КОНЦЕПТУАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ РЕГІОНАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА

Міхеєв Є.К.- доктор с.г.наук, професор

Якщо погодитись, що “Землеробство – дуже складна динамічна сфера соціальної діяльності, що змінюється відповідно до розвитку світової цивілізації в поєднанні досягнень науки про потенційні можливості вирощування сільськогосподарських культур та сучасних технологічних можливостей і технічних засобів, що використовуються людиною” , то подальше розвинення галузі треба пов’язувати з її інформатизацією як основного показника розвитку світової цивілізації.
За кордоном науково-виробничий напрям сучасного землеробства ефективно реалізується під назвами агроекофільне землеробство, землеробство з контурно-меліоративною організацією території.
На Україні цей напрям розвивається під загальною назвою системи точного землеробства (СТЗ).
Різне тлумачення поняття передбачає і різноманітність по змісту, підходу до створення і комплексу дій по реалізації.
Сучасний стан СТЗ треба вважати як проблему де ще не визначені основні складові у їх взаємозв’язку. Реалії дійсності вказують, що напрямки досліджень здебільшого схиляються в бік технізації, створення технічних засобів реалізації СТЗ і значно менш уваги приділяється головної складової СТЗ – це процесам безпосередньо пов’язаними з виробленням продукції. Тому ми вважаємо необхідним зосередити увагу саме на цій проблемі.
При цьому підкреслимо, що опис концепції надамо у скороченому варіанті, щоб у різноманітті подробиць не нав’язувати хибних напрямів і старих зразків технологій. До того ж, практичний досвід розробки нових складних динамічних систем (якою і вважається СТЗ) підтверджує, що найбільш небезпечні похибки закладаються з перших етапів.
Перш за все згідно з вимогами системного підходу визначимо наше поняття СТЗ. В нашому розумінні СТЗ – це економічно і екологічно доцільна форма землекористування спрямована на виробництво продукції рослинництва і функціонуюча на підставі використання методів організації інформаційних потоків.
Концепцію створення СТЗ дотепно розробляти на підставі аксіоматичного підходу при якому формування методологічних положень шляхів побудови, на особливу увагу заслуговує побудова самих аксіом і логічність висновків. При науковій бездоганності цих параметрів, то і висновки, що логічно слідують з них, можна прийняти за орієнтири регіональних СТЗ (обласних), необхідних для АПК землеробства.
Трансформація проблеми в конкретну задачу означає перш за все структуризацію її з складових, які в сукупності визначають основну мету – отримання врожаю.
Структурно СТЗ як складова система включає підсистеми, елементи нижчого ієрархічного рівня з різноманітними зв’язками, що відображують багаторівневість і специфічність взаємовідносин між ними.
В самому загальному вигляді головну компоненту СТЗ, відповідальну за отримання продукції, можна зобразити як комплекс спеціальних модулів, орієнтованих перш за все на виробництво (рис. 1). Кожний модуль включає комплекс специфічних фахово-орієнтованих задач. Таким чином визначено основну функціональну роль елементу у корпоративному розподілі функцій. В нашому варіанті – це технологічний комплекс СППР. Істотно, що в концептуальній схемі закладено наш досвід створення СППР і її базові функціональні елементи.
Методологічна схема підходу, що реалізується нами, передбачає покрокове визначення суттєвих розрахунків та головних явищ без яких сподіватись на можливість практичної реалізації системи, а тим більше економічну ефективність проблематично. Не деталізуючи другорядні питання, схематично визначимо основні концептуальні моменти створення СТЗ.
Перш за все визначимо головний функціональний елемент системи. За базовий елемент пропонується мати модуль технологічного блоку (“Агро технолог”), а у подальшому розвиненні його поєднання з модулями прогнозування і аналітичних розрахунків.
Інформаційно-образні моделі дозволяють математичними методами знаходити оптимальні рішення та забезпечувати гарантоване адаптивне керування в умовах безперервної дії зовнішніх збурень та внутрішніх впливів.
Традиційні методи “Програмування врожаю” для поточних умов поля також матиме сенс, якщо згідно принципу гарантованого результату, очікуваний врожай буде одержано при застосуванні ресурсів у межах норм та навіть при найгірших протидіях оточуючого середовища, як зафіксувала багаторічна статистика землеробства у конкретній зоні.
Математичне моделювання та розв’язання типових задач аналізу, синтезу, діагностики, оптимізації та прогнозування ситуації гарантує мінімізацію витрат ресурсів та максимізацію ефектів землеробної діяльності, враховуючи диференційні особливості та екологічні вимоги.
Уніфікована нормативна адаптація витрат агротехнології, конкретизуючи умови та розрахунок використання БЗ, БД, моделей, що відображають знання землеробського досвіду, забезпечує комп’ютеризовану технологію ведення землеробства в умовах ризику.
Як у кожній системі важливою складовою вважається інформаційне забезпечення (ІЗ). Для СТЗ загальні умови ІЗ є зовнішніми оскільки створюються дослідженнями:
- польовим і лабораторним експериментів;
- інформатики і обчислювальної техніки, що забезпечують використання оболонок універсальних БЗ, БД, інформаційної мережі, персональних і бортових комп’ютер
Стосовно машинної реалізації, то крім вже апробованого нашого підходу, ерготичні вирішуючи системи (ЕВС), тобто людино-машин, існують в усіх агротехнологіях, що еволюціонують. Знання раціонального та ресурсозберігаючого господаря, експертів відображають індивідуальний та суспільний досвід у кодованому вигляді наукових, технічних та технологічних норм, що спроможні регулювати працю та функціонування техніки через інформаційні засоби спілкування ЕВС у межах СТЗ.
Проблеми конкретної реалізації потребують вирішення додаткових задач, врахування загального економіко-політичного стану в сфері АПК.
В умовах ринкової економіки прибутковість господарювання протягом землеробського циклу цілком залежить від оптимального вирішення ключових питань:
- розподілу функцій між людиною та машиною за допомогою організаційно-технологічних засобів АПК, що охоплюють всі рівні ієрархії взаємозв’язків у межах функціонуючої СТЗ за цикл сівозміни;
- відображення поточного та прогнозованого майбутнього впливу оточуючого середовища та учасників реалізації агротехнології у просторі та часі для забезпечення об’єктивності, адекватності та точності інформації що циркулює;
- нормування витрат ресурсів у диференційно-просторовому визначені, що дозволяє точно прогнозувати інтегровану ефективність та гарантовану результативність кожної ЕВС, що забезпечать агротехнічні роботи СТЗ в різних умовах.
Виробничо-господарська діяльність при всіх формах власності потребує гармонійного та економічно-доцільного введення землеробства для одержання прибутку. Єдине агро виробництво має дві особливості сфери адаптації СТЗ. Перша, фермерська адаптація пов’язана з соціально-економічними формами та механізмами кредитування, еквівалентного обміну товарами, оподаткування, страхування та поточного фінансування. Друга сфера адаптації СТЗ передбачає оперативне управління агрокомплексом, кадрами, що забезпечують реалізацію агротехнічних операцій у часі і просторі.

Рис. 1. Загальна блок-схема структури СТЗ

 

МОДЕЛЮВАННЯ РОЗВИТКУ КУЛЬТУР В СИСТЕМІ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА

Міхеєв Є.К.- д.с.-г. наук, професор, ХДАУ
Крініцин В.В.- к.т.н., доцент, ХЕПІ


Створення системи точного землеробства (СТЗ), як дуже складної, передбачає ієрархічну етапність вирішення проблем. Розв’язуючи задачі реалізації цих етапів, нами розроблено комплекс автоматизованих систем, що в підсумку можуть скласти основу ефективного землекористування в межах СТЗ.
Однак слід зауважити, що в даний час інтенсивність розробки СТЗ у частині, яка безпосередньо стосується землекористування, знизилась. Основними чинниками, окрім недостатнього фінансування, можна вважати не достатній рівень розробки понятійного апарату. Різні тлумачення поняття, вірніше їх відсутність, викликає некоординованість дії практичного характеру: не сформовано розгорнутих концепцій структурних складових на рівні підсистем, не існує чіткої уяви про предмет розробки. Виходячи з поняття СТЗ, як економічно і екологічно доцільної форми землекористування, спрямованої на виробництво продукції рослинництва і функціонуючої на основі використання методів організації інформаційних потоків, ми, спираючись на принципи системності і методи системного аналізу, вирішили комплекс задач по автоматизованому прогнозуванню і управлінню технологічними процесами у землеробстві.
До комплексу увійшли задачі “Врожай” (прогнозування величини ресурсно і технологічно забезпеченого врожаю), “Розвинення” (прогнозування календарних дат і строків проходження фенофаз), “Агро- технолог” (проектування технологічних схем вирощування культур), “Добрива” (розрахунки норм і оптимізація розподілу добрив).
Методологічна схема підходу, що використовувався для синтезу і створення означених елементів СТЗ, передбачає покрокове визначення суттєвих сторін і головних явищ, без існування яких неможлива подальша конструкторсько-технологічна робота щодо побудови СТЗ в цілому. При цьому визначалась головна функціональна роль кожного елементу СТЗ у корпоративному розподілі функцій.
Складність конкретних об’єктів, їх специфічність у плані наявності погано формалізованої інформації, спонукали необхідність використання різноманітності методичних підходів. Основу методів склали: оптимізаційні на підставі лінійного, цілочисельного програмування і динамічного програмування; методи регресивного аналізу; імітаційне моделювання (на етапі машинної реалізації задач); методи експертного оцінювання і вибору альтернативних рішень.
Орієнтація на комплексні методи (формальні і евристичні) описування об’єктів і організації інформаційних потоків в них, створили передумови можливості перетворення систем підтримки прийняття рішень (СППР) в експертні системи (ЕС), що вважається сьогодні особливо актуальним. Розробку правил, що уможливлюють таке перетворення, ми вважаємо головним теоретичним важелем таких розробок. Крім того, розширюються межі використання розробок у діапазоні від учбового процесу до умов виробництва і реалізації дослідницьких функцій.
Основу комплексу автоматизованих систем, що означені вище, складає СППР “Розвиток”.
Формальна постанова задачі здійснювалась на основі розробки прогнозної моделі розрахунку дати початку і терміну проходження фаз вегетації конкретної культури у конкретних погодно-кліматичних умовах: Ri = fi(gi(t), R1 ,Rg, R2…. ,Rn, tn),
де gi(t) – фактор зовнішнього впливу;
R1…., Rt-1 – фази вегетації культури;
tn – момент часу.
На етапі машинної реалізації було застосовано модульний принцип структурної організації системи.
Машинна реалізація алгоритмів відбувалась в операційній системі Windows, мова програмування Delphi.
У підсумку було створено на сучасному рівні декілька систем, що входять до складу СТЗ. Реалізація їх за призначенням дозволяє:
1.Проводити виробничу експлуатацію розробок на підставі сучасних інформаційних технологій;
2. Вирішити задачу оперативного планування технологічних процесів, поклавши до основи ідеї, які реалізовані в системі “Розвиток”;
3. Перевірити і визначити напрями конструювання СТЗ, вирішуючи задачу її поступового, поелементного створення, відображаючи ті методи і моделі, які пройшли перевірку в умовах експлуатації. Такий підхід значно спростить процес розробки і знизить вартість проекту в цілому.

 

Моделі прийняття рішень і інструментарій їх реалізації у операційних системах
Є.К  Міхеєв . – д.с.г. наук, проф. ХДАУ


Передумова. Виробничі і сервісні операційні системи на даному етапі економічних відносин стають ефективними лише за умов використання автоматизованих інформаційних систем як інструментарію організації інформації і розробки прийняття управлінських рішень. В основу прикладних діючих інформаційних систем  покладені формальні підходи (математичні моделі) і методи їх інструментальної реалізації.  .   Прикладні моделі  інформаційних систем допомагають упорядкувати дані, аналізувати в оперативному режимі економічний стан організації і планувати її наступну  діяльність.
Ця стаття покликана допомогти операційному менеджеру при виборі стратегії автоматизації операційної системи організації, функціональному менеджеру, керівникам  відділів у практичній діяльності. Автор також сподівається, що студенти, викладачі, науковці, які так чи інакше стикаються із проблемами     автоматизації процедур  розробки технології прийняття рішень, можуть розширити свій кругозір і краще орієнтуватись в інформатизованому суспільстві.
Постановка проблеми і її вирішення.
Ефективне управління організацією передбачає необхідність враховувати спрямованість діяльності організації по яким приймаються стратегічні і оперативні рішення. Із таких напрямків можна виділити:
1. Підвищення конкурентної боротьби.
2. Вимога випускати продукцію відповідно до поточних замовлень покупців, а не у відповідності із довгостроковими перспективними планами.
3. Необхідність оперативного прийняття рішень в складній економічній ситуації.
4. Зміцнення зв'язків між постачальниками, виробниками і покупцями.
Відповідно, перед організацією періодично виникає необхідність реагувати і вишукувати адекватні підходи до рішення цих задач.
В практиці менеджменту організації існує визначальний комплекс моделей щодо функціонального розгляду взаємозв'язків процесів (виробництва, логістики, сфери сервісу) і фінансових результатів.  При цьому зауважимо, що під терміном «модель» в даному випадку будемо розуміти набір понять і визначень, які віддзеркалюють описаний взаємозв'язок сутностей,  щільність зв'язків між ними і проходження основних процесів, які так чи інакше їх стосуються.
Так в операційних системах управління запасами першою системою підтримки прийняття рішень можна вважати об'ємно-календарне планування (Master Planning Scheduling, або MPS-системи). Ідея, що закладена функціонально  досить проста — формується план робіт або продажів («об'єм», із розбиттям за календарними періодами, звідси — об'ємно-календарне), по ньому формується план поповнення запасів (за рахунок виробництва або закупівлі). В подальшому фінансові результати оцінюються по періодах (за якими здійснюється  матеріальне або фінансове планування ).
Об'ємно-календарний план (MPS) — це список ресурсів і об'ємів виробництва на кожний запланований виріб для кожного періоду планування. MPS реалізується на рівні управління підприємством в цілому і, звичайно, включає розгорнені категорії готових виробів.
Використання організацією даної моделі в автоматизованих системах управління (АСУ) надало змоги отримати переваги узагальненого погляду на бізнес-процес, однак в цілому модель вважається досить загрубленою.  Одна з найбільш складних проблем, що виникає при формуванні замовлення, — прогнозування необхідного об'єму  і терміну постачання. В результаті з‘явилось поняття «страховий запас» («Safety stock») у розмірі деякого обсягу сировини, або певного матеріалу, що задовольняє потреби в ньому у продовж визначеного терміну. Поняття «страховий запас» широко використовується  у виробництві, з метою гарантувати ритмічність виробничому процесу, крім того, воно може бути використано для забезпечення потреб заміни в торгівлі і виробництві технічних засобів якщо ті вийшла з ладу.
Подальше вивчення динаміки запасів (як правило, з використанням статистичних методів, звідси термін статистичне управління запасами — Statistical Inventory Control — SIC) спричинило появу ще двох специфічних понять: — «точка замовлення» (reorder point — точніше,  точка «перезамовлення») і «рівень поповнення» запасу, які  характеризують визначальний  рівень складських запасів. Сутність першого поняття полягає в тому, що при зниженні планового запасу нижче певного рівня необхідно зробити (точніше спланувати) замовлення постачальнику. Тут не слід плутати із поняттям «рівень поповнення»  запасу товару на складі, під яким розуміють кількість товару, вище за який не рекомендується підвищувати рівень складського запасу конкретного товару. У цих процесах особлива роль відводиться взаємозв’язкам у відносинах „замовник – постачальник”.

Носієм цієї концепції у прикладному призначенні можна вважати систему Prject Exspert, основні функціональні особливості і можливості якої можна уявити із наведених фрагментів інтерфейсу