年终特稿丨分群门技术在大型牧场中应用的前提条件与生产价值

本文发表于《中国乳业》杂志2024年第11期中的智慧养殖专题

引言

随着科技的不断进步，我国现代奶牛养殖业正经历着一场深刻的变革。这场变革以规模化、设施化、标准化与信息化为核心，预示着未来 5~10年将是智慧牧场快速发展的黄金时期[1]。
在这一背景下，国内牧场规模不断扩大，传统的牛只管理方式已难以满足现代牧场的运营需求。在那些拥有上万头奶牛的大型牧场中，依赖人工寻找和处理牛只不仅效率过低，而且容易干扰奶牛的正常生活，进而影响其健康和生产性能。因此，引入分群门技术显得尤为关键。这项创新技术的应用，不仅彻底改变了牧场的日常运营方式，更在牧场管理的多个层面带来了深远的影响，为牧场的智能化管理铺平了道路。

三通道蝴蝶式分群门

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1. 分群门技术的多维价值

1.1 降低牧场一线人员工作强度

1.2 提升各部门生产协作效率

1.3 提升奶牛福利，降低应激
1.4 分群门提高人员工作安全性
1.5 分群门和颈杠结合使用，提升单产
1.6 分群门与智能穿戴产品结合生产效率更高
2 成功应用分群门的前提条件
2.1 分群门的可靠性与稳定性要高
2.2 分群门的通行效率要快
2.3 分群门的分群准确率要高
2.4 分群门的工艺流程要合理
3 分群门全面应用实例
4 总结
1 分群门技术的多维价值
分群门技术的价值是多维度的。它不仅提升了牧场一线工作的工作效率，还极大地改善了奶牛的福利标准，并为牧场管理人员提供了强大的数据支持和决策工具。这些变化无疑将牧场管理推向了一个全新的智能化时代。据调查，未来10年牧场主最想拥有的三项智能化自动化设备中就包括分群门[2]。分群门技术的应用，使得牧场管理更加科学化、精细化，为牧场的可持续发展提供了新的思路和方法。

1.1 降低牧场一线人员工作强度
一线工作人员是牧场运营的基石，他们的工作体验直接影响到牧场的运营效率。分群门技术通过自动化的牛只识别和分群，极大地减轻了工作人员的劳动强度。他们不再需要在庞大的牛群中逐一寻找特定牛只，也不需要频繁进入牛舍进行干扰，这样能很大程度上减少奶牛对人伤害的可能性，比如被踢，被踩以及被撞等[3]。这样，工作人员可以将更多的时间和精力投入到更需要人性化处理的工作中，比如观察牛只行为、处理突发状况等。分群门技术的应用，不仅提升了工作效率，也改善了工作人员的工作环境和职业满意度。将分群门系统看作一个额外的员工，他让牧场所有其他员工都可以更愉快的工作，并且总计至少可以减少行走40,000 步用于找牛[4]。

奶牛被自动分出，工作人员只需在分群处理区等待
人与动物之间的互动和安全是奶牛处理过程中的重要因素。自动化的分群门可以减少人与牛之间的直接互动，从而降低受伤的风险[3]。这种技术的应用不仅提升了工作人员的职业满意度，还为牧场的长期发展奠定了坚实的基础。
1.2 提升各部门生产协作效率
分群门技术的应用，促进了繁育、兽医、饲养和奶厅等部门之间的无缝协作。在传统的牧场管理中，部门间的沟通往往依赖于口头交流或纸质记录，这不仅效率低下，而且容易出现信息传递的错误。分群门系统通过与牧场管理软件的集成，实现了信息的实时共享和自动化处理。例如，当兽医部门需要对某头牛进行健康检查时，系统会自动将这头牛的信息发送到分群门，牛只在通过分群门时会被自动引导到兽医区域，兽医人员可以立即开始检查，无需等待或寻找牛只。

被自动分出的奶牛在分群通道内接受检查
此外，分群门技术还提高了部门间的协调效率。在处理牛只的过程中，往往需要多个部门的协同工作。例如，1 头牛可能需要先进行健康检查，然后进行繁殖检查，最后返回牛舍。在没有分群门的情况下，这需要多个部门的工作人员进行繁琐的协调和沟通。而分群门系统可以根据预设的流程，自动将牛只引导到正确的处理区域，每个部门的工作人员只需关注自己的任务，大大简化了协作流程，减少了沟通成本和潜在的错误。
1.3 提升奶牛福利，降低应激
对于奶牛而言，分群门技术的应用意味着更少的应激和更好的生活条件。自动化的分群过程减少了人工驱赶和处理，降低了牛只的应激反应，有助于保持其健康和提高生产性能。此外，分群门技术的应用还有助于实现更加精细化的个体管理，比如及时识别发情牛只、快速响应健康问题等，从而提升了牛群的整体福祉[5]。
分群门在提高奶牛福利方面发挥着重要作用。通过创建一个更有组织、压力更小的环境，分群门确保了奶牛不会被匆忙或强迫移动，这有助于维持动物的福祉，从而提高健康和生产力[5]。这种对奶牛福利的关注不仅体现了牧场的社会责任，也为牧场的长期盈利能力提供了保障。

分群门大大降低了奶牛应激
1.4 分群门提高人员工作安全性
集成的牛只处理设施对于牛只和操作者的安全高效执行工作至关重要。这些设施的设计应考虑安全性和易用性，从而不仅提高牛只流动效率，还有助于避免危险[7]。这种对牛只处理设施的精心设计，不仅提升了牛只的福利，也为牧场工作人员提供了一个更安全的工作环境。
1.5 分群门和颈杠结合使用提升单产
分群门的充分利用还带来了额外的价值，如促进了颈杠饲喂方式的实施。与传统的颈枷饲喂相比，颈杠饲喂减少了牛只的应激，可以自由无阻碍的采食，增加了采食时间，从而提高了干物质采食量和提升产奶量（0.5~1kg的产量）。

分群门可以促进实现颈杠饲喂方式
1.6 分群门与智能穿戴产品结合生产效率更高

分群门的利用不仅限于简单的调群或处理干奶牛，它应该成为牧场智能化和自动化管理的核心。通过与智能项圈产品等技术的结合，分群门可以更精准地识别发情牛只，从而提高繁殖效率。
但如果牧场没有使用智能穿戴产品，仍通过人工涂蜡看发情，就无法真正完全依赖分群门进行繁殖工作。即便是打激素的牛可以被分群门分出来，但自然发情需要配种的牛却无法提前知道，也无法被分出，还需要回到牛舍寻找。像这种情况，牧场的繁育团队的配种和打针还需要回牛舍找牛和上颈夹处理。
2 成功应用分群门的前提条件
要想在牧场真正将分群门系统应用好，必须具备一些关键的前提条件。
首先，需要确保分群门系统的软硬件高度可靠和稳定。这意味着投资高质量的设备和定期的维护至关重要。其次，必须对牧场的工作人员进行充分的培训，确保他们能够熟练地操作和管理分群门系统。此外，还需要建立起一套完善的技术支持和服务体系，以便在系统出现问题时能够迅速解决，最小化对牧场运营的影响。

分群门的设计与布局应适应牧场实际情况，保障牛只快速流转
此外，分群门的成功应用还需要牧场有一个清晰的管理策略和规程。这包括确定分群门的使用优先级、制定详细的操作流程和应急预案。牧场还需要投资于相关的信息技术基础设施，比如安装监控设备和管理系统，以实现对分群门操作的实时监控和数据分析。
最后，必须考虑到牛只的习性和牧场的具体布局，设计出合理的分群门布局和牛只流动路径，确保分群门系统的高效运行和牛只的舒适度。
2.1 分群门的可靠性与稳定性要高
对于牧场管理人员而言，分群门技术是提升管理效率和决策质量的重要工具。通过实时数据分析和自动化流程，管理人员能够更精准地监控牛群的健康状况、繁殖周期和生产性能。这不仅减少了对人工监控的依赖，降低了运营成本，还提高了响应市场变化的能力。管理人员可以基于数据做出更加科学的决策，比如优化繁殖计划、调整饲料配方、改进疾病预防措施等，从而提升整个牧场的竞争力。为了确保分群门能够充分发挥作用，其软硬件的可靠性和稳定性至关重要。
如果分群门频繁出现故障，不仅会影响生产流程，还会导致技术人员对系统失去信任，重新依赖人工作业。因此，选择高度可靠稳定的分群门系统，是确保其在大型牧场中成功应用的基础。
2.2 分群门的通行效率要快
挤奶效率是衡量大型牧场生产性能的关键指标。分群门的通过速度必须足够快，最好是通行速度大于13 头/min，以免成为挤奶流程的瓶颈。在处理需要特别照料的牛只时，如进行双同期流程的牛群，分群门的高通过率显得尤为重要。因此，分群门的设计必须考虑到牧场的实际需求，确保其不会影响奶厅的回牛速度[6]。
2.3 分群门的分群准确率要高
自动分群的准确率至少需要达到98%，以确保大多数牛只能够被正确分离并及时处理。如果准确率不高，比如只有90%多一点，将导致大量牛只无法自动分出，无法及时处理。反而需要技术人员额外花费时间在牛舍中寻找，这无疑是得不偿失，进而降低了工作效率。
2.4 分群门的工艺流程要合理
分群门区域的工艺设计和处理流程也至关重要，需要为牧场定制适合自身的操作模式。只把该分的牛分出来还不可以，适合自身的流程也很重要。是采用牛舍分隔区模式，还是奶厅处理通道模式，还是暂存回牛模式？不同的牧场，不同的团队，可能需要采用不同的模式，但是最终是要选择一套适合自己的SOP。美国的大型牧场，牛只的处理工作都是在分群门处理通道完成，特别是对于集中处理头数较多的组来说，更加需要考虑分群门处理通道的长度和空间[7]。

国外牧场中分群门得到广泛应用
3 分群门全面应用实例
分群门应该被广泛应用于牧场的各个部门和各项任务中，如繁殖、兽医、饲养和奶厅等。通过全面依赖分群门进行个体牛只处理，牧场可以显著提升生产效率。例如，繁育人员通过分群门自动分出的牛只进行配种，比如10 头牛，只需10 min；而传统方法（找牛→上颈夹→配种）可能需要30 min。效率提升3 倍。而各部门的每一项任务用和不用分群门，都存在着数倍的效率差异。
如下是国内某万头牧场各生产部门每天通过分群门自动分隔的任务清单：

1）繁殖部门：配种（自然发情和同期配种）、初检、复检、干奶前妊检、激素注射、怀疑流产检查、产后检查、繁殖障碍牛检查、采血和计步器维护等，每天自动分群100~300 头不等；

2）兽医部门：产后保健、打疫苗、疾病诊断、复诊，淘汰、修蹄、蹄病复诊、干奶等，每天自动分群10~100 头不等；

3）饲养部门：调群、体况评分、补打耳牌；

4）奶厅部门：乳房炎（挤奶面板实时加分群代码）、混群（每天3 班次自动分群）。

位于牛舍一端的分群暂存区
在多部门使用分群门的情况下，建立优先级变得尤为重要。繁殖部门的配种和打针工作通常具有最高的优先级，而其他部门则可以错峰使用或采用不同的分群方向。这要求分群门系统具备足够的灵活性，以适应不同部门的需求。
4 总结
分群门技术的引入，见证了现代牧场管理方式的革命性转变。它不仅提升了工作效率，降低了牛只的应激，还通过智能化和自动化管理提高了牛群的整体健康和产量。分群门的成功案例证明，当技术与牧场管理的各个方面紧密结合时，便能释放出巨大的潜力。它不仅改变了对传统牧场的认知，更为牧场的可持续发展提供了新的思路和方法。

阿菲金精益牧场生产管理流程图
展望未来，随着技术的不断进步和完善，分群门将成为牧场管理中不可或缺的一部分，引领着牧场走向更加高效、环保和人性化的未来。它将不再是单一的技术应用，而是一个多维度、系统化解决方案的起点，为牧场带来前所未有的繁荣景象。让我们拭目以待，分群门技术将如何继续塑造牧场管理的未来，为牧业的智能化发展开辟新天地[8]。

参考文献
李保明，王阳，郑炜超，等. 畜禽养殖智能装备与信息化技术研究进展[J]. 华南农业大学学报，2021, 42（6）: 18-26.

Gargiulo J I, Eastwood C R, Garcia S C, et al. Dairy farmers with larger herd sizes adopt more precision dairy technologies[J]. Journal of Dairy Science, 101: 5466–5473.

Lindahl C, Pinzke S, Herlin A, et al. Human-animal interactions and safety during dairy cattle handling— Comparing moving cows to milking and hoof trimming[J]. Journal of Dairy Science, 99: 2131–2141.

Facility Focus: Could Automated Sort Gates be Your Next Employee? Dairy Herd [EB/OL]. https://dairyherd.com/news/ dairy-production/facility-focus-could-automated-sort-gates- be-your-next-employee，2024-09-23 [2024-11-05].

The Role of Sort Gates in Cattle Handling | Milking Parlours [EB/ OL]. http://www.electromechagri.com/navigating-safely-the- role-of-sort-gates-in-cattle-handling/，（2024-09-23） [2024-11-05].

Sort gates step up dairy efficiency [EB/OL]. （2024-09- 23） [2024-11-05]. http://hoards.com/print-article-35647- permanent.html.

Handling facilities-Dairy NZ [EB/OL]. https://www.dairynz. co.nz/milking/new-dairy-technology/handling-facilities/，（2024-09-23） [2024-11-05].

王礞礞，王晶. 分群门，智慧牧场生产力的定海神针——专访阿菲金中国区总裁李鑫 [J]. 中国乳业，2021（3）: 2-4.

丨来源：阿菲金

丨本期编辑：冯晓敏

丨校读：冯晓敏

丨监制：张耀 封斌

丨总监制：赵敏

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