פיתוח תוכנת ניהול להקטנת שימוש בתרופות, שיפור בריאות וכשרות בגידול בני בקר צעירים

תוכנית מחקר 463-0243-05 שהחלה בשנת 2002 והסתיימה בשנת 2004.
מקור מימון – הנהלת ענף בקר – בקר לבשר

2. מטרות המחקר
(1) ליישם באמצעות כתיבת תוכנה את תוצאות המחקרים הקודמים בהזנה אופטימלית של עגלים/ות יונקים. התוכנה לומדת את ההתנהגות הטבעית של העגל, מזהה התנהגות חריגה ומפצה על עקה בריאותית בעזרת תוספת אנרגטית באופן אוטומטי במינקת. יישום אשר ישפר את בריאות בן הבקר, יגדיל את ביצועיו בהמשך חייו, יקטין את השימוש בתרופות לצורך שיפור רווחת בן הבקר, הקטנת עלויות ושיפור התדמית הציבורית. (2) ברמה ארצית - לאפשר קישור לתוכנת ניהול עדר של ההתאחדות (נועה) ובסיס הנתונים. בסיס הנתונים בהתאחדות ייצור מערכת בקרת גידול שיכולה לשמש בהמשך לקבלת החלטות בנושא בחירת עגלה לגידול כפרה מניבה וארגון קבוצות עגלים לפיטום. ייתכן שאף ישמש בהמשך להחלטות טיפוח.

ממשק המשתמש מורכב מאובייקט גרפי ואובייקט טקסט. בחלק הגרפי צריך לראות תכנון כנגד ביצוע. לדוגמה עגל מספר 19 מוצג באיור 1. תכנון החלב (להלן יקרא 'הקצאה מתוכננת', באיור 1 – קוו אדום) כנגד שתייה בפועל (איור 1 – משולש שחור). ציר X גיל העגל בימים וציר Y ליטר, כותרת: 'צריכת חלב – תכנון מול ביציע לעגל מס #'.
אובייקט הטקסט הוא טבלה וסיכום. להלן עמודות הטבלה: עמודה ראשונה: מספר העגל/ה (כוויה או פלסטיק). עמודה 2: תאריך- יום בחודש בפורמט dd/mm. עמודה 3: כמות חלב מתוכננת באותו יום, למשל 6 ליטר. עמודה 4: ביצוע – כמות חלב בפועל באותו יום, למשל 5 ליטר. עמודה 5: גיל העגל בימים, עמודה 6: משטר הזנה. רצוי לראות במבט אחד גם את הטבלה וגם את הגרף. לדוגמה ראה איור 1.

 איור 1. ממשק משתמש שעובד בנוה יער. נתוני הגמעה תכנון מול ביצוע של כל עגל כגרף וטבלה על מסך אחד ויחיד. מוצג עגל מספר 18

סיכום הטבלה מורכב מ- (1) סה"כ כמות החלב המתוכננת מיום כניסתו למערכת כנגד ביצועי העגל בפועל וההפרש. ראה איור 1, שורה ראשונה מתחת לטבלה: העגל/ה שתה 141 ליטר, ההקצבה הייתה 174 ליטר וההפרש 33 ליטר. (2) המלצת התוכנה להמשך. (בשורה הלפני אחרונה באיור 1): העגל שייך לקבוצה # (1=בקורת במקרה זה) משטר ההזנה של יום 58 הוא 0 והתוספת מהמודל הדינמי היא 0. לכן שמונה נתונים יורדים ל PLC של המינקת (שורה אחרונה באיור 1): מספר עגל/ה, הקצאה יומית בליטרים, תחילת יום הגמאה שעות ודקות, סיום יום הגמאה שעות ודקות, משך זמן מינימלי בין ארוחות בדקות, כמות חלב בכל ארוחה (ליטר)

6.3 דוחות חריגים: P) פרמטרי = ניתן לשינוי על ידי משתמש התוכנה )

עגל/ה שחורג מההקצבה שלו ביותר מ-10 ליטר (P)

עגל/ה שמספר הביקורים במינקת יורד ב – 50% (P) ביחס לממוצע 7 ימים (P) אחורה (לא כולל היום)

עגל/ה שקצב השתייה יורד ב 50% (P) ביחס לממוצע 3 ימים (P) אחורה (לא כולל היום)

ציון בריאות וגידול בסיום תקופת ההגמאה יכנס לכרטסת של העגל/ה (אפשר בשדה הערות או אחר):

כאשר, Planned wining הוא מספר ימי גמילה מתוכנן (בימים)

 Actual wining הוא ימי גמילה בפועל (הסבר: מודל ההקצאה הדינמי מאריך את מספר ימי הגמילה בפועל לפי ביצועי העגל בפועל).

 (grow rate (kg/day = קצב גידול בתקופת הגמאה, תוספת משקל יומית (ק"ג ליום) ממוצעת לכלל תקופת ההגמאה

משקל העגל/ה ב-ק"ג בסיום תקופת ההגמאה הוא BW

מחלה (illness event) מוגדרת כאירוע בריאותי שהסתיים במתן תרופה אנטיביוטית

6.4 פיתוח אלגוריתם הקצאה דינמי

הגדרת פרמטרים:

הקצבה. הקצבת חלב המצטברת מיום כניסת העגל למערכת לפי משטר ההזנה הנתון בקובץ RegimeFile.txt (סכימת העמודה המתאימה עד לשורה המתאימה - היום המתאים לפי גיל העגל)

תוספת הקצבה יומית (A, ליטר). כמות חלב מוקצבת לעגל ביום בנוסף למשטר ההזנה הקבוע.

משך זמן מינימלי בין ארוחות עוקבות T בדקות.

 Additional milk Allocation (so called A) and Time between successive meals (T)

ברירת מחדל. בשלב ראשון – כתוצאת מ 4 קבוצות הניסוי של שנה שעברה: תוספת של 1=A ליטר ליום לעגל שלא הגיע להקצבה (הקצבת חלב המצטברת מיום כניסתו למערכת). הפרש בין ארוחות 150=T דקות. אם ההפרש בין מה שהיה מותר לעגל לבין ביצועיו בפועל עולה על 4 ליטר אז A=1.5 ליטר ליום. הפרמטרים צריכים להיות ניתנים לשינוי קל בתוכנה.

6.5 תיעוד קבצים

6.5.1 קוד מקור של התוכנה הקיימת (source) בקובץ feed.m.pdf

6.5.2 קבצי קלט:

1. RegimeFile.txt(1): רשימת משטרי הזנה לפי גיל

למעלה קובץ שעבד אצלנו (5 משטרי הזנה = 5 עמודות). בתוכנה המסחרית רצוי לאפשר עד 11 עמודות, עדיף בקובץ חיצוני (אקסל או TXT ?) שמנהל רפת סקרן יוכל לשנות בעצמו את משטרי ההזנה שלו.  

2. Date.txt(2): daily milk consumption from the PLC 

הקובץ שמגיע מהמינקת, למעשה כל פעם שהעגל/ה יוצא/ת נכתבת עוד שורה. רצ"ב מספר קבצי דוגמה. כל יום אחד נוצר קובץ אחד. פורמט העמודות זהה לקובץ allDays.mat להלן. (למעט עמודה 48 הנוצרת במטלב)     

6.1.1          בסיס הנתונים והתוכנה הראשית: 

3. בסיס הנתונים: כל הנתונים ההיסטורים של העגל נשמרים בקובץ :Database: allDays.mat(3)

allDays3.xls רשימת העמודות ודוגמא מספרית בקובץ

% full column documentation at: allDays3.xls file

% calfNo(1); GovNo(2); BornDate(3-day,4-month,5-yr);        entryDate(60-day,7-month,8-yr); yard(9); feed regime(10); CalfNon(11); feedMethood(12); Feed methood(13); last visit today(14-hour, 15-min), milk allocation (liter,16); planned start(17-hr,18-min); planned end(19-hr,20-min); time between meals(21-min); max allowed litter in one single meal(22 litter); number of heads in the yard(23); meal time(24-day, 25-month,26-yr,27-hr,28-min,29-sec); Actually eaten feed(30 litter); flow(31 litter/min.); Temprature(32); MeyaneketNo(33); standNo(34); 35 36; body weight(37); total number of visits in day, including no drinking(38) 39; age in days(40)             41; number of visits with actual drinking(42); 43         44 45 calf BW at the begining of period = refet enterence time (46); 47,  see allDays3.xls file enclosed

4. Feed.m : the algorithm. Feed.m.pdfהתוכנה הראשית, רצה בסביבת מטלבראה קובץ , 

6.1.2          קובץ פלט: 

5. Regime.prn(4) – string to the PLCזה הקובץ שהולך אל המינקת. רצ"ב קובץ דוגמה.      

See line 122 in feed.m source code:

tofile=[tofile; dayData(si(1),1) allowedAmount 19 00 13 00 150 maxLitterInOneMeal];

% calf number; daily allowed amount (litter), Start feeding at 19:00 finish at 13:00, time between successive meals 150min, max litter in one meal=1

עמודות: מספר העגל (1), הקצאה להיום (2, ליטר), שעת התחלת יום הזנה (3,4), שעת סיום יום הזנה (5,6), דקות בין שתי ארוחות צמודות (7), כמות מקסימלית בארוחה אחת (8, ליטר).   

1-3 above are the input to the feed.m above. The output of feed.m is 4 above

הקבצים האחרונים עבדו ב – 4 קבוצות הניסוי האחרונות – קרי כנראה כבר נקיים מבגים.

אפשרות לפיתוח עתידי – אלמנטים בתוכנת ניהול 

תוכנת ניהול העדר במינקת צריכה להעביר כרטיס לספר העדר הארצי של כל בן-בקר כמו במשק החלב. (שם, מספר ממשלתי, מספר כוויה, גיל, קבוצת הזנה, משקל וכ"ו). הכרטסת של העגל/ה נשאת עמו לאחר תקופת הגמילה הלאה להמשך חיו ולמשחטה. פיתוח עתידי צריך להיות בכיוון שיפור משטרי הזנה להגברת בריאות וכשרות ברמת המשק ובחינת ציון גדילה ובריאות בחתך ארצי (תכונות בריאות העגל/ה במבחן פרים, אקלים, מזון, ממשק). 

הפצת המידע:

הרצאה ותקציר בכינוס האגודה להנדסה חקלאית הישראלית, בחיפה ב 3 מרץ 2005.

תקציר ההרצאה פורסם בעברית ב:

Halachmi I; Aharoni  Y; Brosh A (2005). Computer software for applying precision livestock farming in weaning calves, HAREFET ve HACHAV journal (edited by Ami Rozanski, In Hebrew) May 2005 p 22-23

הרצאה ומאמר בכינוס חקלאות מדייקת בחול:

Halachmi I; Aharoni Y; Brosh A (2005). Computer-controlled milk feeding of calves; the effect of precise milk allocation. Proceedings of the 2^nd European Conference on Precision Livestock Farming(ECPLF). 9-12 June 2005 in Uppsala, Sweden edited by S.Cox. Wageningen Academic Publishers, The Netherlands, Pages 227-234

המאמר המלא בנספח 1.