分群門系統，規模牧場的機器人解決方案

阿菲金是全球領先的牧場信息化管理解決方案提供商。自1977年在以色列成立，40年里阿菲金公司聚焦于精準擠奶解決方案，牛只行為監控方案，和牧場信息化管理解決方案。阿菲金中國和國內合作伙伴們一起助力牧場實現管理效率提升和可持續盈利。
你可知道，一個萬頭牧場需要配備多少工作人員？
讓我們先來看兩個規模相似的中外牧場對比：
中國某牧場：泌乳牛3312頭，總員工180人
北美某牧場：泌乳牛3800頭，總員工40人
規模相似，為何勞動力數量卻有如此大差異？
對于規?；翀?，是否有成熟且經濟的牧場機器人技術來幫助我們優化勞動效率、追趕差距？本篇文章將會針對這一問題進行詳述回答。
提高勞動效率是牧場永恒的追求
在聚焦牧場節本增效的當下，勞動效率提升是我們不得不關注的課題。
而從長遠來看，牧場勞動力日益短缺也是我們不得不面臨的趨勢。
根據2017年聯合國人口司預測，伴隨著中國社會的老齡化，適齡工作人口（15至64歲）將下降10%左右。
而根據世界銀行世界勞動力數據庫統計顯示，中國的農業就業人員比例在過去的十五年中下降了近一半，即從2003年的49.10%到2018年的26.77%，可以預見的是，這一趨勢還將持續。
數據來源：世界銀行，中國農業就業人員百分比變化（1991-2018）
此外，隨著人口平均受教育水平程度的提高，未來農業從業者對工作內容和工作環境等可能有更高的要求。所以，提高勞動效率不僅是當下之事，更是牧場要持之以恒推進的工作。
如何提高勞動效率？機器人技術或是解決之道
說到提高勞動效率，除了管理方法的改進外，就是提高牧場設施的機械自動化水平，甚至應用機器人方案。
然而，在普遍的行業認知里，對于規?；翀?，當前并沒有可用的成熟可靠的機器人技術來顯著提高勞動效率，同時在投資回報表現經濟。運行和維護成本高一直是牧場機器人的軟肋。
那么，讓我們再回到本文開始的問題，為何北美牧場可以做到那么高的勞動效率？他們在管理中使用了什么秘密武器？又或是他們使用了我們認知范圍之外的機器人技術？
換句話說，除了養殖模式、技術經驗、勞動力成本、人員素質和服務外包等原因外，這些北美牧場有什么我們能直接學習的東西嗎？
別著急，讓我先來看一個北美牧場實例：
牧場檔案
牧場名稱：Mibbelloon Dairy
牧場位置：美國密歇根州，圣路易斯市，北緯43度29分，西經84度36分
牛群規模：約10000頭成母牛
平均產量：全年日均產40-50公斤
擠奶設備：90位轉盤擠奶4200頭；60位轉盤擠奶2800頭；2*20并列（病牛+產房）
管理軟件：阿菲金阿菲牧系統
繁殖指標：情期受胎率39%，發情揭發率74%，21天妊娠率29%，妊娠檢出率70%
技術人員：8名技術人員，主要負責繁育和獸醫工作，7人日常+1人輪休模式
外包服務：主要為首次孕檢（B超）和干奶期修蹄，每周一次
說明：部分數據摘錄于首農畜牧劉登科《我在美國養牛的日子》一文。
從上述信息我們可以看出，在有限的技術性工作（初檢和干奶修蹄）外包之外，8個人即可完成10000頭成母牛的繁育和獸醫工作，而對國內牧場而言，照顧5000頭成母牛，所需的配種員和獸醫的人數都在20人以上；從結果看，對于勞動效率要求較高的繁殖管理上，Mibbelloon Dairy牧場的21天懷孕率也做到了29%?？芍^把勞動效率和牛群管理效率發揮到了極致。
當探尋牧場的管理奧秘時，我們發現了Mibbelloon Dairy牧場與國內大多數大型牧場較顯著的不同，那就是：
牧場的所有工作都圍繞分群門開展
簡而言之，就是每個奶廳都配有分群門，繁育和獸醫的工作主要在奶廳分群門處完成，而不是牛舍中。
那么，分群門是個什么設備？它算是一種機器人嗎？它是我們所尋找的“秘密武器”嗎？
分群門及分群門系統——規模牧場成熟經濟的機器人技術
分群門（Sorting Gate）是一種安裝在奶廳出口位置的智能化設備，在擠奶后的牛群經過時，它通過識別系統識別出需要特殊處理的個體牛只，并通過活動門的動作，將這些牛只從擠奶牛大群中分離進入不同的通道或區域，從而達到牛群管理的目的。
它經常是以這樣的形態出現在牧場：
工業中，機器人指能自動執行任務的人造機器裝置，用以取代或協助人類工作。所以，分群門滿足機器人的較主要的兩個特征：
“智”：擁有智慧，可識別并記憶牛只，并對其做出分群決定（是否分隔，以及分隔方向）。
“能”：擁有能力，可根據分群決定，通過機械部件的動作，引導牛只進入不同通道或區域。
然而，分群門作為一個系統，遠非我們所看到的一個“門”那么簡單。一個正常工作的分群門系統應當包括以下6個模塊：
▌分群決策軟件：分群門系統的“大腦”，軟件將結合牛群管理的需求，根據預設條件，自動決定哪些牛需要被分出來，以何種理由分出來，以及要分向何種區域
▌識別控制系統：分群門系統的“感覺器官和神經系統”，包括識別器，偵測奶牛位置的攝像頭，傳輸信號的通信系統和控制門動作的控制系統
▌分群門機械構件：分群門系統的“腳和手”，負責分群任務的直接執行。包括棚架，活動門和動作氣缸等
▌物理分群區域：引導牛群走向，并決定分隔奶牛的包括緩沖引導區，分群通道，臨時隔離區，處理區
▌附屬信息裝置：包括稱重系統等其他收集牛只信息的附屬設備
▌人牛工作流程：人、牛和分群門如何在時間和空間上配合，包括奶牛流向，不同群奶牛，分隔出牛的調配，人員的分配和工作位置，人何時在何處工作，牛何時出現在何處等
分群門系統如何提高牧場勞動效率
分群門智能地根據每頭牛所需處理，以一種對奶牛應激較小的方式將其從大群中分隔出來，省去了技術人員到牛舍中找牛的工作量，也避免了對正常牛只的影響和應激。
那么，節省的工作量有多大？其又對精細化管理有多少助益？我們看以下兩個例子量化分析。
在傳統牧場中，每頭成母牛每個胎次所經歷的需人工干預的常規事件，包括繁殖，健康和牛群管理事件，累計至少25次。如果沒有分群門系統，每一次為處理該牛而將其從大群中隔離，對其都是一種嚴重應激。
對于1000頭泌乳牛規模的牧場，平均每天技術人員需要處理的牛只數量為68頭，這還不包括非常規性的工作。假如如此數量的牛頭數均需要技術人員到各個牛舍中尋找，那么工作效率和執行完成度很難保證。
具體到技術人員的具體工作，分群門能節省的工作時間有多少呢？如圖所示，在未配備分群門和自動發情揭發系統的傳統牧場，配種員工作時間的45%用于在牛舍中尋找需處理的牛只，只有10%的工作時間用于“真正”的技術性工作。而分群門的應用將至少節省配種員45%的工作時間，從而可以將更多時間和精力分配至直接產生價值的技術性工作上，進而提高勞動效能。
分群門系統于牧場管理的三大益處
總結起來，分群門應用為牧場帶來的益處體現主要如下：
奶牛受益：降低個體牛只應激，提高奶牛舒適度，進而避免人為應激對奶牛健康和生產性能產生負面影響。
管理人員受益：減少了獸醫/繁育/牛群管理等部門員工轉牛舍、尋找待處理牛只的時間，降低勞動強度，提高勞動效能。
牧場整體運營受益：提高人牛比（從50頭/人提升至200頭/人），降低勞動力成本；提高關鍵技術崗位（繁育，獸醫等）的人員能力素質，好鋼用在刀刃上，讓高素質員工發揮更大價值；精確識別分隔待處理牛只，防止人為懶惰或失誤造成待處理牛只的遺漏或錯誤處理。