High Tunnel Production: Inputs, Labor, and Crop Productivity

The 30 × 12 × 96 ft (W × H × L, 2,880 ft 2 ) high tunnel was planted and maintained as part of a high tunnel production budget project funded by a Specialty Crop Grant through the Iowa Department of Agriculture and Land Stewardship. Six growers throughout the state participated in the project with the objectives of creating an enterprise budgeting tool that estimates the costs and revenues associated with producing specific crops in a high tunnel, either as a single crop or multi-crop system. The budgeting tool will estimate the production cost and net profit per square foot in a high tunnel from mono-culture (one crop per tunnel) or multi-cropping, successionplanted systems. This report summarizes the findings from the high tunnel at the ISU Horticulture Research Station. The plantings in this high tunnel were used to collect labor and yield data as well as demonstrate a continuous, multi-cropping production system. A publication containing the enterprise budgeting tool, using this data and data collected from the other six farms, will be available through Iowa State University Extension and Outreach in the fall of 2012.

Replacing bare fallow with cover crops in an irrigated cropping system: soil salinity and salt leaching

In irrigated areas where cover crop establishment can be assured, consequent soil or nutrient conservation could increase sustainability of cropping systems. Replacing bare fallow with cover crops may increase sustainability by enhancing soil aggregate stability, water retention capacity or controlling nitrate leaching. Nevertheless, adoption of cover crops increase evapotranspiration and reduce water percolation beyond the root systems; therefore, it could lead to salt accumulation in the upper soil layers. This study was conducted during four years to determine the effect of replacing bare fallow by a cover crop on soil salt accumulation and salt leaching in an irrigated maize production system.

Utilizing the Internet of Things to promote energy awareness and efficiency at discrete production processes: Practices and methodology

El actual contexto de fabricación, con incrementos en los precios de la energía, una creciente preocupación medioambiental y cambios continuos en los comportamientos de los consumidores, fomenta que los responsables prioricen la fabricación respetuosa con el medioambiente. El paradigma del Internet de las Cosas (IoT) promete incrementar la visibilidad y la atención prestada al consumo de energía gracias tanto a sensores como a medidores inteligentes en los niveles de máquina y de línea de producción. En consecuencia es posible y sencillo obtener datos de consumo de energía en tiempo real proveniente de los procesos de fabricación, pero además es posible analizarlos para incrementar su importancia en la toma de decisiones. Esta tesis pretende investigar cómo utilizar la adopción del Internet de las Cosas en el nivel de planta de producción, en procesos discretos, para incrementar la capacidad de uso de la información proveniente tanto de la energía como de la eficiencia energética. Para alcanzar este objetivo general, la investigación se ha dividido en cuatro sub-objetivos y la misma se ha desarrollado a lo largo de cuatro fases principales (en adelante estudios). El primer estudio de esta tesis, que se apoya sobre una revisión bibliográfica comprehensiva y sobre las aportaciones de expertos, define prácticas de gestión de la producción que son energéticamente eficientes y que se apoyan de un modo preeminente en la tecnología IoT. Este primer estudio también detalla los beneficios esperables al adoptar estas prácticas de gestión. Además, propugna un marco de referencia para permitir la integración de los datos que sobre el consumo energético se obtienen en el marco de las plataformas y sistemas de información de la compañía. Esto se lleva a cabo con el objetivo último de remarcar cómo estos datos pueden ser utilizados para apalancar decisiones en los niveles de procesos tanto tácticos como operativos. Segundo, considerando los precios de la energía como variables en el mercado intradiario y la disponibilidad de información detallada sobre el estado de las máquinas desde el punto de vista de consumo energético, el segundo estudio propone un modelo matemático para minimizar los costes del consumo de energía para la programación de asignaciones de una única máquina que deba atender a varios procesos de producción. Este modelo permite la toma de decisiones en el nivel de máquina para determinar los instantes de lanzamiento de cada trabajo de producción, los tiempos muertos, cuándo la máquina debe ser puesta en un estado de apagada, el momento adecuado para rearrancar, y para pararse, etc. Así, este modelo habilita al responsable de producción de implementar el esquema de producción menos costoso para cada turno de producción. En el tercer estudio esta investigación proporciona una metodología para ayudar a los responsables a implementar IoT en el nivel de los sistemas productivos. Se incluye un análisis del estado en que se encuentran los sistemas de gestión de energía y de producción en la factoría, así como también se proporcionan recomendaciones sobre procedimientos para implementar IoT para capturar y analizar los datos de consumo. Esta metodología ha sido validada en un estudio piloto, donde algunos indicadores clave de rendimiento (KPIs) han sido empleados para determinar la eficiencia energética. En el cuarto estudio el objetivo es introducir una vía para obtener visibilidad y relevancia a diferentes niveles de la energía consumida en los procesos de producción. El método propuesto permite que las factorías con procesos de producción discretos puedan determinar la energía consumida, el CO2 emitido o el coste de la energía consumida ya sea en cualquiera de los niveles: operación, producto o la orden de fabricación completa, siempre considerando las diferentes fuentes de energía y las fluctuaciones en los precios de la misma. Los resultados muestran que decisiones y prácticas de gestión para conseguir sistemas de producción energéticamente eficientes son posibles en virtud del Internet de las Cosas. También, con los resultados de esta tesis los responsables de la gestión energética en las compañías pueden plantearse una aproximación a la utilización del IoT desde un punto de vista de la obtención de beneficios, abordando aquellas prácticas de gestión energética que se encuentran más próximas al nivel de madurez de la factoría, a sus objetivos, al tipo de producción que desarrolla, etc. Así mismo esta tesis muestra que es posible obtener reducciones significativas de coste simplemente evitando los períodos de pico diario en el precio de la misma. Además la tesis permite identificar cómo el nivel de monitorización del consumo energético (es decir al nivel de máquina), el intervalo temporal, y el nivel del análisis de los datos son factores determinantes a la hora de localizar oportunidades para mejorar la eficiencia energética. Adicionalmente, la integración de datos de consumo energético en tiempo real con datos de producción (cuando existen altos niveles de estandarización en los procesos productivos y sus datos) es esencial para permitir que las factorías detallen la energía efectivamente consumida, su coste y CO2 emitido durante la producción de un producto o componente. Esto permite obtener una valiosa información a los gestores en el nivel decisor de la factoría así como a los consumidores y reguladores. ABSTRACT In today‘s manufacturing scenario, rising energy prices, increasing ecological awareness, and changing consumer behaviors are driving decision makers to prioritize green manufacturing. The Internet of Things (IoT) paradigm promises to increase the visibility and awareness of energy consumption, thanks to smart sensors and smart meters at the machine and production line level. Consequently, real-time energy consumption data from the manufacturing processes can be easily collected and then analyzed, to improve energy-aware decision-making. This thesis aims to investigate how to utilize the adoption of the Internet of Things at shop floor level to increase energy–awareness and the energy efficiency of discrete production processes. In order to achieve the main research goal, the research is divided into four sub-objectives, and is accomplished during four main phases (i.e., studies). In the first study, by relying on a comprehensive literature review and on experts‘ insights, the thesis defines energy-efficient production management practices that are enhanced and enabled by IoT technology. The first study also explains the benefits that can be obtained by adopting such management practices. Furthermore, it presents a framework to support the integration of gathered energy data into a company‘s information technology tools and platforms, which is done with the ultimate goal of highlighting how operational and tactical decision-making processes could leverage such data in order to improve energy efficiency. Considering the variable energy prices in one day, along with the availability of detailed machine status energy data, the second study proposes a mathematical model to minimize energy consumption costs for single machine production scheduling during production processes. This model works by making decisions at the machine level to determine the launch times for job processing, idle time, when the machine must be shut down, ―turning on‖ time, and ―turning off‖ time. This model enables the operations manager to implement the least expensive production schedule during a production shift. In the third study, the research provides a methodology to help managers implement the IoT at the production system level; it includes an analysis of current energy management and production systems at the factory, and recommends procedures for implementing the IoT to collect and analyze energy data. The methodology has been validated by a pilot study, where energy KPIs have been used to evaluate energy efficiency. In the fourth study, the goal is to introduce a way to achieve multi-level awareness of the energy consumed during production processes. The proposed method enables discrete factories to specify energy consumption, CO2 emissions, and the cost of the energy consumed at operation, production and order levels, while considering energy sources and fluctuations in energy prices. The results show that energy-efficient production management practices and decisions can be enhanced and enabled by the IoT. With the outcomes of the thesis, energy managers can approach the IoT adoption in a benefit-driven way, by addressing energy management practices that are close to the maturity level of the factory, target, production type, etc. The thesis also shows that significant reductions in energy costs can be achieved by avoiding high-energy price periods in a day. Furthermore, the thesis determines the level of monitoring energy consumption (i.e., machine level), the interval time, and the level of energy data analysis, which are all important factors involved in finding opportunities to improve energy efficiency. Eventually, integrating real-time energy data with production data (when there are high levels of production process standardization data) is essential to enable factories to specify the amount and cost of energy consumed, as well as the CO2 emitted while producing a product, providing valuable information to decision makers at the factory level as well as to consumers and regulators.

High-level production of recombinant human lysosomal acid alpha-glucosidase in Chinese hamster ovary cells which targets to heart muscle and corrects glycogen accumulation in fibroblasts from patients with Pompe disease.

Infantile Pompe disease is a fatal genetic muscle disorder caused by a deficiency of acid alpha-glucosidase, a glycogen-degrading lysosomal enzyme. We constructed a plasmid containing a 5'-shortened human acid alpha-glucosidase cDNA driven by the cytomegalovirus promoter, as well as the aminoglycoside phosphotransferase and dihydrofolate reductase genes. Following transfection in dihydrofolate reductase-deficient Chinese hamster ovary cells, selection with Geneticin, and amplification with methotrexate, a cell line producing high levels of the alpha-glucosidase was established. In 48 hr, the cells cultured in Iscove's medium with 5 mM butyrate secreted 110-kDa precursor enzyme that accumulated to 91 micrograms.ml-1 in the medium (activity, > 22.6 mumol.hr-1.ml-1). This enzyme has a pH optimum similar to that of the mature form, but a lower Vmax and Km for 4-methylumbelliferyl-alpha-D-glucoside. It is efficiently taken up by fibroblasts from Pompe patients, restoring normal levels of acid alpha-glucosidase and glycogen. The uptake is blocked by mannose 6-phosphate. Following intravenous injection, high enzyme levels are seen in heart and liver. An efficient production system now exists for recombinant human acid alpha-glucosidase targeted to heart and capable of correcting fibroblasts from patients with Pompe disease.

Endometrial response toward bovine herpesvirus 4 infection

Metriti ed endometriti sono le patologie maggiormente responsabili delle perdite economiche negli allevamenti bovini da latte, specialmente nel periodo successivo al parto. Mentre le metriti coinvolgono e si sviluppano in tutto l’utero e sono caratterizzate dalla presenza di sintomi sistemici, le endometriti consistono in una infiammazione che riguarda il solo endometrio, con la presenza di perdite purulente, distruzione della superficie epiteliale, congestione vascolare, edema stromale ed accumulo di linfociti e plasmacellule. Queste patologie, inoltre, possono causare, disfunzione ovarica, con conseguente infertilità e riduzione sia dell’efficienza riproduttiva della vacca sia della produzione stessa di latte. Nonostante queste malattie siano, nella maggior parte dei casi, correlate all’instaurarsi di infezioni batteriche, che possono subentrare nell’utero direttamente durante il parto, il ruolo di alcuni virus nello sviluppo di queste patologie è stato recentemente approfondito e la correlazione tra l’ Herpesvirus Bovino 4 e l’insorgere di metriti ed endometriti è stata dimostrata. L’ Herpesvirus Bovino 4 (BoHV-4) è un gamma-herpesvirus ed il suo genoma è costituito da una molecola lineare di DNA a doppio filamento con una struttura genomica di tipo B, caratterizzata dalla presenza di un’unica lunga sequenza centrale (LUR) fiancheggiata da multiple sequenze poli-ripetute (prDNA). BoHV-4 è stato isolato sia da animali sani sia da animali con differenti patologie, tra cui malattie oculari e respiratorie, ma soprattutto da casi di metriti, endometriti, vaginiti o aborti. Generalmente, il ruolo svolto dal virus in questo tipo di patologie è associato alla compresenza di altri tipi di patogeni, che possono essere virus, come nel caso del Virus Della Diarrea Virale Bovina (BVDV), o più frequentemente batteri. Usualmente, l’iniziale difesa dell’endometrio bovino nei confronti dei microbi si fonda sul sistema immunitario innato e l’attivazione di specifici recettori cellulari determina la sintesi e la produzione di citochine e chemochine pro infiammatorie, che possono essere in grado di modulare la replicazione di BoHV-4. Il genoma di BoHV-4 possiede due principali trascritti per i geni Immediate Early (IE), trai quali ORF50/IE2 è il più importante ed il suo prodotto, Rta/ORF50, è fortemente conservato tra tutti gli Herpesvirus. Esso è responsabile della diretta trans-attivazione di numerosi geni virali e cellulari e può essere modulato da differenti stimoli extracellulari. Precedentemente è stato dimostrato come il TNF-, prodotto dalle cellule stromali e dai macrofagi all’interno dell’endometrio, in conseguenza ad infezione batterica, sia in grado di aumentare la replicazione di BoHV-4 attraverso l’attivazione del pathway di NFkB e direttamente agendo sul promotore di IE2. Per queste ragioni, è risultato di forte interesse investigare quali potessero essere, invece, i fattori limitanti la replicazione di BoHV-4. In questo lavoro è stata studiata la relazione tra cellule endometriali stromali bovine infettate con l’Herpesvirus Bovino 4 e l’interferon gamma (IFN-) ed è stata dimostrata la capacità di questa molecola di restringere la replicazione di BoHV-4 in maniera IDO1 indipendente ed IE2 dipendente. Inoltre, la presenza di alcuni elementi in grado di interagire con l’ IFN-γ, all’interno del promotore di IE2 di BoHV-4, ha confermato questa ipotesi. Basandoci su questi dati, abbiamo potuto supporre l’esistenza di uno stretto vincolo tra l’attivazione dell’asse dell’interferon gamma e la ridotta replicazione di BoHV-4, andando a porre le basi per una nuova efficiente cura e prevenzione per le patologie uterine. Poiché il meccanismo corretto attraverso il quale BoHV-4 infetta l’endometrio bovino non è ancora ben compreso, è stato interessante approfondire in maniera più accurata l’interazione presente tra il virus ed il substrato endometriale, analizzando le differenze esistenti tra cellule infettate e non, in termini di espressione genica. Basandoci su dati preliminari ottenuti attraverso analisi con RNA sequencing (RNAseq), abbiamo visto come numerosi geni risultino over-espressi in seguito ad infezione con BoHV-4 e come, tra questi, la Metalloproteasi 1 sia uno dei più interessanti, a causa delle sue possibili implicazioni nello sviluppo delle patologie dell’endometrio uterino bovino. Successive analisi, effettuate tramite westernblotting e real time PCR, sono state in grado di confermare tale dato, sottolineando l’efficacia di un nuovo approccio sperimentale, basato sul RNAseq, per lo studio dell’insorgenza delle patologie.

Efeito da dieta líquida sobre o desempenho de leitões neonatos e seus reflexos na matriz suína

Para ser competitivo atualmente, o sistema intensivo de produção de suínos deve estar pautado na eficiência. A fim de obter esta eficiência produtiva, o avanço genético das ultimas décadas buscou por fêmeas suínas cada vez mais prolíficas. A prolificidade contudo, veio acompanhada por uma queda no consumo voluntário de alimento por parte das fêmeas, bem como um aumento na produção de leite, e no número de leitões nascidos; o aumento da leitegada, levou a uma redução do peso ao nascimento e um aumento da heterogeneidade entre os leitões. Como forma de contornar o problema, são oferecidas aos leitões dietas formuladas com ingredientes de alto valor biológico a partir dos sete dias de vida, procurando suprir a demanda nutricional do animal durante o período de amamentação e preparar seu sistema digestório para o desmame. Contudo, grande parte das dietas formuladas para os leitões neonatos são oferecidas aos animais em sua forma sólida. Neste projeto, avaliamos os efeitos sobre a performance de leitões neonatos e da performance reprodutiva da fêmea suína do oferecimento de uma dieta líquida para os leitões neonatos, dieta esta que foi disponibilizada aos animais através de um sistema automatizado que realizou a mistura do alimento em sua forma sólida com a água. Para tais avaliações, os leitões ao nascer foram alocados em três grupos distintos, recebendo a dieta em sua forma líquida, em sua forma sólida ou então apenas o leite materno. Foram avaliadas variáveis zootécnicas relacionadas aos leitões, como peso, ganho diário de peso, consumo de ração, conversão alimentar, mortalidade pré-desmame; frequência de dias com diarreia nos leitões em fase de maternidade e creche. Foram eutanasiados leitões aos 14 e aos 28 dias de idade, para a realização do exame morfométrico da altura de vilosidade, profundidade de cripta e a relação entre a altura de vilosidade e profundidade de cripta nas porções do duodeno, jejuno e íleo. Avaliamos também o impacto do uso da dieta líquida sobre o catabolismo sofrido pela fêmea durante a lactação, através da aferição do peso e da espessura de toucinho desta fêmeas durante o período lactacional e também a duração do intervalo desmame estro e a duração do estro subsequente ao desmame. Não verificamos contudo um melhor desempenho zootécnico dos leitões nos períodos de maternidade e creche, tão pouco uma alteração favorável quanto a frequência de dias com diarreia nas duas fases em relação aos leitões que não consumiram nenhum tipo de suplementação. Quanto aos parâmetros morfométricos do intestino delgado, apenas aos 28 dias de idade os leitões que receberam a dieta líquida apresentaram maiores alturas de vilosidades no íleo em relação aos leitões que consumiram a dieta sólida e os animais do grupo controle apresentaram menores profundidades de cripta no mesmo seguimento e idade quando comparados aos demais animais. Contudo, estas alterações não foram o suficiente para garantir diferenças na relação altura de vilosidade:profundidade de cripta. E ainda, a suplementação independente de sua forma não reduziu o catabolismo sofrido pela fêmea suína durante a lactação

Efeito da suplementação prolongada de grão de soja cru e integral no pré-parto sobre o desempenho produtivo, qualidade oocitária e embrionária, e função imune de vacas leiteiras

Objetivou-se avaliar o efeito da suplementação prolongada de grão de soja cru e integral (GSI) como fonte de ácido graxo Ω6 sobre o desempenho produtivo, perfil metabólico, qualidade oocitária e embrionária e função imune de vacas leiteiras no período de transição e início de lactação. Foram selecionadas 44 vacas da raça Holandesa, multíparas e gestantes, com parto previsto para 90 dias após o início da avaliação e fornecimento das dietas experimentais, porém em razão da ocorrência de enfermidades metabólicas ou infecciosas (3 abortos; 3 deslocamentos de abomaso; 3 enfermidades podais; 4 distocias) 13 animais foram retirados do experimento. As vacas foram distribuídas aleatoriamente em quatro grupos experimentais diferindo entre eles o início do fornecimento de grão de soja cru e integral (GSI) durante o pré-parto. A dieta era baseada na inclusão de 12% de GSI %MS, com aproximadamente 5,1% de extrato etéreo (EE) o início de seu fornecimento foi conforme descrito a seguir: Grupo 0: Animais não receberam dieta contendo GSI no pré-parto; Grupo 30: Início do fornecimento de dieta com GSI nos 30 dias finais da gestação; Grupo 60: Início do fornecimento de dieta com GSI nos 60 dias finais da gestação; Grupo 90: Início do fornecimento de dieta com GSI nos 90 dias finais da gestação. Após o parto, todas as vacas receberam dieta única com 5,1% de EE, baseada na inclusão de 12% de GSI %MS até 90 dias de lactação. Os animais foram arraçoados de acordo com o consumo de matéria seca no dia anterior, de forma a ser mantido porcentual de sobras das dietas, diariamente, entre 5 e 10%. As amostras dos alimentos e sobras foram coletadas diariamente e armazenadas a -20ºC. Semanalmente as amostras coletadas diariamente foram misturadas e foi retirada uma amostra composta referente a um período de uma semana, a fim de mensurar o consumo de matéria seca e nutrientes. Amostras de fezes foram coletadas nos dias -56, -21, 21, 56 e 84 dias em relação ao parto, com o propósito de mensurar a digestibilidade da matéria seca e nutrientes. A produção de leite foi mensurada diariamente e para a composição dos teores de gordura, proteína, lactose e perfil de ácidos graxos amostras foram coletadas semanalmente. As amostras de sangue para análise dos metabólitos sanguíneos foram coletadas semanalmente. Amostras de sangue para mensurar a atividade do sistema imune foram coletadas na semanas -8, -4, -2, -1 em relação ao parto, parto, +1, +2, +4 e +8 semanas no período pós-parto. Nos dias 21, 42, 63 e 84 do período pós-parto foram realizadas aspirações foliculares, com posterior fertilização in vitro dos oócitos. Todas as variáveis mensuradas foram analisadas pelo procedimento PROC MIXED do SAS 9.4 através de regressão polinomial, utilizando efeito fixo de tratamento, semana, interação tratamento*semana e efeito de animal dentro de tratamento como aleatório. Utilizou nível de 5% de significância. Foi observado efeito (P<0,05) linear crescente para CEE no pré-parto. Não foi observado diferenças no CMS e nutrientes no pós-parto. Não houve alteração da digestibilidade nos períodos pré e pós-parto. Não houve alteração no balanço de energia e nitrogênio nos periodos pré e pós-parto. Não foi observado diferença na produção, composição e teor dos componentes totais do leite. No perfil de ácidos graxos do leite houve efeito (P<0,05) linear descrescente para as concentrações de C16:1cis, C18:1 cis, total de C:18 insaturado, total de AG monoinsaturados, insaturados e a relação do total de AGS:AGI. Foi observado efeito linear (P<0,05) crescente para o total de AG aturado e efeito (P<0,05) quadrático para C18:2, CLAcis9-trans11, e total de AGPI. Foi observado efeito linear crescente (P<0,05) para colesterol total, LDL no préparto e linear decrescente (P<0,05) para GGT nos períodos pré e pós-parto. Foi observado efeito quadrático (P<0,05) para HDL no pré-parto e AST no pós-parto. Em relação a atividade do sistema imune foi observado efeito linear (P<0,05) crescente para o percentual de CD3+ ativos no pós-parto, para o percentual de monócitos que produziram espécie reativa de oxigênio (ERO) no pós-parto quando foram estimulados por S.aureus e E.coli e para a intensidade de imunofluorescência de ERO para ganulócitos no pós-parto quando estimulados por S.aureus. Foi observado efeito (P<0,05) quadrático para o percentual de granulócitos, mononucleares, CD8+ ativos no pós-parto e para o percentual de granulócitos que produziram ERO no pós-parto quando estimulados por E.coli. A suplementação prolongada com GSI no pré-parto melhora a atividade do sistema imune, não melhora a qualidade oocitária e embrionária bem como não influencia negativamente os parametros produtivos de vacas leiteiras no período de transição e início de lactação

Incorporação de informações genômicas no desenvolvimento de índices econômicos para a seleção de bovinos leiteiros

A eficiência econômica da bovinocultura leiteira está relacionada à utilização de animais que apresentem, concomitantemente, bom desempenho quanto à produção, reprodução, saúde e longevidade. Nisto, o índice de seleção configura-se como ferramenta importante ao aumento da lucratividade nesse sistema, visto que permite a seleção de reprodutores para várias características simultaneamente, considerando a relação entre elas bem como a relevância econômica das mesmas. Com a recente disponibilidade de dados genômicos tornou-se ainda possível expandir a abrangência e acurácia dos índices de seleção por meio do aumento do número e qualidade das informações consideradas. Nesse contexto, dois estudos foram desenvolvidos. No primeiro, o objetivo foi estimar parâmetros genéticos e valores genéticos (VG) para características relacionadas à produção e qualidade do leite incluindo-se a informação genômica na avaliação genética. Foram utilizadas medidas de idade ao primeiro parto (IPP), produção de leite (PROD), teor de gordura (GOR), proteína (PROT), lactose, caseína, escore de células somáticas (ECS) e perfil de ácidos graxos de 4.218 vacas bem como os genótipos de 755 vacas para 57.368 polimorfismos de nucleotídeo único (SNP). Os componentes de variância e VG foram obtidos por meio de um modelo misto animal, incluindo-se os efeitos de grupos de contemporâneas, ordem de lactação, dias em lactação e os efeitos aditivo genético, ambiente permanente e residual. Duas abordagens foram desenvolvidas: uma tradicional, na qual a matriz de relacionamentos é baseada no pedigree; e uma genômica, na qual esta matriz é construída combinando-se a informação de pedigree e dos SNP. As herdabilidades variaram de 0,07 a 0,39. As correlações genéticas entre PROD e os componentes do leite variaram entre -0,45 e -0,13 enquanto correlações altas e positivas foram estimadas entre GOR e os ácidos graxos. O uso da abordagem genômica não alterou as estimativas de parâmetros genéticos; contudo, houve aumento entre 1,5% e 6,8% na acurácia dos VG, à exceção de IPP, para a qual houve uma redução de 1,9%. No segundo estudo, o objetivo foi incorporar a informação genômica no desenvolvimento de índices econômicos de seleção. Neste, os VG para PROD, GOR, PROT, teor de ácidos graxos insaturados (INSAT), ECS e vida produtiva foram combinados em índices de seleção ponderados por valores econômicos estimados sob três cenários de pagamento: exclusivamente por volume de leite (PAG1); por volume e por componentes do leite (PAG2); por volume e componentes do leite incluindo INSAT (PAG3). Esses VG foram preditos a partir de fenótipos de 4.293 vacas e genótipos de 755 animais em um modelo multi-característica sob as abordagens tradicional e genômica. O uso da informação genômica influenciou os componentes de variância, VG e a resposta à seleção. Entretanto, as correlações de ranking entre as abordagens foram altas nos três cenários, com valores entre 0,91 e 0,99. Diferenças foram principalmente observadas entre PAG1 e os demais cenários, com correlações entre 0,67 e 0,88. A importância relativa das características e o perfil dos melhores animais foram sensíveis ao cenário de remuneração considerado. Assim, verificou-se como essencial a consideração dos valores econômicos das características na avaliação genética e decisões de seleção.

Effects of Economic Factors on Adoption of Robotics and Consequences of Automation for Productivity Growth of Dairy Farms. Factor Markets Working Paper No. 32, December 2012

In the long term, productivity and especially productivity growth are necessary conditions for the survival of a farm. This paper focuses on the technology choice of a dairy farm, i.e. the choice between a conventional and an automatic milking system. Its aim is to reveal the extent to which economic rationality explains investing in new technology. The adoption of robotics is further linked to farm productivity to show how capital-intensive technology has affected the overall productivity of milk production. The empirical analysis applies a probit model and an extended Cobb-Douglas-type production function to a Finnish farm-level dataset for the years 2000–10. The results show that very few economic factors on a dairy farm or in its economic environment can be identified to affect the switch to automatic milking. Existing machinery capital and investment allowances are among the significant factors. The results also indicate that the probability of investing in robotics responds elastically to a change in investment aids: an increase of 1% in aid would generate an increase of 2% in the probability of investing. Despite the presence of non-economic incentives, the switch to robotic milking is proven to promote productivity development on dairy farms. No productivity growth is observed on farms that keep conventional milking systems, whereas farms with robotic milking have a growth rate of 8.1% per year. The mean rate for farms that switch to robotic milking is 7.0% per year. The results show great progress in productivity growth, with the average of the sector at around 2% per year during the past two decades. In conclusion, investments in new technology as well as investment aids to boost investments are needed in low-productivity areas where investments in new technology still have great potential to increase productivity, and thus profitability and competitiveness, in the long run.

Lameness, metabolic and digestive disorders, and technical efficiency in Danish dairy herds: a stochastic frontier production function approach

The relationship between reported treatments of lameness, metabolic disorders (milk fever, ketosis), digestive disorders, and technical efficiency (TE) was investigated using neutral and non-neutral stochastic frontier analysis (SFA). TE is estimated relative to the stochastic frontier production function for a sample of 574 Danish dairy herds collected in 1997. Contrary to most published results, but in line with the expected negative impact of disorders on the average cow milk production, herds reporting higher frequencies of milk fever are less technically efficient. Unexpectedly, however, the opposite results were observed for lameness, ketosis, and digestive disorders. The non-neutral stochastic frontier indicated that the opposite results are due to the relative. high productivities of inputs. The productivity of the cows is also reflected by the direction of impact of herd management variables. Whereas efficient farms replace cows more frequently, enroll heifers in production at an earlier age, and have shorter calving intervals, they also report higher frequency of disorder treatments. The average estimated energy corrected milk loss per cow is 1036, 451 and 242 kg for low, medium and high efficient farms. The study demonstrates the benefit of the stochastic frontier production function involving the estimation of individual technical efficiencies to evaluate farm performance and investigate the source of inefficiency. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Extent and economic effect of heat loads on dairy cattle production in Australia

Objective To investigate the extent of heat load problems, caused by the combination of excessive temperature and humidity, in Holstein-Friesian cows in Australia. Also, to outline how milk production losses and consequent costs from this can be estimated and minimised. Procedures Long-term meteorological data for Australia were analysed to determine the distribution of hot conditions over space and time. Fifteen dairy production regions were identified for higher-resolution data analysis. Both the raw meteorological data and their integration into a temperature-humidity thermal index were compiled onto a computer program. This mapping software displays the distribution of climatic patterns, both Australia-wide and within the selected dairying regions. Graphical displays of the variation in historical records for 200 locations in the 15 dairying regions are also available. As a separate study, production data from research stations, on-farm trials and milk factory records were statistically analysed and correlated with the climatic indices, to estimate production losses due to hot conditions. Results Both milk yields and milk constituents declined with increases in the temperature-humidity index. The onset and rate of this decline are dependent on a number of factors, including location, level of production, adaptation, and management regime. These results have been integrated into a farm-level economic analysis for managers of dairy properties. Conclusion By considering the historical patterns of hot conditions over time and space, along with expected production losses, managers of dairy farms can now conduct an economic evaluation of investment strategies to alleviate heat loads. These strategies include the provision of sprinklers, shade structures, or combinations of these.

Expert system design for cold form sections

The concept of an Expert System (ES) has been acknowledged as a very useful tool, but few studies have been carried out in its application to the design of cold rolled sections. This study involves primarily the use of an ES as a tool to improve the design process and to capture the draughtsman's knowledge. Its main purpose is to reduce substantially the time taken to produce a section drawing, thereby facilitating a speedy feedback to the customer. In order to communicate with a draughtsman, it is necessary to use sketches, symbolic representations and numerical data. This increases the complexity of programming an ES, as it is necessary to use a combination of languages so that decisions, calculations, graphical drawings and control of the system can be effected. A production system approach is used and a further step has been taken by introducing an Activator which is an autoexecute operation set up by the ES to operate an external program automatically. To speed up the absorption of new knowledge into the knowledge base, a new Learning System has been constructed. In addition to developing the ES, other software has been written to assist the design process. The section properties software has been introduced to improve the speed and consistency of calculating the section properties. A method of selecting or comparing the most appropriate section for a given specification is also implemented. Simple loading facilities have been introduced to guide the designer as to the loading capacity of the section. This research has concluded that the application of an ES is beneficial and with the activator approach, automated designing can be achieved. On average a complex drawing can be displayed on the screen in about 100 seconds, where over 95% of the initial section design time for repetitive or similar profile can be saved.

Introduction : the role of quality, production and technological innovation in improving competitive performance

Quality, production and technological innovation management rank among the most important matters of concern to modern manufacturing organisations. They can provide companies with the decisive means of gaining a competitive advantage, especially within industries where there is an increasing similarity in product design and manufacturing processes. The papers in this special issue of International Journal of Technology Management have all been selected as examples of how aspects of quality, production and technological innovation can help to improve competitive performance. Most are based on presentations made at the UK Operations Management Association's Sixth International Conference held at Aston University at which the theme was 'Getting Ahead Through Technology and People'. At the conference itself over 80 papers were presented by authors from 15 countries around the world. Among the many topics addressed within the conference theme, technological innovation, quality and production management emerged as attracting the greatest concern and interest of delegates, particularly those from industry. For any new initiative to be implemented successfully, it should be led from the top of the organization. Achieving the desired level of commitment from top management can, however, be a difficulty. In the first paper of this issue, Mackness investigates this question by explaining how systems thinking can help. In the systems approach, properties such as 'emergence', 'hierarchy', 'commnication' and 'control' are used to assist top managers in preparing for change. Mackness's paper is then complemented by Iijima and Hasegawa's contribution in which they investigate the development of Quality Information Management (QIM) in Japan. They present the idea of a Design Review and demonstrate how it can be used to trace and reduce quality-related losses. The next paper on the subject of quality is by Whittle and colleagues. It relates to total quality and the process of culture change within organisations. Using the findings of investigations carried out in a number of case study companies, they describe four generic models which have been identified as characterising methods of implementing total quality within existing organisation cultures. Boaden and Dale's paper also relates to the management of quality, but looks specifically at the construction industry where it has been found there is still some confusion over the role of Quality Assurance (QA) and Total Quality Management (TQM). They describe the results of a questionnaire survey of forty companies in the industry and compare them to similar work carried out in other industries. Szakonyi's contribution then completes this group of papers which all relate specifically to the question of quality. His concern is with the two ways in which R&D or engineering managers can work on improving quality. The first is by improving it in the laboratory, while the second is by working with other functions to improve quality in the company. The next group of papers in this issue all address aspects of production management. Umeda's paper proposes a new manufacturing-oriented simulation package for production management which provides important information for both design and operation of manufacturing systems. A simulation for production strategy in a Computer Integrated Manufacturing (CIM) environment is also discussed. This paper is then followed by a contribution by Tanaka and colleagues in which they consider loading schedules for manufacturing orders in a Material Requirements Planning (MRP) environment. They compare mathematical programming with a knowledge-based approach, and comment on their relative effectiveness for different practical situations. Engstrom and Medbo's paper then looks at a particular aspect of production system design, namely the question of devising group working arrangements for assembly with new product structures. Using the case of a Swedish vehicle assembly plant where long cycle assembly work has been adopted, they advocate the use of a generally applicable product structure which can be adapted to suit individual local conditions. In the last paper of this particular group, Tay considers how automation has affected the production efficiency in Singapore. Using data from ten major industries he identifies several factors which are positively correlated with efficiency, with capital intensity being of greatest interest to policy makers. The two following papers examine the case of electronic data interchange (EDI) as a means of improving the efficiency and quality of trading relationships. Banerjee and Banerjee consider a particular approach to material provisioning for production systems using orderless inventory replenishment. Using the example of a single supplier and multiple buyers they develop an analytical model which is applicable for the exchange of information between trading partners using EDI. They conclude that EDI-based inventory control can be attractive from economic as well as other standpoints and that the approach is consistent with and can be instrumental in moving towards just-in-time (JIT) inventory management. Slacker's complementary viewpoint on EDI is from the perspective of the quality relation-ship between the customer and supplier. Based on the experience of Lucas, a supplier within the automotive industry, he concludes that both banks and trading companies must take responsibility for the development of payment mechanisms which satisfy the requirements of quality trading. The three final papers of this issue relate to technological innovation and are all country based. Berman and Khalil report on a survey of US technological effectiveness in the global economy. The importance of education is supported in their conclusions, although it remains unclear to what extent the US government can play a wider role in promoting technological innovation and new industries. The role of technology in national development is taken up by Martinsons and Valdemars who examine the case of the former Soviet Union. The failure to successfully infuse technology into Soviet enterprises is seen as a factor in that country's demise, and it is anticipated that the newly liberalised economies will be able to encourage greater technological creativity. This point is then taken up in Perminov's concluding paper which looks in detail at Russia. Here a similar analysis is made of the concluding paper which looks in detail at Russia. Here a similar analysis is made of the Soviet Union's technological decline, but a development strategy is also presented within the context of the change from a centralised to a free market economy. The papers included in this special issue of the International Journal of Technology Management each represent a unique and particular contribution to their own specific area of concern. Together, however, they also argue or demonstrate the general improvements in competitive performance that can be achieved through the application of modern principles and practice to the management of quality, production and technological innovation.

Market-driven strategies and the design of flexible production systems: evidence from the electronics industry

Links the concept of market-driven business strategies with the design of production systems. It draws upon the case of a firm which, during the last decade, changed its strategy from being “technology led” to “market driven”. The research, based on interdisciplinary fieldwork involving long-term participant observation, investigated the factors which contribute to the successful design and implementation of flexible production systems in electronics assembly. These investigations were conducted in collaboration with a major computer manufacturer, with other electronics firms being studied for comparison. The research identified a number of strategies and actions seen as crucial to the development of efficient flexible production systems, namely: effective integration of subsystems, development of appropriate controls and performance measures, compatibility between production system design and organization structure, and the development of a climate conducive to organizational change. Overall, the analysis suggests that in the electronics industry there exists an extremely high degree of environmental complexity and turbulence. This serves to shape the strategic, technical and social structures that are developed to match this complexity, examples of which are niche marketing, flexible manufacturing and employee harmonization.

Production-frame Model of Representation of Data Domain

One of the most important problems of e-learning system is studied in given paper. This problem is building of data domain model. Data domain model is based on usage of correct organizing knowledge base. In this paper production-frame model is offered, which allows structuring data domain and building flexible and understandable inference system, residing in production system.