数字奶厅丨挤奶系统维护的层级分析

3. 结语

摘 要：挤奶设备是获取牛奶的第一环节，因此对挤奶系统的维护十分重要。奶厅管理的数据输出是否直观易懂，数据内容是否准确全面，影响了挤奶系统的维护频率和内容，关系着奶厅管理的好坏，对奶牛的健康和牛奶的品质有着深远的影响。本文主要讨论挤奶系统维护的重要性和量化分析维护效果的三个层级，探讨挤奶系统维护效果的衡量标准，提高其设备日常要求，为奶牛场挤奶系统维护提供依据。

关键词：挤奶系统；层级；ISO6699测试；智慧化牧场

挤奶设备是获取牛奶的第一环节，挤奶系统的日常维护关系着奶牛的健康和牛奶的品质。现代化挤奶机能够自动识别奶牛信息、记录奶牛产奶量，实现高效挤奶和智能化自动化控制。因此，奶厅管理的数据输出是否直观易懂，数据内容是否准确全面，影响了挤奶系统的维护频率和内容，关系着奶厅管理的好坏。挤奶系统维护主要分为三个层级：底层性能、中层性能和高层性能。不同的奶牛场挤奶系统的维护处于不同层级，本文通过分析挤奶系统维护重要性，量化分析挤奶系统维护的三个层级，探讨维护成效的衡量标准，提高奶厅管理的设备要求。

1.挤奶系统维护的重要性

挤奶设备是奶牛场最重要的设备之一，其运行时间长（平均每天超过16h）、使用频率高、安全性要求高，因此对设备运行的可靠性和软件应用的需求相对较高。挤奶设备维护的三个周期为：早期故障期、偶然故障期、耗损故障期。早期故障是指设备处于调试运行阶段时产生的故障，此时故障发现要早，维修要及时、快速；偶然故障期是指设备运行一段时间后可能会出现的偶然性故障，此时故障产生较为随机，要针对问题进行分析，要求设备应长期稳定运行、高效高质产出；耗损故障期是指设备长期运行后，更多产生的耗损故障，此时要求设备尽量延长寿命且费用逐年降低。每个阶段的维护方式和维护必要性都存在差异，因此及时发现挤奶设备问题对于设备维护有着至关重要的作用。

挤奶系统的正常维护是保持设备正常运行、奶牛健康、乳品质的必要保证。维护不及时不仅会对设备损耗产生影响，也可能会对奶牛造成伤害，影响乳品质。比如，真空度与脱杯流量阈值是挤奶机的重要性能参数，其设置水平不仅关系到牛奶的数量及品质，而且直接影响奶牛乳房健康。当参数设置出现问题，真空度超过阈值，发生过挤时，容易造成奶牛乳房炎。挤奶机清洗、消毒不彻底，挤奶机内衬、橡胶部件更换周期长，数据监测不到位，可能会导致牛奶中微生物超标，影响牛奶品质。

因此，对挤奶系统的维护要及时有效，判断挤奶系统维护效果的好坏，可以通过以下三个层级进行分析，见图1。

图1 挤奶系统维护的三个层级

2.挤奶系统维护的三个层级

2.1基础性能——设备稳定

挤奶系统的基础性能要求，即硬件基础性能要求是设备稳定运行，能够完成挤奶需求，尤其对于重型转台挤奶厅，其性能的稳定可靠十分重要，同时也需要奶厅或挤奶设备日常的保养和测试。基础需求对应的挤奶设备主要功能包含：自动变频真空控制、自动收杯控制、自动计量器。挤奶设备操作目前已由原来的人工收杯转变为通过自动计量实现自动脱杯功能。

通过对以上的执行部件进行定期的保养，则可以保证基础性能的良好运行。一般通过ISO6690测试实现执行部件的性能检查。ISO6690是挤奶厅的机械安装和使用性能标准，其中对挤奶机运行时应该达到的标准进行了规定，比如真空波动、真空储备、脉动器工作性能等。按照ISO6690对挤奶系统的各项工作指标进行测定，则可以判断挤奶机的性能是否满足要求。所以，挤奶机的性能测试，需要定期进行ISO测试。当然，也可以对某些局部性能进行检测，如脉动测试。

2.2中层性能——数据采集

挤奶系统的中层性能要求是系统能够进行准确连续的数据采集，要求自动监控设备运行及数据采集。当前的挤奶机已经不仅仅要求完成挤奶的基本需求，同时需要准确地采集奶牛的各项信息：产奶量、电导率、乳成分等。牛只识别的准确性、奶量采集的精确性以及数据的连续性，是衡量挤奶机的第二层性能指标。同时，要求挤奶设备能够做到对牛奶质量的监控和识别率的维护。比如转台识别率一直保持在99%以上，准确率达到100%，这样才能保证底层数据的准确性、持续性，才能保持后续管理软件的精确性和实用性。

2.2.1 数据采集

数据采集要求完全、准确、连续。图2为阿菲金检测的某牧场数据采集记录，如图可见，在过去一周，每天3班次的识别率一直稳定在100%。这要求设备有较高的ID识别准确率和高精准奶计量。

对于数据采集，还要求有人机界面的互动，可将人工发现的问题及时地输入到系统中。比如在挤奶过程中，挤奶工发现某头牛可能患有乳房炎，则可以及时地录入“乳房炎代码”，方便后续跟踪治疗。

图2 数据采集班次信息汇总

2.2.2 自动监控设备运行

奶厅监控是通过软件实现对基础硬件的监控。通过监控奶厅的设备运行，从而保证数据收集的准确、连续。图3所示为阿菲金控制机界面（AfiControl），其能够实现对挤奶设备运行状态的监控。

图3 挤奶设备运行监控

上图中各组成部分的具体功能如下：挤奶设备：根据挤奶数据记录，系统自动分析可能存在故障的挤奶点，比如多次套杯、挤奶时间长，从而发出报警信息，方便维修人员进行排查。牛奶计量器：根据数据记录，系统自动分析某个挤奶点计量精度。魔盒（奶成分在线分析仪）：根据采集数据系统进行自动分析，并对比数据库数据将可能存在偏差的对应点位发出报警信息。奶台ID：提供当前和过去几个班次的ID识别率。ID stalls：细化每个挤奶位的识别率，对于识别率低的挤奶位发出报警信息，方便维修人员有针对性的检查。挤奶台故障：综合分析奶厅挤奶数据记录，将可能存在问题的挤奶点汇总并列出明细。分群门：提供分群门的工作状态分析，并列出分群门的识别率，从而方便技术人员快速了解设备运行情况。故障计步器：通过计步器发送和收集到的数据，找出系统中可能存在故障的计步器，比如某个计步器躺卧数据异常，系统会对这个计步器发出报警信息，方便牧场人员进行计步器的日常维护和排查。

奶厅监控通过挤奶点故障报警、清洗监控[系统自动记录每个挤奶位清洗时长、温度、电导率，当牧场存在清洗问题时，可以第一时间通过系统记录排查清洗水温，自动加注酸碱量（图4）]等功能，能够快速判断设备故障，为远程支持提供数据，更加快捷地处理奶厅故障。

图4 清洗自动监控

2.3高层性能——分析管理

挤奶系统的高层性能要求是能够进行数据分析与管理。数据的采集不单单是得到一串串的数字而已，其目的是用于牛群的管理。精准的数据分析算法、及时的报表输出并指导牧场的运行和管理，是衡量当前挤奶机高级性能的标准。通过对收集到的数据进行汇总并演算出可行性报告，指导牧场的日常管理，例如AfiFarm的新产牛报告、乳房炎报告。

通过运营监控及软件分析，可为牧场管理提供支撑。比如分析后获得的发情揭发、疾病揭发、牛群舒适度（躺卧数据对应的热应激、牛群密度等），软件可根据系统内数据库，及时提醒和指导牧场工作安排。如图5所示的“今日任务”模块，软件提供每天需要进行的工作安排（类似于牧场每天的派工单），及时地辅助牧场进行日常工作安排。

图5 阿菲牧（Afifarm）管理软件主界面

3.结语

挤奶系统是牛奶获取的第一阶段，挤奶系统的正常运行和维护对设备使用、奶牛健康和牛奶品质都有着重要的作用。当前挤奶系统已经从自动化升级到智慧化。随着智慧化牧场建设的发展，挤奶系统的智慧化维护也将越来越受到重视，对于挤奶设备的三个性能层级的认知会越来越清晰，需求也越来越迫切。目前挤奶系统维护的三个层级包括了传统的机械测试（基础性能）、设备运行监测（中层性能）、通过软件为牧场提供指导（高层性能），见图6。不同奶牛场应当合理判断牧场当前挤奶系统维护所处的层级，根据需要提升层级，维持奶牛场的正常挤奶需求。

图6 挤奶系统层级分类

参考文献（略）