СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ СОВРЕМЕННЫХ МОЛОЧНЫХ ФЕРМ

Создание типоразмерного ряда цифровых автоматизированных и роботизированных молочных ферм нового поколения различной конфигурации и вместимости (25-50-100…1200…2400 гол.) предполагает их структурную типизацию и модульное построение на основе методологии конечно-элементного анализа и создания структурно-функциональных моделей, включающих в себя законченные технологические модули и модульные единицы. Разработаны структурно-функциональные модели построения цифровых технологических модулей и модульных единиц автоматизированных и роботизированных молочных ферм нового поколения. Предложили создание и формализацию построения модульных структурно-функциональных единиц, включающих в себя пассивные накопительно-регулирующие модули неодушевленных материальных технологических и одушевленных биологических потоков (животных), активные машинно-технологические модули перемещения и трансформации материальных технологических и продукционных потоков, направленных к животным или получаемых от них, информационно-аналитические модули экспресс-оценки качества продукционных потоков, системы приемо-передачи, обработки и хранения информационных потоков (сигналов), получаемых от машинно-технологических модулей (доения, кормления, навозоудаления и др.) и с датчиков животных. Проанализированы и получены формализованные структурно-функциональные модели цифровых модульных единиц: автоматизированных и роботизированных доильных залов, систем автоматизированного и роботизированного кормления животных, автоматизированных систем для дифференцированного обеспечения микроклимата, энергосберегающих аэробных или анаэробных модулей переработки навоза как законченных структур, включающих в себя объемно-планировочные накопительно-регулирующие технологические модули пассивного и машинно-технологические модули активного типа, осуществляющие перемещение и трансформацию материальных технологических потоков, экспресс-диагностику их качества и прием-передачу, обработку и хранение информационных потоков. Реализация разработанных структурно-функциональных моделей цифровых технологических модулей и модульных единиц позволит создать новые проекты цифровых автоматизированных и роботизированных молочных ферм нового поколения с повышенными функциональными возможностями и адаптивными функциями по отношению к биологическим объектам.

1. Rong L., Nielsen P.V., Bjerg B. et al. Summary of best guidelines and verification of CFD modeling in livestock buildings to ensure quality forecasting. Computers and electronics in agriculture, 2016; 121: 180-190. https://doi.org/10.1016/j. compag.2015.12.005

2. Ерохин М.Н., Кирсанов В.В., Цой Ю.А. и др. Структурно-технологическое моделирование процессов и функциональных систем в молочном скотоводстве // Научные труды ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии. 2007. Т. 17. № 1. С. 19-31.

3. Иванов Ю.А., Скоркин В.К., Гриднев П.И. и др. Интеллектуальная система управления и обеспечения эффективного производства продукции молочного скотоводства умной фермы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2019. Т. 20. № 1. С. 57-67. DOI: 10.30766/2072-9081.2019.20.1.57-67

4. Simensen E., 0steras O., Bee K.E. et al. Housing system and herd size interactions in Norwegian dairy herds; associations with performance and disease incidence. Acta Veterinaria Scandinavica, 2010; 52:14. DOI: 10.1186/1751-0147-52-14.

5. Черноиванов В.И., Толоконников Г.К., Федотов А.В. Биомашсистемы энергосберегающих технологий переработки отходов АПК // Техника и оборудование для села. 2020. Mb 2 (272). С. 2-7. DOI: 10.33267/2072-9642-2020-2-2-7

6. Khmelovskyi V, Rogach S., Tonkha O. et al. Quality evaluation of mixing fodder by mobile combined units. 18th International Scientific Conference Engineering For Rural Development. Book series: Engineering for Rural Development, 2019; 18(468): 299-304.DOI: 10.22616/ERDev2019.18.N468.

7. Кирсанов В.В., Цой Ю.А. Тенденции развития биотехнических систем в животноводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. № 3. С. 27-32. DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-3-27-32.

8. Игнаткин И.Ю. Оптимизация эффективности утилизации теплоты воздухо-воздушного рекуператора // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2018. № 1 (83). С. 34-39. DOI: 10.26897/1728-7936-2018-1-34-39.

9. Иванов Ю.А., Скоркин В.К., Аксенова В.П. Оптимизация и модернизация технологических процессов молочных ферм // Международный технико-экономический журнал. 2020. № 4. С. 7-15. DOI: 10.34286/1995-4646-2020-73-4-7-15.

10. Bottani E., Gentilotti M.C. & Rinaldi M. A Fuzzy Logic-Based Tool for the Assessment of Corporate Sustainability: A Case Study in the Food Machinery Industry. Sustainability, 2017; 9: 583. DOI: 10.3390/su9040583.

11. Кирсанов В.В., Филонов Р.Ф., Тареева О.А. Алгоритм управления доильными установками типа «Карусель» // Техника и оборудование для села. 2012. № 10. С. 20-22.

12. Рузин С.С., Владимиров Ф.Е., Юрочка С.С. и др. Обоснование технологических схем и параметров роботизированных доильных залов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. № 3. С. 20-26. DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-2-20-26.

13. Tanveer M.H., Recchiuto C.T., Sgorbissa A. Analysis of path following and obstacle avoidance for multiple wheeled robots in a shared workspace. Cambridge University Press, 2018; 37(1): 1-29. DOI: 10.1017/S0263574718000875.

14. Купреенко А.И., Исаев Х.М., Михайличенко С.М. Технологическая линия приготовления и раздачи кормосмесей на базе автоматического кормового вагона // Сельский механизатор. 2020. № 1. С. 14-15.

15. Новиков Н.Н., Кольчик И.Е. Современное оборудование и технические средства обеспечения микроклимата на животноводческих фермах // Техника и технологии в животноводстве. 2020. № 1 (37). С. 81-88.

16. Briukhanov A., Shalavina E., Vasilev E. et al. Behaviour of acidity, total nitrogen and total phosphorus in fermented solid organic waste from pig-rearing соmplex. Engineering for rural development, 2020: 645-652. DOI: 10.22616/ERDev.2020.19.TF144.

17. Njuguna A., Mbohwa C., Ntuli F. et al. Waste to choose bio-energy digest and design model for organic solid waste fraction. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018; 82: 1113-1121. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.09.051.

18. Попов В.Д., Ерохин М.Н., Брюханов А.Ю. и др. Перспективы создания экологических центров промышленной переработки органических отходов животноводства // Агроинженерия. 2020. № 3 (97). С. 4-11. DOI: 10.26897/2687-1149-2020-3-4-11.

19. Kovalev D.A., Katraeva I.V., Mikheeva E.R. et al. Two-phase anaerobic treatment of highly concentrated wastewater of confectionary industry to produce hydrogen and methane-containing biogas. International conference «Actual scientific & technical issues of chemical safety» (astics-2020). Book of Abstracts, 2020: 125-126.