杜秉華，樓平兒，王燕麗

（1.浙江省金華市婺城區(qū)八一南街紫荊苑，321000；2.成都天邦生物制品有限公司,四川 成都 610100；3.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321007）

種豬生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)正確性及其影響因素

杜秉華1，樓平兒2，王燕麗3

（1.浙江省金華市婺城區(qū)八一南街紫荊苑，321000；2.成都天邦生物制品有限公司,四川 成都 610100；3.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 金華 321007）

很多人認(rèn)為既然是“自動(dòng)”生長(zhǎng)性能測(cè)定設(shè)備（簡(jiǎn)稱為“自動(dòng)測(cè)定設(shè)備”），就可以把運(yùn)行過(guò)程中的人為管理降低到最低程度，而且往往把從測(cè)定設(shè)備里得到的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)直接拿來(lái)進(jìn)行后續(xù)性能等分析。這其實(shí)是一個(gè)很大的誤解，因?yàn)樽詣?dòng)測(cè)定設(shè)備本身的精確度（奧斯本為1.5%）并不等于數(shù)據(jù)正確性，而且機(jī)械粘連、斷料、動(dòng)物行為等因素都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)正確性造成影響。該文從數(shù)據(jù)正確性的3個(gè)組成方面（數(shù)據(jù)精確性、準(zhǔn)確性和合理性）入手，從負(fù)采食量、單次采食大于1500g和最大采食速度等方面詳細(xì)闡述在測(cè)定設(shè)備運(yùn)行中受到的影響因素及對(duì)育種值估計(jì)誤差較大的結(jié)果。

生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備；數(shù)據(jù)精確性；數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；數(shù)據(jù)合理性；動(dòng)物行為；育種影響

0 前言

使用自動(dòng)測(cè)定設(shè)備替代人工對(duì)種豬進(jìn)行生長(zhǎng)性能的測(cè)定，是我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)近年來(lái)的一個(gè)重大進(jìn)步。然而在使用過(guò)程中，很多人認(rèn)為可以把運(yùn)行自動(dòng)測(cè)定設(shè)備的人為管理因素降到最低程度，可以把自動(dòng)測(cè)定設(shè)備得到的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)理解成準(zhǔn)確數(shù)據(jù)而直接使用。從我們使用自動(dòng)測(cè)定設(shè)備多年的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這是一個(gè)很大的誤解。如果忽視對(duì)自動(dòng)測(cè)定設(shè)備的人為管理和對(duì)測(cè)定設(shè)備數(shù)據(jù)的理解不科學(xué)，則直接運(yùn)用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)后所推演結(jié)果的正確性要比我們想象中的要差很多，由此得到的推演結(jié)果不僅會(huì)影響到測(cè)定性狀的正確性描述，而且會(huì)影響到育種的成效和成本，更會(huì)影響到國(guó)內(nèi)生豬改良計(jì)劃的有關(guān)收集數(shù)據(jù)的正確性。

關(guān)于自動(dòng)生長(zhǎng)性能測(cè)定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)正確性問(wèn)題在國(guó)內(nèi)極少討論，所以筆者在此對(duì)自動(dòng)測(cè)定設(shè)備測(cè)定數(shù)據(jù)的正確性及影響其在運(yùn)行過(guò)程中所受到的內(nèi)外因素進(jìn)行初步探討。

1 生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備本身標(biāo)定的“實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)精確性”不能替代“實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的正確性”

1.1 生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性的提出

在2000年初，美國(guó)奧斯本的生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)時(shí)，把美國(guó)Rod Korthals博士撰寫的《FIRE性能測(cè)定飼喂器的精確性》（ACCUR ACY AND PRECISION OF THEFIRE ? PERFORMANCE TESTING FEEDE R）[1]作為奧斯本進(jìn)行商業(yè)推廣的科學(xué)依據(jù)，把數(shù)據(jù)的精確性作為該設(shè)備的主要性能來(lái)介紹。在該文中，Rod Korthals博士比較詳細(xì)地講述了奧斯本動(dòng)態(tài)投料型自動(dòng)測(cè)定設(shè)備對(duì)飼料的稱量精確性的驗(yàn)證方法和驗(yàn)證結(jié)果，表示設(shè)備的平均精確性可以達(dá)到1.5%，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人工測(cè)定的大于5%（可能會(huì)更高）的平均精確度。當(dāng)時(shí)，精確性是吸引大家的主要亮點(diǎn)，再加上它的高效大群測(cè)定等一些其他的優(yōu)點(diǎn)，又趕上國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展的時(shí)機(jī)，從此自動(dòng)測(cè)定生長(zhǎng)性能的設(shè)備，尤其是動(dòng)態(tài)投料型的自動(dòng)測(cè)定設(shè)備在國(guó)內(nèi)得到快速推廣。在隨后歷次大大小小的豬業(yè)展會(huì)上，動(dòng)態(tài)投料型的國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品也紛紛涌現(xiàn)，直到現(xiàn)在占據(jù)了國(guó)內(nèi)測(cè)定設(shè)備的主要市場(chǎng)。

Rod Korthals博士的文章在推廣設(shè)備時(shí)起了不小的作用，但他在文中提到的“精確性”的兩個(gè)重要條件卻被斷章取義掉了：1）“1.5%的平均精確性”是在比較嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件下所得到的。2）對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性在實(shí)際生產(chǎn)條件下難以驗(yàn)證。然而，直到經(jīng)過(guò)10多年后的現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)眾豬場(chǎng)對(duì)普遍得到的測(cè)定數(shù)據(jù)的正確性認(rèn)識(shí)還是不容樂(lè)觀的?？赡苤匾脑蛑皇菍?duì)自動(dòng)測(cè)定設(shè)備得到的數(shù)據(jù)正確性還沒有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，把設(shè)備在理想實(shí)驗(yàn)條件下得到性能數(shù)據(jù)的精確性等同于在生產(chǎn)條件下的工作數(shù)據(jù)的正確性，由此帶來(lái)的是對(duì)實(shí)際生產(chǎn)條件下管理的輕視和對(duì)得到實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可信度的忽視。

1.2 舉例說(shuō)明“實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性”不等于“實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的正確性”

以自動(dòng)測(cè)定設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的負(fù)采食量為例，從3個(gè)有代表性（以管理的優(yōu)良程度來(lái)分類）的種豬測(cè)定場(chǎng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性不能替代實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)正確性的原因，以及這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)果又將對(duì)育種值評(píng)估會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響。

從表1的數(shù)據(jù)上可以看到：1）負(fù)的采食量事件比率顯然已經(jīng)大大超出了“1.5%的精確度”，也已經(jīng)超出了數(shù)據(jù)誤差的概念，所以不能用數(shù)據(jù)精確性的定義進(jìn)行表述，只能用數(shù)據(jù)不正確來(lái)表述。2）且先不談造成負(fù)采食量的原因，單從它所造成的后果來(lái)看，C場(chǎng)的負(fù)采食量對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)1%（達(dá)到6.99%）。在評(píng)估豬的FCR時(shí)，1%的負(fù)采食量誤差可能會(huì)對(duì)FCR造成放大4倍（數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果）的影響。如果FCR有4%的差異，那對(duì)某頭豬的飼料轉(zhuǎn)化效率的成績(jī)就至少會(huì)造成16%的差錯(cuò)，而大白豬和杜洛克豬的FCR遺傳力也只有0.15～0.41[2-4]。3）豬場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的條件與嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件完全不能等同，當(dāng)時(shí)Rod Korthals博士輕輕帶過(guò)的兩個(gè)問(wèn)題現(xiàn)在變得現(xiàn)實(shí)并突出了，加上從自動(dòng)測(cè)定設(shè)備得到的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)也是一種大數(shù)據(jù)，再加上數(shù)據(jù)信息處理等技術(shù)的提高，如何在實(shí)際條件下使用自動(dòng)測(cè)定設(shè)備所得到的各種大數(shù)據(jù)怎么為現(xiàn)代育種進(jìn)行服務(wù)的問(wèn)題也浮出水面。那么生產(chǎn)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備的數(shù)據(jù)正確性到底應(yīng)該包括哪些方面呢？

2 生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備數(shù)據(jù)的正確性

筆者認(rèn)為構(gòu)成生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定數(shù)據(jù)的正確性由3個(gè)方面構(gòu)成：由設(shè)備本身帶來(lái)的數(shù)據(jù)精確性、主要由外界因素引起的數(shù)據(jù)相對(duì)誤差、以及活口測(cè)定帶來(lái)的動(dòng)物行為所引起的異常數(shù)據(jù)的合理性。

2.1 設(shè)備本身帶來(lái)的數(shù)據(jù)精確性

在正常情況下，通常測(cè)定數(shù)據(jù)理論中的正確性包括兩個(gè)方面：即數(shù)據(jù)的精確性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)的精確性是第一方面，是指自動(dòng)測(cè)定設(shè)備本身的工作能力，也反映了設(shè)備系統(tǒng)正確分辯校準(zhǔn)砝碼的規(guī)定單位的能力。雖然精確性還應(yīng)該有更細(xì)分的項(xiàng)目，如穩(wěn)定性、示值分辨率等，但筆者認(rèn)為奧斯本公司介紹的數(shù)據(jù)精確性還是最重要和最實(shí)用的工作指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)已經(jīng)能基本滿足現(xiàn)在的需要。

該設(shè)備提供了監(jiān)測(cè)精確性的“窗口”，這就是在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所同步產(chǎn)生的投料日志文件和出錯(cuò)日志文件，以及飼料和體重稱量的校準(zhǔn)記錄，通過(guò)這“窗口”能讓我們?cè)谟泄收匣蚴Х€(wěn)時(shí)發(fā)現(xiàn)情況。以下的例子是動(dòng)態(tài)投料型設(shè)備在監(jiān)測(cè)其飼料的投料校準(zhǔn)值的情況。

從上面的實(shí)例可以看到測(cè)定設(shè)備是被實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的，這個(gè)監(jiān)測(cè)作用有兩個(gè)：一是可以監(jiān)視設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，作為進(jìn)行設(shè)備維護(hù)或維修的依據(jù)；二是可以結(jié)合監(jiān)測(cè)所測(cè)豬的即時(shí)采食量和體重，作為測(cè)定數(shù)據(jù)的維護(hù)依據(jù)。

在管理和設(shè)備運(yùn)行正常的情況下，是能基本穩(wěn)定和保證設(shè)備的這個(gè)精確度的。如果發(fā)現(xiàn)投料校準(zhǔn)值有線性變化或者有大幅變化時(shí)，就需要慎重對(duì)待這個(gè)誤差了。

2.2 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

這是數(shù)據(jù)正確性定義中的第二個(gè)方面。簡(jiǎn)單地說(shuō)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就是設(shè)備因本身性能外的原因而導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)了誤差的結(jié)果，或是設(shè)備在外界隨機(jī)發(fā)生的因素影響下而使數(shù)據(jù)對(duì)真值產(chǎn)生偏移的程度。

豬場(chǎng)實(shí)際的測(cè)定工作環(huán)境和條件與實(shí)驗(yàn)的環(huán)境和條件相差很多。從我們的實(shí)踐來(lái)看，外界因素對(duì)數(shù)據(jù)的正確性影響是很大的，即種豬測(cè)定場(chǎng)的測(cè)定結(jié)果誤差普遍遠(yuǎn)大于設(shè)備本身的精確度（1.5%）。這很大的原因是沒有把數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性因素納入考慮范圍，而數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)數(shù)據(jù)正確性的影響往往遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)的精確性。這些原因主要發(fā)生在管理方面，如供電中斷、飼料中斷、機(jī)械粘連、電子電氣和機(jī)械的設(shè)備故障、飼養(yǎng)管理、疫病等都會(huì)對(duì)設(shè)備記錄數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生直接和間接的隨機(jī)誤差影響。前面提到的負(fù)采食量也是其中之一，因?yàn)橄喈?dāng)一部分的負(fù)采食事件是由機(jī)械的粘連引起（粘連是設(shè)備故障的一種表現(xiàn)）。以下是機(jī)械粘連導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確產(chǎn)生的誤差例子。

例1：圖2中的兩個(gè)采食事件數(shù)據(jù)是受粘連影響后的采食量（采食量為-2.721 kg和2.943 kg），這都是不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，是設(shè)備粘連的原因影響了這連續(xù)的兩個(gè)事件的采食量。

例2：設(shè)備粘連易導(dǎo)致體重?cái)?shù)據(jù)不準(zhǔn)確，甚至有10%或更大的誤差（圖3）。

上述兩個(gè)例子中的數(shù)據(jù)的實(shí)際誤差遠(yuǎn)大于設(shè)備精確度的1.5%，這是外界因素引起數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確的結(jié)果。我們?cè)谧约旱膶?shí)際運(yùn)行和同行的交流中，發(fā)現(xiàn)這種情況還是比較普遍。

當(dāng)然，一個(gè)不正確的事件數(shù)據(jù)往往可能是幾個(gè)因素疊加的結(jié)果，這些因素往往是外界的因素。通過(guò)誤差數(shù)據(jù)中體現(xiàn)的數(shù)據(jù)特征可以查找其背后的原因，即使是多個(gè)原因的疊加，也能大致判斷其具體原因。

2.3 數(shù)據(jù)的合理性

從經(jīng)典的數(shù)據(jù)正確性定義來(lái)講是沒有數(shù)據(jù)合理性這一說(shuō)法的，因?yàn)榻?jīng)典的數(shù)據(jù)正確性把外界的各種影響都?xì)w到隨機(jī)因素的范疇。雖然動(dòng)物的行為差異也確實(shí)是一種影響測(cè)定設(shè)備的外界因素，但我們還是認(rèn)為有必要把動(dòng)物的行為作為影響測(cè)定數(shù)據(jù)正確性的一個(gè)專項(xiàng)因素來(lái)處理，因?yàn)檫@有利于我們對(duì)養(yǎng)豬業(yè)測(cè)定數(shù)據(jù)的分析和測(cè)定工作的管理。其一，在測(cè)定活口時(shí)，動(dòng)物的行為對(duì)設(shè)備系統(tǒng)性能的互動(dòng)影響是很大的。我們發(fā)現(xiàn)在管理正常的測(cè)定豬場(chǎng)內(nèi)如有不正確的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，其中往往超過(guò)50%以上是由動(dòng)物行為直接或間接引起的。其二，所有的數(shù)據(jù)大多表現(xiàn)為動(dòng)物的行為數(shù)據(jù)，而這些行為數(shù)據(jù)又是判斷測(cè)定數(shù)據(jù)正確性的重要依據(jù)。其三，由動(dòng)物行為引起的異常數(shù)據(jù)在養(yǎng)豬業(yè)測(cè)定過(guò)程中無(wú)法用通常的數(shù)據(jù)誤差理論中的校驗(yàn)方法及其平行測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在測(cè)定動(dòng)物生長(zhǎng)性能時(shí)，采食數(shù)據(jù)和體重?cái)?shù)據(jù)可以作為監(jiān)測(cè)動(dòng)物行為的數(shù)據(jù)。采食量數(shù)據(jù)主要有一次性最大采食量、采食速度、最長(zhǎng)和最短采食時(shí)間；體重?cái)?shù)據(jù)主要是測(cè)定豬在短時(shí)間內(nèi)的體重差值。以下舉例說(shuō)明動(dòng)物行為對(duì)一次性最大采食量的合理性影響。

奧斯本公司把1 500 g作為測(cè)定豬一次性最大采食量的合理性數(shù)值，即超過(guò)此值就認(rèn)為該數(shù)據(jù)不正確而可以在軟件中自動(dòng)過(guò)濾掉。這里就把一次最大采食量超1 500 g作為合理性判斷的數(shù)值。以下數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)內(nèi)3個(gè)不同管理程度（好、一般、差）的豬場(chǎng)，測(cè)定豬都為瘦肉型豬。

從表2可得到：1）在正常測(cè)定管理的情況下A、B兩個(gè)豬場(chǎng)所有測(cè)定豬的單次采食量大于1 500 g的事件比率很低的。在場(chǎng)A，每頭測(cè)定豬的單次采食大于1 500 g的采食事件的發(fā)生率僅為0.05%。場(chǎng)B也基本達(dá)到了規(guī)范操作的要求，全場(chǎng)平均值也只有0.06%（附帶指出的是場(chǎng)B有1/4的工作站發(fā)生的1 500 g事件數(shù)為0）。這表示在測(cè)定種豬的正常過(guò)程中是存在單次最大采食量超1 500 g的合理事件。國(guó)外也有過(guò)專題討論過(guò)此值是否合理，結(jié)論與此相符。2）單次最大采食量對(duì)其他指標(biāo)有放大影響的作用。場(chǎng)B比場(chǎng)A的事件數(shù)的發(fā)生率只提高了0.01%，而對(duì)日均采食量（ADFI）的影響卻增加到了0.7%；場(chǎng)C的事件數(shù)的發(fā)生率為4.32%時(shí)，對(duì)ADFI的影響就飆升到了30.73%。3）通過(guò)計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)這種采食量數(shù)據(jù)的誤差值對(duì)飼料轉(zhuǎn)化率（FCR）可能會(huì)有放大4倍的影響。更何況單次采食大于1 500 g本身就是通常采食量的幾倍值，再加上當(dāng)這種數(shù)據(jù)失控時(shí)其量值會(huì)呈幾何級(jí)數(shù)地增加，所以這里的誤差會(huì)對(duì)FCR的誤差放大遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于4倍的貢獻(xiàn)。4）一頭豬在一次性采食量超過(guò)1 500 g，從數(shù)據(jù)本身來(lái)講不表示任何差錯(cuò)，而且在豬場(chǎng)的測(cè)定過(guò)程中也沒有通常數(shù)據(jù)誤差理論中的使用平行測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的可能，這是自動(dòng)測(cè)定設(shè)備在養(yǎng)豬業(yè)應(yīng)用時(shí)需進(jìn)一步研究的信息。

表1 3個(gè)不同管理水平的種豬場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的負(fù)采食量情況

表2 不同管理水平豬場(chǎng)中的單次采食大于1 500 g的事件數(shù)據(jù)情況

圖1 自動(dòng)測(cè)定設(shè)備所監(jiān)測(cè)的投料校準(zhǔn)值情況

圖2 粘連影響的不準(zhǔn)確采食事件數(shù)據(jù)

圖3 粘連導(dǎo)致的體重?cái)?shù)據(jù)不準(zhǔn)確

圖4 3頭豬不正確的采食速度

上例表明了動(dòng)物一次性最大采食的行為數(shù)據(jù)對(duì)動(dòng)態(tài)性投料的設(shè)備故障和運(yùn)行管理有很大的監(jiān)測(cè)意義，對(duì)ADFI、FCR等育種值的估算也有很大的影響。所以把動(dòng)物行為數(shù)據(jù)的合理性作為自動(dòng)測(cè)定設(shè)備的數(shù)據(jù)正確性是具有現(xiàn)實(shí)意義的。

另外比較重要的有關(guān)動(dòng)物習(xí)性的數(shù)據(jù)事例，是最大采食速度。如圖4中的3頭豬的采食速度，應(yīng)視為不正確的數(shù)據(jù)。

圖4顯示了3頭豬都是平均采食速度大于500 g/min，這是不正常的采食速度。這3個(gè)連續(xù)不正確數(shù)據(jù)的實(shí)際原因是系統(tǒng)供料有故障，但是以異常的采食行為數(shù)據(jù)表現(xiàn)出來(lái)。實(shí)際結(jié)果應(yīng)該是這些豬的當(dāng)時(shí)采食量都為零。由此可見，對(duì)這3頭豬進(jìn)行飼料報(bào)酬計(jì)算時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)都受到1%左右的影響了。

3 結(jié)論

種豬生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備在測(cè)定過(guò)程中的數(shù)據(jù)正確性受到多種因素的影響，我們把正確性歸類成3個(gè)方面：精準(zhǔn)性、準(zhǔn)確性和合理性。以往較多地關(guān)注數(shù)據(jù)正確性的第一方面——精確性，而沒有或極少重視正確性的第二和第三方面——準(zhǔn)確性和合理性。然而實(shí)踐卻表明：在管理一般的測(cè)定場(chǎng)內(nèi)，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)正確性的影響遠(yuǎn)比數(shù)據(jù)精確性的影響要大。第三方面的數(shù)據(jù)合理性除了是分析和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的重要依據(jù)外，實(shí)際上也是對(duì)數(shù)據(jù)正確性影響很大的一個(gè)因素。

討論測(cè)定數(shù)據(jù)的正確性問(wèn)題有助于我們有方向地去監(jiān)測(cè)運(yùn)行測(cè)定工作，以便有效地采取措施去防止和維護(hù)故障，有依據(jù)地采信測(cè)定的數(shù)據(jù)結(jié)果，以期達(dá)到我們使用生長(zhǎng)性能自動(dòng)測(cè)定設(shè)備的目的——希望提高種豬生長(zhǎng)性能測(cè)定工作的效率，降低測(cè)定工作的成本和達(dá)到好的經(jīng)濟(jì)效益。

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