Программный комплекс

для решения технологических вопросов на

предприятиях мясной и рыбной промышленности

Программный комплекс «ОПТИМИТ» –

программный продукт для решения технологических

вопросов на предприятиях мясной и рыбной промышленности

В данном издании приведено краткое описание программного комплекса

«ОПТИМИТ», предназначенного для технологов мясоперерабатывающих предприятий. Программа может также использоваться при производстве рыбной продукции.

Проблемы и задачи Обеспечение ритмичного производства и сбыта готовой продукции, получение максимальной прибыли от своей деятельности являются главными приоритетами любого предприятия. Экономическая эффективность мясоперерабатывающих производств во многом зависит от спроса на их продукцию. Столкнувшись с низкой покупательной способностью потребителей, с нехваткой сырья и его высокой стоимостью, производители мясных продуктов, чтобы не разориться, вынуждены уменьшать процент содержания мясного сырья.

Необходимость удешевления продукции приводит к тому, что в рецептуре появляются все новые и новые заменители мяса и функциональные добавки, вплоть до манной крупы и крахмалосодержащих веществ. В последнее время на мясоперерабатывающих предприятиях находит широкое применение частичная замена основного сырья (говядины и свинины) на мясо птицы механической обвалки, свиную шкурку, а также белки молочного, растительного и животного происхождения.

Все эти ингредиенты требуют определенных ограничений при их использовании. Так, например, мясо птицы механической обвалки имеет ограниченный срок хранения.

Все это усложняет работу технологов, которым приходится принимать в расчет все негативные факторы сырья-заменителя и нивелировать их.

Необходимо понимать, что спрос на продукцию зависит не только от цены, но и от ее качества, которое закладывается на этапе составления фарша, так как именно показатели фаршевой смеси, а не готового продукта, являются управляемыми параметрами.

Поэтому рентабельность продукции во многом зависит от состава рецептуры. Чтобы получить оптимальную рецептуру, технолог должен решить двойную задачу конечный продукт должен иметь минимальную стоимость, но в то же время соответствовать параметрам потребительского качества.

Не каждый специалист может учесть все В настоящее время нет четко регламентированных правил составления рецептур.

Они создаются опытным путем, на основе опыта, знаний и интуиции технологов. Несложно составить рецептуру, если на складе в наличии весь ассортимент сырья, все сырье хорошего качества, цены на сырье ниже, чем у конкурентов. Но такая ситуация скорее исключение, чем правило.

А если не все сырье соответствует требуемому качеству, если приходится производить замену одного вида сырья другим, если время на поиск вариантов хорошей рецептуры ограничено, а тут еще масса совершенно второстепенных проблем… Конечно, технологу очень трудно обеспечить стабильное качество продукции.

Выходом из данной ситуации могут служить современные информационные технологии в виде специализированных компьютерных программ, предназначенных для повышения эффективности управления технологическим процессом и облегчения работы самих технологов.

На рынке информационных технологий в секторе мясоперерабатывающих предприятий сейчас предлагается множество программных продуктов, решающих лишь вопросы автоматизации учетной деятельности на производстве, но совершенно не приспособленных к решению вышеупомянутых технологических проблем. Они не решают вопросов технологического характера – поиск оптимальных рецептур, баланс сырья, управление сырьевыми ресурсами, управление качеством, жиловка мяса по сортам и по анатомическому строению мышц.

Программа для мясо- и рыбопереработчиков В настоящее время единственной системой, которая позволяет решать данные проблемы, является программный комплекс «ОПТИМИТ» (свидетельство о регистрации программ для ЭВМ 2008615031 от 20.10.2008 г.).

Математический аппарат и экспертная система этой программы обеспечивают высокую эффективность процесса моделирования и гарантируют получение оптимального ингредиентного состава рецептур мясных, колбасных и рыбных изделий с учетом существующих проблем мясо- и рыбоперерабатывающей отрасли.

На базе действующих нормативных документов и в соответствии с требованиями технолога к ингредиентному и физико-химическому составу продукции программа позволяет рассчитать рецептуру различных видов мясных и рыбных изделий по критерию минимизации себестоимости конечного продукта, при условии сохранения его потребительских качеств. Расчет рецептуры ведется с учетом оптимальных физико-химических и функционально-технологических свойств: водосвязывающая, влагоудерживающая, эмульгирующая способность, стабильность фаршевых эмульсий, уровень pH и т. п.

Основными функциями программы являются:

•• минимизация себестоимости готового продукта с сохранением его потребительских свойств;

•• определение оптимальных рецептурных замен с учетом текущей конъюнктуры цен на сырье;

•• обеспечение стабильности фаршевых эмульсий, оптимальных физико-химических и функционально-технологических свойств;

•• Анализ качества рецептуры, выявление технологических проблем и предложение путей их решения;

•• создание новых продуктов с заданными потребительскими характеристиками и оптимальной себестоимостью в минимальные сроки;

•• управление сырьевыми ресурсами;

•• формирование альтернативных рецептур;

•• поиск оптимальной альтернативы действующей (базовой) рецептуре с учетом остатков сырья на складе, его цены и рентабельности;

•• формирование рецептурного журнала;

•• анализ плановых показателей и факта;

•• расчет экономических показателей;

•• планирование закупки сырья;

•• интеграция с бухгалтерскими программами («1С: Предприятие», «Галактика» и др.);

•• использование блендов (смесей ингредиентов) как отдельных компонентов рецептур;

•• реологический анализ сырокопченых колбас;

•• жиловка мяса по сортам и по анатомическому строению мышц;

•• формирование групп пользователей и управление их правами доступа к отдельным модулям программы.

Функции для учета складских операций, реализованные в программе, позволяют:

•• вести учет прихода, расхода, остатков сырья по партиям;

•• использовать несколько групп цен, например оптовые, фактические, планируемые, цены для различных регионов и т. д.;

•• вести учет сырья в различных единицах измерения;

•• вести учет сырья в различной валюте;

•• формировать список сырья, у которого остаток ниже допустимого минимума;

•• устанавливать фактическое качество сырья.

База данных программы включает в себя действующую нормативную документацию и справочные материалы, среди которых наиболее важные:

•• справочник нормативных рецептур мясных и колбасных изделий: для каждой рецептуры указываются набор ингредиентов, нормативные показатели питательной ценности, коэффициент выхода, нормативный документ, вспомогательные материалы;

•• справочник сырья и его физико-химических свойств (содержание белка, жира, углеводов, влаги, золы, коэффициент гидратации и др.);

•• справочник взаимозаменяемости сырья;

•• справочник колбасных оболочек и их физико-технологических свойств;

•• справочник нормативной документации;

•• справочник показателей качества;

•• справочник состояния рецептур («рассчитана», «в лабораторной обработке», «обработана», «утверждена» и т. д.);

•• справочник закупочных цен;

•• справочник валют;

•• справочник стоимостных показателей (показатели, которые участвуют в калькуляции основных экономических показателей);

•• справочник альтернативных рецептур;

•• упитанность животных;

•• нормативный выход продукции.

Алгоритм оптимизации состоит из трех шагов:

1. Выбираем из базы данных базовую рецептуру, которую необходимо оптимизировать.

2. Вводим ограничения:

•• допустимый диапазон на изменение физико-химических свойств продукта (минимальное и максимальное отклонение по содержанию белка, жира, •• возможные заменители отдельных ингредиентов;

•• требования к содержанию ингредиентов (минимальное и максимальное значение).

3. Выполняем расчет.

Продемонстрируем работу программного комплекса «ОПТИМИТ» на примере поиска оптимальной альтернативы базовой рецептуре «Колбаски гриль «Люкс» ТУ 9213-010состав которой приведен в таблице 1 (базовая рецептура).

Основная решаемая задача – минимизация себестоимости конечного продукта при условии сохранения его потребительских качеств.

Задача программы состояла в определении состава и количества сырьевых ингредиентов рецептуры с учетом частичной замены основного сырья, текущих цен на сырье и выполнения заданных требований.

К альтернативной рецептуре были предъявлены следующие требования:

Таблица 1. Состав базовой и альтернативной рецептур «Колбаски гриль «Люкс»

Многофункциональная добавка, Многофункциональная добавка, Стоимость фарша не должна превышать 80 рублей за 1 кг.

В качестве частичной замены говядины 2 сорта, свинины полужирной были предложены заменители: гидратированный животный белок, мясо нежирных кур механической обвалки, соевый белок.

Ингредиентный состав фарша (в расчете на 100%) должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 2.

Расчет необходимого количества воды входит в функции программы.

Содержание остальных ингредиентов в выходной рецептуре остаются без изменений.

По органолептическим и физико-химическим показателям готовый продукт должен соответствовать нормативным требованиям рецептуры «Колбаски гриль «Люкс»

ТУ 9213-010-40155161-2002. Показатель pH фарша рассчитанной рецептуры должен быть в диапазоне 6,0-6,2.

Программный комплекс «ОПТИМИТ» рассчитал на базе рецептуры «Колбаски гриль «Люкс» ТУ 9213-010-40155161-2002 оптимальную по цене и качеству рецептуру (табл.  1). Расчет рецептуры выполнялся по критерию минимизации себестоимости продукта с учетом заданных требований и текущих цен на сырье.

Таблица 2. Требования к ингредиентному составу фарша (в расчете на 100%) Стоимость фарша альтернативной рецептуры составила 79,89 руб., что на 22,65 руб.

меньше нормативной. Уменьшение стоимости фарша составило 22%.

Вид экранного окна, соответствующего альтернативной рецептуре, представлен на рисунке 1.

Помимо оптимизации рецептур программа выполняет еще одну важную функцию – формирует альтернативные рецептуры и выполняет поиск оптимальной альтернативы базовой рецептуре с учетом остатков сырья на складе, его цены и экономической рентабельности продукции.

Например, сорвались поставки какого-либо сырья или отсутствует на складе какойлибо ингредиент. Под вопросом – выполнение производственного задания. В этом случае помощь программы может оказаться неоценимой: технолог может быстро выбрать альтернативный вариант, не нарушив при этом потребительских качеств продукта.

Таким образом, альтернативные рецептуры позволяют предприятию в условиях изменения цен на сырье или перебоев с его наличием рентабельно выполнять заявки клиентов на готовую продукцию.

Рисунок 1. Фрагмент программного комплекса.

Результат оптимизации рецептуры «Колбаски гриль «Люкс» ТУ 9213-010-40155161- Экспертная система анализа качества рецептуры Экспертная система – это модуль программы, способный частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Подобный модуль, реализован в программе «ОПТИМИТ». Он анализирует качество рецептуры, выявляет технологические проблемы и предлагает технологу пути их решения. При анализе учитываются физико-химические и функционально-технологические свойства ингредиентов.

Продемонстрируем работу экспертной системы на примере анализа классической рецептуры (базовая) вареной колбасы, в состав которой входит свинина с пороком PSE (таблица 3).

В состав комплексных пищевых добавок, реализуемых на российском рынке, в основном входят следующие ингредиенты:

•• Натуральные специи, эфирные масла и олеорезины •• Усилитель вкуса •• Краситель •• Фиксатор окраски •• Фосфат Как правило, функциональная часть таких добавок остается постоянной, вне зависимости от качества сырья и условий производства. Поэтому без учета данных особенностей, их применение оказывается малоэффективным как с технологической, так и с экономической точек зрения.

Таблица 3. Рецептура вареной колбасы, в состав которой входит свинина с пороком PSE В рассматриваемом примере используется сырьевой компонент – свинина с пороком PSE. Она имеет низкую водосязывающую и водоудерживающую способности. Для того чтобы удержать влагу в фарше и при термообработке не дать ей выделиться, т. е. свести к минимуму риск образования бульонно-жирового отека, необходимо в рецептуре использовать добавки, в составе которых обязательно присутствуют адаптированные ингредиенты, позволяющие свести к минимуму возникающие риски. Поэтому использование в приведенной рецептуре только комплексных пищевых добавок (например, «Росмикс Докторская», «Тари комби», «Докторская комби» и т. д.) недостаточно для обеспечения стабильного качества готового продукта.

Экспертная система в результате анализа рассматриваемой рецептуры выявила ряд проблем:

1. Обнаружено сырье с пороком PSE 2. Заниженный pH 3. Возможен избыток остаточного нитрита натрия 4. Низкий коэффициент гидратации.

По каждой выявленной проблеме программа определяет негативное воздействие и дает свои рекомендации. В таблице 4 для примера представлена информация, которая было выдана экспертной системой по проблемам 1 и 3 с учетом заданного в программе наличия сырья на складе.

Согласно рекомендациям экспертной системы в базовую рецептуру были внесены изменения и проведен повторный анализ. В результате этого анализа в скорректированной (альтернативной) рецептуре экспертная система также обнаружила сырье с пороком PSE, но уже в рекомендациях указала, что рецептура содержит необходимые компоненты для устранения данного дефекта.

Результаты сравнения экономической эффективности базовой и альтернативной рецептур представлены в таблице 5.

Вывод: рекомендации экспертной системы программы «ОПТИМИТ» позволяют снизить себестоимость готового продукта, в частности применение добавки «Росмикс система PSE» в рассматриваемой рецептуре снизило стоимость фарша на 3%.

Результаты сравнения качественных характеристик этих рецептур представлены в таблице 6.

Вывод: рекомендации экспертной системы позволяют избежать технологического брака в конечном продукте, в частности применение добавки «Росмикс система PSE»

в рассматриваемой рецептуре снизило содержание соли, нитрита натрия, а также позволило достичь оптимального (заданного) значения pH фарша, водосвязывающей и влагоудерживающей способности (которые характеризует коэффициент гидратации).

Таблица 4. Результаты анализа рецептуры экспертной системой Обнаружено к образованию - в парном состоянии после введения поваренной Возможен веществом, поэтому нитрозомиоглобина NO- Mb. При недостаточном избыток избыток остаточного количестве миоглобинсодержащего мясного остаточного нитрита натрия сырья возникает ситуация, в результате которой нитрита натрия в конечном продукте остаточного нитрита натрия будет больше, опасен для здоровья чем разрешено нормами, поэтому в рецептуре Таблица 5. Сравнение экономической эффективности базовой и альтернативной рецептур Таблица 6. Сравнение качественных характеристик Кроме своего основного назначения – оптимизации текущих и формирования альтернативных рецептур, программа может иметь более широкий спектр применения.

Разработка долгосрочной стратегии развития предприятия – залог успешного управления. Но на расчет экономической эффективности и стратегии всех вариантов требуется большое количество времени и материальных затрат. Использование программного комплекса не только позволяет ускорить и удешевить процесс планирования, но также сможет снизить себестоимость производимых продуктов и сократить денежные вливания в разработку новой продукции.

Программный комплекс «ОПТИМИТ» построен на архитектуре «клиент-сервер», поэтому может работать как на локальном компьютере, так и в Сети.

Рассмотрим простую задачу:

•• Исходные данные:

Предприятие небольшой мощности в среднем за месяц вырабатывает 80-100 тонн готовой продукции Себестоимость 1 кг продукта в среднем не ниже 50 руб.

«ОПТИМИТ» снижает себестоимость продукции минимум на 3-10%.

•• Расчет:

Себестоимость всей продукции не менее: 80 000 50 руб. = 4 млн. руб.

Экономия в месяц при помощи «ОПТИМИТ» не менее:

•• Программа окупается меньше чем за месяц.

1. Программный комплекс «ОПТИМИТ» – это программный продукт нового поколения для решения технологических вопросов на предприятиях мясной и рыбной отрасли.

2. Программный комплекс «ОПТИМИТ» существенно сокращает временные и финансовые ресурсы, предлагает варианты снижения себестоимости производимой продукции, а также позволяет снизить затраты на разработку новых видов продуктов.

3. Программный комплекс «ОПТИМИТ» – это инструмент технолога как при плановой работе, так и при решении различных критических ситуаций.

Это программа не заменяет технолога, а делает его работу эффективнее.