智慧牧场|分群门系统∣规模牧场的机器人解决方案

你可知道，一个万头牧场需要配备多少工作人员？

 

让我们先来看两个规模相似的中外牧场对比：

中国某牧场：泌乳牛3312头，总员工180人

北美某牧场：泌乳牛3800头，总员工40人

规模相似，为何劳动力数量却有如此大差异？

对于规模化牧场，是否有成熟且经济的牧场机器人技术来帮助我们优化劳动效率、追赶差距？本篇文章将会针对这一问题进行详述回答。

 

 

提高劳动效率是牧场永恒的追求

在聚焦牧场节本增效的当下，劳动效率提升是我们不得不关注的课题。

而从长远来看，牧场劳动力日益短缺也是我们不得不面临的趋势。

根据2017年联合国人口司预测，伴随着中国社会的老龄化，适龄工作人口（15至64岁）将下降10%左右。

而根据世界银行世界劳动力数据库统计显示，中国的农业就业人员比例在过去的十五年中下降了近一半，即从2003年的49.10%到2018年的26.77%，可以预见的是，这一趋势还将持续。

数据来源：世界银行，中国农业就业人员百分比变化（1991-2018）
 

此外，随着人口平均受教育水平程度的提高，未来农业从业者对工作内容和工作环境等可能有更高的要求。所以，提高劳动效率不仅是当下之事，更是牧场要持之以恒推进的工作。

 

如何提高劳动效率？机器人技术或是解决之道

说到提高劳动效率，除了管理方法的改进外，就是提高牧场设施的机械自动化水平，甚至应用机器人方案。

然而，在普遍的行业认知里，对于规模化牧场，当前并没有可用的成熟可靠的机器人技术来显著提高劳动效率，同时在投资回报表现经济。运行和维护成本高一直是牧场机器人的软肋。

那么，让我们再回到本文开始的问题，为何北美牧场可以做到那么高的劳动效率？他们在管理中使用了什么秘密武器？又或是他们使用了我们认知范围之外的机器人技术？

换句话说，除了养殖模式、技术经验、劳动力成本、人员素质和服务外包等原因外，这些北美牧场有什么我们能直接学习的东西吗？

 

别着急，让我先来看一个北美牧场实例：

Mibbelloon Dairy牧场

 

从上述信息我们可以看出，在有限的技术性工作（初检和干奶修蹄）外包之外，8个人即可完成10000头成母牛的繁育和兽医工作，而对国内牧场而言，照顾5000头成母牛，所需的配种员和兽医的人数都在20人以上；从结果看，对于劳动效率要求较高的繁殖管理上，Mibbelloon Dairy牧场的21天怀孕率也做到了29%。可谓把劳动效率和牛群管理效率发挥到了极致。

当探寻牧场的管理奥秘时，我们发现了Mibbelloon Dairy牧场与国内大多数大型牧场最显著的不同，那就是：

牧场的所有工作都围绕分群门开展

简而言之，就是每个奶厅都配有分群门，繁育和兽医的工作主要在奶厅分群门处完成，而不是牛舍中。

那么，分群门是个什么设备？它算是一种机器人吗？它是我们所寻找的“秘密武器”吗？

 

分群门及分群门系统——规模牧场成熟经济的机器人技术

分群门（Sorting Gate）是一种安装在奶厅出口位置的智能化设备，在挤奶后的牛群经过时，它通过识别系统识别出需要特殊处理的个体牛只，并通过活动门的动作，将这些牛只从挤奶牛大群中分离进入不同的通道或区域，从而达到牛群管理的目的。

它经常是以这样的形态出现在牧场：

 

工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。所以，分群门满足机器人的最主要的两个特征：

“智”：拥有智慧，可识别并记忆牛只，并对其做出分群决定（是否分隔，以及分隔方向）。

“能”：拥有能力，可根据分群决定，通过机械部件的动作，引导牛只进入不同通道或区域。

然而，分群门作为一个系统，远非我们所看到的一个“门”那么简单。一个正常工作的分群门系统应当包括以下6个模块：

 

 

▌分群决策软件：分群门系统的“大脑”，软件将结合牛群管理的需求，根据预设条件，自动决定哪些牛需要被分出来，以何种理由分出来，以及要分向何种区域

▌识别控制系统：分群门系统的“感觉器官和神经系统”，包括识别器，侦测奶牛位置的摄像头，传输信号的通信系统和控制门动作的控制系统

▌分群门机械构件：分群门系统的“脚和手”，负责分群任务的直接执行。包括棚架，活动门和动作气缸等

▌物理分群区域：引导牛群走向，并决定分隔奶牛的包括缓冲引导区，分群通道，临时隔离区，处理区

▌附属信息装置：包括称重系统等其他收集牛只信息的附属设备

▌人牛工作流程：人、牛和分群门如何在时间和空间上配合，包括奶牛流向，不同群奶牛，分隔出牛的调配，人员的分配和工作位置，人何时在何处工作，牛何时出现在何处等

 

分群门系统如何提高牧场劳动效率

分群门智能地根据每头牛所需处理，以一种对奶牛应激最小的方式将其从大群中分隔出来，省去了技术人员到牛舍中找牛的工作量，也避免了对正常牛只的影响和应激。

那么，节省的工作量有多大？其又对精细化管理有多少助益？我们看以下两个例子量化分析。

 
如表所示，在传统牧场中，每头成母牛每个胎次所经历的需人工干预的常规事件，包括繁殖，健康和牛群管理事件，累计至少25次。如果没有分群门系统，每一次为处理该牛而将其从大群中隔离，对其都是一种严重应激。 

对于1000头泌乳牛规模的牧场，平均每天技术人员需要处理的牛只数量为68头，这还不包括非常规性的工作。假如如此数量的牛头数均需要技术人员到各个牛舍中寻找，那么工作效率和执行完成度很难保证。

 

具体到技术人员的具体工作，分群门能节省的工作时间有多少呢？

如图所示，在未配备分群门和自动发情揭发系统的传统牧场，配种员工作时间的45%用于在牛舍中寻找需处理的牛只，只有10%的工作时间用于“真正”的技术性工作。而分群门的应用将至少节省配种员45%的工作时间，从而可以将更多时间和精力分配至直接产生价值的技术性工作上，进而提高劳动效能。

分群门系统于牧场管理的三大益处

 

总结起来，分群门应用为牧场带来的益处体现主要如下：

1. 奶牛受益：降低个体牛只应激，提高奶牛舒适度，进而避免人为应激对奶牛健康和生产性能产生负面影响。

2. 管理人员受益：减少了兽医/繁育/牛群管理等部门员工转牛舍、寻找待处理牛只的时间，降低劳动强度，提高劳动效能。

3. 牧场整体运营受益：提高人牛比（从50头/人提升至200头/人），降低劳动力成本；提高关键技术岗位（繁育，兽医等）的人员能力素质，好钢用在刀刃上，让高素质员工发挥更大价值；精确识别分隔待处理牛只，防止人为懒惰或失误造成待处理牛只的遗漏或错误处理。

关于分群门系统牧场机器人，本篇文章先说到这里。后续分群门系统系列文章，我们将继续为大家揭晓：

• 分群门系统是如何具体改变牧场各技术岗位的工作流程？

• 怎样组织人牛的工作流程才能使分群门系统适合牧场实际情况，发挥出最大价值？

• 分群门系统的物理区域设计有哪些讲究之处？

• 如何选择分群门的类型才能兼顾分群准确和通行效率？

• 如何大批量训练牛只使用分群门？

• 为什么说分群决策软件是分群门系统的“灵魂“，其如何起决定性作用？

• 中国成功牧场是如何使用分群门系统的？