李明貴 岳慶磊 李晨

doi：10.3969/j.issn.1008-4754.2021.11.062

摘要：數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)在深刻的改變畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，并極大地提高現(xiàn)有畜牧產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率，對(duì)于提高國(guó)內(nèi)畜牧業(yè)發(fā)展水平具有重要意義。本文對(duì)數(shù)字化集成技術(shù)在奶牛場(chǎng)的具體應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，主要以2016-2018年間山東祥和乳業(yè)有限責(zé)任公司現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)為依托進(jìn)行試驗(yàn)示范，結(jié)果顯示通過(guò)奶牛數(shù)字化集成技術(shù)的應(yīng)用，山東祥和乳業(yè)奶牛場(chǎng)的泌乳牛平均產(chǎn)奶量提高了22.1%，生鮮奶蛋白質(zhì)含量由原來(lái)的3.12g/100g提高到3.45g/100g，隱性乳房炎的感染率降低了31%，犢牛存活率增長(zhǎng)了5.6%，細(xì)菌總數(shù)由85萬(wàn)個(gè)/mL降低到40萬(wàn)個(gè)/mL，提升效果明顯，該技術(shù)值得推廣。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù);奶牛場(chǎng);應(yīng)用

近年來(lái)，隨著奶牛業(yè)的不斷發(fā)展，養(yǎng)牛業(yè)已從傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式向現(xiàn)代化的管理方式轉(zhuǎn)變，使得對(duì)牛群結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字化管理勢(shì)在必行。為發(fā)揮牛群的整體生產(chǎn)潛力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)規(guī)模化奶牛場(chǎng)進(jìn)行科學(xué)的管理就可以輕松的解決這個(gè)矛盾^[1]。計(jì)算機(jī)能及時(shí)準(zhǔn)確地收集、加工、存貯、分析每一牛只的每一天變化，使飼養(yǎng)管理達(dá)到像對(duì)待產(chǎn)婦一樣精心準(zhǔn)確、周全的程度，以規(guī)范有序的管理措施來(lái)保證奶牛的健壯和高產(chǎn)。因此，建立一套較為完整的適合規(guī)模化奶牛場(chǎng)管理的現(xiàn)代化信息技術(shù)，是奶牛業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

2016—2018年，主要以山東祥和乳業(yè)有限責(zé)任公司現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)為依托進(jìn)行試驗(yàn)示范。

2 主要建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)山東祥和乳業(yè)奶牛場(chǎng)實(shí)際情況，奶牛數(shù)字化管理平臺(tái)由計(jì)算機(jī)信息采集系統(tǒng)、信息分析系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)這三大部分組成。

2.1 設(shè)備、軟件的配備、安裝和調(diào)試

1） 軟件配備 引進(jìn)阿菲金管理軟件。

2） 設(shè)備配備 購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、電子分欄系統(tǒng)Textron3000、VGA分配器、數(shù)字牛號(hào)信號(hào)接收，交換機(jī)、身份識(shí)別計(jì)步器和感應(yīng)器、電子式控制面板、智能球型云臺(tái)攝像機(jī)、牛奶電子計(jì)量器、行進(jìn)式自動(dòng)稱(chēng)重系統(tǒng)、體溫感應(yīng)測(cè)定器、牛奶成分在線分析儀等儀器設(shè)備，并進(jìn)行安裝、調(diào)試，構(gòu)建形成一個(gè)較為完整的管理系統(tǒng)。

試驗(yàn)時(shí)課題組根據(jù)實(shí)際需要，把電子式控制面板、行進(jìn)式自動(dòng)稱(chēng)重系統(tǒng)、身份識(shí)別計(jì)步器和感應(yīng)器、牛奶成分在線分析儀、牛奶電子計(jì)量器、體溫感應(yīng)測(cè)定器等設(shè)備分別安裝在牛只肢體部位、較為集中的活動(dòng)區(qū)域、擠奶生產(chǎn)區(qū)等不同地方，結(jié)合奶牛場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)采集信息和傳遞信息^[2]。

①身份識(shí)別計(jì)步器和感應(yīng)器。身份識(shí)別計(jì)步器和感應(yīng)器，這是集三種基本功能于一體的電子產(chǎn)品，首先，它是所佩戴牛只的“電子身份證”，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中被準(zhǔn)確識(shí)別;其次，能隨身記錄佩戴牛只的活動(dòng)狀況，像奶牛的起臥次數(shù)，走動(dòng)的步數(shù)。該項(xiàng)目計(jì)步器主要佩戴在牛只的后腳踝位置，佩戴后奶牛的活動(dòng)頻率一旦出現(xiàn)反常現(xiàn)象，就會(huì)體現(xiàn)在記錄數(shù)據(jù)上;此外，具有電子感應(yīng)作用，當(dāng)牛只通過(guò)奶牛場(chǎng)安裝的固定感應(yīng)器時(shí)，這些信息便被接收并傳遞到數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供給分析系統(tǒng)做判定依據(jù)。

②通道。通道是奶牛從運(yùn)動(dòng)場(chǎng)到擠奶廳“上下班”的必經(jīng)之路，這里，混合安裝著自動(dòng)控制系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)的設(shè)施，各自發(fā)揮著“管理職能”。

③感應(yīng)器。感應(yīng)器，如同“刷卡機(jī)”一樣，固定感應(yīng)器對(duì)牛只佩帶的感應(yīng)器發(fā)生連通作用進(jìn)行“身份”識(shí)別，使后面的體重測(cè)定、體溫測(cè)定數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。

④行進(jìn)式自動(dòng)稱(chēng)重系統(tǒng)。行進(jìn)式自動(dòng)稱(chēng)重系統(tǒng)，安裝在通道中，在入口處有一用于牛號(hào)識(shí)別的感應(yīng)器，當(dāng)牛只“刷卡”之后，在自動(dòng)稱(chēng)得牛只體重的同時(shí)，牛號(hào)也自動(dòng)識(shí)別，所以體重就和特定的牛號(hào)相對(duì)應(yīng)，體重?cái)?shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)去，準(zhǔn)確無(wú)誤的歸入“一牛一檔”中。

⑤感應(yīng)式體溫測(cè)量?jī)x。感應(yīng)式體溫測(cè)量?jī)x，應(yīng)用感應(yīng)功能，對(duì)經(jīng)過(guò)牛只測(cè)定體溫，使系統(tǒng)不斷掌握著該牛的體溫變化。

⑥擠奶站。擠奶站是一個(gè)生產(chǎn)集中的區(qū)域，也是數(shù)字化管理中信息采集、監(jiān)控監(jiān)管的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，因此，這里的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)設(shè)備的功能、性能會(huì)直接影響信息系統(tǒng)的精確水準(zhǔn)。該項(xiàng)目所安裝的配套設(shè)備是引進(jìn)的以色列阿菲金和瑞士利拉伐專(zhuān)業(yè)公司的產(chǎn)品。

⑦電子控制面板。電子控制面板，安裝在擠奶人員便于觀察的位置，它具有三種主要功能：①在擠奶時(shí)顯示當(dāng)前產(chǎn)奶量、流速、電導(dǎo)率等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到信息庫(kù);②可隨時(shí)查看被擠奶牛只的歷史記錄數(shù)據(jù)，例如之前的平均奶產(chǎn)量和平均流速、平均電導(dǎo)率、泌乳天數(shù)、懷孕天數(shù)等;③擠奶進(jìn)行中一旦出現(xiàn)電導(dǎo)率上升、或者奶產(chǎn)量下降等情況，系統(tǒng)會(huì)在電子控制板上發(fā)出警告，提示管理人員進(jìn)行處理措施。例如，出現(xiàn)抗生素奶、自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)將“問(wèn)題奶”自動(dòng)分流，防止污染奶罐。在系統(tǒng)軟件的同步運(yùn)作下，電子控制面板還可以顯示計(jì)算機(jī)傳過(guò)來(lái)的提示信息，如產(chǎn)量下降警告，以及時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)或者檢查奶牛健康狀況。

⑧牛奶電子計(jì)量器。牛奶電子計(jì)量器，它能準(zhǔn)確地測(cè)量出每頭牛的產(chǎn)奶量和電導(dǎo)率，并把數(shù)據(jù)自動(dòng)傳送到管理軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)。

⑨牛奶成分在線分析儀。牛奶成分在線分析儀，外號(hào)“魔盒”，它能夠在擠奶的同時(shí)，對(duì)牛乳中的乳脂、乳蛋白、乳糖、含血量、尿素、體細(xì)胞等成分進(jìn)行在線分析，測(cè)得的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)及分析室。通常，魔盒分析的乳成分包括：乳脂、乳蛋白、乳糖、含血量、尿素和體細(xì)胞。檢測(cè)和掌握這些乳成分信息，可以馬上鏈接到下一步的管理工作，根據(jù)奶成分變化，早期發(fā)現(xiàn)癥狀，做出準(zhǔn)確的診斷去及早治療，而且科學(xué)準(zhǔn)確。例如，當(dāng)奶量下降，電導(dǎo)率及乳脂率上升，就表示乳房有細(xì)菌感染?？梢宰龅饺榉垦自缙诒O(jiān)測(cè)。

2.2 信息登記

運(yùn)用阿菲金管理軟件，對(duì)于每頭牛的各胎次的配種、妊檢情況和診療情況等基本信息進(jìn)行登記。

2.3 數(shù)字化集成技術(shù)特點(diǎn)

本項(xiàng)目研發(fā)的奶牛場(chǎng)數(shù)字化集成技術(shù)是一個(gè)功能更加全面的生產(chǎn)管理技術(shù)。其次，繁育、泌乳等過(guò)程關(guān)系密切，各個(gè)階段環(huán)環(huán)相扣^[3]。系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析模塊可以較全面的對(duì)奶牛的各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)，系統(tǒng)以文字、圖標(biāo)的形式反饋統(tǒng)計(jì)報(bào)告。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果和適當(dāng)?shù)仡A(yù)測(cè)信息，牛場(chǎng)管理者能夠?qū)εＨ旱膶?shí)際情況做出客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)地判斷，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

3 試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)奶牛數(shù)字化集成技術(shù)的應(yīng)用，山東祥和乳業(yè)奶牛場(chǎng)的泌乳牛平均產(chǎn)奶量提高了22.1%，生鮮奶蛋白質(zhì)含量由原來(lái)的3.12g/100g提高到3.45g/100g，隱性乳房炎的感染率降低了31%，犢牛存活率增長(zhǎng)了5.6%，細(xì)菌總數(shù)由85萬(wàn)個(gè)/mL降低到40萬(wàn)個(gè)/mL，項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入8，378.5萬(wàn)元，新增產(chǎn)值5，004.95萬(wàn)元，新增利潤(rùn)1，321.1萬(wàn)元。

4 應(yīng)用前景

本項(xiàng)目運(yùn)用奶牛數(shù)字化集成技術(shù)對(duì)規(guī)?；膛?chǎng)進(jìn)行科學(xué)管理，不僅可以節(jié)約奶牛養(yǎng)殖成本，還能使奶牛集約化管理更加科學(xué)有效，增加養(yǎng)殖效益。經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益顯著，推廣應(yīng)用前景和發(fā)展空間廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 范福祥.奶牛場(chǎng)數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)的構(gòu)建[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.