Sistemi innovativi in zootecnia Supporti avanzati per la gestione dell’allevamento (corso SUPAG)

1. CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE Sistemi innovativi in zootecnia Supporti avanzati per la gestione dell’allevamento (corso SUPAG) Massimo Lazzari Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano

2. DALLA REALTÀ OSSERVATA AI DATA BASE PER LA GESTIONE AZIENDALE Dott.ssa Pasqualina Sacco IIA Milano

3. STRUTTURARE LA REALTÀ OSSERVATA ENTITÀ ATTRIBUTI RELAZIONI DOMINIO INDAGATO: AZIENDA AGROZOOTECNICA STRUMENTO DI ANALISI: AZIENDA INFORMATIZZATA

4. PERCORSO METODOLOGICO • DOMINIO: identificare i confini concettuali della porzione di mondo reale che si intende analizzare; • OBIETTIVI DELL’ANALISI: identificare gli obiettivi dell’analisi; • CONCETTUALIZZAZIONE: identificare le entità del dominio necessarie e sufficienti per la comprensione della struttura del sistema reale e dei processi che in esso hanno luogo coerentemente con gli obiettivi fissati; • ONTOLOGIA: accordo sui termini che descrivono le entità del sistema (compresi i loro attributi e le relazioni tra esse); • MODELLAZIONE: sintesi tra semplificazione del sistema reale e conservazione ed evidenziazione dei ruoli delle diverse entità e le loro relazioni;

5. DELIMITAZIONE DEL DOMINIO A seconda di come si fissano i confini concettuali si possono identificare diversi domini in uno stesso sistema reale …

6. DELIMITAZIONE DEL DOMINIO azienda agraria nel suo complesso allevamento riparto colturale (uno o più appezzamenti) contesto territoriale

7. OBIETTIVI DELL’ANALISI Obiettivi diversi all’interno di uno stesso dominio …

8. OBIETTIVI DELL’ANALISI RIPARTO COLTURALE Sviluppo fenologico singola pianta, Sviluppo canopy, Mappe di produzione, Tecniche colturali, etc. ALLEVAMENTO Gestione stalla per gruppi di animali, Gestione per singolo capo, Problemi sanitari, Controllo alimentazione, etc. CONTESTO AZIENDALE Bilanci economici, Protocolli particolari (biologico, etc.), Tracciabilità, Gestione informatizzata, Automazione parziale/totale processi aziendali, etc. CONTESTO TERRITORIALE Aspetti sociologici di interazione tra aziende, Aspetti ambientali (es. gestione reflui tra aziende), Politiche agrarie, etc.

9. ANALISI DEL SISTEMA E PUNTI DI VISTA A seconda degli obiettivi dell’analisi uno stesso sistema può essere studiato dando diversa importanza ad alcuni aspetti particolari piuttosto che ad altri: UN SISTEMA PUÒ ESSERE ANALIZZATO SECONDO DIVERSIPUNTI DI VISTA • ESEMPIO: Un allevamento di vacche da latte puo’ essere studiato secondo: punto di vista epidemiologico: prevalgono aspetti biologico-fisiologici punto di vista efficienza mungitura: prevalgono aspetti biologici e tecnologici • punto di vista economico: prevalgono aspetti di gestione della mandria In termini generali nello studio dei sistemi si possono identificare 4 MACRODOMINI

10. DOMINI E MACRODOMINI DOMINIO ambito di competenza di un insieme di attività cognitive, spesso anche molto eterogenee tra loro, che connotano gli elementi di interesse di un dato sistema reale di riferimento MACRODOMINIO punto di vista generale di riferimento che raggruppa domini omogenei

11. MACRODOMINI (1) • CHIMICO-FISICO: consideratuttiisistemiil cui comportamento è determinatoesclusivamente da fenomeni di naturafisica e/o chimica; la dinamica dei sistemi è esprimibile da regolelogiche, matematiche o fisichespessosuffragate da teorieampiamenteconvalidate, poco o per nullainfluenzabilidirettamentedalcomportamento di entitàbiologiche; vi rientranoidominitipici di fisica e chimica, ancheneiloroaspettiapplicativi (ad esempio, impiantiindustriali, macchine e processi di variotipo) • BIOLOGICO: consideratuttiisistemiil cui comportamento è determinatodallapresenza di organismiviventi (chepossonorappresentareanche la naturaintrinseca del sistemastesso); puravendo, anche in tale ambito, la possibilità di utilizzareteorieconvalidate, ilcomportamentodeisistemirisultaspesso di difficilegeneralizzazione, essendo di normagovernato da relazioniempirichecherichiedonotarature e calibrazioni; isistemihannospessonaturamediamente o altamentecomplessa; rientrano in tale ambitoidominitipicidellabiochimica e fisiologia, dellescienzebiomediche, nonché di tutti le principali discipline chestudianoimeccanismi di produzionedeisistemiagrari, forestali e zootecnici

12. MACRODOMINI (2) • MICROECONOMICO ED ORGANIZZATIVO: consideratuttiisistemirappresentabili da unastrutturacheraggruppa un insieme di componentiinteragentiattraversorelazioni di tipogerarchicoedil cui comportamentocomplessivo è ancheilrisultato di processidecisionalifinalizzatiallaproduzione di beni, serviziodazioni (includonocioèancheagentidecisionali); sitrattaspesso di sistemicomplessi la cui naturaderiva non tantodallanumerositàdeicomponenti, quanto, piuttosto, dallamoltitudine di relazionitraessi; talirelazioni, peraltro, sono di normadifficilmentemodellabili a causa del grado di soggettivitàchecaratterizza un qualunqueprocessodecisionale; in questoambitoisistemioggetto di studio riguardanostruttureproduttiveedorganizzative, variamentearticolate, i cui singolielementipossonoancheincludereaspettipiù o menodettagliatideimacrodominiprecedenti; tuttiglistudi sui sistemi di produzionerientrano in tale contesto;

13. MACRODOMINI (3) • MACROECONOMICO E SOCIALE: considera tutti i sistemi, di norma complessi, che raggruppano diverse categorie di entità assimilabili a sistemi dei macrodomini precedenti; il comportamento delle principali entità è, pertanto, ancora soggetto al potere di intervento ed al giudizio di scelta dei singoli agenti decisori; il comportamento complessivo derivante determina le risposte (ovvero, le proprietà emergenti) di natura macroeconomica, ambientale e sociale del sistema nel suo complesso; le azioni esterne dirette sul sistema globale definiscono dei vincoli al comportamento dei suoi componenti interni e determinano le cosiddette politiche e normative di intervento; di regola, questi sistemi comportano una connotazione spaziale della loro struttura, ed ogni elemento ha una corrispondenza biunivoca con i punti di detto spazio; ciò porta, spesso, a far coincidere tali sistemi anche con le problematiche di natura territoriale (tuttavia, lo studio dell’”approccio territoriale” non è condizione sufficiente per determinare l’appartenenza a tale macrodominio; gli studi idrologici, ad esempio, salvo particolari contesti applicativi, rientrano nel macrodominio chimico-fisico).

14. MACRODOMINI DI CONOSCENZA MACROECONOMICO & SOCIALE MICROECONOMICO & ORGANIZZATIVO BIOLOGICO Conoscenza CHIMICO - FISICO Approccio teorico Dipende dagli obiettivi dell’analisi Esiste un rapporto di importanza relativa ottimale tra i domini?

15. entità struttura sistema attributi processi relazioni CONCETTUALIZZAZIONE • Una volta identificati: •  il DOMINIO (cosa voglio studiare) •  gli OBIETTIVI (che problemi mi aspetto di risolvere)  le COMPETENZE necessarie (i macrodomini di conoscenza) • il sistema deve essere semplificato in modo tale da mettere in evidenza le caratteristiche che più interessano rispetto ad altre SI REALIZZA UN MODELLO CONCETTUALEDEL SISTEMA

16. FINE

17. APPROCCIO INTERDISCIPLINARE Spesso è richiesta la competenza in diversi macrodomini di conoscenza. Ciò comporta la necessità di: comprensione tra esperti di settori diversi integrazione di visioni del mondo diverse definizioni univoche e prive di ambiguità visione unitaria e condivisa del modello concettuale NECESSITÀ DI UN’ONTOLOGIA Entità, attributi e relazioni devono essere definiti in modo univoco e condiviso tra tutti coloro che partecipano allo studio

18. DOMINIO D1 D3 Non sempre possibile Problemi: inconsistenza, ridondanza, riservatezza e integrità dei dati, concorrenza FS1 FS2 FS3 D2 INTEGRAZIONE DB 1 2 3 DB1 M1 DB2 M2 DB3 M3 APPROCCIO “CLASSICO” Dal DOMINIO al DATA BASE SENZA ONTOLOGIA

19. Data Base Management System 1 2 3 ONTOLOGIA DB INTEGRATO M1 M2 M3 APPROCCIO MIGLIORATO Dal DOMINIO al DATA BASE CON ONTOLOGIA DOMINIO D1 D3 D2

20. “Un accordo – anche incompleto – riguardo una concettualizzazione che è il risultato dello studio delle categorie di cose che esistono, o potrebbero esistere, in un certo dominio “ Kett, 2004 Nel formulare una nuova ontologia si deve tenere conto di 3 semplici regole: 1 2 3 COSA E’ UNA ONTOLOGIA ? • Non vi è UN SOLO modo corretto per modellare un dominio; vi sono SEMPRE diverse alternative percorribili; • Lo sviluppo di un’ontologia è necessariamente un processo ITERATIVO; • I concetti dell’ontologia devono essere vicini agli oggetti (entità fisiche o logiche) ed alle relazioni del dominio di interesse

21. PERCHÉ UNA ONTOLOGIA? … alcune possibili motivazioni: • Per condividere una conoscenza comune del DOMINIO considerato, incluse le strutture dell’informazionetra persone • Per garantire il riutilizzo della conoscenza del DOMINIO • Per rendere esplicite le ASSUNZIONI sul dominio • Per separare la conoscenza del dominio dalla conoscenza OPERATIVA • Per analizzare la conoscenza del dominio

22. COMPETENZA • TERMINOLOGIA • DEFINIZIONE FORMULAZIONE DI UNA ONTOLOGIA scopo: domande e argomenti in cui si deve poter trovare risposta nell’ontologia; accordo sui termini con cui si identificano le entità del dominio modellato, i loro attributi e le relazioni tra esse condivisione semantica dei termini

23. FARM INDICI DI PRESTAZIONE IL SISTEMA OGGETTO DI STUDIO Entità controllabili Entità NON controllabili CONTESTO DECISIONALE • legislazione • prezzi • clima • suolo • … • strategico • direttivo • operativo

24. farm Sistema di riferimento: azienda COMPETENZA DELLA FARM ONTOLOGY … la competenza è il sistema “azienda agraria” FARM ONTOLOGY

25. ONTOLOGIA PER L’AZIENDA AGRARIA FARM ONTOLOGY base di conoscenza condivisa sugli aspetti rilevanti dell’azienda agraria I concetti considerati nella Farm Ontology: metaontologia: concetti generali (entità, attributo, relazione, tempo, situazione, etc.) decisioni e gerarchia del sistema ziendale: scopo, processo decisionale, decisioni e ambiti decisionali azioni: azione e sue proprietà, classificazione delle azioni entità del sistema aziendale: risorse, merci, categorie di azioni specifiche

26. MODELLO DI AZIENDA: CONFIGURAZIONE FARM ATTIVITÀ PRODUTTIVE: produzione di beni e servizi RISORSE: fondo agricolo, manodopera e fattori a logorio parziale in dotazione all’azienda AZIENDA AGRICOLA MERCI: fattori a logorio totale e prodotti (beni e servizi) AZIONI: processi che combinano PA e R, consumano e generano M R A M PRESTAZIONI: indici di comportamento del sistema sotto diversi aspetti P Famiglie di ENTITA’omogenee APPLICAZIONE per estrapolare giudizi sul comportamento del sistema FARM = < PA, R, M, A, P >

27. DEFINIZIONI • entità assimilabili a FATTORI A LOGORIO PARZIALE • la loro adozione comporta INVESTIMENTI o profondeMODIFICHE nelle strutture aziendali • dotazione di beni biologici (animali e vegetali), strumentali ed umani necessari al conseguimento delle produzioni RISORSE • entità assimilabili a FATTORI A LOGORIO TOTALE • PRODOTTI e SOTTOPRODOTTI animali e vegetali MERCI • modalità dinamiche con cui Risorse e Fattori vengono utilizzati e combinati nell'ambito dei processi AZIONI

28. RAPPRESENTAZIONE FORMALE ATTIVITÀ PRODUTTIVE Formalmente rappresentabili attraverso TUPLE o INSIEMI DI ELEMENTI OMOGENEI RISORSE MERCI AZIONI Partizione in classi facenti riferimento ad aspetti specifici del sistema produttivo aziendale esempio Risorse R = < Rfag, Rman, Rmac, Rstr, Rcar, Rbes > Rmac = <TR, MO, SM > Rfag = Fondo agricolo Rman = Manodopera Rmac = Macchine Rstr = Impianti e strutture rurali Rcar = Impianti arborei Rbes = Bestiame TR = {TR1, …, TRT }

29. PRESTAZIONI • Si distinguono le seguenti categorie di prestazioni: • PRESTAZIONI ECONOMICHE: PLV, costi di produzione, margini netti, calcolati secondo le procedure di bilancio classiche; • PRESTAZIONI OPERATIVE: ore di lavoro totali annuali per ettaro, distribuzione delle ore di lavoro totali annuali ad ettaro nei diversi periodi dell’anno (intervallo di tempo mensile, settimanale, giornaliero), etc.; • PRESTAZIONIAMBIENTALI: relative all’impatto delle attività aziendali sull’ambiente circostante (quantità di agrofarmaci e concimi minerali ed organici distribuiti, emissioni di CO2, etc.); • PRESTAZIONI ENERGETICHE: consumi energetici diretti ed indiretti associati a tutti i processi produttivi (consumi di gasolio, lubrificanti, energia elettrica per singolo evento, etc.). Gli indici devono poter essere riferiti: 1) all’attività globale annuadell’azienda, 2) ai singoli centri di costo (ovvero: un’attività produttiva o una risorsa).