Цифровизация и автоматизация молочного животноводства
Для удовлетворения растущего спроса на молочные продукты необходимы более совершенные технологические решения. Цифровое молочное животноводство предлагает прекрасную возможность более эффективно удовлетворить растущий спрос на молочные продукты с меньшими трудозатратами за счет автоматического доения.
По мере роста населения мира спрос на молочные продукты пропорционально увеличивается. Таким образом, в молочной промышленности наблюдается постоянное увеличение размеров молочного стада и одновременное сокращение соотношения поголовья скота на поголовье.
Кроме того, доение коров, включая санацию коровника, обработку сосков, прогнозирование мастита, проверку состояния вымени и проверку качества молока, является сложным и трудоемким процессом. В результате время, доступное для надлежащего наблюдения за отдельными животными и управления ими, уменьшится, что поставит под угрозу здоровье и благополучие животных.
Чтобы справиться с этими проблемами, требуются усовершенствованные технологические решения для удовлетворения растущего спроса на молочные продукты. Цифровое молочное животноводство с использованием Интернета вещей, искусственного интеллекта и методов, основанных на данных, открывает прекрасные возможности для более эффективного удовлетворения растущего спроса на молочные продукты с меньшими затратами рабочей силы с помощью автоматического процесса доения.
Преимущества автоматического доения
Ручное доение на молочной ферме трудоемко и требует много времени. Кроме того, консервирование молока вручную может вызвать бактериальную инфекцию молока. На современных молочных фермах автоматический процесс доения значительно повышает эффективность труда (на 20% -50%) за счет оборудования доильных залов, такого как автоматическое удаление доильных аппаратов и быстрые ворота для входа и выхода. Фермеры освобождаются от процесса доения и связанного с ним жесткого графика, и их труд может быть посвящен присмотру за животными, кормлению и другим видам деятельности. Более того, автоматический процесс доения одинаков для каждой коровы и при каждом посещении. Уровень вакуума регулируется в зависимости от потока молока из каждой четверти, что снижает опасность повреждения вымени. Увеличение частоты доения увеличивает надои, что может снизить нагрузку на вымя и повысить комфорт коровы.
Улучшение здоровья и благополучия животных также считается вероятным результатом более широкого внедрения автоматических систем доения в молочной промышленности. Коровы, которых доят с помощью автоматических систем доения, имеют больше свободы и больше возможностей для взаимодействия с окружающей средой. Кроме того, данные свидетельствуют о том, что автоматическая система доения в определенной степени снижает физиологический стресс и дискомфорт по сравнению с неавтоматизированным доением, а также отслеживает и определяет здоровье и поведение крупного рогатого скота.
Применение Интернета вещей и искусственного интеллекта
Интернет вещей описывается как способность устройств, подключенных через высокоскоростной Интернет, распознавать, собирать, обмениваться и обрабатывать данные для использования этих данных для достижения общих целей. В молочной промышленности найти правильное время для доения молочного скота — сложная задача. Более того, из-за отсутствия технологий молоко может быть скоропортящимся и хрупким. Используя носимые датчики и Интернет вещей, фермеры будут знать о статусе молочной продуктивности каждой коровы и могут обнаруживать такие заболевания, как мастит или любое другое заболевание, которое может снизить надои.
Искусственный интеллект определяется как стимуляция человеческого интеллекта в машинах, которая отображает характеристики, связанные с человеческим разумом, такие как обучение и решение проблем. Искусственный интеллект фокусируется на понимании и разработке систем, демонстрирующих такие интеллектуальные качества, как способность учиться, извлекать знания из данных, рационализировать и принимать меры для достижения конкретных целей.
В молочной промышленности искусственный интеллект позволяет фермерам анализировать данные, собранные датчиками и другими аппаратными технологиями. Большие данные в сочетании с алгоритмами искусственного интеллекта могут быть преобразованы в полезную информацию для улучшения процесса принятия решений на молочных фермах. Внедрение искусственного интеллекта приносит пользу высокотехнологичным системам, таким как автоматический процесс доения, и повышает конкурентоспособность молочной фермы в будущем.
Большинство молочных ферм расположены в удаленных районах, где подключение к Интернету может быть недостаточно сильным для обеспечения быстрой передачи данных и потоковой передачи больших наборов данных в облако для анализа. Кроме того, на фермах могут быть источники помех, которые также негативно влияют на подключение к облаку. Более того, стоимость передачи данных является причиной медленного внедрения цифровых технологий в молочной промышленности.
В настоящее время фермеры полагаются на редко распределенную сеть датчиков для сбора данных о фермах. Помимо физических ограничений, связанных с этими датчиками, они дороги и могут стоить до 8000 долларов США. Кроме того, существует тенденция воспринимать Интернет вещей и искусственный интеллект как инструменты, применимые только к цифровому миру, из-за отсутствия понимания их практического применения.
Дальнейшее развитие
Автоматическое доение с использованием Интернета вещей и искусственного интеллекта представляет собой крупное технологическое новшество в молочной промышленности. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить лучшее время дня и частоту доения для каждой породы молочного скота в разные периоды лактации и репродуктивного цикла. Кроме того, будущие исследования должны быть сосредоточены на улучшении мониторинга качества молока в режиме реального времени и оценке того, сколько автоматических доильных станций будет оптимально обслуживать определенные размеры стада и породы. Такое моделирование для оптимизации движения коров обеспечивает наиболее эффективное обслуживание, снижает частоту хромоты, снижает затраты и увеличивает выгоды в будущем.
Технологические достижения с использованием Интернета вещей и искусственного интеллекта открывают новые уровни управления производством молока для молочного скота. Необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы преодолеть проблемы внедрения Интернета вещей и искусственного интеллекта и дать фермерам возможность использовать преимущества цифровых технологий молочного животноводства для создания более эффективного и прибыльного предприятия.
Самане Азарпаджух, ветеринарный врач
Хоссейн Тахери, доцент кафедры машиностроения Южного университета Джорджии
Также читайте:
