Новости
« НазадНазад
Обзор технологий роботизированного доения коров 11.04.2023 00:00Как все начиналось
До недавних пор главным достижением прогресса в машинном доении были классические доильные залы «ёлочка», «карусель», а вершиной технической мысли – «параллель». Первым автоматом, появившимся на фермах, стал аппарат по обработке вымени коров, предложенный несколькими европейскими производителями. Известно, что эта операция – одна из самых ответственных и при этом хлопотных и трудоемких. Такие аппараты еще не означали повальной замены всего оборудования ферм, а лишь дополняли существующее.
Попытки создания полностью автоматизированных систем для молочных ферм начались еще в 1980-х, но оказалось, что тогдашний уровень развития техники был слабым: требовались достаточно чувствительные сенсоры, датчики, позволяющие идентифицировать каждое животное и его характеристики, а главное – программное обеспечение, которое сведет всю эту информацию воедино и должным образом использует.
Первые доильные роботы, точнее комплексы, действительно пригодные для этой цели, появились в Нидерландах в 1992 году. Это был робот компании Lely Industries N. V. В 1998 году фирма DeLaval начала продажи своих автоматизированных систем, а через 10 лет в линейке компании уже насчитывалось 11 систем автоматизированного доения – одно- и многобоксовых.
Теперь каждая четвертая доильная установка, покупаемая фермерами в Нидерландах — автоматическая. В Азии практически все доильные роботы сосредоточены в Японии. Есть сведения, что количество автоматизированных доильных систем в мире уже перевалило за сорок тысяч.
Как это работает?
Доильный робот, как правило, состоит из манипулятора, способного двигаться в трех плоскостях, системы очистки сосков и вымени с помощью щеток и моющего раствора, устройства для надевания и снятия доильных стаканов, контрольных и сенсорных приборов, весов для автоматического взвешивания коров, молока и концентратов. Работой всех этих устройств управляет компьютер с соответствующим программным обеспечением. Особого интереса заслуживает система контроля качества молока, которая оценивает его по цвету, электропроводности, температуре, кислотности, в отдельных системах – по количеству соматических клеток. Кроме того, система контролирует объем и скорость молокоотдачи не только по отдельной корове, но даже по долям вымени у каждой коровы. Это позволяет отбраковывать продукцию нежелательного качества, отделяя ее в отдельную емкость. Также система способна контролировать состояние здоровья каждой коровы с помощью датчика, который прикреплен к уху или шеи животного.
Конструктивно доильные системы могут быть с одним боксом и одним манипулятором, с несколькими боксами и одним манипулятором, а также – с несколькими манипуляторами, каждый из которых обслуживает несколько боксов. Наиболее популярны однобоксовые системы, способные обслуживать 50 – 70 коров.
Интересна также разработка компании GEA Farm Technologies – мультибоксовые системы MIone, работающие по принципу «доильного центра»: все оборудование сконцентрировано в одном месте, окруженном «зоной ожидания». Это дает возможность отбора как до, так и после доения с удобным доступом оператора как к технике, так и к коровам.
Дальнейший путь прогресса
Дальнейший путь прогресса в этом направлении – создание «интеллектуальной фермы», в которой кроме доения, будет автоматизирован ряд других работ, прежде всего, наиболее тяжелых и неприятных, таких как уборка навоза. Машине можно поручить такую работу как кормление животных, контроль за их состоянием и даже управление стадом.
Системы динамического кормления (например, модуль DLM, система управления Т4С робота Astronaut A4 компании Lely) дают возможность автоматически определять экономически целесообразную норму выдачи корма каждой корове, исходя из результата ее же последнего доения. А логическим завершением стали системы контроля работы всего оборудования, состояния животных, комфортности условий их содержания и так далее. Например, в Германии для оценки состояния коров была разработана система Cows and More с одноименной программой для планшета, который контролирует работу системы.
Шведская компания DeLaval разработала устройство мониторинга InService Remote, позволяющее получать показатели работы доильной установки прямо из системы ее управления в реальном времени, оперативно выявлять проблемы в функционировании узлов и своевременно их устранять.
Речь идет не только о поломках самих механизмов и агрегатов, но и качестве молока. Его изменения могут свидетельствовать о болезни коровы, об этом тоже предупредит робот, даже с помощью смс на ваш телефон. Он же и отделяет молоко от больной коровы – с кровью (при мастите), насыщенное антибиотиками в результате лечения и так далее.
Большинство доильных роботов работает по системе добровольного доения, когда корова сама идет в зону доения. В этом случае ворота доильного робота срабатывают на приближение цифрового идентификатора коровы, открывая ему вход в установку, где животное также получат порцию концентрированного корма, как вознаграждение. Чтобы коровы, для которых концентрированные корма, как сладости для детей не ходили каждый час на доение, компьютер не пускает животных в зону доения, следующие 5-8 часов. Оператору же удобно следить за стадом, так как система сама сигнализирует о животных, которые долго не приходили на доение, что может сигнализировать как о болезни, так и банальной лени животного, которое в данном случае на доение пригоняет менеджер стада.
Плюсы и минусы
Главное преимущество — сокращение расходов на оплату труда примерно на 2/3 по сравнению с использованием «елочки», что для европейских фермеров при дороговизне рабочей силы имеет большое значение. Правда, тут следует учесть разницу между хозяйствами развитых стран и нашими. Если там речь идет о стоимости оборудования в сотни тысяч евро, то примерно столько же тратится в год на оплату труда наемных рабочих. Тут выгода налицо.
Социальный фактор тоже стоит принимать во внимание – по данным Минсельхоза Израиля, каждый доильный робот заменяет собой 2,5 работника, а жители села, оставшиеся без работы, вряд ли воспримут этот факт с восторгом.
Отечественные производители молока утверждают, что у них работают в основном крестьяне старшего поколения, потому что сельская молодежь идет на фермы неохотно, а автоматизация наиболее трудоемких и грязных работ вместе с гордым званием «оператора» вместо обычного «скотника» может повысить престижность труда на ферме. Может и так, но работа оператора автоматизированной системы требует определенного уровня специальных знаний.
Еще один плюс роботов
Плюс роботов— технология «добровольного» доения, которая дает животному право выбора времени и частоты посещения доильного бокса. Это особо актуально для стран, практикующих беспривязное содержание коров (в развитых странах 70 – 85%).
Внедрение автоматических доильных установок на небольших фермах с традиционным двукратным доением, по данным голландских специалистов, повышает надой молока до 15% за счет увеличения числа доений при свободном доступе коров к доильной установке, что в свою очередь способствует сравнительно быстрой окупаемости затрат на нее.
Однако само по себе автоматическое доение не повышает надои по сравнению с обычным трехразовым. Исследования, проведенные в Швейцарии, показали, что по степени выдаивания молока из вымени достоверных различий между автоматической системой и традиционной «елочкой» не установлено. Робот дает возможность индивидуального подхода не просто к каждой корове, а и к каждому соску. Ведь понятно, что не во всех запас молока одинаков, и одной из наиболее распространенных причин заболевания сосков является именно «холостое» доение, которое чаще всего происходит в конце процесса – в одном соске молоко еще есть, в другом – уже нет, а механизм продолжает тянуть. Во избежание этого создана VMS – Voluntary Milking System, «система добровольного доения», при которой каждая четверть вымени выдаивается отдельно и с соска, в котором уже ничего нет, доильный стакан автоматически снимается.
Есть повышенные требования и к коровам. Робот не работает с коровами, имеющими нестандартное вымя (например, соски расположены слишком близко друг к другу). Иногда попадаются коровы, которые упорно не желают заходить в доильный бокс – таких придется отбраковать. Отбраковка может достигать 10%. Кроме того, стадо не должно быть разношерстным, следует отдавать предпочтение какой-то одной породе – в соответствии с выбором будут подбираться и доильные стаканы.
Важным преимуществом также называют повышение качества молока – это не означает, что отдельно взятая корова начинает давать молоко лучшего качества, общее повышение достигается за счет более тщательной отбраковки негодного продукта. В частности, используя роботизированное доение, легче придерживаться стандарта по бактериальному загрязнению – не выше 100 тыс. на см³.
Что же касается недостатков, то прежде всего среди них называют высокую цену: в Европе цена робота, способного доить 50–70 коров, по разным источникам, колеблется от 80 до 170 тыс. евро, в США — $150–170 тыс., а традиционная «елочка» стоит на 50–70% дешевле. Однако высокая стоимость оплаты труда в развитых странах позволяет окупить любые затраты на робота за несколько лет. К стоимости покупки оборудования следует добавить стоимость его технического обслуживания – порядка 5 тыс. евро в год на один бокс. Без техобслуживания обойтись не удастся.
Сколько это стоит?
На сегодня уже все крупные производители доильного оборудования предлагают минимум одну собственную автоматизированную систему. Более половины всех доильных систем, проданных в Германию, Швецию и Данию за последние два года — роботы. А в Финляндии 80 % новых аппаратов – автоматические установки.
Оценка объема рынка установленных на молочных фермах в 2016 году доильных роботов составляет $1,9 млрд. По мнению немецких специалистов, к 2025 году роботы будут доминировать на фермах с поголовьем от 50 до 250 коров. Таких в ЕС порядка 126 тысяч, и более 2 млн фермеров со стадом менее 50 голов.
Теперь прогресс шагает в том же направлении дальше. На международной выставке EuroTier-2010 компания DeLaval представила первую интегрированную автоматизированную доильную установку типа «карусель» на 24 места, оснащенную пятью роботами, — Automatic Milking Rotary (AMR).
Заявленная производительность этой системы – до 1 600 доений в день, то есть, до 800 голов в день при двухразовом доении в течение 18–19 часов. Это соответствует времени вращения «карусели» с 24 местами в течение 16 минут, чего вполне достаточно для выдаивания высокопродуктивных коров.
Но, стоят такие системы немало: автоматизированная «карусель» примерно в два с половиной раза дороже стандартной такого же размера и производительности. Не обязательно устанавливать сразу все модули системы, можно наращивать их постепенно, остальные операции по-прежнему будет выполнять человек. В этом отличие такой системы (если хотите – преимущество) перед полностью роботизированным комплексом.
Спрос и предложение
Число производителей роботизированного оборудования для доения не слишком велико, но его вполне достаточно для того, чтобы обеспечить конкуренцию. По результатам 2015 года 60% продаж на мировом рынке по числу проданных изделий занимала компания Lely, нидерландская компания, известная своими комплексами Astronaut — их в мире продано несколько десятков тысяч.
В России лидером продаж является компания DeLaval (40% рынка), но и у нее объемы сбыта весьма невелики из-за слабого финансового состояния сельхозпроизводителей. Политика низких цен на товар должна включать не только цену самого оборудования, но и стоимость весьма частых ремонтов с привлечением квалифицированных специалистов.
Гендиректор СКК "Виктория-Арго",
профессор В.М. Тараторкин