余文莉，李欣，趙慧秋，谷粟琨，潘兵

（1.石家莊天泉良種奶牛有限公司，石家莊 050400；2.河北省奶源管理辦公室，石家莊 050035）

在漫長(zhǎng)的人類發(fā)展進(jìn)程中，農(nóng)業(yè)是支撐人類繁衍生息走向文明的基礎(chǔ)。從原始時(shí)代的茹毛飲血，到農(nóng)耕時(shí)代伊始的刀耕火種，農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了由采集向種植發(fā)展的第一次革命；從作物輪作及其改良技術(shù)的系統(tǒng)使用，到以系統(tǒng)性育種、人造化肥、殺蟲劑的使用為特征的“綠色革命”，農(nóng)業(yè)完成了第二次革命向第三次革命的轉(zhuǎn)變。進(jìn)入21世紀(jì)，信息、通信和相關(guān)技術(shù)（ICT）在農(nóng)業(yè)中的使用呈指數(shù)增長(zhǎng)，已成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革的重要驅(qū)動(dòng)力，農(nóng)業(yè)正在經(jīng)歷著第四次革命，我們稱之為“智能農(nóng)業(yè)”。

什么是“智能農(nóng)業(yè)”？智能農(nóng)業(yè)是指在相對(duì)可控的環(huán)境條件下，采用工業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)集約高效可持續(xù)的現(xiàn)代超前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)不同的是，智能農(nóng)業(yè)把農(nóng)業(yè)技術(shù)、作物和牲畜系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)和機(jī)構(gòu)(即市場(chǎng)和政策) 結(jié)合起來(lái)，整合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，并正在不斷引入更多的機(jī)器人和人工智能技術(shù)[1]。智能設(shè)備（智能機(jī)器和傳感器）則以農(nóng)場(chǎng)系統(tǒng)的實(shí)物為節(jié)點(diǎn)，將實(shí)物與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，自動(dòng)捕獲或人工輸入大量數(shù)據(jù)，經(jīng)與傳感器等智能設(shè)備相匹配的決策支持系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)管理軟件）的解釋、分析，使農(nóng)業(yè)流程被數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和支持，執(zhí)行自主行動(dòng)或遠(yuǎn)程操作。

1 智能奶牛場(chǎng)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

奶牛場(chǎng)的智能管理起始于應(yīng)用電導(dǎo)率自動(dòng)檢測(cè)異常牛奶指標(biāo)的研究，該研究最早發(fā)表在上世紀(jì)60年代。1977年，Charles揭示了牛活動(dòng)量與發(fā)情行為之間的關(guān)系[2]，之后人們發(fā)明了計(jì)步器，以奶牛活動(dòng)量的相對(duì)變化量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，揭發(fā)發(fā)情期的牛只，提高繁殖人員的工作效率。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，人們一直在努力研發(fā)能夠測(cè)量單個(gè)奶牛參數(shù)的傳感器，但直到自動(dòng)擠奶系統(tǒng)（AMS）的應(yīng)用才獲得成功。傳感器作為一種測(cè)量牛與健康或發(fā)情有關(guān)的生理或行為參數(shù)的設(shè)備，能夠自動(dòng)對(duì)乳房炎、跛行、反芻、發(fā)情情況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并要求牧場(chǎng)主采取行動(dòng)（如治療）。

1983年，西歐各國(guó)已普遍使用由自動(dòng)識(shí)別器、產(chǎn)奶量記錄器、定量配料器和微處理機(jī)組成的自動(dòng)飼料配給系統(tǒng)。以美國(guó)、加拿大和日本為代表的集約化奶牛場(chǎng)，全面地將信息技術(shù)與營(yíng)養(yǎng)模型調(diào)控技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了以個(gè)體奶牛體況為基礎(chǔ)的精細(xì)飼養(yǎng)，使得奶牛場(chǎng)的整體生產(chǎn)水平較傳統(tǒng)的管理模式提高了30%以上[3]。

1985年，Rossing等首次研究了自動(dòng)擠奶系統(tǒng)（AMS）的可行性。1992年，第一個(gè)商業(yè)農(nóng)場(chǎng)在荷蘭推出了自動(dòng)擠奶系統(tǒng)(AMS)。截至2009年，全球使用自動(dòng)擠奶系統(tǒng)的農(nóng)場(chǎng)數(shù)量已增至8 000多家，其中西歐和北歐共占90%，加拿大占9%，美國(guó)占1%[4]。目前，使用AMS已成為西歐牧場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，這極大地改變了奶牛場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)管理現(xiàn)狀。2010年，瑞典的DeLaval International AB（Tumba）推出了第一個(gè)全自動(dòng)機(jī)器人擠奶系統(tǒng)（AMR）的擠奶廳，每臺(tái)AMR有24個(gè)擠奶位，5只機(jī)器人手臂，每小時(shí)最多可容納90頭奶牛，一共可容納300～800頭奶牛，這意味著機(jī)器人擠奶系統(tǒng)可進(jìn)一步提高牧場(chǎng)的工作效率[5]。

在中國(guó)，奶牛場(chǎng)使用的智能化設(shè)備主要包括TMR飼喂設(shè)備、奶牛發(fā)情監(jiān)控系統(tǒng)、奶量自動(dòng)上傳設(shè)備三大板塊，且所用設(shè)備大都是進(jìn)口品牌。國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)奶牛場(chǎng)使用奶牛精料自動(dòng)飼喂系統(tǒng)，設(shè)備也多為進(jìn)口品牌。奶牛場(chǎng)使用的智能化軟件設(shè)施主要包括電子識(shí)別系統(tǒng)、牧場(chǎng)管理軟件系統(tǒng)、奶牛發(fā)情自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、奶牛信息管理系統(tǒng)、TMR精確飼喂系統(tǒng)、奶牛采食量測(cè)定系統(tǒng)等。目前牧場(chǎng)對(duì)這些軟件的應(yīng)用分析功能掌握度還很差，對(duì)其利用呈現(xiàn)模塊化，不能全面系統(tǒng)運(yùn)用信息化技術(shù)對(duì)奶牛場(chǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)飼養(yǎng)管理。

2 “智能農(nóng)業(yè)”引發(fā)的奶牛養(yǎng)殖模式變革

奶牛養(yǎng)殖向智能化模式變革著重于兩個(gè)層面：一是技術(shù)層面，集成運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)等獲取、匯聚、分析奶牛生產(chǎn)流程中的客觀數(shù)據(jù)，與管理及技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)與智慧深度融合，從群體甚至個(gè)體水平對(duì)奶牛管理、操作與決策；二是目標(biāo)層面，將創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、提質(zhì)增效、綠色安全、開放共享作為發(fā)展目標(biāo)[6]。

智能奶牛場(chǎng)的構(gòu)建模塊包括：（1）構(gòu)建奶牛生產(chǎn)決策支持系統(tǒng)和數(shù)據(jù)平臺(tái)，即應(yīng)用輔助奶牛場(chǎng)生產(chǎn)管理、決策的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)或平臺(tái)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析、模塊化分類報(bào)告、數(shù)據(jù)挖掘分析，使管理者根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果提出更有效更實(shí)用的決策，有針對(duì)性地及時(shí)解決問題，提高奶牛場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。（2）安裝基于射頻識(shí)別（RFID，Radio Frequency Identification）和適機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（Opportunistic Wireless Networking）技術(shù)的各種傳感器裝置，以牛、設(shè)備、原材料等實(shí)物為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)控制、硬件集成等。（3）應(yīng)用移動(dòng)智能終端，隨時(shí)隨地記錄奶牛數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和技術(shù)流程的常態(tài)現(xiàn)場(chǎng)管理和動(dòng)態(tài)即時(shí)管理，增強(qiáng)奶牛數(shù)據(jù)信息的及時(shí)性、準(zhǔn)確性、客觀性、全面性。（4）引入人工智能機(jī)器，如擠奶機(jī)器人、理槽機(jī)器人等。目的是減少對(duì)人的依賴，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、精細(xì)化管理。

目前，河北省智能奶牛場(chǎng)軟硬件建設(shè)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是自動(dòng)擠奶設(shè)備及匹配的軟件管理系統(tǒng)，可進(jìn)行牛只的自動(dòng)識(shí)別（在位或進(jìn)門），實(shí)現(xiàn)奶量自動(dòng)讀取及上傳。二是發(fā)情自動(dòng)檢測(cè)裝置及相應(yīng)的繁殖決策支持系統(tǒng)，利用硬件裝置（腳環(huán)、項(xiàng)圈等）來(lái)監(jiān)測(cè)牛的活動(dòng)量，以此為依據(jù)判定識(shí)別發(fā)情，通過(guò)軟件系統(tǒng)提供分群、轉(zhuǎn)群、繁殖管控、淘汰等決策依據(jù)，為牛群的正常繁殖與泌乳提供管理保障。三是TMR自動(dòng)監(jiān)控裝置及相應(yīng)的管理系統(tǒng)，可對(duì)操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高TMR制作精確度，方便牧場(chǎng)草料庫(kù)存管理。四是安裝環(huán)境自動(dòng)感應(yīng)裝置，通過(guò)參數(shù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)、噴淋裝置的自動(dòng)開啟，防暑降溫，緩解熱應(yīng)激對(duì)牛群的影響。

3 智能奶牛場(chǎng)建設(shè)中存在的問題

任何新技術(shù)的產(chǎn)生、應(yīng)用都不是一蹴而就的，新事物會(huì)帶來(lái)新問題，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)在奶牛場(chǎng)生產(chǎn)流程中的應(yīng)用也不例外。根據(jù)2018年對(duì)河北省石家莊、保定、唐山、廊坊、邢臺(tái)、承德、張家口7個(gè)地市64家奶牛場(chǎng)的問卷調(diào)查及22家奶牛場(chǎng)的實(shí)地調(diào)研，本文發(fā)現(xiàn)并總結(jié)了智能奶牛場(chǎng)建設(shè)中幾類比較突出的共性問題。

3.1 數(shù)據(jù)方面

河北省乃至全國(guó)的智能奶牛場(chǎng)正處于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的初始階段，面臨的主要問題：一是各崗位數(shù)據(jù)采集錄入不及時(shí)，數(shù)據(jù)不全面，使管理人員不能隨時(shí)獲得想要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；二是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不佳，其原因主要是自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)或數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)故障、工作人員錯(cuò)誤錄入、數(shù)據(jù)采集來(lái)源不精確等；三是數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可參考價(jià)值低，主要原因是牧場(chǎng)信息數(shù)據(jù)錄入中斷，不能長(zhǎng)期積累，缺乏連續(xù)性和完整性，導(dǎo)致分析結(jié)果不夠全面、宏觀；四是信息化數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義低，即使數(shù)據(jù)采集錄入較好的一些牧場(chǎng)，由于對(duì)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的性能認(rèn)識(shí)不足，信息化只停留在數(shù)據(jù)錄入、存儲(chǔ)、查詢等的層面，造成“數(shù)據(jù)豐富”、“信息貧乏”（DRIP）問題，不能將數(shù)據(jù)變?yōu)橛行е噶詈蜎Q策，讓數(shù)據(jù)為生產(chǎn)服務(wù)，成為真正有價(jià)值的資源。

3.2 計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)方面

目前用于奶牛生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的軟件、數(shù)據(jù)平臺(tái)種類繁多，有國(guó)外引進(jìn)的，有國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的，有設(shè)備自帶的，也有各大乳品企業(yè)指定的。盡管各種軟件的用途大同小異，但界面和區(qū)塊的設(shè)置上各有與眾不同之處，再加上各設(shè)備的升級(jí)更新?lián)Q代，使得在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)各種問題。這些問題主要集中于以下幾方面：一是軟件所設(shè)置的功能不能有效利用。以奶廳管理軟件為例，大部分牧場(chǎng)對(duì)軟件功能的挖掘利用率不足30%，許多設(shè)備的奶廳管理系統(tǒng)功能強(qiáng)大，涉及對(duì)擠奶流程的監(jiān)控、牛只混群的監(jiān)控，以及對(duì)反芻情況、采食量、活動(dòng)量、奶量變化的分析等功能，但多數(shù)牧場(chǎng)對(duì)此設(shè)備的使用僅限于奶量自動(dòng)計(jì)量及數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳。二是牧場(chǎng)管理軟件繁多，重復(fù)工作量大。目前同一牧場(chǎng)中至少有3種以上的管理軟件，包括設(shè)備自帶軟件系統(tǒng)、乳品企業(yè)強(qiáng)制要求的軟件、省級(jí)政府指定的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。各數(shù)據(jù)平臺(tái)端口不能共享和兼容，數(shù)據(jù)無(wú)法互通，導(dǎo)致數(shù)據(jù)重復(fù)錄入，不僅大大增加了工作量，數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)功效也大打折扣。三是各數(shù)據(jù)平臺(tái)及智能裝置的不兼容、不集成，導(dǎo)致同一牧場(chǎng)各產(chǎn)品服務(wù)團(tuán)隊(duì)之間溝通、銜接、協(xié)調(diào)不到位，缺乏集中解決問題的機(jī)制，一定程度上影響智能設(shè)備和管理系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

3.3 智能裝置設(shè)備的應(yīng)用方面

奶牛智能裝置和設(shè)備的核心技術(shù)是傳感器技術(shù)。傳感器系統(tǒng)按照安裝位置分為附著傳感器，如項(xiàng)圈、腳環(huán)，以及非附著傳感器，如奶量自動(dòng)測(cè)量、奶樣自動(dòng)采集；按照功能劃分則有個(gè)體識(shí)別、發(fā)情監(jiān)測(cè)、健康管理、飼料檢測(cè)、TMR裝置投料監(jiān)控等百余種系統(tǒng)。用靈敏度和特異度來(lái)描述傳感器的檢測(cè)性能差異很大，敏感性和特異性之間存在權(quán)衡問題，往往是高敏感性(＞80%)和低特異性結(jié)合，或高特異性與低敏感性結(jié)合，尚無(wú)高靈敏度和高特異性兼顧的傳感器產(chǎn)品[4]。

筆者所在團(tuán)隊(duì)曾問卷調(diào)研64家牧場(chǎng)中TMR自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)及繁殖管理系統(tǒng)的使用情況。

64家牧場(chǎng)中，使用TMR自動(dòng)監(jiān)控管理系統(tǒng)的共22家，占調(diào)查總數(shù)量的34.38%。作為河北省智能奶牛場(chǎng)建設(shè)、省級(jí)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的承擔(dān)單位，銀川奧特信息技術(shù)股份公司一直推行自有設(shè)備，因此占比相對(duì)較大，其次，使用科派騰TMR自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的牧場(chǎng)數(shù)量也比較多（圖1）。

圖1 問卷調(diào)研64家牧場(chǎng)TMR自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)使用情況

在調(diào)研牧場(chǎng)中，使用繁殖管理軟件系統(tǒng)的共50家，占調(diào)查總數(shù)量的78.12%。作為牧場(chǎng)繁殖管理軟件先行者的阿菲金繁殖管理軟件系統(tǒng)，使用者相對(duì)較多，與銀川奧特持平。其次是以色列SCR、德國(guó)GEA等（圖2）。越來(lái)越多的牧場(chǎng)主認(rèn)識(shí)到了繁殖對(duì)于牧場(chǎng)生產(chǎn)的重要性。

圖2 問卷調(diào)研64家牧場(chǎng)繁殖管理軟件系統(tǒng)使用情況

根據(jù)調(diào)研，在智能裝置設(shè)備的應(yīng)用方面存在以下問題：一是智能裝置設(shè)備的使用效率較低。例如，規(guī)模化奶牛場(chǎng)使用的擠奶設(shè)備主要有瑞典利拉伐、以色列阿菲金及SCR、德國(guó)GEA、美國(guó)博美特等，這些設(shè)備理論上在位識(shí)別率可達(dá)98%，過(guò)門識(shí)別率為95%，但實(shí)際生產(chǎn)中，由于牛只站位不規(guī)范、閱讀器出故障等原因，識(shí)別率都達(dá)不到90%。這就需要人為配合填補(bǔ)設(shè)備的技術(shù)漏洞，但是多數(shù)人認(rèn)為自動(dòng)化、智能化是不需要依靠人力的，也不需要人為的檢查監(jiān)控，這便造成了數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤等現(xiàn)象，影響牧場(chǎng)的生產(chǎn)。二是一些設(shè)備的智能化程度非常有限。例如，目前絕大多數(shù)牧場(chǎng)安裝的TMR自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備主要用于監(jiān)控飼草、飼料添加量的準(zhǔn)確性，但不能辨別添加的原料是否正確。如果攪料人員把原料順序弄錯(cuò)，監(jiān)控設(shè)備仍會(huì)按錯(cuò)誤的順序稱取既定的量，并不能給予錯(cuò)誤警報(bào)。再者，TMR切割的時(shí)間、加水量也是靠人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定的，操作人員的責(zé)任心對(duì)TMR的加工質(zhì)量和顆粒度的穩(wěn)定性會(huì)有很大影響。三是智能設(shè)備自身的技術(shù)缺陷及環(huán)境等因素影響其應(yīng)用效果。例如，發(fā)情檢測(cè)裝置腳環(huán)的丟失率顯著高于項(xiàng)圈，牛只轉(zhuǎn)群、應(yīng)激會(huì)使發(fā)情檢出率虛高，封閉式牛舍安靜發(fā)情牛比例高、肢蹄病患?；顒?dòng)頻率下降都影響到發(fā)情檢測(cè)裝置的使用效果。

3.4 人的因素

無(wú)論奶牛場(chǎng)智能化發(fā)展到什么程度，傳統(tǒng)的牧場(chǎng)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)絕不會(huì)被大數(shù)據(jù)取代，人仍然是智能奶牛場(chǎng)運(yùn)營(yíng)成敗的決定因素。調(diào)研中發(fā)現(xiàn)以下人為因素制約著智能奶牛場(chǎng)的高效運(yùn)行：一是奶牛場(chǎng)工作人員學(xué)歷普遍較低，且年齡較高，數(shù)據(jù)應(yīng)用意識(shí)淺薄，對(duì)數(shù)據(jù)管理和智能設(shè)備使用的認(rèn)識(shí)和接受能力較弱。特別是很多中小型牧場(chǎng)缺乏能隨時(shí)進(jìn)行牧場(chǎng)數(shù)據(jù)分析、依據(jù)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果預(yù)判和解決問題的稱職的管理者，導(dǎo)致智能化管理系統(tǒng)的應(yīng)用效率低下。二是智能奶牛場(chǎng)管理系統(tǒng)下，數(shù)據(jù)員、機(jī)修工、奶廳領(lǐng)班的責(zé)任尤為重大，需要盡快強(qiáng)化其崗位作用。但多數(shù)牧場(chǎng)這些人員的意識(shí)和工作狀態(tài)仍停留在傳統(tǒng)奶牛場(chǎng)階段，嚴(yán)重滯后于智能奶牛場(chǎng)的發(fā)展速度。三是各智能化設(shè)備代理服務(wù)團(tuán)隊(duì)的業(yè)務(wù)能力和服務(wù)質(zhì)量有待加強(qiáng)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)一部分代理公司的技術(shù)人員對(duì)其設(shè)備及管理系統(tǒng)還沒有完全弄明白，服務(wù)的頻度遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了牧場(chǎng)的需要，而智能奶牛場(chǎng)如果沒有專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的有力支持，其智能優(yōu)勢(shì)將很難展現(xiàn)。在歐美等奶牛業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，獨(dú)立的獸醫(yī)團(tuán)隊(duì)要比奶牛場(chǎng)的任何人都能更好地理解整個(gè)奶牛場(chǎng)系統(tǒng)，能從擠奶設(shè)備到奶牛的生理、行為及小犢牛的需要等各個(gè)方面，幫助客戶安排工作，建立需要的流程，并培訓(xùn)員工如何去做[7]。在實(shí)際生產(chǎn)中急需這樣的服務(wù)團(tuán)隊(duì)。

4 智能奶牛場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

在2017年12月召開的世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)烏鎮(zhèn)峰會(huì)上，阿里巴巴董事局主席馬云表示：“未來(lái)30年數(shù)據(jù)將成為生產(chǎn)資料，計(jì)算會(huì)是生產(chǎn)力，互聯(lián)網(wǎng)是一種生產(chǎn)關(guān)系”。這種新型的生產(chǎn)方式同樣適合于智能奶牛場(chǎng)的建設(shè)與發(fā)展。智能奶牛場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該更智能、更集成、更精細(xì)、更高效、更具操作性。

4.1 進(jìn)一步優(yōu)化集成數(shù)據(jù)分析平臺(tái)

建立牧場(chǎng)人員易操作，技術(shù)、應(yīng)用、服務(wù)更趨成熟，兼容性和整合性更強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)將集成和兼容牧場(chǎng)的各種智能化硬件，所有供應(yīng)商的產(chǎn)品數(shù)據(jù)都能實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆撈脚_(tái)，牧場(chǎng)管理者、主管部門及社會(huì)化技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)可從任何地方訪問平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋與整合，實(shí)現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型服務(wù)。

4.2 大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)模式融合，提升管理效率

大數(shù)據(jù)將通過(guò)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、實(shí)物追蹤，改變牧場(chǎng)的運(yùn)作和管理方式，徹底改造傳統(tǒng)奶牛場(chǎng)的生產(chǎn)流程。大數(shù)據(jù)將與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和治理過(guò)程充分集成，可提供可靠、長(zhǎng)期的優(yōu)勢(shì)分析結(jié)果。大數(shù)據(jù)處理的結(jié)果反饋到傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程中，支持生產(chǎn)的精細(xì)化管理，提升運(yùn)營(yíng)效率[8]。

4.3 更加先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)將應(yīng)用于奶牛生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)

將應(yīng)用更先進(jìn)的傳感器系統(tǒng)和智能機(jī)器來(lái)盡可能地替代人工，通過(guò)提高生產(chǎn)流程自動(dòng)化、智能化程度，最大限度增加人均管理奶牛的數(shù)量，減少對(duì)人的依賴。傳感器系統(tǒng)用于牛群的管理有4個(gè)功能層級(jí)：第1級(jí)為描述——測(cè)量牛的狀態(tài)，僅能測(cè)量一個(gè)參數(shù)和一個(gè)假定的關(guān)系，如計(jì)步器。第2級(jí)可進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋——測(cè)量數(shù)據(jù)變化，產(chǎn)生有關(guān)奶牛狀態(tài)的信息，如發(fā)情；以及確定兩個(gè)類別之間的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)關(guān)系，如CMT與牛奶電導(dǎo)率之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。第3級(jí)能夠?qū)⑿畔⒄稀獑蝹€(gè)奶牛的信息可以在群體水平進(jìn)行聚合，提供關(guān)于牛群健康狀況的一般信息和建議，如是否給牛授精，是否治療。第4級(jí)進(jìn)行決策——由農(nóng)場(chǎng)主做或由傳感器系統(tǒng)自動(dòng)生成，如通知人工授精員、發(fā)乳房炎警報(bào)、給出不孕概率等。盡管現(xiàn)階段的傳感器系統(tǒng)大多數(shù)還處于第1、2級(jí)[4]，相信不久的將來(lái)會(huì)有更多高功能層級(jí)的傳感器系統(tǒng)和各種人工智能機(jī)器運(yùn)用于奶牛場(chǎng)，如擠奶、喂牛、清掃消毒圈舍的機(jī)器人用于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)[8]。屆時(shí)將通過(guò)機(jī)器自動(dòng)生成采集數(shù)據(jù)，平臺(tái)自動(dòng)整合分析數(shù)據(jù)，人工智能執(zhí)行生產(chǎn)流程，建立早期預(yù)警系統(tǒng)，提前預(yù)防并消除人工作業(yè)質(zhì)量的不確定性造成的顯性和隱性損失，而不是對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行事后分析。

4.4 智能化發(fā)展帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新

隨著由傳統(tǒng)奶牛場(chǎng)向智能奶牛場(chǎng)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，將帶動(dòng)相關(guān)學(xué)科如奶牛育種、營(yíng)養(yǎng)、管理、設(shè)備設(shè)施設(shè)計(jì)等的創(chuàng)新發(fā)展。通過(guò)奶牛育種培育出乳房和乳頭結(jié)構(gòu)、體型大小和行為更適于擠奶機(jī)器人操作的群體；培育更高產(chǎn)健康長(zhǎng)壽的奶牛，寄希望于用高產(chǎn)出覆蓋智能化設(shè)備設(shè)施的高投入；牛舍及甬道設(shè)計(jì)幫助牛更自愿地進(jìn)入自動(dòng)擠奶系統(tǒng)（AMS）并減少牛之間因社會(huì)關(guān)系引起的應(yīng)激；制定與自動(dòng)擠奶系統(tǒng)（AMS）更匹配的精準(zhǔn)飼喂方案，設(shè)計(jì)更智能化的多功能飼料加工和飼喂設(shè)備，確保精準(zhǔn)取料、上料、投料，以及精準(zhǔn)收集和檢測(cè)剩料，對(duì)攪拌效果實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制切割時(shí)間，提高飼喂精準(zhǔn)度[5]。

5 智能奶牛場(chǎng)未來(lái)面臨的挑戰(zhàn)

隨著奶牛場(chǎng)規(guī)模越來(lái)越大，養(yǎng)殖成本越來(lái)越高，以及勞動(dòng)力短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重，通過(guò)智能奶牛場(chǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)以智能化設(shè)備代替部分勞動(dòng)力，解決勞動(dòng)力短缺，實(shí)現(xiàn)奶牛精細(xì)化管理，是牧場(chǎng)提質(zhì)增效、節(jié)約成本的必然選擇。但在這一過(guò)程中也面臨諸多挑戰(zhàn)：（1）牧場(chǎng)在智能化設(shè)施設(shè)備上的高投入能否在短時(shí)間內(nèi)得到回報(bào)；（2）如何以一種低成本的方式自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)[8]；（3）如何解決牧場(chǎng)從業(yè)人員與智能化設(shè)備之間的科技鴻溝；（4）數(shù)據(jù)作為有價(jià)值的生產(chǎn)資料，如何規(guī)避數(shù)據(jù)共享所引發(fā)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)期所有權(quán)、隱私和安全、訪問成本等問題[8]；（5）為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平臺(tái)最大限度的集成，如何保證所收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量、格式、標(biāo)準(zhǔn)的一致性和兼容性[8]。

挑戰(zhàn)中蘊(yùn)藏著機(jī)遇，機(jī)遇來(lái)臨也不能盲目樂觀。有人說(shuō)，“信息化和智能化就像牧場(chǎng)的‘神經(jīng)系統(tǒng)和大腦’”，但不要忘了，它是移植到傳統(tǒng)奶牛場(chǎng)這個(gè)龐大“軀體”上的“器官和組織”，與“機(jī)體”完全融為一體，還要經(jīng)歷不斷創(chuàng)新、磨合、升華的變革過(guò)程！