Автоматизация и оборудование для животноводческих производств

Обновлено: 05.10.2024

Ни для кого не секрет, что животноводство является одной из важнейших отраслей экономики, которая обеспечивает население страны ценными и высококалорийными продуктами питания (молоко, мясо, яйца и так далее). Помимо этого, животноводческие предприятия производят сырье для изготовления продукции легкой промышленности, в частности таких ее видов, как обувь, одежда, ткани, мебель и прочие необходимые каждому человеку вещи.

Содержание статьи

Состояние и перспективы развития механизации
Какие технологические процессы можно и нужно автоматизировать?
Процесс кормления
Уборка навоза
Комплексная автоматизация и диспетчеризация
Средства механизации предприятий
Машины и оборудование в животноводстве

Не стоит забывать и о том, что именно сельскохозяйственные животные в процессе своей жизнедеятельности производят органические удобрения для растениеводческой отрасли сельского хозяйства. Поэтому повышение объемов животноводческой продукции является при минимизации капитальных вложений и удельных затрат является важнейшей целью и задачей для сельского хозяйства любого государства.

В современных условиях главным фактором роста производительности в первую очередь является внедрение в животноводстве автоматизации, механизации, энергосберегающих и других инновационных интенсивных технологий.

Средства механизации предприятий

Пожалуй, самым тяжелым трудом в животноводческой отрасли можно считать работу свинарок, скотников и доярок. Можно ли облегчить эту работу? В настоящее время уже можно дать однозначный ответ - да. С развитием технологий сельского хозяйства доля ручного труда в животноводстве постепенно стала снижаться, начали применяться современные способы механизации и автоматизации. Все больше становится автоматизированных и механизированных молочных ферм и птичников-автоматов, которые сейчас уже больше похожи на научную лабораторию или производственный цех пищекомбината, так как весь персонал трудится в белых халатах.

Конечно, средства автоматизации и механизации существенно облегчают труд занятых в животноводстве людей. Однако для применения этих средств требуется обладание животноводами большим объемом специализированных знаний. Работники автоматизированного предприятия должны не только умения обслуживать действующие механизмы и машины, знания процессов их наладки и регулировки. Также потребуются знания в области принципов воздействия применяемых механизмов на организм кур, свиней, коров и прочих сельскохозяйственных животных.

Как применить доильный аппарат, чтобы коровы отдали молоко, как обработать корма с помощью машины так, чтобы повысить отдачу мяса, молока, яиц, шерсти и прочей продукции, как отрегулировать влажность воздуха, температуру и освещение в производственных помещениях предприятия таким образом, чтобы обеспечить наилучший рост животных и избежать их заболевания - все это знания, необходимые современному животноводу.

В связи с этим остро встает вопрос подготовки квалифицированных кадров для работы на современных животноводческих предприятиях с высоким уровнем автоматизации и механизации производственных процессов.

Уборка навоза

На втором месте по трудозатратности (после кормления) в животноводстве находится процесс уборки навоза. Поэтому задача механизации таких производственных процессов также является крайне важной, так как выполнять такие работы приходится в больших объемах и достаточно часто.

Современные животноводческие комплексы можно оборудовать различными типами механизированных и автоматизированных систем для удаления навоза. Выбор конкретного типа оборудования напрямую зависит от вида сельскохозяйственных животных, от принципа их содержания, от конфигурации и прочих конкретных особенностей производственного помещения, а также от типа и объема подстилочного материала.

Для получения максимального уровня механизации и автоматизации данного технологического процесса, желательно (а лучше сказать - необходимо) подобрать конкретное оборудование заранее и еще на этапе строительства производственного помещения предусмотреть использование выбранного оборудования. Только в этом случае станет возможной именно комплексная механизация животноводческого предприятия.

Для уборки навоза в данный момент существуют два способа: механический и гидравлический. Системы механического вида действия бывают:

бульдозерная техника;
установки канатно-скреперного типа;
скребковые транспортеры.

Гидравлические системы уборки навоза подразделяются по приведенным ниже признакам:

1.по движущей силе они бывают:

самотечные (навозная масса движется сама под действием сил гравитации по наклонной поверхности);
принудительные (движение навоза происходит вследствие воздействия внешней принудительной силы, к примеру, водяного потока);
комбинированные (часть пути навозная масса перемещается самотеком, а часть - под действием принуждающей силы).

2.по принципу действия такие установки делятся на:

непрерывного действия (круглосуточное удаление навоза по мере его поступления);
периодического действия (удаление навоза происходит после накопления его до определенного уровня или же просто через заданные временные интервалы).

3.по типу своей конструкции устройства для удаления навоза делят на:

Процесс кормления

К одним из самых трудозатратных животноводческих технологических процессов относится приготовление и последующая раздача кормов, а также процесс поения животных. Именно на эту часть работ приходится до 70-ти процентов общих трудозатрат, что, разумеется, делает первостепенной задачу их механизации и автоматизации. Стоит сказать, что заменить ручной труд на работу компьютеров и роботов в этой части технологической цепочки в большинстве животноводческих отраслей достаточно несложно.

Ещё по теме: Основные технологии, применяемые в животноводстве

В настоящее время существует два типа механизация раздачи кормов: стационарные раздатчики корма и мобильные(передвижные) механизмы для раздачи кормов. В первом случае оборудование представляет собой ленточный, скребковый или другой вид транспортера, управляемый электродвигателем. В стационарном раздатчике подача корма выполняется путем выгрузки его из специального бункера непосредственно на транспортер, который и доставляет еду в специальные кормушки для животных. Принцип работы передвижного раздатчика заключается в перемещении самого бункера с кормом прямо к кормушкам.

Какой тип раздатчика кормов подойдет для конкретного предприятия, определяют с помощью произведения некоторых расчетов. В основном эти расчеты заключаются в том, что необходимо подсчитать рентабельность внедрения и обслуживания обоих типов раздатчика и выяснить, какой из них выгоднее обслуживать в помещения конкретной конфигурации и для конкретного вида животных.

Процесс механизации поения животных является еще более неложной задачей, так как вода представляет собой жидкость и легко транспортирует саму себя под действием силы тяжести по желобам и трубам поильной системы. Для этого необходимо всего лишь создать хотя бы минимальный угол наклона трубы или желоба. Кроме того, вода легко поддается транспортировке с использованием электронасосов по трубопроводной системе.

Какие технологические процессы можно и нужно автоматизировать?

В животноводстве процесс производства продукции является длинной цепочкой разных технологических процессов, работ и операций, которые связаны с разведением, последующим содержанием и откормом и, наконец, забоем сельскохозяйственного скота.

В этой цепочке можно выделить следующие технологические процессы:

приготовление кормов;
поение и кормления животных;
удаление навоза и его последующая переработка;
сбор полученной продукции (постриг шерсти, сбор яиц и так далее),
забой на мясо откормленных животных;
спаривание скота с целью получения приплода;
различного рода работы по созданию и последующему поддержанию в помещениях необходимого для животных микроклимата и так далее.

Одновременная механизация и автоматизация животноводства не может быть абсолютной. Некоторые рабочие процессы можно автоматизировать полностью, заменив ручной труд роботизированными и компьютеризированными механизмами. Другие виды работ можно только механизировать, то есть выполнять их может только человек, но с использованием более современное и производительное оборудование для животноводства в качестве вспомогательного инструмента. Полностью ручного труда в настоящее время требуют очень немногочисленные виды животноводческих работ.

Машины и оборудование в животноводстве

Работа этих аппаратов основана на принципе отсоса молока из коровьевого вымени с помощью разреженного воздуха (вакуума), создаваемого специальным вакуум-насосом. Главная часть доильного механизма представляет собой четыре доильных стакана, которые надевают на соски вымени. С помощью этих стаканов молоко отсасывается в молочный бидон или в специальный молокопровод. По такому молокопроводу сырое молоко подается на фильтр для очистки или очистительную центрифугу. После чего сырье охлаждается в охладители и перкачивается в молочную цистерну.

В случае необходимости сырое молоко прогоняют через сепаратор или пастеризатор. В сепараторе отделяют сливки. Пастеризация убивает всех микробов.

Самых лучших результатов на практике достигли в области механизации водоснабжения предприятий животноводства.

Для механизации раздачи кормов применяют шнековые, скребковые или ленточные транспортеры.

В птицеводстве для этих же целей используются качающиеся и вибрационные и качающиеся транспортеры. На предприятиях свиноводческого направления успешно применяются гидромеханические и пневматические установки, а также самоходные кормораздатчики на электрической тяге. На фермах молочного направления используются транспортеры скребкового типа, а также прицепные или самоходные раздатчики кормов..

На предприятиях птицеводческого и свиноводческого направления раздача кормов полностью автоматизирована.

Управляющие устройства с часовым механизмом по заранее заданной программе включают раздатчики кормов, а затем, после выдачи определенной нормы корма, отключают их.

Хорошо поддается механизации подготовка кормов.

Промышленность выпускает различные типы машин для измельчения грубых и влажных кормов, для дробления зерновых и других видов сухих кормов, для измельчения и мытья корнеплодов, для выработки травяной муки, для создания разного рода кормовых смесей и комбикорма, а также машины для сушки, дрожжевания или запаривания кормов.

Облегчить труд на животноводческих фермах помогает механизация процесса уборки помета и навоза.

Например, в свиноводческих предприятиях животные содержатся на подстилке, которую меняют только при смене группы откармливаемых виней. В месте кормления свиней навоз время от времени смывают струей воды в специальный транспортер. Из свинарников этот транспортер доставляет навозную массу в подземный сборник, оттуда его выгружают либо на самосвал, либо на тракторный прицеп, либо при помощи пневматической установки на сжатом воздухе, и доставляют навоз на поля. Пневматическая установка автоматически включается часовым механизмом по заранее заданной программе.

Ещё по теме: Особенности животноводства в России

Навоз на фермах КРС убирают в основном транспортерами скребкового типа, который также доставляет навозную массу в навозохранилище.

На современном этапе развития технологий автоматизации подвергается абсолютно все, потому что оснастка предприятий сельского хозяйства компьютерной техникой повышает производительность и в конечном итоге уменьшает расходы. То же относится и к отрасли животноводства, где в последние годы случился значительный прорыв в сфере внедрения информационных решений.

Ключевые слова: животноводство, информатизация сельского хозяйства, информационные системы автоматизации животноводческих комплексов

С развитием всех отраслей сельского хозяйства увеличивается значение автоматизации и механизации животноводства: этому способствует дальнейший технический прогресс, появление в хозяйствах нового оборудования. Ведь в конечном итоге автоматизация снижает себестоимость продукции и улучшает ее качество.

Внедрение информационных решений для автоматизации тем более эффективно, что оборудование, например, для молочных ферм, работает на стационарном электричестве и относительно небольшой территории. Информационные решения помогают содержать большее количество поголовья крупного рогатого скота, повысить производительность труда, внедрить прогрессивные приемы содержания и откорма скота.

Современная автоматика умеет многое: узнавать каждую корову «в лицо», определять продуктивность доения, рассчитывать персональную «диету» для животного и так далее. Каждое звено в схеме управления животноводческим хозяйством должно быть объединено в общую систему, и это главное требование к информационным решениям в сельском хозяйстве.

Электронные вычислительные машины достаточно давно используются в аграрно-промышленном комплексе. Но последние годы принесли стремительное развитие их возможностей в области обработки информации и мобильности. Это позволяет еще более широко использовать технику и программные продукты в каждом животноводческом хозяйстве страны.

Но далеко не все те, кто является представителем этой отрасли, достаточно знает о преимуществах, возможностях, эффективности автоматизации животноводства. Поэтому стоит рассказать об информационных решениях по автоматизации, используемых у нас в стране.

С конца 90-х годов 20-го века постепенная стабилизация ситуации в сельскохозяйственной отрасли России увеличила спрос на эффективные программные продукты. Они призваны были обеспечить успешность производства, минимизировать потери денежных средств и обеспечить высокий уровень качества продукции. Поэтому рынок заняли поставщики и производители зарубежных программных продуктов для АПК, которые уже давно и успешно вели такую работу в Европе.

К наиболее популярным иностранным зарубежным продуктам можно отнести:

 Информационные решения от «S. A. E Afikim». Эта израильская компания представляет модульную систему управления хозяйством по производству молока. Программный продукт выдает фермеру информацию о качестве молока, здоровье стада, причем в реальном времени;

 Информационные решения от «WestfaliaLandtechnik». Немецкая компания предлагает высокие технологии в молочной отрасли: автоматизацию технологий доения и охлаждения молока, кормления животных и управления стадом. Имеются решения и для мелких жвачных животных (коз и овец);

 Информационные решения от «Fullwood». Одно из подразделений этой английской компании специализируется, в том числе, на программном обеспечении в молочной промышленности;

 Информационные решения от «DeLaval». Эта шведская компания, часть группы Tetra Laval Group (известные упаковки Tetra Pak) — один из ведущих производителей оборудования и программных решений для технологических процессов молочных ферм;

 Информационные решения от «Winpas”. Польская компания предлагает программу для расчета рациона кормления и подготовки кормовых рецептов для скота и свиней. В программе имеется большой банк рецептов.

Но иностранные компании чаще всего предлагали очень дорогие и привязанные к конкретному производителю решения, несовместимые друг с другом. И распространенной была ситуация, когда на больших производствах работало одновременно несколько программ, информация дублировалась, ее приходилось синхронизировать вручную, в итоге множились ошибки.

К тому же оказалось, что эти информационные решения далеко не всегда могут приспособиться к условия ведения сельского хозяйства в России. К примеру, у них отсутствовала возможность работы с большим поголовьем скота, со стадом крупного размера. Кроме того, они не предлагали успешного решения для селекционных проблем. Поэтому за разработку собственных продуктов взялись российские программисты.

Многофункциональный программный продукт для животноводства выпускает компания ООО «КормоРесурс». Это, в частности, программа «Корм Оптима эксперт», которая помогает рассчитывать рецепты комбикормов, рационы на сутки, количество витаминов, белков и минералов. Кроме того, это программное решение помогает формировать заявки на сырье, планировать количество необходимых кормов, формировать удостоверения на сырье. Интегрируется с наиболее массово распространенной в России платформой для управления предприятием от 1С. Так что созданные в «Корм Оптима эксперт» заявки и планы можно перенести в «1С:Предприятие» без потери качества.

Аналогичное программное решение выпускает фирма «Коралл». Это целый комплекс программ: для кормления молочного скота, кормления свиней и овец. Они вычисляют рацион, учитывая при этом экономическую целесообразность, по рациону рассчитывают продуктивность стада и одного животного в нем, рассчитывают сбалансированность питания и возможные источники потерь. Эти программы также помогают формировать заявки на приобретение кормов, умеют формировать и печатать задания, отчеты, таблицы и диаграммы. Все программные продукты «Коралла» совместимы с традиционными офисными пакетами и «1С:Предприятием» и разработаны в МСХА им.С.Тимирязева. Кроме того, фирма выпускает программные решения по диагностике болезней крупного рогатого скота, свиней; комплексные программы для овцеводческих и молочных ферм, для хозяйств мясного направления и свиноводческих ферм.

Существуют отечественные информационные продукты и для автоматизации оперативного учета. К примеру, программный продукт «Помощник коневода» от ООО «Силентиум». В нем можно заводить, группировать и архивировать родословные животных, их карточки и свидетельства и другие документы, в том числе данные по взвешиванию и бонитировке (то есть по определению племенной ценности).

У того же «Коралла» имеется программа «Коралл — ферма крупного рогатого скота», которая ведет электронную картотеку КРС, регистрирует проведенные технологические мероприятия, планирует нормы содержания животных, а также умеет анализировать физиологическое состояние животных, мониторит состояние стада, помогает уменьшать риск родственного спаривания. С ее помощью можно получить общую картину всех показателей стада, увидеть нарушения в нормах технологических операций.

Такой крупный игрок на рынке программных решений, как 1С, также не прошел мимо животноводства. В частности, компания произвела программный продукт под названием «1С:Предприятие 8. Селекция в животноводстве. КРС». Он учитывает поголовье по массе и головам, отображает показатели по циклу воспроизводства, ведет учет кормам и лекарственным препаратам, вычисляет привес, оплодотворяемость. Это далеко не все возможности данного программного продукта. Схожее информационное решение «1С:Селекция в животноводстве. Свиноводство» создано с учетом специфики этой отрасли сельского хозяйства.

Конечно же, 1С не забыло и бухгалтерские программы для сельского хозяйства. Вариантов этих программ много, в России чаще всего пользуются «1С:Бухгалтерия сельскохозяйственного предприятия» и «1С:Предприятие 8. Бухгалтерия элеватора и комбикормового завода» (существуют также версии для Казахстана и Украины).

Существуют и активно используются российские информационные системы для управления и учета сельхозобъектами. Такой крупный игрок, как «Коралл», разработал «Кормовую базу», анализирующую обеспеченность кормами и сырьем, ведущую контроль за движением корма, сообщает о дефиците сырья и формирует заявки на приобретение кормов.

Управлением и учетом на сельхозпредприятии занимается и 1С: отечественным фермерам предлагается «1С:Предприятие 8. Управление сельскохозяйственным предприятием» и «1С:Предприятие 8. Комплексный учет сельскохозяйственного предприятия». Идя в ногу со временем, компания 1С создала возможность использования мобильного приложения, которое существенно увеличивает удобство использования таких программ.

Очень популярна среди отечественных сельхозпроизводителей санкт-петербургская компания «Плинор», производящая «Сэлекс» — комплекс программ для работы с крупным рогатым скотом. Это программные решения для племенного животноводства, кроме того, компания занимается консультационно-информационным обслуживанием мясного и молочного скотоводства, оленеводства и овцеводства.

Программы от «Сэлекс» позволяют автоматизировать данные первичного учета, вести картотеку на животных, получать информацию о здоровье каждого отдельного представителя стада, получать аналитику, предназначенную для зоотехников, бригадиров, ветврачей. Они могут выдавать данные по генетическому потенциалу стада, перечню больных животных, делают анализ надоев, создают планы ректальных исследований и осеменений.

Их конкуренты, московское ВНИИ племенного дела, внедряет свой программный продукт: BonMilkRegion (федеральная программа свода бонитировки в молочном скотоводстве), BonMjsRegion (федеральная программа свода бонитировки в мясном скотоводстве) и RegistrRegion (государственный племрегистр). Эти программы выдают данные по бонитировке каждого животного, анализируют результатов по годам, выдают комплексную оценку поголовья.

Итак, практика ведения сельского хозяйства в разных странах в последние годы доказала, что повысить эффективность животноводства можно, в том числе, используя последние достижения техники и науки, особенно на основе информационных технологий. И в российском сельском хозяйстве достаточно широко (но далеко не повсеместно) используются информационные решения для автоматизации животноводческих предприятий. Это программные продукты по расчету кормов и сырья, селекционным задачам, управлению и учету на сельхозпредприятии, по бухгалтерии. Причем на рынке представлены как зарубежные, так и отечественные информационные продукты, которые имеют как достоинства, так и недостатки. Из российских разработок можно назвать программы компаний «Коралл», «Сэлекс», 1С, «Корморесурс». Они активно используются отечественными фермерами, но для более успешного развития отрасли необходимо повсеместное обучение персонала работе с такими программами и настройка их интеграции друг с другом.

Состояние и перспективы развития механизации

В настоящий момент в России, на крупных сельскохозяйственных предприятиях с высокой степенью механизации трудозатраты на производство единицы животноводческой продукции в два-три раза меньше, чем в среднем по всей отрасли, а себестоимость ниже того же среднего по отрасли показателя в полтора-два раза. И, хотя в целом уровень механизации по отрасли достаточно высок, он все-таки значительно ниже уровня механизации в развитых странах, а потому этот уровень необходимо повышать.

Например, только примерно 75 процентов ферм молочного животноводства используют комплексную механизацию производства; среди предприятий, производящих говядину такая механизация животноводства применяется менее, чем в 60 процентах хозяйств, а комплексная механизация в свиноводстве охватывает около 70 процентов предприятий.

Высокая трудоемкость в животноводческой отрасли в нашей стране пока сохраняется, а это крайне негативно влияет на себестоимость производимой продукции.

К примеру, доля ручного труда в молочном скотоводстве находится на уровне 55 процентов, а в таких областях животноводства, как овцеводство и репродукторные цеха предприятий свиноводства эта доля составляет не меньше 80 процентов. На мелких сельхозпредприятиях уровень автоматизации и механизации производства вообще очень низкий и в среднем в два-три раза хуже, чем в целом по всей отрасли.

Для примера приведем некоторые цифры: при численности стада до 100 голов комплексно механизированы только 20 процентов всех хозяйств, а при численности поголовья до 200 животных этот показатель находится на уровне 45-ти процентов.

В чем же причины столь низкого уровня механизации российской животноводческой отрасли?

Специалисты выделяют, с одной стороны, низкий процент рентабельности в этой отрасли, что не позволяет предприятиям животноводства закупать импортные современные машины и оборудование для животноводства, а с другой стороны, отечественная промышленность не может на сегодняшний день предложить животноводам современные средства комплексной автоматизации и механизации , которые не уступали бы мировым аналогам.

Однако такой подход невозможен без целенаправленной государственной поддержки в лице профильных министерств. В настоящее время, увы, необходимых действий в данном направлении государственными структурами пока не предпринимается.

Комплексная автоматизация и диспетчеризация

Для повышения эффективности производства животноводческой продукции и максимального уменьшения уровня трудовых затрат на единицу этой продукции не нужно ограничиваться только внедрением механизации, автоматизаций и электрификаций на отдельных этапах технологического процесса.

Современный уровень развития технологий и научных разработок уже сегодня позволяет добиться полной автоматизации многих видов промышленного производства. Другими словами, можно весь цикл производства (от момента приемки сырья до этапа упаковки готовой продукции) полностью автоматизировать с помощью роботизированной линии, находящейся под постоянным контролем либо одного диспетчера, либо нескольких инженерных специалистов.

Стоит сказать, что специфика такого производства, как животноводство, не позволяет в настоящее время добиться абсолютного уровня автоматизации всех без исключения производственных процессов. Однако к такому уровню следует стремиться, как к некоему «идеалу».

В настоящее время уже разработано такое оборудование, которое позволяет заменить отдельные машины на поточные технологические линии.

Такие линии пока не могут контролировать полностью весь производственный цикл, но добиться полной механизации основных технологических операций они уже позволяют.

Добиться высокого уровня автоматизации и контроля в поточных технологических линиях позволяют сложные рабочие органы и продвинутые системы датчиков и сигнализации. Масштабное применение подобных технологических линий даст возможность отказаться от ручного труда и сократить численность персонала, в том числе операторов отдельных механизмов и машин. Их заменят системы диспетчерского управления и контроля за технологическим процессом.

Ещё по теме: История и развитие животноводства зарубежной Европы

В случае перехода российского животноводства на самый современный уровень механизации и автоматизации технологических процессов эксплуатационные издержки в животноводческой отрасли снизятся в несколько раз.

Читайте также: