Разработка и применение электронных образовательных ресурсов при подготовке специалистов агроинженерного профиля. Сборник материалов семинара деканов агроинженерных факультетов и заседания Совета УМО по агроинженерному образованию - Коллектив авторов

Комплексная защита объектов информатизации Вуза относится к централизованной охране. В Ставропольском государственном аграрном университете введен в эксплуатацию пункт централизованной охраны (ПЦО). Элементами системы ПЦО являются технические средства охранно-пожарной сигнализации, система видеонаблюдения на базе установленных Серверов видеоконтроля, система охранно-тревожной сигнализации и система озвучивания, оповещения и управления эвакуации.

Комбинированная система охранно-пожарной сигнализации с модульной структурой организована на рабочем месте дежурного оператора службы охраны для управления работой следующих подсистем: охранная и пожарная сигнализация, контроль доступа, видеонаблюдение (теленаблюдение). Системой сбора и обработки информации занимается программное обеспечение «Синергет™», обеспечивающее централизованную обработку, распределение и хранение информации всех подсистем комплекса.

Стремительное развитие сетевых информационных технологий, открыло новые перспективы в сфере образования. Можно с уверенностью утверждать, что в современном мире имеет место тенденция слияния образовательных и информационных технологий и формирование на этой основе принципиально новых интегрированных технологий обучения, основанных, в частности, на Интернет-технологиях.

Применение информационных технологий в Ставропольском государственном аграрном университете позволяет формировать ключевые компетенции студентов. Работа с информационными технологиями приучает учащихся понимать смысл каждой операции, ее взаимосвязь с другими видами работы, формулировать и конкретизировать задание, выделять этапы его выполнения, проводить аналогии и осуществлять перенос умений в новые условия, исследовать другие возможности в образовательной системе. При использовании современных информационных технологий, коренным образом изменяются способы формирования визуальной информации, становится возможным создание «наглядной абстракции». В результате такой работы выпускники являются информационно-компетентными, владеющими современными технологиями, имеющие навыки поиска информации в различных источниках и ее обработки, способные адаптироваться и конкурировать на рынке труда.

А. В. Орлянский,

декан факультета механизации с.х., к.т.н. Ставропольский ГАУ

Информационные технологии при проектировании и оптимизации кормоуборочных процессов

Кормопроизводство – системообразующая отрасль, увязывающая растениеводство и животноводство в единый производственный комплекс.

Доля затрат на корма в структуре себестоимости молока и говядины составляет 50–55 %.

Снижение себестоимости и повышение качества кормов из трав при их заготовке и хранении приводит к:

– к повышению качества и энергетической ценности кормов;

– лучшей поедаемости и усвояемости кормов животными;

– снижению расхода более дорогих и менее физиологичных концентрированных кормов.

При улучшении качества корма за счет снижения потерь на 20–30 % себестоимость животноводческой продукции может быть снижена минимум на 10–15 %.

Поэтому очень актуальной является проблема проектирование эффективного, адаптивного к реальным производственным условиям кормоуборочного процесса.

Производственный процесс заготовки кормов представляет собой сложную уборочно-транспортную систему и может реализовываться множеством технологических вариантов, разнообразными комплексами кормоуборочных машин. Так, например, сено можно заготавливать: рассыпное (с измельчением и без него, по прямоточной или перевалочной схеме подбора-погрузки-транспортировки) и прессованное (в тюки и рулоны разных размеров и брикеты), с полевой сушкой и с активным вентилированием. На выполнении каждой операции процесса заготовки сена можно использовать множество машин с различными технологическими и техническими характеристиками. К примеру, для скашивания трав на современном рынке отечественной и зарубежной сельскохозяйственной техники предлагается несколько сотен моделей косилок, различающихся конструктивными, технологическими, агрегативными особенностями и характеристиками. Аналогичная ситуация характерна и для граблей, ворошилок, подборщиков и погрузчиков корма.

Многовариантность качественной и количественной структуры кормоуборочного процесса обусловливает актуальность проблемы выбора адаптивного к заданным производственным и агроклиматическим условиям варианта технологии и соответствующего набора машин, обеспечивающих ресурсосбережение при высоком качестве заготавливаемого корма. Решение этой проблемы усложняется изменчивостью агроклиматических условий не только в различных регионах страны, но даже на территории отдельных субъектов Российской Федерации. Так, в границах Ставропольского края выделяют 4 агроклиматические зоны: от 1-й – полупустынной до 4-й – предгорной.

Для получения адекватной модели кормоуборочной системы необходимо учитывать также вероятностную природу эксплуатационно-технологических свойств и надежности агрегатов, взаимодействий элементов и подсистем кормоуборочной системы и динамики изменения характеристик обрабатываемого материала во время вегетации и после скашивания.

Таким образом, для проектирования и исследования кормоуборочных процессов необходимо создать модель исследуемой системы, имеющую структурное и функциональное подобие реальному процессу, описывающую все основные технологические варианты и учитывающую стохастический характер воздействий внешней среды, динамики свойств обрабатываемого сырья и взаимодействий элементов и подсистем [1;3;4;5;6]. В наибольшей степени указанным требованиям к разрабатываемой модели кормоуборочной системы соответствует метод имитационного моделирования, который, позволяет исследовать систему, содержащую элементы дискретного и непрерывного действия, учитывать вероятностную природу факторов внешней среды и внутрисистемных процессов [2;3;6].

Для получения модели, обладающей универсальностью и способностью к последующему усовершенствованию, целесообразно использовать блочную структуру модели, когда основные ее компоненты разрабатываются и реализуются как отдельные самостоятельные блоки-подсистемы, а затем они синтезируются в единую модель с учетом общесистемных целей и задач [1;3;4;6]. Блочный принцип имитационного моделирования производственных процессов реализован нами в общей модели кормоуборочной системы [2;3;4], которая включает 6 блоков (рис. 1).

Рисунок 1 – Структура имитационной модели уборочно-транспортной системы заготовки кормов:

1 – блок исходных данных; 2 – блок имитации технологических операций от скашивания трав до закладки корма на хранение; 3 – блок формирования и учёта влияния метеоусловий; 4 – блок учёта динамики провяливания скошенных трав и сопряжения подсистем; 5 – блок расчета выходных характеристик системы; 6 – блок оптимизации и принятия решений

В 1-м блоке модели на основе статистических данных, результатов испытаний и натурных исследований формируется и хранится информация о производственных условиях (объемы заготовки кормов, размеры полей, расстояния перевозки корма, виды и урожайность кормовых культур и пр.); метеоусловиях зоны исследований (температура и относительная влажность воздуха, вероятность выпадения осадков и их характеристики); структуре исследуемых технологических вариантов заготовки кормов (наборе технологических операций); применяемых комплексах машин, их эксплуатационных свойствах и технико-экономических характеристиках; физиологических и технологических характеристиках убираемых кормовых культур (изменение питательности по фазам вегетации растений, скорость сушки скошенных трав в поле, динамика потерь питательности при различных способах сушки и пр.).

Во 2-м блоке моделируется выполнение всех технологических операций исследуемого процесса кормозаготовки. При реализации модели на ЭВМ воспроизводится реальная последовательность действий агрегатов на поле. Съем информации о показателях работы осуществляется по принципу «особых состояний», то есть в моменты наступления характерных событий. За «особые состояния» каждого агрегата принимаются моменты завершения элементарных технологических циклов (например, завершение обработки гона, загрузка транспортного средства, завершение рейса, укладка порции корма на хранение и пр.), а также моменты наступления отказа агрегата и его устранения.

Используя статистические данные об эксплуатационно-технологических свойствах кормоуборочных агрегатов (параметры законов распределения рабочей скорости, времени разворота, времени загрузки и разгрузки и др.) и показателях надежности машин (наработка на отказ, время устранения отказа) имитируется рабочий процесс каждого агрегата на выполнении элементарного технологического цикла.