- 스마트팜 장비의 도입목적을 명확하게
- 현장 업무가 편한 만큼 데이터를 공부해야
1. 시작하며
국내 양돈농장에 도입되고 있는 스마트팜 장비 현황을 위해서는 스마트팜 장비에 대한 정의가 필요할 것으로 생각된다. 자동화 및 기계화 장비와 스마트팜 장비를 구분하는 방법은 첫째 장비의 가동현황에 대한 정보가 데이터로 생성되고 저장되어 관리(데이터 수집)할 수 있는가? 둘째 장비의 가동 및 운영이 사용자의 개입 없이 자동(로봇)으로 작동하는가? 셋째 사용자가 장비 운영을 관리하고 설정(원격제어)할 수 있는 기능을 하고 있는가? 라고 할 수 있다.
국내에서 많이 활용되고 있는 환기 컨트롤러의 경우를 예로 들면 단순히 적정온도와 환기 가동률을 설정하여 환기휀을 가동하는 기능의 컨트롤러는 자동화 장비로 구분한다. 하지만 설치된 돈사의 현재 온도 또는 환기휀의 가동률, 설정온도 등의 정보를 환기휀 가동과 함께 데이터로 생성하여 저장 관리하는 컨트롤러는 스마트팜 장비로 정의할 수 있다.
아울러 사료 자동급이기의 경우를 예로 들면 사료 계량통 설정량을 수동으로 설정하고 사료를 공급하여 일시에 토출하는 사료 자동급이기는 기계화 장비로 구분하고, 사료 계량통의 담긴 사료량과 관계없이 급이기별로 설정된 사료량을 토출하거나 사육 중인 돼지의 행동에 따라 자동으로 토출하고 설정량 및 토출량의 정보를 데이터로 저장하는 사료 자동급이기를 스마트장비로 정의할 수 있다. 단, 이러한 용어의 정의에 대해서는 다양한 의견이 있을 수 있다.
양돈장에서 스마트장비의 도입 효과는 첫째 일반적으로 반복적이고 단순한 관리시간이 소요되는 업무의 노동시간 절감, 둘째 현장의 상황을 24시간 파악하기 위한 데이터의 모니터링을 통한 관리공백 해소, 셋째 정밀 사양관리를 위한 적절한 조절 및 제어를 위한 관리기술 역량 향상을 위한 것이 대부분이다.
2. 스마트 포유모돈 급이기의 도입 검토와 활용방안
포유모돈 자동급이기 도입의 경우를 생각해 보면 분만 후 일령에 따라 사료량 증량을 매일 조절해주어야 하는데 조절업무를 스마트장비에 맡겨 운영하고 싶다는 목적으로 도입하게 된다. 기본적인 조절업무 편이성 향상과 함께 정밀 사양관리의 수준으로 향상해 생산성 개선 효과를 볼 수 있도록 하기 위해서는 다음과 같은 도입관리 작업방식 변화를 검토해야 한다.
분만사 사료관리 업무의 순서는 (표 1)과 같이 ⓵분만사 모돈 입식 시 급이기와 개체정보 연계등록, 사료급이 프로그램(일령별 급이시간, 급이량, 급이회수, 트리거 설정) 선택 등록, ⓶분만 시 분만정보(분만 여부, 산자수) 등록, ⓷매일 오전 관리가 필요한 분만모돈의 개체별 상황(체형, 포유자돈수) 및 사료조절(증량, 감량, 절식) 정보등록, ⓸양자이동 및 대리모 활용 시 개체정보 조정 및 사료 프로그램 재조정 등록, ⓹이유 전 이유일자 사전 등록의 순으로 진행하게 된다.
이와 함께 (사진 1)과 (사진 2)와 같은 포유모돈 자동급이기의 운영방식에 대한 이해와 적용이 필요한데, 다음과 같은 내용에 대한 농장의 적합한 방법을 진단하고 운영하는 것이 필요하다. ⓵다회 급이(2회/일에서 3~4회/일)와 급이시간, ⓶1일 증량 방법과 기간 조정, ⓷트리거 훈련과 운영 방법, ⓸개체정보의 연계, ⓹개체의 급이패턴 분석과 진단 방법, ⓺급이기 토출 사료량 정기적인 보정 등 고려가 필요하다.
포유모돈의 급이 목표는 분만 후 일령별로 원하는 사료를 매일 모두 섭취할 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해 모돈별 설정량, 다회 급이와 증량 방법이 매우 중요하다. 모돈별 설정량은 사료회사 권장 또는 영양소 요구량에 따라 설계하게 되며 한 번의 포유기 동안 총섭취량을 고려하여 결정하게 된다. 설정량이 정해지면 문제없이 섭취할 수 있도록 사료량을 증량하고 여러 번으로 나누어 사료를 공급하게 된다.
사료의 증량 방법과 몇 시에 몇 회로 나누어 급이할 것인가에 대한 결정은 농장에서 경험적으로 결정하지만, 가능하면 24시간을 적절하게 나누어 3~4회로 나누어 급여하고 급여 횟수와 하루의 사료 증량이 연계될 수 있으므로 함께 검토하는 것이 필요하다. 하루에 다회로 급이할 경우, 매회 차 동일한 사료량으로 나누어 급이하는 것보다 회차의 시간 간격과 급이 환경이 좋은 것으로 예상되는 시기를 고려하여 회차별로 다른 사료량으로 설정하여 운영하는 것이 섭취량 증가와 유질의 개선에 도움이 된다.
스마트 포유모돈 자동급이기를 사용하는 농장에서는 사료허실 감소 등을 이유로 트리거를 선호하는 경우가 많은데, 트리거의 장단점을 이해하고 적합한 방법을 설정하여 사용하는 것이 좋다. 학습이 덜 된 초산돈, 4회 이상 다회 급이 및 사육환경이 적절하지 못한 경우에는 사료섭취를 제한하거나 스트레스 요인으로 작용할 수 있다. 전체 모돈을 일괄적으로 트리거 사용 여부를 결정하기보다는 사용 여부의 기준으로 정하되 필요한 개체별로 트리거 사용 여부와 트리거 설정 기준을 달리 하는 것도 고려해야 한다.
포유모돈의 사료섭취 결과와 패턴을 활용하여 발정재귀(강정사양) 및 차기 산차의 사료급이 곡선 선정 등에 활용하기 위해서는 개체정보와 급이기 정보를 연계하여 등록하는 것이 중요하다. 이를 통해서 (사진 3)과 같이 급이 중인 모돈의 이상 증상을 조기에 파악하거나 (사진 4)와 같이 차기 산차에서 어떤 증량 프로그램을 적용할 것인지 임신기간에 사료량을 어떻게 설정할지에 대한 참고자료로 사용할 수 있다. 이러한 데이터 활용단계까지 갈 수 있다면 스마트 포유모돈 자동급이기의 도입목적 달성과 기대효과를 얻을 수 있다고 생각한다.
3. 기본형 스마트 환기 장비의 도입 검토와 활용방안
스마트 환기 장비 이외에 스마트 환기시스템이라고도 하는 이유는 다른 장비와 다르게 환기 컨트롤러와 몇 가지의 장비들이 연계하여 운영되는 체계이기 때문이다. 다시 말하면 과거의 환기 컨트롤러와 환기휀을 연결하여 운영하는 것은 동일하지만, 기본형 및 정밀형 스마트 환기 장비는 운영기술과 개념은 다른 부분이 많다.
기본형 스마트 환기 장비는 (사진 5)와 같이 구성되며 전통적인 환기휀 가동제어와 함께 돈사의 환경(온도, 습도, 가스 등)정보와 환기 컨트롤러의 설정값(온도, 편차, 상하한 가동률)과 현재값 (온도, 가동률)의 데이터를 수집하여 저장 관리하는 장비로 인터넷 환경에서는 원격으로 모니터링과 설정값 제어를 할 수 있는 기능을 보유하고 있다.
작업자가 근무하지 않는 시간에 저장된 환경 데이터를 분석하여 관리에 활용하게 되는데 돈사의 환경을 평가할 때 최근에는 온도 이외에 습도, 풍속과 함께 돈방의 바닥시설, 두당 면적 등을 고려하여 관리하는 것이 필요하다는 (사진 6)과 같은 실효온도 개념이 국내에도 확산하고 있다. 국내 일부 스마트 환기 컨트롤러에서도 돼지의 입식 정보를 입력하면 측정된 온도, 습도, 풍속, 시설을 고려하여 (사진 7)과 같이 현재 실효온도를 계산하여 적정 실효온도와 비교하여 제공하고 있다.
그리고 일반농장에서도 환경 센서를 다양하게 설치하여 모니터링하는 것을 권장하는데 온도만으로 환경을 평가하기 어려운 부분이 있기 때문이다. 습도센서의 내구성에 대한 논란은 있지만, 수세 시 관리를 잘하면 내구성이 개선되는 경향이 있으며 암모니아 센서는 돈사 내 운영 시 내구기간이 짧은 것으로 나타나고 있다.
4. 마치며
겨울철 온도관리를 위해 환기량을 줄였을 때 온도 문제와 공기 품질 문제로 발생하는 피해가 어느 부분이 더 크게 나타날지 판단해야 하며 환절기에는 돈사 내 환기량에 따라 발생하는 유속이 실효(체감)온도에 크게 영향을 주므로 현재 온도와 실효온도의 차이 발생을 판단해야 한다. 겨울철 관리를 위해서는 이산화탄소 센서의 설치를 통하여 이산화탄소의 농도를 기준으로 산소농도와 공기의 품질을 간접적으로 평가하여 온도가 조금 낮아지더라도 환기량을 늘릴지 판단하는데 참고하는 것도 좋은 방안이다.
환절기 관리를 위해서는 풍속 센서를 설치하거나 환기량별로 입기구에서 발생하는 유속을 사전에 계산하여 발생하는 실효온도의 차이를 추정하여 현재의 온도를 유지할 것인지, 환기량을 줄일 것인지 판단하는데 참고하는 것도 좋은 방안이다.
【다음 2023년 12월호에는 정밀형 환기시스템과 동물복지(군사) 시스템을 소개할 예정이다.】
월간 한돈미디어 2023년 11월호 85~90p 【원고는 ☞ yhham@sj.co.kr로 문의바랍니다.】
