Fuzzy reasoning for assessing bulk tank milk quality

Bulk tank milk의 품질평가를 위한 퍼지기반 추론

Many dairy producers periodically receive information about their bulk tank milk with reference to bulk tank somatic cell counts, standard plate counts, and preliminary incubation counts. This information, when collected over a period of time, in combination with bulk tank mastitis culture reports can become a significant knowledge base. Several guidelines have been proposed to interpret farm bulk tank milk bacterial counts. However many of the suggested interpretive criteria lack validation, and provide little insight to the interrelationship between different groups of bacteria found in bulk tank milk. Also the linguistic terms describing bulk tank milk quality or herd management status are rather vague or fuzzy such as excellent, good or unsatisfactory. The objective of this paper was to develop a set of fuzzy descriptors to evaluate bulk tank milk quality and herd's milking practice based on bulk tank milk microbiology test results. Thus, fuzzy logic based reasoning methodologies were developed based on fuzzy inference engine. Input parameters were bulk tank somatic cell counts, standard plate counts, preliminary incubation counts, laboratory pasteurization counts, non agalactiae-Streptococci and Streptococci like organisms, and Staphylococcus aureus. Based on the input data, bulk tank milk quality was classified as excellent, good, milk cooling problem, cleaning problem, environmental mastitis, or mixed with mastitis and cleaning problems. The results from fuzzy reasoning would provide a reference regarding a good management practice for milk producers, dairy health consultants, and veterinarians.

우유생산 농가에서는 그들 젖소의 우유를 저장하는 탱크 (bulk tank milk: BTM)로부터 채취된 샘플로부터 분석된 우유에 대한 품질관련 항목들, 즉 체세포 수 (somatic cell count: SCC), 표준 plate count (standard plate count: SPC), 사전 incubation count (preliminary incubation count: PIC) 등에 관한 정보를 정기적으로 제공 받는다. 이러한 정보는 일정기간 쌓이게 되면 우유의 품질을 유지하고 목장을 관리할 수 있는 중요한 지식 베이스가 될 수 있다. 그러나 우유 품질이나 목장의 관리상태를 평가하는 기준은 모호하고 퍼지한 용어로 많이 표현되고 있다. 즉 우유 품질을 최상급, 상급, 중간, 불량으로 표시하거나 목장의 관리상태를 아주 양호, 양호, 미흡 등으로 표시한다. 이러한 서술방식은 퍼지이론에서의 모호한 상태를 표현하는 기준과 많이 부합되고 있다. 본 연구의 목적은 BTM으로부터 추출한 샘플로부터 미생물학적 분석을 통해서 나온 결과를 이용해서 BTM의 품질과 목장의 관리상태에 대하여 추론하는 것을 목표로 하고 있다. 따라서 퍼지추론엔진에 기초하여 퍼지로직 기반의 추론방법을 개발하고 실제 데이터를 이용해서 평가하였다. 입력 데이터로는 Bulk Tank SCC, SPC, PIC, laboratory pasteurization count (LPC), non agalactiae Streptococci, Streptococci like organisms, Staphylococcus aureus등이다. 이러한 입력자료에 근거하여 BTM의 품질상태를 아주 양호, 양호, cooling문제, 청결문제, 환경적 mastitis, 환경적/청결 복합문제로 분류하고, 낙농가로부터 채취한 실제 데이터를 이용하여 추론하였다. 본 퍼지 추론 결과는 낙농생산자, 컨설턴트, 수의사 등 관련 종사자들에게 의사결정을 위한 참고자료로서 활용이 가능하다.