Оптимизация объема роботизированного кормораздатчика методом моделирования с применением теории графов

В рамках осуществления проекта по разработке роботизированного кормораздатчика первоначальной задачей оказывается определение его габаритных параметров, которые напрямую зависят от объема кормораздатчика. (Цель исследования) Промоделировать работу роботизированного кормораздатчика для определения оптимального объема, при котором обеспечивается универсальность его применения в животноводческих помещениях на фермах крупного рогатого скота с различной численностью животных при разной кратности кормления. (Материалы и методы) Поставленную задачу решали путем вычисления времени, затрачиваемого роботизированным кормораздатчиком на кормление животных, которое не должно превышать предельных величин, установленных зоотехническими нормами. Для этого использовали основанную на теории графов методику, в которой учитывается вероятностный характер составляющих баланса времени раздачи кормосмесей роботизированным кормораздатчиком. Блок вычислений выполнили в программе MS Excel. (Результаты и обсуждение) Описали условия для моделирования. Рассмотрели два варианта работы роботизированных кормораздатчиков, при которых один робот обслуживает два коровника либо для каждого коровника используется отдельный кормораздатчик. (Выводы) Определили, что наиболее предпочтительный второй вариант с отдельным роботизированным кормораздатчиком. Доказали, что в этом случае в результате сокращения протяженности переездов производительность роботизированного кормораздатчика повышается на 27,9-36,2 процента для рассмотренных условий, а также исключается необходимость установки автоматических ворот и возведения утепленного тамбура для перемещения робота между коровниками, упрощается задача по составлению программ кормления. Выявили, что для кормления животных в коровниках с габаритами 111,9 на 26,6 метра и меньших размеров, вмещающих до 340 голов, при кратности кормления 4-8 раз в сутки достаточно использовать роботизированный кормораздатчик объемом 2 кубических метра.

1. Дорохов А.С., Никитин Е.А., Павкин Д.Ю. Колесные роботизированные технические средства: опыт и перспективы использования на животноводческих комплексах // Техника и оборудование для села. 2022. N4(298). С. 16-21. DOI: 10.33267/2072-9642-2022-4-16-21. EDN: AHOGZC.

2. Никитин Е.А., Дорохов А.С., Павкин Д.Ю. Совершенствование технологии приготовления кормовой смеси при реконструкции кормовых площадок // Техника и оборудование для села. 2019. N11(269). С. 32-34. DOI: 10.33267/2072-9642-2019-11-32-34. EDN: RIRDVM.

3. Дорохов А.С., Кирсанов В.В., Павкин Д.Ю., Никитин Е.А., Михайличенко С.М., Благов Д.А. Анализ роботизированных кормораздатчиков для животноводческих комплексов по содержанию крупного рогатого скота // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2023. Т. 70. N1(50). С. 94-104. DOI: 10.22314/2658-4859-2023-70-1-94-104. EDN: FCJSIK.

4. Купреенко А.И., Исаев Х.М., Михайличенко С.М. Обобщенный граф состояний автоматического кормовагона при обслуживании технологических групп животных // Вестник ВИЭСХ. 2018. N2(31). С. 63-67. EDN: YLTAHJ.

5. Mattachini G., Pompe J., Finzi A., Tullo E., Riva E., Provolo G. Effects of feeding frequency on the lying behavior of dairy cows in a loose housing with automatic feeding and milking system. Animals. 2019. N9. 121. DOI: 10.3390/ani9040121.

6. Oberschätzl-kopp R., Haidn B., Peis R., Reiter K., Bernhardt H. Effects of an automatic feeding system with dynamic feed delivery times on the behaviour of dairy cows. Proceedings of CIGR-AgEng Conference. Aarhus. Denmark. 2016. 1-8.

7. Grothmann A., Moser L., Nydegger F., Steiner A., Zähner M. Influence of different feeding frequencies on the rumination and lying behaviour of dairy cows. Proceedings international conference of agricultural engineering. Zurich. 2014. 1-6.

8. Da Borso F., Chiumenti A., Sigura M., Pezzuolo A. Influence of automatic feeding systems on design and management of dairy farms. Journal of agricultural engineering. 2017. Vol. 48. N1. 48-52. DOI: 10.4081/jae.2017.642.

9. Bisaglia C., Belle Z., Van den Berg G., Pompe J. Automatic vs. conventional feeding systems in robotic milking dairy farms: a survey in the Netherlands. Proceedings international conference of agricultural engineering CIGR-AgEng. Valencia. 2012. 100-104.

10. Pezzuolo A., Chiumenti A., Sartori L., Da Borso F. Automatic feeding systems: evaluation of energy consumption and labour requirement in north-east Italy dairy farm. Engineering for rural development. 2016. Vol. 15. 882-887.

11. Иванов Ю.А. Результаты научных исследований по механизации и автоматизации животноводства // Техника и технологии в животноводстве. 2021. N1(41). С. 4-11. DOI 10.51794/27132064-2021-1-4.

12. Ерохин М.Н., Дорохов А.С., Кирсанов В.В., Чепурина Е.Л. Концепция построения регионального многофункционального сервисного центра по молочному животноводству // Агроинженерия. 2021. N1(101). С. 4-10. DOI: 10.26897/2687-1149-2021-1-4-10. EDN: VJRNNB.