Производство продуктов животноводства как процесс функционирования биотехнической системы
Одним из важнейших требований современного этапа научно - технического прогресса является системный подход.
Сущность его сводится к тому, что любой изучаемый объект рассматривается во всем многообразии его свойств и функциональных показателей. Разработка организационных, технологических. ветеринарно-санитарных, технико-экономических и других мероприятий, направленных на повышение эффективности использования техники в животноводстве, окажется наиболее успешной, если соответствующие решения будут приниматься исходя из системного подхода. Под системой понимают совокупность элементов, объединенных общими свойствами, признаками, назначением или целью. Любая система может включать в себя подсистемы как более ограниченные сочетания элементов, и в то же время она может быть частью другой, более общей системы (суперсистемы), взаимодействующей с ней через внешние связи.
Различают системы физические, технические, технологические, биологические, информационные и др. Для изучения производственных процессов в животноводстве наибольший интерес представляют смешанные биотехнические системы, в которых технические звенья (машины, сооружения, здания) в процессе производства вступают во взаимодействие
С биологическими (человек, животное). Системы «человек-------
Машина» называют эргатическими, а «человек — машина — животное» — биотехническими.
Методологической основой системного анализа являются всеобщий закон диалектического единства материального мира, учение о взаимодействии и взаимообусловленности всех явлений в природе и обществе. Животноводческий комплекс, ферма или отдельный технологический процесс при анализе могут быть представлены как сложные многоуровневые динамические системы, имеющие иерархическую структуру. Рассмотрим процесс производства продуктов животноводства с позиций системного анализа и представим систему «оператор — машина — животное — среда» (О — М — Ж — С) в виде информационной схемы, показанной на рис. 2.
Такая система состоит из ряда подсистем, расположенных на разных уровнях. Ее анализ производят в направлении сверху вииз, ограничивая число рассматриваемых уровней 3—5. При разработке новых систем их синтез (построение) ведут в обратном порядке (от простого к более сложному) с учетом того, что объективная действительность на любую систему накладывает свои ограничения.
Подсистемы 1-го уровня представляют собой совокупность технологических процессов, которые различаются наличием или отсутствием основного биологического звена — животного — и характером связи элементов с внешней средой. Это дает основание все технологические процессы в животноводстве (подсистемы, расположенные в верхнем ряду) разделить на три группы:
1) биотехнологические стохастические, в которых оператор через рабочие органы машин воздействует (контактирует) непосредственно на животное (доение, стрижка, кормление и т. п.); здесь преобладающими являются связи и взаимодействия, имеющие вероятностный характер;
2) технологические стохастические, в которых животное (биологическое звено) в системе не участвует; эти процессы представляют собой технические подсистемы, с определенной вероятностью сильно взаимодействующие с внешней средой через прямые и обратные связи (хранение кормов, удаление и переработка навоза и т. п.);
3) технологические детерминированные процессы, представляющие собой также технические подсистемы, относительно слабо взаимодействующие с внешней средой, управление которыми производится по общим правилам использования соответствующей техники (водоснабжение, заготовка кормов и т. п.).
Функционирование технологической системы заключается в выполнении ряда операций над сырьем, и его эффективность достигается за счет наиболее экономичного, качественного и интенсивного превращения сырья в готовую продукцию. Во всех подсистемах присутствует и второе биологическое звено — человек (оператор — О) — самый активный элемент эргатических систем, выступающий как производительная сила, т. е. непосредственный производитель продукта или организатор производства. Наряду с биологическими все подсистемы имеют также технические (детерминированные) звенья: машины (М) как средство труда и материалы (Мт) как предмет труда. Ранее было показано, что животные в системе производства выполняют двоякую роль, будучи одновременно и средством, и предметом труда.
Технологические процессы, на протекание которых оказывает сильное влияние взаимодействие со средой, выделены во вторую подсистему. При эксплуатации оборудования требуется строго учитывать вредное влияние внешней среды на технику (коррозия), равно как и отрицательное влияние некоторых технологических процессов на окружающую среду. В процессе функционирования системы должны выполняться эргономические и экологические требования. На оборудование процессов третьей подсистемы внешняя среда влияет мало, и эксплуатация его производится по общим правилам использования машинной техники.
Подсистемы 2-го уровня отображают структуру и связи
Технологические процессы по подготовке кормов, первичной обработке продуктов животноводства, обработке навоза |
Подсистемы:
1-й уровень - производственные процессы, связи внешние, Внутренние
Г-а уровень - поточные технологические линии
Биотехническая вероятностная, сильно обязана с внешней средой
Вио технологические процессы: воспроизводство, выращивание, содержание, откорм, санитарно - ветеринарное обслуживание, микроклимат
О-М-Мт-С- |
О-м- |
Мт-С- |
|
Техническая |
Техническая |
||
Дероятностная, |
-*> |
Детерминироданная, |
|
Сильно связана с |
Умеренно с8язана |
||
Внешней средой |
С Внешней средой |
||
V- |
Технологические процессы по заго - тодке и приготовлению кор мод, водоснабжению, пе - реработке продукции, утилизации отходоб, техническому обслуживанию
Рис. 2. Иерархическая структура биотехнической системы «оператор—машина— животное—среда» (О—М—Ж—С)
Отраслевые системы мошин для механизации ферм |
|||||
Крупного Рогатого Ската |
Свиновод Ческих |
Овцевод Ческих |
Зверовод Ческих |
Птицевод Ческих |
К ролик о- Зодческих и других |
3-й уровень - системы машин для комплексной механизации животноводства и кормопроизводства |
Внутри отдельных технологических процессов, состав и характер рабочих операций, анализ которых дает основание для разработки операционных карт. Они же служат материалом для решения вопросов научной организации труда и автоматизации производства.
Подсистемы 3-го уровня отображают взаимодействия, т. е. структурные связи с внешней средой и между элементами системы — биологическими и техническими звеньями (машины, оборудование, сооружения, здания). По характеру действия связи могут быть прямыми и обратными, положительными, отрицательными и нейтральными; по прочности связи (или силе взаимодействия) — сильными или слабыми. По методам исследования и оценке влияния взаимодействующих факторов связи могут быть вероятностными (корреляционными, регрессионными) и детерминированными (функциональными). При наличии в системе двух биологических звеньев систему в целом следует считать вероятностной.
Подсистемы 4-го уровня отображают субэлементные связи, характеризующие внутреннюю структуру рассматриваемых элементов (свойства исходных материалов и конечных продуктов).
Конкретное определение системы «человек—машина», под которой понимается система, состоящая из человека-оператора (группы операторов) и машины, посредством которой он (они) осуществляет трудовую деятельность, дает ГОСТ 21033—75. На нее влияют две группы факторов — энергетические, связанные с машиной, и социальные, относящиеся к оператору (например, цель, польза, выгода, соревнование). Сравнивая систему «человек—машина» с интересующей нас системой «оператор — машина — животное — среда», нетрудно заметить, что вторая значительно сложнее первой, и факторов, влияющих на ее функционирование, больше; особое значение имеют факторы биологической природы.