РОЗДІЛ 2
МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ВИРОБНИЦТВА ЯЄЦЬ НА
ПРОМИСЛОВІЙ ОСНОВІ
На даний час на птахофабриках не використовується ефективне управління виробництвом продукції птахівництва. Причиною цього є неможливість існуючих систем здійснити оптимальне управління на основі моделей, які враховують параметри об'єкта управління, що мають динамічні властивості [41,117]. Тим самим неможливо змоделювати процес виробництва з подальшим визначенням оптимального управління.
В зв'язку з цим необхідно впроваджувати у виробництво на птахофабриках нові системи управління виробництвом (СУВ). З появою комп'ютерних систем управління, які характеризуються швидкодією та універсальністю, з'явилася можливість моделювання процесів, що протікають в реальних об'єктах, і тим самим збільшити ефективність управління виробництвом [42,51].
Як вже зазначалось, максимальна продуктивність птиці можлива лише при дотриманні оптимальної температури в пташнику [122], забезпечення якої, в свою чергу, вимагає значних енергетичних витрат. Пошук оптимального значення температури з урахуванням енергетичних витрат необхідно здійснити на основі відповідних математичних моделей [30,60,119] цих процесів з урахуванням вартості енергоносіїв, корму та продукції.
Завдання визначення економічно доцільного значення температури в пташнику може бути сформульоване і вирішене різними шляхами. Перший шлях визначення оптимального значення полягає в тому, що вибираються деякі технічно доцільні структурні схеми проектної системи, визначаються параметри кожної з них і порівнюються між собою різні варіанти. З розглянутих варіантів вибирають той, який найкращим чином задовольняє всі вимоги, але нема рівнянь, з яких визначається оптимальне значення. Після визначення оптимального значення температури головна практична проблема полягає в його реалізації [5].
Другий шлях полягає у визначенні оптимального значення температури за допомогою сукупності математичних рівнянь процесів, що впливають на температуру. Такий підхід є загальним, він розглянутий у роботах [39,45].
Практичне застосування першого та другого шляхів визначення оптимального значення температури може відбуватися за допомогою сучасної комп'ютерної техніки (КТ). Простіше це можна втілити за допомогою другого шляху - при застосуванні самоналагодження системи на екстремум по деякому критерію забезпечуючого екстремум процесу по відношенню до конкретно заданих умов.
Температура повітря в пташнику - це фактор, який суттєво впливає як на несучість та споживання корму птицею, так і на енергетичні витрати, пов'язані з підтриманням температурного режиму [10,57]. Побудова математичної моделі енергетичних витрат, пов'язаних з підтриманням відповідного температурного режиму, базується на розрахунку теплового балансу пташника. Методика розрахунку теплового балансу однакова для всіх пташників і відрізняється лише вхідними коефіцієнтами кожного індивідуально взятого пташника.
Складніша ситуація з побудовою математичної моделі несучості та споживання корму птицею залежно від зміни температури в пташнику та віку птиці. Ці залежності нелінійні, зокрема через це існує велика кількість пород, кросів, ліній птиці, в яких залежності несучості та споживання корму значно відрізняються одна від іншої. Необхідно побудувати математичні моделі цих залежностей таким чином, щоб структура моделі була незмінною, а змінювалися лише їх коефіцієнти [12,38] в залежності від вхідних значень, і тим самим спростити модель для використання її в КСК.
Для точного визначення параметрів температури в пташнику необхідно врахувати біологічний об'єкт, тобто біологічні властивості птиці (вага, вік, споживання корму, несучість). Зі зміною породи чи кросу птиці в пташнику необхідно провести адаптацію математичної моделі, що описує об'єкт управління [36].
Застосування адаптивних систем у птахівництві дозволить:
- врахувати особливості технологічного об'єкта;
- врахувати особливості біологічного об'єкта та зміну його параметрів в часі;
- підвищити надійність системи управління;
- забезпечити оптимізацію режимів роботи об'єкта і тим самим отримати максимально можливий економічний ефект.
Тому, щоб побудувати математичну модель процесу виробництва яєць на промисловій основі, необхідно побудувати математичну модель виробництва яєць у промисловому пташнику та розробити алгоритм визначення параметрів моделі.
В процесі побудови моделі складної системи управління можемо виділити два основні етапи: побудова формальної (аналітичної чи алгоритмічної) моделі на основі наявних знань про моделюючу систему та формування машинної моделі з формальної. При створенні формальної моделі зазвичай використовується різноманітний математичний апарат, за допомогою якого проходить підбір найкращого адекватного опису складної системи [46,87]. Для нашого випадку рішення завдання моделювання значно ускладнюється тому, що система функціонує в реальному часі. Необхідно врахувати не тільки властивості об'єкта управління на певний момент, а також їх зміну в часі.
При математичному описі складного процесу невірно говорити про модель взагалі. В цьому випадку існує ряд моделей, кожна з яких має свою математичну структуру та описує певну частину об'єкта управління [47]. Модель складного об'єкта управління представлена у вигляді багаторівневої конструкції, об'єднаної в єдине ціле.
Проведемо розробку та дослідження алгоритму визначення параметрів математичної моделі виробництва яєць у промисловому пташнику та побудову математичної моделі виробництва яєць на промисловій основі.
В сучасних умовах набувають широкого застосування методи вибору параметрів та режимів роботи систем управління виробництвом птахівницьких комплексів. Розробка таких методів можлива лише на основі глибоких теоретичних випробувань та узагальнення експериментального матеріалу. Від якості обробки цих матеріалів буде залежати економічна ефективність виробництва продукції птахівництва. Практич