شیردوش اتوماتیک گاو

1. مبانی – فرآیند شیردوشی و برنامه‌های زمان‌بندی
2. پیشرفت اتوماسیون در قرن بیستم
3. سامانه‌های شیردوشی خودکار (AMS)
4. مزایا و فواید
5. ملاحظات و معایب
6. تولیدکنندگان و سیستم‌ها

مبانی – فرآیند شیردوشی و برنامه‌های زمان‌بندی

فرآیند شیردوشی شامل مجموعه‌ای از وظایف مرتبط با استخراج شیر از دام است که عملیات جمع‌آوری دام، هدایت به سمت محل شیردوشی، بازبینی و پاک‌سازی پستان‌ها، اتصال تجهیزات شیردوشی، تحریک پستان برای شروع جریان شیر، استخراج شیر، جدا کردن تجهیزات و خروج دام از محل را دربر می‌گیرد. حفظ فواصل زمانی منظم در طول دوره تقریباً 300 روزه شیردهی (لاکتاسیون) برای حفظ میزان تولید شیر حیاتی است. برنامه‌های معمول شامل دو نوبت شیردوشی در روز با فاصله زمانی ثابت هستند و هرگونه تغییر غیرمنظم در این فواصل می‌تواند بر بازده و سلامت پستان اثر بگذارد.

رویه‌های سنتی شیردوشی بار زمانی شدیدی بر کشاورزان تحمیل می‌کنند (شیفت‌های صبح و عصر، هر هفت روز هفته)، که می‌تواند مانع از داشتن وقت آزاد و منجر به کوچک‌شدن یا ادغام مزارع شود. راهکارهایی مانند شیردوشی یک‌بار در روز یا سیستم‌های شیردوشی اختیاری جهت کاهش این محدودیت‌ها مورد بررسی قرار گرفته‌اند، به‌گونه‌ای که تعادل میان تولید و رفاه دام حفظ شود.

پیشرفت اتوماسیون در قرن بیستم

در طی قرن بیستم بسیاری از وظایف مرتبط با شیردوشی به‌صورت مکانیکی و اتوماتیک درآمدند: دستگاه‌های شیردوش مبتنی بر وکیوم استخراج شیر را اتوماتیک کردند، دروازه‌ها و سیستم‌های هدایت ترافیک دام بهبود یافتند و سیستم‌های جداکننده خودکار و پاشش ضدعفونی پس از شیردوشی توسعه یافتند. دستگاه‌های ماشینی شیردوشی با اعمال وکیوم ثابت و استفاده از پالس‌های دوره‌ای خون‌رسانی به پستان را حفظ می‌کنند. با این حال، پاک‌سازی دقیق پستان‌ها و اتصال صحیح کاپ‌ها تا اواخر کار به صورت دستی انجام می‌شد و اتوماسیون کامل نیازمند پیشرفت در سنسورها و رباتیک بود.

توسعهٔ حسگرها و ابزارهای رباتیک در اواخر قرن بیستم امکان اتوماتیک‌سازی کامل مراحل پاک‌سازی و اتصال کاپ را فراهم کرد و راه را برای ظهور سامانه‌های شیردوشی اختیاری (VMS/AMS) هموار ساخت، جایی که بازوی رباتیک وظایف ظریف انسانی را انجام می‌دهد.

سامانه‌های شیردوشی خودکار (AMS)

سامانه‌های شیردوشی خودکار که از اوایل دهه 1990 تجاری شده‌اند، امکان می‌دهند گاوها زمان شیردوشی را تا حدی خود انتخاب کنند (شیردوشی اختیاری). یک واحد AMS معمولاً شامل دستگاه شیردوش، حسگر موقعیت پستان (مانند لیزر یا سامانه‌های بینایی)، بازوی رباتیک برای اعمال و جداسازی کاپ‌ها، خوراک تشویقی داخل واحد برای ترغیب بازدیدها و دروازه‌هایی برای کنترل ترافیک دام است.

هنگام ورود گاو به واحد، برچسب شناسایی خوانده می‌شود و سیستم تصمیم می‌گیرد آیا زمان شیردوشی فرا رسیده است یا خیر. در صورت واجد شرایط بودن، مراحل خودکار شامل پاک‌سازی پستان، اتصال کاپ‌ها، شیردوشی و پاشش ضدعفونی پس از شیردوشی اجرا می‌گردد. طراحی‌ها بین ترافیک هدایت‌شده (دسترسی به خوراک فقط از طریق واحد شیردوشی) و ترافیک آزاد (گاوها به‌صورت داوطلبانه برای دریافت خوراک خوشمزه به واحد مراجعه می‌کنند) متفاوت است.

ظرفیت AMS معمولاً برای حدود 50–70 گاو به‌ازای هر واحد طراحی می‌شود. اکثر سیستم‌ها به میانگین فرکانس شیردوشی بین 2 تا 3 بار در روز می‌رسند و طراحی بازوی رباتیک از نیاز کم‌تر به سرعت بسیار بالا بهره می‌گیرد و در عوض بر دقت و اطمینان تمرکز می‌کند.

گونه‌ها و هندسۀ اسکان

انواع مختلف شامل سکوهای گردان (روتاری) که توان عملیاتی را برای هر بازو افزایش می‌دهند، واحدهای سیار AMS منطبق‌شده با اصطبل‌های با‌بند یا دستگاه‌های قابل حمل روی چرخ است که گزینه‌های ارزان‌تری برای برخی شرایط فراهم می‌کنند. AMS در سیستم‌های بدون چرای آزاد عملکرد بهتری دارد اما از طریق پژوهش و تغییرات عملیاتی برای سیستم‌های چمنی نیز سازگار شده است.

مزایا و فواید

مزایای کلیدی AMS شامل موارد زیر است:

• کاهش نیروی کار: کشاورزان از زمان‌بندی ثابت شیردوشی آزاد شده و می‌توانند بر نظارت، تغذیه و مدیریت گله تمرکز کنند.
• ثبات در شیردوشی: رویه‌های خودکار و تکرارپذیر موجب کاهش تغییرپذیری بین شیردوشی‌ها می‌شوند؛ سامانه‌های پیشرفته می‌توانند بر اساس جریان شیر برای هر چهار پستان، پالس و وکیوم را تنظیم کنند.
• افزایش فرکانس شیردوشی: افزایش متوسط به حدود 2.5 بار در روز می‌تواند تولید شیر و رفاه گاو را بهبود بخشد.
• داده‌های دقیق گله: جمع‌آوری مداوم اطلاعات (میزان شیر، هدایت الکتریکی، دما، سرعت شیردوشی، فعالیت گاو، وزن، جویدن) امکان مدیریت پیش‌گیرانه و تشخیص زودهنگام بیماری را فراهم می‌سازد.

ملاحظات و معایب

با وجود فواید، AMS دارای جنبه‌هایی است که باید با دقت بررسی شوند:

• هزینه بالای اولیه: سرمایه‌گذاری در هر واحد شیردوشی قابل توجه است؛ اقتصاد طرح بسته به اندازه مزرعه، هزینه و دسترسی نیروی کار متفاوت است و در برخی شرایط AMS برای مزارع کوچک یا مزارعی که هزینه نیروی کار بالاست جذاب‌تر است.

• افزایش مصرف برق و نگهداری: بهره‌برداری از ربات‌ها مصرف برق را افزایش می‌دهد و وابستگی به خدمات تولیدکننده برای سرویس و پشتیبانی بیشتر می‌شود؛ خرابی‌ها می‌تواند هزینه‌بر باشد؛ برنامه‌ریزی برای تداوم خدمات و راهکارهای پشتیبان ضروری است.

• پیچیدگی و نیاز به مدیریت دقیق‌تر: AMS نیازمند مهارت‌های مدیریت گله و تحلیل داده است؛ بهره‌بردار باید عملکرد سیستم، رفتار دام و استثناها را پایش و به سرعت واکنش نشان دهد.

• نگرانی درباره کیفیت شیر: برخی مطالعات افزایش موقت شمار باکتری‌ها را پس از انتقال به AMS گزارش کرده‌اند، اگرچه در بلندمدت نتایج ممکن است بهبود یا تثبیت یابند؛ پیاده‌سازی پروتکل‌های پاک‌سازی مؤثر و پایش مستمر ضروری است.

• عوامل مرتبط با دام: دینامیک اجتماعی گله می‌تواند بر دفعات مراجعه داوطلبانه تأثیر بگذارد (حیوانات غالب ممکن است دسترسی دیگران را محدود کنند)؛ برخی گاوها ممکن است در صورت عدم دسترسی مناسب دچار استرس شوند. همچنین کاهش مشاهده مستقیم دام توسط کارگر ممکن است تشخیص برخی مشکلات سلامت را به تأخیر اندازد؛ این خلأ باید توسط حسگرها و بازدیدهای منظم جبران شود.

تولیدکنندگان و سیستم‌ها

تولیدکنندگان برجسته و محصولات شناخته‌شده AMS شامل GEA Farm Technologies، Lely Astronaut، DeLaval VMS، Fullwood Merlin و سایر سیستم‌های منطقه‌ای شامل واحدهای سیار و تطبیق‌یافته با اصطبل‌های با‌بند هستند. انتخاب سامانه باید بر اساس پشتیبانی خدمات، استحکام سیستم، تناسب با نقشهٔ مزرعه و اندازه گله صورت گیرد.

جمع‌بندی: شیردوشی رباتیک مزایای چشمگیری در کاهش نیروی کار، ارتقای داده‌های مدیریتی و پتانسیل بهبود رفاه دام دارد، اما برای تحقق نتایج مطلوب نیازمند سرمایه‌گذاری قابل توجه، سطح بالای مدیریت، توجه مستمر به بهداشت شیر، نگهداری سیستم و طراحی مناسب ترافیک گله است.