Система, обеспечивающая производство продуктов животно­водства и обозначаемая для краткости «оператор — машина — животное — среда», представляет собой наиболее сложную био­технологическую систему. Ее сложность обусловлена разной при­родой связей между биологическими и техническими звеньями. Первыми управляют законы биологии, биохимии, физиологии; вторыми — детерминированные законы физики, механики, мате­матики.

Необходимо уяснить, что системный подход как таковой не дает готовых решений, а указывает лишь логику или стратегию их поиска. Общее количество звеньев (элементов) в системе и максимальное число возможных связей между ними объеди­нены зависимостью

У=п(п— 1), (6)

Где V — максимальное число связей; п — количество звеньев.

Максимальное число Н возможных состояний системы опре­деляется формулой

Я = 2"(п~|). (7)

Представленная на рис. 5 система О^М—Ж—С имеет три звена (и = 3). Число их связей составляет 6, а число состояний системы — 64. С увеличением числа звеньев в системе резко воз­растает число возможных ее состояний, что приводит к неопре­деленности, и изучение поведения системы затрудняется.

Если в процессе функционирования системы возникают от­клонения, которые выходят за пределы, допускаемые норматив­но-технической документацией, то такие отклонения должны рас­сматриваться как нарушения, могущие привести к повреждению. Последнее считается существенным, если оно привело систему к отказу (например, к случаям травматизма животных). К со­

Жалению, в настоящее время вопросы надежности достаточно разработаны применительно только к техническим объектам (ГОСТ 13377—75), и существующая нормативно-техническая документация не распространяется на биологические звенья сис­темы. Между тем в связи с переводом животноводства на про­мышленную основу ощущается острая потребность в разработке вопросов надежности биотехнологических систем.

Результирующая оценка совершенства функционирующей системы выражается через показатели эффективности, методы определения которой разрабатываются главным образом с эко­номических позиций.

Эффективность функционирования — это главное требова­ние, предъявляемое к системе. Эффективность использования техники (более высокие показатели надежности, работоспособ­ности, загрузки оборудования); эффективность труда операто­ров (рост производительности, снижение удельных затрат труда, увеличение поголовья, обслуживаемого одним оператором); эф­фективность использования животных (повышение продуктив­ности, более полное использование генетического потенциала животных, улучшение качества продуктов) — это основные кри­терии, с помощью которых можно оценить уровень эксплуатации технологического оборудования в животноводстве. При эксплуа­тации машинной техники следует избегать создания для живот­ных (птицы, пушных зверей) стрессовых ситуаций. Отрицатель­ное влияние на них технических средств должно быть сведено к минимуму, так как любой стресс в конечном счете приводит к снижению их продуктивности. Наиболее сильно отрицательное влияние стрессов при нарушении технологии машинного доения коров, стрижки овец, обслуживания птиц в клетках и др.

Таким образом, общая эффективность производства зависит ие только от принятой технологии и выбора системы машин, но и от эффективного использования животных как главных элемен­тов системы «оператор — машина — животное—среда» (рис. 7).

Ю. Ф. Новиков и В. М. Рабштына [15] приводят оценки влия­ния ряда факторов на продуктивность коров, полученные по ре­зультатам корреляционного анализа экспериментальных дан­ных. В опытах фиксировались значения независимых (варьируе­мых) факторов: х — выход приплода на 100 коров; Хч — расход кормов на одну корову в год, т корм. ед.; хз — уровень комплекс­ной механизации, %; Х4 — уровень машинного доения коров, %; у — молочная продуктивность коров, кг (зависимая перемен­ная). Коэффициент г, парной корреляции по каждому фактору вычисляется по формуле

I (*/— Х) ((/,-— у)

..._ >'= •

Где г, — коэффициент парной корреляции; *,■ —дг — отклонение значений i-го фактора от среднего; {Л —{Г— отклонение продуктивности коров от средней под влиянием i-го фактора; п — число опытов; — средне­квадратические отклонения по х и у соответственно.

Среднеквадратическая ошибка определения коэффициента парной корреляции находится из уравнения

1 —

Т, = -. (9)

V« — 1

Критерий достоверности (по Сгьюденту) определяется из выражения

О»)

Найденные значения парной корреляции между продуктив­ностью коров и влияющими иа нее факторами приведены в табл. 9.

Уравнение зависимости продуктивности коров от совмест­ного влияния указанных факторов имеет следующий вид;

У = Ct b Х I Ь 2X2 Ь 3-^3 “Н Ь^4,

Где а — свободный член уравнения; bь b2, b?„ Ь4 — коэффициенты мно­жественной корреляции.

В математической статистике достоверноегь полученного значения коэффициента корреляции проверяют по величине от­ношения этого коэффициента к средней ошибке (критерий досто­верности по Стъюдеиту). Если отношение г/т^Ъ, то коэффи­
циент корреляции считается достоверным, т. е. связь между дву­мя рассматриваемыми свойствами является доказанной. Если же оно меньше 3, то сделать заключение о наличии связи между изучаемыми величинами нельзя. Более того, чтобы вывод о досто­верности значения г был более надежным, рекомендуется брать величину отношения г/тг^ 4.

Из табл. 9 видно, что на повышение молочной продуктивности с необходимой достоверностью влияют два фактора: х — выход приплода на 100 коров, т. е. сокращение яловости в стаде; х2 — расход кормов на голову, т. е. уровень питательности рационов и соответствие его уровню планируемой продуктивности. Что касается двух других факторов: х3 (уровень механизации) и х (уровень машинного доения коров), то их рост практически не влияет на продуктивность коров. Это вполне объяснимо, так как средствами механизации решается главная задача — снижение затрат живого труда на единицу получаемой продукции, т. е. по­вышение производительности труда.

Исчерпывающее решение такой задачи выходит за рамки программы рассматриваемого эксперимента, но тем не менее ис­ходная информация позволила получить регрессии, отражающие зависимость удельных затрат труда от совместного влияния трех факторов: уровня продуктивности коров (xi), комплексной ме­ханизации (хз) и машинного доения коров (х«). В результате расчетов, выполненных на ЭЦВМ «Мир-1», было получено урав­нение регрессии в следующем виде:

У = 20,8 — 0,392л:, — 0,02 1х3 — 0,005х4.

Коэффициент множественной корреляции при этом равен R = 0,86, что свидетельствует о высокой достоверности резуль­тата решения.

Из уравнения видно, что все учитываемые факторы дейст-' вуют в одном направлении: с увеличением значений любого из них удельные затраты (целевая функция) уменьшаются. Из рас­смотренных наиболее важным фактором является продуктив­ность коров, при повышении которой удельные затраты в рас­чете на 100 кг молока снижаются на 0,39 ч. При достигнутом уровне комплексной механизации 39 % дальнейшее повышение его на 10 % приводит к снижению затрат труда на 0,21 ч.

Повышение уровня механизации доения коров на I % поз­воляет снизить удельные затраты труда на 100 кг молока на 0,005 ч. Такой относительно малый эффект механизации доения объясняется тем, что на момент проведения эксперимента уро­вень машинного доения составлял уже 77 %, т. е. положитель­ное влияние дальнейшей механизации распространялось на весь - ,ма ограниченное поголовье. Существенное влияние на значение эффективности производства продуктов животноводства имеет

2 Мельников С. В.

Коэффициент ритмичности процессов, который определяется по формуле &п=1—(/л//ц), где — время перерывов технологичес-. кого цикла, ч; t^{ — длительность цикла, ч.

При оценке влияния ритмичности на эффективность произ­водства говядины во множестве хозяйств (объектов статисти­ческого исследования) коэффициент ритмичности [15] рассчи­тывался ПО формуле &п=1— &1&2&3, где к—средний уровень загрузки помещений, ското-мест (отношение фактического пого­ловья в помещении к проектному); &2 — уровень неравномер­ности постановки молодняка на выращивание (отношение фак­тического прироста поголовья к проектному); &3 — средний уро­вень неравномерности прироста живой массы по месяцам (от­ношение фактического прироста живой массы к среднемесяч­ному). Ю. Ф. Новиков и В. М. Рабштына также приводят данные по оценке коэффициента ритмичности производства на комплексе по выращиванию нетелей, из которых следует, что по значимости влияния на эффективность производства ритмичность занимает второе место после стоимости кормов. В свою очередь на пока­затель ритмичности наиболее существенное влияние оказывают коэффициенты неравномерности загрузки помещений 1г и нерав­номерности прироста живой массы животных &з-

Эффективное функционирование - биотехнической системы

О—М—Ж—С возможно лишь при учете ряда ограничений, обус­ловленных физиологией животных, их видом, производственным назначением комплекса, физической природой рассматриваемых процессов, зонально-климатическими и экономическими усло­виями. Для объективной оценки эффективности технологии в оп­ределенных условиях необходимо использовать системный под­ход, позволяющий оценить не только уровень продуктивности животных, но и общую экономическую эффективность произ­водства. Примером тому служит разработанная ЦНИПТИМЭЖем сменно-поточная технология производства молока, которая по­лучила распространение в южных районах страны. Сущность сменно-поточной технологии заключается в том, что животных кормят и доят по смещенному графику в специальном кормодо­ильном помещении, в котором механизированы приготовление кормовых смесей, раздача и уборка остатков кормов, фиксация коров на время кормления и доения, а также первичная обра­ботка молока.

Такая организация работ позволяет более полно загружать машины и оборудование поточных линий. При этом создаются условия для улучшения организации труда, разделения трудо­вых функций, рационального использования рабочего времени обслуживающего персонала.