Роботизированные системы в молочном животноводстве

В статье приводится общая информация о развитии роботизированных систем для сельского  хозяйства. Рассмотрены технологические и конструктивные особенности роботов для молочного скотоводства, приводится разработанная базовая классификация роботов для выполнения технологических операций при содержании молочных коров.

Анализ процессов в животноводстве и обоснование в необходимости роботизации 

Работа по выполнению всего перечня технологических операций на животноводческих  фермах требует значительных затрат рабочей силы, поскольку каждая технологическая  операция должна выполняться своевременно и регулярно, ежедневно в течение всего светового дня, без выходных.

Следовательно, приводит к необходимости постоянного присутствия обслуживающего персонала на животноводческой ферме, и напрямую влияет на затраты при получении продукции животноводства.

Работа на любой животноводческой ферме требует значительных физических нагрузок, а условия труда можно описать  как тяжелые, что приводит к дефициту рабочего персонала в отрасли.

Пооперационный анализ затрат труда работников на весь технологический процесс производства молока показал, что наибольшее количество времени приходится на выполнение таких операций как:

• – доение – 37 % от общих трудовых затрат
• – раздачу кормов – 26,5 %
• – очистку стойл  и  проходов  от  навоза  –  15,5  %

Из  расчета  затрат  труда  по дополнительным показателям видно, что и по затратам физической энергии наиболее трудоемкими являются раздача кормов – 32,9 % и доение – 32,2 %. Затраты энергии персонала, на кормление и уборкой навоза, в целом составляют 56,7 %.

Учитывая высокие показатели по затратам труда разработчики механизированных и автоматизированных систем обратили свое внимание именно на наиболее трудоемкие операции при производстве продукции животноводства.

Снижение себестоимости продукции животноводства достигалось в разной степени частичной механизацией и автоматизацией выполнения технологических операций.

Стоит отметить, что на фермах с разными животными удалось достичь различного уровня механизации, равно как и автоматизации работ. Так, к примеру, наибольшая автоматизация работ была достигнута на птицефермах и комплексах.

Наименьший уровень автоматизации труда, а значит и наибольшие затраты человеческого физического ресурса, наблюдаются на фермах по содержанию крупного рогатого скота и в особенности при производстве молока.

Представленные факторы стали значительным стимулом для продолжения работ по совершенствованию техники для животноводства и поднятия уровня автоматизации технологических процессов.

В конечном итоге, в 1988 году результатом работы инженеров научно-исследовательского совета Великобритании при участии Министерства сельского хозяйства Великобритании стало создание проекта нового поколения оборудования для выполнения технологических операций – роботизированных систем, полностью автоматизированных машин, которые в значительной степени минимизируют затраты ручного труда вплоть до исключения участия человека в выполнении рутинных работ.

Когда появились первые роботы в животноводстве. Статистика роботизации в животноводстве

К настоящему времени, во всем мире широко распространено и успешно используется различного рода оборудование для механизации и автоматизации работ по выполнению технологических операций на фермах по производству продукции животноводства.

В ряде европейских стран (Скандинавские страны и Нидерланды) доля доильных роботов на первичном рынке уже находится в пределах 20-80 % (в Дании и Швеции их около 60 %, а в Финляндии – 80 %). В последнее время изменилась ситуация и в других странах. Так, в Германии, где до  недавнего прошлого доля доильных  роботов среди проданных новых доильных установок не превышала 10 %, в 2009 году она увеличилась до 50 %. В целом же на молочных фермах мира (в основном в Западной Европе) работает  около 10000 доильных роботов.

Такое динамичное развитие способствовало созданию роботов для выполнения всех основных технологических операций в животноводстве.

Соответственно, появились различные конструктивные и технологические особенности роботов для выполнения определенных операций.

Сферы применения роботов в животноводстве

Анализ разработанных и поставляемых на рынок роботизированных систем для животноводства показал, что практически все они предназначены для выполнения работ по кормлению и доению крупного рогатого скота, а также очистки проходов животноводческих помещений от навоза на фермах для содержания КРС.

Однако, к настоящему времени, известно достаточно широкое разнообразие роботизированного оборудования для высокоавтоматизированного выполнения технологических операций практически для всех видов сельскохозяйственных животных.

Исходя из всего многообразия роботизированных систем для выполнения технологических операций в молочном производстве, а именно производстве коровьего  молока,  ученые задались задачей структурировать имеющуюся информацию и классифицировать существующие роботы по конструктивным и технологическим особенностям.

Сферы применения роботов в животноводстве 

В первую очередь классифицировали имеющиеся роботизированные системы по виду выполняемых технологических операций и по степени интегрированности в общую технологическую линию.

Так было определено, что основные направления в создании роботов – это:

1)  системы  кормления  животных: автоматизированные пастбищные системы, дозаторы-смесители, смесители-кормораздатчики, подравниватели кормов и интегрированные роботизированные системы кормления;

2) доильные роботы: роботы-дояры, интегрированные роботизированные системы доения и управления стадом;

3) роботы для чистки стойл: автоматизированные уборщики навоза скреперного типа, автономные уборщики навоза.

Основные производители роботов в животноводстве

Известно множество компаний, которые производят роботов  для различных технологических линий молочного животноводства.

Основными производителями роботов, для широкого спектра технологических операций, являются фирма «Lely», «Delaval», «GEA Farm Technologies», «BouMatic» .

Роботы группировались по основным отличительным характеристикам, оказывающим влияние на технологический процесс и особенностям, которые необходимо учитывать при  дальнейшем развитии животноводческого предприятия – реконструкции, а также перспективы модернизации оборудования.

На рисунке ниже представлена базовая классификация сельскохозяйственных роботов для выполнения технологических операций на животноводческих предприятиях по производству коровьего молока.

При этом, интегрированные роботизированные системы – это объединенные в единую технологическую линию роботы, способные взаимодействовать друг с другом, выполняя весь комплекс технологических операций, к примеру, приготовления многокомпонентных кормовых смесей, а также их раздача в соответствии с особенностями и потребностями поголовья животных.

Видео как коров на ферме кормят и доят роботы

Еще по теме:

Оперативное управление фермой КРС Анализ экономической эффективности производства молока Акцент на увеличение поедаемости объемистых кормов в молочном скотоводстве Острые проблемы в животноводстве и возможные пути их решения Привязное содержание коров Беспривязное содержание коров Свиноводство – вторая по значимости отрасль в животноводстве Современные информационные технологии в сельском хозяйстве