Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ЭКОНОМИЧНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ БРОЙЛЕРОВ ИЗ ПТИЧНИКОВ В ЦЕХ УБОЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ПТИЦЕФАБРИКИ МАГИСТРАЛЬНЫМ ТРАНСПОРТЕРОМ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к промышленному птицеводству и может быть использовано при управлении процессом экономически оптимальной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером.

Известны способ и устройство экономичной транспортировки птичьих яиц магистральным транспортером птицефабрики (Патент РФ 2414396. Способ и устройство экономичной транспортировки птичьих яиц магистральным транспортером птицефабрики / А.В. Дубровин // БИ, 2011. №8).

Недостатком данного технического решения также является отсутствие возможности управления похожим процессом транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики практически таким же и более прочным магистральным транспортером по экономическому признаку. Известное техническое решение связано с процессом транспортировки птичьих яиц и потому просто не предназначено для действий с бройлерами.

Указанный недостаток обусловлены тем, что в известном техническом решении отсутствуют новые технические решения автоматического управления по экономическому (по хозяйственному) признаку (критерию), позволяющие установить и частично с помощью известного технического решения обеспечить необходимый экономически наилучший режим процесса транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером.

Задачей изобретения является повышение точности управления технологическим процессом транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером.

В результате использования изобретения повышается точность управления технологическим процессом транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером. При этом существенно снижаются потери продукции в виде снижения отхода птицы во время транспортировки, значительно уменьшаются затраты ручного труда по сравнению с операторским регулированием режимом транспортировки бройлеров.

Экономический критерий (хозяйственный признак) управления, в том числе, процессом транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером, является общепризнанным и по своему существу всеобъемлющим показателем эффективности (результативности) транспортировки мясной продукции бройлерного птицеводства. При этом его правильное применение требует достаточно точного учета хотя бы основных общеизвестных его составляющих, наиболее сильно влияющих на результативность (эффективность) данного технологического процесса. В рыночной экономике (в свободном хозяйствовании) основным критерием экономической эффективности является прибыль производства, равная разности между ценой реализации произведенной продукции и себестоимостью ее производства. Если цена реализации равна всего лишь произведению объема выпущенной продукции на ее удельную цену, то вот себестоимость производства продукции включает в себя множество различных составляющих.

Для процесса, связанного в основном с достаточно длительным по времени механическим перемещением выращенных бройлеров из птичников в цех убоя и переработки, этот экономический признак эффективности процесса есть изначально сумма стоимости потерь продукции бройлерного птицеводства в виде потерь живой массы бройлеров при транспортировке (которые легко учесть именно как сопряженные с процессом дополнительные затраты продукции) и изменяющейся в данном процессе части эксплуатационных затрат. Эксплуатационные затраты включают в себя стоимость энергии различных видов, зарплату обслуживающего и руководящего персонала, также амортизационные, реновационные, ремонтные отчисления на капитальные вложения (на стоимость зданий, оборудования, измерительных приборов и т.п.), транспортные расходы и многое другое.

С транспортировкой бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером связана цена магистрального транспортера и его электропривода. В состав эксплуатационных затрат она входит в виде суммы амортизационных, реновационных, ремонтных отчислений на капитальные вложения (на стоимость магистрального транспортера и его электропривода). Поэтому такой сокращенный по своему составу экономический признак может достаточно полноценно, с наибольшей точностью, и потому должен определять текущую во время действия технологического процесса (например, транспортировки бройлеров) результирующую экономическую эффективность производства. Его с учетом других составляющих прибыли как раз и определяют плановый отдел и бухгалтерия любого, в том числе и сельскохозяйственного предприятия животноводства и птицеводства по окончании производственного или сопутствующего ему процесса. Однако такое определение этого критерия после окончания технологического процесса явно опаздывает: в ходе процесса он не применялся, и окончание процесса происходило по каким-то другим критериям. Поэтому часто оказываются на практике большие экономические потери производства, не управляемого именно по его естественному чисто экономическому принятому признаку.

Протяженность (длина) магистрального транспортера (далее МТ) на территории крупной бройлерной птицефабрики годовой производственной мощностью 10…15 млн бройлеров достигает 1…2 км. Скорость движения ленты МТ обычно составляет порядка 5…10 см/с, т.е. (0,05…0,10) м/с × 10^-3 км/м × 3600 с/ч = 0,18…0,36 км/ч. Указанное расстояние бройлер из самого отдаленного птичника до цеха убоя и переработки преодолевает на ленте МТ за время (1…2) км / (0,18…0,36) км/ч=(2,77…11,11)ч.

Птица при транспортировке, естественно, не кормится. Известно, что потеря живой массы бройлера при этой транспортировке не менее 50 г в утепленном помещении для МТ. При огороженном МТ легкими ветрозащитными конструкциями она еще больше увеличивается примерно до 100 г. При морозе до -30°С с ветром потеря живой массы бройлера существенно выше, и связано это с дополнительными затратами энергии организма птицы на собственный обогрев. При принятой потере живой массы одной птицы всего лишь 50 г, при выгрузке 20 тысяч бройлеров из одного птичника в сутки, при отпускной цене 1 кг мяса птицефабрикой примерно 60 руб./кг получается потеря 1 т мяса стоимостью 60 тысяч рублей в сутки на одну партию птицы. Эта партия бройлеров выращивается в течение 35 суток. В это время выгружается птица из остальных многих десятков птичников крупной птицефабрики. Понятно, что относительные потери продукции по сравнению с конечной живой массой бройлера (50 г/2,4 кг = 2,1%) не такие уж большие. Однако указанные абсолютные потери стоимости продукции настолько велики (60 тысяч рублей в сутки на одну партию птицы), что разработка технических решений нового способа и устройства для повышения точности процесса экономически оптимальной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером является вполне целесообразной.

Технические решения использования достаточно обоснованного признака (критерия) экономической эффективности птицеводства при автоматическом управлении процессом транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером в настоящее время не известны.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что устройство экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером содержит измеритель сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, регулятор скорости движения ленты магистрального транспортера, исполнительный элемент регулирования скорости движения ленты магистрального транспортера, формирователь сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала, формирователь сигнала зависимости стоимости энергетических затрат на электроэнергию для электропривода магистрального транспортера, вычислительный блок, блок управления, выход измерителя сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера через первый вход и выход регулятора скорости движения ленты магистрального транспортера соединен с входом исполнительного элемента регулирования скорости движения ленты магистрального транспортера, выход вычислительного блока через блок управления соединен с вторым входом регулятора сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, выход формирователя сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера через блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала соединен с первым входом вычислительного блока и через первый вход и выход формирователя сигнала зависимости стоимости энергетических затрат на электроэнергию для электропривода магистрального транспортера соединен соответственно с вторым входом вычислительного блока, причем в устройство дополнительно введены установленные в зоне размещения магистрального транспортера датчики температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости движения воздуха (скорости ветра), формирователь сигнала зависимости стоимости потерь живой массы бройлера от измеренных температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости и направления движения воздуха (скорости и направления ветра) в зоне размещения магистрального транспортера и от сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, задатчик сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию сооружения галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода, выходы датчиков температуры наружного воздуха, относительной влажности наружного воздуха, скорости движения наружного воздуха (скорости ветра) подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам формирователя сигнала зависимости стоимости потерь живой массы бройлера от измеренных температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости и направления движения воздуха (скорости и направления ветра) в зоне размещения магистрального транспортера и от сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, выход которого соединен с третьим входом вычислительного блока, к четвертому входу вычислительного блока подключен выход задатчика сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию сооружения галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода.

Устройство экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером иллюстрируются фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 приведена иллюстрация экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером: V_изм - измеренный сигнал скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера, м/с; V_сформ - сформированный сигнал скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера, м/с, значения измеренного и сформированного сигналов дозы в одинаковых условиях технологического процесса должны быть равными: V_сформ = V_изм; С - зависимость себестоимости продукции птицеводства от сформированного сигнала скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера, руб./ед. времени, С=Э_энерг+ΔПр+a_ΣЦ_изм ^нов; Э_энерг - зависимость стоимости энергетических затрат от сформированного сигнала скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера, руб./ед. времени; ΔПр - зависимость стоимости потерь живой массы транспортируемых по МТ бройлеров от сформированного сигнала скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера, руб./ед. времени; а_ΣЦ_МТ ^стар - сумма амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию старого, временного, со слабой тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода и с невысокой старой ценой Ц_МТ ^стар, руб./ед. времени; а_ΣЦ_МТ ^нов - сумма амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию нового, постоянного капитального, с хорошей тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода и с высокой новой ценой Ц_МТ ^нов, руб./ед. времени; а_Σ=а_ам+а_рем+а_рен - суммарный коэффициент отчислений на капитальные вложения в сооружение галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода; а_ам - коэффициент амортизации капитальных вложений; а_рем - коэффициент отчислений на текущий ремонт; а_рен - коэффициент отчислений на реновацию (на капитальный ремонт); V_опт ^cтap - сформированный сигнал экономически оптимальной скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера при старом, временном, со слабой тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для магистрального транспортера, либо вообще без галереи для МТ; V_oпт ^нoв - сформированный сигнал экономически оптимальной скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера при новом, постоянном капитальном, с хорошей тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для магистрального транспортера, а_ΣΔЦ_МТ - различие между суммарными отчислениями на капитальные вложения в новое, постоянное капитальное, с хорошей тепловой и ветровой защитой, сооружение галереи для магистрального транспортера и в старое, временное, со слабой тепловой и ветровой защитой, сооружение галереи для магистрального транспортера; ΔПр^cтap(t_в, φ_в, V_в) - потери продуктивности птицы в старом, временном, со слабой тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для магистрального транспортера, либо вообще без галереи для МТ; ΔПр^нoв(t_в, φ_в, V_в) - потери продуктивности птицы в новом, постоянном капитальном, с хорошей тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для МТ; ΔV_oпт - различие между экономически оптимальными значениями скорости движения рабочего органа (ленты) магистрального транспортера при новом, постоянном капитальном, с хорошей тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для магистрального транспортера и при старом, временном, со слабой тепловой и ветровой защитой, сооружения галереи для магистрального транспортера, либо вообще без галереи для МТ; ΔС_МТ - выигрыш в себестоимости продукции процесса экономически оптимальной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером за счет снижения потерь живой массы бройлеров в защищенной от факторов внешней среды галерее для МТ.

На фиг. 2 представлена функциональная схема устройства экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером: 1 - измеритель сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, 2 - регулятор скорости движения ленты магистрального транспортера, 3 - исполнительный элемент регулирования скорости движения ленты магистрального транспортера, 4 - формирователь сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, 5 - блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала, 6 - формирователь сигнала зависимости стоимости энергетических затрат на электроэнергию для электропривода магистрального транспортера, 7 - вычислительный блок, 8 - блок управления, 9 - датчик температуры воздуха (установленный в зоне размещения магистрального транспортера), 10 - датчик относительной влажности воздуха (установленный в зоне размещения магистрального транспортера), 11 - датчик скорости движения воздуха или скорости ветра (установленный в зоне размещения магистрального транспортера), 12 - формирователь сигнала зависимости стоимости потерь живой массы бройлера от измеренных температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости и направления движения воздуха (скорости и направления ветра) в зоне размещения магистрального транспортера и от сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера, 13 - задатчик сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию сооружения галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода 13.

Экономичная транспортировка бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером осуществляется следующим образом.

На фиг. 1 приведена иллюстрация экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером. Общий вид зависимостей постоянных затрат отчислений на капитальные вложения: а_ΣЦ_МТ(V_cформ)=const. Зависимость энергозатрат электроприводом МТ Э_энерг(V_сформ) растет линейно с ростом V_сформ. Математическая зависимость для проведения имитационного компьютерного моделирования может быть построена по соответствующим экспериментальным и практическим данным и в целом может иметь следующий или аналогичный общий вид: Э_энерг(Т)=PZ^(-НТ+Х)+М. Зависимость стоимости роста потерь живой массы бройлеров при реальных технологических значениях скорости движения ленты МТ обратно пропорциональная, т.е. чем меньше скорость, тем дольше птица находится на улице или в не отапливаемой галерее и тем больше потери живой массы бройлера. При этом возрастает отрицательное влияние факторов холодного климата на продуктивность бройлеров, которые необходимо технически учитывать при экономически оптимальной транспортировке бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером.

На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером.

Устройство экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером содержит измеритель сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера 1, регулятор скорости движения ленты магистрального транспортера 2, исполнительный элемент регулирования скорости движения ленты магистрального транспортера 3, формирователь сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера 4, блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала 5, формирователь сигнала зависимости стоимости энергетических затрат на электроэнергию для электропривода магистрального транспортера 6, вычислительный блок 7, блок управления 8, выход измерителя сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера 1 через первый вход и выход регулятора скорости движения ленты магистрального транспортера 2 соединен с входом исполнительного элемента регулирования скорости движения ленты магистрального транспортера 3, выход вычислительного блока 7 через блок управления 8 соединен с вторым входом регулятора сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера 2, выход формирователя сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера 4 через блок периодического сканирования (развертки) диапазона изменения сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала 5 соединен с первым входом вычислительного блока 7 и через первый вход и выход формирователя сигнала зависимости стоимости энергетических затрат на электроэнергию для электропривода магистрального транспортера 6 соединен соответственно с вторым входом вычислительного блока 7, причем в устройство дополнительно введены установленные в зоне размещения магистрального транспортера датчики температуры воздуха 9, относительной влажности воздуха 10, скорости движения воздуха (скорости ветра) 11, формирователь сигнала зависимости стоимости потерь живой массы бройлера от измеренных температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости и направления движения воздуха (скорости и направления ветра) в зоне размещения магистрального транспортера и от сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера 12, задатчик сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию сооружения галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода 13, выходы датчиков температуры наружного воздуха 9, относительной влажности наружного воздуха 10, скорости движения наружного воздуха (скорости ветра) 11 подключены соответственно к второму, третьему и четвертому входам формирователя сигнала зависимости стоимости потерь живой массы бройлера от измеренных температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости и направления движения воздуха (скорости и направления ветра) в зоне размещения магистрального транспортера и от сформированного сигнала скорости движения ленты магистрального транспортера 12, выход которого соединен с третьим входом вычислительного блока 7, к четвертому входу вычислительного блока 7 подключен выход задатчика сигнала амортизационных отчислений, отчислений на ремонт и на реновацию сооружения галереи для магистрального транспортера, самого магистрального транспортера и его электропривода 13.

Устройство работает следующим образом. Элементы функциональной схемы устройства осуществляют как вычисление различных экономико-математических величин, так и производят формирование соответствующих сигналов. То есть производятся действия над материальными объектами с помощью материальных объектов. Задаются, определяются, сравниваются друг с другом и формируются все необходимые сигналы. Действия элементов схемы устройства отражены в их названиях и в дополнительных комментариях сильно не нуждаются. В соответствии со способом, иллюстрируемым фиг. 1, происходит экономически оптимальное управление процессом транспортировки по критерию (по целевой функции) себестоимости, включающему в себя зависимости от стоимостей энергозатрат электроэнергии, потерь живой массы бройлеров при их транспортировке и не зависящие от скоростного режима транспортировки отчисления на капитальные вложения в специально построенное сооружение галереи для магистрального транспортера, в сам магистральный транспортер и в электропривод МТ. Понижение температуры воздуха, увеличение его относительной влажности и увеличение скорости его движения в зоне МТ, т.е. в зоне временного обитания птицы, приводит к увеличению теплосъема с поверхности организма бройлера. Организм птицы пытается сохранить состояние гомеостаза при постоянной температуре тела птицы. Поэтому существенно возрастают явные тепловыделения организма бройлера. На это быстро расходуется биологическая конверсная энергия (изменяющаяся по форме энергия) организма, ранее запасенная после преобразования химической энергии кормов в биоконверсную энергию живого организма в процессе кормления и выращивания птицы. Результатом является падение живой массы бройлеров при их транспортировке из отдаленных птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером

При этом существенно повышается именно экономическая эффективность процессов экономически оптимальной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером в отрасли промышленного птицеводства.