исследовательская работа учащегося 7 класса

муниципальное общеобразовательное учреждение

Степановская средняя общеобразовательная школа

Галичского муниципального района Костромской области

Исследовательская работа на тему

«Чудо робот в моей деревне»

Выполнил: учащийся 7 класса Фёдоров Никита

Научный руководитель: учитель математики и физики

 Елесина Галина Витальевна

д. Степаново

2014

Введение

Я живу в д. Степаново Галичского района Костромской области. Первое упоминание о деревне датируется 1606 годом: Степаново принадлежало Ивану Кузьмину, а после его отставки – его сыну Григорию.   В 1871 г. в деревне насчитывалось 9 дворов.  В 80-х гг. в деревне было почти сто жилых домов, баня-прачечная, центральная котельная, школа, на въезде в населённый пункт  - три новых фермы, контора, гараж и мастерские.  В настоящее время в деревне Степаново на шести улицах расположено около 140 жилых домов, в которых проживает 592 человека.

Рис. 1. Степаново. Центр.

В 2013 году в нашей деревне появилась чудо - техника 21 века  -  робот-дояр. А в этом учебном году мы начали изучать очень интересный предмет – физику. Я сразу понял, что без физики этого робота не существовало бы. И когда учитель предложил нам провести исследовательские работы, я сразу подумал о роботе.

Цель исследования:

Оценить эффективность применения современного робота – дояра в работе фермерского хозяйства.

Задачи исследования:

                Изучить опыт применения роботов – дояров в мире

                Познакомиться с работой робота в КФХ «Смирнов С.Б.»

                Провести исследование по надоям молока в хозяйстве с применением робота и без него

                Сделать выводы

Объект исследования:

Станция добровольного доения коров VMS в КФХ «Смирнов С.Б.», информация о надоях молока.

Методы исследования:

    Анализ интернет – источников

    Полевой сбор информации ( опрос специалистов хозяйства)

Гипотеза исследования:

Считаю, что достижения физики в сельском хозяйстве положительно отразятся на жизни родного края и нашей страны.

Описание исследования

Применение роботов – дояров в мире

Изучив в сети Интернет информацию о применении робота-дояра, я сделал вывод, что в нашей стране он используется довольно редко. В России в колхозе Племзавод Родина (Вологодская область) компания DeLaval ввела в эксплуатацию первых роботов-дояров VMS. В журнале « Ветеринария и животноводство»  №22 (ноябрь) 2013 я нашёл отзывы фермера из Белоруссии. Он называет 10 преимуществ использования станции добровольного доения коров VMS:

1. «На VMS я могу получать больше молока и доить больше коров».  Средняя производительность роботов всех мировых производителей  – примерно 1500 литров молока в день с одного робота. Для робота-дояра VMS этот показатель приближается к  2000, а на некоторых фермах уже получают свыше 3000 литров в  сутки. Это стало возможным благодаря уникальной системе подготовки вымени к доению: робот соблюдает правильный временной интервал между подготовкой вымени к доению и подсоединением подвесной части, во время которого вырабатывается достаточное количество окситоцина. Этот гормон помогает повысить скорость молокоотдачи, сократить интервал доения, а  следовательно, и  увеличить нагрузку на робота до 75 коров.

2. «При переходе на VMS нам удалось снизить выбраковку коров и сохранить поголовье». Отличительная особенность робота-дояра VMS от других роботизированных систем на рынке – способность доить коров с нестандартной формой вымени, что позволяет уменьшить процент выбраковки коров при переходе на роботизированное доение. В частности, гибкая конструкция манипулятора помогает находить соски, расположенные на высоте 25–75 см от пола, а также соски, расставленные слишком широко или скрытые передней частью вымени. Кроме того, робот способен определить соски, расположенные под углом до 45°, и  подсоединить стакан под углом расположения соска, не придавливая его к вымени.

3.  «С  VMS я  могу лучше контролировать и стабильно улучшать качество молока и здоровье вымени».  Несомненное преимущество робота-дояра VMS – способность с высокой точностью измерять такие важнейшие в  управлении фермой параметры, как скорость молокоотдачи по каждой четверти, проводимость, наличие крови в молоке, количество соматических клеток в  молоке (точность измерения соматических клеток сопоставима с  точностью оборудования, используемого переработчиками для этих целей). Кроме того, система отслеживает передвижение коров, интервал между доениями, незавершенные дойки, ожидаемый надой по сравнению с полученным, а также просчитывает и анализирует сочетание разных параметров, которые помогают с  высокой долей вероятности выявить случаи как клинического, так и субклинического мастита.

4. «С VMS мы уверены, что наша ферма будет развиваться в ногу со временем». Прогресс не стоит на месте, и владельцы роботов-дояров VMS могут быть уверены, что через несколько лет их роботы не устареют, так как компания ДеЛаваль тщательно следит за тем, чтобы с созданием новых версий все модели VMS можно было обновить. На отдельных фермах до сих пор работают модели 2000  года, которые недавно были обновлены до последней версии.

5. «С  VMS я  смог выбрать тот вариант передвижения коров, который удобен именно мне». Из всех представленных моделей на рынке только робот-дояр VMS вписывается в  любой из вариантов передвижения в  коровнике (свободное, сначала доение, сначала кормление), что позволяет подобрать наиболее эффективный вариант передвижения животных. Специалисты компании, основываясь на многолетнем опыте ведения проектов в разных странах и климатических зонах, могут посоветовать наиболее эффективную систему передвижения для каждого хозяйства.

6. «С  VMS я  могу контролировать и  ускорять процесс адаптации животного к роботу». Оператор может находиться рядом с  роботом в  момент его работы, чтобы контролировать процесс адаптации животного к  роботу. При необходимости, на начальном этапе доильные стаканы можно подсоединять вручную до момента привыкания коровы к роботу.

7. «Мне нравится работать в  программе, ведь все просто и понятно». Несомненно, робот-дояр VMS от ДеЛаваль создан не только для коров, но и для удобства человека. Работники фермы по достоинству ценят простой и  понятный тачскрин с большими кнопками, а также возможность управлять процессами как с  робота, так и с компьютера. Оператору не надо бегать к стационарному компьютеру, чтобы получить нужную информацию.

8. «Я  уверен в  качественном сервисе ДеЛаваль».  Сервисная служба ДеЛаваль оказывает круглосуточную сервисную поддержку. Более того, при наличии Интернета на ферме 80% технических вопросов могут решаться дистанционно.

9. «VMS избавляет от тяжелого ручного труда и  автоматически сортирует все молоко в нужные емкости согласно заданным параметрам». Налаживая работу с  VMS, можно организовать сортировку некачественного молока сразу в емкость для выпойки телят. Также можно разместить до 4-х емкостей рядом, и робот автоматически отделит молоко в  нужную емкость. Систему отделения молока VMS можно установить там, где она больше нужна, например, поближе к телятам или в отдельное помещение для хранения молока на максимальном расстоянии 30 метров от робота. Автоматическое отделение молока происходит на основе анализа таких параметров, как проводимость, цвет молока (содержание крови) и индекс определения мастита MDi (сочетание данных по качеству молока и параметрам доения). Промывка начинается автоматически в зависимости от типа отсортированного молока.

10. «Я  выбрал VMS, и  теперь мне проще управлять всем комплексом». Система управления стадом DelPro  – это программа, которая позволяет управлять стадом не только на роботах-доярах VMS, но также и  на доильных залах и  привязи. Работнику не придется обучаться и приспосабливаться к работе в разных программах в  зависимости от типа установленного оборудования. Это особенно удобно, если Вы планируете доить животных не только на роботах, но и в доильном зале или даже на привязи.

Работа робота – дояра в КФХ «Смирнов С.Б.»

Удивительно, что когда мы побывали на экскурсии в хозяйстве Сергея Борисовича, я увидел то же самое, что читал о данном роботе.  Первое, что я увидел – это две станции робота.

Рис. 2 Фёдоров Никита у станции робота

Почти сразу на одну станцию пришла корова, и на мониторе робота можно было увидеть, сколько корова даёт молока.

Рис. 3 Монитор доильной станции

Тут же на второй станции робота пришли две коровы, одна стала доиться, а другая спокойно ждала своей очереди. Бурёнки выстраиваются в очередь, так как робот подсыпает в лоток небольшими порциями вкуснейший комбикорм. Именно ради него коровы заходят в зону доения. Интересно было наблюдать, как робот с помощью «электронного глаза» находит соски на вымени коровы, моет их, сливает воду и первые струйки молока, а затем уже начинает доение.

.

Рис. 4 В очереди на дойку

Узнаёт робот корову по прибору, который называется «транспондер» и находится на шее животного. На нём хранится вся информация о корове вплоть до того, сколько ей лет, как она себя чувствует, кто её родители. Со станции качественное молоко по молокопроводу поступает в морозильный танк, который находится в соседнем помещении, некачественное молоко поступает в отдельную ёмкость.

Рис. 5 Морозильный танк

Когда доение заканчивается, корова проходит в помещение, где она может поесть, полежать, походить. Вся информация о надоях     поступает на монитор компьютера, что очень удобно в работе фермера.

Рис. 6. Информация на мониторе

Доильные роботы установлены в помещении, где находятся коровы. Известно, что они работают 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. По словам работников хозяйства,  животные быстро привыкли к роботу, однако на первых порах автоматизированная система позволяет им доиться не чаще одного раза в 8 часов, а вот после полного привыкания этот интервал  сокращен до 6,5 часа. То есть корова может прийти подоиться 4 раза в сутки. Одна станция робота может обслуживать 70 голов в сутки, в хозяйстве Сергея Борисовича 80 голов дойного стада. Кроме дойного стада Сергей Борисович занимается разведением крупного рогатого скота мясного направления абердин-ангусской породы. Эти животные находятся под открытым небом в течение всего года.

Рис. 7 КРС мясного направления

Исследование по надоям молока

С помощью специалиста хозяйства Поткиной О. В. я выбрал надои молока с апреля по сентябрь 2013 года, когда робота не было, и  с апреля по сентябрь 2014 года, когда стал применяться робот. Вот что у меня получилось:

Из таблицы видно, что надои молока увеличились. Считаю, что происходит это по причине применения робота. Продуктивность коров увеличилась на 20%. Корова добровольно идёт доиться, когда ей надо, робот заботится о рационе питания и здоровье животного. Всё это даёт положительные результаты.

Выводы

Исходя из вышеизложенного, с уверенностью можно сказать, что моя гипотеза верна. Цифры говорят о том, что надои молока увеличиваются, труд фермера облегчается, робот работает круглосуточно, он не болеет. Как сказал Сергей Борисович, робот может сломаться, но в течение часа приедут специалисты и его починят.

Благодаря этой чудо-технике, о нашем Степанове узнали во всей России. О работе робота снимали репортаж и транслировали по второму каналу центрального телевидения.

С применением робота – дояра решаются кадровые проблемы на селе, решается проблема обеспечения натуральной качественной продукцией населения страны. Конечно, это оборудование дорогостоящее, но я думаю, что это всё со временем окупится, а когда это произойдёт, тема уже следующего исследования.

Список информационных ресурсов

1. 101tema.ru/photo/zhurnalistika/pressrelizy/topic-6834
2. www.delaval.ru › Продукты и системы › Доение › Системы
3. www.gea-farmtechnologies.com/ru/ru‎
4. rus-kostroma.ru/index.php?newsid=11450
5. vk.com/video2905431_166978977
6. www.youtube.com/watch?v=cg2UNW9O9BA