一顆10元的雞蛋,卻還賣到供不應求。相較於傳統蛋商1顆3元市價,大山雞場能做到這一點,應該是很多傳統蛋商都想像不到的事情。大山雞場之所以能夠生產出高品質的蛋,並且廣受市場歡迎,其背後最主要的原因,還是在於大山雞場所運用的IT科技,包括了環境感測系統、光纖、虛擬化、自動化設備、RFID、GPRS/GPS等。
而在多項該雞場應用的資訊科技之中,最核心的系統還是在於整合了環境感測技術的環控系統,嚴格把關蛋雞的生產環境。究其原因,主要還是因為大山雞場飼養蛋雞的方式,和傳統圈養的養雞方式大不相同,取而代之的是採用密閉式的雞舍環境,這也使得雞舍內的環境控制更顯重要。
>>>大山雞場洗選蛋自動化流程

以環控系統嚴格把關蛋雞飼養環境
正由於密閉式雞舍內的環境攸關雞蛋的品質,大山雞場對於雞舍內的環境必須有著嚴謹的監控,包括其內部必須保持負壓環境,讓空氣只能透過水濂進入;溫度和濕度的嚴格控制等各種不同參數,而協助大山雞場做到這些的,就是其建置的環境控制系統。

大山雞場IT經理陳柏宏表示,目前大山雞場使用的環境控制系統,當初是由國外的廠商派人來臺灣替大山雞場開發,透過每座雞舍內13支外觀類似鐵條的感應器,此系統可以監控溫度、濕度、阿摩尼亞、風速、二氧化碳、內部壓力等不同指數,並且顯現在每座雞舍的環境監控系統上。其基本架構除了感測器之外,後端還要有PLC(Programmable Logic Controller,可程式邏輯控制器)控管,PLC其實就是一臺小型的電腦,可以透過數位或類比輸入/輸出模組,接收及發送電子訊號,進而控制各種機械。

這個系統的自動感測十分靈敏,當我們在參觀雞舍時,由於有人進入雞舍,使得內部溫度上升,高出系統所限定的溫度,雞舍後方的20幾支大型風扇就有幾部開始轉動,降低溫度。這背後的運作,其實就是如上述一般,由環控系統透過PLC發出訊號,開啟風扇調節溫度。事實上,其他各種參數也由該環控系統控制,系統在處理由感應器收集而來的環境資料後,會自動將環境控制在系統限定的範圍內。比如保持內部負壓環境,讓空氣只能透過水濂進入,因此每當雞舍的門被打開,系統就會自動以抽風的方式調節壓力等,這些動作全都由此一環境控制系統監控,並且自動進行。

因此,環境監控系統對於大山雞場的雞隻養殖來說十分重要。事實上,由於生出好的雞蛋需要嚴格控制蛋雞生長環境的變化,這也使得環境監控系統對於大山雞場來說,是一刻都不能停止的重要系統。陳柏宏指出,這樣的系統必須十分嚴謹的保持其有效性,他以過去曾經發生的意外為例,由於某家協助大山雞場建置感應器與後端系統連接網路的廠商疏忽,沒有將一個零件鎖緊,就讓系統誤判雞舍內的溫度過低,停止抽風扇運轉18秒,這段時間就造成了1萬多隻雞隻死亡。「有過這樣的經驗,所以我們在3座雞舍的PLC上都有互相備援的系統,並且今年並且會以WSN(Wireless Sensor Network,無線感知網路)技術來取代現有以固定線路進行偵測環境的感應器模式,減少此類意外發生的可能性。」陳柏宏說。

此外,環控系統的感應器維護,也是大山雞場面臨的一大問題,目前平均每個感應器的壽命僅半年,而一個感應器的價格又約3萬元左右,這也使得感應器的汰換成為一筆可觀的固定支出。未來採用WSN技術,預計也將能降低感應器的成本。採用無線方式之後,未來提供環境資料的感應器,預計將以Zigbee技術做為傳輸到後端的無線網路技術。陳柏宏指出,由於雞舍裡面難以避免的會有粉塵等空氣中的懸浮物,對於感應器的影響很大,也連帶讓感應器的壽命只有半年。改用Zigbee技術為基礎的WSN網路傳輸環境資料,因為Zigbee技術的感應器成本可以降低,因此也能節省大山雞場現有在感應器網路上的固定汰換開支。

雖然應用上還有不少的風險,不過採用環境監控系統嚴格控管雞舍內的環境,也使得大山雞場在生產率上有著大幅的提升。負責大山雞場環境與生產品質監控的蔡佩凌表示,目前大山雞場每天蛋雞的產率可達97%左右,也就是說,100隻雞中,有97隻每天都會生蛋。「傳統的養雞場能做到7成的產蛋率,就已經非常厲害了。」蔡佩凌說。

能夠做到這麼高的產蛋率,大山雞場運用IT在環境監控上的心力功不可沒,舉例來說,除了前述的各項雞舍內的環境參數控管外,大山雞場的工作人員也會視每間雞舍內蛋雞的心情,變更藍光、白光等不同光線,以營造最適合蛋雞生長的環境。

目前大山雞場以一般乙太網路的架構建置每座雞舍傳輸資料至後端系統與PLC上的線路,不過由於環境監控系統所需傳輸的資料量龐大,每秒都必須不停的更新,所以目前的網路仍有延遲4秒左右的資料更新問題。陳柏宏指出,今年大山雞場也預計將所有的網路替換成光纖,以確保環境監控能夠做到每秒即時更新。

運用IT控管整體生產流程
大山雞場除了運用資訊科技在雞舍的環境監控上之外,也將其應用在整個生產流程上,提高生產效率。以雞的飼料來說,大山雞場一改過去養雞產業直接向各家廠商購買飼料的方式,轉而由自己調配飼料。由於飼料攸關蛋雞產出蛋的營養價值,在飼料的控管上,每個存放飼料的飼料槽,內部也有溫度感應器,隨時監控飼料槽內的溫度狀況,以免發生飼料變質的狀況。該雞場也會定時由工作人員由槽內取出樣本,檢視其是否有變質或結塊的狀況發生。

而蛋雞所在的雞舍,也採用3層式的架構,讓雞生出來的蛋會自動落在輸送帶上,排泄物則會自動落到最底層,飼料則是放在最上層。飼料和蛋也會透過環控系統中的飼料排程與收蛋排程系統,定時自動添加飼料與收取生出的蛋。整體來說,目前大山雞場的雞舍,僅有定期消毒清潔與生產履歷的比對需要透過人工,其他攸關蛋雞生產品質的因素,如飼料餵食、飲水控制與環境各項參數控制等,都由後端的系統自動監控。

此外,在蛋經由雞舍內的輸送帶傳送到後端的自動化洗選蛋設備時,在蛋的篩選與分級上,大山雞場也運用了IT科技。蔡佩凌指出,在經過一連串的機器的自動裂蛋測試(去除蛋殼過薄的蛋)、清洗等過程,最終還必須進行蛋的分級篩選時,自動化洗選蛋設備會以一道約5,000燭光的光線照射每顆雞蛋,透過反射的波長不同,由系統判別是否為血蛋,如果為血蛋或重量不足,就會自動將其透過傳送帶傳送至不合格的區域。而僅有符合系統內設定的重量標準的雞蛋,才會送至包裝區。

目前此一篩選系統仍內建在洗選蛋自動化設備中,未來該篩選系統的資訊也將和後端連線,以達到資訊即時掌控的效果。

除了生產端的應用之外,未來大山雞場也預計將IT科技的應用拓展到整個運輸鍊上。陳柏宏指出,未來大山雞場還將建置RFID與GPS/GPRS的定位系統在每輛運送雞蛋的車輛上,讓每箱蛋都能透過RFID控管出貨狀況,此外,也將在車輛底部裝上GPS衛星定位系統,讓車輛的行進資訊透過GPRS即時傳回大山雞場,掌握蛋的運送情形。

大山雞場現有運用IT科技養雞的方式,可能已經令很多人感到不可思議,不過,大山雞場總管理長陳永泰表示,未來還預計要繼續投資各項應用,以持續提升產蛋效率。「一座雞舍約要花費2.6億元,不過我們現在供不應求,預計最後總共將建置19座雞舍。」陳永泰說。

未來仍持續投資IT科技
因應這樣的擴張,陳柏宏指出,接下來大山雞場也將建置一個能夠完全統整所有資料的機房,目前大山雞場有4臺伺服器,兩兩互做備援,未來原本預計還要建置9臺伺服器,但若以虛擬化的方式,則只需建置4臺伺服器,在伺服器上統整所有環境監控與各個生產流程的資料。「現在每間雞舍的環境監控資料,以及洗選蛋的資料還沒有辦法與後端做到即時整合,未來要朝這一方向去做。」陳柏宏說。

大山雞場應用科技所帶來的效益,不只是在臺灣令人驚艷,即便是國外相關養殖業者,也不乏有遠來取經的情事。而在這一顆10元的金雞蛋背後,其實是由各種不同的IT技術所支撐而成,也難怪包括各家知名的飲食業者,如摩斯漢堡、MR. Donut等,都採用大山雞場的雞蛋,將之視為品質的保證。文⊙劉哲銘


6大技術打造高科技養雞場

1. 核心系統—環境控制系統
透過建立在每個雞舍內的13個感應器,大山雞場採用的環境監控系統,能夠監控溫度、濕度、二氧化碳濃度、阿摩尼亞濃度、大氣壓力、各項設備的電壓等,對於大山雞場來說,這是攸關蛋雞生存環境的重要系統。此系統也有飼料、飲水餵食排程與雞蛋收集排程等子系統,全自動的管理飼料、飲水與收集蛋的過程。

2. 無線感知網路系統
目前核心環控系統的應用,其前端的感應器仍是以有線的方式布建,在這樣的狀況下,線路發生問題的可能性較高,稍有不慎可能會連帶使得雞隻死亡。此外,目前感應器的價位也較高,以其約半年的壽命,也形成大山雞場環控系統上一筆可觀的開銷。未來改為採用WSN的技術,可望降低感應器的成本,並且減少因線路問題而造成環控系統失靈的可能性。

3. 自動化流程
雞蛋的篩選與清洗上,目前大山雞場已經全面採用日本進口的自動化設備,可以將蛋殼較薄、是否有血蛋、重量不足等雞蛋自動篩選出,維持雞蛋一定的品質。未來這一自動化的設備,其篩選的資訊也將與後端系統結合,讓大山雞場的管理人員能夠即時看到整體雞蛋篩選的狀況。

4. RFID系統
今年底將以RFID管理每箱蛋的出貨狀況,在出貨時掃描一次,確認出貨的時間、該箱蛋生產履歷的紀錄等資料,而在到達送貨地點時還會再掃描一次,確認其數量與出發時無誤。未來也考慮將RFID運用在與上游的飼料廠商配合,有效的管理飼料的進貨。

5. 光纖網路
目前大山雞場採用一般雙絞線做為傳輸環控系統資料的網路線材,這使得後端系統在接收環境參數的資料上,還有4秒左右的延遲。由於環境的參數攸關雞蛋的品質,未來內網將全面改用光纖,連結後端的光纖交換器與系統,取代現有10/100Mbps等級的網路設備,做到每秒即時更新傳輸資料,解決現有傳輸速率不足的狀況。

6. GPRS+GPS
在下游供應鏈的應用上,還將在今年導入GPS衛星定位系統,預計安裝在每臺貨運車下,由其發出的定位訊號讓大山雞場隨時掌握運送狀況。而其定位訊號的傳輸,則將採用GPRS做為傳輸到後端系統的無線網路,未來透過此一系統與RFID系統的建立,大山雞場後端運送流程將能夠更透明化。

大山雞場洗選蛋自動化流程

人工篩選

由雞舍的輸送帶運送出來後,先透過人工篩選,選出明顯不能使用的雞蛋,或是蛋殼過薄的雞蛋,這些雞蛋可能留做其他同業調度之用,不會印上大山雞場的標誌。



自動化洗蛋

進入自動洗蛋的設備,洗蛋的水柱中會加入少許的消毒水,清洗蛋上的髒汙。



自動裂蛋檢測

透過機器上許多的小鎚子,以一定的力道測試蛋殼的厚度,若是過薄的雞蛋,就會自動在這邊被敲壞,遭到淘汰。



血蛋監測

由5,000燭光的燈光照射在蛋上,透過其反射波長的不同,由系統判斷出其是否為血蛋,若為血蛋則自動淘汰,由輸送帶自動送到淘汰區。



重量篩選

重量在系統設定範圍內的雞蛋,如20~25克的範圍內,將會噴上大山雞場的商標,並且依不同包裝分類,隨著輸送帶運輸到包裝區。

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