SE517141C2 - Förfarande för mjölkning där djuren rankas samt mjölkningsstall och datorprogramvara härför - Google Patents

Description

517"14f 2 o u nu» an EP 0988784 A1 (MAASLAND N.V.) beskriver ett förfarande för au- tomatisk mjölkning av djur, vilka individuellt tillåts besöka ett mjölkningsstall innefattande en mjölkningsrobot och ett djuridentifikationssystem. Ett djur som besöker mjölknings- stallet mjölkas endast om åtminstone ett särskilt antal mjölk- ningar, Q, av andra djur har ägt rum sedan den senaste mjölk- ningen av det relevanta djuret. Antalet Q beräknas såsom Q = c M/x, där x är en individuell djurparameter som indikerar hur ofta det relevanta djuret skall mjölkas. (Ett högt värde för ett djur som har en hög mjölkproduktion.) M är det totala an- talet mjölkningar utförda av roboten och c är en korrektions- faktor (mellan 0,5 och 1), som korrigerar för det faktum att ett djur endast besöker roboten ett begränsat antal gånger per tidsenhet.

Alternativt är Q = c m M/X2, där m är antalet nyligen utförda mjölkningar per tidsenhet av det relevanta djuret. Genom detta tas hänsyn till också hur ofta det relevanta djuret har mjöl- kats nyligen, d.v.s. Q korrigeras med faktorn m/x som är högre än 1 om djuret har nyligen mjölkats mera frekvent än hennes önskade värde.

Redogörelse för uppfinningen Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett förfarande för automatisk mjölkning av djur, såsom kor, som tillåts röra sig fritt inom ett område avsett därför och att individuellt besöka ett mjölkningsstall innefattande en automa- tisk mjölkningsmaskin eller mjölkningsrobot och ett djuridenti- fikationssystem, vilket förfarande är optimalt ur synvinkeln att optimera mjölkproduktionen.

Det är ytterligare ett syfte med uppfinningen att tillhandahål- la ett sådant uppfinningsenligt förfarande som är enkelt, till- förlitligt, av låg kostnad samt enkelt att implementera. 10 15 20 25 s11i14fl '''' " 3 u o c o o o u u o ø o a u o av. n.

Dessa syften bl.a. uppnås enligt en aspekt på uppfinningen me- delst ett förfarande enligt något av kraven 1-7.

Ytterligare syften med föreliggande uppfinning är att tillhan- dahålla ett mjölkningsstall samt ett datorprogram för att ut- föra det uppfinningsenliga förfarandet.

Följaktligen tillhandahålls enligt en andra och en tredje as- pekt på föreliggande uppfinning ett mjölkningsstall respektive ett datorprogram i enlighet med kraven 8 och 9.

Ytterligare kännetecken hos uppfinningen och fördelar med den- samma kommer att bli uppenbara från den följande detaljerade beskrivningen av utföringsformer av uppfinningen.

Den följande detaljerade beskrivningen är de mjölkproducerande djuren kor. Uppfinningen är emellertid inte begränsad till kor utan är tillämpbar på varje djur som har kapaciteten att produ- cera större mjölkmängder såsom får, getter, bufflar, hästar etc.

Kort beskrivning av ritninqarna Föreliggande uppfinning kommer att bättre förstås från den de- taljerade beskrivningen av utföringsformer av uppfinningen gi- ven här nedan och de medföljande fig. 1-2, som endast ges för illustrativa ändamål och skall således icke begränsa förelig- gande uppfinning.

Fig. 1 visar schematiskt en utföringsform av ett djurarrange- mang för att inrymma en hjord med kor.

Fig. 2 visar schematiskt ett exempel på ett utdrag ur en data- bas innefattad i en behandlingsanordning i djurarrangemanget i fig. 1. 10 15 20 25 30 4 Detaljerad beskrivning av utförinqsformer I följande beskrivning i förklarande och icke begränsande syfte är särskilda detaljer angivna, såsom särskilda tekniker och tillämpningar för att tillhandahålla en grundlig förståelse av föreliggande uppfinning. Det skall emellertid vara uppenbart för fackmannen inom området att föreliggande uppfinning kan ut- övas i andra utföringsformer som avviker från dessa särskilda detaljer. I andra fall är detaljerade beskrivningar av välkända förfaranden och anordningar utelämnade för att inte tynga be- skrivningen av föreliggande uppfinning med onödiga detaljer.

Fig. 1 visar ett djurarrangemang för att rymma en hjord med kor. Arrangemanget innefattar ett område 1 definierat genom ett inneslutningsorgan 3 i formen av ett staket, galler eller lik- nande. Området 1 är anordnat att rymma kor som tillåts röra sig fritt.

I området 1 finns en mjölkningsstation eller mjölkningsstall 9 anordnat för frivillig mjölkning av de fritt gående korna, d.v.s. korna besöker mjölkningsstationen 9 för att mjölkas när de behöver. Mjölkningsstationen 9 innefattar en inneslutning med en ingångsgrind 10 och en utgångsgrind 11. Utanför ut- gångsgrinden 11 kan det finnas ett utgångsutrymme 12 som skall passeras av kon som lämnar mjölkningsstationen. Utgångsutrymmet 12 innefattar ytterligare en utgångsgrind 13.

Mjölkningsstationen 9 innefattar en automatisk mjölkningsmaskin 14 ansluten till en mjölklagringstank 15 medelst mjölkledningar 16. Mjölkningsmaskinen 14 innefattar en automatisk hanterings- anordning 17 med en robotarm 18 anordnad att automatiskt an- bringa spenkoppar 19 hos mjölkningsmaskinen vid spenarna hos en ko som är närvarande i mjölkningsstationen 9.

Vidare innefattar mjölkningsstationen 9 ett identifieringsorgan 20 anordnat att identifiera en ko som närmar sig mjölkningssta- 10 15 20 25 30 51 7 1 4 5 tionen 9. Alla grindarna 10, 11 och 13 är styrbara medelst en schematiskt visad anordning 31 för grindstyrning.

Vidare är den automatiserade hanteringsanordningen 17 och an- ordningen 31 för grindstyrning anslutna till en central behand- lings- och styranordning 32. Den centrala behandlings- och styranordningen 32 är ansvarig för central behandling och styr- ning av djurarrangemanget, och innefattar typiskt en mikroda- tor, lämplig mjukvara och en databas över korna i området 1.

Således kan en ko som närmar sig mjölkningsstationen ges till- träde till mjölkningsstationen efter att ha blivit identifierad av identifieringsorganet 20 genom att ingångsgrinden 10 öppnas.

Under mjölkning sugs mjölk från spenarna hos kon genom att va- kuum anbringas i spenkopparna 19. Den mjölkade mängden mäts me- delst en eller flera mjölkmätare (icke visade), varefter mjöl- ken uppsamlas i mjölklagringstanken 15. Företrädesvis finns det en mjölkmätare för varje spenkopp för mätning av det indivi- duella mjölkflödet från varje spene. Vidare är företrädesvis varje spenkopp ansluten individuellt till mjölklagringstanken 15 medelst respektive mjölkledning 16.

Efter det att mjölkningen har slutförts kan kon lämna mjölk- ningsstationen 9 genom att utgångsgrindarna 11 och 13 öppnas.

Mjölkningsstationen kan också innefatta en första utfodrings- anordning 21 anordnad i den främre änden av mjölkningsstationen 9 och en andra utfodringsanordning 22 anordnad i den främre än- den av utgångsutrymmet 12.

Ett syfte med den första utfodringsanordningen 21 är att locka kon att gå in i mjölkningsstationen 9 och att få henne att stå still under åtminstone anbringandet av spenkopparna och ett syfte med den andra utfodringsanordningen 22 är att locka kon att lämna mjölkningsstationen 9 efter det att mjölkningen har slutförts eller avbrutits av annan anledning. 10 15 20 25 30 1 6 Det skall noteras att kon kan lockas att gå till eller lämna mjölkningsstationen 9 medelst andra lockningsorgan än de visade utfodringsanordningarna 21 och 22. I detta sammanhang göres hänvisning till WO 96/19917.

Vidare inrymmer området 1 ett stall eller utfodringsstation 33 åtkomlig för korna, d.v.s. korna går till utfodringsstationen 33 för att äta och dricka när de behöver. Utfodringsstationen 33 innefattar en inneslutning med en ingångsgrind 35 och en ut- gångsgrind 39.

Utfodringsstationen 33 inrymmer en automatisk utfodringsanord- ning 45 anordnad att erbjuda fast och flytande föda, såsom kraftfoder, hö och vatten till korna. Vidare innefattar utfod- ringsstationen 33 ett identifieringsorgan 43 anordnat att iden- tifiera en ko som närmar sig utfodringsstationen 33. Grindarna 35 och 39 är styrbara medelst en schematiskt visad anordning 40 för grindstyrning. Denna anordning 40 för grindstyrning är fö- reträdesvis ansluten till den centrala behandlings- och styr- anordningen 32 lokaliserad vid mjölkningsstallet 9 så att den är styrbar därifrån.

Således kan en ko som närmar sig utfodringsstationen ges åt- komst till mjölkningsstationen efter att ha blivit identifierad av identifieringsorganet 43, genom att ingångsgrinden 35 öpp- nas. Kon går in genom ingångsgrinden 35 och utfodras automa- tiskt medelst utfodringsanordningen 45. Efter det att utfod- ringen har slutförts kan kon lämna utfodringsstationen 9 genom att utgångsgrinden 39 öppnas.

I fig. 1 indikerar pilar 50 schematiskt flödena av kor genom mjölkningsstationen 9 respektive utfodringsstationen 33.

Det skall vidare noteras att det första området 1 också kan in- nefatta fler än en utfodringsstation, separata utfodringssta- tioner för fast och flytande foder, såväl som fler än en enda mjölkningsstation 9. 10 15 20 25 30 }§1'7<~1¿41§ N." 7 Enligt föreliggande uppfinning tilldelas en mjölkningskvalifi- ceringsparameter var och en av korna, som tillåts röra sig fritt i nämnda område, där respektive mjölkningskvalificerings- parameter indikerar graden av lämplighet ur en mjölkproduk- tionsoptimeringssynvinkel att respektive ko, till vilken mjölk- ningskvalificeringsparametern tilldelas, skall mjölkas, efter vilket korna rankans i enlighet med deras respektive mjölk- ningskvalificeringsparametrar. Det skall med lätthet förstås att denna rankning av mjölkningskvalificeringsparametrar inte har någonting att göra med kornas egna interna ranknings- eller hierarkiska ordningar.

Vidare identifieras varje ko som besöker mjölkningsstationen 9 medelst koidentifieringsorganet 20. En ko tillåts att bli mjöl- kad endast om nämnda ko identifieras såsom tillhörande de X högst rankade korna, d.v.s. de X korna som är bäst lämpade att bli mjölkade ur en mjölkproduktionsoptimeringssynvinkel, där X är ett första positivt heltal.

Med ”bäst lämpad att bli mjölkad" menas bäst lämpad att bli mjölkad för att optimera prestanda hos mjölkgården. Ett syfte i detta avseende kan vara att erhålla en optimal mjölkkvalitet och kvantitet, medan korna hålls "glada", d.v.s. friska och be- låtna.

Genom att neka kor som har en lägre rankning frigörs kapacitet hos mjölkningsanordningen för att användas för att mjölka högre rankade kor, vilket resulterar i ett bättre utnyttjande av ma- skinen.

Nekade kor tillåts företrädesvis att passera genom mjölknings- stationen utan att mjölkas. I alternativa utföringsformer kan nekade kor passera förbi mjölkningsstationen utan att träda in i den. Det uppfinningsenliga konceptet implementeras företrä- desvis medelst en mjukvara nedladdningsbar i ett minne hos be- handlings- och styranordningen 32, där programvaran innefattar 10 15 20 25 30 o ø a | ua o o 517 8 mjukvarudelar för att utföra de uppfinningsenliga stegen då mjukvaran körs på behandlings- och styranordningen 32.

Genom ett sådant förfarande är en optimal mjölkproduktion er- hållbar, varvid mjölkningsstationen drivs och används på det mest optimala sättet.

Databasen i behandlings- och styranordningen 32 hos mjölknings- stationen 33 är för föreliggande uppfinnings ändamål försedd med två ytterligare fält för varje ko. Fig. 2 visar schematiskt exempel på ett utdrag ur en sådan databas. Databasen innefattar här tre fält för varje ko. Ett fält (det mittersta) lagrar ett koidentifieringsnummer för identifiering av respektive ko; i exemplet i fig. 2 är kor nummer 5, 12, 3, 2 etc. listade upp- ifrån. Ett fält på den vänstra sidan specificerar kons rank- ning; i det illustrerade exemplet är posterna sorterade med den först rankade kon, d.v.s. kon som någon given tidpunkt är bäst lämpad att bli mjölkad, (ko nr 5) högst upp. Slutligen specifi- cerar det högra fältet mjölkningskvalificeringsparametervärdet; i det illustrerade exemplet har ko nr 5 värdet 99, ko nr 12 har värdet 87, etc. I exemplet väljes x att vara 10, vilket innebär 12, 3, 2, 1, 9, 20, 19, att endast kor nr 5, 17 respektive 13 tillåts att mjölkas.

Det skall inses att respektive mjölkningskvalificeringsparame- ter uppdateras repetitivt och att korna återrankas efter varje uppdatering. På ett sådant sätt erhålls en dynamisk, tidsbero- ende optimering av funktionen hos mjölkningsstationen.

En central punkt är emellertid hur de respektive mjölkningskva- lificerade parametrarna skall bestämmas och hur och när de skall uppdateras.

En faktor att betrakta är tiden som förflutit sedan respektive ko, till vilket respektive mjölkningskvalificeringsparameter tilldelas, mjölkades senast. En kort tid sedan senaste mjölk- ning ger ett lågt parametervärde, medan en lång tid sedan se- 10 15 20 25 30 9 naste mjölkning ger ett högt parametervärde. På ett sådant sätt ökar respektive parametervärde med tiden förfluten sedan senas- te mjölkningen av respektive ko.

Parametervärdena uppdateras automatiskt en gång i minuten eller en gång var tionde minut eller med andra tidsintervall mellan uppdateringarna. De kan också uppdateras manuellt av mjölkbon- den. Alternativt kan de uppdateras när någon ko presenterar sig själv vid mjölkningsmaskinen.

Olika kor har också olika mjölproduktion och behöver således mjölkas med olika frekvenser. Således skall mjölkningskvali- ficeringsparametervärdet för en ko som har en hög mjölkpro- duktion, d.v.s. en hög mjölkutsöndring per enhetstid, öka snab- bare än mjölkningskvalificeringsparametervärdet för en ko som har en låg mjölkproduktion. Parametervärdena kan också justeras för att förhindra en för frekvent eller sällsynt mjölkning av en ko, eftersom detta annars kan påverka kons hälsa på ett ne- gativt sätt.

En annan faktor att betrakta är var i laktationsperioden res- pektive ko är, eller om kon sinar.

Ytterligare en faktor att betrakta är hälsan, särskilt juver- hälsan, hos respektive ko, till vilken respektive mjölknings- kvalificeringsparameter tilldelas. En friskare ko anses bättre bidra till mjölkproduktionen än en sjuk ko och skall därför tilldelas ett högre parametervärde, om alla andra faktorer är lika. Ett undantag från detta är om t.ex. en ko har mastitis, eftersom mjölkning av en sådan ko är del av dess behandling. I ett sådant fall skall mjölkningskvalificeringsparametern snara- re ökas.

Faktorer som kan mätas innefattar cellvärde, temperatur, mjölk- temperatur, mjölkkonduktivitet eller annat. Vidare kan spenarna inspekteras för att finna sår och skador eller kontrollera hu- ruvida de är brända på grund av t.ex. starkt solljus. 10 15 20 25 30 517” 1 4 10 Ytterligare en faktor att betrakta är juverfyllnadsgraden hos respektive ko. Juverfyllnadsgraden kan mätas på ett flertal sätt och denna nivå kan påverka kons parametervärde. En nivå högre än förväntat skulle resultera i en ökning av parameter- värdet och en nivå lägre än förväntat skulle resultera i en minskning av parametervärdet.

Ytterligare en faktor att betrakta är huruvida respektive ko, till vilken mjölkningskvalifikationsparametern tilldelas, ger di till en diande kalv eller inte. Om svaret är jakande, skulle detta ha en påverkan att minska den relevanta kons parameter- värde.

Ytterligare en annan faktor att betrakta är rörelsemönstret för respektive ko, till vilken en mjölkningskvalifikationsparameter tilldelas. Aktiviteten hos korna, t.ex., kan mätas medelst en respektive aktivitetsmätare. För att hålla korna friska måste de vara i stånd att gå, ligga, sova, idissla, etc. mellan mjölkningarna.

Ytterligare en annan faktor att betrakta är foderkonsumtionen för respektive ko, till vilken mjölkningskvalificeringspara- metern tilldelas.

Andra faktorer att betrakta är ålder, laktationsstadium, antal kalvar, fodertilldelning, och tidigare, aktuella och kommande behandlingar (t.ex. av mastitis) av respektive ko.

I det allmänna fallet är respektive mjölkningskvalificeringspa- rameter Qn, en funktion av ett antal av dessa faktorer, d.v.s.

Q. =§q1~ï där c är en konstant, F(t) är en tidsberoende faktor och i är antalet faktorer att betrakta.

Det skall inses att respektive mjölkningsfaktorer normalt auto- matiskt uppdateras repetitivt medelst en lämplig algoritm. Icke 10 15 20 25 30 ~n4 o '51 7 4 1; ' ll desto mindre kan respektive parametervärden uppdateras manu- ellt, eller åtminstone kan algoritmen modifieras manuellt av användaren.

Vidare kan föreliggande uppfinning innefatta att aktivt locka en ko vid en avlägsen plats, t.ex. vid utfodringsstationen 33, från mjölkningsstallet 9, där den avlägsna platsen rymmer ett koidentifieringsorgan 43, att besöka nämnda mjölkningsstall en- dast om kon identifieras såsom tillhörande de Y högst rankade korna, d.v.s. de Y korna som är bäst lämpade för att mjölkas från en mjölproduktionsoptimeringssynvinkel, där Y är ett andra positivt heltal och mindre än eller lika med X.

Lockningen kan utföras medelst varje lockningsorgan (icke illu- strerat i fig. 1) känt inom området. En enkel form av lockning är helt enkelt att inte öppna ingångsgrinden 35 hos utfodrings- stationen 33 om en ko, som presenterar sig själv vid utfod- ringsstationen 33, identifieras såsom tillhörande de Y högst rankade korna. I sådant fall lockas kon att hitta föda på annat ställe, såsom vid mjölkningsstationen 9.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller således ett förfarande för att optimera helhetsprestandan hos en mjölkgård, som är försedd med en given mängd utrustning, d.v.s. antal mjölknings- maskiner, för en given storlek hos hjorden med kor. Således sörjer föreliggande uppfinning för en optimal användning av en begränsad resurs.

Ett särskilt särdrag hos uppfinningen är att rankningslistan kan ändras mellan två tider trots att inte en enda ko har mjöl- kats under den mellanliggande tiden. Således kan en ko som ran- kas bland de X korna vid en tidpunkt möjligen vid en annan se- nare tidpunkt inte rankas bland de X korna trots att den inte har mjölkats däremellan.

Det skall vara uppenbart att uppfinningen kan varieras på ett flertal sätt. Sådana variationer skall inte betraktas såsom en . n u | u 41% 12 avvikelse från föreliggande uppfinnings skyddsomfång. Alla så- dana modifikationer som är uppenbara för fackmannen inom områ- det är avsedda att innefattas inom skyddsomfånget för de bifo- gade patentkraven.

Claims (9)

10 15 20 25 30 517 4 11 f* ''''' " 13 ... v- PATENTKRAV

1. l. Förfarande för automatisk mjölkning av djur, såsom kor, som tillåts röra sig fritt i ett område 1 avsett för detta, och in- dividuellt besöka ett mjölkningsstall (9) innefattande en auto- matisk mjölkningsmaskin eller mjölkningsrobot (14) och ett djuridentifikationssystem (20), k ä n n e t e c k n a t a v stegen: - att en mjölkningskvalificeringsparameter tilldelas var och en av djuren som tillåts röra sig fritt i nämnda område, där re- spektive mjölkningskvalificeringsparameter indikerar graden av lämplighet att det respektive djuret, till vilket mjölk- ningskvalificeringsparametern tilldelas, skall mjölkas; - att djuren rankas i enlighet med deras respektive mjölknings- kvalificeringsparametrar; - att ett djur mjölkas vid ett besök i mjölkningsstallet (9) endast om nämnda djur identifieras såsom tillhörande de X högst rankade djuren, d.v.s. de X djuren som är bäst lämpade att mjölkas, där X är ett första positivt heltal, varvid - de tilldelade mjölkningskvalificeringsparametrarna uppdateras repetitivt; och - att djuren rankas ånyo efter varje sådan uppdatering.

2. Förfarande enligt krav 1, innefattande att ett djur lockas vid en plats (33) avlägset belägen med avseende på nämnda mjölkningsstall (9), där nämnda avlägsna plats inrymmer ett djuridentifikationssystem (43), att besöka nämnda mjölknings- stall endast om nämnda djur identifieras såsom tillhörande de Y högst rankade djuren, d.v.s. de Y djuren som är bäst lämpade att mjölkas ur en mjölkproduktionsoptimeringssynvinkel, där Y är ett andra positivt heltal, som är mindre än eller lika med X. 10 15 20 25 30 u» 0-1 o 14

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2 innefattande stegen av att de tilldelade mjölkningskvalificeringsparametrarna uppdateras i beroende av att ett djur besöker mjölkningsstallet, och djuren rankas ånyo efter varje sådan uppdatering.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, varvid respektive mjölkningskvalificeringsparameter bestämmes i beroende av tid förfluten sedan respektive djur, till vilket mjölkningskvali- ficeringsparametern tilldelas, mjölkades senast, i beroende av laktationsperioden hos respektive djur, till vilket mjölknings- kvalificeringsparametern tilldelas, i beroende av mjölkproduk- tionen per enhetstid för respektive djur, till vilket mjölk- ningskvalificeringsparametern tilldelas, i beroende av hälsan hos respektive djur, till vilket mjölkningskvalificeringspara- metern tilldelas, i beroende av djurhälsan hos respektive djur, till vilket mjölkningskvalificeringsparametern tilldelas, i be- roende av juverfyllnadsgraden hos respektive djur, till vilket mjölkningskvalificeringsparametern tilldelas, i beroende av hu- ruvida respektive djur, till vilket mjölkningskvalificerings- parametern tilldelas, ger di till ett diande djur, i beroende av rörelsemönstret för respektive djur, till vilket mjölknings- kvalificeringsparametern tilldelas, i beroende av aktiviteten hos respektive djur, till vilket mjölkningskvalificeringspara- metern tilldelas, och/eller i beroende av foderkonsumtionen för respektive djur, till vilket mjölkningskvalificeringsparametern tilldelas.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, varvid det första I positiva heltalet X bestämmes i beroende av respektive mjölk- ningskvalificeringsparametrar.

6. Förfarande enligt något av kraven 1-4, varvid det första positiva heltalet X bestämmes i beroende av antalet mjölkningar utförda av den automatiska mjölkningsmaskinen under en särskild tidsrymd. 10 ^517f14r1§ 15

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, varvid det första positiva heltalet X uppdateras i samband med steget av att mjölkningskvalificeringsparametrarna uppdateras.

8. Mjölkningsstall (9) innefattande en automatisk mjölknings- maskin eller mjölkningsrobot (14) och ett djuridentifikations- system (20), k ä n n e t e c k n a t a v att nämnda mjölk- ningsstall är anpassat att utföra förfarandet enligt något av kraven 1-7.

9. Datorprogramvara nedladdningsbar i det interna minnet hos en dator, innefattande mjukvarudelar för att utföra stegen enligt något av kraven 1-7, då nämnda produkt köres på nämnda dator.