Математическое моделирование процесса пастбищного животноводства при использовании цифровых технологий

Аннотация

Цифровизация технологических процессов в сельском хозяйстве является важным аспектом получения высококачественной и конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции. В настоящее время существует потребность в разработке и применении цифровых решений, основанных на математическом моделировании, для оптимизации процессов и принятия информированных решений в области пастбищного животноводства. Применение современных цифровых и информационных процессов в пастбищном животноводстве сопряжено с разработкой и обоснованием функционирования сложной биотехнической системы «Человек (оператор) – машина (устройство) – животное». Было проведено математическое моделирование функционирования системы с использованием случайных Марковских процессов, которые часто применяются в теории массового обслуживания. Предложена графовая модель для изучаемой биотехнической системы, а также система дифференциальных уравнений, которые описывают ее математическую модель. Решение этих уравнений позволяет нам эффективно выявлять проблемные участки функционирования системы в целом и оценивать надежность работы отдельных ее компонентов. Благодаря этому на этапе проектирования технических решений возможно легко устранять или минимизировать эти проблемные моменты, что позволит получать продукцию высокого качества с минимальными затратами ручного труда и временными издержками. Оценка надежности работы звена «машина» способствует выявлению первоочередных технических проблем, решение которых возможно на этапе проектирования и испытания технического устройства. Моделирование пастбищного животноводства позволяет предсказать показатели продуктивности животных, потребности в кормах, а также оценить влияние изменений в условиях содержания на результативность производства.