规模化种鸡场智能生产管理系统的构建

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摘要：针对规模化种鸡场生产管理信息化水平低，对领导生产决策支持力度不够等问题，构建了一个既支持鸡群精细养殖，又支持领导科学决策的种鸡场智能生产管理系统。该系统基于“面向对象”的思想设计鸡群生产管理模块，在此基础上利用数据仓库和数据挖掘技术设计分场生产管理和集团生产管理模块，并利用SQL Server实现决策数据的分析。系统的应用将规范种鸡场的养殖行为和管理行为，极大地提高了种鸡场的养殖效益。

关键词：种鸡；生产管理；智能化；决策支持

中图分类号：TP315；S831 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4290-04

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.056

规模化的种鸡养殖企业有多个养殖场，而每个养殖场又有不同批次的种鸡在同时饲养，不同生产阶段的鸡群所需关注的指标不相同。保证鸡群按计划生产、养殖场合理安排生产、养殖企业科学配置养殖资源等是非常复杂的管理问题。利用计算机技术、网络技术和现代通信技术开发生产管理系统，帮助养殖企业解决这些问题是非常必要的。鸡场生产管理的软件研发已经取得很大的进展，从育种[1]、饲养指导、鸡群生产管理[2，3]、质量追溯[4]、疾病辅助诊断[5]等方面都进行了实践，但这些研究主要解决鸡场生产管理中的结构化问题。本研究首先基于“面向对象”的思想[6]设计鸡群生产管理系统，实现鸡群养殖的信息化，在解决这一结构性问题的基础上，利用数据仓库和数据挖掘技术[7，8]，设计分场生产管理和集团生产管理系统来帮助各级领导合理安排生产、科学配置养殖资源，解决领导决策中的非结构化问题。通过规模化种鸡场智能生产管理系统的构建，规模化种鸡企业将实现以下目标：①人员管控的有效化。构建规范化和标准化的种鸡养殖管理模式，规范基层养殖人员的养殖行为和各级管理人员的管理行为；②鸡群生产管理的信息化、智能化；③鸡群生产物料消耗的最优化。依靠动态定额，实现物料消耗的两级管控模式（分场、鸡群），控制物料不合理耗费；④各级领导决策的科学化。

1 系统的构建

1.1 总体设计

“人、鸡、物、制”是构成规模化种鸡场生产管理的四大要素：“制”是基础，“人”处于中心主导位置，“鸡、物”是“人”依靠“制”进行管理的对象。其中，“鸡”是鸡场生产管理的核心对象，通过“人”来衔接“鸡、物”之间的关系，通过“制”来约束“人”的行为。

规模化种鸡场智能生产管理系统以“人、鸡、物、制”4个要素为管理对象，以相互关系为基础，努力解决鸡场生产管理中面临的要点和难点。各要素和该生产管理系统的映射关系如图1所示。

从动态过程模型分析，规模化种鸡场智能生产管理系统依据“采集―传输―集成―分析与优化―应用―展现”的思路来实现闭环的信息处理流程，实现各要素信息在管理、检测、控制方面自下而上与自上而下的互动，为基层养殖人员提供标准养殖、智能提示等支持，为各级管理人员提供统计与决策、生产控制等方面的支持。规模化种鸡场智能生产管理系统架构如图2所示。

数据采集层实现信息采集，该层感知各种状态信息，并将所采集的信息通过网络平台进行统一传输。系统的数据采集包括各品种种鸡养殖参数、鸡群生产、物料和销售等数据的采集。

管理系统层为业务处理层和数据汇聚层，其主要作用：①汇总处理数据采集层采集的数据，将不同专业的数据按照统一的规则进行分类存放，形成统一可用的数据；②与鸡场已有IT系统进行横向集成，以期实现集成化的业务管控。系统的管理系统层根据服务的对象不同，业务活动可分为鸡群生产管理、分场生产管理、集团生产管理3类，在各类业务中都会涉及物料管理和销售管理等业务。

决策分析层综合分析各业务系统数据，实现鸡场生产专业应用数据和经营管理数据的共享与交换，为鸡场各级管理者提供决策支持。例如，通过分析种蛋销售状况，合理安排种鸡养殖计划；通过分析各批次鸡群养殖效益，查找养殖过程中的薄弱环节，制定基层培训计划。

规模化种鸡场智能生产管理系统是鸡场养殖人员和各级生产管理者协同工作的平台，是鸡场生产过程中管理思想、管理体系、管理目标落地的重要载体和工具。

1.2 系统功能

1）鸡群生产管理。种鸡的一个生产周期包括育雏、育成和产蛋3个阶段，在种鸡生长发育的各个阶段，养殖人员需要进行针对种鸡养殖的生产管理活动，就是鸡群生产管理子系统研究的对象[3]。系统利用“面向对象”的思想，把鸡群抽象成一个对象，鸡群在养殖过程中的每一生产管理活动抽象成该鸡群的一个事件，这样在系统中，通过对鸡群事件的管理来实现鸡群生产过程的管理。鸡群生命周期与生产事件关系如图3所示。

鸡群生产管理模块可以实现：①鸡群生产数据采集，从新建鸡群、饲养、断喙、鸡群变动、转群、防疫、抗体检测、疾病、用药、体重检测、产蛋入库、环境监测、加光、受精、结算和关群等16个生产事件中采集鸡群生产中的原始数据；②鸡群生产报表生成，根据种鸡的生产周期，系统可生成育雏生产报表、育成生产报表和产蛋生产报表，分别用来反映该鸡群在育雏期、育成期和产蛋期的生产情况；③鸡群生产状况分析，系统提供反映鸡群的存栏、生长、饲养、产蛋等4个方面的生产分析[3]，来反映鸡群生产情况；④生产标准的管理，不同品种的种鸡都有相应的生产标准，涉及转群时间、防疫程序、体重、耗料、产蛋、环境等方面，在系统中集成了生产标准模块，利用该模块可对鸡群生产数据进行监测；⑤智能生产提示，系统自动读取鸡群的当前生产数据，与养殖标准进行对比分析，主动给出生产提示信息。通过鸡群日龄与生产标准中的防疫程序对比分析，系统可提前2 d给出防疫提示。

2）分场生产管理。该模块以分场所有鸡群的生产管理为研究对象，以生产报表和分析图的形式为分场领导提供决策支持。处于不生产周期的鸡群之间没有多大可比性，因而该模块在生成报表和生产分析时，以鸡群的生产周期为分类标准。

分场生产管理模块可以实现：①分场生产报表生成，该类报表反映某一分场不同鸡群的生产状况，帮助分场领导分析不同鸡群的生产效益，包含结算报表和存栏报表两大类。结算报表有育雏生产结算报表、育成生产结算报表、产蛋生产结算报表和全程生产结算报表等4种；存栏报表有育雏存栏报表、育成存栏报表和产蛋存栏报表等3种。②阶段生产状况分析，包括育雏期生产分析、育成期生产分析和产蛋期生产分析。其中，鸡群又分为已转群（或已关群）和未转群两类。

3）集团生产管理。集团领导更多关注的是各分场的综合生产效益，以此来决策人、财、物等资源在各分场的配置，宏观地调控整个集团的种鸡生产。在该模块中，系统提供集团生产报表和鸡场生产状况分析两项功能来支持领导科学决策。集团生产报表包括鸡场存栏结构报表、鸡场生产结算报表和鸡场物料消耗报表等；鸡场生产状况分析包括育雏舍日均死淘率、育成舍日均死淘率、产蛋舍日均死淘率、育雏舍平均只养殖成本、育成舍平均只养殖成本和平均只产蛋成本等生产指标的分析。

4）物料管理。在种鸡场的实际管理中，由于饲料和药品是养殖过程中两个极其重要的物料，并设有专门的仓库由专人管理，因此系统中把饲料和药品分别单列出来管理，即物料管理细分为饲料管理、药品管理和其他物料管理3个模块。这3个模块的设计思想是统一入库、按鸡群出库，可以满足系统对鸡群养殖成本的核算。

5）销售管理。种鸡生产过程中，可供销售的商品有蛋和鸡两大类，蛋又具体可分为种蛋、鲜蛋和毛蛋；鸡则指在养殖过程中淘汰的可用来销售的种鸡。系统支持对蛋的入库、出库和库存等情况的查询，并可按不同蛋库、蛋类、种蛋品种等类型来查询。对于淘汰种鸡的销售，系统采用在鸡群变动事件中来处理，销售时，既可按千克也可按只来计算金额。通过对蛋和鸡的销售管理，系统可方便的计算出鸡群的销售收入，为计算鸡群的养殖效益提供支持。

2 数据分析的实现

系统是基于Microsoft SQL Server 2008和 Microsoft Visual Studio实现的，采用客户服务器两层结构（C/S），系统中报表生成和生产分析使用了SQL Server中提供的数据仓库和数据挖掘技术[9-11]，实现方法如下：

1）根据决策主题设计星型数据模型的数据库。星型模型的表构成有维表与事实表两种，用于查询的信息放在事实表中，维表可以继续扩展成为维表和事实表的星型模型。系统数据库事实表主要包含鸡群养殖基本信息、养殖时间、养殖分场、投入成本、约束条件等。事实表下又含多个维表：①鸡群养殖维表，包括种鸡种类型、疾病、兽药、饲料等；②时间维表，包括年度、季度、月份等；③分场维表，包括分场名称、负责人等；④投入维表，包括水电费、医药费、饲料费、养殖机械费用及其他费用等；⑤分场生产效益维表，包括各种日均死淘率、均养殖成本等；⑥约束条件维表，包括资源约束、社会需求约束、生态环境约束、行业关系约束等。其中鸡群养殖维表还可继续细分，如疾病维表、兽药维表等。

2）数据抽取。系统的数据抽取为鸡群生产管理中采集的原始数据到OLAP数据的转换以及Cube 数据本身的Processing更新，具体完成3方面的任务：①使用数据转换系统（Data transact system）将采集的养殖原始数据转移到OLAP所需要的鸡群生产分析、阶段生产分析和鸡场生产分析对应的数据库表中；②运行Marking Procedure进行业务分类；③在数据移入完成后，对Cube中的数据进行Processing更新。

3）利用配合MDX来制作OLAP分析。MDX提供了强有力的功能来处理Analysis服务器多维数据集中的多维数据，以分场生产效益分析多维数据集为例来说明：

轴线维：季度、分场。

切片维：分场生产效益。

X轴：分场维，内容包括（场名，日均死淘率），（场名，均养殖成本）。

Y轴：季度维，内容包括一季度、二季度、三季度、四季度。

MDX语句如下：

SELECT CROSSJOIN（{场名，日均死淘率. CHILDREN}，{场名，均养殖成本.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）

多维数据集构建完成后必须要能够显示给用户，使用数据透视表服务（PivotTable Services）客户端应用程序可以连接到OLAP的组件，实现多维数据的存取操作。

3 实际运用

该系统已在1个有7个养殖分场，在栏约20万只种鸡的规模化养殖场试运行，运行效果良好，主界面如图4所示。

4 小结

种鸡场智能生产管理系统的应用为种鸡养殖的规范化，鸡群生产的信息化、智能化，领导决策的科学化提供了一个信息支持平台。通过鸡群生产管理模块，养殖人员可以方便地录入养殖生产中产生的大量原始数据，鸡群负责人可以随时了解鸡群的生产状况；通过分场生产管理和集团生产管理模块，分场领导和集团领导可以随时掌握各分场和整个集团的生产状况。因此，该系统不仅实现鸡群养殖的精细化，也极大地提高了养殖业生产的管理水平和工作效率。随着养殖企业对信息系统建设的不断投入，中国养殖业信息化水平必将更上一个台阶。

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