Функциональные характеристики программы «Ремонт стада»

Программа состоит из двух подпрограмм: «Перспективное планирование замещения животных» и «Оперативное планирование замещения животных».

При перспективном планировании замещения животных в стаде программа даёт ответы на следующие вопросы:

• каков оптимальный возраст выбраковки коров;

• сколько коров ежегодно следует замещать нетелями.

Критериями оптимизации замещения животных является максимум прибыли, получаемой от эксплуатации стада на прогнозируемый период времени.

При оперативном планировании замещения животных программа формирует рабочий план замещения коров старшей возрастной группы нетелями с указанием выбраковываемых коров и дат замещения.

При принятии решения на выбраковку коровы учитываются два положения:

• принадлежность коровы к старшей возрастной группе;

• снижение суточного удоя коровы до величины, при которой выручка от реализации молока, получаемого от коровы, перестает превышать переменные издержки на эксплуатацию коровы.

Функциональные характеристики программы «коралл - Болезни крс»

Программы предназначены для диагностики болезней сельскохозяйственных животных и определения мер борьбы с болезнями.

Программа является экспертной системой.

Экспертная система имеет две области, различающиеся содержанием работы с программой и правом доступа: область Эксперта и область Пользователя.

Область Эксперта

Эксперт загружает классифицированные данные в программный комп­лекс и через систему взаимосвязанных справочников задает логические связи между ними. Таким образом, Эксперт создает Базу Данных и Базу Знаний экспертной системы посредством заполнения справочников и задания связей между соответствующими записями справочников.

С целью обеспечения сохранности данных и знаний, вносимых Экспертом, а также для персонализации ответственности за их правильность, предусмотрена защита области Эксперта от несанкционированного доступа. Защита осуществляется через задание Экспертом собственного пароля для доступа в область Эксперта.

Область Пользователя

В области Пользователя выполняется диагностирование болезней.

В ответ на введенные признаки заболевания программа выдает на экран список наиболее вероятных болезней с указанием вероятности каждой болезни. На запрос Пользователя программа выдает полный список признаков болезни, и диагноз в процессе диалога уточняется. В завершение диагностики Пользователю выдается описание этиологии, указываются поражаемые системы, выдаются рекомендации по борьбе с болезнью, приводится перечень литературы, относящейся к данной болезни.

Наряду с диагностическими функциями программа выполняет функции справочной системы по болезням животных и мерам борьбы с болезнями.

27	Интеграция приложений

Связи между программами обеспечивают выполнение первого требования к архитектуре приложений - интеграцию приложений.

Программы «Кормление» могут обмениваться данными по кормам с программой «Кормовая база» (см. рис. 6.2).

Из программы «Ферма КРС» пересылаются характеристики животных для расчета рационов в программы «Кормление молочного скота» и «Кормление выращиваемого скота», а в программе «Ферма КРС» используются результаты, полученные в программах «Кормление».

Из «Фермы КРС» в программу «Кормовая база» поступают данные для расчёта кормового плана, с учётом которого формируются запасы кормов.

Заявки на корма для групп кормления составляются в программах «Кормление» и передаются в программу «Кормовая база».

Программой «Кормовая база» по заявкам, поступающим из программ «Кормление», выполняется планирование запасов кормов и кормовых добавок.

В программу «Ремонт стада» из «Фермы КРС» поступают данные о коровах, нетелях и тёлках, о выбраковке животных, а из программы «Ремонт стада» выдаются планы замещения животных.

Результаты диагностирования заболеваний животных учитываются при планировании рационов. При некоторых заболеваниях животным назначают лечебное кормление. В целом, рекомендации по лечебному кормлению сводятся к следующему:

• Снизить содержание в рационе определённых компонентов питания

• Увеличить содержание в рационе определённых компонентов питания

• Ограничить в рационе массы некоторых кормов

• Включить в рацион некоторые корма в строго дозируемых количествах, выполняя при этом балансирование рациона по всем нормируемым компонентам питания и соотношениям.

Первые два условия в программах «КОРАЛЛ – Кормление» выполняются посредством коррекции норм кормления и фиксацией в рационе значений указываемых компонентов питания.

Третье и четвёртое условия планирования «лечебного» рациона выполняются путём задания перед расчётом соответствующих ограничений на массы кормов, включаемых в рацион.

28	Отражение в приложениях новаций управления бизнес-процессами.

Рассмотрим на примере программы «Кормление молочного скота».

Структурно в программе выделены базовая программа и дополнительные модули, которые расширяют возможности базовой программы.

Основной новацией управления бизнес-процессом «Кормление» является количественный учёт снижения эффективности кормления из-за отклонения питательности рационов от норм кормления. В программе это нашло отражение в применении новой модели рациона и алгоритма оптимизации рациона, который представлен на рисунке 6.3.

Алгоритм оптимизации построен на основе метода совмещенных двойственных направлений, согласно которому последовательные приближения к решению строятся по формуле:

x_k+1 = x_k + (αⁱ pⁱ – α^j p^j )^* ,

где p¹, p², …, pⁿ – базис пространства Eⁿ; αⁱ, α^j – скалярные множители, определяющие длину шага соответственно по осям i и j; (αⁱ pⁱ – α^j p^j )^* - пара, выражающая собой увеличение и снижение значений переменных соответственно по осям i и j, которая из всех возможных парных сочетаний переменных в пространстве Eⁿ обеспечивает наибольшую скорость спуска функции f (x) на (k + 1)-м шаге , i # j, i  [0, n], j  [0, n]; x⁰ – фиктивная переменная, x⁰ = x⁰_min = x⁰_max = 0.

Пара (αⁱ pⁱ – α^j p^j )^* находится из минимального значения функции f(x)^*, вычисляемой при полном переборе переменных вектора x, включая фиктивную переменную x⁰:

f (x)^* = min({ f (x_k + (αⁱ pⁱ – α^j p^j )) | i[0, n]; j[0, n]; i # j})

f (x)^* → (αⁱ pⁱ – α^j p^j )^* .

Скалярные множители αⁱ и α^j определяются выражениями:

Δ * xⁱ_max при (xⁱ_k + Δ * xⁱ_max) ≤ xⁱ_max

αⁱ =

xⁱ_max – xⁱ_k при (xⁱ_k + Δ * xⁱ_max) > xⁱ_max

Δ * x^j_max при (x^j_k – Δ * x^j_max) ≥ x^j_min

α^j =

x^j_k – x^j_min при (x^j_k – Δ * x^j_max) < x^j_min ,

где Δ – заданная относительная точность определения значений переменных вектора x; xⁱ_max – максимально допустимое значение i-той переменной; xⁱ_k – значение i-той переменной на k – том шаге оптимизации; x^j_min– минимально допустимое значение j-той переменной; x^j_max– максимально допустимое значение j-той переменной; x^j_k – значение j-той переменной на k – том шаге оптимизации; x⁰ – фиктивная переменная; введена для обеспечения возможности движения функции f (x) только по одному из направлений: pⁱ или p^j; x⁰ = x⁰_min = x⁰_max = 0.

В дополнение к обозначениям, использовавшимся при описании метода, на блок-схеме используются: F – текущее минимальное значение функции f(x); x^*– вектор независимых переменных, соответствующий текущему минимальному значению функции f (x).

С целью сокращения времени вычислений за базисную точку принимается вектор x со значениями переменных:

xⁱ = (xⁱ_min + xⁱ_max) / 2, i = 1, 2, …, n.

Отражение в программе других новаций представлено следующими программными модулями.

• «Учет кривой лактации» - используется при индивидуальном кормлении или докорме лактирующих коров. С помощью этого модуля прогнозируется суточный удой коровы на планируемую дату кормления по известному суточному или годовому удою.

• «Расчёт потенциального удоя» - обеспечивает расчёт суточного и годового потенциального удоя по фактическому удою и модели кривой лактации.

• «Оптимизация и анализ группового кормления» - расширяет возможности оптимизации рационов по характеристикам отдельного животного до оптимизации рациона на группу животных.

• «Оптимизация и анализ кормления «вволю» - оптимизирует и анализирует состав кормосмеси, скармливаемой животным без дозирования массы.

• «Учет ферментов» - автоматизируется учет изменения питательности кормов под влиянием применяемых ферментов.

• «Учет эффекта кормосмесителя» - обеспечивает автоматическую коррекцию расчета рационов в связи с лучшей усвояемостью кормов животными при использовании кормосмесителей.

• «Дополнительные критерии оптимизации рационов» - расширяет набор критериев оптимизации рационов.

• «Расчёт семейства рационов, близких к оптимальному» - генерирует множество рационов, отличающихся от оптимального по значению целевой функции не более, чем на заданную величину.

• «Расчет предельной и оптимальной цен на кормовые продукты» - обеспечивает расчет предельной и оптимальной цен кормового продукта посредством оптимизации рационов из задаваемого Пользователем конкурирующего набора кормов.

29	Гибкость архитектуры приложений

Это свойство приложений в программах обеспечивается тем, что они строятся как «открытые» системы, допускающие наращивания теми новациями, которые ещё находятся на этапе научных исследований.

К модулям, отражающим гибкость архитектуры приложений, в программе «Кормление молочного скота» относятся:

• «Учет фактических переваримости и усвояемости кормов» - позволяет повысить точность расчета и анализа рационов за счет уточнения коэффициентов переваримости и усвояемости кормов.

• «Дополнение Пользователем набора компонентов питания» - позволяет дополнить набор балансируемых компонентов питания новыми, сверх заложенных в программе.

• «Учет эффекта нетиповой кормовой добавки» - позволяет учесть при расчете рационов и комбикормов эффект добавок, не содержащих компонентов питания и играющих роль катализаторов обменных процессов в организме животного.

• «Коррекция функций потерь» - позволяет ввести в программу новые знания о зависимостях потерь по продуктивности, воспроизводству и ценности животных, вызываемых дисбалансом рационов по питательности.

В то же время в практике балансирования рационов важно знать не только нормы кормления, но и потери, возникающие из-за отклонения от норм отдельных компонентов питания и нормируемых соотношений, так как в реальных условиях производства животноводческой продукции добиться полной сбалансированности рационов не удаётся.

В компьютерных программах «КОРАЛЛ – Кормление» разработаны частные уравнения для оценки потерь по продуктивности, ценности животных и воспроизводству для всех нормируемых компонентов питания и соотношений; и реализован механизм формализации и уточнения рассматриваемых зависимостей.

«Рисование» графиков выполняется в диалоговом режиме посредством задания значений шести коэффициентам:

• «Зона нечувствительности», «Крутизна» и «Нелинейность» для зоны «Меньше нормы» – с помощью этих коэффициентов задается конкретный вид левой ветви функции потерь

• «Зона нечувствительности», «Крутизна» и «Нелинейность» для зоны «Больше нормы» – с помощью этих коэффициентов задается конкретный вид правой ветви функции потерь.

Коэффициентами «Зона нечувствительности» задается зона на оси «Отклонение от Нормы», при нахождении в которой значений компонента рациона, потери не возникают.

Коэффициенты «Крутизна» определяют пропорциональность между отклонениями компонента рациона от нормы и возникающими из-за этого потерями.

Коэффициентами «Нелинейность» задается нелинейность функции потерь.

В полях «Рекомендуется» диалогового окна приведены предварительно установленные значения, к которым всегда можно вернуться с помощью экранной кнопки «Установить рекомендуемые значения».

Графическое изображение функции потерь можно увидеть, «нажав» на экранную кнопку «Вид функции потерь».