УДК 636.084.7/ 631.363.28
Ил. 7. Библ. 30.
DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-21-25

Роботизированные технологии в кормлении крупного рогатого скота

Благов Д.А.¹, канд. биол. наук, Миронова И.В.², доктор биол. наук, Митрофанов С.В.¹, канд. с.-х. наук, Гапеева Н.Н.¹, канд. биол. наук, Мельничук Д.С.^1
1 Институт технического обеспечения сельского хозяйства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ИТОСХ – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
² ФГБОУ ВО Башкирский государственный аграрный университет
Ключевые слова: автономность, роботы, система смешивания и раздачи кормов, рационы, хранение информации,
Реферат:
Рассматривается вопрос по применению роботизированного кормления молочного скота. Проведён анализ существующих систем кормления, а также выпускающих их фирм. По техническому исполнению роботы-миксеры бывают самоходными и подвесными. Самоходные роботизированные миксеры позволяют обслуживать несколько ферм, что даёт возможность задействовать одну машину в течение дня на нескольких объектах, тем самым экономя финансовые ресурсы предприятия за счёт снижения времени простоя. Роботизированная система Vector является автономной и включает кормовую кухню с грейферным ковшом и самоходную установку для смешивания и раздачи загружаемых в неё кормов. Кормовая кухня является местом для хранения, сортировки, забора и загрузки корма в роботизированный миксер. В зависимости от размеров кухни, в ней может храниться запас кормов на три дня. Система Vector позволяет готовить кормовую смесь по 16 рецептурам для дойного стада в 300 голов и может осуществлять 10 циклов кормления коров. Голландская фирма Schuitemaker Machines В.V. применила иной подход в автоматизации кормления скота. Она разработала робота Innovado, конструкцией которого предусмотрено или наличие погрузочного манипулятора, или шнекового устройства, благодаря которому машина сама добавляет необходимые корма в свой бункер – смеситель. Преимуществом такой конструкции является отсутствие дополнительных роботизированных машин для загрузки, что, в свою очередь, снижает общую стоимость изделия и эксплуатационные издержки. Один такой робот способен обслужить 900–1000 голов. Роботизированный комплекс от компании DeLaval имеет компьютерное управление работой механизмов и обеспечивает точное заполнение, смешивание и распределение всех компонентов кормовой смеси. Кормовая система Optimat ™ II master состоит из следующих частей: бункеры с кормами, транспортеры, стационарный смеситель, вагон для раздачи полученного корма. Кроме роботов-миксеров в данной работе рассматриваются машины для пододвигания корма и их конструкторские различия. Исследования показали, что роботы-пододвигатели имеют два типа рабочих органов: шнековый механизм и вращающийся корпус.

Robotic technologies for cattle feeding

Blagov D.A.¹, Mironova I.V.², Mitrofanov S.V.¹, Gapeeva N.N.¹, Mel’nichuk D.S.^1
1 Institute of Technical Support of Agriculture – branch of the Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM» (ITSA – branch of FSAC VIM)
² Bashkir State Agrarian University
Key words: , robots, system for mixing and distributing feed, ration, data storage
Summary:
The paper considers the application of robotized technologies in dairy cattle feeding. The existing feeding systems and companies producing them have been analyzed. In terms of construction, robotic mixers can be self-propelled or suspended. Self-propelled robotic mixers allow for performing work on several farms, and thus make it possible to use one machine at several sites during the day, which contributes to saving financial resources of the enterprise through reducing downtime. The «Vector» robotic system is autonomous and comprises a feeding center equipped with a grab bucket and self-propelled machine for mixing and distributing the components loaded. Feeding centers serve for storing, sorting, collecting and loading feed into a robotic mixer. Depending on its size, a feeding center can store feeding resources for three days. The «Vector» system allows to compose feed mixtures for a dairy herd consisting of 300 heads according to 16 formulas and to carry out 10 cycles of feeding cows. The Dutch producer «Schuitemaker Machines В.V.» has chosen another approach to automation of cattle feeding. It has developed the robot «Innovado», the constructive design of which includes a loading manipulator or a screw conveyor, due to which the machine is autonomous in loading the required feed into the mixer hopper. An advantage of this design lies in eliminating the need for additional robotic loading machines, which reduces total cost of the products and operating expenses. One robot can take care of 900–1000 animals. The robotic system by DeLaval exercises computer control over operation of the mechanisms, which ensures precise loading, mixing and distributing all components of the feed mixture. The feeding system «Optimat ™ II master» consists of the following units: feed tanks, transporters, a stationary mixer, a container for distributing prepared feed mix. Besides robotic mixers, consideration in the present paper is also given to feed pushers and constructive differences between them. According to the studies, robotic feed pushers have two types of working bodies: a screw conveyor and a rotating body.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES:

1. Мишуров, Н.П. Современные роботы в сельском хозяйстве / Н.П. Мишуров, Н.Ф. Соловьева // Техника и оборудование для села. – 2010. – № 6. – С. 41–44.

Mishurov, N.P. Sovremennye roboty v sel’skom hozjajstve [Modern robots in agriculture] / N.P. Mishurov, N.F. Solov’eva // Tehnika i oborudovanie dlja sela. – 2010. – № 6. – P. 41–44.

2. Medrano-Galarza, C. A survey of dairy calf management practices among farms using manual and automated milk feeding systems in Canada / C. Medrano-Galarza, S.J. LeBlanc // Journal of Dairy Science. – 2019. – № 100 (8). – Р. 6872–6884. DOI: 10.3168/jds.2016–12273.

3. Кирсанов, В.В. Математическая модель управления электромоторизированным приводом робота для обслуживания кормового стола на животноводческих комплексах / В.В. Кирсанов, Д.Ю. Павкин, Е.А. Никитин и др. // Вестник НГИЭИ. – 2020. – № 7. – С. 14–24.

Kirsanov, V.V. Matematicheskaja model’ upravlenija jelektromotorizirovannym privodom robota dlja obsluzhivanija kormovogo stola na zhivotnovodcheskih kompleksah [Mathematical model of control of an electro-motorized robot drive for servicing the feed table at livestock complexes] / V.V. Kirsanov, D. Ju. Pavkin, E.A. Nikitin i dr. // Vestnik NGIJeI. – 2020. – № 7. – P. 14–24.

4. Морозов, Н.М. Эффективность применения робототехнических систем в животноводстве / Н.М. Морозов, И.И. Хусаинов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. – 2019. – № 1 (33). – С. 57–62.

Morozov, N.M. Jeffektivnost’ primenenija robototehnicheskih sistem v zhivotnovodstve [The effectiveness of the use of robotic systems in animal husbandry] / N.M. Morozov, I.I. Husainov // Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel’skogo instituta mehanizacii zhivotnovodstva. – 2019. – № 1 (33). – P. 57–62.

5. Быковская, Н.В. Цифровизация в молочном скотоводстве / Н.В. Быковская, И.М. Власова // Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. –2018. – № 28 (33). – С. 55–61.

Bykovskaja, N.V. Cifrovizacija v molochnom skotovodstve [Digitalization in dairy cattle breeding] / N.V. Bykovskaja, I.M. Vlasova // Vestnik Rossijskogo gosudarstvennogo agrarnogo zaochnogo universiteta. –2018. – № 28 (33). – P. 55–61.

6. Agrorobot. Система кормления Lely Vector. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://agrorobot.net/catalog/robotizirovannoe-oborudovanie-lely/sistemakormleniya-lely-vector/]. Дата обращения: 09.06.2021.

Agrorobot. Sistema kormlenija Lely Vector [The Lely Vector feeding system]. Electronic resource. – Access mode: [https://agrorobot.net/catalog/robotizirovannoe-oborudovanie-lely/sistema-kormleniya-lely-vector/]. Date of access: 09.06.2021.

7. DeLaval. Кормовагон FW200 компании ДеЛаваль. Электронный ресурс. – Режим доступа: [http://bio-ton.net/product/kormovagon-fw200-kompanii-delaval/]. Дата обращения: 09.06.2021.

DeLaval. Kormovagon FW200 kompanii DeLaval’ [The FW200 feed wagon of the DeLaval company]. Electronic resource. – Access mode: [http://bio-ton.net/product/kormovagon-fw200-kompanii-delaval/]. Date of access: 09.06.2021.

8. Rovibec Agrisolutions. Rover Feeding Robot. Electronic resource. – Access mode: [https://rovibecagrisolutions.com/en/produit/feeding_robot_autonomous_rover]. Date of access: 09.06.2021.

9. Широков, А.О. Роботизация в животноводстве / А.О. Широков, В.Н. Миронов // Научный вклад молодых исследователей в сохранение традиций и развитие АПК. Сборник научных трудов Международной научно-практической конференции молодых учёных и студентов, 2016. – С. 372–374.

Shirokov, A.O. Robotizacija v zhivotnovodstve [Robotization in animal husbandry] / A.O. Shirokov, V.N. Mironov // Nauchnyj vklad molodyh issledovatelej v sohranenie tradicij i razvitie APK Sbornik nauchnyh trudov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii molodyh uchjonyh i studentov, 2016. – P. 372–374.

10. Юсупов, Р.Х. Аналитический обзор роботизированных технологических процессов агропромышленного комплекса / Р.Х. Юсупов, Д.В. Иванов // Journal of advance dresearchin technical science. – 2018. – № 8. – С. 63–71.

Jusupov, R.H. Analiticheskij obzor robotizirovannyh tehnologicheskih processov agropromyshlennogo kompleksa [Analytical review of robotic technological processes of the agro-industrial complex] / R.H. Jusupov, D.V. Ivanov // Journal of advance dresearchin technical science. – 2018. – № 8. – P. 63–71.

11. RoboTrends. Lely представила усовершенствованный робот-кормораздатчик Vector. Электронный ресурс. – Режим доступа: [http://robotrends.ru/pub/1836/lely-predstavila-usovershenstvovannyy-robot-kormorazdatchik-vector]. Дата обращения: 09.06.2021.

RoboTrends. Lely predstavila usovershenstvovannyj robot-kormorazdatchik Vector. Electronic resource. – Access mode: [http://robotrends.ru/pub/1836/lely-predstavila-usovershenstvovannyy-robot-kormorazdatchik-vector]. Date of access: 09.06.2021.

12. Плаксин, И.Е. Анализ применения автоматизированных и роботизированных комплексов в сельском хозяйстве / И.Е. Плаксин, А.В. Трифанов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. – 2018. – № 97. – С. 73–83.

Plaksin, I.E. Analiz primenenija avtomatizirovannyh i robotizirovannyh kompleksov v–el’skom hozjajstve [Analysis of the use of automated and robotic complexes in agriculture] / I.E. Plaksin, A.V. Trifanov // Tehnologii i tehnicheskie sredstva mehanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. – 2018. – № 97. – P. 73–83.

13. Припоров, И.Е. Робототехнические средства в приготовлении и раздачи белковых кормов на сельскохозяйственных предприятиях / И.Е. Припоров, М.Р. Павленко // Политематический сетевой электронный научный журнал кубанского государственного аграрного университета. – 2019. – № 151. – С. 221–231.

Priporov, I.E. Robototehnicheskie sredstva v prigotovlenii i razdachi belkovyh kormov na sel’skohozjajstvennyh predprijatijah [Robotic tools in the preparation and distribution of protein feeds at agricultural enterprises] / I.E. Priporov, M.R. Pavlenko // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – 2019. – № 151. – P. 221–231.

14. Агровестник. Система раздачи кормов Innovado в производстве. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://agrovesti.net/news/corp/sistema-razdachikormov-innovado-v-proizvodstve.html]. Дата обращения: 09.06.2021.

Agrovestnik. Sistema razdachi kormov Innovado v proizvodstve [Innovado feed distribution system in production]. Electronic resource. – Access mode: [https://agrovesti.net/news/corp/sistema-razdachi-kormov-innovado-v-proizvodstve.html]. Date of access: 09.06.2021.

15. Schuitemaker. Typical Innovado. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://www.sr-schuitemaker.com/products/feeding/automated-feeding-innovado/innovado.html]. Дата обращения: 09.06.2021.

Schuitemaker. Typical Innovado. Electronic resource. – Access mode: [https://www.sr-schuitemaker.com/products/feeding/automated-feeding-innovado/innovado.html]. Date of access: 09.06.2021.

16. Белорусское сельское хозяйство. EuroTier‑2104: Робот-миксер Sсhuitemaker Innovado сам приедет за всеми компонентами кормосмеси. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://agriculture.by/news/mirovye-novosti/eurotier2104-robotmikser-shuitemaker-innovado-sam-priedet-za-vsemi-komponentami-kormosmesi]. Дата обращения: 09.06.2021.

Belorusskoe sel’skoe hozjajstvo. EuroTier‑2104: Robot-mikser Sshuitemaker Innovado sam priedet za vsemi komponentami kormosmesi [The robot mixer Schuitemaker Innovado will come for all the components of the feed mixture itself]. Electronic resource. – Access mode: [https://agriculture.by/news/mirovye-novosti/eurotier2104-robotmikser-shuitemaker-innovado-sam-priedet-za-vsemi-komponentami-kormosmesi]. Date of access: 09.06.2021.

17. DeLaval. Optimat™ II Master. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://www.delaval.com/fr-fr/nos-solutions/alimentation/delaval-optimat/delaval-optimat-master/]. Дата обращения: 09.06.2021.

DeLaval. Optimat™ II Master. Jelektronnyj resurs. – Rezhim dostupa: [https://www.delaval.com/fr-fr/nos-solutions/alimentation/delaval-optimat/delaval-optimat-master/]. Date of access: 09.06.2021.

18. Абибуллаева, А.Т. Применение автоматизированных систем на животноводческих комплексах / А.Т. Абибуллаева, Д.А. Матишев // Молодежный научный вестник. – 2018. – № 5 (30). – С. 111–114.

Abibullaeva, A.T. Primenenie avtomatizirovannyh sistem na zhivotnovodcheskih kompleksah [Application of automated systems in livestock complexes] / A.T. Abibullaeva, D.A. Matishev // Molodezhnyj nauchnyj vestnik. – 2018. – № 5 (30). – P. 111–114.

19. «Роботекс». Lely Juno. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://www.robotex.ooo/kormlenie]. Дата обращения: 09.06.2021. «Roboteks». Lely Juno. Electronic resource. – Access mode: [https://www.robotex.ooo/kormlenie]. Date of access: 09.06.2021.

20. ХимАгроМаш. Робот-пододвигатель кормов GEA FRone. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://himagromash.ru/catalogue/show/robot-podogvigatelkormov-gea-frone/]. Дата обращения: 09.06.2021.

HimAgroMash. Robot-pododvigatel’ kormov GEA FRone [The GEA FRone feed sub-engine works]. Electronic resource. – Access mode: [https://himagromash.ru/catalogue/show/robot-podogvigatel-kormov-gea-frone/]. Date of access: 09.06.2021.

21. AgriExpo. Автоматический пододвигатель кормов RANGER. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://www.agriexpo.ru/prod/rovibec-agrisolusions/product‑172425–129658.html]. Дата обращения: 09.06.2021.

AgriExpo. Avtomaticheskij pododvigatel’ kormov RANGER [Automatic feed booster RANGER]. Electronic resource. – Access mode: [https://www.agriexpo.ru/prod/rovibec-agrisolusions/product‑172425–129658.html]. Date of access: 09.06.2021.

22. «Железный Линукс». Легкая СУБД направляет робота для кормления коров на основе Linux. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://hardlinux.ru/note/33946]. Дата обращения: 09.06.2021.

«Zheleznyj Linuks». Legkaja SUBD napravljaet robota dlja kormlenija korov na osnove Linux [A lightweight DBMS directs a robot to feed cows based on Linux]. Electronic resource. – Access mode: [https://hardlinux.ru/note/33946]. Date of access: 09.06.2021.

23. The dairy news. Робот-пушер OptiDuo ™ признан лучшей инновационной технологией. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://www.dairynews.ru/news/robot-pusher-optiduo-priznan-luchshey-innovatsionn.html]. Дата обращения: 09.06.2021.

The dairy news. Robot-pusher OptiDuo ™ priznan luchshej innovacionnoj tehnologiej [The Opti-Duo ™ pusher robot is recognized as the best innovative technology]. Electronic resource. – Access mode: [https://www.dairynews.ru/news/robot-pusher-optiduo-priznan-luchshey-innovatsionn.html]. Date of access: 09.06.2021.

24. Beara, C. Beyond resistance: Geographies of divergent more-than-human conduct in robotic milking Geoforum / C. Beara, L. Holloway // Geoforum. – 2019. – № 104. – Р. 212–221. DOI: 10.1016/j.geoforum.2019.04.030.

25. Hogenboom, J.A. Invited review: Hygienic quality, composition, and technological performance of raw milk obtained by robotic milking of cows / J.A. Hogenboom, L. Pellegrino, A. Sandrucci, V. Rosi, P. D’Incecco // Journal of Dairy Science. – 2019. – № 102 (9). – Р. 7640–7654. DOI: 10.3168/jds.2018–16013.

26. Слободской машиностроительный завод. Подталкиватель кормов ПК‑1. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://подталкивателькормов.рф/?yclid=3001614054589509654]. Дата обращения: 09.06.2021.

Slobodskoj mashinostroitel’nyj zavod. Podtalkivatel’ kormov PK‑1 [Feed pusher PC‑1]. Electronic resource. – Access mode: [https://podtalkivatel’kormov.rf/?yclid=3001614054589509654]. Date of access: 09.06.2021.

27. «Центр аграрного опыта и инноваций». Первый российский робот-подталкиватель кормов. Электронный ресурс. – Режим доступа: [http://agrovesti.ru/articles/pervyy-rossiyskiy-robot-podtalkivatel]. Дата обращения: 09.06.2021.

«Centr agrarnogo opyta i innovacij». Pervyj rossijskij robot-podtalkivatel’ kormov [The first Russian feed pusher robot]. Electronic resource. – Access mode: [http://agrovesti.ru/articles/pervyy-rossiyskiy-robot-podtalkivatel]. Date of access: 09.06.2021.

28. RoboTrends. Роботы AgroFarm‑2019 – пододвигатель кормов от R-Sept. Режим доступа: [http://robotrends.ru/pub/1906/roboty-agrofarm‑2019–-pododvigatelkormov-ot-r-sept]. Дата обращения: 09.06.2021.

RoboTrends. Roboty AgroFarm‑2019 – pododvigatel’ kormov ot R-Sept [AgroFarm Robots‑2019-feed sub-engine from R-Sept]. Electronic resource. – Access mode: [http://robotrends.ru/pub/1906/roboty-agrofarm‑2019–-pododvigatel-kormov-ot-r-sept]. Date of access: 09.06.2021

29. Купреенко, А.И. Автоматические системы кормления на молочных фермах КРС / А.И. Купреенко, Х.М. Исаев // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. – 2018. – № 3 (67). – С. 32–37.

Kupreenko, A.I. Avtomaticheskie sistemy kormlenija na molochnyh fermah KRS [Automatic feeding systems on dairy farms of cattle] / A.I. Kupreenko, H.M. Isaev // Vestnik Brjanskoj gosudarstvennoj sel’skohozjajstvennoj akademii. – 2018. – № 3 (67). – P. 32–37.

30. Bach, A. 2017 Robotic milking: Feeding strategies and economic returns / A. Bach, V. Cabrera // Journal of Dairy Science. – 2017. – № 100 (9). – Р. 7720–7728. DOI: 10.3168/jds.2016–11694.

Контакты:

Благов Дмитрий Андреевич
aspirantyra2013@gmail.com
Миронова Ирина Валерьевна
mironova_irina-v@mail.ru
Митрофанов Сергей Владимирович
f-mitrofanoff2015@yandex.ru
Гапеева Наталья Николаевна
gapeevann@mail.ru
Мельничук Дмитрий Сергеевич
melnichuckmitya@yandex.ru

Для цитирования:

Благов, Д.А. Роботизированные технологии в кормлении крупного рогатого скота / Д.А. Благов, И.В. Миронова, С.В. Митрофанов, Н.Н. Гапеева, Д.С. Мельничук // Все о мясе. – 2021. – № 4. – С. 21-25. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-21-25.

For citation:

Blagov, D.A. Robotic technologies for cattle feeding / D.A. Blagov, I.V. Mironova, S.V. Mitrofanov, N.N. Gapeeva, D.S. Mel’nichuk // Vsyo o myase. – 2021. – № 4. – Р. 21-25. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-21-25.