Структурно-технологическое моделирование процессов и функциональных систем в молочном животноводствеМ.Н. Ерохин, В.В. Кирсанов,

Объект технологического проектирования:
- новое строительство (под ключ);
- реконструкция существующих ферм;
- модернизация ферм
Методология: многофункциональный анализ и синтез, векторно-матричное моделирование, конечно-элементный анализ, блочно-модульное моделирование.
Объекты: объёмно-планировочные решения генеральных планов, планы-разрезы основных производственных помещений (коровники, свинарники, птичники); технологическое оборудование ферм; складские помещения.

Поточно-технологические линии производственных процессов:
- водоснабжение и автопоение;
- приготовление и раздача кормов;
- доение и первичная обработка молока;
- система обеспечения микроклимата;
- удаление и утилизация навоза.
однопоточные …
многопоточные …
1
2
n

Обобщенная структурно-технологическая модель многопоточной ПТЛ
… (1)
– начальная накопительная ёмкость (ёмкости); – звено (звенья) случайность потока (кормов, навоза, молока и т.д.);
– аккумуляционно-регулирующая ёмкость;
– звено постоянства потока (тепловой, гидравлический потоки);
– конечная накопительная ёмкость (ёмкости)
Пример ПТЛ - линия водоснабжения
Аn
~
Ap
=
Aк
Аn
~
Аn
Аn
=

Матрица технологических процессов животноводческой фермы
~1
~2
~3
~i
~n
=1 =1
=1
=1
=1
М1 … Мn - модули кормоприготовления, водоснабжения, уборки и
утилизации навоза и т.д.

Проектирование планов фермы
1 – коровники, 2 – доильно-молочные блоки.
Компоновка технологических модулей

План компоновки коровника «Н» типа

Векторная схема интенсивности
материальных потоков (линия навозоудаления)
S1, S2, S3, S4 – пути продольных потоков; S5 – путь поперечного потока (суммирующий);
S5 – путь к хранилищу, R – результирующий вектор. q1, q2, q3 – выход навоза от коровы в сутки;
QΣ – интенсивность материального потока (общая производительность установки), R – результирующий вектор;
Q1 –Q4 – интенсивность материальных потоков поперечных веток.

Схема шнековой системы удаления навоза КШО-200 (схема ГНУ ВНИИМЖ).

Проектирование ПТЛ доения и первичной обработки молока
Этапы проектирования:
выбор схемы молокопровода, доильной установки (одинарная, петлевая, комб.);
расчет диаметра молокопровода и числа доильных аппаратов в соответствии со стандартом ISO 57.07;
выбор схемы и конкретной установки.

Типы станков унифицированных доильных установок (беспривязное содержание)
«Тамдем» (2 × 2 … 2 × 10)

«Елочка» (2 × 2 … 2 × 12)

«Карусель» (16, 24, 40)

«Параллель» (2 × 4 … 2 × 22)

Расчёт и выбор рационального комплекта технологического оборудования (на примере доильных установок).
где, X1… X1m – доильный аппарат и его комплектующие;
X2… X2m – молокопровод и его комплектующие;
X3… X3m – станочное оборудование («елочка», «тандем», «параллель»);
Xn – вакуумная установка и её комплектующие.

База данных по комплектующим
Доильный аппарат (синхронный, попарный,
с управляемыми режимами, коллектор
150, 300, 450 см3) и т.д.

База данных по комплектующим
Вакуумные установки (водокольцевые 60, 120, 180 м3/ч)

База данных по комплектующим
Автомат промывки (ручной, полуавтоматический)
Молокопроводы (стекло, нержавеющая
сталь Ø 40, 45, 50 мм)

База данных по комплектующим
Индивидуальные счётчики молока
Счетчик для группового учёта
(от 50 до 100 голов).

Общий алгоритм проектирования молочной фермы
1. Выбор типа проектирования:
- новая;
- реконструкция;
- модернизация.
2. Техническое задание на проектирование:
- N – число дойных коров;
- тип содержания – привязное, беспривязное (боксовое, на глубокой подстилке);
- средняя продуктивность животных – 4000, 5000, 6000, 7000, 8000 л на корову в год.
3. Разработка генеральных и ситуационных планов фермы
4. Расчёт основных производственных процессов, подбор и размещение оборудования в технологических модулях (коровниках, телятниках, РСО, доильно-молочных блоках)
5. Разработка ситуационных планов фермы
6. Разработка экономико-математической модели в вариантном исполнении
7. Подготовка коммерческого предложения Заказчику.

Моделирование технологических процессов и функциональных систем с использованием программных продуктов САD/CAM/CAE
Проектирование строительных конструкций в APM Civil Engineering

Расчетная модель конструкции коровника
Проверка прочности и устойчивости деревянных элементов по
нормам СТО 36554501-002-2006
1. Материал перекрытий – дерево;
2. Габаритные размеры;
3. Нагрузки (снеговая, ветровая и др.

Результат расчета прочности конструкции
Распределение напряжений в элементах конструкции

Соединение узлов элементов фермы
Автоматический подбор металлических зубчатых пластин и нагелей по нормам СТО 36554501-002-2006

Схема монтажа пластин

Схемы распила брусьев для изготовления фермы.

Проектирование боксов в Компас 3D

Проектирование боксов в Компас 3D