agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2024.25.5.938-948agronauka-1774Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ: МЕХАНИЗАЦИЯ, ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ, АВТОМАТИЗАЦИЯОRIGINAL SCIENTIFIC ARTICLES: MECHANIZATION, ELECTRIFICATION, AUTOMATIONСовершенствование технологии раздачи корма на молочно-товарных фермах для крупного рогатого скотаImproving the technology of feed distribution on dairy farms for cattlehttps://orcid.org/0000-0003-0918-2990НикитинЕ. А.NikitinE. A.

Никитин Евгений Александрович, кандидат техн. наук, старший научный сотрудник

д. 5, 1-й Институтский проезд,  г. Москва, 109428

Evgeniy A. Nikitin, PhD in Engineering, senior researcher

d. 5, 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428

vim@vim.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9837-282XКирсановВ. В.KirsanovV. V.

Кирсанов Владимир Вячеславович, доктор техн. наук, профессор, член-корреспондент РАН, заведующий отделом

д. 5, 1-й Институтский проезд,  г. Москва, 109428

Vladimir V. Kirsanov, DSc in Engineering, professor, corresponding member of RAS, Head of the Department

d. 5, 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428

vim@vim.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4371-8042СамаринГ. Н.SamarinG. N.

Самарин Геннадий Николаевич, доктор техн. наук, главный научный сотрудник; заведующий лабораторией № 11.3 «Инновационные технологии и технические средства кормления в животноводстве»

д. 5, 1-й Институтский проезд,  г. Москва, 109428

д. 7, ул. Республики, г. Тюмень, 625003

Gennadiy N. Samarin, DSc in Engineering, chief researcher; Head of Laboratory No. 11.3 «Innovative technologies and technical means of feeding in animal husbandry»

d. 5, 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428

7, Republic Street, Tyumen, 625003

vim@vim.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9056-8326СидороваВ. Ю.SidorovaV. Yu.

Сидорова Виктория Юрьевна, доктор с.-х. наук, главный научный сотрудник

д. 5, 1-й Институтский проезд,  г. Москва, 109428

Viktoriya Yu. Sidorova, DSc in Agricultural Science, chief researcher

d. 5, 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428

vim@vim.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9145-4478МамедоваР. А.MamedovaR. A.

Мамедова Равза Анвяровна, кандидат техн. наук, ведущий специалист

д. 5, 1-й Институтский проезд,  г. Москва, 109428

Ravza A. Mamedova, PhD in Engineering, leading researcher

d. 5, 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428

rozamamedova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1065-1814КнязеваИ. В.KnyazevaI. V.

Князева Инна Валерьевна, кандидат биол. наук, старший научный сотрудник

д. 5, 1-й Институтский проезд,  г. Москва, 109428

Inna V. Knyazeva, PhD in Biological Science, senior researcher

d. 5, 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428

vim@vim.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4764-1978ТитенковА. В.TitenkovA. V.

Титенков Андрей Владимирович, лаборант-исследователь

д. 5, 1-й Институтский проезд,  г. Москва, 109428

Andrey V. Titenkov, laboratory researcher

d. 5, 1st Institutsky proezd, Moscow, 109428

vim@vim.ruФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»РоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»; ФГОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья»РоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIM; Northern Trans-Ural State Agricultural UniversityRussian Federation202401112024255938–948Copyright © Никитин Е.А., Кирсанов В.В., Самарин Г.Н., Сидорова В.Ю., Мамедова Р.А., Князева И.В., Титенков А.В., 20242024Никитин Е.А., Кирсанов В.В., Самарин Г.Н., Сидорова В.Ю., Мамедова Р.А., Князева И.В., Титенков А.В.Nikitin E.A., Kirsanov V.V., Samarin G.N., Sidorova V.Y., Mamedova R.A., Knyazeva I.V., Titenkov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/1774

В статье приведен анализ существующих технологий кормления на молочно-товарных фермах, которые разделены на четыре типа и оценены по точности дозирования концентрированных и объемистых кормов в смеситель. При первом типе кормления приготовление корма осуществляется прицепным миксером-раздатчиком, где каждый компонент дозируется погрузчиком, точность дозирования корма измерялась бортовой системой взвешивания Dailly TMR Manager. Второй тип включает использование самоходного миксера-раздатчика кормов с самозагрузкой. Третий тип кормления в стационарном кормоцехе предусматривает использование стационарного смесителяраздатчика кормов и средств автоматизированной раздачи (колесный робот или кормовой вагон). Четвертый тип технологии кормления представлен в виде самоходного шасси, на котором устанавливается емкость смесителя кормов и автономная система дозирования концентрированных кормов для разных половозрастных технологических групп. Высокую погрешность дозирования концентрированных кормов показала первая технология кормления, максимальное зарегистрированное значение 17 % из 100 измерений. При дозировании объемистых кормов высокую погрешность показали первая и четвертая технологии кормления – до 6 %. Технология кормления в стационарном кормоцехе имеет высокую точность дозирования всех типов кормов, основные недостатки этой технологии большая металлоемкость, энергоемкость и громоздкость конструкции, что увеличивает стоимость оборудования и его обслуживание. Удельная масса концентратов в рационе кормления требует использования высокоточного дозирующего оборудования, исключающего погрешности дозирования, связанные с человеческим фактором. Передозировка концентрированных кормов увеличивает себестоимость молока, повышает риск ацидоза,  а недостаток снижает эффективность обмена питательных веществ у животных. На основании приведенного анализа существующих технологий предложена технология кормления, использующая самоходный миксерраздатчик с автоматической системой весового контроля и устройством самозагрузки объемистых кормов, а для концентрированных кормов – роботизированное устройство, которое оснащено точным дозатором концентрированных кормов и минеральных добавок с 2 %-ной максимальной погрешностью.

The article provides an analysis of existing feeding technologies on dairy farms, which are divided into four types and evaluated by the accuracy of dosing concentrated and bulky feeds into a mixer. In the first type of feeding, the feed  is prepared by a trailer mixer-distributor, where each component is dosed by a loader, the accuracy of the feed dosage was measured by the onboard weighing system "Dailly TMR Manager". The second type involves the use of a self-propelled feed dispenser mixer with self-loading. The third feeding scheme in a stationary feed mill provides for the use of a stationary mixer-distributor of feed and automated distribution means (a wheeled robot or a feed wagon). The fourth type of feeding technology is presented in the form of a self-propelled chassis, on which the feed mixer capacity and an autonomous dosing system of concentrated feeds for different age and gender technological groups are installed. The high dosage error of concentrated feeds was shown by the first feeding technology, the maximum recorded value of 17 % out of 100 measurements. When dosing bulky feeds, the first and fourth feeding technologies showed a high error of up to 6 %. The technology of feeding in a stationary feed mill has a high accuracy of dosing of all types of feed, but the main disadvantages of this technology are high metal consumption, energy consumption and bulkiness of the structure, which increases the cost of equipment and its maintenance. The specific gravity of concentrates in the feeding diet requires the use of high-precision dosing equipment, eliminating dosage errors associated with the human factor. An overdose of concentrated grains increases the cost of milk, increases the risk of acidosis, and a lack reduces the efficiency of animal nutrient metabolism. Based on the above analysis of existing technologies, a feeding technology is proposed using a self-propelled mixer distributor with an automatic weight control system and a self-loading device for bulky feeds, and for concentrated feeds – a robotic device equipped with an accurate dispenser of concentrated feeds and mineral additives with a maximum error of 2 %.

концентрированный кормобъемистый кормтехнология кормлениячеловеческий фактордозирование кормаустройство раздачи кормаconcentrated feedbulky feedfeeding technologyhuman factordosing mixture feedfeed distribution deviceработа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (тема № FGUN-2022-0014). Авторы благодарят рецензентов за их вклад в экспертную оценку данной работы.the research was carried out under the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the state assignment of the Federal Scientific Agroengineering Center VIM (theme No. FGUN2022-0014). The authors thank the reviewers for their contribution to the expert evaluation of this work.ReferencesДорохов А. С., Никитин Е. А., Семенюк Е. С. Проблемы эффективного смешивания сочных и концентрированных компонентов кормосмеси для крупного рогатого скота в условиях современного животноводства. Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019;(1(33)):52–56. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=37148316 EDN: ZAIRBBDorokhov A. S., Nikitin E. A., Semenyuk E. S. The problem of cattle feed mixtures’ juicy and concentrated components effective mixing at livestock breeding modern conditions. Vestnik Vserossiyskogo nauchnoissledovatel'skogo instituta mekhanizatsii zhivotnovodstva. 2019;(1(33)):52–56. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37148316Морозов Н. М., Кирсанов В. В., Ценч Ю. С. Историко-аналитическая оценка развития процессов автоматизации и роботизации в молочном животноводстве. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023;17(1):11–18. DOI: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-1-11-18 EDN: BJDTTUMorozov N. M., Kirsanov V. V., Tsench Yu. S. Historical and Analytical Assessment of Automation and Robotization for Milking Processes. Sel'skokhozyaystvennye mashiny i tekhnologii = Agricultural Machinery and Technologies. 2023;17(1):11–18. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.22314/2073-7599-2023-17-1-11-18Tarannum N., Rhaman M. K., Khan S. A., Shakil S. R. A Brief Overview and Systematic Approch for Using Agricultural Robot in Developing Countries. J. Mod. Sci. Technol. 2015;3(1):88–101. URL: https://zantworldpress.com/wp-content/uploads/2019/12/Paper-8.pdfTarannum N., Rhaman M. K., Khan S. A., Shakil S. R. A Brief Overview and Systematic Approch for Using Agricultural Robot in Developing Countries. J. Mod. Sci. Technol. 2015;3(1):88–101. URL: https://zantworldpress.com/wp-content/uploads/2019/12/Paper-8.pdfИванов Ю. А., Скоркин В. К., Резник Е. И. Перспективы развития кормовой базы для крупного рогатого скота. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2005;(7):62–69. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=12881563 EDN: KVXBRHIvanov Yu. A., Skorkin V. K., Reznik E. I. Prospects for the development of a feed base for cattle. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka = Agricultural Science Euro-North-East. 2005;(7):62–69. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=12881563Gao X., Li J., Fan L., Zhou Q., Yin K., Wang J., Song C., Huang L., Wang Z. Review of Wheeled Mobile Robots’ Navigation Problems and Application Prospects in Agriculture. IEEE Access. 2018;6:49248–49268. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2868848Gao X., Li J., Fan L., Zhou Q., Yin K., Wang J., Song C., Huang L., Wang Z. Review of Wheeled Mobile Robots’ Navigation Problems and Application Prospects in Agriculture. IEEE Access. 2018;6:49248–49268. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2868848Дорохов А. С., Игнатов В. И., Герасимов В. С. Проблемы использования самоходной техники различных технологических укладов. Проблемы развития технологий создания, сервисного обслуживания и использования технических средств в агропромышленном комплексе: мат-лы Международн. научн.-практ. конф. Воронеж: Воронежский ГАУ им. Императора Петра I, 2017. С. 204–211. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=34991434 EDN: XOOXVBDorokhov A. S., Ignatov V. I., Gerasimov V. S. Problems of using self-propelled vehicles of various technological structures. Problems of development of technologies for the creation, maintenance and use of technical means in the agro-industrial complex: Proceedings of International scientific and practical conf. Voronezh: Voronezhskiy GAU im. Imperatora Petra I, 2017. pp. 204–211. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=34991434Никитин Е. А., Дорохов А. С., Павкин Д. Ю. Совершенствование технологии приготовления кормовой смеси при реконструкции кормовых площадок. Техника и оборудование для села. 2019;(11(269)):32–34. DOI: https://doi.org/10.33267/2072-9642-2019-11-32-34 EDN: RIRDVMNikitin E. A., Dorokhov A. S., Pavkin D. Yu. Improving a process for the preparation of feed mixture during the reconstruction of feed sites. Tekhnika i oborudovanie dlya sela = Machinery and Equipment for Rural Area. 2019;(11(269)):32–34. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.33267/2072-9642-2019-11-32-34Солонщиков П. Н., Косолапов Е. В. Исследование эксплуатационных параметров мобильного измельчителя-раздатчика грубых кормов. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2019;(9):160–167. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=41721277 EDN: FJLNNNSolonshchikov P. N., Kosolapov E. V. Research of operating parameters of mobile feeder grinderdistributor. Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii = Vestnik of Kursk State Agricultural Academy. 2019;(9):160–167. (In Russ.). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41721277Iqbal J., Xu R., Sun S., Li C. Simulation of an Autonomous Mobile Robot for LiDAR-Based In-Field Phenotyping and Navigation. Robotics. 2020;9(2):46. DOI: https://doi.org/10.3390/robotics9020046Iqbal J., Xu R., Sun S., Li C. Simulation of an Autonomous Mobile Robot for LiDAR-Based In-Field Phenotyping and Navigation. Robotics. 2020;9(2):46. DOI: https://doi.org/10.3390/robotics9020046Карпов В. П. Система пневматической самозагрузки раздатчика кормов. Техника и технологии в животноводстве. 2021;(1(41)):22–26. DOI: https://doi.org/10.51794/27132064-2021-1-22 EDN: SMZUDEKarpov V. P. Pneumatic self-loading system of feeder. Tekhnika i tekhnologii v zhivotnovodstve = Machinery and technologies in livestock. 2021;(1(41)):22–26. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.51794/27132064-2021-1-22Дорохов А. С., Никитин Е. А., Кирсанов В. В., Павкин Д. Ю. Роботизированное устройство для обслуживания кормового стола на животноводческих комплексах: пат. №2747167 Российская Федерация. №2020128280: заяв. 25.08.2020; опубл. 28.04.2021. Бюл. №13. 9 с. Режим доступа: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servletDorokhov A. S., Nikitin E. A., Kirsanov V. V., Pavkin D. Yu. A robotic device for the maintenance of the feed table at livestock complexes: Patent RF no. 2747167, 2021. URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet

The authors declare that there are no conflicts of interest present.