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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Milchviehhaltung
und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum
Verwalten von Milchtieren und auf eine Melkstation.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK UND
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Haupttrend in der modernen Molkereiindustrie ist ein gestiegener
Automatisierungsgrad. Zum Beispiel kann das Maschinenmelken mit
automatischen Melkmaschinen in vollständig automatisierter Weise
durchgeführt
werden. Weiterhin können vollständig automatisierte
Tierverwaltungssysteme das Melken, das Füttern, die Prüfung der
Milch, die Milchprobenentnahme, den Tierverkehr usw. in einem Bereich
durchführen,
in dem die Milchtiere frei herumlaufen und die Melkmaschinen auf
freiwilliger Basis aussuchen.
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Eine
automatisierte Melkmaschine bringt hohe Kosten mit sich und hat
eine begrenzte Milchproduktionskapazität. Um daher eine gute Nutzung der
automatischen Melkmaschine zu erreichen, die von den Tieren auf
freiwilliger Basis aufgesucht wird, sollte diese so oft wie möglich betrieben
werden, am besten kontinuierlich bei Tag und Nacht. Weiterhin sollten
Tiere, die eine hohe Milchproduktion haben, öfter gemolken werden als Tiere
mit einer niedrigen Milchproduktion. Das Betreiben und die Verwendung einer
automatischen Melkmaschine bei einer optima len Milchproduktion,
ist eine schwierige Aufgabe. Natürlich
müssen
ethische Aspekte wie auch die Fürsorge
für die
Tiere berücksichtigt
werden.
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Die
EP 0 332 230 A2 (VAN
DER LELY) offenbart ein Verfahren zum automatischen Melken von Tieren,
die individuell einen Melkstand aufsuchen können, der einen Melkroboter
und ein Tieridentifikationssystem umfaßt. Die Melktiere tauchen mehr oder
weniger regelmäßig am Melkstand
auf und können
durch das Vorhandensein von Konzentrat oder durch Aufrufen der Tiere
durch Klangsignale zum Melkstand gelockt werden. Zu diesem Zweck
trägt jedes
Tier einen Kragen mit einem daran befestigten Empfänger, der
mit einem Lautsprecher verbunden ist, der im Bereich der Ohren des
Tieres angeordnet ist. Durch das Senden eines Rufsignals mit angenehmen
Klängen
kann jedes gewünschtes
Tier aufgerufen werden, in den Melkstand zu gehen, während andere
Tiere daran gehindert werden können,
zum Melkstand zu gehen, zum Beispiel mittels eines unangenehmen
Signals.
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Solche
Verfahren umfassen zwar das Locken der Tiere zum Melkstand, sie
beschäftigen
sich jedoch nicht damit, wann die Tiere gelockt werden sollen. Einrichtungen
zum wahlweisen Locken von Tieren werden oft verwendet, um bestimmte
Tiere zu locken, d.h. Tiere mit einer großen Milchproduktion oder Tiere,
die für
eine lange Zeit nicht gemolken worden sind, damit sie sich an der
Melkmaschine einfinden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der
vorliegende Erfinder hat jedoch herausgefunden, daß in den
heutigen automatischen Melkstationen; die von den Tieren individuell
aufgesucht werden können,
zu gewissen Zeitpunkten Tierschlangen oder Pulks am Eingang der
Station auftreten, während
Zeiten die Melkstation zu anderen frei und unbesucht bleibt. Eine
solche Situation führt
zu einer geringen Nutzung der Kapazität der Melkstation. Um die Kapazität optimal
auszunutzen, sollte die Melkstation auf kontinuierlicherer Basis
besucht werden.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Verwalten von Milchtieren anzugeben, die sich in einem dazu vorgesehenen Bereich
bewegen dürfen,
wobei der Bereich einen Ruhebereich umfaßt sowie einen Fütterungsbereich, der
eine automatische Fütterungsvorrichtung
enthält, und
wobei der Bereich eine automatische Melkstation mit einer automatischen
Melkmaschine und einem Tieridentifikationssystem enthält, wobei
die Station von den Milchtieren individuell aufgesucht werden kann
und von einer ausgewählten
Gruppe von Tieren aufgesucht werden muß, um sich vom Ruhebereich zum
Fütterungsbereich
zu bewegen, wobei das Verfahren eine bessere Nutzung der Melkmaschine
gewährleistet
als Verfahren nach dem Stand der Technik.
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Es
ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein derartiges erfinderisches
Verfahren anzugeben, das eine genaue Kontrolle der Frequenz erlaubt,
mit der jedes Milchtiere gemolken wird.
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Es
ist ein weiteres Ziel, ein solches erfinderisches Verfahren anzugeben,
das einfach, verläßlich, kostengünstig und
leicht zu implementieren ist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Melkstation
in einer Umgebung der oben genannten Art vorzusehen, um das erfinderische
Verfahren zur Verwaltung von Milchtieren auszuführen.
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Diese
Ziele werden neben anderen gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Verfahren und Melkstationen erreicht, wie sie in
den beigefügten
Ansprüchen
definiert sind.
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Durch
das Vorsehen eines Verfahrens, das ein Kriterium festlegt, wann
die Melkmaschine weniger oft genutzt wird und eine automatische
Fütterungseinrichtung
im Fütterungsbereich
aktiviert, um Milchtiere im Ruhebereich zur Suche nach Futter zu locken,
werden Tiere periodisch effektiv durch die Melkstation geschleust,
die ansonsten einen niedrigen Tierverkehr zeigen würde. Auf
diese Weise wird eine bessere Ausnutzung der Melkmaschine erreicht, und
da die Tiere die Melkstation wahrscheinlich öfter aufsuchen, kann die Frequenz,
mit der jedes der Milchtiere gemolken wird, genauer gewählt werden.
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Weitere
Merkmale und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung und der beigefügten 1, die nur
zu Beispielzwecken dient und daher die vorliegende Erfindung in
keiner Weise beschränkt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
einer Tieranordnung zum Beherbergen einer Herde von Kühen, umfassend
eine Melkstation zum automatischen Melken nach der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung sind die milchproduzierenden
Tiere Kühe.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Kühe beschränkt, sondern auch auf andere
Tiere anwendbar, die größere Milchmengen
produzieren können,
wie etwa Schafe, Ziegen, Büffel,
Pferde usw..
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1 offenbart
eine Tieranordnung zum Beherbergen einer Herde von Kühen. Die
Anordnung umfaßt
einen Stall 1, der durch Wände 2 definiert wird,
und einen Außenbereich 3,
der durch eine Umfassungseinrichtung 4 in Form eines Zaunes,
eines Gatters o.ä.
definiert wird. Es ist anzumerken, daß 1 nicht
maßstabsgerecht
ist, und insbesondere kann der Bereich 3 sehr viel größer sein,
wie es auch schematisch durch die Zick-Zack-Linien in der Umfassungseinrichtung 4 angedeutet
wird. Weiterhin ist der Stall 1 in einen Ruhebereich oder
Stall 5 und in einen Fütterungsbereich
oder Stall 6 unterteilt, die durch einen Zaun, eine Wand
o.a. 7 unterteilt sind. Der Stand 1 und der Bereich 3 sind
so angeordnet, daß die
Kühe frei
herumlaufen können.
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Im
Stand 1 befindet sich eine Melkstation oder ein Stand 9,
der zum freiwilligen Melken der frei herumlaufenden Kühe dient,
d.h. die Kühe
betreten die Melkstation 9, um gemolken zu werden. Die Melkstation 9 umfaßt eine
Einschließung
mit einem Einlaßtor 10 und
einem Auslaßtor 11.
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Die
Melkstation 9 umfaßt
eine automatische Melkmaschine 14, die über Milchleitungen 16 mit
einem Milchspeicher 15 verbunden ist. Die Melkmaschine 14 umfaßt eine
automatische Handhabungsvorrichtung 17 mit einem Roboterarm 18,
der dazu dient, die Zitzenbecher 19 der Melkmaschine automatisch
an die Zitzen einer in der Melkstation 9 anwesenden Kuh
anzusetzen.
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Weiterhin
umfaßt
die Melkstation 9 ein Identifikationselement 20,
das dazu dient, eine Kuh zu identifizieren, die sich der Melkstation 9 nähert. Die Tore 10 und 11 können über eine
schematisch offenbarte Torsteuervorrichtung 31 gesteuert
werden.
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Weiterhin
sind die automatische Handhabungsvorrichtung 17, das Identifikationselement 20 und
die Torsteuerungsvorrichtung 31 mit einer zentralen Verarbeitungssteuervorrichtung 32 verbunden. Die
zentrale Verarbeitungsvorrichtung 32 ist verantwortlich
für die
zentrale Verarbeitungssteuerung der Tieranordnung und umfaßt typischerweise
einen Mikrocomputer, geeignete Software sowie eine Datenbank der
Kühe im
Stall 1 und im Außenbereich 3. Eine
solche Datenbank umfaßt
typischerweise Informationen zu jeder der Kühe, wie zum Beispiel, wann die
jeweilige Kuh das letzte Mal gemolken wurde, warm sie das letzte
Mal gefüttert
wurde, ihre Milchproduktion, ihre Gesundheit usw.
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Eine
Kuh, die sich der Melkstation 9 nähert, kann über das Einlaßtor 10,
das geöffnet
wird, Zugang zur Melkstation erhalten, nachdem sie durch das Identifikationselement 20 identifiziert
wurde. Typischerweise wird eine Art von Algorithmus zur Tierauswahlmelkentscheidung
verwendet, um zu bestimmen, ob das bestimmte Milchtier, das sich
am Melkstand zeigt, gemolken werden soll oder ob es direkt durch
die Melkstation 9 zum Fütterungsbereich 6 geführt werden
soll, ohne gemolken zu werden. Es ist klar, daß für den letzteren Fall die Melkstation 9 mit einem
Durchgang 22 versehen sein kann, der mit einem Tor 23 versehen
ist, wodurch die Kuh an der Melkstation 9 vorbeiläuft, ohne
tatsächlich
den Raum zu betreten, wo die Melkmaschine 14 angeordnet
ist.
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Während des
Melkens wird den Zitzen der Kuh über
ein Vakuum, das an die Zitzenbecher 19 angelegt wird, Milch
entzogen. Die entzogene Milch wird mit einem oder mehreren Milchmessern
(nicht dargestellt) gemessen, wonach sie im Milchsammeltank 15 gespeichert
wird. Vorzugsweise ist für
jeden Zitzenbecher 19 ein Milchmesser zum Messen des individuellen
Milchflusses von jeder Zitze vorgesehen. Weiterhin ist jeder Zitzenbecher 19 vorzugsweise
individuell über
die jeweiligen Milchleitungen mit dem Milchspeichertank 15 verbunden.
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Nachdem
das Melken beendet ist, wird das Auslaßtor 11 geöffnet und
die Kuh kann die Melkstation 9 verlassen.
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Die
Melkstation 9 kann auch eine Fütterungsvorrichtung 21 umfassen,
die am vorderen Ende der Melkstation 9 angeordnet ist und
deren Zweck es ist, die Kuh zum Betreten der Melkstation 9 zu
locken und zu bewirken, daß sie
mindestens während
des Ansetzen der Zitzenbecher still steht.
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Es
ist anzumerken, daß die
Melkstation 9 so ausgerichtet ist, daß Kühe im Ruhebereich 5 die Melkstation 9 nur über das
Eingangstor 10 betreten können, und daß Kühe, die
die Melkstation 9 durch das Auslaßtor 11 verlassen,
den Fütterungsbereich 6 betreten.
Eine solche Ausgestaltung ist für
die Verwaltung der Kühe
von Vorteil, da es leichter ist, hungrige Kühe mittels eines Konzentrates
oder anderen Futters im Fütterungsbereich 6 zum
Betreten der Melkstation 9 und dementsprechend des Fütterungsbereiches 6 zu
locken.
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Weiterhin
ist der Stall 1 mit einer Anzahl von Einwegtüren oder
Toren 33–36 versehen,
durch die die Kühe
vom Fütterungsbereich 6 zum
Außenbereich 3 oder
zum Ruhebereich 5 laufen können sowie vom Außenbereich 3 zum
Ruhebereich 5. In 1 deuten
mit c bezeichnete Pfeile schematisch den Kuhverkehr durch die verschiedenen
Türen und
Tore der Anordnung an. Es ist insbesondere anzumerken, daß die Kühe im Ruhebereich 5 oder
im Außenbereich 3 typischerweise
durch die Melkstation 9 gehen müssen, um den Fütterungsbereich 6 zu
erreichen.
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Alternativ
sind die Tore 33–36 sogenannte
intelligente Tore, d.h. Tore, die leicht von den Kühen geöffnet werden
können,
wenn sie durch die Tore 33–36 in den durch die
Pfeile c angedeuteten Richtungen laufen wollen, während sie
immer noch geöffnet
werden müssen
für Kühe, die
sich in die entgegengesetzten Richtungen bewegen, vorausgesetzt, daß eine besondere
Bedingung erfüllt
wird, wie zum Beispiel, daß sie
nicht gemolken werden müssen.
Zu diesem Zweck kann jedes der Tore 33–36 mit einem jeweiligen
Kuhidentifikationselement (nicht dargestellt) versehen sein, daß sich neben
dem jeweiligen Tor befindet und eine Kuh identifiziert, die sich
dem Tor in umgekehrter Richtung nähert. Weiterhin ist jedes der
Identifikationselemente an den Toren 33–36 mit der zentralen
Verarbeitungssteuerungsvorrichtung 32 verbunden, während das Öffnen der
Tore 33–36 für Kühe, die
sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen, von der Torsteuervorrichtung 31 gesteuert
wird. Einer Kuh, die von irgendeinem der Kuhidentifikationselemente
an den Toren 33–36 identifiziert
wurde, kann der Durchgang durch das Tor in der umgekehrten Richtung
gewährt
werden, vorausgesetzt, daß sie
eine vorgegebene Bedingung erfüllt. Typischerweise
wird eine Art von Algorithmus zur Tierauswahlmelkentscheidung verwendet,
um zu bestimmen, ob die Kuh passieren darf oder nicht.
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Solche
Maßnahmen
können
zu bevorzugen sein, da der Verkehr an Kühen, die für eine lange Zeit nicht gemolken
werden müssen,
in der Nähe
der Melkstation 9 reduziert werden und somit die Kapazität der Melkmaschine
in der Melkstation 9 besser ausgenutzt werden kann.
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Es
ist daher anzumerken, daß eine
ausgewählte
Gruppe von Tieren im Ruhebereich 5 die Melkstation 9 besuchen
muß, um
sich vom Ruhebereich 5 zum Fütterungsbereich 6 zu
bewegen. Bei dieser ausgesuchten Gruppe von Tieren kann es sich um
alle Tiere handeln, die im Ruhebereich anwesend sind, oder es kann
sich nur um einige der im Ruhebereich 5 anwesenden Tiere
handeln. Weiterhin kann sich die Gruppe mit der Zeit ändern.
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Der
Ruhebereich oder Stall 5 kann eine Anzahl von Ruheständen 37 o.a.
umfassen, der mit Stroh o.a. ausgestattet sind, um den Kühen eine
bequeme Rast zu ermöglichen.
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Der
Fütterungsbereich
oder Stall 6 umfaßt eine
automatische Fütterungsvorrichtung
in Form eines Futterwaggons 38 o.a., der Futter auf einen
Fütterungstisch,
in einen Trog o.a. 39 fallen läßt, während er sich entlang des Fütterungstisches
bewegt, wie durch den nPfeil 40 angedeutet, um das Futter gut
auf dem Futtertisch 39 zu verteilen. Der Fütterer 39 ist
eine automatische Vorrichtung, die durch die zentrale Verarbeitungssteuereinrichtung 32 der Melkstation 9 gesteuert
wird. Futterwaggons, die in der vorliegenden Erfindung verwendet
werden können,
umfassen zum Beispiel den DeLaval Futterwaggon CM, den DeLaval Futterwaggon
FC120 und den DeLaval Futterwaggon FCC, die alle kommerziell von der
DeLaval International AB in Tumba, Schweden, erhältlich sind. Solche Futterwaggons
sind entlang einer Schiene (nicht gezeigt) beweglich, die in der Decke
oder in der Wand des Stalls befestigt ist, und sind mit einer jeweiligen
automatischen Futterzufuhr versehen. Typischerweise sind die Waggons
in der Lage, eine exakte Futterdosierung unterschiedlichen Futtertyps,
umfassend Silage, Konzentrat, Rohfutter und Mineralien, zu ermöglichen.
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Die
Fütterung
wird typischerweise 3–8
Mal am Tag durchgeführt,
und während
das Futter auf den Futtertisch 39 fällt, erklingt ein typischer
Klang, den die Kühe
schnell mit dem Vorhandensein von Futter auf dem Futtertisch 39 in
Verbindung bringen. Der vorliegende Erfinder hat herausgefunden,
daß ein
großer
Nachteil der oben beschriebenen Tieranordnung darin besteht, daß zu bestimmten
Zeiten Kuhschlangen am Eingang zur Station 9 entstehen, während die
Melkstation 9 zu anderen Zeiten frei und ungenutzt ist.
Eine solche Situation führt
unweigerlich zu einer geringen Ausnutzung der Kapazität der Melkstation 9.
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Um
ein solches Problem zu beseitigen, sieht die vorliegende Erfindung
ein Verfahren vor, das eine Festlegung einer Bedingung oder eines
Kriteriums für
eine geringe Benutzung der automatischen Melkmaschine 14 umfaßt, wobei
die Milchtiere mittels der automatischen Fütterungseinrichtung 38 gefüttert werden,
wenn die Bedingung für
eine geringe Benutzung der automatischen Melkmaschine 14 erfüllt ist, um
auf diese Weise im Ruhebereich 5 befindliche Tiere zur
Bewegung zum Fütterungsbereich 6 zu
locken und sich dadurch an der Melkstation 9 zu präsentieren.
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Es
wird nicht nur die Ausnutzung der Melkmaschinenkapazität verbessert,
sondern der Durchsatz an Kühen
in der Melkstation 9 wird auch gesteigert und somit kann
ein modifizierter Algorithmus zur Tierauswahlmelkentscheidung verwendet
werden, der den erhöhten
Durchsatz berücksichtigt,
wodurch die Frequenz, zu der jedes der Milchtiere gemolken wird,
genauer gewählt
werden kann. Auf diese Weise kann zusammen mit der verbesserten
Nutzung oder statt ihrer eine höhere
Milchproduktion erreicht werden.
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Das
Verfahren wird in der zentralen Verarbeitungs- und Steuervorrichtung 32 der
Melkstation 9 implementiert. Die Bedingung für eine geringe
Benutzung der automatischen Melkmaschine 14 wird in die zentrale
Verarbeitungs- und Steuerungsvorrichtung 32 eingegeben
oder von ihr bestimmt und dort gespeichert. Weiterhin überprüft die Verarbeitungssteuervorrichtung 32,
ob die Bedingung erfüllt
wird, und falls das der Fall ist, steuert die Verarbeitungs- und Steuervorrichtung 32 die
automatische Fütterungsvorrichtung 38,
um den Futtertisch 39 mit Futter zu versehen.
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Die
Bedingung für
eine geringe Benutzung der automatischen Melkmaschine 14 kann
auf verschiedene Weise festgelegt werden. Die Bedingung kann aus
historischen empirischen Studien der Benutzung der automatischen
Melkmaschine 14 in der Tieranordnung nach 1 für eine gegebene
Kuhherde abgeleitet werden. Auf eine solche Weise kann festgestellt
werden, daß die
Bedingung zu bestimmten Zeiten, zum Beispiel mittags und zwischen
1 und 3 Uhr morgens, erfüllt
wird. Um den Durchsatz an Kühen
in der Melkstation 9 anzuheben, wäre es somit von Vorteil, die
Kühe mit
der automatischen Fütterungsvorrichtung 38,
wie sie von der zentralen Verarbeitungs- und Steuereinheit 32 gesteuert
wird, zu solchen Stunden zu füttern.
Es ist erkannt worden, daß der
charakteristische Klang, der auftritt, wenn Futter auf den Futtertisch 39 fällt, die
Kühe stark
anlockt.
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Alternativ
kann die Bedingung für
eine geringe Benutzung der automatischen Melkmaschine dynamisch
aus Echtzeitmessungen der Verwendung der automatischen Melkmaschine 14 bestimmt
werden. Eine solche Bedingung kann als ein Zu stand festgelegt werden,
in dem sich kein Milchtier an der Melkstation 9 befindet,
oder alternativ als ein Zustand, in dem sich für eine gegebene Zeitdauer kein Milchtier
an der Melkstation 9 befunden hat. Alternative Bedingungen
für eine
geringe Benutzung können als
ein Zustand festgelegt werden, in dem eine Kuhschlange an der Melkstation 9 weniger
Kühe umfaßt als irgendeine
gegebene Anzahl, was durch irgendeinen Sensor, der sich für diesen
Zweck eignet (nicht dargestellt), erfaßt wird, oder als ein Zustand,
in dem eine Anzahl von identifizierten oder unidentifizierten Kühen für eine gegebene
Zeitdauer nicht gemolken worden ist.
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Weiterhin
können
die Kühe
im Ruhebereich 5 außer
durch den charakteristischen Klang, der als Resultat des automatischen
Fütterns
auftritt, mittels des Geruchs von Futter und/oder durch die Sicht
auf das Futter und/oder das Futter selbst angelockt werden. Zu diesem
Zweck muß die
Wand oder der Zaun 7, wodurch die Ruhe- und Fütterungsstelle
voneinander getrennt werden, niedrig genug oder transparent sein,
damit die Kühe
das Füttern
und/oder das Futter auf dem Futtertisch 39 sehen können.
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Es
ist anzumerken, daß die
Gesamtmengen am während
eines Tages zugeführten
Futter nicht geändert
werden dürfen
und daß die
Bedingung somit dynamisch während
jedes Tages angepaßt
werden muß,
um eine Überdosierung
des Futters wie auch eine Unterdosierung zu vermeiden.
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Es
ist weiterhin einzusehen, daß die
vorliegende Erfindung sich auch für eine vollständige Tier-Innenanordnung
eignet wie für
eine vollständige Tier-Außenanordnung. Legende
zur Figurenbeschriftung
Resting Area | Ruhebereich |
Feeding Area | Fressbereich |
Milking Parler | Melkstand |