秦林，李鑫

（阿菲金（中國(guó)）農(nóng)業(yè)科技有限公司，北京 100015）

擠奶設(shè)備是獲取牛奶的第一環(huán)節(jié)，擠奶系統(tǒng)的日常維護(hù)關(guān)系著奶牛的健康和牛奶的品質(zhì)?，F(xiàn)代化擠奶機(jī)能夠自動(dòng)識(shí)別奶牛信息、記錄奶牛產(chǎn)奶量，實(shí)現(xiàn)高效擠奶和智能化自動(dòng)化控制。因此，奶廳管理的數(shù)據(jù)輸出是否直觀易懂，數(shù)據(jù)內(nèi)容是否準(zhǔn)確全面，影響了擠奶系統(tǒng)的維護(hù)頻率和內(nèi)容，關(guān)系著奶廳管理的好壞。擠奶系統(tǒng)維護(hù)主要分為三個(gè)層級(jí)：底層性能、中層性能和高層性能。不同的奶牛場(chǎng)擠奶系統(tǒng)的維護(hù)處于不同層級(jí)，本文通過(guò)分析擠奶系統(tǒng)維護(hù)重要性，量化分析擠奶系統(tǒng)維護(hù)的三個(gè)層級(jí)，探討維護(hù)成效的衡量標(biāo)準(zhǔn)，提高奶廳管理的設(shè)備要求。

1 擠奶系統(tǒng)維護(hù)的重要性

擠奶設(shè)備是奶牛場(chǎng)最重要的設(shè)備之一，其運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)（平均每天超過(guò)16h）、使用頻率高、安全性要求高，因此對(duì)設(shè)備運(yùn)行的可靠性和軟件應(yīng)用的需求相對(duì)較高。擠奶設(shè)備維護(hù)的三個(gè)周期為：早期故障期、偶然故障期、耗損故障期。早期故障是指設(shè)備處于調(diào)試運(yùn)行階段時(shí)產(chǎn)生的故障，此時(shí)故障發(fā)現(xiàn)要早，維修要及時(shí)、快速；偶然故障期是指設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后可能會(huì)出現(xiàn)的偶然性故障，此時(shí)故障產(chǎn)生較為隨機(jī)，要針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，要求設(shè)備應(yīng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、高效高質(zhì)產(chǎn)出；耗損故障期是指設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行后，更多產(chǎn)生的耗損故障，此時(shí)要求設(shè)備盡量延長(zhǎng)壽命且費(fèi)用逐年降低。每個(gè)階段的維護(hù)方式和維護(hù)必要性都存在差異，因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)擠奶設(shè)備問(wèn)題對(duì)于設(shè)備維護(hù)有著至關(guān)重要的作用。

擠奶系統(tǒng)的正常維護(hù)是保持設(shè)備正常運(yùn)行、奶牛健康、乳品質(zhì)的必要保證。維護(hù)不及時(shí)不僅會(huì)對(duì)設(shè)備損耗產(chǎn)生影響，也可能會(huì)對(duì)奶牛造成傷害，影響乳品質(zhì)。比如，真空度與脫杯流量閾值是擠奶機(jī)的重要性能參數(shù)，其設(shè)置水平不僅關(guān)系到牛奶的數(shù)量及品質(zhì)，而且直接影響奶牛乳房健康。當(dāng)參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)問(wèn)題，真空度超過(guò)閾值，發(fā)生過(guò)擠時(shí)，容易造成奶牛乳房炎[1]。擠奶機(jī)清洗、消毒不徹底，擠奶機(jī)內(nèi)襯、橡膠部件更換周期長(zhǎng)，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)不到位，可能會(huì)導(dǎo)致牛奶中微生物超標(biāo)，影響牛奶品質(zhì)[2,3]。

因此，對(duì)擠奶系統(tǒng)的維護(hù)要及時(shí)有效，判斷擠奶系統(tǒng)維護(hù)效果的好壞，可以通過(guò)以下三個(gè)層級(jí)進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1。

圖1 擠奶系統(tǒng)維護(hù)的三個(gè)層級(jí)

2 擠奶系統(tǒng)維護(hù)的三個(gè)層級(jí)

2.1 基礎(chǔ)性能——設(shè)備穩(wěn)定

擠奶系統(tǒng)的基礎(chǔ)性能要求，即硬件基礎(chǔ)性能要求是設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，能夠完成擠奶需求，尤其對(duì)于重型轉(zhuǎn)臺(tái)擠奶廳，其性能的穩(wěn)定可靠十分重要，同時(shí)也需要奶廳或擠奶設(shè)備日常的保養(yǎng)和測(cè)試。基礎(chǔ)需求對(duì)應(yīng)的擠奶設(shè)備主要功能包含：自動(dòng)變頻真空控制、自動(dòng)收杯控制、自動(dòng)計(jì)量器。擠奶設(shè)備操作目前已由原來(lái)的人工收杯轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)自動(dòng)計(jì)量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫杯功能。

通過(guò)對(duì)以上的執(zhí)行部件進(jìn)行定期的保養(yǎng)，則可以保證基礎(chǔ)性能的良好運(yùn)行。一般通過(guò)ISO6690測(cè)試實(shí)現(xiàn)執(zhí)行部件的性能檢查[4]。ISO6690是擠奶廳的機(jī)械安裝和使用性能標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)擠奶機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)該達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定，比如真空波動(dòng)、真空儲(chǔ)備、脈動(dòng)器工作性能等。按照ISO6690對(duì)擠奶系統(tǒng)的各項(xiàng)工作指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，則可以判斷擠奶機(jī)的性能是否滿足要求。所以，擠奶機(jī)的性能測(cè)試，需要定期進(jìn)行ISO測(cè)試。當(dāng)然，也可以對(duì)某些局部性能進(jìn)行檢測(cè)，如脈動(dòng)測(cè)試。

2.2 中層性能——數(shù)據(jù)采集

擠奶系統(tǒng)的中層性能要求是系統(tǒng)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確連續(xù)的數(shù)據(jù)采集，要求自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行及數(shù)據(jù)采集。當(dāng)前的擠奶機(jī)已經(jīng)不僅僅要求完成擠奶的基本需求，同時(shí)需要準(zhǔn)確地采集奶牛的各項(xiàng)信息：產(chǎn)奶量、電導(dǎo)率、乳成分等。牛只識(shí)別的準(zhǔn)確性、奶量采集的精確性以及數(shù)據(jù)的連續(xù)性，是衡量擠奶機(jī)的第二層性能指標(biāo)。同時(shí)，要求擠奶設(shè)備能夠做到對(duì)牛奶質(zhì)量的監(jiān)控和識(shí)別率的維護(hù)。比如轉(zhuǎn)臺(tái)識(shí)別率一直保持在99%以上，準(zhǔn)確率達(dá)到100%，這樣才能保證底層數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、持續(xù)性，才能保持后續(xù)管理軟件的精確性和實(shí)用性。

2.2.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集要求完全、準(zhǔn)確、連續(xù)。圖2為阿菲金檢測(cè)的某牧場(chǎng)數(shù)據(jù)采集記錄，如圖可見(jiàn)，在過(guò)去一周，每天3班次的識(shí)別率一直穩(wěn)定在100%。這要求設(shè)備有較高的ID識(shí)別準(zhǔn)確率和高精準(zhǔn)奶計(jì)量。

對(duì)于數(shù)據(jù)采集，還要求有人機(jī)界面的互動(dòng)，可將人工發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)地輸入到系統(tǒng)中。比如在擠奶過(guò)程中，擠奶工發(fā)現(xiàn)某頭牛可能患有乳房炎，則可以及時(shí)地錄入“乳房炎代碼”，方便后續(xù)跟蹤治療。

圖2 數(shù)據(jù)采集班次信息匯總

2.2.2 自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行

奶廳監(jiān)控是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)硬件的監(jiān)控。通過(guò)監(jiān)控奶廳的設(shè)備運(yùn)行，從而保證數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確、連續(xù)。圖3所示為阿菲金控制機(jī)界面（AfiControl），其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)擠奶設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。

圖3 擠奶設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控

上圖中各組成部分的具體功能如下：擠奶設(shè)備：根據(jù)擠奶數(shù)據(jù)記錄，系統(tǒng)自動(dòng)分析可能存在故障的擠奶點(diǎn)，比如多次套杯、擠奶時(shí)間長(zhǎng)，從而發(fā)出報(bào)警信息，方便維修人員進(jìn)行排查。牛奶計(jì)量器：根據(jù)數(shù)據(jù)記錄，系統(tǒng)自動(dòng)分析某個(gè)擠奶點(diǎn)計(jì)量精度。魔盒（奶成分在線分析儀）：根據(jù)采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)分析，并對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)將可能存在偏差的對(duì)應(yīng)點(diǎn)位發(fā)出報(bào)警信息。奶臺(tái)ID：提供當(dāng)前和過(guò)去幾個(gè)班次的ID識(shí)別率。ID stalls：細(xì)化每個(gè)擠奶位的識(shí)別率，對(duì)于識(shí)別率低的擠奶位發(fā)出報(bào)警信息，方便維修人員有針對(duì)性的檢查。擠奶臺(tái)故障：綜合分析奶廳擠奶數(shù)據(jù)記錄，將可能存在問(wèn)題的擠奶點(diǎn)匯總并列出明細(xì)。分群門：提供分群門的工作狀態(tài)分析，并列出分群門的識(shí)別率，從而方便技術(shù)人員快速了解設(shè)備運(yùn)行情況。故障計(jì)步器：通過(guò)計(jì)步器發(fā)送和收集到的數(shù)據(jù)，找出系統(tǒng)中可能存在故障的計(jì)步器，比如某個(gè)計(jì)步器躺臥數(shù)據(jù)異常，系統(tǒng)會(huì)對(duì)這個(gè)計(jì)步器發(fā)出報(bào)警信息，方便牧場(chǎng)人員進(jìn)行計(jì)步器的日常維護(hù)和排查。

奶廳監(jiān)控通過(guò)擠奶點(diǎn)故障報(bào)警、清洗監(jiān)控[系統(tǒng)自動(dòng)記錄每個(gè)擠奶位清洗時(shí)長(zhǎng)、溫度、電導(dǎo)率，當(dāng)牧場(chǎng)存在清洗問(wèn)題時(shí)，可以第一時(shí)間通過(guò)系統(tǒng)記錄排查清洗水溫，自動(dòng)加注酸堿量（圖4）]等功能，能夠快速判斷設(shè)備故障，為遠(yuǎn)程支持提供數(shù)據(jù)，更加快捷地處理奶廳故障。

圖4 清洗自動(dòng)監(jiān)控

2.3 高層性能——分析管理

擠奶系統(tǒng)的高層性能要求是能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與管理。數(shù)據(jù)的采集不單單是得到一串串的數(shù)字而已，其目的是用于牛群的管理。精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析算法、及時(shí)的報(bào)表輸出并指導(dǎo)牧場(chǎng)的運(yùn)行和管理，是衡量當(dāng)前擠奶機(jī)高級(jí)性能的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并演算出可行性報(bào)告，指導(dǎo)牧場(chǎng)的日常管理，例如AfiFarm的新產(chǎn)牛報(bào)告、乳房炎報(bào)告。

通過(guò)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控及軟件分析，可為牧場(chǎng)管理提供支撐。比如分析后獲得的發(fā)情揭發(fā)、疾病揭發(fā)、牛群舒適度（躺臥數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的熱應(yīng)激、牛群密度等），軟件可根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)，及時(shí)提醒和指導(dǎo)牧場(chǎng)工作安排。如圖5所示的“今日任務(wù)”模塊，軟件提供每天需要進(jìn)行的工作安排（類似于牧場(chǎng)每天的派工單），及時(shí)地輔助牧場(chǎng)進(jìn)行日常工作安排。

圖5 阿菲牧（Afifarm）管理軟件主界面

3 結(jié)語(yǔ)

擠奶系統(tǒng)是牛奶獲取的第一階段，擠奶系統(tǒng)的正常運(yùn)行和維護(hù)對(duì)設(shè)備使用、奶牛健康和牛奶品質(zhì)都有著重要的作用。當(dāng)前擠奶系統(tǒng)已經(jīng)從自動(dòng)化升級(jí)到智慧化。隨著智慧化牧場(chǎng)建設(shè)的發(fā)展，擠奶系統(tǒng)的智慧化維護(hù)也將越來(lái)越受到重視，對(duì)于擠奶設(shè)備的三個(gè)性能層級(jí)的認(rèn)知會(huì)越來(lái)越清晰，需求也越來(lái)越迫切。目前擠奶系統(tǒng)維護(hù)的三個(gè)層級(jí)包括了傳統(tǒng)的機(jī)械測(cè)試（基礎(chǔ)性能）、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)（中層性能）、通過(guò)軟件為牧場(chǎng)提供指導(dǎo)（高層性能），見(jiàn)圖6。不同奶牛場(chǎng)應(yīng)當(dāng)合理判斷牧場(chǎng)當(dāng)前擠奶系統(tǒng)維護(hù)所處的層級(jí)，根據(jù)需要提升層級(jí)，維持奶牛場(chǎng)的正常擠奶需求。

圖6 擠奶系統(tǒng)層級(jí)分類