Разработка специализированного программного комплекса для задачи управления технологическими процессами растениеводства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка специализированного программного комплекса для задачи управления технологическими процессами растениеводства

Повышение уровня развития сельского хозяйства России требует изыскания путей и средств для повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Оптимальное использование имеющегося технического потенциала, выработка региональной инвестиционной стратегии являются возможными экономическими рычагами стабильного роста аграрного производства. [1]

Наша жизнь, как и жизнь наших далеких предков - это постоянный выбор. Ежедневно мы принимаем решения и их так много, что просто в большинстве случаев мы не осознаем это. Лишь наиболее трудные и важные решения как-то выделяются и становятся предметом анализа. А напрасно! Ведь сегодня совершенно ясно, что неоптимальность решений, принимаемых в жизненных и производственных ситуациях, лишает нас значительной доли возможностей и ресурсов. И чем сложнее ситуация, тем больше потери. [3]

Выбор технологического приема возделывания сельскохозяйственных культур - одна из таких сложных, трудоемких задач, а ведь на сегодняшний день принятие оптимальных решений особенно актуально в сельском хозяйстве, ведь именно оно является одним из основных направлений в развитии экономики России. От успехов растениеводства зависит эффективность не только самой отрасли, но и других отраслей сельского хозяйства и в целом экономики сельскохозяйственных предприятий. [4]

Данные обстоятельства обуславливают актуальность углубленных исследований экономико-математических моделей и методов анализа и оценки экономической эффективности технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Эти проблемы необходимо решать путем разработки и внедрения программных модулей для комплексной автоматизации таких трудоемких процессов, как составление и расчет технологических карт, анализ и выбор технологии различными экономико-математическими методами, оптимизация севооборотов, ведение книги истории полей. [7]

Целью исследований является совершенствование системы управления растениеводством путем разработки и внедрения модулей программного и информационного обеспечения информационной системы управления растениеводством.

Имея в распоряжении мощные информационные системы и контролируя информационные потоки на рынках товарной продукции, можно в относительно короткие сроки восстановить управляемость АПК на различных уровнях тем самым, обеспечив высокую экономическую эффективность сельскохозяйственного производства. [6]

В данном случае, автоматизация процессов управления отрасли растениеводства, способствует избавлению управленческого персонала от кропотливой работы по получению и обработке специфической информации. Бесспорным преимуществом программного обеспечения и компьютеризации сельхоз производства, являются отказ от печатной формы описания процессов, т.е. возможность заменить ее на данные в компьютерной программе, что позволяет оперативно вносить данные и исправления. В связи с этим возникла необходимость создания автоматизированных систем управления сельскохозяйственным производством с расширенными функциональными возможностями и модульным составом.

Рисунок 1. Функциональная модель программного комплекса управления растениеводством

Разрабатываемая автоматизированная информационная система основана на восьми математических моделях и методах управления и включает в себя следующие модули: подсистема оптимизации севооборота; информационно-поисковая подсистема; модуль составления и расчета технологических карт; подсистема поддержки принятия решений; электронная карта истории полей севооборотов.

Организацию и функциональную структуру разработанной системы управления растениеводством можно представить в виде функциональной диаграммы и диаграммы потоков данных.

На рисунке 1 представлена функциональная диаграмма специализированного программного комплекса для задачи управления технологическими процессами растениеводства с целью повышения качества, оперативности и обоснованности принимаемых управленческих решений, декомпозиция которой представлена в соответствии с существующими бизнес-процессами при управлении растениеводством.

Рисунок 2. Модель декомпозиции потоков данных

сельскохозяйственный зерно конкурентоспособность

Каждый технологический процесс в растениеводстве можно разбить на подпроцессы, т.е. провести дальнейшую декомпозицию. На рисунке 2 представлена модель декомпозиции потоков данных каждого из процессов управления и поддержки принятия решений.

Рисунок 3. Архитектура программного комплекса

Для более детального понимания модульного состава и функциональных возможностей разрабатываемого программного обеспечения, необходимо было спроектировать архитектуру программного комплекса «Система поддержки принятия решений в растениеводстве», представленную на рисунке 3.

Рассмотрим назначение, функциональный состав и особенности каждого из программных модулей.

Модуль составления и расчета технологических карт

Рисунок 4. Диаграмма потоков данных блока составления и расчета технологических карт

Этап разработки технологических карт с точки зрения процессов управления можно условно разделить на восемь составных частей (подпроцессов). К ним относятся: «разработка новой технологии», «рациональный подбор СЗР и удобрений», «расчет показателей экономической эффективности технологии» и т.д. (см. рис. 4).

На рисунке 5 представлено главное окно пользовательского интерфейса программного модуля составления и расчета показателей технологических карт.

Рисунок 5. Главное окно ввода технологической карты

Назначение программного модуля:

- сбор, хранение, передача и обработка данных технологических карт возделывания основных сельскохозяйственных культур в севообороте хозяйства;

- имеется возможность рассчитать и биоэнергетические показатели технологии, сравнивая величину затраченной на выполнение технологии энергии и величину полученной энергии в виде урожая;

- оценочная таблица технологии содержит также и экологические показатели, которые показывают влияние технологии на процентное содержание гумуса в почве, на плотность почвы, на ее структуру;

- создавать различные виды отчетов (затраты на ГСМ по технологическим операциям, расходы на семена, средства защиты растений, удобрения).

Модуль оценки и выбора технологии

Рисунок 6. Диаграмма потоков данных модуля оценки и выбора технологий

Для выбора наилучшей технологии из числа альтернативных, предложена методика выбора экономически эффективных технологических процессов в растениеводстве, состоящая из последовательных трех этапов, показанных на рисунке 6. На первом этапе осуществляется выбор набора технологий с использованием метода бинарных решающих матриц, далее следует этап сравнения выбранных технологий с использованием многокритериальной экономико-математической модели и наглядного графика-паутины. На заключительном этапе происходит анализ и выбор экономически эффективной технологии с помощью матричной модели.

На рисунке 7 представлено главное окно пользовательского интерфейса программного модуля анализа и оценки общих показателей из технологических карт графическим методом.

Рисунок 7. Окно анализа и оценки общих показателей технологий возделывания сельскохозяйственных культур графическим методом

Назначение программного модуля:

- на основании выбранных агрономом хозяйства параметров отбора технологии, из базы данных технологий загружаются таблицы с экономическим, биоэнергетическими и экологическими характеристиками по каждой из технологий, на основании которых строится график-паутина;

- система производит расчет площадей фигур каждой технологии, что позволяет не только визуально, но и математически определить наиболее подходящую технологическую систему производства продукции растениеводства;

- агрономом задается также весовой коэффициент каждого из критериев, что позволяет рассматривать критерии отбора как неравновесные между собой;

- на основании матричной модели анализа технологий, программа рассчитывает весовой коэффициент каждой из технологий, и выделяет наиболее подходящий при выбранной значимости критериев.

Разработан комплекс программного и информационного обеспечения анализа и оценки технологических процессов в растениеводстве. Специфической особенность этого комплекса является сочетание информационной и алгоритмической составляющей, обеспечивающей анализ и оценку экономической эффективности технологических процессов в растениеводстве.

Литература

1. Воробьева М.А. Состояние и перспективы развития индивидуального предпринимательства в агропромышленном секторе Краснодарского края / М.А. Воробьева // В сборнике: Проблемы достижения экономической эффективности и социальной сбалансированности: Императивы, правовые и хозяйственные механизмы. Международной научно-практической конференции, посвященной 95-летию Финансового университета. Ответственный редактор: Сорокожердьев В.В. - 2014. - С. 52-57.

2. Лойко В.И. Адаптация модели бинарных решающих матриц к задаче выбора технологий возделывания сельскохозяйственных культур / В.И. Лойко, В.В. Ткаченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2015. - №10 (114). С. 1592-1603. - IDA [article ID]: 1141510115. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2015/10/pdf/115.pdf, 0,75 у.п.л.

3. Лойко В.И. Модель экономической оценки технологий возделывания сельскохозяйственных культур / Л.О. Великанова, В.В. Ткаченко // Труды КубГАУ. - 2009. - №18. - С. 18-22.

4. Ткаченко В.В. Информационная подсистема планирования и расчета дозировок органических удобрений / В.В. Ткаченко, И.И. Третьяков, С.А. Боярко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - №06 (080). С. 593 - 608. - IDA [article ID]: 0801206047. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/06/pdf/47.pdf, 1 у.п.л.

5. Ткаченко В.В. Предпосылки создания системы моделей и методики многокритериальной оценки и выбора технологий возделывания сельскохозяйственных культур / В.В. Ткаченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2015. - №09 (113). С. 1680-1693. - IDA [article ID]: 1131509119. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2015/09/pdf/119.pdf, 0,875 у.п.л.

6. Ткаченко В.В. Система поддержки принятия решений для управления экономическими параметрами в растениеводстве // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. Научный журнал №96. - Санкт-Петербург, 2009 г.

7. Ткаченко Н.А. Проектирование и разработка программного комплекса эффективного управления процессами растениеводства / Н.А. Ткаченко // В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного комплекса. Отв. за вып. А.Г. Кощаев. 2016. С. 521-522.

Размещено на Allbest.ru