A comparative analysis of machine learning classifiers for modeling the number of liveborn piglets
Notice bibliographique
Résumé
The profitability of pig farms is largely dependent on the productivity of their sow herds, often measured as the number of piglets weaned per sow per year, which is closely linked to the number of liveborn piglets (NLB) per sow per litter. To improve farming efficiency, underproducing sows are often culled and replaced to reduce and compensate for their maintenance costs. However, wrongly culling highly productive sows incurs costs associated with replacement and missed opportunities. Therefore, the ability to distinguish between sows with high and low productivity is very valuable. This study evaluated the predictive performance of six traditional and three ensemble machine learning classification models to predict whether NLB in the subsequent parity is "Low" (NLB < 13), "Medium" (13 ≤ NLB ≤ 16) or "High" (NLB > 16). This evaluation was conducted using data collected during the current parity from two distinct farm settings: the CDPQ Dataset (415 sows, 468 parity records, 1 research farm) from a research farm, and the Hypor Dataset (11,633 sows, 27,547 records, 12 commercial farms). Six input production measurements were common across both datasets: parity, gestation length, lactation length, current parity NLB, and the number of stillborn, mummified and weaned piglets. The CDPQ Dataset included 6 additional input production measurements: body weight (BW) and backfat thickness (BFT) measured at the time of breeding, farrowing and weaning. Classifiers used these input variables to generate predictions, and their performances were assessed using weighted F1-Score. The best-performing classifier for the CDPQ and the Hypor Datasets was Stochastic Gradient Descent (SGD), which achieved the highest weighted F1-Score of 0.37 and 0.45, respectively. In addition, by removing the six BW and BFT variables from the CDPQ Dataset (reduced CDPQ Dataset), the SGD classifier only attained a weighted F1-Score of 0.43, likely caused by information redundancy and limited dataset size. Despite improved performance, variable importance analysis for the CDPQ dataset identified BW and BFT at weaning as the key predictors, suggesting that including these traits could similarly enhance models trained on the Hypor dataset. Overall, the study demonstrated that machine learning classifiers show promise for forecasting sow productivity, though further research with more extensive and higher-quality datasets is required before broad industry adoption.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,010 | 0,015 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».