規模化種雞場智能生產管理系統的構建

摘要：針對規模化種雞場生產管理信息化水平低，對領導生產決策支持力度不夠等問題，構建了一個既支持雞群精細養殖，又支持領導科學決策的種雞場智能生產管理系統。該系統基于“面向對象”的思想設計雞群生產管理模塊，在此基礎上利用數據倉庫和數據挖掘技術設計分場生產管理和集團生產管理模塊，并利用SQL Server實現決策數據的分析。系統的應用將規范種雞場的養殖行為和管理行為，極大地提高了種雞場的養殖效益。

關鍵詞：種雞；生產管理；智能化；決策支持

中圖分類號：TP315；S831 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）16-4290-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.16.056

規模化的種雞養殖企業有多個養殖場，而每個養殖場又有不同批次的種雞在同時飼養，不同生產階段的雞群所需關注的指標不相同。保證雞群按計劃生產、養殖場合理安排生產、養殖企業科學配置養殖資源等是非常復雜的管理問題。利用計算機技術、網絡技術和現代通信技術開發生產管理系統，幫助養殖企業解決這些問題是非常必要的。雞場生產管理的軟件研發已經取得很大的進展，從育種[1]、飼養指導、雞群生產管理[2，3]、質量追溯[4]、疾病輔助診斷[5]等方面都進行了實踐，但這些研究主要解決雞場生產管理中的結構化問題。本研究首先基于“面向對象”的思想[6]設計雞群生產管理系統，實現雞群養殖的信息化，在解決這一結構性問題的基礎上，利用數據倉庫和數據挖掘技術[7，8]，設計分場生產管理和集團生產管理系統來幫助各級領導合理安排生產、科學配置養殖資源，解決領導決策中的非結構化問題。通過規模化種雞場智能生產管理系統的構建，規模化種雞企業將實現以下目標：①人員管控的有效化。構建規范化和標準化的種雞養殖管理模式，規范基層養殖人員的養殖行為和各級管理人員的管理行為；②雞群生產管理的信息化、智能化；③雞群生產物料消耗的最優化。依靠動態定額，實現物料消耗的兩級管控模式（分場、雞群），控制物料不合理耗費；④各級領導決策的科學化。

1 系統的構建

1.1 總體設計

“人、雞、物、制”是構成規模化種雞場生產管理的四大要素：“制”是基礎，“人”處于中心主導位置，“雞、物”是“人”依靠“制”進行管理的對象。其中，“雞”是雞場生產管理的核心對象，通過“人”來銜接“雞、物”之間的關系，通過“制”來約束“人”的行為。

規模化種雞場智能生產管理系統以“人、雞、物、制”4個要素為管理對象，以相互關系為基礎，努力解決雞場生產管理中面臨的要點和難點。各要素和該生產管理系統的映射關系如圖1所示。

從動態過程模型分析，規模化種雞場智能生產管理系統依據“采集—傳輸—集成—分析與優化—應用—展現”的思路來實現閉環的信息處理流程，實現各要素信息在管理、檢測、控制方面自下而上與自上而下的互動，為基層養殖人員提供標準養殖、智能提示等支持，為各級管理人員提供統計與決策、生產控制等方面的支持。規模化種雞場智能生產管理系統架構如圖2所示。

數據采集層實現信息采集，該層感知各種狀態信息，并將所采集的信息通過網絡平臺進行統一傳輸。系統的數據采集包括各品種種雞養殖參數、雞群生產、物料和銷售等數據的采集。

管理系統層為業務處理層和數據匯聚層，其主要作用：①匯總處理數據采集層采集的數據，將不同專業的數據按照統一的規則進行分類存放，形成統一可用的數據；②與雞場已有IT系統進行橫向集成，以期實現集成化的業務管控。系統的管理系統層根據服務的對象不同，業務活動可分為雞群生產管理、分場生產管理、集團生產管理3類，在各類業務中都會涉及物料管理和銷售管理等業務。

決策分析層綜合分析各業務系統數據，實現雞場生產專業應用數據和經營管理數據的共享與交換，為雞場各級管理者提供決策支持。例如，通過分析種蛋銷售狀況，合理安排種雞養殖計劃；通過分析各批次雞群養殖效益，查找養殖過程中的薄弱環節，制定基層培訓計劃。

規模化種雞場智能生產管理系統是雞場養殖人員和各級生產管理者協同工作的平臺，是雞場生產過程中管理思想、管理體系、管理目標落地的重要載體和工具。

1.2 系統功能

1）雞群生產管理。種雞的一個生產周期包括育雛、育成和產蛋3個階段，在種雞生長發育的各個階段，養殖人員需要進行針對種雞養殖的生產管理活動，就是雞群生產管理子系統研究的對象[3]。系統利用“面向對象”的思想，把雞群抽象成一個對象，雞群在養殖過程中的每一生產管理活動抽象成該雞群的一個事件，這樣在系統中，通過對雞群事件的管理來實現雞群生產過程的管理。雞群生命周期與生產事件關系如圖3所示。

雞群生產管理模塊可以實現：①雞群生產數據采集，從新建雞群、飼養、斷喙、雞群變動、轉群、防疫、抗體檢測、疾病、用藥、體重檢測、產蛋入庫、環境監測、加光、受精、結算和關群等16個生產事件中采集雞群生產中的原始數據；②雞群生產報表生成，根據種雞的生產周期，系統可生成育雛生產報表、育成生產報表和產蛋生產報表，分別用來反映該雞群在育雛期、育成期和產蛋期的生產情況；③雞群生產狀況分析，系統提供反映雞群的存欄、生長、飼養、產蛋等4個方面的生產分析[3]，來反映雞群生產情況；④生產標準的管理，不同品種的種雞都有相應的生產標準，涉及轉群時間、防疫程序、體重、耗料、產蛋、環境等方面，在系統中集成了生產標準模塊，利用該模塊可對雞群生產數據進行監測；⑤智能生產提示，系統自動讀取雞群的當前生產數據，與養殖標準進行對比分析，主動給出生產提示信息。通過雞群日齡與生產標準中的防疫程序對比分析，系統可提前2 d給出防疫提示。

2）分場生產管理。該模塊以分場所有雞群的生產管理為研究對象，以生產報表和分析圖的形式為分場領導提供決策支持。處于不生產周期的雞群之間沒有多大可比性，因而該模塊在生成報表和生產分析時，以雞群的生產周期為分類標準。

分場生產管理模塊可以實現：①分場生產報表生成，該類報表反映某一分場不同雞群的生產狀況，幫助分場領導分析不同雞群的生產效益，包含結算報表和存欄報表兩大類。結算報表有育雛生產結算報表、育成生產結算報表、產蛋生產結算報表和全程生產結算報表等4種；存欄報表有育雛存欄報表、育成存欄報表和產蛋存欄報表等3種。②階段生產狀況分析，包括育雛期生產分析、育成期生產分析和產蛋期生產分析。其中，雞群又分為已轉群（或已關群）和未轉群兩類。

3）集團生產管理。集團領導更多關注的是各分場的綜合生產效益，以此來決策人、財、物等資源在各分場的配置，宏觀地調控整個集團的種雞生產。在該模塊中，系統提供集團生產報表和雞場生產狀況分析兩項功能來支持領導科學決策。集團生產報表包括雞場存欄結構報表、雞場生產結算報表和雞場物料消耗報表等；雞場生產狀況分析包括育雛舍日均死淘率、育成舍日均死淘率、產蛋舍日均死淘率、育雛舍平均只養殖成本、育成舍平均只養殖成本和平均只產蛋成本等生產指標的分析。

4）物料管理。在種雞場的實際管理中，由于飼料和藥品是養殖過程中兩個極其重要的物料，并設有專門的倉庫由專人管理，因此系統中把飼料和藥品分別單列出來管理，即物料管理細分為飼料管理、藥品管理和其他物料管理3個模塊。這3個模塊的設計思想是統一入庫、按雞群出庫，可以滿足系統對雞群養殖成本的核算。

5）銷售管理。種雞生產過程中，可供銷售的商品有蛋和雞兩大類，蛋又具體可分為種蛋、鮮蛋和毛蛋；雞則指在養殖過程中淘汰的可用來銷售的種雞。系統支持對蛋的入庫、出庫和庫存等情況的查詢，并可按不同蛋庫、蛋類、種蛋品種等類型來查詢。對于淘汰種雞的銷售，系統采用在雞群變動事件中來處理，銷售時，既可按千克也可按只來計算金額。通過對蛋和雞的銷售管理，系統可方便的計算出雞群的銷售收入，為計算雞群的養殖效益提供支持。

2 數據分析的實現

系統是基于Microsoft SQL Server 2008和 Microsoft Visual Studio實現的，采用客戶服務器兩層結構（C/S），系統中報表生成和生產分析使用了SQL Server中提供的數據倉庫和數據挖掘技術[9-11]，實現方法如下：

1）根據決策主題設計星型數據模型的數據庫。星型模型的表構成有維表與事實表兩種，用于查詢的信息放在事實表中，維表可以繼續擴展成為維表和事實表的星型模型。系統數據庫事實表主要包含雞群養殖基本信息、養殖時間、養殖分場、投入成本、約束條件等。事實表下又含多個維表：①雞群養殖維表，包括種雞種類型、疾病、獸藥、飼料等；②時間維表，包括年度、季度、月份等；③分場維表，包括分場名稱、負責人等；④投入維表，包括水電費、醫藥費、飼料費、養殖機械費用及其他費用等；⑤分場生產效益維表，包括各種日均死淘率、均養殖成本等；⑥約束條件維表，包括資源約束、社會需求約束、生態環境約束、行業關系約束等。其中雞群養殖維表還可繼續細分，如疾病維表、獸藥維表等。

2）數據抽取。系統的數據抽取為雞群生產管理中采集的原始數據到OLAP數據的轉換以及Cube 數據本身的Processing更新，具體完成3方面的任務：①使用數據轉換系統（Data transact system）將采集的養殖原始數據轉移到OLAP所需要的雞群生產分析、階段生產分析和雞場生產分析對應的數據庫表中；②運行Marking Procedure進行業務分類；③在數據移入完成后，對Cube中的數據進行Processing更新。

3）利用ADO.NET配合MDX來制作OLAP分析。MDX提供了強有力的功能來處理Analysis服務器多維數據集中的多維數據，以分場生產效益分析多維數據集為例來說明：

軸線維：季度、分場。

切片維：分場生產效益。

X軸：分場維，內容包括（場名，日均死淘率），（場名，均養殖成本）。

Y軸：季度維，內容包括一季度、二季度、三季度、四季度。

MDX語句如下：

SELECT CROSSJOIN（{場名，日均死淘率. CHILDREN}，{場名，均養殖成本.CHILDREN}）ON COLUMNS，{一季度.CHILDREN，二季度.CHILDREN，三季度.CHILDREN，四季度.CHILEREN} ON ROWS FROM ChickenHouseBenefit WHERE（ChickenHouse.ALL，[2014]，Benefit.ALL）

多維數據集構建完成后必須要能夠顯示給用戶，使用數據透視表服務（PivotTable Services）客戶端應用程序可以連接到OLAP的組件，實現多維數據的存取操作。

3 實際運用

該系統已在1個有7個養殖分場，在欄約20萬只種雞的規模化養殖場試運行，運行效果良好，主界面如圖4所示。

4 小結

種雞場智能生產管理系統的應用為種雞養殖的規范化，雞群生產的信息化、智能化，領導決策的科學化提供了一個信息支持平臺。通過雞群生產管理模塊，養殖人員可以方便地錄入養殖生產中產生的大量原始數據，雞群負責人可以隨時了解雞群的生產狀況；通過分場生產管理和集團生產管理模塊，分場領導和集團領導可以隨時掌握各分場和整個集團的生產狀況。因此，該系統不僅實現雞群養殖的精細化，也極大地提高了養殖業生產的管理水平和工作效率。隨著養殖企業對信息系統建設的不斷投入，中國養殖業信息化水平必將更上一個臺階。

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