一种可精准预测奶牛场牛群结构变动的通用方法与流程

本发明涉及牛群结构变动预测领域，具体是一种可精准预测奶牛场牛群结构变动的通用方法。

背景技术：

目前，我国各类型牛场(大、中、小型)，每年年末基本上都会通过不同方式来预测未来一年各月末牛群存栏数量，奶牛场通过该数据来预算未来一年所需要的各项成本，乳品企业通过该数据来预测未来一年的产奶量，以此来制定未来一年乳制品的产量和结构等；小型牧场通常会根据上一年各月存栏情况和以往的经验进行预估，中大型牧场有的会使用word表格进行推倒，有的会使用Excel结合相关公式进行计算，牧场规模，养殖理念，养殖人员的技术水平等参差不齐，牛群预测的计算方式和方法也不尽相同，当前行业暂还没有一个统一的标准。

当前，各个牛场牛群存栏数量预测应用最普遍的方式就是Excel结合公式计算法，虽应用的工具相同，但计算方法上都不一样，运用最多的一种方法就是按已孕、未孕及日龄划分的整月推算法，该方法的主要原理就是，首先将奶牛场现有牛群已经达到配种月龄的后备牛、泌乳牛及干奶牛按照已怀孕和未怀孕进行划分，犊牛和未达到配种月龄的后备牛按照日龄划分(每30天划分为一个阶段)，然后再将已怀孕牛按照怀孕天数进行划分，所有推算的起止时间均以本月末到下月末为节点，假如本月末有10头已怀孕的泌乳牛，其怀孕天数在30-60天，到下月末时，这10头已怀孕的泌乳牛，其怀孕天数就会达到61-90天，其他怀孕天数的泌乳牛计算方式将依次类推，另如本月末有10头未怀孕的后备牛，日龄为181-210天，到下月末时，这10头未怀孕后备牛的日龄将会达到211-240天，其他日龄未怀孕后备牛的计算方式将依此类推，在依此方法推算过程中，所有牛都会考虑死淘率，未孕牛会考虑参配率、受胎率，已孕牛会考虑流产率、早产率、死胎率及母犊率等指标，另外已怀孕的泌乳牛在周转过程中会考虑何时进入干奶期，已怀孕的干奶牛在周转过程中会考虑何时产犊，这些诸多的因素都基于奶牛场人员设定的参数和奶牛自身的生长繁育特点；上述当前行业应用的这种牛群预测方法，如相关参数用户能认真根据牛场实际设定，预测结果的误差率将会控制在5％以内，对于牛群预测来说，误差能控制在这个范围，已经可以满足牛场、乳品厂的需要，不足的是，在这种方法的的基础上，每个牛场都结合自己的管理模式，有一套自己的方式，而不能做到所有牧场都适用，且在功能的全面性和细致性上参差不齐，如有些牛场在计算时会考虑性控冻精的使用规则、后备牛的初配月龄及成母牛的胎次等，但有些牛场就会稍微粗糙一些，不会考虑这么全面和细致。

现有技术存在以下缺点：

1、小型牧场的预估方式，因缺少牛群繁殖数据的实际推算和死淘率、成活率等各项指标，预估结果的误差率较大，对牧场的实际生产没有太大意义，有时候只是为了应付乳品加工企业而做的被动之举；

2、中大型牧场word表格推倒方式，在计算时虽考虑了牛只的死淘率、母犊率及成活率等，但在计算过程中没有按照牛只的实际输精、产犊时间来推算，而是按照一个固定的模式来推倒(如该头牛今年是1岁，到明年就是2岁，该头牛今年是1胎，明年就是2胎)，这种方式虽比小型牧场的估算多了一些养殖指标的考虑，但预测结果和实际仍会存在很大的误差，误差过大，对牧场、乳品企业的意义也就会降低，实用性不是很好；

3、另一种模式就应用Excel结合相关公式计算法，该方式也是和本发明最接近的一种，这种模式主要是规模化的一些牛场在应用，这些牛场技术力量配备齐全，相对专业技术水平较高，虽都应用Excel工具，但计算方法，各种因素的考虑也都不相同，不过基本原则都是围绕牛只的输精情况和繁殖状态进行计算，这种方式在各项养殖指标都考虑周全的情况下，同样可以做到误差率很小，但有一个问题就是，行业内现有应用Excel来预测牛群存栏的牛场或集团，他们都是根据自己牛场或集团的养殖模式，管理标准来设计的，相关参数不能个性化设置，仅适合自己牛场，不同牛场各有特色，通用性较差(如某牧场后备牛是12月龄开始参配，而另一个牧场是14月龄开始参配，如果后者应用前者的模型去预测，预测结果将会出现很大的误差)，另外在各种影响预测结果的细节考虑上也参差不齐(如有的牧场后备牛前2次用性控冻精输精，而有的牧场可能是前3次，也有的牧场可能是前4次，如果应用前4次用性控冻精方法给前2次应用性控冻精牛场进行预测，预测的牛只数量将会成倍增加，和实际结果会产生非常大的误差)，因此，我们需要一种全行业各类型牛场都适用的、标准的、准确的牛群预测方法，给行业不同类型的牛场提供方便，提供成本预算的数据支撑，为乳品企业产奶量的预测提供数据基础，为整个行业的发展做出贡献。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可精准预测奶牛场牛群结构变动的通用方法，以解决上述背景技术中提出的问题，主要结合当前行业内现有的几种牛群预测算法所存在的问题和不足进行改进改造，满足不同牛场用户的个性化需求，从细节入手，全面考虑影响牛群预测结果的各项因素，最终实现行业所有牛场用户都能应用该算法精确预测未来一年牛群存栏数的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可精准预测奶牛场牛群结构变动的通用方法，具体步骤为：

(1)后备牛参配月龄自定义设定的实现步骤：

步骤一：建立工作表，分别设定“参数设定工作表”和“牛群结构预测工作表”，

步骤二：在参数设定工作表中增加设定单元格；

步骤三：在牛群结构预测工作表中划分后备牛数据结构；

步骤四：根据步骤一、二和三分别设定相关参数；

(2)性控冻精使用方案自定义设定的实现步骤：

步骤一：在上述(1)的工作表新增一个工作表，设定为“母犊率测算工作表”；

步骤二：在母犊率测算工作表中设置总的产母犊率表间结构；

步骤三：进行母犊数具体推算；

(3)预测结果精确到胎次的实现步骤：

步骤一：对成母牛再进行胎次上的细分，将成母牛划分为2大类，分别为泌乳牛和干奶牛；

步骤二：将泌乳牛和干奶牛可分别划分未孕和已孕；

步骤三：泌乳牛中的未孕牛按照泌乳天数划分，分别为0-30天，31-60天和＞＝61天，再将每个泌乳阶段的牛按照1胎、2胎、2胎以上划分；

步骤四：泌乳牛中的已孕牛按照怀孕天数划分；

步骤五：干奶牛中的未孕干奶牛单独划分，所有未孕干奶牛计算在一起；

步骤六：干奶牛中的已孕干奶牛按照怀孕天数划分。

作为本发明进一步的方案：具体步骤(1)中步骤二中在参数设定工作表中增加设定单元格，所述在参数设定工作表中增加设定单元格为后备牛参配月龄自定义设定。

作为本发明进一步的方案：具体步骤(2)中步骤二中在母犊率测算工作表中设置总的产母犊率表间结构，所述总的产母犊率表间结构为冻精使用方案的自定义设定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在行业现行牛群预测方法的基础上增加自定义设定后备牛参配月龄，自定义设定冻精使用方案、成母牛按照胎次划分等牛群预测方法，首先可大大提高牛群预测的准确性(误差率＜＝5％)，其次可保证同一预测方法整个行业的通用性，最后成母牛按照胎次划分可提高牧场各项预算以及下一步奶量预测的精准性。

附图说明

图1为后备牛参配月龄自定义设定中工作表的建立；

图2为后备牛参配月龄自定义设定中参数设定工作表的增加；

图3为后备牛参配月龄自定义设定中后备牛数据结构布局；

图4为后备牛参配月龄自定义设定中具体计算后的展示效果；

图5为性控冻精使用方案的自定义设定中工作表的建立；

图6为性控冻精使用方案的自定义设定中各项总产母犊率表间结构设置；

图7为性控冻精使用方案的自定义设定中后备牛母犊率推算表间结构；

图8为预测结果精确到胎次中具体成母牛按照胎次划分示例。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

(1)后备牛参配月龄自定义设定的实现步骤：(以在Microsoft Excel软件中实现为例)

步骤一：在《牛群预测Excel文件》中分别建立2个工作表，一个作为预测所需的各项参数设定使用，另一个作为牛群结构预测计算使用，分别命名为“参数设定”和“牛群结构预测”，如图1所示；

步骤二：在参数设定工作表中增加后备牛参配月龄设定单元格，用户可在此单元格设定牛场后备牛实际的参配月龄，如图2所示；

步骤三：在预测工作表中划分后备牛数据结构，从下至上建立，分为上下两部分，下面的部分为未达到参配月龄的后备牛，上面部分为达到参配条件至产犊之前的后备牛，下面部分的牛按照日龄区间划分，具体划分示例如下：

0-30日龄＝1月龄

31-60日龄＝2月龄

61-90日龄＝3月龄

91-120日龄＝4月龄

121-150日龄＝5月龄

151-180日龄＝6月龄

181-210日龄＝7月龄

211-240日龄＝8月龄

241-270日龄＝9月龄

271-300日龄＝10月龄

301-330日龄＝11月龄

331-360日龄＝12月龄

361-390日龄＝13月龄

391-420日龄＝14月龄

421-450日龄＝15月龄

……

上面部分的后备牛按照未孕和已孕划分，所有的未孕牛计算在一起，已孕牛按照怀孕天数划分，具体划分规则如下(以输精后30天/45天初检的牛场为例)：

Excel表中后备牛数据结构布局截图如图3所示；

步骤四：根据步骤一设定的后备牛参配月龄，假设为14月龄(14月龄所对应的日龄为391-420日龄)，那么后备牛数据结构下面未达到配种月龄的后备牛就为0-390日龄(设定的14月龄为开始参配月龄，所以14月龄的牛就会进入到数据结构的上面的未孕后备牛中)，其他参配月龄均依次类推。

按照上述数据结构的划分规则，从牛场当前牛群数据中筛选不同日龄、不同怀孕状态(已孕/未孕)所对应的后备牛数量，获取到这些数量后，依据牛群预测相应的规则进行预测，后续预测方法在此不做详细阐述，根据设定的参配月龄，具体计算后的展示效果如图4所示；

(2)性控冻精使用方案的自定义设定：

性控冻精使用方案自定义设定的实现步骤：(以在Microsoft Excel软件中实现为例)

步骤一：先在《牛群预测Excel文件》中新增一个工作表，命名为“母犊率测算”。如图5所示；

步骤二：在母犊率测算工作表中设置总的产母犊率表间结构：

A、将牛群划分为后备牛和成母牛两种类型(大部分牧场只给后备牛使用性控冻精，但个别牧场也会给成母牛使用性控冻精)；

B、分别制定后备牛和成母牛冻精使用方案录入区，用户可以在单元格中输入前x次用性控冻精，输入此值后就可以计算出从第几次开始使用常规冻精(假如用户输入前1次用性控冻精，那自动就可以推出从第2次开始使用常规冻精)；

C、产母犊率与使用常规冻精或性控冻精息息相关，所以需要考虑冻精母犊率的影响，设置冻精母犊率输入区域，在此区域用户可输入自己牧场冻精的母犊率，或直接默认一个通用值(通常情况下常规冻精的母犊率是50％，性控冻精的母犊率是90％)。

D、推算产母犊率，首先要知道产犊数量，而产犊数量的多少与受胎率有直接关系，在推算产犊数量的过程中需要知道每一次输精的受胎率，根据每一次输精的受胎率计算出产犊数量，因此在此需要考虑设置不同次输精的受胎率输入区。

E、要想知道产母犊率，必须知道得母犊数量，产犊数量与冻精母犊率相乘就能得出得母犊数量(推算得母犊数量需要根据每一次的参配数量与每一次的受胎率相乘之合来计算，具体在下面的步骤中详述)，在此设置得母犊数计算区域，由Excel软件自动计算。

F、最终计算产母犊率，用得母犊数量除以输精牛总头数*100％就是产母犊率，在此设置产母犊率计算区域，由Excel软件自动计算。

上述各项总产母犊率表间结构设置如图6所示；

步骤三：得母犊数具体推算，以后备牛为例，假设有100头未孕后备牛，在推算过程中需要分别应用参数设定工作表、产母犊率测算工作表中的相关参数，具体推算过程工作表设置和相关原理如下：

A、未孕后备牛头数列，在此列输入假设未孕后备牛的数量100。

B、分别设置每一次输精的过程和结果计算列，输精次数列的多少依据未孕头数而定，保证最终未孕头数在5头以内(5头以内可不用再往后推算)，每一次输精的过程和结果数据包括：

参配头数：参配头数＝假设的未孕后备牛头数*参数设置工作表中后备牛的年参配率；

怀孕头数：怀孕头数＝参配头数*产母犊率测算工作表中该次输精的受胎率；

得母犊牛数量：得母犊牛数量与产母犊率测算工作表中的冻精使用方案有关(如产母犊率测算表中的冻精使用方案-＞＞用户输入的是前1次用性控，这里就可以得出第一次输精全部用性控冻精，第二次及二次以上输精就都会用常规冻精，如用户输入的是前2次用性控，这里就可以得出第一次、第二次输精全部用性控冻精，第三次及三次以上输精就都会用常规冻精，依次类推)，如果本次输精用性控冻精，得母犊牛数量＝怀孕头数*产母犊率测算工作表中冻精母犊率-＞＞性控母犊率，如果本次输精用常规冻精，得母犊牛数量＝怀孕头数*产母犊率测算工作表中冻精母犊率-＞＞常规母犊率)；

得公犊牛数量：得公犊数量＝怀孕头数-得母犊数量；

未孕头数：第一次输精未孕头数＝最初假设的未孕后备牛头数-第一次输精后的怀孕头数，第二次输精的未孕牛头数＝第一次输精的未孕头数-第二次输精的怀孕头数，第三次、四次……依此类推。

后备牛母犊率推算表间结构如图7所示；

成母牛的得母犊数量计算与后备牛的推算方式相同。

(3)预测结果精确到胎次：

通常情况下，养牛行业根据奶牛的生产特性会将不同胎次的成母牛划分为三类，分别为1胎(头胎)牛、2胎牛及2胎以上牛，这些不同类型的牛在饲养管理、繁殖、疾病预防及产奶性能表现上都有很大的区别，为了保证牛群预测与后续的产奶预测更加精确、通用、易用，所以需要对成母牛再进行胎次上的细分，具体实施步骤以在Microsoft Excel软件中实现为例：

在牛群结构预测工作表中按照成母牛的划分原则，将每一类牛划分为三类，分别为1胎、2胎及2胎以上；

牛群结构预测中成母牛的划分原则如下：

1、将成母牛划分为2大类，分别为泌乳牛和干奶牛。

2、泌乳牛和干奶牛可分别划分未孕和已孕。

3、泌乳牛中的未孕牛按照泌乳天数划分，分别为0-30天，31-60天和＞＝61天，再将每个泌乳阶段的牛按照1胎、2胎、2胎以上划分。

4、泌乳牛中的已孕牛按照怀孕天数划分，具体划分规则如下(以输精后30天/45天初检的牛场为例)：

之后再将这些不同怀孕天数的牛分别按照1胎、2胎及2胎以上进行划分。

5、干奶牛中的未孕干奶牛单独划分，所有未孕干奶牛计算在一起，不做再往下的细化划分。

6、干奶牛中的已孕干奶牛按照怀孕天数划分，具体划分规则如下(以输精后30天/45天初检的牛场为例)：

具体成母牛按照胎次划分的示例如图8所示；

综上所述，通过较佳实施例进一步的详细说明，本发明所采用奶牛场牛群结构变动的通用方法可实现精准预测：

(1)后备牛参配月龄自定义设定：用户可根据自己牛场的管理规范，自定义设定后备牛的参配月龄，参配月龄是牛群预测过程中非常关键的一项数据，这一数值直接影响到后备牛的参配数量，参配数量影响怀孕数量，怀孕数量又影响到后面的产犊数量，最终影响牛群的整体数量增长；

(2)冻精使用方案的自定义设定：用户可根据自己牛场的管理规范，自定义设定后备牛、成母牛冻精的使用方案，性控冻精的使用次数直接影响到得母犊率数量的高低，奶牛场绝大多数均以饲养母牛为主，如在牛群预测过程中，未考虑使用性控冻精或按照其他与自己牛场规范不一致的方法进行计算，预测结果中的公母犊牛数量和实际将会产生较大的偏差，此冻精使用方案的自定义设定内容主要包括用户设定的后备牛前几次输精用性控，成母牛前几次输精用性控，使用性控冻精的母犊率是多少、常规冻精的母犊率是多少及每一次输精的受胎率指标进行逐级推算，最终得出后备牛得母犊率和成母牛得母犊率的结果，有了这个结果后，预测时就可以依据此参数计算得出与牧场实际相对接近的得母犊数量，整个牛群的预测结果将会更准确。

(3)预测结果精确到胎次：目前行业内常用的牛群预测方法中均未考虑成母牛按胎次划分的问题，只将成母牛划分为泌乳牛和干奶牛两种，这种计算方式，牛场人员在制作饲料成本预算、发病用药预算时，预算结果将会受到略微的影响(因一胎牛和二胎牛其饲喂配方和采食量都是有一定个区别的)，最主要的是，乳品企业根据此牛群存栏数据预测未来一年产奶量时，不同胎次的牛若混在一起，牛群产奶量的预测结果准确性将会受到影响(因一胎牛、二胎牛及二胎以上牛，他们的单产是不一样的)。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。