ICT융복합 장비의 선택과 시공

1. 모돈 군사장치
    
1) 개방형 스톨 군사장치

개방형 스톨 군사장치는 수정 후 4주 후부터 분만 1주 전까지 사육하는 공간이다. 사료는 수동으로 인위적으로 1일 2회 정도 급이하는데, 보통 20~60두 전후로 사양하고 있다.
바닥재는 전면 콘크리트 바닥 위에 톱밥이나 왕겨를 깔짚으로 사용한다. 보통 10cm 전후 깔아준다. 발정 관찰은 사료를 급이하면서 주로 관찰한다.
개방형 스톨 군사장치의 장점은 시설비가 적게 들며, 돼지가 움직일 수 있는 공간이 넓다는 것이다. 단점으로는 개체별 관리가 곤란하여 옆의 스톨에 있는 사료를 섭취할 수가 있어 과비가 발생할 수가 있고 급이시간에 한꺼번에 급이하지 못하는 점이 있다.
따라서 동물복지 초창기에는 선호하는 시설이었으나 지금은 농가에서 관리하기가 힘들어 차츰 사라져 가거나, 모돈 자동사료 개체급이기를 설치하여 사용하고 있는 실정이다.

2) 모돈 군사 사육장치

모돈 군사 사육장치는 비육돈이나 모돈에서 사용이 가능하며, 비육돈에서는 무제한급이, 번식돈의 경우는 제한급이 등으로 작업을 선택하여 이용함으로써 양돈의 생산성 향상을 도모할 수 있다. 이 장치는 동물복지 생산을 위해 개발되었으나, 비육돈의 경우는 장비의 가격과 RFID 칩의 부착 등 번거로움 때문에 모돈의 이유 후에서 임신 전 단계에 이용되고 있다.
모돈 군사 사육장치는 평균 모돈 50두 정도 관리할 수 있는 규모로 구성되어 있다. 따라서 모돈 돈방은 동물복지형에 준하는 1.3배 정도의 공간을 마련하여 주는 것이 필요하며, 사육 기간은 군사형 돈방으로 이동하는 임신돈은 임신 4주 후부터 분만 1~2주 전까지 사육하게 된다.
모돈 군사장치는 다소 복잡한 구조이나 RFID 칩 인식 센서로부터 개체가 확인되면 자체 사료급이 자동장치가 컴퓨터의 개체별 급이량 조절에 의해 자동으로 급이된다. 출입문의 개폐와 사료급이 장치 등은 공기 및 유압장치로 구동되어, 돈사 내 급이기와 실외에 공기 컴프레서(compressure)가 있어야 구동된다.
사료 급이에 대한 기록은 지속적으로 컴퓨터로 전송 및 저장되어 모돈의 개체 상태를 추정할 수 있다. 종종 급이기 내에서 사료를 먹고도 나오지 않는 모돈이 있어 이런 동작을 막기 위해 급이기 바닥에 엎드리거나 앉을 수 없도록 중간 파이프를 설치하기도 한다.

최근에는 RFID를 귀에 부착하고 이를 군사사육장치의 센서를 통해 개체번호를 인식하면 인위적으로 조절된 급이량을 공급하게 된다. 처녀돈(후보돈)과 경산돈 모두 이 시스템에 적응시키는데 5일 정도면 충분히 훈련이 된다.

3) 군사장치 선택

이 시스템은 기존의 어떤 돈사에도 설치·운영이 가능하며, 설치 비용면에서 스톨 비용보다 1.5배가량 소요된다. 하지만 사료 허실량 감소와 기계식 사료 급이 계량컵 조절 등에 소요되는 노동시간의 절약 및 번식모돈의 생산성 향상을 고려하면 투자에 대한 기대치가 상당히 높다.
우리나라도 동물복지에 인식이 높아지고 있는 상황에서 양돈장의 시설 장비 현대화를 위해 모돈 군사 사양관리 시스템의 도입이 절실하다고 할 수 있다.

4) 모돈 군사사육장치의 운용

① 군사장치는 기존의 스톨방식과 다르게 한 마리씩 장치에 들어가 섭취하고 나머지 개체들은 자유롭게 이동할 수 있는 군사방식의 구조이므로 돈방 크기에 맞게 모돈의 두수를 결정해야 한다.
② 초기에 임신모돈이 군사방에 입식하게 되면 각 개체들의 인식표(모돈번호)를 미리 컴퓨터에 방별로 입력해야 하며, 각 개체별로 교배일자를 확인하여 적절한 사료량을 조절할 수 있어야 한다.
③ 입식된 개체들은 초기에 군사장치에 대한 거부감이나 기계에 대한 무경험으로 인해 스스로 섭취할 수 없는 개체들이 나타나기 때문에 초기에는 훈련모드(수동모드) 등을 이용하여 각각의 개체들이 기계에 적응할 수 있도록 훈련이 필요하다.
④ 군사장치로 개체가 입장하면 RFID 리더기를 통하여 모돈들의 귀에 부착된 전자태그를 리딩하고 각 개체들의 하루 섭취량에 맞게 사료가 투입된다.
⑤ 필요에 따라 사료섭취 시 음수기능을 연동하여 사료와 물이 섞여서 나오도록 설계하는 것도 필요하다. 물과 함께 섭취할 경우 사료섭취 속도가 빨라져서 돈방 내의 전체 개체가 섭취하는 속도가 증가하게 된다.
⑥ 설정량의 사료를 모두 섭취하게 되면 급이통의 문이 자동으로 닫혀 더 이상 사료를 섭취할 수 없으므로 모돈은 자동으로 기계에서 퇴장한다. 퇴장하지 않을 경우 일정시간이 지나면 입구문이 열려 다음 개체가 입장하게 되므로 자동으로 밀려서 퇴장하게 된다.
⑦ 퇴장한 개체가 물을 더 섭취할 수 있도록 출구문 근처에 음수통을 2~3개 설치해두는 것이 좋다.
⑧ 며칠간의 훈련을 통해 개체별로 섭취 활동이 정상적으로 이루어지면 관리자는 일정시간마다 한 번씩 돈방 내의 개체가 어느 정도 섭취를 마쳤는지 확인이 필요하다. 대략적으로 1시간에 약 4~5두 정도 섭취가 가능한 것으로 보인다.
⑨ 관리자는 섭취를 마쳐야 될 시간인데도 아직 섭취하지 못한 개체가 남아 있을 경우 현장에서 개체의 상태나 기계의 상태를 점검할 필요가 있다.

2. 자동 사료 믹스 급이기
    
1) 자동 사료 믹스 급이기의 특징

자동 사료 믹스 급이기는 자돈, 비육사에 설치되며 돈군이나 돈방별 급이량을 제어하고 돈군의 급이량에 대한 분석을 통해 돈군의 생장 실태를 확인할 수 있다. 모돈 자동 사료 급이장치와 마찬가지로 사료를 건식으로 주거나 습식으로 조절하여 급이가 가능하다. 
    
2) 자동 사료 믹스 급이기의 ICT 운용

자동 사료 믹스 급이기도 각 업체별 컨트롤러가 상이하나 통합제어 관리시스템과 연동하여 작동이 가능하며 서버에 급이량 등이 저장된다. 정보전달을 통해 원격으로 모바일로 제어·관리할 수 있다.

3. 자동 액상 사료 급이기
    
1) 자동 액상 사료 급이기의 특징

자동 액상 사료 급이기는 돼지의 모든 성장단계에서 원료 사료의 배합비를 조정하여 이용하는 사료 급이 형태이다. 원료 사료가 키친룸에 집결되어 있어 전체적인 사료의 수급형태를 확인하는 데 유리하며, 사료차가 농장으로 들어가지 않아 방역상 상당히 큰 장점을 지니고 있다. 그래서 액상사료 급이 시스템에서 가장 중요한 것은 사료 파이프라인이 원활하게 돌아가야 하므로 키친룸 내부설계야말로 매우 중요한 기술이라고 할 수 있다.
급이기의 형태는 일반 건식사료와 달리 일자형태의 모양을 가지고 있어 최대한 많은 두수가 동시에 사료를 섭취할 수 있다. 가장 큰 난제는 사료 공급 파이프라인이 부하 없이 최단거리로 이동할 수 있도록 설계하는 것이 중요하다.
    
2) 자동 액상 사료 급이기의 ICT 적용

자동 액상 사료 급이기는 공급에서 전체적인 양을 측정하면서 그에 관한 자료를 수집·저장할 수 있으며, 사료 급이기에서는 센서를 통해 잔류 사료를 감지하여 섭취 속도를 계산하여 사료의 수급을 조절한다. 그리하여 신선도가 떨어지거나 부패되는 것을 예방할 수 있다. 수집된 자료는 서버에 저장하거나 통신체계를 통해 실시간으로 모바일을 통해 상황을 관찰할 수 있다.

4. 출하돈 선별기 
    
1) 출하돈 선별기의 특징

출하돈 선별기는 규격돈의 선별 출하로 출하등급이 향상되어 직접적으로 농가의 수익을 올리게 하는 가장 큰 장점을 지니고 있다. 그밖에 출하시기의 단축, 노동력 감소, 출하 시 절식으로 운송에 의한 스트레스 저감과 그에 따라 육질이 개선되는 등의 이점을 가지고 있다.
더욱이 규격돈을 가공 시 저육가공에 따른 수율이 향상되고 가공작업의 생산성이 향상되는 등 양돈농가에 많은 도움을 주고 있다.
    
2) 출하돈 선별기의 설치와 주의사항

출하돈 선별기는 축사의 한 부분을 활용해야 하므로 육성·비육사의 크기와 출하대의 위치 등을 고려해야 한다. 출하돈 선별기 업체와 유도로 설치 업체는 다르므로 작업의 일체감에 유의해야 하며, 돼지와 사람의 이동이 원활하도록 설치되어야 한다.
사료 급이칸과 음수칸은 반드시 따로 설치해야 하며 선별할 두수를 고려하여 급이기와 니플을 설치해야 한다. 또한, 선별 시 선별기의 통로에 출하돈이 누워서 선별기 통행을 방해하지 않도록 일반통행로와 멀리 떨어뜨려 설치해야 하며, 되도록 출하칸은 크게 설치하는 것이 출하 시 원활하게 돼지를 이동시킬 수 있다.
   
3) 출하돈 선별기의 운영

출하돈 선별기를 자동으로 통과하려면 돼지가 적응해야 하는데, 약 7일 정도가 소요되므로 출하 일정에 맞추어 돼지를 훈련시켜야 한다.

· Day 1: 비육사에서 출하 선별기칸으로 이동 → 선별기 미작동
- 규격돈에 준하는 돼지를 선별하여 입식
- 돼지가 물과 사료의 위치에 적응하는 기간으로 자유롭게 이동하도록 개방
· Day 2 ~3: 일방통행로의 적응 → 선별기 문을 1일 왼쪽, 1일 오른쪽으로 개방
- 사료칸으로 밀면서 들어가 사료를 먹도록 유도
· Day 4: 선별기 출구문의 일방통행 바를 내림 → 선별기 미작동
· Day 5~6: 출하선별 예행연습 → 선별기 작동
 - 컨트롤러의 분리 - 출하 스위치를 출하로, 스위치를 자동으로 변경
 - 컨트롤러의 기준 체중(출하 체중)을 설정하고 1일 이동 두수와 평균 체중 확인
· Day 7: 출하 당일 → 선별기 작동
 - 출하칸에 돼지두수와 컨트롤러 이동두수 확인
 - 사료칸에 남아있는 미선별 돼지를 강제적으로 선별기로 넣어 선별

4) 출하돈 선별기의 ICT 활용

출하돈 선별기 프로그램에는 출하두수, 개체별 체중 및 출하돈 평균 체중 등이 수집·저장되며, 통신체계를 활용하면 모바일로 저장한 자료를 관찰할 수 있다. 출하 당일에 출하 체중 등의 자동제어도 가능하다.

5. 사료빈 관리기

1) 사료빈 관리기의 특징

사료빈 관리기는 실시간으로 사료의 비축량을 점검하고 사료의 수급을 조절할 수 있으며, 사료 입고 시 주문량을 확인할 수 있어 사료회사와의 신뢰를 유지할 수 있다. 또한, 일일사료 사용량 등을 확인함으로써 가축의 상태를 추정하여 축사 환경을 적절히 관리하는 지표를 제시한다.
사료빈 관리기는 사료빈 지지 다리에 전자저울을 부착하여 실시간 모니터링하는 특징을 가진다.

2) 사료빈 관리기 관련 ICT 기술

사료빈 관리기는 제어관리시스템(프로그램)과 연동하여 실시간 모니터링한 자료를 수집·축적하고 통신체계를 활용하여 스마트폰으로 관찰 및 제어 관리가 가능하다. 자동으로 사료회사에 입고 일자를 알림으로써 사료 관리체계를 자동화할 수 있다.
또한, 사료빈에 암모니아 등의 센서를 활용하면 변질사료의 예방과 환기나 공기투입 등 사후조치를 통해 사료의 보관을 안전하게 유지·관리할 수 있다.

6. 음수량 관리기

1) 음수량 관리기의 특징

음수량 관리기를 통해 실시간으로 축사로 들어오는 음수량을 점검하고 물의 수급을 관찰함으로써 가축의 상태를 추정할 수 있다. 음수측정 장치의 설치위치에 따라 돈방, 축사 등의 물 사용량을 점검할 수 있다.

2) 음수량 관리기 관련 ICT 기술

음수량 관리기는 제어관리시스템(프로그램)과 연동하여 실시간 모니터링한 자료를 컴퓨터에 저장하거나 실시간으로 모바일을 통해 관찰할 수 있다. 조절방법에 따라 통신장애 시 개별적으로 구동이 가능하도록 할 수 있다.

7. 열교환 환기 시스템

1) 열교환 환기 시스템의 특징

양돈 농가에서는 축사 내 환경개선을 위해 고가의 환기 장비를 이용해 왔으나, 효율이 낮아 실효를 거두지 못하여 농촌진흥청에서 저렴한 가격으로 설치가 가능한 고효율 열교환 환기장치를 개발하였다.
이를 통해 돈사 내 습도가 높은 암모니아 가스로 인해 폐사율이 증가하여 생산성이 떨어지는 등 농가의 근본적인 문제를 다소 해결하였다. CO2 배출량이 37% 감소되었고 경제성 분석에 의하면 56억원/년의 파급효과가 있는 것으로 용역분석 결과가 나왔다.

2) 열교환 환기시스템 기술

외부로부터 찬 공기가 들어오는 것을 밖으로 배출되는 배기열을 이용하여 덥혀서 실내에 유입하는 환기 시스템으로 히터를 사용하지 않는 에너지 절감형 환기시스템이다.
돈방 내로 유입되는 덥혀진 공기는 미세먼지 차단 특수 필터를 사용하며 CO2, 온·습도 등의 센서와 함께 돈방 내 환경을 ICT 정보전달 시스템으로 메인서버에 정보수집과 함께 모바일을 통해 농장주에게 문자가 전송될 수 있다.

8. 모돈 발정 체크기
    
1) 모돈 발정 체크기의 특징

모돈의 귀에 RFID를 부착하고 센서를 통해 무선으로 상태를 전송하는 장치이다. 임신돈방 내에 설치하며 수컷돼지와 모돈의 중간에 설치하여 수컷의 발정감지 능력을 활용하여 암컷이 수컷에게 접근하는 횟수를 측정하여 발정을 체크하여 모돈의 발정체크를 확인하는 기술이다.

2) 모돈 발정 체크기의 ICT 활용

모돈의 귀에 RFID를 부착하거나 목걸이형 RFID를 활용하여 센서를 통해 무선으로 WI-FI, NFC 등을 통해 정보가 전달된다. 제어관리시스템에 정보를 저장·관리할 수 있으며, 모바일 기기로 관찰도 가능하다.

<월간 피그 2017년 4월 호>