کتاب مدلسازی ‏کارایی ‏انرژی ‏و ‏اقتصادی ‏با ‏استفاده ‏از ‏شبکه ‏عصبی ‏مصنوعی ‏(در ‏صنعت ‏مرغداری)

فهرست
عنوان صفحه
فصـل اول )کلیات تحقیق) 13
بیان مسئله 15
اهمیت و ضرورت تحقیق 16
اهداف 19
فصـل دوم(مروري بر ادبيات تحقيق و پیشینه تحقیق) 21
كليات و مباني نظري تحقيق 22
طبقه‌بندی مرغ 22
طبقهبندی زیست شناسی 22
طبقه بندی براساس محل جغرافیایی 22
طبقه‌بندی از لحاظ تولید و بهره ‌وری 24
انواع مرغداری 25
نژاد مرغ 26
اصول پرورش مرغ گوشتی 27
مهم‌ترین نژادهای گوشتی 27
جوجه‌کِشی و رشد جنینی 28
شرایط محیطی موردنیاز برای پرورش و نگهداری جوجه 29
درجه حرارت 29
رطوبت نسبی 31
تهویه 32
روشنایی 33
مساحت سالن(تراکم گله) 34
تعداد دانخوری و آبخوری 34
روش های پرورش جوجه های گوشتی 36
انرژی 37
انرژی در کشاورزی 39
هم‌ارز انرژی 40
شبکه های عصبی مصنوعی 40
مفهوم شبکه 41
شبكه عصبي مصنوعي 42
مزایای شبکه های عصبی 43
ساختار شبکه های عصبی 44
مروری بر تحقیقات صورت گرفته 45
فصـل سوم(روش اجرای تحقیق) 55
روش اجرای تحقیق 56
سیمای منطقه‌ی مورد مطالعه 56
روش جمع آوری اطلاعات 58
پایایی پرسشنامه 59
اعتبار یا روایی پرسشنامه 59
حجم نمونه 60
انرژی مصرفی ماشین‌ها و تجهیزات 61
انرژی مصرفی نیروی انسانی 64
انرژی مصرفی سوخت دیزل 65
انرژی مصرفی الکتریسیته 65
انرژی مصرفی جوجه یک روزه گوشتی 66
انرژی دان مصرفی 66
انرژی ستانده 67
شاخصه ای انرژی 69
شاخص های اقتصادی 69
شبکه عصبی مصنوعی 70
ارزیابی شبکه های عصبی مصنوعی 74

فصـل چهارم)تجزیه و تحلیل داده ها) 77
تجزیه و تحلیل داده( یافته‌ها) 78
برآورد مقدار و سهم هر یک از نهاده های تولید در میزان مصرف انرژی(…) 78
برآورد مقدار شاخص‌های انرژی 82
اثر میزان سواد و سابقه‌ی تولید بر شاخص‌های نسبت انرژی و نسبت فایده به هزینه 85
مدل‌سازی نهاده‌های انرژی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی 92
بررسی اقتصادی تولید مرغ گوشتی 96
مدل‌سازی نهاده‌های اقتصادی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی 101
فصـل پنجم(نتیجه گیری) 105
نتیجه گیری 106
منـابع و مآخـذ 109
منابع فارسی 110
منابع غیر فارسی 112

انرژی نقشی مهم و محوری در توسعه و پیشرفت ملت¬ها ايفا میکند. در هر جامعه¬ای از سنتی گرفته تا صنعتی نه تنها هزینه¬های انرژی، بلکه قابلیت دسترسی به انرژی است که ایجاد بحران می¬کند و مدیریت انرژی تنها و نزدیکترین راه برای بهره¬برداری بیشتر از سوخت های موجود و منابع انرژی است(كوچكي و حسيني1373). امروزه به دلیل افزایش روزافزون نیاز غذایی جمعیت رو به رشد جهان و لزوم فراهم کردن مواد غذایی کافی و مناسب باعث افزایش نیاز بخش کشاورزی به مصرف انرژی شده است. بخش کشاورزی به عنوان یکی از بخش‌های تولیدی در نظام اقتصادی هر کشور نقش بسزایی در تولید ملی ایفا می‌نماید. بخش كشاورزي به عنوان مهم¬ترين بخش توليدكننده مواد غذايي كشور نه تنها مصرف‌كننده انرژي است بلكه مهم¬ترين عرضه‌كننده انرژي نيز محسوب مي‌شود(الماسی و دیگران 1387). از آنجایی که یکی از منابع رایج تأمین انرژی سوخت های فسیلی به شمار می‌رود، لازم است با توجه به مفهوم پایداری، کشاورزی به صورت دقیق مدیریت گردد. بخش كشاورزي از يك طرف با محدوديت منابع توليد روبه¬رو بوده و از سوي ديگر تأمين‌كننده نیاز غذايي جمعيت در حال رشد مي‌باشد، لذا بايد تعادل و توازني بين بهره‌برداري از منابع توليد و ميزان توليد محصولات كشاورزي ايجاد شود. در واقع روند استفاده از منابع توليد بايد به گونه‌اي باشد كه علاوه بر رفع نيازهاي غذايي نسل كنوني، امنيت غذايي نسل آينده نيز تهديد نشود.
در آينده¬اي نه چندان دور ذخاير سوخت¬هاي فسيلي به پايان مي¬رسد. از سوی دیگر جايگزين کردن انرژي¬هاي نو مستلزم صرف هزينه¬هاي بسياري است که براي کشورهاي در حال توسعه گران تمام مي¬شود و علاوه‌ بر این، اثرات بحران انرژي بر کشورهاي در حال توسعه بسيار شديد بوده و اين کشورها ملزم به پرداخت انرژي با بهاي بيشتري خواهند بود(رحيمي‌زاده و دیگران 1386).
مقدار انرژي مصرفی در سامانه‌هاي مختلف توليدي نه تنها به نوع محصول تولیدی بلكه به نوع و مقدار نهاده‌های به كار گرفته شده در توليد آن محصول نيز بستگي دارد. تفاوت در نحوه رفتار سيستم‌هاي مختلف در به ¬كارگيري نهاده‌ها و منابع انرژي موجب بروز اختلاف در كارايي انرژي در هر سيستم توليدي می¬شود، به نحوي كه مي‌تواند منجر به ناپايداري كشاورزي گردد. بازده مصرف انرژي يکي از شاخص¬هاي مهم در سنجش میزان توسعه کشاورزي پايدار به شمار مي¬رود. از دیگر مزایای بهره¬برداري از منابع انرژي به شکل کارا می¬توان به صرفه¬جويي اقتصادي، حفاظت از منابع فسيلي و کاهش اثرات زيست محيطي و آلودگي هوا اشاره نمود. تأمین نیازها در گرو سیاست¬های مشخص، کاهش ضايعات و ترویج استفاده مؤثرتر از منابع موجود، بهره¬برداری از منابع انرژی نوین، در كنار كاربرد صحيح انرژي و تشويق مصرف‌‌كنندگان در جهت استفاده‌ی بهینه حائز اهمیت است(الماسی و دیگران 1387). لذا استفاده مؤثر از انرژی در کشاورزی مشکلات زیست محیطی را کاهش داده، از تخریب منابع طبیعی جلوگیری کرده و کشاورزی پایدار را به عنوان یک سامانه تولیدی اقتصادی توسعه می¬دهد(Hatirli et al. 2005). در توليدات دامي، پايداري به مفهوم توانايي توليد مقدار يکساني گوشت از اختصاص مقدار مشخصي زمين مي¬باشد؛ به عبارت ديگر سطح محصول توليدي(گوشت) از مقدار بهره¬برداري از زمين اختصاص يافته جهت بهره¬برداري محصول در آينده نمي¬کاهد(Vavra 1996).
بنابر آنچه گفته شد نتیجه می‌شود که انرژی از عوامل کلیدی در توسعه ملت¬ها است و در هر جامعه‌ای هزینه¬های انرژی و قابلیت دسترسی به انرژی محدویت به شمار می‌رود و مدیریت انرژی تنها و نزدیکترین راه برای بهره¬برداری بیشتر و بهینه از منابع انرژی و سوخت¬های در اختیار است.

انواع مرغداری
صنعت مرغداری دارای حرفه‌ها، بخش ها و صنایع وابسته زیادی است. از آن جمله می¬توان مرغ لاین تخم¬گذار و گوشتی، مرغ اجداد تخم¬گذار و گوشتی، مرغ مادر تخم¬گذار و گوشتی، مرغ گوشتی و تخم¬گذار، کارخانجات جوجه¬کشی، کارخانجات ساخت دان آماده و … را نام برد. تمام این قسمت¬ها دست در دست هم تولید گوشت مرغ و تخم¬مرغ را انجام می¬دهند و در کنار این دو محصول، محصولات جانبی زیادی از جمله پا و پر مرغ نیز تولید می-شود(نیک‌پور 1389).
مرغداری¬های اجداد به دلیل حساسیت مرغ¬ها و اهمیت بسیار زیاد مرغ¬های آن برای صنعت مرغداری دارای سیستم¬ها و تجهیزات پیشرفته¬ایی می¬باشند و در مناطقی تاسیس می¬شوند که از لحاظ آلودگی و رفت و آمد کاملاً کنترل شده باشد. مرغداری¬های مادر از لحاظ اهمیت کلی برای صنعت، دارای حالت استراتژیکی مرغداری¬های اجداد نمی¬باشند و به اندازه مرغداری¬های اجداد مجهز نیستند. مرغداری¬های گوشتی و تخم‌گذار از لحاظ تجهیزات و سیستم¬های مورد استفاده و همین طور ساختمان ساده¬تر می‌باشند(پوررضا 1388؛ نیک‌پور1389).
در تحقیق حاضر به بررسی واحدهای تولیدی مرغ گوشتی پرداخته شده است. ساختمان-های مرغداری گوشتی به طریقی ساخته می¬شوند که در زمستان، گرم و در تابستان، خنک هستند. رعایت اصول صحیح ساختمان و عایق بندی سقف و دیوارها و وجود دستگاه¬های تهویه مناسب از تراکم رطوبت جلوگیری می¬کند و باعث جلوگیری از مرطوب شدن بستر مرغ ها شده و شیوع بیماری¬های انگلی از جمله کوکسیدوز را کنترل می¬کند. در هلند عقیده بر این است لانه را برای مدتی حدود 10 سال ساخت تا پس از این مدت بدون این که خسارت زیادی بر مرغداری وارد آید بتوان آن را خراب کرد و با مصالح باقیمانده لانه جدیدی طبق اصول و قواعد روز بنا نمود. برای مرغداری¬های گوشتی با توجه به هزینه¬ای که مرغدار برای تأسیس مرغداری می¬کند، سیستم¬ها و تجهیزات مختلفی به کار می¬رود (نیک‌پور 1389).
تجهیزات مورد استفاده در سالن¬های مرغداری شامل آبخوری، دانخوری، سیستم تهویه، سیستم گرمایش، سیستم سرمایش و سیستم تولید رطوبت می¬باشد.
آبخوری دارای انواع دستی و اتوماتیک می باشد. در برخی از موارد مرغداران در روزهای اول پرورش، با توجه به کوچک بودن جوجه ها از آبخوری دستی استفاده می‌کنند و سپس با رشد فیزیکی و توانایی جوجه¬ها در خوردن آب از آبخوری های اتوماتیک، آبخوری های دستی طی چند روز از سالن پرورش جمع¬آوری می¬شود(نیک‌پور 1389).
دانخوری های انواع مختلفی چون دستی و اتوماتیک دارد. در روزهای اول پرورش با توجه به توان کم جوجه‌ها برای حرکت کردن، دان بروی سینی¬های دانخوری در اختیار جوجه قرار می¬گیرد. تعداد سینی¬های دانخوری زیاد می¬باشد تا نیاز نباشد جوجه‌ها برای استفاده از دان مسافت زیادی حرکت کنند. پس از چند روز سینی¬های دان جمع¬آوری می¬شود و به جای آن از دانخوری ¬های دستی یا دانخوری های اتوماتیک استفاده می¬شود. استفاده از دانخوری اتوماتیک آسانتر است و نیاز به نیروی کار را کمتر می کند ولی هزینه اولیه به نسبت زیادی دارد.
سیستم تهویه مورد استفاده سالن¬های مرغداری در کشور به دو شکل تونلی و عرضی می‌باشد که در سال‌های اخیر از سیستم تونلی به دلیل مزایای آن بیشتر استفاده شده است(نیک‌پور 1389).

نژاد مرغ
در ایران چهار نژاد مرغ رایج عبارتند از نژاد راس، نژاد کاب، نژاد آربرایکرز پلاس و نژاد آرین. با توجه به گزارش اعلامی از سوی انجمن صنفی تولیدکنندگان جوجه یکروزه، از تاریخ اول مهرماه سال 1388 تا پایان دی ماه سال 1388 تعداد مرغ مادر هر کدام از نژادها در کل کشور به قرار زیر بوده است(نیک‌پور 1389):
تعداد مرغ مادر نژاد راس یک ملیون و 814 هزار و 925 مرغ
تعداد مرغ مادر نژاد کاب 406 هزار و 284 مرغ
تعداد مرغ مادر نژاد آرین 39 هزار و 500 مرغ
هیچ گله مرغ مادری برای نژاد آربرایکرز پلاس در دوره زمانی مذکور ثبت نشده است. مقبولیت نژاد راس و کاب در استان البرز با توجه به سازگاری بیشتر آن با اقلیم و بازدهی بیشتر در طی چند سال اخیر بیشتر شده است.

اصول پرورش مرغ گوشتی
جوجه‌های گوشتی یکی از فراوان‌ترین گونه‌های حیوانات اهلی می‌باشند و بیش‌ترین جمعیت را به نسبت جوجه‌های گونه‌های دیگر پرندگان دارند. سویه‌هایی از جوجه‌های مرغ و خروس می‌باشند که برای تولید گوشت، پرورش داده می‌شوند. در این قسمت به معرفی برخی نژادهای معروف و شرایط مناسب در فرآیند تولید مرغ گوشتی پرداخته می‌شود.
مهم‌ترین نژادهای گوشتی
از مهم‌ترین نژادهای گوشتی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود(گزیده نتایج آمارگیری از مرغداری‌های پرورش مرغ گوشتی استان البرز 1391):
پلیموث راک : اولین بار در سال ۱۸۲۹ در بوستون آمریکا، به معرض نمایش گذاشته شد. اعتقاد بر این است که اصلیت این پرنده‌ها و هویت آن‌ها از دست رفته است و این نوع مرغ مخلوطی از چند نژاد می‌باشد. این نژاد در اولین استانداردهای آمریکایی طیور در سال ۱۸۷۴ پذیرفته شد. این نژاد همیشه به خاطر پرهای استثنایی و در هم محبوب بوده است. اگر از فاصله نزدیک به پرهای این مرغ نگاه شود، مشاهده خواهد شد که انتهای همه پرها سیاه رنگ است.
کورنیش: کورنیش از اختلاط نژادهای آسل، مالای و نژاد جنگی انگلیسی و کورنیش جنگی هندوستان به وجود آمده است. دارای شانه پهن، اندام نسبتا بلند، سینه وسیع و برجسته و دست و پای بلند می‌باشد. این نژاد از نظر رنگ، به سه رنگ سفید، سیاه و قرمز می‌باشد.
کوشین: اصل این نژاد از چین و از ناحیه‌ی شانگهای می‌باشد، به همین دلیل به آن شانگهای نیز گفته می‌شود. این نژاد دارای بدنی سنگین بوده و در ساق پا پرهای فراوانی دارد. رشد سینه کم و به طرف پایین کشیده است و پَرها بلند و دور از یکدیگر هستند. تولید تخم‌مرغ در این نژاد به دلیل تعداد زیاد کُرچی کم است.
جوجه‌کِشی و رشد جنینی
تولید مثل در طیور به دلیل غریزه کُرچی که بیشتر در فصول گرم و معتدل مثل بهار ظاهر می¬شود انجام می¬گیرد. جوجه‌کشی به دو روش طبیعی و مصنوعی صورت می‌پذیرد. جوجه کشی به طور طبیعی در پرورش مرغ گوشتی بسیار محدود و ناچیز است. در این روش جوجه‌کشی، مرغ کُرچ مدت زمانی را روی تخم‌ها می‌خوابد تا جوجه‌ها از تخم خارج شوند اما در جوجه کشی مصنوعی ازماشینهای جوجه کشی استفاده می شود و این طریقه تولید مثل در روش پرورش مرغ گوشتی منسوخ شده و جوجه کشی مصنوعی جایگزین آن شده است.
از مزیت‌های جوجه کشی مصنوعی نسبت به جوجه کشی طبیعی می‌توان به عدم نیاز به مرغ کرچ و انجام جوجه‌کشی در تمام فصول سال، افزایش تعداد تخم‌های جوجه‌کشی و کنترل بهتر بیماری در جوجه‌ها اشاره نمود.
جوجه‌کشی مصنوعی برای اولین بار در چین ابداع گردید و سپس در سایر نقاط جهان همانند مصر، انگلیس، فرانسه و آمریکا این روش مورد استفاده قرار گرفت. گرمای مورد نیاز تخم‌ها در روش مصنوعی از منابع مختلفی چون حرارت حاصل از آب گرم و یا گرمای حاصل از فضولات حيوانات تأمین می‌شده است.
با صنعتی و مکانیزه شدن فعالیت‌های کشاورزی و دامپروری اولین ماشین جوجه¬کشی در سال 1844 در آمریکا ساخته شد. گرمای مورد نیاز تخم‌ها در این ماشین با استفاده از هوای گرم تأمین می‌شد. امروزه شرکت¬های بزرگی در سراسر دنیا مبادرت به ساخت و تولید ماشین¬های جوجه¬کشی می‌کنند. در ایران نیز همزمان با پیشرفت صنعت جوجه¬کشی در سایر نقاط جهان، این صنعت توسعه یافته و شرکت¬های بزرگی در حال حاضر نیز در این زمینه فعالیت دارند ولی به علت کمبود تخم¬مرغ جوجه¬کشی¬ها با ظرفیت کامل کار نمی¬کنند.
زمان طبیعی جوجه¬کشی 21 روز است ولی گاهی به دلایل مختلف نوساناتی در این مدت پدید می‌آید. تخم¬مرغ نژاد لگهورن و نژادهای سبک حدود چند ساعت زودتر از نژادهای سنگین به جوجه تبدیل می¬شوند. به¬طور کلی هرچه پرنده کوچکتر باشد، تخم¬مرغ آن نیز کوچکتر و حرارت بدنش بالاتر و در نتیجه دوره جوجه¬کشی کوتاه¬تر می¬شود.
رشد ساختمانی پرنده پس از ترکیب جسم رویان و اسپرم و تقسیم تخم به دو سلول در سطح زرده شروع می¬شود. این سلول¬ها مرتب تقسیم می¬شوند و این عمل تا رشد کامل پرنده(بعد از جوجه¬کشی) ادامه پیدا می¬کند.