درحالی که مطالعات متعددی استفاده از یادگیری ماشینی را برای مدل سازی وزن و رشد حیوانات بررسی کرده اند، اکثر آنها به مجموعه داده های جمع آوری شده تحت شرایط کنترل شده متکی هستند و توجه محدودی به تنوع و ناهماهنگی داده های مزرعه در دنیای واقعی دارند. الگوریتم های یادگیری ماشین (ML) تجزیه وتحلیل داده ها را در بخش های مختلف متحول کرده اند و ابزارهای قدرتمندی را برای استخراج بینش، پیش بینی و خودکارسازی فرآیندهای پیچیده ارائه می دهند. این پژوهش باهدف بررسی عوامل مؤثر بر سه شاخص کلیدی تولیدمثلی روزهای باز (OD)، موفقیت در اولین تلقیح (FSPC) و فاصله زایش تا نخستین تلقیح (DFS) در گاوهای شیری هلشتاین و پیش بینی هر یک با استفاده از یادگیری ماشین انجام شد. در این مطالعه داده های مربوط به گله های صنعتی گاوشیری از استان های مختلف ایران طی دوره ای 15ساله جمع آوری و پس از بررسی داده ها، 707282 رکورد از 282524 دام برای تحلیل استفاده شد. به منظور پیش بینی شاخص های تولیدمثلی، الگوریتم XGBoost در محیط پایتون پیاده سازی گردید و برای آن 30 ویژگی پیش بینی کننده شامل متغیرهای تولیدی، مدیریتی، فصلی و سلامتی استفاده شد. پس از پیش پردازش و ویرایش داده ها با روش 3 انحراف معیار با استفاده از کتابخانه پانداس در پایتون، اطلاعات به نسبت 80 به 20 به مجموعه های آموزش و آزمون تقسیم شد. تنظیم فراپارامترها با استفاده از روش GridSearch انجام گرفت و مدل های نهایی بر اساس داده های آزمون ارزیابی شد. برای سنجش عملکرد مدل رگرسیون بوستینگ از معیارهای جذر میانگین مربعات خطا، ضریب تعیین و میانگین خطای مطلق استفاده شد. برای ارزیابی گرادیان بوستینگ طبقه بندی شده از معیارهای صحت، F1-Score و AUC-ROC به عنوان معیارهای اصلی و از ماتریس سردرگمی، گزارش طبقه بندی و حساسیت به عنوان معیارهای تفصیلی استفاده شد. نتایج نشان داد عواملی مانند تعداد تلقیح، فصل زایش، نوبت زایش و سیستم مدیریتی گله ها نقش تعیین کننده ای در عملکرد تولیدمثلی گاوهای شیری دارند. همچنین مشاهده شد گاوهای پرتولید می توانند عملکرد تولیدمثلی مطلوبی داشته باشند مشروط بر آن که امکان هماهنگی بین تولید بالا و سلامت تولیدمثلی وجود داشته باشد. این پژوهش نشان داد که با استفاده از داده های گله های گاوشیری در سیستم های مدیریتی گله ها می توان به طور دقیق شاخص های کلیدی تولیدمثلی را پیش بینی و راهکارهای مدیریتی هدفمندی برای بهبود عملکرد گله ارائه نمود.
کلمات کلیدی: گاوشیری هلشتاین، عملکرد تولیدمثلی، یادگیری ماشین، گیرایی تلقیح اول، روزهای باز، سن اولین زایش