Сельскохозяйственное предприятие как система для моделирования

 

Технологические процессы производства сельскохозяйственной продукции характеризуются большим числом переменных состояния и управления, сложной корреляцией технологических переменных, воздействием на объект многочисленных возмущений, связанных как с оперативными плановыми управляющими воздействиями на режимы технологических процессов, оборудование, аппараты, мобильные транспортные, пахотные, посевные, уборочные и другие агрегаты, так и с присутствием неконтролируемых возмущений, таких как изменение климатических параметров, урожайности, качества кормов и т.д. Технологические процессы являются дискретными, распределенными в пространстве, динамическими и стохастическими.

Сельскохозяйственное предприятие как объект моделирования на первом этапе можно представить в виде структурной схемы, изображенной на рисунке 2.1.

Описание структурной схемы предприятия АПК.

В основе любого сельскохозяйственного предприятия лежит производство определенных видов продуктов растениеводства и (или) животноводства, а также продуктов их первичной переработки (блок «Объекты энергопотребления»), рисунок 2.1.

К продуктам растениеводства относятся продукты, выращенные на полях, садах, теплицах, водоемах и другие продукты, в основе производства которых лежит почва и вода. К ним относятся зерно разного вида (пшеница, рожь, ячмень и т.д.), плоды, овощи, корнеплоды и др. Количество видов выращиваемых продуктов растениеводства может достигать десятков, а с учетов сортового разнообразия- нескольких десятков на каждом предприятии.

К продуктам животноводства относятся мясо, молоко, яйца, рыба, пушнина и другие, в основе которых находятся продукты, получаемые от животных или они сами (мясо, шкуры) являются продуктом. Производство продуктов животноводства осуществляется на фермах, водоемах, летних пастбищах. Количество продуктов животноводства может иметь несколько наименований.

Продукты, получаемые в процессе первичной переработки исходных продуктов (питьевое молоко, сметана, творог, крупа, мука, мясные изделия и т.д.) производятся в процессе получения основных продуктов и зависимы от них.

Как продукты растениеводства, так и продукты животноводства для своего получения требуют использования продуктов вспомогательных производств, не относящихся к выпуску основных продуктов, но без которых последние невозможно выпустить, например, тару, упаковку, орудия производства, производство семян, саженцев, холода для хранения и многого другого, без чего не обходится современное сельскохозяйственное производство.

Все производства содержат инфраструктуру, в которую входят здания, сооружения, теплицы, котельные, хранилища, водоемы и другие объекты, образующие вместе с остальными объектами (блоки растениеводства, животноводства, вспомогательные производства) объекты энергопотребления.

Для осуществления производства необходимы ресурсы технического обеспечения, энергетические, материальные, информационные, кадровые.

Ресурсы технического обеспечения производства сельскохозяйственных продуктов (блок «Ресурсы технического обеспечения») традиционно подразделяются на энергетические технические средства (оборудование, машины, тракторы и др.), обеспечивающие производственные процессы, как правило, механической энергией, и транспортные средства, обеспечивающие транспортировку сырья и продуктов (автомобили, тракторы, авиация и др.).

Энергетические ресурсы(жидководородное топливо, газ, электричество, дрова и другие) (блок «Энергетические ресурсы») обеспечивают объекты (производства) и технические ресурсы определенными видами энергии: тепловой, механической, электрической и химической.

Наличие определенного количества тепловой энергии, поддерживающей температуру сырья, продуктов, воздуха в зданиях, является основным условием производства, а также для получения механической энергии, в частности в энергетических и транспортных средствах.

Электрическая энергия используется для получения механической и тепловой энергии, а также электромагнитного излучения (ультрафиолетового, светового и инфракрасного), являющегося важным фактором существования как растительности, так и животных.

Основным источником электромагнитного излучения для производства сельскохозяйственной продукции является солнечное излучение. Однако в некоторых случаях солнечного излучения может не хватать для оптимального технологического процесса (зима, пасмурный день и т.п.) или производство основано исключительно на искусственном электромагнитном излучении (теплицы, освещение зданий, лечение животных).

Материальные ресурсы(блок «Материальные ресурсы»)- почва, влага, удобрения, корма, семена и многое другое обеспечивают технологическую цепь производства того или иного продукта. Например, производство плодов предусматривает обязательное наличие почвы, влаги, плодовых деревьев, для посадки которых необходимы саженцы, удобрения и многое другое.

Таков один из вариантов морфологического описания сельскохозяйственного предприятия как объекта моделирования. Следует отметить, что указанные выше связи и стуктура предприятия имеют скорее вероятностный характер, особенно, если иметь ввиду влияние на производство климата, материально-технического, финансового и других видов обеспечения. Поэтому можно считать предприятие динамической системой слабоорганизованной и трудно поддающуюся формальному описанию.

Понимание сельскохозяйственного предприятия как сложной системы должно учитывать следующие факторы:

1. Динамическая сложность является одним из главных факторов, затрудняющих понимание поведения предприятия. К причинам возникновения феномена динамической сложности систем можно отнести следующие:

Динамика изменений: все изменяется, но с разной скоростью. Когда скорости изменения разных систем пересекаются и накладываются друг на друга, то могут возникнуть проблемы (например, рост производства сахарной свеклы опережает рост мощностей по ее переработке – в результате сотни тысяч тонн свеклы не вывозится с поля и пропадает).

Элементы системы тесно связаны между собой и с внешним миром, поставщиками и покупателями, обществом, природой и климатом — изменения в одном элементе влекут изменения в остальных элементах.

Нелинейность процессов: сложность предсказания поведения системы обусловлена невозможностью простой экстраполяции ее тренда поведения из прошлого в будущее.

Сложность решения задач на предприятии зачастую превышает аналитические способности руководителей и специалистов и возможности по их распознанию и эффективному управлению ими.

2. Ограниченность информации — мышление руководителей и специалистов воспринимает информацию через всевозможные мыслительные (ментальные) фильтры во многом избирательно и нерационально. Кроме того практически в любом случае принятия управленческого решения собрать полную информацию о ситуации не представляется возможным.

3. Историческая зависимость: выбор одного пути развития предопределяет вероятность выбора и других путей (концепция «зависимости пути» — первоначальные решения влияют на последующие, задавая границы траектории дальнейшего развития).

 

Рисунок 2.1- Структурная схема предприятия по производству сельскохозяйственной продукции

как объекта автоматизированной системы управления энергоменеджментом

 

Прошлое предопределяет ход будущего. Выбор производства одного из продуктов (пшеницы) предопредляет целый набор других решений- набор техники, топлива, удобрений, средств защиты растений, складских помещений, поставщиков семян и покупателей.

4. Контр-интуитивность, неочевидность поведения отдельных подсистем предприятия: причина и следствие сильно разведены во времени, что затрудняет их выявление. Высокоэффективные действия часто не очевидны на первый взгляд. Вспахали поле плохо весной, а урожай получили только осенью.

5. Адаптивность подсистемпредприятия: со временем происходит изменение качества почвы, поведения коллектива людей, животных, климата. Вырождаются сорта растений и породы животных.