于燚，李鑫

（阿菲金（中國）農(nóng)業(yè)科技有限公司，北京 100025）

擠奶設(shè)備終端的使用情況關(guān)系著擠奶工作效率、牛奶質(zhì)量、奶牛福利和牧場經(jīng)濟(jì)效益。相較于人工擠奶，機(jī)械擠奶具有節(jié)省人力、物力，提升牛奶衛(wèi)生水平，降低奶牛乳房損傷等優(yōu)點[1]。自從19世紀(jì)機(jī)械擠奶出現(xiàn)并逐步代替手工擠奶，擠奶設(shè)備終端的發(fā)展主要經(jīng)歷了手動套杯機(jī)械擠奶、手動套杯電氣控制擠奶、手動套杯電子控制擠奶、牛只數(shù)據(jù)輔助擠奶、牛只數(shù)據(jù)智能擠奶、機(jī)器人擠奶（自動套杯）六個階段。機(jī)械擠奶在我國應(yīng)用較晚，但隨著近年來奶牛養(yǎng)殖模式的轉(zhuǎn)型升級加快，2021年我國百頭以上規(guī)模奶牛場機(jī)械化擠奶率已達(dá)到100%[2]。擠奶設(shè)備的發(fā)展與牧場息息相關(guān)，了解擠奶設(shè)備終端的發(fā)展方向，選擇合適、高效益的擠奶系統(tǒng)，對于提升牧場經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約勞動力至關(guān)重要。

1 手動套杯機(jī)械擠奶——機(jī)械設(shè)備擠奶代替手工擠奶

機(jī)械擠奶始于1824年，距今已近200年[3]。在這近兩個世紀(jì)里，大部分時間擠奶機(jī)只有擠奶一個功能。擠奶機(jī)研究關(guān)注的重點是如何在不影響奶牛生理需求的同時，更安全地使用機(jī)械代替人工擠奶。該時期的擠奶機(jī)主要為移動式和提桶式，且功能單一，機(jī)械化程度較低，僅以代替手工擠奶為目的，除此之外基本沒有其他功能（圖1）。

圖1 移動式擠奶機(jī)

2 手動套杯電氣控制擠奶——電氣化設(shè)備代替純機(jī)械設(shè)備

進(jìn)入20世紀(jì)70年代，電子化工業(yè)時代來臨。電子脈動器和電控閥門在擠奶設(shè)備上開始應(yīng)用，通過電子設(shè)備控制擠奶中的脈動和真空，簡單的電氣化擠奶終端控制器也應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)提高了設(shè)備的可靠性，同時降低了擠奶工勞動強(qiáng)度。

此時擠奶脈動由最初的氣脈動（機(jī)械脈動）發(fā)展到電子脈動。最初的擠奶終端控制是從擠奶脈動控制開始。與氣脈動無法調(diào)節(jié)脈動參數(shù)不同，電子脈動器的脈動頻率和脈動比率可以通過電信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，而不受真空度以及氣脈動機(jī)械磨損和疲勞程度的影響。這使得整個擠奶過程可以保持一個較為穩(wěn)定的脈動節(jié)拍，與氣脈動相比，電子脈動的脈動頻率和比率可以根據(jù)不同牧場的牛只情況進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，使得擠奶項和按摩項控制在一個合理的比率范圍，對奶牛乳頭的保護(hù)程度大幅度提升。

此階段終端控制也從沒有控制開始形成最簡單的電氣化手動擠奶終端控制器。安裝在擠奶杯組管路上的電控閥門可以根據(jù)電子信號打開或關(guān)閉管路真空，實現(xiàn)對擠奶管路的電子控制。

操作流程如下：將脈動和真空這兩個功能的控制進(jìn)行集成并通過外部執(zhí)行按鈕進(jìn)行操作，按下按鍵接通電路，打開電脈動發(fā)生器，接通奶杯組真空管路，開始擠奶；再次按下按鍵釋放電路，關(guān)閉電子脈動發(fā)生器，關(guān)閉奶杯組真空，擠奶結(jié)束。

在這個時期，由于相對復(fù)雜的電子脈動控制是由電子脈動發(fā)生器集中控制的，初級的擠奶終端控制器結(jié)構(gòu)和功能都較為簡單，內(nèi)部不需要I/O控制，只是控制簡單電路，因此并沒有過多的電子元件。執(zhí)行單元和顯示單元也較簡單，僅一個按鈕和1～2個狀態(tài)指示燈。

3 手動套杯電子控制擠奶

3.1 流水線工業(yè)化擠奶：從手工脫杯到自動脫杯

此階段自動脫杯功能的實現(xiàn)歸功于流量傳感器的使用。20世紀(jì)80年代起，隨著牧場規(guī)模的擴(kuò)大，擠奶方式逐步升級為奶廳式擠奶。主要的擠奶廳形式有并列式、魚骨式、轉(zhuǎn)盤式[4]。規(guī)?；翀鰧D奶功能提出了新的要求，在擠奶終端功能上加入了流量傳感器。早期的流量傳感器雖然還不足以對牛奶產(chǎn)量進(jìn)行比較準(zhǔn)確地電子計量，但是卻幫助擠奶終端控制實現(xiàn)了一個延續(xù)至今的重要功能，即自動脫杯。

此階段的自動脫杯是根據(jù)流量傳感器設(shè)定的閾值，當(dāng)判斷擠奶流速低于設(shè)定值時，控制系統(tǒng)可以自動切斷擠奶管路真空，并通過外部輔助設(shè)備自動收回擠奶杯組而結(jié)束擠奶操作。擠奶工只需要在擠奶開始階段給奶牛佩戴好擠奶杯組，而無需花更多的精力和時間關(guān)注整個擠奶過程，也無需手動停止擠奶操作。這樣可避免人工脫杯時間不準(zhǔn)確導(dǎo)致過早或過晚結(jié)束擠奶，自動脫杯既能大幅度提升擠奶效率，又能對擠奶流程進(jìn)行更精準(zhǔn)地控制，同時通過擠奶終端控制正確的擠奶結(jié)束時間，避免了奶牛因擠奶不凈和過擠造成的乳房健康問題?？梢哉f，根據(jù)擠奶流速控制自動脫杯的功能使擠奶操作正式邁入了工業(yè)化時代，使牧場在牛奶生產(chǎn)和動物福利方面前進(jìn)了一大步。

3.2 電氣化數(shù)據(jù)擠奶：從手工計量到電子計量

隨后幾年，擠奶機(jī)逐步進(jìn)入工業(yè)化，發(fā)展速度越來越快。隨著微型電路控制芯片的普及和電子傳感器的應(yīng)用，擠奶終端功能得到了快速發(fā)展。通過各類傳感器在擠奶設(shè)備上實現(xiàn)精準(zhǔn)的電子計量后，產(chǎn)量數(shù)據(jù)結(jié)合時間與擠奶的脈動控制，為電氣化擠奶操作提供了更多的擠奶流程內(nèi)部數(shù)據(jù)支持。這種數(shù)據(jù)支持可以在擠奶過程中實時地采集、分析擠奶相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過控制器內(nèi)部的設(shè)定程序立刻進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，根據(jù)處理結(jié)果直接調(diào)整相關(guān)的擠奶參數(shù)。使擠奶操作的對象——奶牛與擠奶操作的過程和方式更加緊密地聯(lián)系在一起。具體應(yīng)用功能主要有以下幾點：

（1）刺激按摩：是指在擠奶開始階段，以高速的脈動頻率刺激奶牛乳房，使奶?？焖佼a(chǎn)生泌乳反射的一種輔助擠奶功能。

（2）擠奶初期低比率脈動控制（仿生控制）：是指在擠奶開始階段以低脈動比率擠奶，當(dāng)出奶量達(dá)到設(shè)定值時再自動轉(zhuǎn)為系統(tǒng)設(shè)定的脈動比率擠奶。這樣可以在擠奶初始階段給奶牛一段適應(yīng)時間，減少奶牛應(yīng)激。

（3）流速控制脈動：是指擠奶時根據(jù)出奶流速來調(diào)整脈動頻率和脈動比率。

隨著擠奶終端控制程序的不斷完善和擴(kuò)展，21世紀(jì)初期，擠奶終端已經(jīng)實現(xiàn)了對擠奶過程準(zhǔn)確且精細(xì)的控制。規(guī)?；翀龅臄D奶操作也實現(xiàn)了工業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化。這些功能不僅極大地提高了生產(chǎn)效率，保證了牛奶質(zhì)量，也進(jìn)一步推動了擠奶流程的優(yōu)化，改善了擠奶對奶牛乳房健康的影響。

為了達(dá)到精準(zhǔn)擠奶的效果，需要相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)牧場整體牛只產(chǎn)奶情況設(shè)定好相關(guān)的擠奶參數(shù)。擠奶工僅需要在擠奶初期進(jìn)行簡單的預(yù)擠（前藥浴和頭三把奶）和套杯操作，之后的擠奶過程均由擠奶終端控制器自動完成。這樣的操作模式不僅減少了擠奶工的工作強(qiáng)度，也減少了整個擠奶過程中的人為參與度，降低了人為因素對擠奶過程的影響，使擠奶操作類似于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化流水線的操作。在擠奶參數(shù)設(shè)置合理的情況下，該方式對于牧場中大多數(shù)奶牛的擠奶都是高效且健康的。但針對一些有個體差異的奶牛，例如高產(chǎn)、低產(chǎn)以及泌乳反射偏慢的奶牛，則有些難度。另外，擠奶參數(shù)的設(shè)定也需要根據(jù)牧場奶牛的實際狀況進(jìn)行調(diào)整。參數(shù)調(diào)整的工作不僅需要牛群產(chǎn)奶的相關(guān)數(shù)據(jù)，也需要相關(guān)人員專業(yè)的技術(shù)知識和豐富的經(jīng)驗。如果參數(shù)設(shè)置不合理，將會對整個牧場的牛奶生產(chǎn)和奶牛乳房健康產(chǎn)生影響[5]。

該階段隨著擠奶終端功能的不斷增加，擠奶終端控制器本身也變得越來越復(fù)雜。為了顯示牛奶產(chǎn)量等參數(shù)和狀態(tài)信息，增加了數(shù)碼顯示屏；為了滿足擠奶終端控制器各種功能的設(shè)定，增加了數(shù)字輸入鍵盤；為了方便操作，增加了不同的功能鍵（擠奶、清洗、手動脫杯等）。至此，擠奶終端控制器已經(jīng)成為了現(xiàn)代化奶廳不可或缺的設(shè)備（圖2）。

圖2 阿菲金擠奶終端控制面板

4 牛只數(shù)據(jù)輔助擠奶——人機(jī)互動，精細(xì)化擠奶和計算機(jī)化管理

雖然電氣化擠奶終端控制器已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)淖詣涌刂乒δ?，但由于還處于單機(jī)狀態(tài)，所有的控制及程序設(shè)定都是在擠奶終端上獨(dú)立操作的。

隨著擠奶設(shè)備進(jìn)入數(shù)字化時代，牧場管理軟件的應(yīng)用越來越普及（圖3）。作為牧場管理軟件功能的延伸，擠奶終端的功能也越來越多，逐漸由單一的擠奶功能擴(kuò)展開來，增加了擠奶終端與奶廳相關(guān)設(shè)備的聯(lián)控聯(lián)動功能、人機(jī)交互的數(shù)據(jù)終端顯示/報警功能和電腦軟件的數(shù)據(jù)輸入功能等。

圖3 牧場管理軟件

擠奶終端與其他硬件的聯(lián)控聯(lián)動是通過奶廳管理軟件（模塊）實現(xiàn)的。而擠奶終端與奶牛的數(shù)據(jù)交互是通過牧場管理軟件（模塊）聯(lián)結(jié)的。

4.1 擠奶終端與奶廳相關(guān)設(shè)備的聯(lián)控聯(lián)動功能，輔助擠奶功能的擴(kuò)展

當(dāng)擠奶終端控制器與奶廳管理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)通后，擠奶終端就可以和奶廳中的其他硬件設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和聯(lián)控聯(lián)動。例如：擠奶控制單元與識別系統(tǒng)聯(lián)控聯(lián)動能夠?qū)崿F(xiàn)在位牛號識別，準(zhǔn)確獲取不同擠奶位奶牛的身份數(shù)據(jù)；與并列/魚骨臺架的聯(lián)控聯(lián)動能夠?qū)崿F(xiàn)奶廳分區(qū)/分組、脫杯后自動落杯、擠奶前一鍵全組提杯、延時接通真空等操作；與轉(zhuǎn)盤臺架的聯(lián)控聯(lián)動的功能更多，包括脫杯后自動落杯、套杯前自動提杯、自動接通真空/脈動、阻退門自動控制（多信號）、自動藥浴控制、反沖洗等。

4.2 人機(jī)交互的數(shù)據(jù)終端顯示/報警功能和軟件的數(shù)據(jù)輸入功能，提供牛只數(shù)據(jù)輔助信息

在奶牛管理和牛奶生產(chǎn)的數(shù)據(jù)方面，之前的擠奶終端控制器處理的數(shù)據(jù)只有奶量、流速、脈動等擠奶數(shù)據(jù)。隨著現(xiàn)代化牧場對效益和管理水平要求的不斷提升，對奶牛的精細(xì)化飼養(yǎng)和生產(chǎn)潛力的挖掘逐漸得到重視。飼養(yǎng)、繁殖、疾病、擠奶等數(shù)據(jù)越來越多地被綜合應(yīng)用到奶牛管理和牛奶生產(chǎn)上。擠奶廳作為牧場牛奶生產(chǎn)的主要場所，各類數(shù)據(jù)在這里進(jìn)行傳遞和聯(lián)系。

擠奶終端控制器通過識別系統(tǒng)獲取的奶牛身份信息將擠奶終端與奶牛建立起聯(lián)系。在這個基礎(chǔ)上，通過擠奶終端與管理軟件之間的數(shù)據(jù)通訊，操作人員既可以在擠奶終端查看所對應(yīng)奶牛的各類擠奶/生產(chǎn)數(shù)據(jù)，也可以在操作面板對奶牛進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)管理。例如，查看相關(guān)奶牛的擠奶數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前/預(yù)期電導(dǎo)率、當(dāng)前/預(yù)期牛奶產(chǎn)量、組別、當(dāng)前/平均擠奶流速、擠奶時間等；查看相關(guān)奶牛的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括發(fā)情天數(shù)、泌乳天數(shù)、輸精天數(shù)、產(chǎn)犢日期等；提示相關(guān)奶牛的警報數(shù)據(jù)，包括電導(dǎo)率過高、產(chǎn)量低于預(yù)期、乳房炎預(yù)警、瞎乳頭及對應(yīng)位置、干奶牛、初乳牛以及抗生素牛等特殊情況。

通過這些數(shù)據(jù)，操作人員可以有針對性地在第一時間對相應(yīng)的奶牛進(jìn)行處置，并通過擠奶終端控制器將相關(guān)事件以代碼方式記錄到管理軟件數(shù)據(jù)庫中的對應(yīng)奶牛。例如干奶、抗生素治療、分群或其他自行設(shè)定的各種操作。

4.3 擠奶點與在線乳成分分析儀聯(lián)控聯(lián)動，執(zhí)行更多監(jiān)測功能

乳成分分析儀的品牌雜多，但在線型產(chǎn)品較少，阿菲金公司在此領(lǐng)域積極探索，研發(fā)出一款優(yōu)質(zhì)實用產(chǎn)品——“魔盒”（圖4）。該產(chǎn)品在擠奶過程中可實時檢測牛奶中的乳脂、乳蛋白、乳糖等乳成分?？梢园凑彰總€計量單位（200g）將牛奶根據(jù)乳成分高低等級分離收集，并在檢測到血乳時自動停止擠奶操作。

圖4 阿菲金在線乳成分分析儀-魔盒

牛只數(shù)據(jù)輔助擠奶使得奶廳不再僅僅是擠奶操作場所，而是成為牧場綜合管理的中心。這種通過牛只數(shù)據(jù)輔助擠奶的操作方式為奶牛的精細(xì)化管理和差異化擠奶提供了技術(shù)平臺。但最終的執(zhí)行步驟仍需要操作人員通過人機(jī)互動的數(shù)據(jù)交流依據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行操作。這些操作所需要的技能、知識以及經(jīng)驗，已經(jīng)超出了普通擠奶工的水平，獸醫(yī)、配種、飼喂以及牧場管理人員都需要參與其中。

牛只數(shù)據(jù)輔助擠奶功能適用于對擠奶精細(xì)化要求較高的牧場。擠奶終端的數(shù)據(jù)輔助功能是否能夠發(fā)揮出實際作用，還與牧場的規(guī)模、管理以及運(yùn)營模式有很大關(guān)系。在歐洲占據(jù)主導(dǎo)地位的家庭式中小型牧場，由于管理水平和人員素質(zhì)較高，對牧場的精細(xì)化管理及對個體奶牛生產(chǎn)潛力的挖掘有較大的需求，同時牧場操作人員身兼數(shù)職，具備不同工種的各項基本技能，其牛群規(guī)模程度也使得牧場管理人員在擠奶過程中能有精力與時間對奶牛數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、輸入和管理。因此擠奶終端的數(shù)據(jù)管理功能能夠得到較好地應(yīng)用。在全世界奶牛單產(chǎn)最高的以色列，奶廳管理人員對在擠奶過程中進(jìn)行人機(jī)交互的數(shù)據(jù)檢查和調(diào)整操作更是習(xí)以為常。

規(guī)?；翀鲈诎l(fā)展初期，由于人員和設(shè)備所限，精細(xì)化擠奶需求不強(qiáng)烈。在注重規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)化的北美大型牧場和注重成本控制的澳大利亞與新西蘭放牧型牧場，這種相對復(fù)雜操作的擠奶終端功能并沒有發(fā)揮重要的作用。牧場的管理者更喜歡通過規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化以及較高的淘汰率來提高牧場的生產(chǎn)效率。即使是在使用這些擠奶終端數(shù)據(jù)信息的牧場，由于牛群的規(guī)模巨大，奶廳的流水操作速度較快，給予相關(guān)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和處理的時間也非常緊張，很難做到針對每頭牛的精細(xì)化管理和擠奶。據(jù)統(tǒng)計，2015年我國273個擠奶機(jī)型號中只有15個有管理軟件，只占統(tǒng)計數(shù)據(jù)的5%。在智能化管理方面，我國奶牛養(yǎng)殖還處于初級階段[6]。

5 牛只數(shù)據(jù)智能擠奶——智能化人工擠奶

隨著奶牛養(yǎng)殖水平不斷提升，設(shè)備智能化水平逐步提升，全球規(guī)?；翀鰧?xì)化擠奶的需求越來越高。隨著人們對擠奶過程的不斷深入探索，以及新型傳感器的應(yīng)用和軟件算法能力的幾何級增長，通過系統(tǒng)自動分析每頭牛最適合的擠奶操作并執(zhí)行的擠奶方式已經(jīng)在一些國際領(lǐng)先的擠奶數(shù)據(jù)化系統(tǒng)供應(yīng)商實現(xiàn)。簡單來說分為以下3個步驟：

5.1 生成代碼：在牧場/奶牛管理軟件中設(shè)置篩選條件，為牛只自動生成相關(guān)代碼

以阿菲金牧場生產(chǎn)管理系統(tǒng)AfiFarm為例，其可以根據(jù)管理者的要求自動分析和篩選數(shù)據(jù)。技術(shù)人員只需設(shè)定相關(guān)的篩選條件，系統(tǒng)會自動為滿足條件的奶牛生成相關(guān)代碼，并且可以在每次擠奶前動態(tài)刷新，保證每次擠奶都以最新的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和代碼匹配。

5.2 代碼綁定：通過代碼綁定實現(xiàn)差異化擠奶功能

此步主要是將根據(jù)條件篩選出的不同代碼與對應(yīng)的擠奶功能進(jìn)行綁定并設(shè)置不同等級的參數(shù)。主要的差異化擠奶功能有：

①差異化自動脫杯控制：可以根據(jù)不同代碼設(shè)定不同的脫杯條件。如：設(shè)定不同的首次套杯最短擠奶時間、不同的脫杯流速、是否啟動快速脫杯流程等。②差異化脈動控制：可設(shè)置不同的脈動頻率和脈動比率。③差異化刺激按摩控制：可通過設(shè)定代碼啟動刺激按摩功能，并設(shè)定不同的刺激按摩時間、按摩頻率、按摩比率。④差異化擠奶鎖定控制：可設(shè)置不同的基礎(chǔ)擠奶鎖定等級，分為不能擠奶操作、兩次確認(rèn)啟動擠奶功能和正常擠奶功能三種。⑤差異化報警：可設(shè)置不同的報警狀態(tài)，有警報燈閃爍、產(chǎn)量數(shù)字閃爍、牛號閃爍和報警信息閃爍等。⑥血乳自動脫杯控制：可通過設(shè)定代碼啟動血乳自動脫杯控制，并設(shè)定不同等級的血含量脫杯值。

5.3 代碼執(zhí)行：奶牛進(jìn)入奶廳擠奶，被識別系統(tǒng)識別后根據(jù)所匹配的代碼進(jìn)行差異化擠奶

當(dāng)被貼上代碼“標(biāo)簽”的奶牛進(jìn)入奶廳擠奶時，識別系統(tǒng)會自動識別奶牛ID。管理軟件則會同步獲取該奶牛ID匹配的代碼。如果發(fā)現(xiàn)有與特殊擠奶控制綁定的代碼，則奶廳管理軟件會啟動與該代碼綁定的特殊擠奶控制以取代預(yù)設(shè)的通用擠奶控制，為該奶牛實現(xiàn)定制化的個性擠奶控制流程。

在這個過程中，以阿菲金數(shù)字奶廳為例，代碼的篩選與生成通過牧場生產(chǎn)管理軟件AfiFarm中完成；代碼與差異化擠奶功能的綁定通過奶廳管理軟件AfiControl中完成；最后執(zhí)行的過程需要在牧場生產(chǎn)管理軟件AfiFarm中完成。數(shù)據(jù)在AfiFarm、AfiControl軟件和奶廳數(shù)字化硬件設(shè)備MPC之間完成一個閉環(huán)。所以，最佳的現(xiàn)代化牧場配置，牛群管理、奶廳管理和設(shè)備管理應(yīng)是一套有機(jī)整體系統(tǒng)，不能相互脫離。否則很多功能無法按初始設(shè)計實現(xiàn)，功能交互、功能連接缺失，數(shù)字化無法完全實現(xiàn)。

智能擠奶和數(shù)據(jù)輔助擠奶階段相比，前者更為依賴設(shè)備完成擠奶，后者更依賴人員。智能擠奶有多種應(yīng)用場景，其一是外部啟動控制單元，智能擠奶功能使人員操作簡化。與數(shù)據(jù)輔助擠奶階段相比，本階段擠奶終端控制器在內(nèi)部程序的復(fù)雜度、數(shù)據(jù)傳輸以及計算能力上進(jìn)行了大幅提升以應(yīng)對更為龐大的數(shù)據(jù)處理需要，功能上并沒有發(fā)生太大變化。但是在操作上，由于絕大多數(shù)的數(shù)據(jù)處理都由系統(tǒng)自動完成，不再需要過多的人機(jī)互動，相應(yīng)地顯示和輸入功能都基本失去了實際意義。為了便于操作和提升擠奶終端控制器的工作環(huán)境，可以將一個外部啟動控制單元連接在擠奶終端控制器上，用于最基本的啟動、停止等擠奶操作。而將實際的擠奶控制器安裝在包廂或設(shè)備坑道中，以延長使用壽命。

智能擠奶應(yīng)用場景還有奶廳終端控制器，即用一個界面對一套轉(zhuǎn)臺所有擠奶點進(jìn)行控制。當(dāng)存在人工查看擠奶終端數(shù)據(jù)和進(jìn)行操作的需求時，可以通過安裝一臺奶廳終端控制器來顯示所有擠奶終端的擠奶狀態(tài)和查看詳細(xì)數(shù)據(jù)，也可以在終端控制器上對每頭牛進(jìn)行簡單管理和數(shù)據(jù)操作（圖5）。

圖5 阿菲金轉(zhuǎn)臺終端控制器

6 機(jī)器人擠奶——智能化自動擠奶，機(jī)械臂套杯

在智能化人工擠奶的基礎(chǔ)上，機(jī)器人擠奶將機(jī)械臂和乳房掃描識別系統(tǒng)引入了擠奶機(jī)。全自動擠奶機(jī)器人可以實現(xiàn)無人操作奶牛自愿擠奶，達(dá)到保證奶牛健康、有效控制牛奶品質(zhì)、提高產(chǎn)奶量和大幅度節(jié)省勞動力的目標(biāo)[7]。

機(jī)器人擠奶經(jīng)過近20年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)在多個國家的奶業(yè)生產(chǎn)中投入使用[8]，主要分布在歐美一些中小型牧場。這些地區(qū)的特點是牧場規(guī)模小、人工費(fèi)用昂貴。現(xiàn)階段的機(jī)器人擠奶在解放了人員的同時也伴隨著擠奶效率受限的難題。當(dāng)前一臺擠奶機(jī)器人匹配70～90頭擠奶牛，以一個400頭擠奶牛的牧場為例，需要配置5臺機(jī)器人擠奶機(jī)，投資額較高，這在一定程度上限制了機(jī)器人目前在中國牧場大范圍的使用。尤其是中國更多的新建牧場向著規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，是否用機(jī)器人擠奶設(shè)備大部分代替現(xiàn)有的擠奶流程，對于牧場管理者來說是需要慎重考慮的問題。但是隨著AI技術(shù)的普及以及不斷攀升的用工成本，相信在不久的將來部分中小型牧場會更樂于嘗試機(jī)器人擠奶設(shè)備。

當(dāng)擠奶終端發(fā)展到全智能自動化機(jī)器人擠奶階段時，由于擠奶操作人員已經(jīng)不再是其中的一個組成因素了，因此無法再從人與設(shè)備的交互層面來界定擠奶終端的功能。所以，擠奶終端未來的功能可以是“全功能”（對于設(shè)備），或者是“無功能”（對于人）。

7 結(jié)語

擠奶設(shè)備終端的發(fā)展主要經(jīng)歷了手動套杯機(jī)械擠奶、手動套杯電氣控制擠奶、手動套杯電子控制擠奶、牛只數(shù)據(jù)輔助擠奶、牛只數(shù)據(jù)智能擠奶、機(jī)器人擠奶（自動套杯）六個階段，從擠奶機(jī)發(fā)展的不同階段所對應(yīng)的擠奶終端功能來看，基本上與所有的智能化系統(tǒng)功能發(fā)展類似。對于操作人員，需要經(jīng)歷由“簡單-復(fù)雜-簡化-無人”的過程。對人和設(shè)備的能力要求在不同的階段相輔相成，有時是此消彼長。而對于設(shè)備而言，一直是向著更復(fù)雜、更數(shù)字和更智能的方向發(fā)展。