Державна дослідна станція птахівництва ІТ НААН

Іщенко Юрій

молодший науковий співробітник

https://orcid.org/0009-0001-1102-0897

avian@meta.ua

Олексій Циновий

к.б.н., старший науковий співробітник

tsvnovalexvet@ukr.net

Рябініна Олена

к.с.-г.н., с.н.с., зав. відділу інноваційного розвитку птахівництва

ryabinina_e@ukr.net

Державна дослідна станція птахівництва Інституту тваринництва НААН

с. Бірки Харківської області

Keywords: годівля птиці, раціони корму, розрахунок раціону, повнораціонні корми, пошук рішень, лінійне програмування, Mathcad, розрахунки по птахофермі

Вступ. Високого рівня продуктивності птиці можна досягти тільки за умов використання повноцінних раціонів, збалансованих за усіма показниками поживності, а саме: обмінній енергії, протеїну, амінокислотному складу, вітамінам та мінеральним речовинам. Розрахунок раціону корму є складною математичною задачею, в якій є нормативні вимоги щодо необхідних показників корму з дотриманням рекомендованої структури корму. Всі ці обмеження залежать від виду птиці, вікової групи та призначення вирощування птиці. Кожний компонент корму, яких входить до раціону, має свої показники поживності. Результатом розрахунку раціону є знаходження такого відсоткового складу обраних компонентів у кормі, щоб характеристика готового корму за показниками відповідала нормативним вимогам [1,5].
Для підвищення ефективності годівлі птиці та раціонального використання компонентів для виготовлення повнораціонних кормів проведено пошук оптимального алгоритму розрахунку раціону корму. У рамках поставленої задачі реалізований механізм керування процесом оптимізації за рахунок визначення кращої цільової функції та вагових коефіцієнтів показників.
Матеріали і методи. Математична модель розрахунку раціону побудована на вирішенні задачі лінійного програмування із заданими початковими умовами щодо обмежень на уведення компонентів та цільовою функцією оптимізації показників корму у відповідності до заданого нормативу. Для побудови комп’ютеризованої моделі використовувався інструментарій програмного середовища Mathcad [2,3,4,6].
Обговорення. Для вирішення завдання оптимізації раціону корму складається система лінійних рівнянь, в якій кількість рівнянь дорівнює кількості параметрів за якими корм має бути збалансований, кількість змінних "X" дорівнює кількості компонентів, які беруть участь у процесі оптимізації.
Коефіцієнти при змінних A1 ... An - це фактичні дані про показники поживності корму, амінокислотного, вітамінного і мінерального складу. Вільний коефіцієнт C1... Ck - це нормативні вимоги до корму для птиці за цим показником. Також є рекомендована структура корму щодо зернової частини, шротів, мінеральної частини, вмісту вологи, тощо. Це все входить у обмеження пошуку рішення задачі.
В ідеальному випадку для отримання збалансованого корму потрібно вирішити систему лінійних рівнянь з урахуванням усіх обмежень. Але на практиці такого досягти практично неможливо. Тому оптимізацію кормів виконують до тих пір поки сумарне відхилення параметрів не задовольнятиме мінімально можливій похибці розрахункових і нормативних показників.
Критерієм оптимізації задачі є зменшення значення цільової функції, яка може розраховуватись різними способами з урахуванням відхилень розрахункових і нормативних показників поживності корму, амінокислот, вітамінів і мінеральної частини та вартості готового корму.

Математичний запис постановки задачі оптимізації раціону корму:

,

де: n – кількість компонентів;
k – кількість показників оптимізації (обмінна енергія, сирий протеїн, клітковина, сирий жир, амінокислоти, вітаміни, мінеральні речовини).

Обмеження щодо пошуку рішення:

,де i – номер компоненту.
Обмеження щодо структури корму по групам G:

, де ;
w – кількість компонентів у j-й групі.

Правила щодо обмежень показників:
1. “Не більше нормативу ” (стосовно вологи, сирого жиру та інших обраних показників).
2. “Не менше нормативу ” (стосовно обмінної енергії, сирого протеїну та інших обраних показників).
3. За замовчуванням розрахункові показники мають наближатись до нормативних з допустимим мінімальне відхиленням як в меншу, так і в більшу сторону.

Рис. Структура комп’ютеризованої моделі розрахунку раціону корму

Визначено оптимальну формулу цільової функції математичної моделі розрахунку раціону корму для птиці. Запропонований механізм впливу на хід оптимізації раціону за рахунок уведення в цільову функцію змінних вагових коефіцієнтів балансування показників корму.

Norm_t і Calc_t - t-й нормативний і розрахунковий показник корму для заданих X щодо 1…n компонентів;
V_t – ваговий коефіцієнт, який впливає на хід балансування по t-му показнику.
Результати. У середовищі Mathcad створено комп’ютеризовану модель розрахунку повнораціонного корму для птиці з обмеженням у кількості обраних компонентів до 50 й до 22 показників балансування раціону. Реалізована опція пошуку раціону з найменшою ціною корму. До комп’ютеризованої моделі внесено масив даних про компоненти корму та масив даних нормативних вимог до кормів для птиці різних видів, вікових груп та призначення вирощування [1,5].
Висновок. Інструментарій програми Mathcad, дозволяє наглядно деталізувати та оперативно модифікувати алгоритм пошуку рішень в рамках поставленої задачі. Запропоновані підходи щодо керування ходом вирішення оптимізаційної задачі з використанням середовища Mathcad будуть корисними в подібних дослідженнях.
Робочий прототип комп’ютеризованої моделі дозволяє більш раціонально й економічно обґрунтовано розраховувати рецепти повнораціонних кормів для птиці з врахуванням наявних ресурсів компонентів корму.

Література

1. Годівля сільськогосподарських тварин / І. І. Ібатуллін та ін. Вінниця: Нова Книга, 2007. 616 с
2. Вержбицкий В.М. Основы численных методов: Учебник для вузов / В.М. Вержбицкий. –2-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 2002. – 840с.
3. Махней О.В. Математичне моделювання: навч. посiб. Iвано-Франкiвськ: Супрун В.П., 2015. 372 с.
4. Математическое моделирование / под. ред. Дж. Эндрюса и Р. Мак-Лоуна [пер. с англ.]. Москва: Мир, 1979. 282 с.
5. Подобед Л.И. Протеиновое и аминокислотное питание сельскохозяйственной птицы :структура, источники, оптимизация/ Издание второе, дополненное и переработанное. -Днепропетровск, 2010.-240с.
6. Прикладна математика на основі MathCAD: Навчальний посібник. / В.Г. Дзісь, О.В. Левчук, О.М. Дячинська. Вінниця: ВНАУ, 2020. – 378с.

Постер доповіді

З цим матеріалом читають:

• ВІДГОДІВЛЯ БРОЙЛЕРІВ У П’ЯТЬ ЕТАПІВ. ОНЛАЙН КАЛЬКУЛЯТОР
• Онлайн калькулятор розрахунку раціону корму для птиці
• Оптимізація розрахунку добової норми корму для годівлі птиці

Замовити розрахунок раціону кормів для птиці:

Tel: +38(099)055-88-80  /  +38(097)928-46-44

Залишити повідомлення