创新解决方案助力牧场可持续发展

2020-04-12迟功勋

中国乳业 2020年12期

文/刘雷迟功勋秦岭

荷兰莱力（Lely）公司（简称“莱力”）成立于1948年，是目前世界上先进的奶牛养殖自动化设备生产商之一。莱力致力于通过创新解决方案和定制服务让牧场的工作更加轻松，为牧场创造可持续发展且回报丰厚、令人愉悦的未来。经过多年发展，目前莱力在全球拥有约1 500 名员工，3 个研发中心和分布世界各地的销售网络，超过45 个国家销售其产品。2019年莱力销售额约6 亿欧元，持有技术专利高达1 600 余个。

专助与精进，致力于挤奶机器人的创新与研发

1992年莱力设计了第一台挤奶机器人，命名为莱力宇航A2（Lely Astronaut A2），并于1995年正式投入欧洲市场。此后，经过不断地研发和改进，莱力先后推出了宇航A3、宇航A3 Next、宇航A4和宇航A5挤奶机器人。

目前，莱力宇航A5机器人是莱力最新一代的挤奶机器人，也是世界上最先进的挤奶机器人之一。

以牛为本，莱力宇航A5机器人最大限度发挥奶牛生产性能

“奶牛自由活动”理论体系

莱力牧场设计理念之初衷是以牛为本，独创全新，提出“奶牛自由活动”理论体系。传统牧场设计，人为驱赶、诱导奶牛，使其进行运动和挤奶行为，不可避免地造成奶牛应激反应，从而影响奶牛生产性能的发挥；而莱力全新牧场设计，为奶牛提供自由、通畅的活动空间，创造出奶牛自发地进行日常采食、饮水，自由挤奶、活动、休息的环境，没有人为干扰，以求应激最小化，从而达到产奶量最大化。

莱力宇航A5机器人通过精料诱导奶牛进入挤奶机器人，然后利用机械臂自动完成前期清洁、刺激、挤奶及后药浴流程。奶牛在挤奶完成后自行离开机器人，避免了人为驱赶奶牛所造成的应激现象。

“母舰”式机械臂设计

为了配合“奶牛自由活动”理论体系，尽可能地降低了对奶牛的负面刺激，同时将正向刺激最大化，莱力研发了“母舰”式机械臂，并应用于莱力宇航A5机器人。该机械臂有以下几个优势。

一是整个机械臂系统在朝向奶牛的一侧全部使用了高强度、高韧性的碳纤维材料。相比传统金属材质，不仅强度没有下降，而且接触奶牛时会使奶牛感到更舒适。高韧性的材料使得奶牛即使踩踏机械臂也不会造成肢蹄受伤。另外，在靠近奶牛部分所有的管线全部被包裹在这层纤维材料之下，避免奶牛踩踏管线造成的风险。

二是采用了新型的奶杯设计。该设计采用了莱力独创的轻量化复合材料奶杯，能减轻上杯时，奶牛乳房的压力。且4 个奶杯被1 个金属托架支撑，奶杯掉落时会被金属托盘接住，同时底部的线绳系统拉紧奶杯使其归位，犹如母舰回收战斗机一般。这种设计的优点：（1）奶牛挤奶过程中踢杯后，系统根据奶流速会继续二次上杯挤奶；（2）奶杯不会掉落到地面，从根本上杜绝了奶杯吸入地面污物的可能性。

三是快速扫描上杯与牛奶分离系统。通过机械手臂上方的STDS激光扫描系统，机器人能快速识别奶牛乳头的形状并上杯。同时机器人还配备记忆和学习功能，能够自动记录每次上杯的情况，用于指导下次上杯行为，最终达到效率最大化。这种学习方式也使得机器人应对某些乳头特殊形状的情况能游刃有余。此外，莱力独创的奶牛分离系统能在开始挤奶时自动分离质量较差的“头三把奶”，避免这部分低质量牛奶污染原料奶。

四是开创性的使用了乳刷代替了传统的前药浴流程。使用带有消毒液的刷子清洁奶牛乳头，时间更短，效率更高。乳刷清洗奶牛乳头时的滚动刺激，兼有按摩作用，刺激奶牛脑垂体催产素释放，利于奶牛快速泌乳。后药浴采用喷洒保健消毒药水的方式进行，母舰底部的小型喷洒口能够精准地对每个乳头进行雾化喷洒，保证上药均匀，减少浪费。

精准采集数据

由于奶牛单独进入莱力宇航A5机器人，因此，机器人可对奶牛挤奶的数据进行独立精确地采集。机械臂中内置的MQC2传感器可以精确检测牛奶的乳脂率和乳蛋白率、奶流量、颜色及电导率。通过监测电导率，提前预判奶牛是否患有临床或非临床乳房炎的症状。

与机器人配套使用的项圈可以收集奶牛采食量等各项数据，可对奶牛发情时间、配种时间、妊检时间等繁殖管理做出指导，并对奶牛早期流产及屡配不孕等繁殖疾病进行监测。机器人底部还配有称重板监控奶牛的体重，配合牛奶数据和项圈数据，根据奶牛体重、活动量、采食及反刍时间和产奶量数据采集，可及早预测奶牛疾病，如乳房炎、产后代谢病、消化道疾病和繁殖障碍等疾病，便于牧场提前做好相应防治措施。

整个莱力宇航A5机器人系统（包括项圈）能够监控的指标有：奶牛体重、奶牛在机器人中补充饲喂量、奶牛采食时间、奶牛反刍时间、预计奶牛本次挤奶量、奶牛4 个乳区挤奶时间和实际奶量、每头奶牛日产量、每头奶牛每日挤奶次数、牛奶总产量及产奶天数、4 个乳区的电导率、4 个乳区奶流速、4 个乳区牛奶颜色（判断血乳，乳房炎等）、牛奶温度、因故（质量问题、初乳等原因）所有分离奶的数据、平均出奶速度、最大出奶速度、奶牛活动量。

更经济更节能的分体式设计

莱力宇航A5机器人采用了“一拖二”的分体式设计，将所有高耗能的设备安装在“中央单元”中，1 台中央单元可以连接2 台机器人。由此每两台挤奶机器分享资源，减少了系统的整体耗能。使得单次挤奶的耗电量降至0.18 瓦时、耗水量2.4 升。

牧场管理精细化

莱力宇航A5挤奶机器人配备管理软件——T4C管理系统。该系统不仅是机器人的管理软件，更是一套辅助牧场管理的综合性软件。其主要功能如下。

（1）奶牛档案管理

通过项圈识别，T4C系统会给每头奶牛生成档案，持续追踪其生产状态、产奶量、发情和配种情况，为牧场管理决策提供数据参考。

（2）机器人行为分群设置

牧场可以根据实际需求将奶牛档案分为不同的群组。然后设置机器人针对不同的群组采取不同的药浴、上杯挤奶和精料补充饲喂的策略。做到真正的精准化管理。

（3）大数据分析、评估与报警

每24 小时，T4C系统会自动统计所有奶牛的各项数据并进行汇总，生成报表和曲线，并在主页以不同颜色为牧场当前的各项数据进行评分警示。通过对这些报表和警示的解读，管理者可以轻松获知目前牧场内有哪些方面需要改进。同时这些报告也可以提前预警某个奶牛群体或者某台机器人存在的隐患。

（4）数据报告迁移和导出功能

T4C软件支持数据报告迁移和导出功能。牧场可以将报告生成常用的Excel工作表便于转移和更好的进行数据分析。T4C本身也支持开放API端口，便于用户将数据转移至第三方的管理分析软件。

打造“莱力中心”，全方位贴心服务

从每个用户考虑购买莱力产品时，莱力就已经在对客户的售前、售中和售后服务进行去全方位的规划。所有服务的都是围绕着以“莱力中心”为基础的莱力服务体系进行的。莱力中心是莱力的销售与服务中心。配备有销售、维护和咨询人员。硬件上配备有所在地区客户所使用的莱力产品对应的配件、耗材和服务车辆。

根据客户购买的服务套餐不同，莱力中心可以为客户提供从8×5（每周工作时间段，一天8 h）到24×7（全天候）的服务。主要服务内容分为TSS技术支持和FMS农场咨询支持两部分。

TSS技术支持

TSS技术支持主要负责维持机器人的正常运转。TSS技术服务人员负责前期机器人的选址、安装、调试以及后期机器人的教学、定期维护和紧急状态的维修。购买了对应服务包的客户最高可以享受TSS服务人员24 h的电话服务以及承诺两小时到场的上门检查和维修服务。同时TSS服务人员在平时也会定期监控T4C服务软件反馈的机器人日常数据报告，提前发现机器人可能存在的问题并对客户进行预警。客户的服务套餐中也包括了每4 个月例行上门更换易损件的服务，该服务可以有效延长机器人的使用寿命。

FMS牧场咨询支持

牧场咨询支持人员在机器人安装前期就参与其中，为客户合理规划针对于机器人使用的合理生产流程和牛舍布局。收集奶牛数据并录入到T4C系统中，并协助用户对奶牛群体进行划分。在机器人正试运转后，FMS人员会定期访问农场，查看奶牛使用机器人的情况，以及牧场的饲料、通风、运营等情况，为用户提出合理化建议。FMS还会以线上或者线下的形式协助用户分析T4C软件反馈的数据，指导用户更高效地进行农场管理和运作。