RU2553386C2 - Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them taking into account their function of loss of productivity - Google Patents
Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them taking into account their function of loss of productivity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553386C2 RU2553386C2 RU2013130913/13A RU2013130913A RU2553386C2 RU 2553386 C2 RU2553386 C2 RU 2553386C2 RU 2013130913/13 A RU2013130913/13 A RU 2013130913/13A RU 2013130913 A RU2013130913 A RU 2013130913A RU 2553386 C2 RU2553386 C2 RU 2553386C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- feed
- livestock
- signals
- feed mixture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feeding And Watering For Cattle Raising And Animal Husbandry (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства, к технологиям составления кормовых рационов и кормления сельскохозяйственных животных и птицы и может быть использовано в отраслях промышленного животноводства и птицеводства.The invention relates to the field of agriculture, to the technology of making feed rations and feeding farm animals and poultry and can be used in industries of livestock and poultry.
Известно устройство составления экономичного кормового рациона и экономичного кормления животных и птицы, обеспечивающее определение экономически наилучшего рациона и наилучшей при этом суточной дозы кормовой смеси (кормосмеси) (в данном прототипе указано - «корма», в смысле - кормовой смеси), получение наивысшего значения принятого для управления экономического критерия (признака, показателя) прироста прибыли от технологических процессов приготовления кормосмеси и кормления поголовья (Патент РФ 2462864. Устройство составления экономичного кормового рациона и экономичного кормления животных и птицы / А.В. Дубровин и др. // БИ №28, 2012).A device for preparing an economical feed ration and economical feeding of animals and poultry is known, which ensures the determination of the economically best diet and the best daily dose of the feed mixture (feed mixture) (in this prototype it is indicated “feed”, in the sense of feed mixture), obtaining the highest value of the accepted for managing the economic criterion (sign, indicator) of profit growth from technological processes of preparing feed mixtures and feeding livestock (RF Patent 2462864. Device for compiling th feed ration and cost of feeding livestock and poultry / Dubrovin AV et al. // BI №28, 2012).
В результате использования этого изобретения (прототипа) устанавливаются такие количественные значения составляющих кормов (в данном прототипе указано - «ингредиентов корма») в дозе кормовой смеси и самой дозы расхода кормосмеси, при которых обеспечивается наивысший на данный момент времени прирост прибыли от действия наиболее затратных технологических процессов кормоприготовления и кормления животных и птицы.As a result of the use of this invention (prototype), such quantitative values of the feed components are established (in this prototype it is indicated “feed ingredients”) in the dose of the feed mixture and the dose of feed mixture itself, at which the highest profit growth at the given time from the action of the most expensive technological feed preparation and feeding of animals and birds.
Недостатком данного технического решения является невозможность управления технологическими процессами составления рациона кормосмеси и кормлением поголовья по другому технико-экономическому критерию оптимизации для достижения наивысшей технико-экономической эффективности этих процессов в складывающейся на сельскохозяйственном предприятии технико-экономической ситуации (проблемы с ресурсами, с поголовьем животных или птицы и т.п.). The disadvantage of this technical solution is the impossibility of controlling the technological processes of preparing the feed ration and feeding the livestock according to another technical and economic criterion of optimization in order to achieve the highest technical and economic efficiency of these processes in the technical and economic situation at the agricultural enterprise (problems with resources, with the number of animals or poultry etc.).
Также недостатком данного технического решения является невозможность экономного управления технологическими процессами составления экономичного рациона кормосмеси и ограниченным кормлением поголовья в конечной стадии выращивания животных и птицы, когда большая часть кормосмеси идет не на прирост живой массы, а просто на поддержание жизни животного или птицы с большой живой массой. Еще одним недостатком данного технического решения является отсутствие в нем информации о потреблении кормосмеси животными и птицей. Поэтому достаточно трудно с высокой точностью управлять технологическими процессами составления рациона кормосмеси и кормлением поголовья без учета такой информации о различных критериях оптимизации, о потреблении кормосмеси, для достижения наивысшей технико-экономической эффективности этих процессов в складывающейся на сельскохозяйственном предприятии технико-экономической ситуации (проблемы с ресурсами, с поголовьем животных или птицы и т.п.). Снижение прироста живой массы поголовья животных и птицы должно немедленно приводить к увеличению расчетных потерь продуктивности поголовья, которые представлены расчетными функциями потерь и которые можно видоизменять с помощью различных коэффициентов математических моделей этих функций. Изменение вида функций потерь автоматически повлияет на результат соответствующего перерасчета экономически наилучшего рациона новой кормосмеси, предотвращающей указанное снижение прироста живой массы поголовья животных и птицы. Без коррекции значений коэффициентов функций потерь продуктивности и в отсутствие информации о потреблении кормосмеси животными и птицей технология составления рациона и дозирования кормосмеси останется прежней, что приведет к явному перерасходу дорогостоящих кормов в кормосмеси. Поэтому новое техническое решение должно иметь возможность действия в конечной стадии выращивания животных и птицы при наличии информации о потреблении кормосмеси животными и птицей в различных складывающихся технико-технологических и хозяйственных условиях производства продукции на сельскохозяйственном предприятии. Таким образом, новое техническое решение должно также иметь возможность действия одновременно при наличии информации о потреблении кормосмеси животными и птицей и изменениях вида функций потерь продуктивности в различных складывающихся технико-технологических и хозяйственных условиях производства продукции на сельскохозяйственном предприятии. Следовательно, необходимо существенное расширение функциональных возможностей способа и устройства, которое требует использования в процессе составления рационов наличии информации о потреблении кормосмеси животными и птицей.Another disadvantage of this technical solution is the impossibility of economical control of technological processes of making an economic ration of feed mixtures and limited feeding of livestock at the final stage of raising animals and poultry, when most of the feed mix is not used to increase live weight, but simply to maintain the life of an animal or bird with a large live weight . Another disadvantage of this technical solution is the lack of information on the consumption of feed mixtures by animals and poultry. Therefore, it is quite difficult to control the technological processes of compiling the feed mixture ration and feeding the livestock with high accuracy without taking into account such information about various optimization criteria, the feed mixture consumption, in order to achieve the highest technical and economic efficiency of these processes in the technical and economic situation that is developing at the agricultural enterprise (problems with resources , with a livestock of animals or birds, etc.). The decrease in the increase in live weight of the livestock and poultry should immediately lead to an increase in the estimated loss of livestock productivity, which are represented by the calculated loss functions and which can be modified using various coefficients of mathematical models of these functions. Changing the type of loss functions will automatically affect the result of the corresponding recalculation of the economically best diet of the new feed mixture, which prevents the indicated decrease in the increase in live weight of the livestock and poultry. Without correction of the values of the coefficients of the productivity loss functions and in the absence of information on feed consumption by animals and poultry, the technology of composing the ration and dosing the feed mixture will remain the same, which will lead to a clear cost overrun of expensive feed in the feed mixture. Therefore, a new technical solution should be able to act in the final stage of raising animals and poultry if there is information about the consumption of feed mixtures by animals and poultry in various emerging technical, technological and economic conditions of production at an agricultural enterprise. Thus, the new technical solution should also be able to act simultaneously if there is information about the consumption of feed mixture by animals and poultry and changes in the type of productivity loss functions in various emerging technical, technological and economic conditions of production at an agricultural enterprise. Therefore, it is necessary to significantly expand the functionality of the method and device, which requires the use of information on the consumption of feed mixtures by animals and birds in the process of drawing up diets.
Задачей изобретения является автоматизированное управление технологическими процессами составления рациона кормосмеси по различным технико-экономическим критериям оптимизации, автоматизированное управление технологическими процессами составления экономически наилучшего рациона кормосмеси и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси в конечной стадии выращивания животных и птицы, когда большая часть кормосмеси идет не на прирост живой массы, а просто на поддержание жизни животного или птицы с большой живой массой, и при наличии информации о потреблении кормосмеси животными и птицей и изменениях вида функций потерь продуктивности, повышение точности определения доз кормов в кормосмеси, расхода самой кормосмеси для соответствующего повышения точности управления процессами кормоприготовления при наличии информации о потреблении ими кормосмеси в конечной стадии выращивания животных и птицы. Таким образом, задачей изобретения является расширение арсенала технических средств аналогичного назначения, а именно для составления кормового рациона и приготовления кормовой смеси для животных и птицы.The objective of the invention is the automated control of the technological processes of compiling the feed mixture according to various technical and economic optimization criteria, the automated control of the technological processes of compiling the economically best feed mixture and the preparation of the economically best feed mixture in the final stage of raising animals and poultry, when most of the feed mixture does not go to live growth mass, but simply to maintain the life of an animal or bird with a large live weight, etc. Available information about the consumption of animal feed mixtures and bird species and changes productivity loss functions, improving the accuracy of determining doses of feed in feed mixes, feed mixture flow to the most appropriate processes improve control accuracy kormoprigotovleniya if information about their consumption of feed mixtures in the final stage of growing animals and poultry. Thus, the object of the invention is to expand the arsenal of technical means of a similar purpose, namely, to compose a feed ration and prepare a feed mixture for animals and poultry.
В результате использования изобретения обеспечивается практическая возможность управления технологическим процессом составления экономичного рациона кормосмеси для достижения наивысшей технико-экономической эффективности этого процесса по одному или по другому экономическому критерию оптимизации для достижения наивысшей экономической эффективности этих процессов в складывающейся на сельскохозяйственном предприятии технико-экономической ситуации (проблемы с ресурсами, с поголовьем животных или птицы и т.п.), причем обеспечивается это автоматизированное управление технологическими процессами составления экономически наилучшего рациона кормосмеси и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси и в конечной стадии выращивания животных и птицы, когда большая часть кормосмеси идет не на прирост живой массы, а на поддержание жизни животного или птицы с большой живой массой, и при наличии информации о потреблении ими кормосмеси и изменениях вида функций потерь продуктивности для достижения наивысшей технико-экономической эффективности этих процессов в складывающейся на сельскохозяйственном предприятии технико-экономической ситуации, что позволяет при этом экономить дорогостоящие корма. Значительно повышается точность определения доз кормов в кормосмеси, расхода самой кормосмеси для соответствующего повышения точности управления процессами кормоприготовления при наличии информации о потреблении ими кормосмеси в конечной стадии выращивания животных и птицы. Таким образом, технический результат в свою очередь заключается в реализации устройством заявленного назначения составления кормового рациона и приготовления кормовой смеси для животных и птицы.As a result of the use of the invention, it is possible to control the technological process of preparing an economical feed ration for achieving the highest technical and economic efficiency of this process according to one or another economic optimization criterion in order to achieve the highest economic efficiency of these processes in the technical and economic situation taking shape at an agricultural enterprise (problems with resources, with a livestock of animals or birds, etc.), and provide This is the automated control of the technological processes of compiling the economically best diet of the feed mixture and preparing the economically best feed mixture and in the final stage of raising animals and poultry, when most of the feed mixture is not used to increase live weight, but to maintain the life of an animal or bird with a large live weight, and if there is information about their consumption of feed mixtures and changes in the type of functions of productivity losses in order to achieve the highest technical and economic efficiency of these processes in the technical and economic situation at the agricultural enterprise, which allows saving costly feed. Significantly increases the accuracy of determining the doses of feed in the feed mixture, the consumption of the feed mixture for a corresponding increase in the accuracy of control of the processes of feed preparation in the presence of information about their consumption of feed mixture in the final stage of raising animals and poultry. Thus, the technical result, in turn, lies in the implementation by the device of the declared purpose of the preparation of the feed ration and preparation of the feed mixture for animals and poultry.
Технический результат достигается тем, что устройство составления по различным критериям оптимизации экономически наилучшего кормового рациона и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси при программируемом росте животных и птицы и при наличии информации о потреблении ими кормосмеси с учетом функций потерь их продуктивности содержит задатчик сигнала реального возраста поголовья, блок задатчиков промежуточных управляющих сигналов, блок задатчиков сигналов экономически оптимальных доз кормов, выходы которого подключены к соответствующим первым неинвертирующим входам блока схем сравнения сигналов доз кормов, ко вторым соответствующим инвертирующим входам которого подключены выходы блока задатчиков сигналов реальных доз кормов, а выходы блока схем сравнения сигналов доз кормов соединены с соответствующими входами блока дозаторов кормов, выходы которого соединены с входами смесителя, на выходе которого формируется экономически оптимальная кормосмесь, при этом в устройство введены задатчик имитируемого сигнала возраста поголовья, задатчик имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья, задатчик имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья, вычислитель сигнала живой массы поголовья в начальной стадии выращивания, вычислитель сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания, вычислитель сигнала живой массы поголовья в конечной стадии выращивания, вычислитель сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, схема сравнения сигналов живой массы поголовья в начальной и в конечной стадии выращивания, формирователь сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы, блок управляемых ключей, схема совпадения сигналов, блок формирователей управляющих сигналов или интерфейс лица, принимающего решение, задатчик сигнала вида критерия оптимизации, измеритель сигнала расхода кормосмеси, задатчик сигнала расчетной дозы кормосмеси, блок задатчиков сигналов коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животного или птицы, при этом выход задатчика имитируемого сигнала возраста поголовья подключен к входам задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья и задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья и к первому входу схемы совпадения сигналов, выход задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья соединен с соединением первых входов вычислителя сигнала живой массы поголовья в начальной стадии выращивания и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания, выход задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья соединен с соединением первых входов вычислителя сигнала живой массы поголовья в конечной стадии выращивания и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, выходы вычислителя сигнала живой массы поголовья в начальной стадии выращивания и вычислителя сигнала живой массы поголовья в конечной стадии выращивания подключены соответственно к первому и второму входам схемы сравнения сигналов живой массы поголовья в начальной и в конечной стадии выращивания, выход которой через формирователь сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы подключен к второму входу схемы совпадения сигналов, к третьему входу которой подключен выход задатчика сигнала реального возраста поголовья, а выход которой соединен с управляющим входом блока управляемых ключей, первый и второй входы и соответствующие выходы которого подключены соответственно к выходу вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания, к выходу вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания и к соответствующим входам блока задатчиков сигналов экономически оптимальных доз кормов, при этом выход блока задатчиков промежуточных управляющих сигналов соединен с соединением вторых входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, первый выход блока формирователей управляющих сигналов или интерфейса лица, принимающего решение, через задатчик сигнала расчетной дозы кормосмеси подключен к соединению третьих входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, второй выход блока формирователей управляющих сигналов или интерфейса лица, принимающего решение, через задатчик сигнала вида критерия оптимизации подключен к соединению четвертых входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, третий выход блока формирователей управляющих сигналов или интерфейса лица, принимающего решение, через блок задатчиков сигналов коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животного или птицы подключен к соединению пятых входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, вход блока формирователей управляющих сигналов или интерфейса лица, принимающего решение, соединен с выходом измерителя сигнала расхода кормосмеси.The technical result is achieved by the fact that the device for compiling, according to various criteria, the optimization of the economically best fodder ration and preparation of the economically best fodder mixture with programmable growth of animals and poultry and if there is information about their consumption of feed mixtures, taking into account the functions of loss of their productivity, contains a signal generator of the livestock age, block setters of intermediate control signals, a set of setters for signals of economically optimal feed doses, the outputs of which are connected to the corresponding first non-inverting inputs of the feed dose signal signal comparison circuit block, to the second corresponding inverting inputs of which the feed dose signal input signal generator sets are connected, and the outputs of the feed dose signal comparison signal circuit block are connected to the corresponding inputs of the feed metering unit, the outputs of which are connected to the inputs of the mixer, at the output of which an economically optimal feed mixture is formed, while the simulator of a simulated livestock age signal is entered into the device, the simulator is simulated the feed signal of the feed mixture at the maximum increase in live weight of the livestock, the simulator of the simulated signal of the feed mixture at the minimum increase in live weight of the livestock, the calculator of the signal of live weight of the livestock in the initial stage of cultivation, the calculator of signals of the economically optimal diet in the initial stage of cultivation, the calculator of the live weight of the livestock in the final growing stages, a signal calculator of an economically optimal diet in the final stage of growing, a comparison scheme of live weight signals in the initial and final stages of growing, a shaper of a signal to turn off the mode of calculating the maximum increase in live weight and transition to the mode of calculating the minimum increase in live weight, a block of controlled keys, a circuit for matching signals, a block of shapers of control signals or an interface of a decision maker, a signal generator of the form optimization criterion, meter of the feed mixture flow signal, setpoint generator of the estimated feed mixture signal, block of signal setters for the coefficients of the loss function of the estimated production animal or bird, while the output of the simulator of the livestock age signal is connected to the inputs of the simulator of the feed mixture dose at the maximum increase in live weight of the livestock and the master of the simulated feed mixture signal at the minimum increase in live weight of the livestock and to the first input of the signal matching circuit, the output of the simulated feed dose signal at the maximum increase in live weight of the livestock is connected to the connection of the first inputs of the calculator of the live weight of the livestock of the growing stage and the economically optimal diet signal calculator in the initial growing stage, the output of the simulated feed mixture dose generator with a minimum increase in live weight of the livestock is connected to the connection of the first inputs of the live weight signal calculator in the final growing stage and the economical optimal diet signal calculator in the final growing stage , the outputs of the live weight signal calculator in the initial stage of growing and the live weight signal calculator in the final stage of growing are connected respectively to the first and second inputs of the circuit for comparing live weight signals in the initial and final stages of growing, the output of which is connected to the second input of the circuit through the shaper of the signal to turn off the mode for calculating the maximum increase in live weight and switching to the mode for calculating the minimum increase in live weight coincidence of signals, to the third input of which the output of the signal generator of the real age of the livestock is connected, and the output of which is connected to the control input of the unit controlled keys, the first and second inputs and the corresponding outputs of which are connected respectively to the output of the economically optimal ration signal calculator in the initial stage of cultivation, to the output of the economically optimal ration signal calculator in the final stage of cultivation and to the corresponding inputs of the unit of signal adjusters of economically optimal feed doses, while the output of the set of controllers of the intermediate control signals is connected to the connection of the second inputs of the signal calculator economically optimal about the diet in the initial stage of cultivation and the calculator of signals of an economically optimal diet in the final stage of cultivation, the first output of the block of control signal shapers or the interface of the person making the decision is connected to the connection of the third inputs of the signal calculator of the economically optimal diet in the initial stage of cultivation through the signal generator of the calculated dose of the feed mixture and a signal calculator of an economically optimal diet at the final stage of cultivation, the second output of the control formers block signals or interface of the person making the decision, through the signal encoder of the type of optimization criterion connected to the connection of the fourth inputs of the signal processor of the economically optimal diet in the initial stage of growing and the signal processor of the economically optimal diet in the final stage of growing, the third output of the block of control signal generators or the interface of the person taking the solution, through the block of signal setters of the coefficients of the loss functions of the estimated productivity of the animal or bird, is connected to to the fifth input of the economically optimal ration signal calculator at the initial stage of cultivation and the economically optimal ration signal calculator at the final stage of cultivation, the input of the control signal conditioner unit or the decision maker interface is connected to the output of the feed mixture signal meter.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется примером. В техническом решении способа используется новая модель рациона, в которой вместо жестких ограничений на содержание в рационе компонентов питания (традиционно используемых в энергетических расчетах по оптимизации рационов и кормосмесей) введены более общие экономические показатели рационов и кормосмесей. Это прибыль, уровень рентабельности, общая сбалансированность (оцениваемая по уровню потерь животноводческой продукции), обеспечиваемая продуктивность, оплата корма продукцией, конверсия корма и др. Показатели эффективности рациона:The essence of the invention is illustrated by example. In the technical solution of the method, a new diet model is used, in which instead of strict restrictions on the content of food components in the diet (traditionally used in energy calculations to optimize diets and feed mixtures), more general economic indicators of diets and feed mixtures are introduced. These are profit, profitability level, general balance (estimated by the level of livestock production losses), provided productivity, payment for feed by products, feed conversion, etc. Diet efficiency indicators:
- прибыль, обеспечиваемая рационом- profit provided by the diet
- уровень рентабельности рациона- the level of profitability of the diet
- сбалансированность рациона- balanced diet
где ПР - прибыль, обеспечиваемая рационом; - стоимость продукции, которая может быть получена от животного при полностью сбалансированном рационе, приведенная к одним суткам; Пдисб - потери, вызываемые дисбалансом рациона; Срац - стоимость рациона.where PR is the profit provided by the diet; - the cost of production that can be obtained from an animal with a completely balanced diet, reduced to one day; P disb - losses caused by an imbalance in the diet; With rat - the cost of the diet.
Полностью сбалансированный рацион характеризуется значением СБ=100%, а наличие дисбаланса по компонентам питания и соотношениям, приводящее к потерям, снижает этот показатель. Введенные показатели позволяют оценивать и сравнивать рационы и кормосмеси с разных хозяйственных позиций и обеспечивают возможность использования одинаковых правил их оценки разными специалистами. Новый подход к оптимизации рационов и кормосмесей позволяет использовать до десяти разных по смыслу критериев оптимизации, настраивая процесс кормления животных и птицы таким образом, чтобы добиваться максимальной эффективности производства при различных технических, технологических, производственных и экономических ситуациях.A fully balanced diet is characterized by SB = 100%, and the presence of an imbalance in nutrition components and ratios, leading to losses, reduces this indicator. The introduced indicators allow you to evaluate and compare diets and feed mixtures from different economic positions and provide the ability to use the same rules for their evaluation by different specialists. A new approach to optimizing diets and feed mixtures allows using up to ten optimization criteria that are different in meaning, adjusting the process of feeding animals and poultry in such a way as to achieve maximum production efficiency in various technical, technological, industrial and economic situations.
Экономические показатели рациона. Стоимость рациона:Economic indicators of the diet. Diet Cost:
где Срац - общая стоимость кормов, входящих в рацион (стоимость рациона); Cкормаj - стоимость j-го корма в рационе; Cкормаj=Цпj×xj при xj∈[0, Mплj]; Cкормаj=Цпj×Mплj+Цзj×(xj-Мплj) при xj∈(Мплj, Mмаксj] - цена имеющегося в наличии («планового») j-го корма; Цзj - «кассовая» цена j-го корма для случая его закупки; Mплj - план расходования j-го корма на одну гол. в сутки; Mмаксj - максимально допустимое содержание j-го корма в рационе. Под «кассовой» ценой корма понимается сумма цены закупки корма и накладных расходов предприятия, связанных с закупкой.where C rat - the total cost of feed included in the diet (the cost of the diet); C feed j is the cost of the j-th feed in the diet; C feed j = C n j × x j for x j ∈ [0, M plj ]; C feed j = C pj × M plj + C zj × (x j -M plj ) for x j ∈ (M plj , M maxj ] - the price of the available (“planned”) j-th feed; C zj - “cash "The price of the j-th feed for the case of its purchase; M plj is the plan for spending the j-th feed on one goal per day; M maxj is the maximum allowable content of the j-th feed in the diet. The“ cash "feed price is the sum of the purchase price feed and overhead costs of the enterprise related to the purchase.
Сбалансированность рациона корма:Feed Balance:
где СБ - сбалансированность рациона; - стоимость продукции, которая может быть получена от животного или птицы за одни сутки при полностью сбалансированном рационе; Пдисб - общие потери продукции, вызываемые дисбалансом рациона. Прибыль:where SB is the balance of the diet; - the cost of products that can be obtained from an animal or bird in one day with a completely balanced diet; P disb - total loss of production caused by an imbalance in the diet. Profit:
где ПР - прибыль, обеспечиваемая рационом; Пкорм - потери, возникающие из-за нарушения плана расходования кормов. Рентабельность:where PR is the profit provided by the diet; P feed - losses arising from a violation of the feed consumption plan. Profitability:
где Р - уровень рентабельности рациона; Пцж - потери по ценности животного, вызываемые дисбалансом рациона.where P is the level of profitability of the diet; P CJ - loss in value of the animal caused by an imbalance in the diet.
Обеспечиваемая рационом продуктивность:Productivity provided by the diet:
где ПРОДоб - суточная продуктивность животного, обеспечиваемая рационом; Ппрод - потери по продуктивности животного, вызываемые дисбалансом рациона; Цпрод - цена единицы продукции.where PROD about - the daily productivity of the animal, provided by the diet; P prod - losses in animal productivity caused by an imbalance in the diet; C prod - unit price.
Критерии оптимизации рациона. Максимальная прибыль: П+Срац→min. Максимальная рентабельность: Р→max.Criteria for optimizing the diet. Maximum profit: P + C rac → min. Maximum profitability: P → max.
Максимальная сбалансированность: П-Пкорм→min, где П - суммарные потери продуктивности, по воспроизводству, по здоровью, плановые Пкорм; Пкорм - хозяйственные потери, вызываемые отклонениями расходования кормов от плана:Maximum balance: P-P food → min, where P - total loss of productivity, reproduction, health, planned P- feed ; P feed - economic losses caused by deviations in the expenditure of feed from the plan:
где yj(aj) - потери, возникающие из-за нарушения планового расходования j-го корма; aj=(xj/xплj); Хплj - плановый расход j-го корма.where y j (a j ) - losses arising from a violation of the planned expenditure of the j-th feed; a j = (x j / x plj ); X PLJ - the planned consumption of the j-th feed.
Максимальная продуктивность: Ппрод→min - при оптимизации рациона по критерию «максимальная продуктивность» минимизируются потери по продуктивности.Maximum productivity: P prod → min - when optimizing the diet by the criterion “maximum productivity”, losses in productivity are minimized.
Максимальная сохранность животного: Пцж→min - критерий «максимальная сохранность животного» выражается через минимизацию потерь по ценности животного.Maximum safety of the animal: П ЦЖ → min - the criterion “maximum safety of the animal” is expressed through minimization of losses in the value of the animal.
Максимальная прибыль при заданной сбалансированности:Maximum profit with a given balance:
где - сбалансированность рациона; СБ - требуемая сбалансированность рациона. «Максимальная прибыль при заданной сбалансированности» обеспечивает достижение максимальной прибыли рациона при сбалансированности не ниже заданной. Максимальная прибыль при стоимости рациона не выше заданной:Where - balanced diet; SB - the required balance of the diet. “Maximum profit with a given balance” ensures that the maximum profit of the diet is achieved with a balance not lower than a given one. Maximum profit with a ration value not higher than a given:
где Срац - стоимость рациона; Cpau зад - заданная стоимость рациона. «Максимальная прибыль при стоимости рациона не выше заданной» обеспечивает достижение максимальной прибыли рациона при стоимости кормов не выше заданной.where C rat - the cost of the diet; C pau ass - the set value of the diet. “Maximum profit with a ration value not higher than a given” ensures the achievement of a maximum profit margin with a feed cost not higher than a given.
Максимальная сбалансированность при заданной стоимости рациона: П-Пкорм→min при Срац≤Срац зад, - обеспечивает достижение максимальной сбалансированности рациона при стоимости кормов не выше заданной.Maximum balanced diet at a predetermined value: PP feed → min at C ≤S rac rac ass - achieves maximum balanced diet when feed costs are not higher than the predetermined.
Максимальная рентабельность при заданной сбалансированности Р→max при - обеспечивает достижение максимальной рентабельности рациона при сбалансированности рациона не ниже заданной.Maximum profitability with a given balance P → max at - ensures the achievement of maximum profitability of the diet with a balanced diet not lower than the specified.
Минимальная стоимость рациона при заданной сбалансированности: Срац→min при минимизирует стоимость рациона при сбалансированности рациона не ниже заданной.The minimum cost of the diet for a given balance: C rac → min at minimizes the cost of the diet with a balanced diet not lower than the specified.
Минимальная стоимость рациона при продуктивности не ниже заданной: Срац→min при ПРОДоб≥ПРОДзад, где ПРОДзад - заданная продуктивность. «Минимальная стоимость рациона при продуктивности не ниже заданной» минимизирует стоимость рациона при обеспечении продуктивности животного не ниже заданной Пользователем.The minimum cost of the diet for productivity is not lower than the specified: C rac → min for PROD about ≥ProD ass , where the PROD ass is the specified productivity. "The minimum cost of the diet with productivity not lower than the set" minimizes the cost of the diet while ensuring the productivity of the animal is not lower than the one set by the User.
Минимальная стоимость рациона при ограничениях на питательность: Срац→min при (кпi мин≤кпi≤кпi макс). Здесь кпi - содержание i-го компонента питания в рационе (I∈[1, N]); кпi мин - минимально допустимое содержание в рационе i-го компонента питания; кпi макс - максимально допустимое содержание в рационе i-го компонента питания; N - количество нормируемых компонентов питания. «Минимальная стоимость рациона при ограничениях на питательность» минимизирует стоимость рациона при учете ограничений на содержание в рационе компонентов питания, указываемых Пользователем.The minimum cost of the diet with nutritional restrictions: C rac → min at (kp i min ≤kp i ≤kp i max ). Here, kp i is the content of the ith food component in the diet (I∈ [1, N]); CP i min - the minimum allowable content in the diet of the i-th nutrition component; CP i max - the maximum allowable content in the diet of the i-th nutrition component; N is the number of normalized nutrition components. "The minimum cost of the diet with nutritional restrictions" minimizes the cost of the diet when taking into account the restrictions on the content of dietary components specified by the User.
Максимальная прибыль при продуктивности не ниже заданной: П+Срац→min при ПРОДоб≥ПРОДзад; обеспечивает достижение максимальной прибыли рациона при продуктивности не ниже заданной.Maximum profit with productivity not lower than the set: P + C rac → min with PROD about ≥ProD ass ; ensures the achievement of the maximum profit of the diet with productivity not lower than the specified.
Максимальная прибыль при заданной продуктивности П+Срац→min при (ПРОДзад-Δ)≤ПРОДоб≤(ПРОДзад+Δ), где Δ - задаваемая точность обеспечения требуемой продуктивности. «Максимальная прибыль при заданной продуктивности» обеспечивает максимальную прибыль рациона при продуктивности, соответствующей заданной с точностью ±Δ.The maximum profit at a given productivity P + C rac → min at (PROD ass- Δ) ≤ PROD about ≤ (PROD ass + Δ), where Δ is the specified accuracy to ensure the required productivity. "Maximum profit at a given productivity" provides the maximum profit of the diet with productivity corresponding to the given accuracy ± Δ.
Максимальная сохранность животного при продуктивности не ниже заданной: Пцж→min при ПРОДоб≥ПРОДзад обеспечивает максимальную сохранность животного при продуктивности не ниже заданной.The maximum preservation of the animal with productivity not lower than the specified: P CJ → min with PROD about ≥Prod ass ensures maximum safety of the animal with productivity not lower than the specified.
Минимальная стоимость рациона при заданной продуктивности: Срац→min при Ппрод≤Ппрод зад обеспечивает минимум стоимости рациона при продуктивности не ниже заданной.The minimum cost of the diet for a given productivity: C rac → min at P prod ≤P prod back provides a minimum cost of the diet for productivity not lower than the specified.
Максимальная рентабельность при продуктивности не ниже заданной: Р→max при ПРОДоб≥ПРОДзад обеспечивает максимальную рентабельность рациона при продуктивности не ниже заданной.The maximum profitability with productivity not lower than the set: P → max with PROD about ≥Prod ass ensures maximum profitability of the diet with productivity not lower than the set.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1-7.The essence of the invention is illustrated in FIG. 1-7.
На фиг. 1 дан выбор критерия оптимизации. На фиг. 2 показан результат расчета рациона кормосмеси. На фиг. 3 дана иллюстрация к работе алгоритма оптимизации управления при откорме животных и птицы. На фиг. 4 показаны примеры функций потерь продуктивности поголовья. На фиг. 5 изображено диалоговое окно коррекции функций потерь. На фиг. 6 дана иллюстрация потерь продуктивности животных и птицы, вызываемых отклонением от нормы содержания в рационе компонента питания [см. Лукьянов П.Б. Система поддержки принятия решений для оптимизации оперативного управления экономикой производства животноводческой продукции. Автореф. дисс.… докт. эконом. наук. - М.: РГАУ-ТСХА, 2011. - 46 с.].In FIG. 1 gives a choice of optimization criterion. In FIG. 2 shows the result of calculating the feed mixture ration. In FIG. Figure 3 illustrates the operation of the control optimization algorithm for feeding animals and birds. In FIG. 4 shows examples of livestock productivity loss functions. In FIG. 5 shows a dialog box for correction of loss functions. In FIG. Figure 6 illustrates the loss of productivity of animals and birds caused by a deviation from the norm of the content of the nutrition component in the diet [see Lukyanov P.B. Decision support system for optimizing the operational management of the economy of livestock production. Abstract. Diss ... Doct. economy sciences. - M .: RGAU-TSHA, 2011. - 46 p.].
На фиг. 7 изображена функциональная схема устройства составления по различным критериям оптимизации экономически наилучшего кормового рациона и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси при программируемом росте животных и птицы и при наличии информации о потреблении ими кормосмеси с учетом функций потерь их продуктивности: 1 - задатчик сигнала реального возраста поголовья, 2 - блок задатчиков промежуточных управляющих сигналов, 3 - блок задатчиков сигналов экономически оптимальных доз кормов, 4 - блок схем сравнения сигналов доз кормов, 5 - блок задатчиков сигналов реальных доз кормов, 6 - блок дозаторов кормов, 7 - смеситель, 8 - экономически оптимальная кормосмесь (условно показано хранилище этой кормосмеси), 9 - задатчик имитируемого сигнала возраста поголовья, 10 - задатчик имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья, 11 - задатчик имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья, 12 - вычислитель сигнала живой массы поголовья в начальной стадии выращивания, 13 - вычислитель сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания, 14 - вычислитель сигнала живой массы поголовья в конечной стадии выращивания, 15 - вычислитель сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, 16 - схема сравнения сигналов живой массы поголовья в начальной и конечной стадии выращивания, 17 - формирователь сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы, 18 - блок управляемых ключей, 19 - схема совпадения сигналов, 20 - блок формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение), 21 - задатчик сигнала вида критерия оптимизации, 22 - измеритель сигнала расхода кормосмеси, 23 - задатчик сигнала расчетной дозы кормосмеси, 24 - блок задатчиков сигналов коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животного или птицы.In FIG. 7 shows a functional diagram of a device for compiling, according to various criteria, the optimization of the economically best fodder ration and preparation of the economically best fodder mixture with programmed growth of animals and poultry and if there is information about their consumption of feed mixture taking into account the functions of loss of their productivity: 1 - signal generator of the livestock age, 2 - a block of adjusters of intermediate control signals, 3 - a block of adjusters of signals of economically optimal doses of feed, 4 - a block of circuits for comparing signals of doses of cor ov, 5 - block of signal feed units of real feed doses, 6 - block of feed metering devices, 7 - mixer, 8 - economically optimal feed mixture (storage of this feed mixture is conventionally shown), 9 - switch of a simulated livestock age signal, 10 - switch of a simulated feed mixture dose signal for the maximum increase in live weight of the livestock, 11 is the master of the simulated signal of the dose of feed mixture with the minimum increase in live weight of the livestock, 12 is the calculator of the signal of live weight of the livestock at the initial stage of growing, 13 is the calculator of signals economically optimal ration at the initial stage of growing, 14 - calculator of live weight signal of the livestock at the final stage of growing, 15 - calculator of signals of economically optimal diet at the final growing stage, 16 - circuit for comparing live weight signals of the livestock at the initial and final stage of growing, 17 - signal shaper disabling the mode for calculating the maximum gain in live weight and switching to the mode for calculating the minimum gain in live weight, 18 - a block of controlled keys, 19 - a circuit for matching signals, 20 - a block of shaped STUDIO control signals (interface of the decision maker) 21 - setpoint signal type optimization criterion, 22 - kormosmesi flow meter signal 23 - calculated dose dial kormosmesi signal 24 - block signal setting devices function coefficients calculated loss of productivity of the animal or bird.
Для правильного развития молодняка сельскохозяйственных животных и/или получения животноводческой продукции высокого качества требуется соблюдать определенную закономерность роста массы животных. Оптимальная динамика прироста массы животных определяется посредством моделирования физиологических процессов роста либо путем проведения натурных экспериментов [1. Дудин В.И., Черепанов Г.Г., Кузнецов С.Г., Манухина А.И. Экспериментальная апробация системной модели роста свиней // Проблемы физиологии, биохимии, биотехнологии и питания сельскохозяйственных животных. - Боровск, 1994. 2. Куценко А.И. Математическое моделирование и оптимизация параметров производства на комплексах по откорму крупного рогатого скота // Диссертация на соиск. уч. степени канд. эконом. наук. - М., 2007. 3. Тюпаев И.М., Черепанов Г.Г. Динамика роста бычков при разном уровне питания // Проблемы физиологии, биохимии, биотехнологии и питания сельскохозяйственных животных. - Боровск, 1994. 4. Черепанов Г.Г. Системная морфофизиологическая теория роста животных. - Боровск, 1994. 5. Черепанов Г.Г., Агафонов В.И. Обоснование оптимальной интенсивности роста и наиболее целесообразных сроков убоя при выращивании и откорме крупного рогатого скота // Зоотехния, №3, 1994. 6. Шляхтунов В.И., Плященко А.И. Повышение качества говядины. - Минск, 1986].For the proper development of young farm animals and / or obtaining high-quality livestock products, it is necessary to observe a certain pattern of growth in the mass of animals. The optimal dynamics of the increase in mass of animals is determined by modeling the physiological processes of growth or by conducting field experiments [1. Dudin V.I., Cherepanov G.G., Kuznetsov S.G., Manukhina A.I. Experimental testing of a systematic model of pig growth // Problems of physiology, biochemistry, biotechnology and nutrition of farm animals. - Borovsk, 1994. 2. Kutsenko A.I. Mathematical modeling and optimization of production parameters in complexes for fattening cattle // The dissertation on competition. student degrees of cand. economy sciences. - M., 2007. 3. Tyupaev I.M., Cherepanov G.G. The growth dynamics of gobies at different levels of nutrition // Problems of physiology, biochemistry, biotechnology and nutrition of farm animals. - Borovsk, 1994. 4. Cherepanov G.G. Systemic morphophysiological theory of animal growth. - Borovsk, 1994. 5. Cherepanov G.G., Agafonov V.I. The rationale for the optimal growth rate and the most appropriate slaughter time for growing and fattening cattle // Zootechny, No. 3, 1994. 6. Shlyakhtunov VI, Plyashchenko AI Improving the quality of beef. - Minsk, 1986].
Основным регулятором прироста выступает суточный рацион. При этом задача оптимизации рациона формулируется следующим образом: «Составить рацион, обеспечивающий заданный прирост массы животных при максимальной экономической эффективности использования кормов». Экономическая эффективность использования кормов выражается прибылью или рентабельностью, обеспечиваемой рационом. При данной постановке задачи методика оптимизации рациона при программировании прироста массы животных может иметь два варианта - «одношаговый» и «многошаговый».The main regulator of growth is the daily diet. In this case, the task of ration optimization is formulated as follows: "To compose a diet that provides a given increase in the mass of animals at the maximum economic efficiency of feed use." The economic efficiency of feed use is expressed by profit or profitability provided by the diet. With this statement of the problem, the methodology for ration optimization when programming the increase in the mass of animals can have two options - “one-step” and “multi-step”.
Первый вариант - «одношаговый». Оптимизация рациона для получения заданного прироста массы животных по первому варианту ориентирована на раздельную оптимизацию рационов по приросту, задаваемому для каждого шага наращивания массы. При этом в качестве исходных данных для расчета берутся усредненные по «шагу» характеристики животного и заданный суточный прирост массы. В этом случае оптимизация выполняется по методике планирования рационов для индивидуального дозированного кормления животных [Лукьянов Б.В., Лукьянов П.Б. Новая информационная технология оптимизации рационов для сельскохозяйственных животных (Компьютерные программы «КОРАЛЛ»): Учебно-методическое пособие. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2009] с использованием одного из критериев:The first option is “one-step”. The ration optimization for obtaining a given increase in the mass of animals according to the first embodiment is oriented toward separate optimization of the diets according to the gain specified for each step of weight gain. In this case, the initial data for the calculation are the characteristics of the animal averaged over the “step” and the specified daily weight gain. In this case, optimization is performed according to the method of planning rations for individual dosed feeding of animals [Lukyanov BV, Lukyanov PB New information technology for optimizing diets for farm animals (CORAL computer programs): A training manual. - M.: Publishing House of the Russian State Authentic Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, 2009] using one of the criteria:
- максимальная прибыль при заданной продуктивности;- maximum profit for a given productivity;
- максимальная рентабельность при заданной продуктивности;- maximum profitability for a given productivity;
- минимальная стоимость рациона при заданной продуктивности.- the minimum cost of the diet for a given productivity.
Второй вариант - «многошаговый». При отсутствии требования обеспечить задаваемый пошаговый прирост массы альтернативой по отношению к первому варианту может служить следующая постановка задачи: «Составить серию рационов, обеспечивающих требуемый прирост массы животного за заданный период времени при максимальной экономической эффективности использования кормов». При такой постановке задача оптимизации рациона попадает в класс задач оптимального управления и в рамках теории оптимального управления формулируется следующим образом: «Требуется найти такую динамику кормления (траекторию управления), при которой масса животного вырастет от начального значения m0, соответствующего моменту времени t0, до требуемого значения m1, соответствующего заданному моменту времени t1, с минимальной стоимостью кормов». Таким образом, объектом управления выступает животное, состояние которого характеризуется двумя фазовыми переменными: «масса» и «суточный прирост массы». Вектором управления является суточный рацион. За функционал качества принимается стоимость кормов, расходуемых на одно животное за период откорма. Время изменяется дискретно, принятый в животноводстве и в птицеводстве квант времени - одни сутки. После приведения задачи к стандартному виду задач теории оптимального управления, условия задачи описываются следующим образом. Фазовый вектор объекта является двумерным:The second option is multi-step. In the absence of a requirement to provide a given incremental weight gain as an alternative to the first option, the following statement of the problem can serve: "To compose a series of diets that provide the required increase in animal mass for a given period of time at the maximum economic efficiency of feed use." With this formulation, the ration optimization problem falls into the class of optimal control problems and is formulated as follows in the framework of the optimal control theory: “It is required to find such a feeding dynamics (control path) that the mass of the animal grows from the initial value m 0 corresponding to time t 0 , "to the required value m 1 corresponding to a given point in time t 1 with a minimum cost of feed." Thus, the control object is an animal, the state of which is characterized by two phase variables: “mass” and “daily weight gain”. The control vector is the daily ration. For the quality functional, the cost of feed consumed per animal for the period of fattening is taken. Time changes discretely; the time quantum adopted in animal husbandry and poultry farming is one day. After reducing the problem to the standard form of problems in the theory of optimal control, the conditions of the problem are described as follows. The phase vector of the object is two-dimensional:
где х1 - масса животного; х2 - суточный прирост массы.where x 1 is the mass of the animal; x 2 - daily weight gain.
Управление задается вектором кормов рациона:The control is set by the feed diet vector:
где uk(t) - масса k-го корма в рационе t-го дня откорма; m - количество кормов рациона.where u k (t) is the mass of the k-th feed in the diet of the t-th day of fattening; m is the amount of feed ration.
Функционал качества описывается выражением:The quality functional is described by the expression:
где J(u(t), x(t)) - функционал качества; Cрацj - стоимость рациона в j-й день откорма; j∈[t0,, t1].where J (u (t), x (t)) is the quality functional; C race - the cost of the diet on the j-th day of fattening; j∈ [t 0 ,, t 1 ].
Задача решается в следующей последовательности.The problem is solved in the following sequence.
1. Оценивается управляемость объекта, т.е. проверяется возможность выполнения требуемого откорма в заданный период времени имеющимися кормами. Для оценки управляемости объекта выполняется серия расчетов рационов по критерию «максимальная продуктивность» на период откорма с дискретностью в один день. Если в конце периода требуемая масса животного не достигнута, то делается заключение, что объект неуправляем, и следует пересмотреть исходные данные задачи. Если требуемая масса животного достигнута, то делается заключение, что объект управляем. В этом случае управление u0(t) и траектория x0(t) запоминаются и решение задачи продолжается.1. Estimated controllability of the object, ie the ability to perform the required fattening in a given period of time by the available feeds is checked. To assess the controllability of the object, a series of ration calculations is performed according to the criterion of “maximum productivity” for the fattening period with a discreteness of one day. If at the end of the period the required mass of the animal is not achieved, then it is concluded that the object is uncontrollable, and the initial data of the problem should be reviewed. If the required mass of the animal has been reached, it is concluded that the object is controllable. In this case, the control u 0 (t) and the trajectory x 0 (t) are remembered and the solution of the problem continues.
2. Определяется оптимальная траектория управления и соответствующая ей фазовая траектория объекта. При выращивании и откорме животных при движении от t0 к t1 оплата корма снижается, так как при этом масса животных растет и, соответственно, увеличивается доля рациона, идущая на поддержание их жизни. Поэтому с целью минимизации расхода кормов следует прирост массы в конце периода делать минимально допустимым с точки зрения сохранности здоровья животных и соблюдения технологических условий их роста. Поэтому на этом шаге решения задачи для определения оптимальной траектории управления выполняется «обратный» расчет изменения массы животного, при движении от t1 к t0, по критерию «минимальная стоимость при заданной продуктивности».2. The optimal control path and the corresponding phase path of the object are determined. When growing and fattening animals when moving from t 0 to t 1, payment for feed is reduced, since the mass of animals is growing and, accordingly, the proportion of the diet that goes to maintain their life increases. Therefore, in order to minimize feed consumption, weight gain at the end of the period should be made minimally acceptable from the point of view of preserving the health of animals and observing the technological conditions for their growth. Therefore, at this step of solving the problem to determine the optimal control path, a "reverse" calculation of the change in the mass of the animal is performed, when moving from t 1 to t 0 , according to the criterion of "minimum cost for a given productivity."
На фиг. 3 иллюстрируется последовательность решения задачи через изменение во времени массы животного (x1(t)). Кривая x01(t) отображает первый шаг решения - оценку управляемости. Кривая x1(t) соответствует оптимальному управлению; стрелка указывает направление последовательности вычислений при определении оптимальной траектории управления. Расчет рационов по минимальному приросту начинается с момента времени t1 (точка С) и продолжается до пересечения с кривой x01(t) (точка В). На участке ВА рационы рассчитываются по максимальному приросту. Найденные рационы определяют оптимальное управление для откорма животного с начальной массой x1(t0) до требуемой массы x1(t1) при минимальной стоимости кормов (траектория ABC). Описанные алгоритмы оптимизации рационов при программируемом росте животных могут выполняться в том числе с помощью готовых компьютерных программ, например, «КОРАЛЛ - Кормление выращиваемого скота» и «КОРАЛЛ - Кормление свиней» [www.korall-agro.ru, E-mail: ration@mail.ru].In FIG. 3 illustrates the sequence of solving the problem through the change in time of the mass of the animal (x 1 (t)). Curve x 01 (t) represents the first step of the solution - an assessment of controllability. The curve x 1 (t) corresponds to optimal control; the arrow indicates the direction of the sequence of calculations in determining the optimal control path. Calculation of rations according to the minimum increase begins at time t 1 (point C) and continues until it intersects with the curve x 01 (t) (point B). On the VA plot, rations are calculated according to the maximum increase. The found rations determine the optimal control for fattening an animal with an initial mass x 1 (t 0 ) to the required mass x 1 (t 1 ) with a minimum cost of feed (trajectory ABC). The described algorithms for optimizing diets for programmed animal growth can be carried out including using ready-made computer programs, for example, “CORAL - Feeding livestock” and “CORAL - Feeding pigs” [www.korall-agro.ru, E-mail: ration @ mail.ru].
Устройство составления по различным критериям оптимизации экономически наилучшего кормового рациона и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси при программируемом росте животных и птицы и при наличии информации о потреблении ими кормосмеси с учетом функций потерь их продуктивности содержит задатчик сигнала реального возраста поголовья 1, блок задатчиков промежуточных управляющих сигналов 2, блок задатчиков сигналов экономически оптимальных доз кормов 3, выходы которого подключены к соответствующим первым неинвертирующим входам блока схем сравнения сигналов доз кормов 4, ко вторым соответствующим инвертирующим входам которого подключены выходы блока задатчиков сигналов реальных доз кормов 5, а выходы блока схем сравнения сигналов доз кормов 4 соединены с соответствующими входами блока дозаторов кормов 6, выходы которого соединены с входами смесителя 7, на выходе которого формируется экономически оптимальная кормосмесь 8, при этом в устройство введены задатчик имитируемого сигнала возраста поголовья 9, задатчик имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья 10, задатчик имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья 11, вычислитель сигнала живой массы поголовья в начальной стадии выращивания 12, вычислитель сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13, вычислитель сигнала живой массы поголовья в конечной стадии выращивания 14, вычислитель сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15, схема сравнения сигналов живой массы поголовья в начальной и в конечной стадии выращивания 16, формирователь сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы 17, блок управляемых ключей 18, схема совпадения сигналов 19, блок формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение) 20, задатчик сигнала вида критерия оптимизации 21, измеритель сигнала расхода кормосмеси 22, задатчик сигнала расчетной дозы кормосмеси 23, блок задатчиков сигналов коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животного или птицы 24, при этом выход задатчика имитируемого сигнала возраста поголовья 9 подключен к входам задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья 10 и задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья 11 и к первому входу схемы совпадения сигналов 19, выход задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья 10 соединен с соединением первых входов вычислителя сигнала живой массы поголовья в начальной стадии выращивания 12 и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13, выход задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья 11 соединен с соединением первых входов вычислителя сигнала живой массы поголовья в конечной стадии выращивания 14 и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15, выходы вычислителя сигнала живой массы поголовья в начальной стадии выращивания 12 и вычислителя сигнала живой массы поголовья в конечной стадии выращивания 14 подключены соответственно к первому и второму входам схемы сравнения сигналов живой массы поголовья в начальной и в конечной стадии выращивания 16, выход которой через формирователь сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы 17 подключен к второму входу схемы совпадения сигналов 19, к третьему входу которой подключен выход задатчика сигнала реального возраста поголовья 1, а выход которой соединен с управляющим входом блока управляемых ключей 18, первый и второй входы и соответствующие выходы которого подключены соответственно к выходу вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13, к выходу вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15 и к соответствующим входам блока задатчиков сигналов экономически оптимальных доз кормов 3, при этом выход блока задатчиков промежуточных управляющих сигналов 2 соединен с соединением вторых входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13 и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15, первый выход блока формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение) 20 через задатчик сигнала расчетной дозы кормосмеси 23 подключен к соединению третьих входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13 и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15, второй выход блока формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение) 20 через задатчик сигнала вида критерия оптимизации 21 подключен к соединению четвертых входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13 и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15, третий выход блока формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение) 20 через блок задатчиков сигналов коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животного или птицы 24 подключен к соединению пятых входов вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13 и вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15, вход блока формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение) соединен с выходом измерителя сигнала расхода кормосмеси.A device for compiling, according to various criteria, the optimization of the economically best fodder ration and preparation of the economically best fodder mixture with programmed growth of animals and poultry and if there is information about their consumption of feed mixtures, taking into account the functions of losses in their productivity, contains a live signal generator for livestock 1, a unit for intermediate control signals 2 , a set of signal adjusters for economically optimal feed doses 3, the outputs of which are connected to the corresponding first non-inverting m inputs of the feed dose signal comparison signal circuit 4, the outputs of the unit of the real feed dose signal signal generator 5 are connected to the second corresponding inverting inputs, and the outputs of the feed dose signal comparison signal circuit 4 are connected to the corresponding inputs of the feed metering unit 6, the outputs of which are connected to the inputs of the mixer 7, at the output of which an economically optimal feed mixture 8 is formed, while a simulator of a simulated livestock age signal 9, a simulator of a simulated feed mixture dose signal at the maximum increase in live weight of livestock 10, the master of a simulated feed dose signal at a minimum increase in live weight of livestock 11, the signal processor of live weight of the livestock at the initial stage of growing 12, the signal processor of the economically optimal diet in the initial stage of growing 13, the calculator of live weight of the livestock at the final stage cultivation 14, a signal calculator of an economically optimal diet in the final stage of growing 15, a comparison scheme of live weight signals of the livestock in the initial and final stages the initial stage of cultivation 16, the shaper of the signal to turn off the mode of calculating the maximum increase in live weight and the transition to the mode of calculating the minimum increase in live weight 17, the block of controlled keys 18, the scheme of matching signals 19, the block of the shapers of control signals (interface of the decision maker) 20, the signal generator type of optimization criterion 21, meter of the signal of the feed mixture 22, signal generator of the calculated dose of the feed mixture 23, the block of signal adjusters of the coefficients of the loss function coefficients of the estimated animal productivity or bird 24, while the output of the simulated signal generator for livestock 9 is connected to the inputs of the simulated signal of the feed mixture dose at the maximum increase in live weight of the livestock 10 and the master of the simulated feed mixture dose signal with a minimum increase in live weight of the livestock 11 and to the first input of the signal matching circuit 19 , the output of the master of the simulated signal of the dose of the feed mixture with a maximum increase in live weight of livestock 10 is connected to the connection of the first inputs of the calculator of the signal of live weight of livestock in the initial growing stage 12 and a signal processor of an economically optimal diet in the initial stage of growing 13, the output of the simulator of a simulated feed mixture dose signal with a minimum increase in live weight of livestock 11 is connected to the connection of the first inputs of the live weight calculator of the livestock in the final stage of growing 14 and a signal calculator of an economically optimal diet in the final stage of growing 15, the outputs of the calculator of the live weight signal of the livestock in the initial stage of growing 12 and the calculator of the live weight signal the sheep in the final stage of growing 14 are connected respectively to the first and second inputs of the circuit for comparing livestock signals in the initial and final stages of growing 16, the output of which is through the shaper of the shutdown signal for calculating the maximum gain in live weight and switching to the mode for calculating the minimum gain in live weight 17 connected to the second input of the signal matching circuit 19, to the third input of which the output of the signal generator of the real age of livestock 1 is connected, and the output of which is connected to the control m the input of the block of controlled keys 18, the first and second inputs and the corresponding outputs of which are connected respectively to the output of the signal processor of the economically optimal diet in the initial stage of growing 13, to the output of the signal processor of the economically optimal diet in the final stage of growing 15 and to the corresponding inputs of the block of signal setters economically optimal doses of feed 3, while the output of the set of controllers of intermediate control signals 2 is connected to the connection of the second inputs of the signal processor of the optimal diet in the initial stage of cultivation 13 and the signal processor of the economically optimal diet in the final stage of cultivation 15, the first output of the block of control signal conditioners (interface of the decision maker) 20 is connected to the connection of the third inputs of the economically optimal signal calculator ration in the initial stage of growing 13 and the signal processor of the economically optimal diet in the final stage of growing 15, the second output of the block control signal generator (interface of the decision maker) 20 is connected through a signal generator of the form of optimization criterion 21 to the fourth input of the economically optimal ration signal calculator in the initial growing stage 13 and the economically optimal ration signal calculator in the final growing stage 15, the third output of the control shaper block signals (interface of the decision maker) 20 through the block of signal setters of the coefficients of the loss functions of the estimated productivity of the animal o or poultry 24 is connected to the fifth input of the economically optimal ration signal calculator at the initial stage of rearing 13 and the economically optimal diet signal calculator at the final stage of rearing 15, the input of the control signal conditioner unit (the decision maker's interface) is connected to the output of the feed mixture signal .
Устройство составления по различным критериям оптимизации экономически наилучшего кормового рациона и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси при программируемом росте животных и птицы и при наличии информации о потреблении ими кормосмеси с учетом функций потерь их продуктивности производит следующие известные действия: задание дозы расхода кормосмеси в зависимости от вида и возраста поголовья, вычисление стоимости затрат на израсходованные корма в зависимости от заданной дозы расхода кормосмеси, вычисление расчетной стоимости продукции данной партии животных или птицы в зависимости от возраста поголовья, измерение и задание дозы расхода каждого корма из набора кормов кормосмеси, сравнение измеренной и заданной величин, регулирование режима дозирования каждого корма из набора кормов кормосмеси по результату сравнения, стоимость затрат на израсходованный каждый корм из набора кормов кормосмеси вычисляют в зависимости от дозы расхода каждого корма из набора кормов кормосмеси, формируют сигналы величин доз расхода корма из набора кормов в кормосмеси, изменяют сформированные сигналы величин доз расхода корма из набора кормов в кормосмеси в диапазоне от нуля до технологически допустимого их наибольшего значения или до реально достижимого ресурсного значения дозы расхода этого корма из набора кормов в кормосмеси на предприятии, причем в зависимости от значения изменяемого сигнала сформированной величины дозы расхода корма из набора кормов в кормосмеси вычисляют суммарную стоимость дозы расхода кормосмеси, при получении соответствующего наивысшему приросту прибыли сигнала сформированной величины дозы расхода кормосмеси запоминают сформированные сигналы величин доз расхода корма из набора кормов в кормосмеси на время изменения сигнала сформированной величины дозы расхода кормосмеси в диапазоне между технологически допустимыми наименьшим и наибольшим ее заданными значениями, сравнивают с запомненным значением измеренную величину дозы расхода корма из набора кормов в кормосмеси и по результату сравнения корректируют режим дозирования ингредиента корма корма из набора кормов в кормосмеси.A device for compiling, according to various criteria, the optimization of the economically best fodder ration and preparation of the economically best fodder mixture with programmable growth of animals and poultry and if there is information about their consumption of feed mixtures, taking into account the functions of losses in their productivity, performs the following well-known actions: setting the dose rate of feed mixtures depending on the type and age of the livestock, calculating the cost of the consumed feed depending on a given dose of feed mixture consumption, calculating the estimated the cost of production of a given batch of animals or poultry depending on the age of the livestock, measuring and setting the dose rate of each feed from a set of feed mixtures, comparing the measured and set values, regulating the dosage of each feed from a set of feed mixtures according to the comparison result, the cost of each feed consumed from a set of feed mixtures, calculated depending on the dose rate of each feed from a set of feed mixtures, generate signals of dose rates of feed from a set of feeds in a feed mixture and, the generated signals of the values of the doses of the feed consumption from the feed set in the feed mixture are changed in the range from zero to the technologically permissible maximum value or to the really attainable resource value of the feed consumption dose of this feed from the feed set in the feed mixture at the enterprise, depending on the value of the changed signal generated the dose rate values of the feed from the feed set in the feed mixture calculate the total cost of the dose of feed mixture consumption, upon receipt of the form signal corresponding to the highest increase in profit the dose of the feed mixture consumption, the generated signals of the values of the feed consumption dose from the feed set in the feed mixture are stored for the time the signal of the generated dose value of the feed mixture is varied in the range between the technologically permissible minimum and maximum set values, the measured value of the feed consumption dose from the feed set is compared with the stored value in feed mixtures and according to the result of the comparison, the dosage regimen of the feed ingredient of the feed from the feed set in the feed mixture is adjusted.
Также устройство осуществляет следующие новые действия: вычисляют расчетную стоимость продукции данной партии животных или птицы в зависимости от вида поголовья и дополнительно формируют сигналы величин следующих показателей эффективности рациона:The device also performs the following new actions: calculates the estimated cost of production of a given batch of animals or birds, depending on the type of livestock and additionally generates signals of the following diet efficiency indicators:
- сигнал прибыли, обеспечиваемой рационом, по количественной зависимости- a signal of profit provided by the diet, according to quantitative dependence
- сигнал уровня рентабельности рациона- a signal of the level of profitability of the diet
- сигнал сбалансированности рациона- a signal of a balanced diet
где ПР - сигнал прибыли, обеспечиваемой рационом; - сигнал стоимости продукции, которая может быть получена от животного при полностью сбалансированном рационе, приведенная к одним суткам; Пдисб - сигнал потерь, вызываемых дисбалансом рациона; Срац - сигнал стоимости рациона,where PR is the signal of profit provided by the diet; - a signal of the cost of production that can be obtained from an animal with a completely balanced diet, reduced to one day; P disb - a signal of losses caused by an imbalance in the diet; With rat - a signal of the cost of the diet,
- также дополнительно корректируют сформированные сигналы величин доз расхода каждого корма из набора кормов в кормосмеси, при получении - соответствующего наивысшему значению сигнала прибыли, обеспечиваемой рационом, или наивысшему значению сигнала уровня рентабельности рациона, или наивысшему значению сигнала сбалансированности рациона - сигнала сформированной величины дозы расхода кормосмеси - запоминают сформированные сигналы величин доз расхода каждого корма из набора кормов в кормосмеси на время изменения сигнала сформированной величины дозы расхода кормосмеси в диапазоне между технологически допустимыми наименьшим и наибольшим ее заданными значениями, и по результату сравнения дополнительно корректируют режим дозирования корма из набора кормов в кормосмеси, при этом задают имитируемый сигнал возраста животного или птицы, задают имитируемый сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы животного или птицы, в зависимости от которого формируют сигнал живой массы животного или птицы в начальной стадии выращивания и формируют сигнал экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания, задают имитируемый сигнал дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы животного или птицы, в зависимости от которого определяют сигнал живой массы животного или птицы в конечной стадии выращивания и формируют сигнал экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания, сравнивают сигналы живой массы животного или птицы в начальной и в конечной стадии выращивания и в зависимости от результата сравнения формируют сигнал отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы, задают сигнал реального возраста животного или птицы, при совпадении имитируемого сигнала возраста животного или птицы, сигнала реального возраста птицы и сформированного сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы разрешают выбор для дальнейшего управления составлением экономически наилучшего кормового рациона и приготовлением близкой к экономически наилучшей кормовой смеси при программируемом росте животных и птицы одного из двух сформированных сигналов экономически оптимального рациона в начальной или в конечной стадии выращивания, в зависимости от одного из этих двух сформированных сигналов задают сигналы близких к экономически оптимальным доз кормов, задают сигналы реальных доз кормов, сравнивают заданные сигналы близких к экономически оптимальным доз кормов с соответствующими заданными сигналами реальных доз кормов и по результату сравнения производят дозирование кормов для последующего их смешивания в кормосмесь, затем осуществляют коррекцию смешивания доз кормов и получают близкую к экономически оптимальной кормосмесь при программируемом росте животных и птицы, при этом также измеряют сигнал расхода кормосмеси за текущие сутки выращивания, сравнивают его с ранее заданным сигналом расчетной дозы кормосмеси на текущие сутки выращивания поголовья животных или птицы, полученным сигналом сравнения дополнительно корректируют заданное значение сигнала расхода кормосмеси на следующие сутки выращивания поголовья и задают сигнал скорректированной дозы кормосмеси на следующие сутки выращивания животных и птицы, при этом по полученному сигналу сравнения дополнительно корректируют заданные значения сигналов коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животных и птицы на следующие сутки выращивания поголовья и задают сигналы коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животных и птицы следующие сутки выращивания животных и птицы.- also additionally correct the generated signals of the values of the dose rate of each feed from the feed set in the feed mixture, upon receipt - corresponding to the highest value of the profit signal provided by the diet, or the highest value of the signal of the profitability level of the diet, or the highest value of the signal of the balance of the diet - the signal of the generated dose value of the feed mixture - remember the generated signals of the dose rate values of each feed from a set of feeds in the feed mixture for the time the signal changes the dose rate of the feed mixture in the range between the technologically permissible minimum and maximum given values, and according to the result of the comparison, the dosage regimen of the feed from the feed set in the feed mixture is additionally adjusted, while the simulated signal of the age of the animal or bird is set, the simulated signal of the feed mixture dose is set at the maximum increase live weight of an animal or bird, depending on which they form a signal of live weight of an animal or bird in the initial stage of growing and form a signal economy of the optimal diet in the initial stage of growing, a simulated feed mixture dose signal is set with a minimum increase in live weight of the animal or bird, depending on which the live weight of the animal or bird in the final stage of growing is determined and a signal of an economically optimal diet in the final stage of growing is generated, signals are compared the live weight of the animal or bird in the initial and final stages of rearing and depending on the result of the comparison, form a signal to turn off the calculation mode maxi The initial increase in live weight and the transition to the mode of calculating the minimum increase in live weight, the signal of the real age of the animal or bird is set, when the simulated signal of the age of the animal or bird, the signal of the real age of the bird and the generated signal turn off the calculation mode of the maximum increase in live weight and go to the calculation mode the minimum increase in live weight allows the choice for further control of the preparation of the economically best feed ration and preparation of close to economical The best fodder mixes for the programmed growth of animals and poultry of one of the two generated signals of an economically optimal diet in the initial or final stage of rearing, depending on one of these two formed signals, give signals close to the economically optimal feed doses, give signals of real feed doses, compare the given signals close to the economically optimal feed doses with the corresponding given signals of the real doses of feed and dosing to um for their subsequent mixing into the feed mixture, then correction of the mixing of feed doses is carried out and a feed mixture close to economically optimal is obtained with the programmed growth of animals and poultry, the feed mixture consumption signal for the current day of cultivation is also measured, it is compared with the previously specified signal of the estimated dose of feed mixture the current day of growing the livestock of animals or poultry, the received signal of comparison further corrects the set value of the feed mixture consumption signal for the next day of growing the number of livestock and set the signal for the adjusted dose of feed mixture on the next day of raising animals and birds, while the received signal of comparison further corrects the set values of the signals of the coefficients of the loss functions of the estimated productivity of animals and birds on the next day of growing the livestock and set the signals of the coefficients of the functions of the loss of the estimated productivity of animals and birds the next day of raising animals and birds.
Устройство (фиг. 7) работает следующим образом. Для примера рассмотрим случай бройлерного птицеводства. В задатчике имитируемого сигнала возраста поголовья 9 задается периодически изменяющийся от наименьшего своего значения до наибольшего своего значения сигнал, соответствующий диапазону возрастов птицы от одних суток до 35 суток обычного срока выращивания современных кроссов бройлеров. Это делается для определения, в соответствии с программой выращивания птицы во всем диапазоне ее возрастов, следующих величин. Это значения ежесуточной дозы корма при управлении составлением рациона в начальной стадии выращивания посредством задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при максимальном приросте живой массы поголовья 10. А также - значения ежесуточной дозы корма при управлении составлением рациона в конечной стадии выращивания посредством задатчика имитируемого сигнала дозы кормосмеси при минимальном приросте живой массы поголовья 11. В соответствии с полученными значениями ежесуточных доз кормосмеси вычисляются значения сигналов живой массы птицы в начальной и в конечной стадии выращивания, поскольку такие две математические модели продуктивности бройлеров известны из технологических опытов по уточнению роста бройлеров. Эти функции выполняют вычислитель сигнала живой массы птицы в начальной стадии выращивания 12 и вычислитель сигнала живой массы птицы в конечной стадии выращивания 14. Также в соответствии с этими значениями ежесуточных доз кормосмеси при управлении составлением рациона в начальной и конечной стадиях выращивания вычисляются рационы экономически оптимальной кормосмеси. Это делается посредством вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания 13 и с помощью вычислителя сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания 15. Сравнение получаемых в один и тот же момент времени двух значений вычисленной продуктивности происходит в схеме сравнения сигналов живой массы поголовья в начальной и в конечной стадии выращивания 16. На выходе этой схемы сравнения появляется сигнал, который преобразуется в формирователе сигнала отключения режима вычисления максимального прироста живой массы и перехода в режим вычисления минимального прироста живой массы 17. Полученный преобразованный сигнал подается на первый управляющий вход схемы совпадения сигналов 19 и свидетельствует о том, что в этот момент времени компьютерного моделирования процесса составления экономически оптимальных рационов возможен переход в режим ограничения кормления птицы. На второй управляющий вход схемы совпадения сигналов 19 также подается выходной сигнал задатчика имитируемого сигнала возраста поголовья 9, причем с временным периодом его формирования в этом задатчике.The device (Fig. 7) works as follows. For example, consider the case of broiler poultry farming. In the simulator of a simulated livestock age signal 9, a signal is periodically changed from its lowest value to its highest value, corresponding to the range of bird ages from one day to 35 days of the usual term for growing modern broiler crosses. This is done to determine, in accordance with the program of growing birds in the entire range of its ages, the following values. These are the values of the daily feed dose when controlling the diet at the initial stage of cultivation by means of a simulator of a simulated feed mixture dose signal at a maximum increase in live weight of 10. The values of the daily feed dose when controlling the composition of the diet in the final stage of cultivation by means of a simulator of a simulated feed mixture dose at a minimum increase in live weight of livestock 11. In accordance with the obtained values of daily doses of feed mixture, the values of signals of live m ssy birds in the initial and final stages of cultivation, such as two mathematical models known in the productivity of broilers technological experiments to refine the broiler growth. These functions are performed by a poultry live weight signal calculator in the initial stage of rearing 12 and a poultry live weight signal calculator in the final stage of rearing 14. Also, in accordance with these values of daily doses of the feed mixture, when managing the diet in the initial and final stages of rearing, the ration of the optimal feed mixture is calculated. This is done by means of a calculator of signals of an economically optimal diet in the initial stage of growing 13 and by means of a calculator of signals of an economically optimal diet in the final stage of growing 15. A comparison of the two values of calculated productivity obtained at the same time occurs in the comparison of signals of live weight of the livestock in the initial and in the final stage of growing 16. At the output of this comparison circuit, a signal appears that is converted into a shaper of the signal off the calculation mode I have the maximum gain in live weight and switch to the mode of calculating the minimum gain in live weight 17. The resulting converted signal is fed to the first control input of the signal matching circuit 19 and indicates that at this point in time of computer simulation of the process of compiling economically optimal rations, it is possible to switch to the restriction mode feeding the bird. The second control input of the signal matching circuit 19 also provides the output signal of the master of the simulated livestock age signal 9, with a time period of its formation in this master.
Частота формирования этого имитационного сигнала может быть достаточно высокой для того, чтобы оператор мог вовремя и достаточно быстро оценить электронным образом моделируемый процесс формирования программируемого продуктивного роста птицы и своевременно внести свои управляющие поправки. Задатчик сигнала реального возраста поголовья 1 задает время хода реального производственного процесса. Его выходной сигнал поступает на третий управляющий вход схемы совпадения сигналов 19 для практического сопоставления хода реального времени технологического процесса кормления и реального роста бройлеров с ходом имитируемого по времени моделируемого процесса программируемого роста птицы. Чем точнее выбраны оператором-практиком посредством технического решения в виде соответствующего задатчика коэффициенты функций потерь, тем точнее в реальном времени производится переход от кормления бройлеров вволю к их ограниченному кормлению. В момент одновременного появления на всех трех управляющих входах схемы совпадения сигналов 19 она вырабатывает свой выходной управляющий сигнал для блока управляемых ключей 18. Этот блок срабатывает, и в устройстве обеспечивается дальнейшее прохождение сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания птицы. В результате прекращается прохождение через этот блок сигналов экономически оптимального рациона в начальной стадии выращивания бройлеров, и начинается прохождение через него сигналов экономически оптимального рациона в конечной стадии выращивания птицы. В данный момент времени происходит автоматизированный переход из режима неограниченного кормления бройлеров, из режима кормления их вволю, в режим ограниченного кормления птицы. Начиная с этого момента времени, прекращается избыточный перерасход кормосмеси с экономически оптимальным составом.The frequency of formation of this simulation signal can be high enough so that the operator can timely and quickly enough evaluate the electronically simulated process of forming programmed productive growth of the bird and timely make its control corrections. The signal generator of the real age of livestock 1 sets the stroke time of the real production process. Its output signal is supplied to the third control input of the signal matching circuit 19 for practical comparison of the real-time course of the feeding process and the real growth of broilers with the course of the time-simulated process of programmed bird growth. The more accurately the operator-practitioner chooses the coefficients of the loss functions by means of a technical solution in the form of an appropriate master, the more accurately the transition from feeding broilers to their limited feeding is performed in real time. At the time of the simultaneous appearance of a signal matching circuit 19 at all three control inputs, it generates its own output control signal for the block of controlled keys 18. This block is triggered, and the device provides further passage of signals of an economically optimal diet in the final stage of poultry rearing. As a result, the passage through this block of signals of an economically optimal diet in the initial stage of broiler growing is stopped, and the passage through it of signals of an economically optimal diet in the final stage of poultry production begins. At this point in time, there is an automated transition from the regime of unlimited feeding of broilers, from the regime of feeding them ad libitum, to the regime of limited feeding of poultry. Starting from this point in time, the excessive overspending of the feed mixture with an economically optimal composition stops.
На фиг. 7 показана связь блока формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение) 20 с обоими двумя вычислителями сигналов экономически оптимального рациона в начальной и в конечной стадии выращивания 13 и 15 через задатчик сигнала вида критерия оптимизации 21. Этот факт обеспечивает экономически оптимальное управление составлением рациона по различным критериям оптимизации. Также на фиг. 7 показана связь блока формирователей управляющих сигналов (интерфейс лица, принимающего решение) 20 с обоими двумя вычислителями сигналов экономически оптимального рациона в начальной и в конечной стадии выращивания 13 и 15 через задатчик сигнала расчетной дозы кормосмеси 23, а также аналогичная связь через блок задатчиков сигналов коэффициентов функций потерь расчетной продуктивности животного или птицы 24. Эти две связи показывают, что происходит одновременное управление составлением рационом по дозам кормов и приготовлением кормосмеси по потребностям животных и птицы с измеряемой живой массой.In FIG. 7 shows the relationship of the block of control signal generators (the interface of the decision maker) 20 with both two calculators of signals of an economically optimal diet in the initial and final stages of growing 13 and 15 through a signal encoder of the form of optimization criterion 21. This fact provides an economically optimal control over the compilation of the ration according to various optimization criteria. Also in FIG. 7 shows the connection of the block of control signal generators (the interface of the decision maker) 20 with both two calculators of signals of an economically optimal diet in the initial and final stages of
Структура и функции устройства существенно изменились и позволяют осуществлять близкое к оптимальному составление рациона кормления птицы. Работа устройства автоматизации составления рационов кормосмесей заключается в основном в использовании, например, программируемого контроллера, на котором проводится моделирование кормосмесей, в качестве управляющего вычислительного узла, в соответствии с приведенными в описании фигурами (фиг.1-7). Эти указанные и другие ситуации могут также существенно повлиять на рост и развитие организма выращиваемых животных и птицы, что достаточно быстро проявится в снижении их продуктивности, а именно - в уменьшении живой массы по сравнению с заранее рассчитанным значением. Отсутствие информации о реальной живой массе животных и птицы не вызовет никаких изменений в работе запрограммированного устройства составления рационов по нормально проходящей технологии выращивания животных и птицы. Это будет означать возникшее несоответствие режима кормления поголовья в расчетных нормальных условиях и требующегося режима кормления в складывающейся производственной ситуации. Если реальная живая масса стала отличаться от нормативной живой массы, по которой велось составление рациона. Значит, следует учесть эти отличия. Проще всего это сделать, используя функции потерь продуктивности в зависимости от рациона кормосмеси. Значение отличия реального суточного прироста живой массы животных и птицы от заранее рассчитанного суточного прироста автоматически учитывается при задании коэффициентов функций потерь продуктивности. Также возможно автоматизированное задание этих коэффициентов посредством программируемого управляющего устройства, либо человека-оператора, т.е. специалиста цеха по производству кормов на крупном животноводческом или птицеводческом предприятии (лица, принимающего решение).The structure and functions of the device have changed significantly and allow for close to optimal compilation of the diet of poultry feeding. The operation of the automation device for compiling feed ration rations consists mainly in the use, for example, of a programmable controller on which the feed mixture is simulated as a control computing unit, in accordance with the figures given in the description (Figs. 1-7). These indicated and other situations can also significantly affect the growth and development of the organism of farmed animals and birds, which will quickly manifest itself in a decrease in their productivity, namely, in a decrease in live weight compared to a previously calculated value. The lack of information about the real live weight of animals and birds will not cause any changes in the operation of the programmed device for compiling rations according to the normal technology for raising animals and birds. This will mean the inconsistency of the feeding regime of the livestock under the calculated normal conditions and the required feeding regime in the current production situation. If the real live weight began to differ from the normative live weight, according to which the diet was compiled. Therefore, these differences should be taken into account. The easiest way to do this is using the functions of productivity losses depending on the diet of the feed mixture. The difference between the real daily gain in live weight of animals and poultry from the previously calculated daily gain is automatically taken into account when setting the coefficients of the productivity loss functions. It is also possible to automatically set these coefficients using a programmable control device or a human operator, i.e. specialist of the feed production department at a large livestock or poultry enterprise (decision maker).
Например, если по каким-либо технико-технологическим причинам животные или птица стали терять свою живую массу, то вид функций потерь должен стать более крутым, т.е. должна возрасти крутизна функций потерь. Это достигается соответствующим изменением коэффициента «Крутизна» (см. фиг. 4). После такого изменения производится перерасчет близкого к экономически наилучшему рациона кормосмеси на следующие сутки выращивания поголовья, причем с учетом реально возросших потерь живой массы животными или птицей. Это, в свою очередь означает, что в соответствии со способом составления экономически наилучшего кормового рациона и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси при наличии информации о потребленной дозе кормосмеси устройство для нового значения потребленной суточной дозы кормосмеси автоматически составит новый и, возможно, совершенно другой рацион кормосмеси. Это тоже вполне понятно: если поголовье стало характеризоваться новым и отличным от заданного технологического значения суточной дозы кормосмеси ее значением, то новый рацион кормосмеси все равно должен восполнить энергетические потребности поголовья. И это можно сделать за счет коррекции вида функций потерь, что приведет к автоматическому введению поправок в рацион кормосмеси. При этом устройство по способу скорректирует рацион кормосмеси на следующие сутки выращивания и одновременно насытит рацион менее энергетически ценными кормами, которые имеют соответственно и меньшую стоимость. Таким образом, наличие в способе и устройстве информации о потреблении кормосмеси животными и птицей позволяет в автоматическом или в автоматизированном режиме удовлетворять потребности поголовья в прежнем расчетном количестве кормосмеси, при выполнении зоотехнологических требований по ее энергетическому наполнению. И при этом также в автоматическом или в автоматизированном режиме составлять экономически оптимальный рацион с учетом ценообразования на корма, входящие в кормосмесь.For example, if, for some technical and technological reasons, animals or birds began to lose their live weight, then the form of the loss functions should become steeper, i.e. the steepness of the loss functions should increase. This is achieved by a corresponding change in the coefficient "Slope" (see Fig. 4). After such a change, the feed mixture, which is close to the best economy, is recalculated on the next day of livestock rearing, taking into account the really increased loss of live weight by animals or birds. This, in turn, means that in accordance with the method of compiling the economically best fodder ration and preparing the economically best fodder mixture, if there is information about the consumed dose of the feed mixture, the device for the new value of the consumed daily dose of the feed mixture will automatically create a new and, possibly, completely different feed mixture. This is also quite understandable: if the livestock began to be characterized by a new and different from the given technological value daily feed mixture value, then the new feed mixture diet should still make up the energy needs of the livestock. And this can be done by correcting the form of the loss functions, which will lead to the automatic introduction of amendments to the feed mixture ration. Moreover, the device according to the method will adjust the diet of the feed mixture on the next day of cultivation and at the same time saturate the diet with less energetically valuable feeds, which have a correspondingly lower cost. Thus, the presence in the method and device of information on the consumption of the feed mixture by animals and poultry can automatically or automatically meet the needs of the livestock in the previous estimated amount of feed mixture, while fulfilling the zootechnological requirements for its energy content. And at the same time, in an automatic or automated mode, make an economically optimal diet, taking into account the pricing of feed included in the feed mixture.
Расширяются функциональные возможности управления технологиями составления рационов кормления животных и птицы и кормоприготовления, поскольку при этом обеспечивается близкое к экономически оптимальному управление технологическим режимом и собственно приготовлением кормосмеси, причем с учетом потребностей поголовья животных и птицы. В автоматизированном режиме производится составление по различным критериям оптимизации экономически наилучшего кормового рациона и приготовления экономически наилучшей кормовой смеси при программируемом росте животных и птицы и при наличии информации о потреблении кормосмеси животными и птицей. Существенно повышается точность определения доз кормов в кормосмеси, расхода самой кормосмеси для соответствующего повышения точности управления процессами кормоприготовления при наличии информации о потреблении ими кормосмеси в конечной стадии выращивания животных и птицы. Расширяется арсенал технических средств аналогичного назначения, а именно для составления кормового рациона и приготовления кормовой смеси для животных и птицы. Осуществляется реализация устройством заявленного назначения составления кормового рациона и приготовления кормовой смеси для животных и птицы.The functional capabilities of managing technologies for compiling animal and poultry rations and feed preparation are expanding, since this ensures close to economically optimal control of the technological regime and the actual preparation of the feed mixture, taking into account the needs of the livestock and poultry. In the automated mode, the economically best fodder ration is prepared according to various criteria for optimization and the preparation of the economically best fodder mix is made with programmed growth of animals and poultry and if there is information about the consumption of feed mixture by animals and poultry. The accuracy of determining the doses of feed in the feed mixture, the consumption of the feed mixture itself is substantially increased for a corresponding increase in the accuracy of control of the feed preparation processes when there is information about their consumption of feed mixture in the final stage of animal and bird rearing. The arsenal of technical equipment of a similar purpose is expanding, namely for compiling a feed ration and preparing a feed mixture for animals and poultry. Implementation by the device of the declared purpose of the preparation of the feed ration and preparation of the feed mixture for animals and poultry is carried out.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130913/13A RU2553386C2 (en) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them taking into account their function of loss of productivity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013130913/13A RU2553386C2 (en) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them taking into account their function of loss of productivity |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013130913A RU2013130913A (en) | 2015-01-20 |
RU2553386C2 true RU2553386C2 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53280476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013130913/13A RU2553386C2 (en) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them taking into account their function of loss of productivity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553386C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118393882A (en) * | 2024-04-22 | 2024-07-26 | 青岛特牧机械设备有限公司 | Automatic stockline feed flow control method based on layering control strategy |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU843886A1 (en) * | 1979-12-03 | 1981-07-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Электрификации Сельскогохозяйства | Device for metered feeding of animals |
SU1690633A1 (en) * | 1987-11-30 | 1991-11-15 | Я.С.Гринберг | Method apparatus for automatic feeding of animals |
WO1998056244A1 (en) * | 1997-06-11 | 1998-12-17 | F & M Horwood Nominees Pty. Limited | Poultry feeding system |
RU2462864C2 (en) * | 2010-11-01 | 2012-10-10 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Device of formulation of economical feed ration and economical feeding animals and birds |
-
2013
- 2013-07-08 RU RU2013130913/13A patent/RU2553386C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU843886A1 (en) * | 1979-12-03 | 1981-07-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Электрификации Сельскогохозяйства | Device for metered feeding of animals |
SU1690633A1 (en) * | 1987-11-30 | 1991-11-15 | Я.С.Гринберг | Method apparatus for automatic feeding of animals |
WO1998056244A1 (en) * | 1997-06-11 | 1998-12-17 | F & M Horwood Nominees Pty. Limited | Poultry feeding system |
RU2462864C2 (en) * | 2010-11-01 | 2012-10-10 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Device of formulation of economical feed ration and economical feeding animals and birds |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013130913A (en) | 2015-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2462864C2 (en) | Device of formulation of economical feed ration and economical feeding animals and birds | |
Niemi et al. | The value of precision feeding technologies for grow–finish swine | |
Demmers et al. | Neural predictive control of broiler chicken and pig growth | |
RU2553386C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them taking into account their function of loss of productivity | |
RU2554149C2 (en) | Device for formulation of optimisation of economically best fodder ration using various criteria and preparation of economically best fodder mix at programmable growth of animals and birds and at availability of information on fodder consumption and live weight | |
RU2553243C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture in programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them | |
RU2552827C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry | |
RU2553385C2 (en) | Device of formulation of economically best feed ration and making economically best feed mixture in case of programmable growth of animals and poultry | |
RU2553878C2 (en) | Device of formulation on different optimisation criteria of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry in presence of information on consumption of feed mixture by them and on their live weight | |
RU2553384C2 (en) | Device for preparation as per various optimisation criteria of the economically best feed ration and preparation of the close to economically best feed mixture at programmed growth of animals and birds upon availability of information on their live weight | |
RU2554147C2 (en) | Device for formulation of optimisation of fodder ration close to economically best one using various criteria and preparation of fodder mix close to economically best one at programmable growth of animals and birds and at availability of information on fodder consumption and live weight | |
RU2553883C2 (en) | Device for formulation of economically best fodder ration using various criteria of optimisation and preparation of economically best fodder mix at programmable growth of animals and birds and at availability of information on their live weight | |
RU2553642C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture in case of programmable growth of animals and poultry and in presence of information on consumption of feed mixture by them | |
US20190069511A1 (en) | Weight Management System for Pets, Associated Method, and Device | |
RU2553241C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry taking into account functions of their loss of productivity | |
RU2552966C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture with programmable growth of animals and poultry taking into account functions of losing their productivity | |
RU2553242C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture in presence of information on consumption of feed mixture by animals and poultry | |
RU2552964C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of economically best feed ration and making economically best feed mixture in presence of information on consumption of feed mixture by animals and poultry taking into account their loss of productivity | |
RU2553884C2 (en) | Device of formulation on different optimisation criteria of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture in presence of information on consumption of feed mixture by animals and poultry taking into account functions of their loss of productivity | |
RU2553247C2 (en) | Device of formulation of economically best feed ration and making economically best feed mixture in presence of information on live weight of animals and poultry | |
RU2552843C2 (en) | Device of formulation of economically best feed ration and making economically best feed mixture in presence of information on live weight of animals and poultry and consumption of feed mixture by them | |
RU2552856C2 (en) | Device of formulation of economically best feed ration and making economically best feed mixture in presence of information and consumption of feed mixture by animals and poultry | |
RU2554148C2 (en) | Device of formulation of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture in presence of information on live weight of animals and poultry and on consumption of feed mixture by them | |
RU2552965C2 (en) | Device of formulation on various optimisation criteria of close to economically best feed ration and making close to economically best feed mixture in presence of information on live weight of animals and poultry | |
RU2552835C2 (en) | Device of formulation of economically best feed ration and making economically best feed mixture for animals and poultry on different criteria of optimisation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160709 |