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基于生长曲线和混合整数线性规划的生猪屠宰场选择与运输策略优化研究
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年06月20日 来源：Agricultural Systems 6.1
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本研究针对现代育肥场在复杂市场环境下如何选择最优屠宰场和制定运输策略的关键问题，开发了基于混合整数线性规划(MILP)的决策支持工具。研究人员通过Gompertz模型拟合不同生长曲线，结合五种屠宰场定价政策(GPPs)，优化了生猪出栏时间和运输方案。结果表明：中等生长性能猪群(MPC)利润最高(4.24 ct �/kg)，最优育肥期为20-21周；每增加1%死亡率将导致0.9 ct �/kg损失。该研究为数字化农场提供了精准决策工具，显著优于行业平均水平12.49 ct �/kg。
在现代生猪养殖业中，利润空间不断压缩，育肥阶段占整个生产成本的66%，成为最具挑战性的环节。随着饲料价格飙升和PRRSV(猪繁殖与呼吸综合征病毒)等疾病蔓延，养殖场面临着前所未有的经济压力。与此同时，屠宰场实施的不同定价政策(GPPs)使得养殖户需要权衡生猪重量与肉质等级之间的复杂关系。西班牙加泰罗尼亚地区2022年的数据显示，平均每公斤生猪亏损6欧分，这凸显了优化决策工具的迫切需求。
中国的研究团队在《Agricultural Systems》发表的研究中，开发了一个创新的决策支持系统(DSS)。该系统整合了混合整数线性规划(MILP)模型、Gompertz生长曲线拟合算法和屠宰场多元定价政策，通过对115头实验猪的个体生长数据进行聚类分析，建立了高(HPC)、中(MPC)、低(LPC)三种生长性能曲线，并模拟了五种不同GPPs下的最优运输策略。
研究采用了三项关键技术：1)基于k-means算法对实验猪生长数据进行聚类；2)使用Gompertz模型拟合不同集群的生长曲线；3)建立MILP模型优化运输策略，考虑卡车容量(220头/车)、死亡率(6.2%)等实际约束。数据来自西班牙Torrelameu实验农场的115头LLP(兰德瑞斯×大白×皮特兰)阉公猪的19周育肥期记录。
研究结果部分显示：
"3.1. 基准情景下的屠宰场选择"
通过对比五种GPPs，发现仅按活重计价的GPP-4利润最高(12.60 ct �/kg)，但会导致平均屠宰重达139.24 kg，不利于肉质控制。而采用欧盟SEUROP分级标准的GPP-1在保证肉质的同时实现6.49 ct �/kg利润，显著优于官方报告的-6 ct �/kg。
"3.2.1. 生猪销售价格"
季度价格波动显著影响利润，Q3(1.70�/kg)利润达26.33 ct �/kg，而Q1(1.19�/kg)亏损24.78 ct �/kg。价格下跌时，模型建议提前出栏以降低饲料成本。
"3.2.2. 饲料价格"
饲料成本占生产成本的51.62%，当价格从0.417�/kg降至0.192�/kg时，利润提升近7倍(44.86 ct �/kg)，屠宰重增加4.66 kg。
"3.3. 基于生长曲线的分析"
中等生长性能猪群(MPC)展现出最佳经济效益(4.24 ct �/kg)，比高速生长猪群(HPC)高228%。这归因于MPC在20周前的生长优势及更优的饲料转化率。
该研究突破了传统经验决策的局限，首次将生长曲线聚类与GPPs选择相结合。实践意义在于：1)为不同生长性能猪群定制屠宰场选择策略，如MPC优先选择GPP-1；2)量化了死亡率对利润的影响(每1%损失0.9 ct �/kg)；3)证明当前行业趋势向更重屠宰重(122.6kg vs 传统106kg)转变的经济合理性。研究开发的DSS工具已实现商业化应用，帮助西班牙加泰罗尼亚地区养殖场在2022年危机中逆势盈利。未来可扩展至考虑环境指标(如CO2排放)的多目标优化模型。
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