奶牛场数字化生产管理系统建设方案

奶牛场数字化生产管理系统

建设方案

一、概述 ........................................................................................................................................... 4 1.1我国奶牛养殖产业基本状况及发展趋势 .................................................................................... 5 1.1.1我国奶牛产业现状 ................................................................................................................. 5 1.1.2目前我国奶牛业存在的主要问题 ......................................................................................... 6 1.1.3目前我国奶牛业的应对措施 ................................................................................................. 8 1.1.4我国奶牛业今后的发展趋势 ................................................................................................. 9 1.2信息技术在奶牛生产中的应用概况 .......................................................................................... 10 1.2.1国外奶牛生产管理软件的应用和发展 ............................................................................... 10 1.2.2国内奶牛生产管理软件的应用和发展 ............................................................................... 11 1.3项目建设的目的和意义 .............................................................................................................. 13 1.3.1项目建设的目的 ................................................................................................................... 13 1.3.2项目建设的意义 ................................................................................................................... 14 二、奶牛场数字化生产管理系统的规划 ........................................................................................ 16 2.1系统实现条件 .............................................................................................................................. 16 2.1.1硬件环境 ............................................................................................................................... 16 2.1.2软件环境 ............................................................................................................................... 16 2.1.3系统开发工具 ....................................................................................................................... 16 2.2系统体系结构 .............................................................................................................................. 17 2.2.1 Client/Server（Ｃ/Ｓ）架构简介 ......................................................................................... 17 2.2.2 Browser/Server（Ｂ/Ｓ）架构简介 ..................................................................................... 18 2.2.3 C/S与B/S架构的对比分析 ................................................................................................. 18 三、奶牛场数字化生产管理系统的分析与设计 ............................................................................ 21 3.1系统分析 ...................................................................................................................................... 21 3.2系统技术路线 .............................................................................................................................. 21 3.3系统总体结构的设计 .................................................................................................................. 22 3.4系统数据库的设计 ...................................................................................................................... 24 3.5系统功能模块的设计 .................................................................................................................. 25 3.5.1牛场管理 ............................................................................................................................... 26 3.5.2生产管理 ............................................................................................................................... 29 3.5.3乳品管理 ............................................................................................................................... 41 3.5.4饲料管理 ............................................................................................................................... 42 3.5.5兽药管理 ............................................................................................................................... 42 3.5.6统计分析 ............................................................................................................................... 43 四、奶牛场数字化生产管理系统的实现 ........................................................................................ 46 4.1系统数据库 .................................................................................................................................. 46 4.2系统主要功能模块的实现 .......................................................................................................... 48 4.2.1牛场管理模块 ....................................................................................................................... 49 4.2.2生产管理模块 ....................................................................................................................... 52 4.2.4乳品管理模块 ....................................................................................................................... 57 4.2.4饲料管理模块 ....................................................................................................................... 59 4.2.5兽药管理模块 ....................................................................................................................... 59 4.2.6统计分析模块 ....................................................................................................................... 60

五、系统特点及应用 ...................................................................................................................... 64 5.1本系统的特点 .............................................................................................................................. 64 5.1.1生产管理过程标准化 ........................................................................................................... 64 5.1.2生产环节实时监测 ............................................................................................................... 64 5.1.3生产数据分析及预测 ........................................................................................................... 65 5.2软件数据接口 .............................................................................................................................. 67 5.3奶牛场数字化生产管理系统的应用前景 .................................................................................. 67 六、系统建设效益 .......................................................................................................................... 69

一、概述

奶牛养殖普遍存在饲养周期长、生产技术要求高、生产环节和养殖数据繁杂等问题。随着畜牧业的发展，奶牛场养殖规模逐渐扩大，这一问题更加突出。在对奶牛场的实际需求分析过程中，发现如下两点问题：第一，当前国内多数奶牛场亟须解决奶牛主要生产环节的提示问题；第二，部分奶牛生产管理软件价格昂贵，在国内推广应用存在障碍，需要一款能够适用于一般奶牛场的软件，以减少奶牛场的经营成本。为解决这些问题，本实验构建了奶牛场数字化生产管理系统。 系统的开发采用.NET技术平台，结构化的开发策略与面向对象的思想，以Microsoft Visual Studio 2005为前台开发语言，SQL Server 2005为后台数据库，总体框架为C/S体系结构。按照奶牛场生产管理各个环节的需求，系统分入个模块设计，由牛场管理模块、生产管理模块、乳品管理模块、饲料管理模块、兽药管理模块、统计分析模块构成。

开发的系统具备如下四个功能：

一、牛场管理主要完成场区的宏观管理和牛只档案数据信息的管理，具体包括牛场信息的注册、牛舍管理、员工管理、牛群变动管理、牛群列表、牛只基本信息的录入与维护。在此基础上，系统以牛只档案数据信息为基础，建立了牛只资料卡，加强了奶牛基本信息的查询功能。

二、生产管理主要实现繁育、泌乳管理、疾病诊疗管理，以及包

括护蹄修蹄、盲乳头管理、体尺体重测量在内的牛只日常健康管理。该部分最重要的功能是围绕牛只生产的各个关键环节进行智能提示，如对发情、配种、初检、复检、分娩等繁育过程的预测与提示，以及对泌乳过程和发病情况的实时监测、报告。

三、乳品管理、饲料管理和兽药管理实现了奶牛场的经营管理。该部分能够针对奶牛场乳品、饲料和兽药进行出入库管理，实时监控牛场物资动态、从而实现物资盘点和各项投资成本的计算，使奶牛场的日常运作更加透明化。

四、统计分析主要针对繁育、泌乳、疾病和生产经营数据进行汇总计算，并在此基础上提供数据分析项目和图形分析报表。此外，系统还可以根据用户的需求实现数据报表的Excel输出，便于打印浏览。 综上，利用该系统可以有效地进行数据管理和生产环节的智能提示，为奶牛养殖场提供多种技术支持，保证奶牛场的规范化运作，进一步提高牛奶的产量和质量，使奶牛养殖取得良好的经济效益和社会效益，从而真正实现奶牛的精细化、标准化养殖体系，全面提高奶牛养殖的信息化水平。

1.1我国奶牛养殖产业基本状况及发展趋势 1.1.1我国奶牛产业现状

目前，我国奶牛良种繁育体系的建立上作取得了初步进展。在奶牛的培育技术方面，人工授精技术已得到大力推广，奶牛胚胎移植技术近年里也得到较快速度发展。国内学者在自主探索和借鉴国外先

进经验的基础上，形成了一条提高奶牛群体选育水平的技术路线：通过生产性能测定、良种登记与遗传评定等，广泛应用人工授精等繁殖生物技术，培育和选育优秀种公牛，带动全群的遗传改良。它能够针对奶牛整个繁殖周期的各个环节形成一套完整的繁殖控制技术，从而加强了奶牛育种工作。

与此同时，我国奶牛业正处于数量扩张型向质量效益型转变的时期，饲养管理过程中不免会暴露出一些问题。

1.1.2目前我国奶牛业存在的主要问题

１）生产经营管理粗放

我国奶牛养殖方式多数是农户小规模分散饲养，平均规模仅在５头左右，高产奶牛比例低，无法形成规模化饲养。这种现象会增加新技术推广和疾病防治的难度，不利于实现规范化和标准化养殖。由于饲养管理水平低下，在繁育技术、疾病防治等方面都无法达到要求。奶牛档案不健全，配种次数不清，部分农户对一些高龄、低产奶牛亦不及时淘汰，造成奶牛难以发挥生产性能，产奶最低下，原奶的蛋白质、脂肪和干物质等各项指标难以达到标准要求。 ２）奶牛良种资源匮乏

种牛既包括生产优质精液的良种公牛，也包括生产胚胎的供体良种母牛。近十几年我国通过引进和选育相结合的办法，改良奶牛品种，在全国许多地方建设了一批种公牛站、奶牛育种中心和奶牛研究所，大力推广和普及了人工授精和胚胎移植技术，取得了牛群遗传育种工

作的进展。但是，目前中国２００多万头的能繁殖母牛中只有５０％多是优质高产的荷斯坦奶牛，并且，我国奶牛群在培育过程中一部分是荷斯坦奶牛纯种繁育，另一部分则是由黄牛改良而成，遗传素质较低。良种奶牛的繁育和推广任务仍然是任重而道远。综合看来，我国奶牛业发展过程中存在的良种牛数最少、种源不足及地区分布不均等问题已越来越成为制约奶牛业发展的瓶颈。 ３）疾病发病率高且诊治水平低

奶牛疾病频发严重威胁着我国奶业可持续发展。据统计，我国奶牛业每年因疫病造成的奶牛死亡率达３％～５％，直接经济损失达９０～１５０亿元，因奶牛乳房炎等经济性疾病导致产奶量降低和奶制品质量下降，造成间接经济损失达６０～８０亿元。作为奶牛养殖常见的疾病如乳房炎、繁殖系统疾病和肢蹄病等，一旦患病，短期内难以治愈，直接影响奶牛场的经济效益。在一些奶源基地，此类奶牛疾病困扰着众多养殖户，这与一些管理人员和养殖户的防病意识淡薄有很大关系。此外，由丁．国内部分养殖场及养殖散户对于疾病诊断与防控、疫苗和兽药应用等方面缺乏先进的技术和高水平的技能，导致这类疫病的蔓延和流行，成为困扰我国奶业的重大问题。 ４）计算机技术的应用不足

计算机在奶牛生产管理中发挥着重要的作用，特别是对市场经济条件下的奶牛生产更具有特殊的意义。然而，大多数奶牛养殖户依然沿用传统的手：工记录方式统计、保存、分析奶牛生产数据，有的甚至不做任何记录，生产管理状况十分混乱。随着奶牛养殖规模的扩大，

奶牛养殖数据猛增，这种方式既费时又耗费了大量的人力和物力。还极易遗失数据或出错。在实际生产管理中，手工记录方式无法对奶牛繁育、泌乳、疾病防治进行有效的实时监控，从而不能及时准确地反映奶牛的实际生产状况，影响奶牛生产性能的评定。

1.1.3目前我国奶牛业的应对措施

１）积极转变生产管理方式

因为奶牛业的主导产品是牛奶，所以，奶牛场的一切工作都要围绕着提高产奶量来开展。奶牛场只有将奶牛的单产提高到一个合理的水平，才能收到最大化的经济效益。因此，目前最重要的就是奶牛生产要形成一定的规模，便于推行集约化和标准化的养殖技术，从而有利于采用现代信息管理技术手段，淘汰落后产能，降低生产成本。 ２）加快良种奶牛的繁育工作

世界各国的奶牛养殖实践证明，建立一套完整的奶牛群体遗传改良技术体系是奶牛业良性发展的基础。国外发达的奶业同他们完善的奶牛育种管理制度是分不开的，它为奶牛育种提供了必要的保证。此外，要做好奶牛的育种工作，就特别需要有完善的生产性能记录、种公牛后裔测定等基础育种措施。因此，通过良种登记的实施为科学地进行综合遗传评定，准确选择良种，掌握遗传变异来源和建立育种核心群提供了基础数据，使其成为奶牛群遗传改良的重要措施之一。 ３）做好疫病防治工作

由于环境变化及饲养管理的疏忽，奶牛发生疾病是不可避免的。

但是，如果加强奶牛疫病的早期监测和及时治疗，就会将奶牛疫病造成的经济损失减少到最小。因此，日常生产管理中要特别注意对奶牛健康状况的监测，做好重大疫病的预防工作，制定奶牛健康和疾病的工作计划。建立相关疾病的应急机制，一旦发现问题按流程及时进行处理，平时要加强饲养管理，堵住发病源头。 ４）提高奶牛养殖的信息化水平

依靠现代科学技术促进奶业发展，提高奶牛的生产水平，是我国奶牛养殖业快速健康发展的重要保证。信息技术是现代技术的代表和核心，应重视其在奶牛养殖中的应用。从世界范围内来看，发达国家的奶牛场正趋向于采用计算机管理信息系统进行生产管理，国内一些大型的奶牛场也已经开始将高效的管理信息系统应用于生产，从而保证了奶牛业不断地向健康、高产的方向发展。通过引入计算机技术，奶牛整个生产过程可以被实时监控，系统可实时提供奶牛的当前状态信息和生产数据。因此，研发一套实用性强、易丁．推广的奶牛生产管理信息系统，对于提高奶牛养殖的信息化水平尤为重要。

1.1.4我国奶牛业今后的发展趋势

１）加强良种奶牛繁育工作

今后，我国奶牛繁育工作重点是：应用分子生物技术，培育核心高产奶牛群体和优秀种公牛，将胚胎工程技术应用到奶牛良种繁育中，为高产奶牛良种快速扩繁提供新途径，建立完善的奶牛群体遗传改良技术体系，进一步增加我国良种奶牛的覆盖率。

２）发展适度规模养殖

适度规模化养殖是在“2010年中国奶业发展高峰论坛”上提出的一种可持续的科学化养殖方式。奶牛适度规模养殖既有利于科学技术的推广，义能最人程度发挥规模化养殖的优势，规避市场风险，从而实现我国奶业由“数量扩张”向“质煞效益”的成功转型。这种方式有利于加强科学化管理，能够进一步提高疾病综合防控的水平，对于建立奶牛主要疫病早期预报和常见病快速诊断技术体系也有重要的意义。

３）进一步推广奶牛业信息化建设

通过智能化的生产管理系统，集成养殖场信息实时采集与处理，实现奶牛健康养殖过程中的智能决策控制，对关键生产环节进行安全预警和行为纠偏，为生产效率及产品品质的提升提供信息化技术支撑，促进养殖户增收和奶牛业的整体发展。由此可见，运用现代信息技术改造传统奶牛养殖模式，将是未来养殖业的主要发展方向。

1.2信息技术在奶牛生产中的应用概况 1.2.1国外奶牛生产管理软件的应用和发展

当今世界经济发展与计算机技术的应用已密不可分。企业纷纷以计算机技术为手段不断提高自身的管理水平。随着畜禽养殖技术、配合饲料技术、疾病防治技术、场地环境控制以及自动化技术的发展，西方发达国家的奶牛养殖己向集约化、工厂化和信息化管理的方向发展。

荷兰作为世界荷斯坦奶牛的发源地，具有悠久的奶牛养殖历史，在奶牛饲养管理、良种选育等方面具有世界先进的技术水平和丰富的管理经验。荷兰从50年代起，就开始将计算机技术应用于奶牛的信息管理。经过多年的不断丰富和发展，其奶牛管理信息软件（IRIS）一直保持着世界先进水平。IRIS软件包括奶牛的品种登记、良种登记和生产性能测定三大功能。它可以宏观的掌握和控制奶牛的种群、数量并能够追溯奶牛良种的谱系，通过综合计算影响奶牛繁育的各因素，客观定量地反映良种牛的价值。德国开发的Dairy Plan 4.1是一套自动化生产管理软件，它可以通过自动喂料设备和挤奶管理设备自动采集奶牛信息，进行分析整理供管理者决策。其它的如美国的PCDart，加拿大的Dairy Champ 2.0，还有Dration、FiveStar、GMate等国外优秀管理软件都为各国奶牛业的发展做出了贡献。

1.2.2国内奶牛生产管理软件的应用和发展

相比国外，我国信息技术和畜牧科技的发展，尤其是信息技术在奶牛业上的应用十分滞后。有关资料显示，1979年由上海朱益民研究开发了奶牛育种信息处理系统，是国内首次将计算机软件在奶牛业上应用。这一重大创新，为国内推广使用计算机管理奶牛综合信息发挥了重要作用。然而，当时国内的奶牛生产管理软件毕竟功能不是很完善，使用中存在这样那样的问题。

20世纪90年代初，广州、上海就分别有两个奶牛场，率先引进了美国、加拿大的奶牛应用软件，在以传统手工记录的奶牛业中掀起

了一次小的技术革命，但其引进的软件，存在着语言方面、管理模式方面、软件应用技术改进和售后技术支持服务等方面的问题，故一直难以在我国得剑广泛的应用及推广。

20世纪90年代末，北京、上海等地先后推出了中文版的奶牛管理信息应用软件。其中比较著名的是上海益民科技有限公司在1997年推出的奶牛场管理信息系统——《奶业之星》。经过多年的实践检验和不断更新，该软件正朝着通用性、灵活性和自适应性的开放式智能管理裂多媒体网络应用系统发展。

经过多年努力，天津的计算机技术人员与奶牛养殖专家合作共同开发出面向奶牛养殖户、奶牛养殖小区的系列管理软件《乳业专家2007》，软件以牛的生长发育规律为原则米组织系统流程，系统把对奶牛的管理作为核心，以奶牛的生长作为主线，从奶牛的降生到奶牛的淘汰离场，实现全程化的计算机监控管理，同时兼顾对奶牛场运营的管理。

20世纪90年代末，北京、上海先后推出中文版的奶牛应用软件。1999年，上海益民软什公司推出奶业之星软件包，2001年底，广州市华美牛奶公司购进奶业之星网络版，成为第一个用局域网管理奶牛场的用户，这标志着奶牛进行现代化管理实现了一个质的飞跃，也开创了我国奶牛业走进网络化管理时代的先河。

2005年北京佑格科技发展有限公司与中国农业人学、农业饲料工业中心组织众多养牛专家，通过调查许多大型奶牛场，听取了许多养牛专家的意见，依据现代奶牛场管理的要求，结合现代计算机技术，

经过数年的艰苦开发，成功研发了符合现代奶牛场管理、全面的、便于操作的奶牛场管理专家系统。该系统包含：牛群管理，饲养管理。繁殖监控，产奶管理，各种生产和统计分析报表等。尽管该软件具有的功能较完备，但并不完善，缺少奶牛疾病控制及用药期对原料奶质量的影响问题，并在智能提示、统计分析方面也有不足之处。 总的来说，在国家政策的支持和引导下，国内奶牛管理软件和现代化管理设备的开发和应用成果显著，扭转了国外奶牛生产管理软件不符合我国奶牛养殖现状，不利于奶牛场使用的窘境。随着奶牛场管理软件技术日趋成熟，实时监控技术也在不断发展，奶牛场整体管理水平也在不断提升。但是从全国范围来看，奶牛场信息化管理总体水平还比较低，信息技术在全国奶牛场的应用比例不足半数。究其原因有三：国外软件在生产管理方式和应用流程上同国内软件有较大差异，直接翻译使用不适宜牛场管理：部分奶牛管理软件开发者忽视奶牛生产过程的整体性和周期性，研发的各个模块之间缺乏系统性；国内一些设计比较成熟的软件价格昂贵，大范围推广应用遭遇“瓶颈”。因此本软件设计与开发是在总结国内外奶牛生产管理经验的基础上，最大限度地弥补部分奶牛管理软件的不足，使之成为更加适合国内推广应用的奶牛生产管理软件。

1.3项目建设的目的和意义 1.3.1项目建设的目的

本研究的目的是参照软件生命周期理论，设计开发一套完整的适

合国内奶牛场生产管理的软件。通过软件系统的运行，实现以下四个层次的目标：

１）为奶牛建立完整的档案信息，并将这些信息进行归类划分，便于数据的管理与维护。

２）以奶牛信息资料为基础，实现繁殖育种、泌乳管理、疾病防治等奶牛生产的全过程管理。

３）对奶牛生产管理过程的数据进行汇总统计分析，以图形、报表等形式向管理者报告当前奶牛场生产管理状况。

４）以生产标准和统计数据为基础，对奶牛生产各个环节进行实时监测与智能提示，并加强对生产关键环节的提醒与技术指导，如发情配种工作的提示。

1.3.2项目建设的意义

采用计算机技术进行奶牛养殖的现代化管理，不但可以节约成本，还能使管理更加科学有效。但目前，我国仍有半数以上的奶牛场沿用传统的方式记录养殖信息，不仅容易出错，查找和分析数据的效率也极低。因而，国内奶牛养殖业迫切需要转变观念，积极推行现代化的管理方法和科学的养殖技术，提高我国奶业质量和市场竞争力。另一方面，由于国内奶牛生产管理系统的研究起步较晚，部分软件不是因为缺乏系统性和完整性，就是由于价格因素造成了推广应用难度大。因此，通过奶牛数字化生产管理系统的应用，可以实现生产数据的标准化管理和统计分析，实现奶牛生产的全过程管理，并实现关键生产

环节的实时监控，满足国内奶牛场生产管理的要求，对于建立奶牛标准化养殖体系和提高奶牛业整体水平具有实际意义。

二、奶牛场数字化生产管理系统的规划

2.1系统实现条件 2.1.1硬件环境

１）台式计算机：宏基８０Ｇ硬盘：５１２ＭＢ内存 ２）笔记本电脑：联想旭ＤＣ４６７

2.1.2软件环境

１）系统操作平台： Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｓｅｒｖｅｒ３

２）开发语言：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ．ＮＥＴ ２００５

３）数据管理平台：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ ２００５数据库

４）文字处理系统：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ｆｏｒｄ ２００３

2.1.3系统开发工具

软件开发环境主要采用Microsoft Visual Studio 2005系列中的Visual Basic.NET。它是微软最新平台技术，是.net framework SDK的一种语言。同时，它真正成为面向对象以及支持继承性的语言。强大的面向对象特性使得系统维护更加简单、可扩充性和代码重用性增强。由于其直接建立在.NET的框架结构上，因此开发人员可以充分利用

所有.NET平台特性，也可以与其他的.NET语言交互，在很大程度上提高了丁作效率。

系统后台数据库则采用SQL Server 2005。它是一个关系数据库管理系统，是Microsoft公司2005年基于SQL Server 2000的基础上构建的。SQL Server 2005与SQL Server 2000相比，提供了一个更安全、可靠、高效的数据管理平台，增强了用户的管理能力，提高了系统的易管理性、可用性、可靠性、可伸缩性、安全性和交互操作能力等。通过全新的功能集、全面系统的集成，以及任务自动化管理能力，为不同规模的企业提供了一套完整的数据库解决方案。

综上所述，一方面Visual Basic.NET完全能够实现对数据库的复杂操作，而且编稃简单、方便实用、具有较高的编程效率。另一方面，SQL Server数据库功能强大，安全性能高，运行稳定，易丁二维护，因此，本软件以Visual Basic.NET为前端开发语言，以SQL Server 2005为后台数据库。

2.2系统体系结构

依据计算机软件的开发顺序，首先要确定的就是系统的体系结构，目前主流的开发模式为Client/Server（客户机/服务器）和Browser/Server（浏览器/服务器）系统构建模式。

2.2.1 Client/Server（Ｃ/Ｓ）架构简介

C/S是一种分布式计算结构，在该架构中，应用程序主要运行于

客户端，它向数据库服务器发出SQL请求，被数据库服务器响应并进行处理，客户机在接受到被处理的数据后实现显示和业务逻辑。在现今的C/S架构中，C/S的应用程序一股不再处理有关网络协议、通信指令等问题，只要建立了与数据源的连接，就如同操作本地数据库一样方便，这些工作都是由中间件软件来完成的。

2.2.2 Browser/Server（Ｂ/Ｓ）架构简介

B/S模式是以Web技术为基础的新型的MIS平台模式。把传统C/S模式中的服务器部分分解为一个数据服务器与一个或多个应用服务器（Web服务器），从而构成一个三层结构的客户服务器体系。B/S体系结构利用了不断成熟的WWW浏览器技术，用户通过浏览器向WEB服务器发出请求。WEB服务器对请求进行处理，若涉及到访问数据库中的数据，则由WEB服务器项数据库服务器发出请求。数据库服务器接收到请求并处理，将处理后的数据或状态返回给WEB服务器，再由WEB服务器对数据进行加工处理，生成动态网页返回到客户的浏览器中。

2.2.3 C/S与B/S架构的对比分析

１）交互性不同：C/S结构模式中的客户端有一套完整的应用程序，具有在线帮助、出错提示等方面的强大功能，并且可以在子程序间自由切换。

２）对安全要求不同：C/S一般面向相对固定的用户群，对信息

安全的控制能力很强，一般高度机密的信息系统采用C/S结构适宜，可以再通过B/S发布部分可公开信息：B/S建立在广域网之上，容易受黑客攻击，对安全的控制能力相对弱，面向的是不可知用户群。 ３）对程序架构不同：C/S程序可以更加注重流程，可以对权限多层次校验，对系统运行速度可以较少考虑：B/S对安全以及访问速度有多重的考虑。

４）应用服务器负荷不同：最简单的C/S体系结构的数据库应用由两部分组成，即客户应用程序和数据库服务器程序。在数据库服务器应川中，对数据的查找、存储、计算等功能，是由服务器程序和客户应用程序单独来完成的，对于工作在前台程序上的最终用户，可以自己独立完成所需工作，因此，应用服务器运行数据负荷较轻：相比之下，B/S对服务器的要求较高。

５）系统维护不同：系统维护是软件生存周期中，开销最大、最重要的，C/S程序必须整体考察，处理出现的问题以及系统升级较难，甚至可能需要再做一个全新的系统：B/S构件组成可以个别更换，实现系统的无缝升级，系统维护开销较少。

由于本软件目前仅在奶牛场内部使用，同时为了获得更好的安全性，保证奶牛场生产管理数据的完整和准确，综合分析，决定采用N层C/S模式体系结构。

此模式的优势在于：客户端只需注重人机界面的设计，不必关心业务逻辑和数据库的访问，可以实现“瘦客户”：中间层的采用使得客户端不能直接访问数据库，是数据库的安全问题得到控制，并且业

务逻辑改变时客户端界面不能改变，因此，软件的易用性和可维护性得到了大大提高为了使功能得到更好得实现；在业务逻辑中，采用面向对象的组件模式，每种服务有许多可重用的组件构成，增加了系统的可重用性。为了使系统功能更好得实现，建议采用Windows XP操作系统，数据库服务器采用SQL Server 2005。

三、奶牛场数字化生产管理系统的分析与设计

3.1系统分析

系统分析又称需求分析。软件最终要为用户服务，用户对于软件功能、性能等方面的需求也就决定了软件的功能，简而言之，系统分析的目的就是要确定软件要“做什么”。 要研制出适合某组织需要的信息系统，必须从该组织或系统的具体情况出发。据此要求，在调研中发现如下情况：部分奶牛场缺乏有效的手段及时、全面、准确地掌握奶牛的生产、疫病情况；传统的手工报表存在很多弊端，如费时费力、容易遗漏数据、准确度不高；另外，部分奶牛场对生产管理过程缺乏实时监控，无法及时发现、纠正问题。

为此，在制定和完善系统分析方案的过程中，主要考虑了如下事项：首先，系统能在最大程度上减少人工输入景，操作简便易行；其次，系统能对奶牛的基本信息进行管理，并能实时报告生产和疫病情况，供管理者查询浏览；再次，系统在完成繁育和泌乳两大基础功能模块的基础上，最大程度地完善包括牛场管理、生产管理、经营管理和统计分析在内的所有功能。

3.2系统技术路线

本系统在认真研究奶牛生产相关资料的基础上，充分听取奶牛饲养管理者的实践经验，结合领域专家和国外先进的管理经验，设计开

发了奶牛生产管理系统。本系统运用软件生命周期理论，经过系统规划、系统分析、建立模型、系统实现、反复运行调试等过程，寻找系统存在的漏洞，不断修改完善，使之充分满足国内奶牛场生产管理需求。系统研发的技术路线如图３－１所示。

图３－１系统技术路线图

3.3系统总体结构的设计

规模化、集约化的奶牛场中，各种生产管理数据如奶牛基本信息数据，繁育数据，泌乳数据和经营管理数据等会分散在不同的生产区域，并分别由不同的技术人员和管理人员进行收集、处理。同时，这些分散数据还需要进行统一管理，而最经济、最有效的方法就是运用计算机系统进行处理。为了使奶牛场各种信息得到综合处理，并对管理人员提供辅助管理决策，必须要从全局出发，使这些分散的数据在全场区实现共享，即实现分布式资源信息的整合。因此，系统开发麻采用系统化思想，模块化设计原则，各功能子系统既相互独立，又互相联系，结构清晰，易于扩展与维护。

此外，本系统根据我国奶牛场生产管理特点并结合科学的奶牛管理经验，以计算机技术为基础，全面支持奶牛生命周期、泌乳周期的规范化管理和奶牛场日常运作的透明化。系统在设计上要达到以下功能目的：建立完整的牛只档案管理和动态牛群管理体系；智能化的任务派工和技术提示帮助；专业知识支撑下的疫病防治管理；生产经营状况的实时监管。如图３－２所示为该软件开发的总体结构图。

图３－２系统总体结构设计图

3.4系统数据库的设计

数据库设计是指根据用户的需求，在某一具体的数据库管理系统上，设计数据库结构和建立数据库的过程。在当今软件开发环境日益发达的情况下，数据库设计成为信息系统设计的中心内容。数据库设计的好坏直接影响系统的质量和实现效果。通常，优秀的数据库中数据检索、修改和维护工作简单易行，本身的数据完整性也很容易实现。因此，数据库设计方案显得尤为重要。

本系统数据库的设计目标是：建立一个性能良好，能满足不同用户使用要求的数据库模式。按照该数据库模式建立的数据库，应当能够完整地反映现实世界中信息及信息之间的联系：能有效地进行数据存储：能够方便地执行各种数据检索和处理操作：并且有利于进行数据维护和管理工作。基于此目的，本系统决定采用功能强大的关系型数据库SQL Server 2005，将数据表示为表的集合。数据库由多个表组成，表与表之间以不同的逻辑方式互相关联。

3.5系统功能模块的设计

根据系统的总体需求，奶牛场数字化生产管理系统是由牛场管理模块、生产管理模块、经营管理模块、统计分析模块四个部分构成的。系统功能结构如图３－３所示。

图３．３系统功能结构图

3.5.1牛场管理

牛场管理模块是整个系统的基本模块之一，具有奶牛场宏观管理的基本功能。该模块主要包括牛只资料信息导入、牛群列表功能、淘汰离场、牛场信息、牛舍管理和员工管理六个子模块。 １）牛只资料信息导入

牛只资料信息导入的目的是进行奶牛个体识别，它是本系统构建中最基础的部分。每只奶牛对应唯一编号，跟随其终身。该部分主要是完成牛只资料的录入、修改和删除等功能。为了方便数据查询和管

理，将牛只档案信息分为四部分，具体内容如下：

（１）牛只不变信息：主要包括牛只编号、入场日期、牛只DHI编号、育种编号、父亲编号、母亲编号、品种、毛色、性别、出生日期、出生地、初生重、出生胎次、断奶日期、是否双胎牛、配种方式等。这些信息是相对稳定的，原则上不需要更改，只有在录入出现错误时才需要更改，因此在录入时需给予必要的提示，减少错误发生。该部分有２个重要的编号，具体设计方法如下：

牛只编号属于固定信息，一般由数字或数字与英文字母混合组成。通过牛号可直接得到牛只所属地区、出生场、出生年代和性别等基本信息。牛只编号具有唯一性，因此系统中不提供任意更改牛只编号的功能。此外，本系统牛只编号的方法是参考1998年制定的中国荷斯坦奶牛牛只编号的实施办法（试行）；

育种编号是指该牛在出生时，其母亲的一次繁育记录编号，通过这个信息可以检索其同胞犊牛的数据。它是系统繁育表中的主编号，牛只一切繁育过程都会以它为主键存入表中，以便后期进行统计分析查询。

（２）牛只状态信息：主要包括牛只分类、泌乳状态、繁育状态、健康状态、当前胎次。这些数据是指牛只当前的各种基本状态，动物的状态总是处于不断的变化过程中，某些信息会循环变化，如牛只的繁育状态、泌乳状态。当这些基本状态发生改变时，应同时更新牛只基本信息表中的状态信息。

（３）牛只可变信息：包括所属的牛场、牛舍及是否在群等数据，

由于可变信息会随着牛只的交易而发生变化，为了使牛只个体在被交易后能够将其数据转到另外一个牛场，因此不仅需要有牛场数据，更要有“来源”数据，牛只被出售到另外一个牛场后，原牛场名称或ID转换为另一个牛场的“来源”。因此可变信息的更改通常是在进行一次交易后完成的，而是否在群可随时更改。

（４）管理人员信息：主要包括饲养员、兽医、挤奶员、技术员、所属农户等，随着饲养方式的不同这些数据可能也有所不同，但由于这些资料一般与牛只的生产和生长情况无直接关系，因此可以在任意时间内更改。 ２）牛群列表

牛群列表是根据牛群结构的规定分类显示成母牛、后备母牛、犊牛和公牛，可以更好地辅助奶牛分群饲养。系统对全场奶牛的具体划分方法为：

系统需要读取奶牛档案数据库中信息，首先通过牛只性别数据划分两类，公牛则直接显示，母牛还需要进一步划分。

如果（当前日期一出生日期）≤６月龄，则属丁．“犊牛”：如果（当前日期一出生日期）＞６月龄且分娩日期为空，则属丁二“后备母牛”；如果（当前日期一出生日期）＞１６月龄且分娩日期不为空，则属于“成母牛”。

最后，系统分四类生成相应报表，同时将总体结果以柱状图形式输出。

３）淘汰离场

对于某一牛群来说，由于疫病等情况会发生牛群数昔的变动。该部分记录并统计牛群存栏变动情况，主要针对牛只离场登记、淘汰信息、死亡信息、移购登记及变动原因进行记录统计。 ４）牛场信息

牛场信息子模块能够完成奶牛场信息的管理，主要记录新牛场的注册信息如：牛场ID、注册密码、牛场名称、联系人、通信地址、邮政编码、联系电话、电子邮箱以及牛场简介等。在此基础上，系统具备牛场信息的实时查洵功能。 ５）牛舍管理

牛舍管理主要记录牛舍、容量、饲养员等信息，并提供数据查询、更改、删除等功能。 ６）人员管理

人员管理除了记录牛场工作人员的基本信息外，主要功能是对其进行分工。其它模块单元如果需要记录工作人员的，都应该是由该模块预先设定的。具体方法是：通过该模块将人员进行分工，并保存在人员管理数据表中，其它模块单元直接从该数据表中调用读取。

3.5.2生产管理

奶牛生产模块包括繁育管理、泌乳管理、疾病诊疗、疾病管理，护蹄修蹄、盲乳头管理、体尺体重管理七个子模块，它们共同完成奶牛正常生产的全过程，是本系统的核心模块。系统以奶牛个体为信息追踪的单位，以奶牛资料卡为基础，记录奶牛的繁育和泌乳信息，并

对奶牛的日常健康状况进行实时监测，对奶牛常见疾病进行辅助性诊断治疗，同时记录统计疾病诊疗情况。根据奶牛场的实际生产状况，系统设计了发情、配种、初检、复检、干奶、分娩、断奶和产后监控共八个繁育环节，分娩后的奶牛又进入泌乳周期循环，两者合为一个生产周期，使泌乳生产周期与繁育生产周期相统一，形成了一体化的生产管理流程。如图３—４所示。

图３—４奶牛生产管理流程图 １）繁育管理子模块

根据奶牛实际繁育过程系统配置了繁育模块功能，具体功能如图３—５所示。

图３—５奶牛繁育模块功能设计图

奶牛的整个繁育过程对时间准度要求非常高，何时发情，何时配种，需要系统为奶牛场管理人员做出提示。因此，系统在该模块中设置了事件关注功能。该部分包含了８个选项卡，按照奶牛繁育过程依次排列。每个选项卡下都包含处于相应繁育状态的牛只列表。由此，系统就可以为处于不同状态的个体自动提示不同的信息，例如：产后的母牛，系统提示产后天数以及是否“可能发情”。而处于已经初检、已经复检等阶段的个体，系统自动提示配后天数。

此外，本模块需要链接奶牛资料卡中的相关信息（如：牛舍编号、出生日期、父亲编号、母亲编号、当前状态、当前类别等），有些需要计算给出（如当前月龄的计算），如果是经产牛，系统会给出上次发情的相关数据以及生产数据，包括干奶日、泌乳天数、泌乳量等。除此之外，其它繁育数据需要用户直接录入。下面对每个繁育过程的设计作具体介绍。 （１）发情管理

发情是由于性腺内分泌的刺激和生殖器官形态变化的结果。准确的发情鉴定有助于进行适时输精，提高受胎率。因此必须对发情的时间、发情的特征以及鉴定方法等信息进行计算机管理，这些数据将是下次发情时的主要参考依据，同时也是妊娠检查、生产管理中的判定依据。

发情管理模块中主要记录的数据包括发情日期、发情时间、持续时间、发情状况、鉴定方法等，在此基础上提示最佳适配时间。 情日期的计算方法：

对发情日期进行记录以及管理时，最重要的是使软件具备发情时间提示功能。奶牛发情包括初次发情、产后发情等类型。由３－发情后紧接着就要进行配种，而初次发情的奶牛通常只有８～１２月龄，并且这种发情通常是不规则、不完全的，它们的个体发育并未成熟，全身各器官系统还未达到适应妊娠分娩的阶段，因此，系统通过计算要提示“发情但不适合配种”。另一方面，分娩后的母牛会在产后30～45天发情，但由于分娩后不久，机体功能还未完全恢复，因此也会给予上述提示。正常的发情时间提示为：未经产牛在16月龄。经产牛在产后60天开始提示发情时间。根据上述要求，设计发情时间提示计算方法是：

先根据奶牛档案表中的牛只分类信息，判断该牛属于未经产牛还是经产牛；

未经产牛：＞12个月，计算并提示“可能发情”；若（当前日期一出生日期）＞16月龄，则提示“适合配种”，若（当前日期一出生

日期）＜16月龄，则提示“发情但不适合配种”；

经产牛：提示“可能发情”；若（当前日期一最近一次记录的分娩日期）＜60天，则提示“适合配种”，若（当前日期一最近～次分娩日期）＞60天，则提示“发情但不适合配种”。 配时间的计算与提示：

由于母牛的受胎效果，不是配种次数决定的，而是取决于适时配种和配种技术，因此有必要让系统具备对适配时间的提示功能。通常，母牛发情持续时间为18小时左右，初配牛大约15小时。母牛排卵时间发生在发情结束后6～8小时，所以母牛发情开始后12—18小时输精受胎率最高。据此要求，设计适配时间提示计算方法是：若12小时＜（当前时间一最近一次记录的发情时间）＜18小时，则提示“母牛发情开始已在12～18小时内，适宜配种”，此时间段之外的情形，系统不对适配时间做提示。 ⑧发情状况的记录与提示：

发情状况记录包括明显、正常、异常。异常发情是指由于饲养管理不当、营养不良、气候的变异、产奶量过高、疾病等原因可能造成的发情异常现象。因此在对发情数据进行记录、管理过程中，一旦发现异常情况，系统要及时对用户进行提示，并针对发情的特点给予技术参考信息。

④鉴定方法的记录与提示：

鉴定方法记录包括外部观察、阴道检查、直肠检查和试情法。鉴定方法的选择直接关系到能否成功鉴定发情，因此系统要对选择的方

法进行相应的指导与提示。 （２）配种管理

配种是繁育工作的中心环节，采取合适的配种方式，可以节省成本，提高经济效益。另一方面，适配时间和配种技术直接决定了受胎效果，因此．本模块最重要的任务就是对配种技术进行说明与提示。 配种管理模块中，主要记录配种日期、配种方式、配种次数、近交系数等数据。然而实际工作中．由于疾病等原因会对某个发情适配牛只做出不配种的决定，为了今后对该牛只生产性能的判定提供依据，系统仍要以本次育种编号为基础，记录本次繁育信息。 （３）初检管理

初检就是为了检查母牛配种是否怀孕，是否止常，若发现异常，及时采取措施，加以解决，便于管理者进行下一步工作。初检在整个繁育过程中起着承前启后的作用，早期诊断出空怀牛可减少经济损失，正确的诊断可确定妊娠期、计算预产期和安排干奶期，因此对初检工作进行计算机管理具有实际意义。

初检管理模块中主要记录的数据包括初检日期、初检结果等，同时，根据配种日期计算出预产期，给予提示。另一方面，检查方法对妊娠诊断的准确性有直接影响，因此在初检过程中，系统要对妊娠诊断方法做出说明与提示。 检日期的计算方法：

在进行初检日期进行记录以及管理时，首要的是使软件具备初检时间提示功能。由于初检是为了检查母牛配种是否怀孕，是否止常，

因此要住配种后的一段时期内实施才有效。过早或过晚检查都会影响初检结果的准确性。根据这一要求，系统设计初检日期提示计算方法是：若40天＜（当前日期一本次配种日期）＜60天，则提示“适合初检”。

产期的计算提示方法：

生产实践中预产期的推算是以平均妊娠期280天计算，误差在5天内为正常。按此规则，系统设计预产期的计算方法为：预产期＝本次配种日期＋275天。

系统对预产期提示方法为：本次配种日期＜（当前日期一本次配种日期）＜285天，系统正常提示预产期；（当前日期一本次配种日期）＞285天，系统提示“超期”。 ③初检未孕牛只的处理方法：

实际工作中遇到这种情况，系统会将其本次繁育数据保留，并将其初始化为待发情状态，等待下一次的发情、配种。 （４）复检管理

初检是为了确诊有胎，而复检是为了确保有胎，准备干奶，复检的日期一般选择在配种后180～210天。复检也是繁育过程中的重要环节，复检发现异常，生产管理者可以及时寻找原因，采取措施，减少损失。这是系统对复检过程进行计算机管理的重要原因。复检过程与初检过程的设计方法类似。 （５）干奶管理

进入妊娠后期，从停止挤奶到产犊前15天之前的整个阶段，称为

干奶期。干奶的好坏直接影响胎儿的发育、母牛的健康和下一个泌乳周期的产奶量，所以系统要对其进行提示，并对处于干奶期的牛只进行计算机管理。该部分记录的数据包括干奶类型、干奶结果和所使用的药物等。

在对干奶牛只进行记录和管理时，最重要的就是让系统对干奶日期做出准确的提示。生产实践证明，干奶期少于35天，会影响下一个泌乳期的产奶量，过短的干奶期不利于乳腺上皮细胞的更新或再生，而干奶期太长又会降低本胎次的产奶量。所以止常的干奶时间一般为45～75天，平均50～60天。据此要求，系统对于奶日期的计算提示方法为：若90天＜（预产期一当前日期）则提示“不必干奶”；若60天≤（预产期一当前日期）≤90天，则提示“最佳干奶期”；若（预产期一当前日期）＜90天，则提示“立即干奶”。 （６）分娩管理

牛只分娩记录是牛场的核心记录之一。奶牛生产过程是一个环环相扣的整体，作为繁殖过程与泌乳过程的桥梁，分娩能否顺利进行直接影响着奶牛生产，因此，系统必须对分娩过程进行计算机管理。该模块中主要记录的数据有分娩日期、产犊类型、在胎天数等。在胎天数在一定程度上反映了奶牛的分娩状况是否正常，据此要求，系统要具备对分娩状况的提示功能，具体方法为：若（当前日期一配种日期）＜275大，则提示“未达275天，属于早产”；若275天≤（当前日期一配种日期）≤285天，则提示“临产”；若（当前日期一配种日期）＞285天，则提示“超过285天，属于非正常产”。

（７）断奶管理

断奶分为“常规断奶”和“早期断奶”。生产实践证实，适时断奶不仅可以节省大量鲜奶，减轻劳动强度，降低培育成本，还可以促进犊牛的器官发育，提高犊牛的培育质量。因此，使系统具备对断奶时间的提示功能，是很重要的。据此要求，对断奶时间的提示与计算方法为：若（当前日期一犊牛出生日期）＜30天，则提示“不建议断奶”；若30天≤（当前日期一犊牛出生日期）≤50天，则提示“早期断奶”：若（当前日期一犊牛出生日期）＞50天，则提示“建议立即断奶”。

该部分主要记录的数据包括出生日期、断奶日期和犊牛类别等。此外，断奶过程要求“先编号，后断奶”，即先录入新犊牛的基本信息，再进行断奶操作，这样做就为母牛和犊牛之间通过育种编号建立了联系，以便日后进行谱系查询。 （８）产后监控管理

母牛产后监控是奶牛饲养管理中的重要环节。它是通过用观察、检测（查）、化验等方法，对泌乳母牛实施以生殖器官为重点，以产科疾病为主要内容的全面系统监控。母牛产后监控得当，在一定程度上会提高奶牛的繁殖力；对产后体重（体膘）监控，能为控制膘情，改善饲养管理，缩短“失重期”，提高产奶量等提供重要参考。为此，有必要对其进行计算机管理。

产后监控管理模块中记录的数据包括：检查时间、检查内容等。正常情况下，产后监控大约要60天，而检查内容会时间的变化而不

同，据此要求系统要具备对检有时间的提示功能。 ２）泌乳管理子模块

泌乳管理子模块主要是对牛只个体的泌乳数据进行监测管理，同时，该模块只对泌乳期的牛只适用。因此，该模块最重要的是让系统具备泌乳牛与干奶牛的划分功能。具体的划分方法为：

对于经产牛，正常情况下繁育过程与泌乳过程交织出现，有较长的重叠期。上文已经提到，分娩是繁育过程和泌乳过程联系的桥梁，因此，经产牛的泌乳期是从分娩开始计算，经过发情、配种等过程，直到妊娠后期对奶牛实行干奶处理后结束，这一时期的牛只系统定义为泌乳牛，时间大概是305天。经产牛的干奶期是从干奶处理后开始计算，到下次分娩前结束，这一时期的牛只系统定义为干奶牛，时间大概是60天。

对于未经产牛，计算方法较为简便。正常情况下，其泌乳期是从首次分娩开始到首次干奶处理后结束。干奶期是从首次干奶处理后开始计算，到第二次分娩前结束。时间范围是一样的。

泌乳数据管理是本模块的核心，主要包括泌乳类型、泌乳日期、产奶量等信息。该部分是按胎次记录产奶量的，因此，系统会将该牛的胎次、泌乳天数、分娩日期等相关信息一并读取，显示给用户。为了实现泌乳数据的实时监测，系统在数据保存斤，要具备历史数据的实时更新显示功能。此外，系统会根据泌乳数据生成当前胎次的泌乳曲线，并能实现即时更新。 ３）疾病诊疗子模块

该模块可对奶牛常见疾病进行辅助诊疗。当奶牛发生疾病时，可以根据疾病发生情况选取不同的症状，计算机经过一系列的推理运算后，便会得出一个或数个具有不同可信度的疾病名称，从而帮助兽医人员对奶牛疾病进行诊疗。 ４）疾病管理子模块

该模块主要针对全场奶牛的疾病发病情况进行管理，主要记录的数据包括奶牛的发病日期、临床表现、治疗方法、治疗结果等。在此基础上，系统建立了病历查询统计功能。通过调用读取疾病管理数据库中的信息，管理者可全面了解个体奶牛的发病治疗情况。 ５）护蹄修蹄子模块

护蹄修蹄子模块主要是对奶牛肢蹄的日常健康进行管理，主要记录护蹄修蹄时间、部位、人员等信息。由于奶牛肢蹄病对繁育和泌乳的正常进行都有严重的影响，因此系统要具备对奶牛肢蹄实时监测的功能。系统可根据用户选择的查询时间，将这段时间内记录的肢蹄发病信息从该数据库中进行调用，生成报表，从而使管理者了解肢蹄的健康状况。

６）盲乳头管理子模块

盲乳头的发生可使产奶量骤降，因此系统要具备对盲乳头进行报告管理的功能，以便管理者及时发现，做出相应处理。该部分主要记录盲乳头的发病时间、部位、人员等信息，在此基础上，通过调用数据库中的信息，实时报告盲乳头发生情况，供管理者查询、浏览。 ７）体尺体重子模块

该部分主要针对奶牛的日常生长情况进行管理。主要记录的数据包括测量日期、体高、腹围、体斜长等。体尺体重在一定程度上反映了牛只的饲养状况，因此系统必须对其进行管理，以便管理者进一步加强饲养管理工作。

8）营养管理

将奶牛的日粮标准录入系统中，计算机根据奶牛的体重、胎次年龄、泌乳量等信息，采用线性规划法、多目标规划法、参数规划法等方法自动计算出不同奶牛的日粮需求和饲喂方式，辅助奶牛场更加合理地利用饲料，在相同的饲喂方式下实现饲料的最大转化率。

3.5.3乳品管理

乳品管理子模块包括鲜奶管理、鲜奶检测和乳品产销量统计三项功能。其中，鲜奶管理是按照鲜奶销售单，对乳品公司确认量、奶资、应收管理费、实收管理费、扣管理费、管理费实价、合计实收奶资进行记录与统计：鲜奶检测管理是按照鲜奶检测单，对磅单数、干物质、脂肪、蛋白、奶价、微生物、非脂乳固体、冰点进行记录与统计：乳品产销量统计管理是按照乳品销售单，对日产量、单产、自用量以及销售确认量进行记录与统计。该模块为用户设置了自由选择查询时间和分析项目的功能，具体的统计方法为：依据所选的查询时间，将该时间（段）需要统计的数据进行求和或平均值，并在表中最后一行显示最终统计结果。此外，本模块更重要的功能是系统对这些数据进行图表分析，并可对任意报表执行Excel格式输出。

3.5.4饲料管理

饲料管理子模块主要保存饲料出入库的信息。系统可对饲料出入库日期、饲料类型、名称、单价、数量、金额等数据进行记录统计。统计过程既可只按时间汇总，也可先将饲料归类再按时间汇总，最终结果以表格形式给出。具体的统计方法为：

按时间汇总：依据所选的查询时间，将该时间（段）饲料的出入库数量、金额等数据进行求和，并在表中最后一行显示最终统计结果。 先归类再按时间汇总：首先系统读取饲料管理数据库中的饲料类型数据，将同一类饲料先进行汇总，如粗饲料、精饲料等，然后根据用户选择的查询时间，将该时间（段）内各类饲料的出入库数量、金额等数据进行求和，并在表中最后一行显示最终统计结果。 该模块的所有统计报表均支持Excel格式输出。此外，为了对饲料出入库信息的变化趋势有更直观地了解，系统设置了图形分析功能。

3.5.5兽药管理

兽药管理子模块主要保存兽药出入库的信息。系统主要记录兽药出入库日期、药品类型、名称、规格、单价、数量、金额等。系统的形式和功能设计与饲料管理子模块基本类似。 3.5.6营养管理 营养管理子模块主要

3.5.6统计分析

统计分析模块主要针对奶牛的生产情况进行统计，目前主要包括繁育统计、泌乳统计、疾病统计、胎次结构和胎次产奶量分布统计。该部分的统计方法为：以奶牛生产过程中的各种数据为基础，系统根据统计的目的要求，从数据库的不同表中调用相应的数据，从而生成需要的各种数据报表和统计图。对奶牛场及时发现生产管理中的问题以及原因的追查有积极作用。 １）繁育统计

该模块主要是对繁育过程中年总受胎率、年空怀率、年漏情率等重要指标进行统计分析。繁育过程中的一些参数指标能够直接反映奶牛的繁殖性能，因此，系统要具各这些指标的统计分析功能。该部分需要调用繁育表中的相关数据，然后由系统按公式计算生成（公式及统计方法见附录）。 ２）泌乳统计

泌乳统计模块是针对牛只个体的泌乳历史数据进行统计，其统计依据是按牛只胎次划分的。以分体表格形式出现，分体表格前部分为处于泌乳状态的各牛只信息，双击某一行可在分体表格后半部分显示某牛只各胎次的泌乳信息，包括胎次、胎次产奶蕈、分娩日期等。再双击某一胎次即可生成该胎次的泌乳曲线图，从而管理者能够直观地了解各胎次产奶量的变化。此外，报表中各个项目记录是从泌乳管理数据库中直接读取的，对于准确把握牛只泌乳状况有实际意义。 ３）疾病统计

该模块主要是对全场奶牛各种疾病的发病次数做统计，使用户了解奶牛场内的常发、多发疾病。该部分的统计方法是：系统首先读取疾病管理数据库中的相关数据，依据用户所选的查询时间，将该时间（段）内相同疾病名称进行门类，然后进行累加计算，得到各种疾病的发病次数，并分别以表格、图形显示统计结果。 ４）胎次统计

该部分主要是对奶牛胎次情况进行统计分析，具体方法为：依据胎次结构的规定，本模块调用繁育表中的胎次数据，将处于各胎次的奶牛归类，然后进行累加计算，得到各胎次牛只的数量，并将最终结果生成胎次结构图。

该模块的胎次分布表设置了按胎次查询的功能，其统计方法与结构图类似，但只归类不进行累加计算，由于本模块的胎次分布表也将奶牛档案信息表中的繁殖状态、泌乳状态、健康状态等数据一并调用，因此，用户选择某一胎次后，可得到处于该胎次下所有牛只的信息。 ５）胎次产奶量分布

该模块主要统计分析奶牛各胎次的产奶情况。胎次对产奶量的影响属于生理因素，一般情况下，初胎牛和二胎牛比三胎以上的母牛产奶鼍低15％－20％，三胎至五胎母牛产奶量逐胎上升；六至七胎以后产奶量逐胎下降，因此，系统必须具备按胎次统计产奶量的功能，从而使管理者全面、准确地了解胎次产奶量的变化趋势。该部分的设计方法为：首先从奶牛繁育表和泌乳数据表中调用胎次和产奶量数据，并以胎次为分类依据，每个胎次从牛只泌乳开始到干奶这段时期内的

产奶量进行累计叠加，最后汇总生成胎次产奶量分布表。选择某一牛只，系统可将各胎次产奶量的信息以柱状图形式输出。此外，为了全面了解牛只个体各胎次的产奶情况，该部分会将泌乳管理表中的数据一并调入，根据用户的选择显示相应胎次的详细泌乳信息。

6）综合性能评价

繁育方面的统计指标越多，越有利于体现奶牛的繁育性能，衡量奶牛繁殖性能的指标主要包括配种指数、情期受胎率、总受胎率、不再发情率、产犊率、产读间隔、犊牛成活率、繁殖率、年繁殖率、繁殖成活率等。

7）核心群筛选

增加繁育性能指标和泌乳性能指标的统计量，并以此为基础，在系统中建立核心群、生产群和淘汰群的筛选模块，使系统功能更加全面化、智能化。

四、奶牛场数字化生产管理系统的实现

4.1系统数据库

根据对奶牛数字化生产管理系统的需求分析，本系统数据库采用当前流行的、实用性较强的关系型数据库。通过对数据结构的优化设计，系统数据表的数据冗余大幅度减小，如之前对繁育数据库的设计是按各个繁育阶段分别建表，现在将其整合到同一个繁育数据表中。因此，系统数据库能够实现数据的快速检索、排序、增减、更改等功能。根据对规模化奶牛场管理知识的分析，系统共设计了23个数据表，各数据表之间以逻辑关系互联，形成了以牛只信息数据库为基础，以牛场管理、繁育管理、泌乳管理、健康管理、经营管理五人子数据库为主的综合数据库。系统数据库整体结构如图４～１所示，部分系统数据表的逻辑关系如图４—２所示。

图４—１系统数据库整体结构图

图４—２部分数据表的逻辑关系图

4.2系统主要功能模块的实现

奶牛数字化生产管理系统是基于.NET框架下N层C/S体系结构创建的。根据实际需求和技术要求，系统采用Microsoft Visual Studio.NET 2005作为前台开发语言，采用SQL Server 2005作为后台数据库，贯彻结构化开发策略和面向对象的思想，全面实现奶牛生产管理过程的实时监控、智能化提醒，各模块之间完整度高，联系性强。系统主要包含牛场管理、生产管理、乳品管理、兽药管理、饲料管理和统计分析六个主要的功能模块。下面分别以这六个主要功能模块为例，模拟系统应用。

系统使用菜单式管理形式，用户需要在登录界面中进行验证后才可进入主菜单。为了方便操作，系统将常用的功能设置成快捷按钮安排在主菜单下。系统登录界面和主菜单如图４—３所示。

图４—３系统登录界面和主菜单

4.2.1牛场管理模块

牛场管理模块是奶牛场进行宏观管理的基本模块之一，该模块主要实现牛场信息注册保存、牛舍信息管理、员工管理、牛群的淘汰离场管理、牛群列表和牛只资料信息的导入。它下设的每个子模块都可以实现数据的添加、更改、删除、清空等操作，也可实现数据的查询 操作。新引入的牛只需在此记录才会在系统中有所记载。填写的相关基本信息，是系统日后对于该牛只进行生产管理信息提示的基础。 为了实现清晰直观的查询浏览。该模块下的牛群列表子模块实现了奶牛群体结构图的绘制。在牛群列表界面中，用户点击相应的选项

卡，不仅可以查看了当前奶牛的群体结构图还可以浏览各类奶牛群的信息列表。除牛群结构图选项卡，相应选项卡下都设置了牛卡按键，用户点击后，可以链接到单个牛只的资料卡进行浏览。牛只资料墨中包含着奶牛的全部详细信息记录，如繁育信息、泌乳信息、发病信息等。图４—４为牛场管理模块功能界面。

图４—４牛场管理模块界面

4.2.2生产管理模块

生产管理模块包含繁育管理、泌乳管理、疾病诊疗、疾病管理、护蹄修蹄、盲乳头管理、体尺体重管理、营养管理8个子模块。 １）繁育管理子模块

繁育管理是奶牛场管理的核心，该模块可以实现奶牛发情、配种、初检、复检、分娩、仔畜断奶、产后监控等功能。此外，系统特别为奶牛繁育过程设置了事件关注一栏。当每天登录系统的时候，该系统会自动更新当天需要完成的繁育工作，并以红色的字体给出提示，实现了对繁育任务的实时监控和提醒功能。提示项目包括首次发情提醒、产后发情提醒、适配牛只提醒、妊娠初检提醒、妊娠复检提醒、预产期、干奶提醒、仔畜断奶提醒等。每个选项卡中的第一个按键都可以链接到母牛繁育卡，相关的繁育事件操作都在该界面中完成。图４—５显示了奶牛繁育管理模块的工作界面。

图４—５繁育管理子模块工作界面 ２）泌乳管理子模块

泌乳管理是另一个重要的功能模块，它是泌乳统计分析模块的基础。用户在该模块中进行奶牛泌乳状况的记录和修改工作。此外，系统可将某个胎次的个体泌乳数据管理按时间点绘制成泌乳曲线，同时也提供这些数据的Excel形式导出。该模块的工作界面如图４—６所示。

图４—６泌乳管理子模块工作界面 ３）疾病诊疗子模块

按照最初设计目标，疾病诊疗子模块可以辅助完成常见奶牛疾病的诊断治疗。用户可以双击左侧症状栏中的相应项目，然后点击诊断按钮，系统便会按可信度由高到低列出可能发生的疾病名称，用户可以点击再诊继续选择发病症状，也可点击治疗系统给出可信度最高的疾病的治疗方案，从而完成一次疾病的辅助性诊疗过程。此外，治疗结果还能支持Excel格式输出，图４—７为该模块的工作界面。

图４—７疾病诊疗工作界面 ４）疾病管理子模块

系统的病历管理功能详细记录了奶牛的发病信息，如诊疗日期、临床表现、治疗方法、治疗结果等，在此基础上，用户可以任意选择某一时间段，查询该时期内奶牛场的发病及治疗情况。此外，系统还可生成某段时期内发病情况的梓状图，供管理人员参阅。疾病管理界面如图４—８所示。

图４—８疾病管理工作界面 ５）护蹄修蹄子模块

该模块实现对奶牛肢蹄健康管理，可以对数据进行添加、查询、更新、删除、清空等基本操作。录入时，只需在护蹄修蹄区勾选相应的复选框即可完成操作，简化了录入过程，减少了工作量。本模块支持在任意时间段内查询护蹄修蹄记录。 ６）盲乳头管理子模块

用户在本模块可以对牛只盲乳头进行记录和查询操作，录入过程同样采用了与护蹄修蹄模块类似的输入方式。 7）体尺体重子模块

用户在该子模块中进行关于牛只体尺体重的基本记录及修改工作。图４—９显示了护蹄修蹄、盲乳头管理和体尺体重子模块的工作界面。

图４—９系统工作界面 8）营养管理子模块

用户在该子模块中进行关于奶牛的日粮标准的录入及修改工作，计算机根据奶牛的体重、胎次年龄、泌乳量等信息，采用线性规划法、多目标规划法、参数规划法等方法自动计算出不同奶牛的日粮需求和饲喂方式，辅助奶牛场更加合理地利用饲料，在相同的饲喂方式下实现饲料的最大转化率。

4.2.4乳品管理模块

该模块实现了对鲜奶销售、乳品检测和乳品产销量统计的管理。用户可以选择按年月或任意时间进行查询统计，实现月报表和年报表，

报表的最后两行显示数据的统计结果。在图形分析选项卡中，用户可以自由选择项目实现图形分析，此外，每个界面均支持对数据的 Excel格式导出。图４－１０是本模块的功能界面。

图４－１０乳品管理功能界面

4.2.4饲料管理模块

该模块的两个界面均是对饲料出入库日期、饲料名称、单价、数量、金额等数据进行管理，并将该模块中所有数据进行汇总统计和分析，从而生成的各级报表和统计图形。与乳品管理模块不同的是，用户选择报表界面的复选框后，可以实现按饲料类型对饲料的出入库情况进行统计。本模块的功能界面如图４—１１所示。

图４—１１饲料出入库管理功能界面

4.2.5兽药管理模块

该模块是对兽药的购入、消耗等情况进行管理，与饲料出入库管理子模块的使用方法相同。模块的报表界面如图4-12

图４一１２兽药出入库管理功能界面

4.2.6统计分析模块

统计分析模块以其它模块产生的基本数据为基础，实现本模块的图表绘制与分析。该模块包括繁育统计、泌乳统计、疾病统计、胎次结构、胎次产奶量分布、生产性能综合评价、核心群筛选7个子模块。每个子模块中均可对某一数据单项进行数据分析或图形分析。用户可自由选择分析对象，对其在不同时间范围内进行统计。泌乳统计和疾病统计上文已做过介绍，下面对繁育统计、胎次结构、胎次产奶量分布、生产性能综合评价和核心裙筛模块选进行模拟应用。 １）繁育统计子模块

该模块中可对繁育涉及的部分数据指标进行汇总统计，最终生成一个统计结果反馈给用户。用户在该模块中可以检索到各项指标参与统计的每头牛的信息数据，以便发现问题的原因。此外，系统提供了对各像繁育指标的解释说明。图４—１３是本模块的功能界面。

图４—１３繁育统计子模块功能界面 ２）胎次结构子模块

该模块中可对牛群的胎次数据做汇总统计和图形分析，可以直观显示本场牛群的胎次结构状况，同时，也可实现按胎次查询牛只的信息资料。图４－１４是本模块的功能界面。

图４－１４胎次结构子模块功能界面 ３）胎次产奶量分布子模块

该模块中主要是对奶牛的泌乳数据按胎次分布做汇总统计和图形分析。用户需要双击列表中的牛只编号才可对该牛只的胎次产奶量进行图形分析。此外，双击某牛只某个胎次下的产奶总量单元格即可获得该牛在这一胎次下泌乳的详细数据和泌乳曲线图。图４一１５是本模块的功能界面。

图４一１５胎次产奶量分布子模块功能界面

4）综合性能评价子模块

该模块中主要是对奶牛的繁殖性能指标主要包括配种指数、情期受胎率、总受胎率、不再发情率、产犊率、产读间隔、犊牛成活率、繁殖率、年繁殖率、繁殖成活率等统计和图形分析。进行奶牛群改良，组建核心奶牛群，使体型结构更符合生产要求，以期提高奶牛的产奶量、增加牛奶中的干物质含量、提高奶牛场的经济效益。

5）核心群筛选

该模块中主要对奶牛的繁育性能指标和泌乳性能指标的统计量，并以此为基础，在系统中建立核心群、生产群和淘汰群的筛选模块，使系统功能更加全面化、智能化。

五、系统特点及应用

5.1本系统的特点 5.1.1生产管理过程标准化

我国奶牛养殖业持续快速发展，但亟须推进规模化奶牛场的标准化生产。中国奶业协会理事长刘成果指出，目前国内奶牛养殖标准化存在“标准不全、指标落后、标准化意识滞后”等三大主要问题。由于奶牛养殖的主要目的是将低成本的饲料最大限度地转化为高附加值的牛奶，因而整个过程就会出现各种指标要求。要实现这些要求，首先要对生产过程进行全面的管理，相对于正在使用的其它奶牛生产管理软件来说，本软件是一个功能更加全面的生产管理系统。其次，繁育、泌乳等过程关系密切，各个阶段环环相扣。某一环节尚未达标，通过系统给出的提示，管理者都能够及时了解。因此，为了确保奶牛场在生产管理上推行规范化管理，系统遵循奶牛标准化规模养殖生产技术规范的要求，从奶牛的分群饲养、繁殖管理、泌乳管理等方面设置了提示功能，并通过系统划分到各模块，使标准化的奶牛繁育技术、疾病诊疗技术、乳品质量控制技术切实应用到实际生产之中。用户使用本系统对奶牛进行饲养管理的过程中，自然而然地就会采用标准化的方法。从而逐步提高奶牛综合生产技术水平。

5.1.2生产环节实时监测

规模化奶牛场中，随着奶牛饲养数量的不断增加，各种生产任务

所产生的数据如发情、配种、妊娠检查、分娩、泌乳等会成比例增加，人员的工作量将十分巨大。同时，这些数据的时效性非常强，一－日错过必然会给生产带来损失。如前文所讲到的奶牛适配时间的问题，如果没有及时掌握奶牛的发情信息而错过最佳配种时期，按荷斯坦奶牛平均21天的发情周期算，就会延搁20多天的生产时间，算上饲料成本、管理成本，损失不小。

本系统为了解决这一问题，特别设置了事件关注模块。它以奶牛基本信息资料为基础，以奶牛生长、生产过程为时间轴，把奶牛日常的生产任务特别是繁育任务进行实时监测，设置成明显的提示信息展示给用户。此功能的实现依赖于系统对奶牛基本信息的全面准确记录，系统根据这些数据信息进行运算，实现生产环节的实时监测和提示。以配种任务为例，系统会将数据库奶牛信息表中的繁殖状态为发情的牛只进行运算统计，根据发情日期与当前日期的比对，若大于参数给定的时间，则事件关注待配一栏中会给出当日需要进行配种处理的所有奶牛列表。

5.1.3生产数据分析及预测

奶牛场日常生产管理过程中会产生大量的数据，例如以100头成母牛的奶牛场计算，每天三次挤奶，一天中仅产奶一项就要测量和记录300个数据，如果只将计算机软件作为一个记录系统来使用，就达不到管理信息系统的真正作用。而事实上，奶牛场管理人员不仅仅需要准确地奶牛数据资料以便做出恰当的管理决策，取得最大的经济效

益，更重要的是，奶牛生产性能的监测是一项十分必要的、长期的基础性工作。个体奶牛生产性能检测数据对奶牛生产具有非常重要的意义。在奶牛生产比较发达的国家都有本国的生产性能监测制度和体系。 为此，系统的统计分析模块可以较全面的对奶牛的各项生产数据进行统计分析，如繁育数据、泌乳数据、生长数据、发病数据、奶牛场经营数据等。同时，系统以文字、图标的形式反馈统计报告。根据数据分析结果和适当地预测信息，牛场管理者能够对牛群的实际情况做出客观、准确、科学地判断，从而提高经济效益。

另一方面，生产数据分析与预测的关键是从中发现问题，并及时将问题进行快速、高效、准确地解决。管理人员可以将统计报告中的信息与正常范围内的标准数据进行对比，找出问题，然后针对牛场实际情况，作出相应的问题诊断，找出导致问题发生的原因。 从根本上讲，对生产数据进行分析预测就是为了报告奶牛的生产性能。生产性能的好坏直接影响育种工作和奶牛生产。通过这项工作能够及时了解奶牛的泌乳能力，为奶牛选配、淘汰以及饲养管理提供科学依据，及时提供配种、干奶、分娩信息保证繁殖管理顺利进行。本系统充分结合生产性能的统计方法，可以将生产过程中的数据经过分析统计反馈到管理者，管理者又可根据报告结合实际情况找到相关问题的解决方案，并将这些方案反馈到实际生产中，形成科学的管理循环体系。

5.2软件数据接口

现代化、规模化的奶牛场大多采用机械化、半机械化的方式进行奶牛的生产管理，这些奶牛场大多会使用自动饲喂器和适用于不同养殖环境下的挤奶机器人等设备，这就需要系统给予相应的数据接口，以便这些设备与本系统的结合使用，实现奶牛场的自动化和机械化。为此，系统下一步设计时还应多考虑为先进的数控设备提供数据接口。

5.3奶牛场数字化生产管理系统的应用前景

奶牛养殖业我国畜牧业中重要的支柱产业，多年来一直受到国家的重视，该行业的发展也达到了前所未有的高度。随着奶牛业的不断发展，奶牛养殖正在从传统的生产管理方式向现代化的管理方式转变，从传统的数量型向质量效益型转变，从奶牛场粗放型松散化管理模式向精养型集约化管理模式方向转变，而这种转变必须构建在有效的信息平台上。为此，将信息技术应用于奶牛场的生产管理是一种有效的方案。

实现这个目标，就要求对奶牛生产管理的总体状况有宏观地把握，对奶牛个体状况要有详细记录，对奶牛生产的各个环节实施严格监控，对奶牛生产过程中产生的数据进行细致地统计分析，这样就会形成一套标准化的生产管理体系。与此同时，当前我国奶牛业的主要发展方向是减少奶牛疫病发生率，提高单产水平和奶牛养殖的经济效益，在这种形势下，奶牛场引入计算机管理软件便成为一种趋势。 本系统的构建可以实现繁殖育种、乳品收支、疾病防治等过程的

数据管理、统计分析及生产辅助决策。通过对牛群变动、育种、泌乳等关键环节的预测与提示，对奶牛繁育性能、泌乳性能及健康体况的分析评定，为核心群与淘汰群的决策提供支持。为奶牛养殖提供有效的技术支持，全面提高养殖的信息化水平，实现奶牛生产管理的数字化。

系统下一步的目标是，选择规范化、标准化程度较高的奶牛养殖场或养殖小区进行软件的应用，并通过应用为不同类型的养殖场提供个性化的软件产品。

六、系统建设效益

构建了奶牛场数字化生产管理系统。系统具有牛场管理、繁育及泌乳管理、乳品管理、饲料管理、兽药管理等功能。系统对奶牛关键生产环节进行自动提示，并为奶牛场的生产管理提供数据统计分析及各类报表输出服务。