), в том числе и при одинаковом значении М_ср как математического ожидания случайной величины массы птицы, получены разные значения дисперсии, то есть разные степени рассеянности массы птицы относительно среднего значения. Формально, судя по формуле (1), показатели эффективности этих двух объектов получатся одинаковыми.

Однако это не совсем так, поскольку тот объект, у которого дисперсия (или среднеквадратическое отклонение) массы птицы больше по величине, находится в сравнительно худшем состоянии и в технологическом, и в экономическом плане, чем объект, у которого хорошие (меньше по величине) показатели по степени рассеянности массы птицы относительно ее среднего статистического значения. Почему?

В процессе выращивания бройлеров коэффициент вариации массы птицы, представляющий собой отношение среднеквадратического отклонения (стандартного отклонения) массы птицы к ее среднему статистическому значению (где σ - среднеквадратическое отклонение, а М_ср - среднее статистическое значение массы птицы), возрастает, и примерно в 4-недельном возрасте достигает до 12% и более. Наступает технологическая необходимость сортировки птицы.

Отметим, что масса птицы по стаду, как случайная величина, имеет нормальный закон распределения, поскольку ее значение зависит от достаточно большого количества независимых (или слабо зависимых) примерно равносильных факторов, каждый из которых играет относительно малую роль в общей совокупности. По известному из теории вероятностей и математической статистики «правилу трех сигм» [Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969. - 576 с.], которое относится к случайным величинам, имеющим нормальный закон распределения, каковым является в данном случае масса птицы, все возможные значения ее массы с достаточно большой вероятностью - 0,997 распределяются в диапазоне М_ср±3σ. Это означает, что если средняя живая масса птицы к этому моменту достигает, к примеру 2000 г, при коэффициенте вариации массы птицы - V=12% (при котором σ=240), то диапазон распределения массы птицы по стаду составит примерно (2000±720) г. А если при таком же значении средней живой массы по стаду коэффициент вариации составляет V=8,0% (при котором σ=160 г), то для диапазона распределения массы птицы получим (2000±480) г. Получается, несмотря на то, что значения средней живой массы в обоих случаях одинаковы (2000 г), степень разбросанности массы птицы у них отличаются и по абсолютным, и по относительным единицам. Во втором варианте, где коэффициент вариации меньше, чем в первом (V=8,0% против V=12%), отдельные значения массы птицы в сравнительно большей степени сосредоточены вокруг среднего значения и, как следствие, показатель однородности стада соответственно больше по величине, чем в первом варианте. Если установить определенный уровень по массе, разделяющий мясо птицы на первые и вторые категории, то совершенно очевидно, что количество производимого мяса, попадающего под первую (высокую) категорию, во втором варианте технологического процесса (при котором коэффициент вариации массы V=8,0%) будет сравнительно больше, чем в первом (при котором коэффициент вариации массы V=12%), хотя при оценке эффективности этих двух вариантов технологического процесса выращивания бройлеров по EPEF (по прототипу) оба варианта равны между собой.

Для количественной оценки разницы между этими двумя вариантами воспользуемся аппаратом теории вероятностей и математической статистики. На фиг. 1 приведены графики плотности распределений этих двух вариантов случайных величин с числовыми характеристиками М_ср1=М_ср2=М_ср=2000 (г), σ₁=240 (г) и σ₂=160 (г) соответственно.

Допустим, что для того, чтобы мясо бройлера считалось высокой категории, необходимо, чтобы его масса превышала уровень, например М₀=1600 г. На графике это обозначено пунктирной линией. Найдем вероятность попадания случайной функции массы птицы на участок от М₀=1600 г и выше (этот участок обозначен штриховыми линиями). Воспользуемся стандартной функцией распределения Ф (М), заданной в виде таблицы [Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969. - 576 с.].

Для вероятности попадания случайной величины массы птицы (М) на участок от М₀ и выше (теоретически до +∞) для первого варианта получим

(как любая функция распределения Ф (+∞)=1).

Для вероятности попадания случайной величины массы птицы (М) на участок от М₀ и выше (теоретически до +∞) для второго варианта получим

Разница этих вероятностей составляет

Это означает, что вероятность того, что количество птиц, превышающих установленную величину М₀ по массе для второго варианта выращивания бройлеров, у которого среднеквадратическое отклонение σ₂=160 (г), на 4,13% выше, чем для первого варианта, у которого среднеквадратическое отклонение σ₁=240 (г). По закону больших чисел, например, в масштабах одного птичника, где выращивают несколько десятков тысяч голов птиц, эта вероятность - 4,13% превращается в реальную цифру.

Если учесть, что поголовье птичника составляет, например, 34000 голов при клеточном содержании в оборудовании КП-8Л с общей живой массой всего стада 55000 кг, то из них 2271,5 кг мяса первой (высокой) категории во втором варианте производится больше, чем в первом. При разнице рыночной стоимости первой и второй категории мяса бройлеров примерно 20,00 руб./кг, дополнительный доход, получаемый во втором варианте технологического процесса выращивания бройлеров, составит 45430 руб. Причем этот доход, позволяющий повысить экономическую эффективность второго объекта по отношению первого, никак не может быть отражен в оценке EPEF по формуле (1).

Таким образом, мы получили примерную количественную оценку результатов сравнения двух вариантов технологического процесса выращивания бройлеров, отличающихся только по значениям среднеквадратического отклонения (а также и коэффициента вариации массы птицы) при одинаковых значениях остальных технологических параметров, входящих в формулу (1). Результаты сравнения показывают, что известный способ (прототип) оценки эффективности производства мяса бройлеров, который выражается формулой (1), в недостаточной степени характеризует технологическое и экономическое состояние объекта, поскольку в нем не учитывается разница дисперсий и других параметров вариации по живой массе птицы между двумя объектами сравнения. Получаемый во втором варианте выращивания бройлеров (в котором коэффициент вариации массы меньше, чем в первом) дополнительный экономической эффект свидетельствует о его превосходстве по эффективности производства по отношению к первому варианту, которое не было (и не могло быть) учтено при оценке по EPEF. Причина заключается в том, что живая масса птицы, как случайная величина, представлена только по оценке ее математического ожидания - М_ср, в том случае, когда для полной характеристики любой случайной величины, кроме ее математического ожидания, необходимо иметь также информацию о законе ее распределения и о степени рассеянности значений этой случайной величины.

Поэтому для полноценной оценки эффективности технологического процесса производства мяса бройлеров нами предлагается, помимо всех технологических показателей, присутствующих в выражении (1), учесть также и параметры рассеянности массы птицы (среднеквадратическое отклонение, коэффициент вариации, однородность стада и т.д.). В частности, предлагается дополнительно включить в состав основных параметров, влияющих на эффективность технологического процесса, величину среднеквадратического отклонения (стандартного отклонения) живой массы птицы - σ.

При этом предлагаемое нами выражение оценки эффективности технологического процесса выращивания бройлеров будет иметь вид (первый вариант)

где УПЭ₁ - «Условный показатель эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров, К_м1 - коэффициент масштабирования для данного выражения, остальные параметры известны из выражения (1). Причем величина среднеквадратического отклонения определяется с помощью выражения

где m_j - масса j-го бройлера, М_ср - средняя живая масса бройлеров, а n - объем выборки (количество взвешенных бройлеров).

Введение значения среднеквадратического отклонения живой массы птицы в части знаменателя выражения (2) свидетельствует о том, что величина УПЭ₁ «обратно пропорциональна» к величине σ, т.е. чем меньше среднеквадратическое отклонение массы птицы при остальных равных условиях, тем больше получится значение УПЭ₁.

Если в выражении (2) числитель и знаменатель делить на М_ср и учесть, что коэффициент вариации массы птицы то оно примет вид

где УПЭ₂ - «Условный показатель эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров (2-й вариант), К_м2 - коэффициент масштабирования для данного выражения.

Это означает, что величина оценки эффективности (или величина УПЭ₂) технологического процесса выращивания бройлеров может быть определена также путем деления произведения коэффициента величины сохранности и коэффициента масштабирования на производные величин коэффициента вариации массы птицы, возраста птицы и коэффициента конверсии корма.

Необходимо отметить, что коэффициент вариации (V) - наиболее универсальный показатель, отражающий степень разбросанности значений независимо от их масштаба и единиц измерения. Коэффициент вариации измеряется в процентах и может быть использован для сравнения вариаций различных технологических процессов производства мяса бройлеров.

Поскольку при оценке эффективности производства мяса бройлеров с помощью выражений УПЭ₁ и УПЭ₂ для определения средней живой массы птицы по стаду, так или иначе, необходимо обязательное проведение процедуры сбора и обработки статистической информации, то не сложно одновременно определить также значения среднеквадратического отклонения - σ и коэффициента вариации массы птицы - V по вышеуказанным формулам.

Одним из важных параметров продуктивности бройлеров, наряду с такими параметрами, как средняя живая масса птицы, прирост массы и коэффициент конверсии корма, является однородность стада.

Экспериментально доказано, что при высокой однородности стада получаются высокие показатели по сохранности, среднесуточному приросту и коэффициенту конверсии корма. Например, в однородных по живой массе (Одн=97%) стадах в сравнении с показателями разнородных сообществ (Одн=84%) сохранность выше на 1,5%, среднесуточный прирост живой массы - на 2%, корма на 1 кг прироста расходуется меньше на 1,7% [http://webpticeprom.ru/ru/articles-management.html?pageID=1177395161].

Основным показателем, характеризующим однородность стада, является коэффициент вариации. С учетом того, что величина коэффициента вариации - V «обратно пропорциональным» образом влияет на показатель однородности стада - (Одн), то выражение (3) можно представить в виде

где УПЭ₃ - «Условный показатель эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров (3-й вариант), К_м3 - коэффициент масштабирования для данного выражения.

Это означает, что величина оценки эффективности (или величина УПЭ₃) технологического процесса выращивания бройлеров может быть определена также путем деления произведения коэффициента однородности стада, коэффициента сохранности стада и коэффициента масштабирования на произведение величин возраста птицы и коэффициента конверсии корма.

На практике в качестве оценки однородности стада часто пользуются отношением количества бройлеров, масса которых находится в ±10% интервале относительно среднего статистического значения, на общее количество бройлеров выборочной группы. В связи с этим выражение УПЭ₃ целесообразно использовать при заведомо известном значении коэффициента однородности стада - (Одн), который был определен приведенным выше традиционным методом. А как определить величину коэффициента однородности стада (Одн), если уже известна оценка коэффициента вариации массы птицы.

В данном случае задача заключается в том, чтобы величину коэффициента однородности стада (Одн) выразить с помощью коэффициента вариации массы птицы (V). Воспользуемся аппаратом теории вероятностей и математической статистики.

При этом в качестве коэффициента однородности стада можно принимать величину, равную (или пропорциональную) величине вероятности того, что масса птицы попадет в заданный интервал (М_ср±Δ%) кг. Эту вероятность можно определить с помощью выражения [Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969. - 576 с.]

С учетом того, что коэффициент вариации массы птицы равен вставляя значение стандартного отклонения σ=М_ср*7/100 в выражение (5) получим

где V - коэффициент вариации массы птицы в процентах, Δ - заданный интервал в процентах по отношению М_ср, а Ф (М) - стандартная функция распределения, заданная в виде таблицы. Таким образом, мы получили общую формулу расчета вероятностной оценки однородности стада при заданных значениях интервала попадания Δ и коэффициенте вариации массы птицы V.

Например, при коэффициенте вариации V=12% для вероятности попадания массы птицы в интервал М_ср±10% получим P=0,594 (или 59,4%), а при V=8% получим - P=0,7888 (или 78,88%). Это означает, что если коэффициент вариации массы птицы V=12%, то для величины коэффициента однородности стада получим (Одн)=59,4% (или пропорциональную ему величину, входящую в коэффициент К_м3), а если коэффициент вариации массы птицы V=8%, то для величины коэффициента однородности стада получим (Одн)=78,88% (или пропорциональную ему величину, входящую в коэффициент К_м3).

Таким образом, мы получили три варианта оценки эффективности технологического процесса выращивания бройлеров с помощью нижеследующих трех выражений:

Полученные нами все три варианта оценки эффективности технологического процесса выращивания бройлеров равносильны между собой и могут быть применены в разных технологических ситуациях.

В итоге, полученные аналитические выражения (2), (3) и (4) позволяют повысить точность оценки эффективности технологического процесса выращивания бройлеров и корректировать процесс управления объектом таким образом, чтобы достичь максимального для данной технологической ситуации уровня эффективности производства мяса бройлеров в целом.

Структурные схемы устройств для осуществления способов повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, реализующих выражения (2), (3) и (4) по пунктам 1, 2, 3 формулы изобретения представлены на Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4 соответственно.

Устройство для осуществления способа повышения эффективности технологического процесса выращивания бройлеров по пункту 1 формулы изобретения работает следующим образом (структурная схема устройства представлена на фиг. 2).

Ежесуточно информация о состоянии объекта управления 1, представляющего собой промышленный птичник, поступает на входы блока определения коэффициента сохранности стада 2, блока определения средней живой массы птицы 3, блока определения среднеквадратического отклонения 7, блока задания возраста птицы 8 и блока определения коэффициента конверсии корма 9.

При этом:

1) коэффициент сохранности стада определяется в блоке 2 с помощью выражения

где N₀ - первоначальное количество бройлеров (вводится в начале цикла выращивания), N_cox - количество сохраненных бройлеров (определяется после ежесуточной выбраковки птицы), является первичной информацией, поступающей от объекта управления 1;

2) средняя живая масса бройлеров по стаду - М_ср определяется путем автоматического взвешивания некоторого представительного количества бройлеров (обычно 50-100 голов) с помощью электронных весов, установленных в птичнике (т.е. на объекте управления 1), и последующего осреднения результатов измерений путем статистической обработки данных в блоке 3 с помощью выражения

где m_j - масса j-го бройлера, а n - объем выборки (количество взвешенных бройлеров);

3) величина среднеквадратического отклонения определяется в блоке 7 с помощью выражения

где m_j - масса j-го бройлера, М_ср - средняя живая масса бройлеров, а n - объем выборки, первичная информация поступает от автоматических электронных весов, установленных на объекте управления 1;

4) возраст птицы задается вручную с помощью блока 8 или автоматически от объекта управления 1;

5) коэффициент конверсии корма - K_к, представляющий собой расход корма на единицу прироста массы птицы, определяется в блоке 9 с помощью выражения K_к=Q_Σ/ΔM, где Q_Σ - суммарный расход корма, a ΔM - прирост массы птицы по стаду, причем информация об этих двух параметрах поступает от объекта управления 1;

6) коэффициент масштабирования задается (или вводится) вручную, однократно и независимо от конкретного объекта управления. Для удобства пользования его значение выбираются таким образом, чтобы для одного и того же объекта величины условных показателей эффективности (УПЭ), рассчитанные с помощью выражений (2), (3), (4), получились одинаковыми и были соизмеримы с Европейским показателем эффективности производства (EPEF) мяса бройлеров.

Далее, сигнал, пропорциональный значению коэффициента сохранности стада (Сох), с выхода блока 2 поступает на первый вход блока умножения 5, на второй вход которого поступает сигнал М_ср с выхода блока 3 определения средней живой массы птицы по стаду. В результате на выходе блока умножения 5 получается произведение этих двух величин - (Сох)*М_ср, которое подается на первый вход блока умножения 6, на второй вход которого подается значение коэффициента масштабирования - K_м1, формируемое на выходе блока задания коэффициента масштабирования 4. Далее результат умножения - (Сох)*М_ср*K_м1 с выхода блока умножения 6 подается на вход числителя блока деления 12, на вход знаменателя которого поступает сигнал σ*(Воз)*K_к, формируемый на выходе блока умножения 11, на входы которого поступают сигналы K_к - с выхода блока определения коэффициента конверсии корма 9 и σ*(Воз) - с выхода блока умножения 10, входные сигналы которого формируются в блоке 7 определения среднеквадратического отклонения - σ и в блоке 8 задания возраста птицы - (Воз). В итоге на выходе блока деления 12 получается сигнал

представляющий собой величину «Условного показателя эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров. Этот сигнал в качестве обратной связи подается на вход блока управления 13, где формируется соответствующий сигнал управления, который поступает на вход объекта управления 1 и служит для корректировки процесса управления таким образом, чтобы достичь максимальной для данной технологической ситуации эффективности производства мяса бройлеров в целом.

Устройство для осуществления способа повышения эффективности технологического процесса выращивания бройлеров по пункту 2 формулы изобретения работает следующим образом (структурная схема устройства представлена на фиг. 3).

Ежесуточно информация о состоянии объекта управления 1, представляющего собой промышленный птичник, поступает на входы блока определения коэффициента сохранности стада 2, блока определения коэффициента вариации массы птицы 15, блока задания возраста птицы 8 и блока определения коэффициента конверсии корма 9.

При этом коэффициент вариации массы птицы определяется с помощью выражения

где σ - среднеквадратическое отклонение массы птицы, а М_ср - средняя живая масса птицы по стаду. Остальные параметры определяются аналогичным образом, согласно приведенным выше пунктам пп. 1…6 описания пункта 1 формулы изобретения.

Далее формируемые на выходе блока 15 определения коэффициента вариации массы птицы значение V и на выходе блока 8 задания возраста птицы значение (Воз) подаются на входы блока умножения 17, выходной сигнал V*(Воз) которого подается на первый вход блока умножения 18, на второй вход которого поступает сигнал K_к от блока определения коэффициента конверсии корма 9. Результат умножения V*(Воз)*K_к подается на вход знаменателя блока деления 19, на вход числителя которого поступает сигнал (Сох)*K_м2 с выхода блока умножения 16, на первый вход которого подается сигнал (Сох), формируемый на выходе блока 2 определения коэффициента сохранности стада, а на второй вход - сигнал K_м2, формируемый на выходе блока задания коэффициента масштабирования 14. В результате на выходе блока деления 19 получается сигнал

представляющий собой величину «Условного показателя эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров. Этот сигнал в качестве обратной связи подается на вход блока управления 13, где формируется соответствующий сигнал управления, который поступает на вход объекта управления 1 и служит для корректировки процесса управления таким образом, чтобы достичь максимальной для данной технологической ситуации эффективности производства мяса бройлеров в целом.

Устройство для осуществления способа повышения эффективности технологического процесса выращивания бройлеров по пункту 3 формулы изобретения работает следующим образом (структурная схема устройства представлена на фиг. 4).

Ежесуточно информация о состоянии объекта управления 1, представляющего собой промышленный птичник, поступает на входы блока определения коэффициента сохранности стада 2, блока определения коэффициента однородности стада 20, блока определения коэффициента конверсии корма 9 и блока задания возраста птицы 8.

Сигналы (Сох) и (Одн), формируемые на выходах блоков определения коэффициентов сохранности 2 и однородности стада 20, соответственно поступают на входы блока умножения 22, выходной сигнал которого, представляющий собой произведение (Одн)*(Сох), подается на первый вход блока умножения 24, на второй вход которого поступает сигнал Kм₃ с выхода блока задания коэффициента масштабирования 21. Результат произведения (Одн)*(Сох)*К_м3 подается на вход числителя блока деления 25, на вход знаменателя которого поступает сигнал (Воз)*K_к с выхода блока умножения 23, на входы которого подаются сигналы K_к и (Воз) с выходов блоков определения коэффициента конверсии корма 9 и задания возраста птицы 8 соответственно. В результате на выходе блока деления 25 получается сигнал

представляющий собой величину «условного показателя эффективности» технологического процесса выращивания бройлеров. Этот сигнал в качестве обратной связи подается на вход блока управления 13, где формируется соответствующий сигнал управления, который поступает на вход объекта управления 1 и служит для корректировки процесса управления таким образом, чтобы достичь максимальной для данной технологической ситуации эффективности производства мяса бройлеров в целом.

Поскольку полученные оценки эффективности производства мяса бройлеров носят относительный, даже, можно сказать, символический характер, то величинами коэффициентов масштабирования - К_м1, К_м2, К_м3 могут быть любые числа. Однако для удобства пользования они выбираются таким образом, чтобы для одного и того же объекта величины условных показателей эффективности (УПЭ), рассчитанные с помощью выражений (2), (3), (4), получились одинаковыми и были соизмеримы с Европейским показателем эффективности производства (EPEF) мяса бройлеров.

В связи с этим нами предлагаются следующие числовые значения этих коэффициентов: К_м1=20, К_м2=2000; К_м3=2,95, которые взаимосвязаны между собой таким образом, что значение любого из них рассчитывается с помощью других. Легко убедится, что если мы для выражения (2) принимаем К_м1=20, то для выражения (3) получится К_м2=2000, а для выражения (4) - К_м3=2,95.

ВЫВОДЫ

1. Предлагаемые способы повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров и устройства для их реализации (по пунктам 1, 2 и 3 формулы изобретения), в отличие от известных, благодаря предлагаемым выражениям для оценки «условного показателя эффективности» объекта, дополнительно носят в себе информацию о степени рассеянности массы бройлеров по стаду, т.е. о степени однородности стада. А повышение однородности стада, в свою очередь, позволяет повысить сохранность стада, среднесуточный прирост массы птицы, а также экономить кормовые ресурсы на единицу прироста массы. Т.е. предлагаемые УПЭ₁, УПЭ₂, УПЭ₃ прямо или косвенно включают в себе не только технологическую, но и экономическую информацию об эффективности производства мяса бройлеров.

2. Поскольку, как уже отметили, высокая однородность стада положительно влияет на качество производимого куриного мяса, в результате чего сравнительно большее количество мяса попадает под высокую категорию, что способствует увеличения прибыли птицеводческого предприятия, то предлагаемые выражения (УПЭ₁, УПЭ₂, УПЭ₃) определения «Условных показателей эффективности» включают в себе не только количественную, но и качественную оценку эффективности технологического процесса выращивания бройлеров.

3. Предлагаемые нами «Условные показатели эффективности» (УПЭ₁, УПЭ₂, УПЭ₃) носят безразмерный характер, что свидетельствует об их универсальности, и могут быть использованы при сравнительной оценке эффективности производства мяса бройлеров в различных технологических процессах их выращивания.

4. Рекомендуемые значения коэффициентов масштабирования следующие: К_м1=20, К_м2=2000; К_м3=2,95.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Устройство по первому варианту содержит объект управления, блок определения коэффициента сохранности, блок определения средней живой массы птицы по стаду, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания коэффициента масштабирования, блок задания возраста птицы, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом. При этом устройство дополнительно включает блок определения среднеквадратического отклонения массы птицы и еще один блок умножения. Устройство по второму варианту содержит объект управления, блок определения коэффициента сохранности стада, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания возраста птицы, блок задания коэффициента масштабирования, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом. При этом устройство дополнительно включает блок определения коэффициента вариации массы птицы. Устройство по третьему варианту содержит объект управления, блок определения коэффициента сохранности, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания коэффициента масштабирования, блок задания возраста птицы, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом. При этом устройство дополнительно включает блок определения коэффициента однородности стада. Обеспечивается повышение эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающее объект управления, блок определения коэффициента сохранности, блок определения средней живой массы птицы по стаду, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания коэффициента масштабирования, блок задания возраста птицы, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом, отличающееся тем, что дополнительно включает блок определения среднеквадратического отклонения массы птицы и еще один блок умножения, при этом выходы объекта управления подключены к входам блока определения коэффициента сохранности стада, блока определения средней живой массы птицы по стаду, блока определения среднеквадратического отклонения, блока задания возраста птицы, блока определения коэффициента конверсии корма, причем выход блока определения коэффициента сохранности соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока определения средней живой массы птицы по стаду, а выход первого блока умножения соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента масштабирования, при этом выход второго блока умножения подключен к входу числителя блока деления, вход знаменателя которого подключен к выходу третьего блока умножения, к первому входу которого подключен выход четвертого блока умножения, входы которого подключены к выходам блока определения среднеквадратического отклонения массы птицы и блока задания возраста птицы, а второй вход третьего блока умножения соединен с выходом блока определения коэффициента конверсии корма, а выход блока деления соединен с входом блока управления технологическим процессом, выход которого соединен с входом объекта управления.

2. Устройство повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающее объект управления, блок определения коэффициента сохранности стада, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания возраста птицы, блок задания коэффициента масштабирования, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом, отличающееся тем, что дополнительно включает блок определения коэффициента вариации массы птицы, при этом выходы объекта управления подключены к входам блока определения коэффициента сохранности стада, блока определения коэффициента вариации массы птицы, блока задания возраста птицы и блока определения коэффициента конверсии корма, причем выход блока определения коэффициента сохранности стада соединен с первым входом первого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента масштабирования, а выход соединен с входом числителя блока деления, вход знаменателя которого соединен с выходом второго блока умножения, первый вход которого соединен с выходом блока определения коэффициента конверсии корма, а второй вход соединен с выходом первого блока умножения, первый вход которого соединен с выходом определения коэффициента вариации массы птицы, а второй вход соединен с выходом блока задания возраста птицы, при этом выход блока деления соединен с входом блока управления технологическим процессом, выход которого подключен к входу объекта управления.

3. Устройство повышения эффективности управления технологическим процессом выращивания бройлеров, включающее объект управления, блок определения коэффициента сохранности, блок определения коэффициента конверсии корма, блок задания коэффициента масштабирования, блок задания возраста птицы, три блока умножения, блок деления и блок управления технологическим процессом, отличающееся тем, что дополнительно включает блок определения коэффициента однородности стада, при этом выходы объекта управления подключены к входам блока определения коэффициента сохранности стада, блока определения коэффициента однородности стада, блока определения коэффициента конверсии корма, блока задания возраста птицы и блока задания коэффициента масштабирования, причем выход блока определения коэффициента сохранности стада подключен к первому входу первого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока определения однородности стада, а выход соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом блока задания коэффициента масштабирования, при этом выход второго блока умножения подключен к входу числителя блока деления, вход знаменателя которого подключен к выходу третьего блока умножения, первый вход которого соединен с выходом блока определения коэффициента конверсии корма, второй вход которого подключен к выходу блока задания возраста птицы, при этом выход блока деления соединен с входом блока управления технологическим процессом, выход которого подключен к входу объекта управления.