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智慧牧场|数字化牛舍:基于数据+科学算法的养牛决策革命 ——智慧牧场双脑驱动之右脑(下)

发布人:阿菲金市场部 Afimilk阿菲金 | 时间:2020-10-23

不确定、多环节和复杂的牧场管理问题一直是困扰各个牧场管理者的主要难题。智慧牧场之所以受业界推崇的根本原因在于,智慧牧场通过“数据+算法”革命将传统经验式管理和繁杂的牧场管理环节(不确定性)转化为一个个智能决策(确定性),不仅优化了资源效率,实现了牧场科学、精准、及时和高效的决策,更重要的是也重新构建了企业新一轮的竞争力。

 

当然,一个牧场要称的上有“智慧”,前提需具备如下五点:

 

第一,智慧“大脑”:思考和指挥。“大脑”融汇了大量信息(大数据)和知识(知识库),并能不断学习和进化(人工智能、深度学习)。针对外部刺激,“大脑”可以迅速对信息进行有效组织和组合,作出决策并指挥“行为”。如牧场使用的各类管理软件。

 

第二,感知“器官”:感知和采集,“大脑”的思维判断需要众多信息输入作为依据,这就依赖于感官,即各种智能设备及传感器(如计步器)对牧场各种数据的采集,既包括奶牛行为数据(如发情监测信息),也包括奶厅相关数据信息(如牛奶乳成分、奶产量信息)。

 

第三,“血液”循环:数据驱动,不断汇聚基础牛群数据,并以个体行为数据为补充,形成大数据。这些数据传送到大脑进行学习和决策,从而指挥“行为动作”(牧场管理软件)。

 

第四,“人体骨骼”:软硬件设施,牧场日常管理中的软硬件设施互联互通形成一套整体支撑“行为动作”。

 

第五,“人体四肢”:针对牧场管理的养牛服务、管理咨询和售后服务,如定期培训、检查、回访等。

 

上篇“智慧牧场双脑驱动之左脑”针对数字化奶厅阐述了牛奶和挤奶相关数据,本篇将针对数字化牛舍奶牛行为数据进一步说明。

 ▌1.挤奶数据

 ▌2.奶产量

 ▌3.电导率

 ▌4.乳成分

 ▌5.活动量

 ▌6.躺卧时间

 ▌7.体重

 ▌8.牛只体尺数据

数字化奶厅、牛舍信息收集示意图

五、活动量

定义:计步器测量奶牛平均每小时行走步数称为活动量,奶牛发情时活动量会明显升高;平均活动量即一组牛班次活动量的平均值。

作用:主要用于发情揭发和健康监测(如肢蹄病、繁殖障碍等);确定最佳输精时间提高受胎率。

平均活动量可以监控牛场管理中的漏洞,比如水槽断水、断电、投料不足或者牛门未关等管理漏洞。

测量频次:阿菲金二代计步器最快可每5分钟上传一次计步器数据。

1.活动量在个体牛只的应用

图14  活动量可判定最佳配种时间

奶牛最佳配种时间为发情后8-16小时,从图14可以看出每小时的发情强度,发情开始和发情结束时间,所以通过活动量可以精确的确定奶牛的最佳配种时间。

2.活动量在群体中的应用

如图15,该组牛平均活动量突然升高,经过检查发现该组牛群的所有水槽断水,导致牛群口渴徘徊于各个水槽之间,整组牛的平均活动量升高,产量下降。因此通过平均活动量可以帮助牛场尽早发现问题,减少损失。

                     

图15  活动量在牛群管理中的应用

六、躺卧时间

定义:每头牛每天的躺卧时间即休息时间;起卧次数是每头牛每天站起与躺卧的次数。平均躺卧时间是指一组牛每天躺卧时间的平均值。

作用:躺卧时间与起卧次数呈反比,均可用于早期疾病的揭发;牛群舒适度监测等。

1.休息时间在个体牛只的应用

如图16所示,该牛在100天突然电导率升高,产量下降,乳糖下降,经诊断该牛患有乳房炎。但是白色箭头所指位置起卧次数已显著升高,休息时间明显降低,说明该牛那时已经觉得乳房不舒服,频繁起卧。

图16  休息时间和起卧次数在疾病早期诊断的应用

2.休息时间在群体牛只的应用

如图17所示,整组牛突然休息时间降低,起卧次数升高,产量下降,说明受到了严重的外界干扰和应激,如大混群,舍内赶牛等;日常生产管理应减少对牛舍内正常牛只的打扰,提高奶牛舒适度。

图17 休息时间和起卧次数在舒适度方面的应用

七、体重

定义:体重指的是每头牛的重量。平均体重指的是牛群体重数据的平均值。

作用:帮助判定产后首次配种时间(能量正平衡时间)。用于评估初产牛群能量负平衡程度;评估泌乳后期牛群体况;评估干奶期牛群饲养管理等。

测量频率:每天每头牛每个挤奶班次自动测量一次(可人为设定);

1. 体重在个体牛只的应用

如图18,在产后体重下降即能量负平衡时配种,牛群不易怀孕;一旦体重进入能量正平衡阶段(图18体重曲线的斜率为正时),受胎率将会得到明显的提升(配种2成功受孕)。所以体重数据可以帮助判定首次配种时间,提高受胎率。

图18  体重数据在产后首次配种时间的应用

2.  体重在群体中的应用

如图19:牛群1的体重下降幅度为6.5%,牛群2的产后体重下降幅度为9%,牛群2产后体重下降大于目标值7%,说明产后的饲喂策略需要及时调整,否则会严重影响高峰产奶量和持续力。

图19  体重数据在产后饲喂管理中的应用

 

八、牛只体尺数据

定义:体尺测量主要包括测量奶牛体高和体重(体重通过胸围数据换算)。

平均日增重:是指从出生到当前阶段平均每天的体增重。通过录入体尺数据到牛群管理软件,相关数据自动更新到后备牛测量报告。

作用:用于评估各阶段后备牛生长发育状况,评估各阶段后备牛培育方案是否合理。

测量频率:每月随机抽取各群后备牛的10%测量。

1.体尺测量在个体牛只管理上的应用

如图20,蓝色和红色区域分别为各阶段荷斯坦后备奶牛体高体重标准值。图中牧场10月龄以上后备牛体高(蓝点)发育正常,但是体重(红点)超出正常范围

图20  各阶段荷斯坦后备牛体高体重建议标准

如图20,蓝色和红色区域分别为各阶段荷斯坦后备奶牛体高体重标准值。图中牧场10月龄以上后备牛体高(蓝点)发育正常,但是体重(红点)超出正常范围。如不及时调整饲喂策略,会导致乳腺脂肪过度沉积,影响产犊后泌乳性能发挥。

2.体尺测量在群体管理上的应用

如图21,日增重与初情期、首次配种月龄以及首次产犊月龄直接相关。后备牛生长速度较快(日增重>0.95kg/天),性成熟在9月龄。要确保首次配种月龄(13-14月龄)时达到成年体重的50%-60%(即350kg)。因此需要定期测定各月龄段后备牛的体重数据,跟踪后备牛日增重,为首次配种月龄和后备牛饲养提供依据。

图21  日增重与初情期、首次配种月龄以及首次产犊月龄的关系

综上所述,作为智慧牧场的两大重要基础,数字化奶厅和数字化牛舍犹如智慧牧场的左右脑,通过“数据+算法”的数字化革命,为牧场提供科学准确的信息,便于牧场做出理性科学决策,实现牧场的实时监测、可控和实践优化管理。