关金森，国家奶牛产业技术体系专家组成员、国家农业机械化协会畜牧分会专家组成员，中国农业机械化协会畜牧分会专家组成员。长期从事畜牧业技术装备的引进、改进及研发，有着丰富的现场服务和研发经验。主持完成了畜牧装备的多项研发及改进项目，相关产品获得畜牧机械行业最具创新力产品称号，并且申请获得国家专利十五项，另有十余项专利正在申请中。同时也是全混合日粮（TMR）精准饲喂技术在国内推广普及的倡导者，并参与全混合日粮（TMR）精准饲喂技术标准及行业饲喂机械操作标准、技术推广用书的编撰工作等。参与了与国内外知名农业院校、研究所的国家重点研发项目，荣获2018优秀奶业工作者“突出科技人才”荣誉称号。

对于牧场来说，营养、繁育、疾病控制是永恒的话题，不管是繁育，还是疾病，很多都跟营养相关，但营养配方要做好，还要靠装备来实现，但我们对牧场装备关注的相对较少。今天将从以下七大方面分享智能化饲喂中心在大型牧场的应用。

牧场现有饲喂模式

目前，肉牛行业80%以上还是人工饲喂模式，对于规模化牧场来说，现有的饲喂方式主要有固定搅拌站模式、牵引模式、自走模式、机器人模式及饲料公司配送模式五种，如图1。

图1

固定搅拌站饲喂模式 该模式出现的原因是由于牧场道路，饲喂通道及饲槽等限制，无法实现TMR饲料直接由TMR饲料制备机投放的牧场，也有因需要大批量连续加工制作的大型牧场或饲料中心。这种饲喂模式是将TMR饲料制备机进行固定安装，然后用铲车或者其它上料设备给TMR饲料制备机加料，缺点是需要把所有的物料集中在TMR饲料制备机附近，再进行加料，在上料卸料过程均需要人工配合设备来回倒运，上料准确性稳定性差，增加物料的搬运成本；优点在于TMR饲料制备机使用电力驱动，降低了TMR饲料制备机自身的能耗成本。但是搬运所需的铲车、撒料车之类设备使用燃油动力。所以在考虑TMR加工成本时，不能只考虑TMR饲料制备机自身的能耗，还要考虑与之相配套的其他设备（铲车、取料机、撒料车，包括皮带等）所产生的能耗、人工、维保及折旧。

牵引饲喂模式 该模式TMR饲料制备机由拖拉机牵引，可以自由进出牧场料库及饲喂通道，随地就近取料和撒料。与固定搅拌站饲喂模式之相比，牵引模式管理流程相对简单，设备机动性强，可以在随处取料，降低物料搬运成本，无须其他辅助设备搬运集中物料，节省人工；搅拌好的TMR饲料可以即时进行投放，保证饲料的新鲜度，减少饲料因倒运分层或变质而造成的损失。

自走饲喂模式 这是一种高集成机械化的饲喂模式，一机多用，集装载、运输、切割、搅拌、称重及卸料功能为一体，相当于把柴油动力集成在TMR饲料制备机上，融合了铲车、上料皮带、拖拉机、取料机、撒料车等设备功能，生产效率高，能短时间内快速完成每次工作循环，节省15-20%工作时间，操纵性能好，自由进出牛舍，转弯半径小，撒料快捷方便，机器操作简便，工人工作环境舒适，降低了劳动强度。一个人一台设备可完成相应规模牧场的饲喂工作，节省人工，方便管理。

以上三种是目前国内最常见的饲喂模式，其中固定模式和牵引模式占95%以上，剩下5%是自走模式。

机器人饲喂模式 目前在国内比较少见，用TMR饲喂机器人完成配料和配送饲喂工作，不需要人工进行配料和撒料，大部分饲喂机器人配置了TMR中央厨房进行配料加工，需要人工定期给中央厨房添加饲料。这种饲喂模式在小型家庭牧场、观光牧场有所应用。

饲料公司配送模式 如果牧场比较集中，可以多个牧场组建一个饲喂中心，把周围20公里以内牧场的饲喂工作都承包下来，统一进行饲料集采，集中搅拌加工，然后按牧场所需把料送到各个牛场，这叫饲料公司配送模式，能够有效降低饲料成本，节约了牧场或散户的劳动时间，降低了劳动强度。这种模式在以色列、日本、韩国应用的较多，因为地方较小，牧场相对比较集中。其实通辽也是牧场集中区域，可以考虑这种模式，减少牧场或散户的设备购置成本及饲料采购和浪费。

总 结 不同饲喂模式有不同要求，作为牧场老板或投资人来说，可能更多的是考虑前期投资成本，但也需要关注后期运营成本、人员配置、能量消耗以及设备折旧、维保等费用，这些都需要做综合评估。所以，每一种饲喂模式都有它的优缺点和局限性，关键在于牧场工作的侧重点。如果优先考虑前期投资成本，可能要选择A模式；如果优先考虑运营成本模式，可能就要选择B模式；如果综合考虑，则需要对这几种模式进行综合对比。

智能化饲喂中心模式

图2是在传统固定搅拌站饲喂模式下升级的一种智能化饲喂中心模式，两种模式主要区别在于：在传统固定搅拌站饲喂模式下，不管是用铲车还是用上料皮带，各种物料，例如青贮、精料、粗饲料、水等都需要人工参与控制添加配料，而智能化饲喂中心模式不需要人员直接参与配料，类似于目前流行的机器人炒菜做饭，所有工序都提前设定好，流程标准化，配料加工过程中人员参与环节大大减少，全程均为标准可控流程环节。

图2

简单跟大家介绍下智能化饲喂中心系统：图3展示的是粗饲料仓。每天需要两到三次给粗饲料仓加满饲料，加满加对料即可，不需要再关注加料重量和加料顺序，也不需要关注添加饲料重量跟饲料配方是否一致，这对人员操作水平、素质要求就大大降低了，加错饲料种类的情况也不容易出现。一般情况下，牧场有多少种粗饲料，就需要配置多少种粗饲料仓及其相应的备用仓。

图3

图4展示的是干草粉碎线。相对来说，干草粉碎牧场用的较多的是牧草粉碎机；如果使用TMR饲料制备机切割长纤维将会降低整个饲喂中心的加工效率，建议尽量不要使用TMR饲料制备机粉碎干草；可以用专用的铡草粉碎设备，效率高，粉碎出来的干草长度也较均匀。图4左下角这套粉碎设备需要用铲车不断往里加料，而自动上料干草粉碎系统，只需要把草捆堆在输送线上，自动进行牧草粉碎之前，自动把草捆里面的绳子（内置去绳装置）、石头、铁器等杂质分离出来，避免损坏粉碎设备，干草粉碎完后，还会自动去除干草里面的灰土、粉末等，减少加工环境的灰尘，也保证牛吃到嘴里的饲料相对比较干净。

图4

图5是精料储存输送线。在TMR加工过程中需要输送不同的精饲料进行配料，同时也配置了液体饲料（例如糖蜜、清水）自动输送系统进行输送。相当于提前把各种饲料加工好，储存好，然后暂存在料仓里，后期系统通过设定的程序自己完成加料配料工作。

图5

粗饲料仓根据设定饲料量进行出料，各料仓可同时出料，各种饲料将通过刮板输送系统自动输送到制定的TMR搅拌仓内，通过提前设置的搅拌时间，搅拌仓自动完成搅拌，如图6所示。传统TMR搅拌过程中容易忽略和出现以下问题：一是干草预切割时间；二是驾驶员加完所有料后就去牛舍撒料，切割时间和搅拌时间无法保证，也就无法保证切割搅拌的均匀度和颗粒度，而饲喂中心的TMR加料时间、搅拌时间都是可控的。即使出现撒料车没有及时接料的情况下，搅拌好饲料的TMR制备机也将降低搅龙转速至最低转速，避免过渡搅拌。

图6

生产效率对比

智能化饲喂中心模式能给我们带来哪些效益？为什么要投资这套系统？

牵引模式、自走模式及搅拌站模式加料时需要一种一种往里加，并且每种都需要称重，用以保证搅拌配方的准确性，但这样势必会延长整个加料时间。而智能化饲喂中心可以将多种饲料同时往TMR搅拌仓内添加，因为每个料仓都配置了称重系统，可以独自监控每一个料仓中饲料重量的变化。例如可以同时添加多种粗饲料、精饲料、液体饲料、啤酒糟等，大大缩短加料时间。此外，长纤维饲料，例如干草也是提前经过预铡的，也可以缩短切割搅拌时间。

图7

如图7所示，对于TMR生产制作来说，在不包括撒料时间的情况下，牵引饲喂模式制作需要30分钟，自走模式需要25分钟，搅拌站模式需要27分钟，而智能化饲喂中心在包含出料时间的情况下，整个加工过程仅需要15分钟，时间最少节约15分钟，效率提高50%。

加料精准对比

TMR精准饲喂管理系统从日粮配方制作、整体投料曲线图、投料均匀度曲线图及上料下料误差率走势图等方面进行全面分析，帮助奶牛场管理者做好基层数据统计、执行情况汇报、下一步数据预测、饲料库存管理以及各个环节对奶产量的影响做好数据分析。

TMR精准饲喂管理系统属于相对滞后的管控系统，等管理人员发现问题时，问题已经发生了。传统牧场一般采用人工加料，误差一般控制在5%以内，大型牧场控制在2－3%已经是相当好的水平了，那么，加料误差控制在5%和3%的区别在于除了饲料浪费情况外，人员在添料过程中，特别是饲喂工作比较繁重的情况下，有可能出现添加饲料种类错误、添加量不足或过多等问题，比如配方需要添加的是苜蓿，人工却添加成燕麦；需要玉米粉，却添加成其他添加剂等，这些情况在牧场时有发生，很难追究和考核。而智能化饲喂系统，根据配方自动配料、称重、加料，大大降低由于人员造成的误差和错误概率，误差平均可以控制在1%以内。

图8

对于一个1万头育肥场来说，仅从可节约的饲料成本和增重效益两方面来计算，一年能够获得的总效益就能达到320万，如图8所示。

劳力用工对比

如图9所示，传统模式下万头奶牛场营养相关岗位，理想状态下三班倒的话总计需要18个劳力，甚至更多，因为在所有岗位中，铲车加料工作相对比较繁重，因为它需要多次添加或退料倒料，而智能化饲喂中心只用7个人，只需要一个中控员，两个撒料员，一个装料员及一个班长，其中中控员还可以跟班长岗位相互替换，用人人数大大减少，管理难度和成本也随着降低。

图9

如图10所示，传统TMR万头育肥场饲喂岗位配置一般需要11人，包括铲车司机、叉车司机、TMR车司机、撒料司机、铡草机工人等；而智能TMR精准饲喂中心仅需要6人，多出5个人的工资+社保+其他费用，5人*8000元/月*12月=48万元。

图10

目前来说，人员管理是牧场管理难度最大的地方，人员管理、人员流动、人员情绪、人员安全等都是比较难于管控的环节，也容易造成工作过程中的误差或失误。规模化是一种趋势所在，牧场工作人员将越来越难招，如何减少人工、降低人工成本是我们牧场管理者需要考虑的。

生产成本对比

在牧场，大家可能更关注每天给牛喂多少钱的饲料，但很少关注加工这些饲料需要的成本是多少，所以在这方面造成的浪费，大家就很容易忽略。

根据牧场现场数据统计（图11），智能化饲喂中心加工每吨TMR饲料的能耗成本为5.7元（5.7元＝电耗成本4.26元+铲车给粗饲料仓加料能耗1.44元），其中电费我们是按1元/度计算的，实际情况下牧场用电一般是0.3－0.5元/度，这样智能化饲喂中心加工每吨TMR的能耗成本更低。

图11

而其它饲喂模式，包括传统TMR搅拌站模式、牵引模式等，每吨饲料加工成本都在20元以上，并且这都是保守估计的数字，我们实际调查的几个万头牧场里，实际成本远远高于这个，一般达到30多元甚至60多元。这里面还存在人员管理、设备匹配、使用效率等的隐性成本，比如说一辆铲车给两台TMR制备机加料，肯定会出现TMR制备机等待加料的情况等。

图12

10000头规模肉牛场每天预计需要200吨TMR饲料，按每吨TMR加工能耗成本差异10元计算，每年节省的能耗成本就有10*200*365=73万元，差异20元就能节省146万元；而万头奶牛场使用传统固定搅拌站加工成本大约是65.38元/吨（数据只高不低），能够节省的成本就更值得好好评估一番了，如图12。

安全及维保

使用智能化饲喂中心在安全及维保方面也能做到最低风险，方便管控。

作业区域 无人员出没，降低人员风险系数，也降低因人员伤亡而引起的赔偿等问题。

操作安全 均使用plc操控，均为低压操控（24伏，原先固定搅拌站都为380伏高压操作），减少人员操控风险，及人员的不确定性，控制按钮为联动，避免误操作。

职业病风险 现场只设有安全观察员，减少现场人员，降低职业病危害（尘肺等）。

设备集约化 设备集中管理，集中监控，避免过多设备分散移动导致的管理不可控性。

日粮安全 定料定仓，设备安装标识和警报器，降低误操作，避免误加料、错加料。减少人员操控失误导致营养浓度的不均衡。

维保安全 建议托管式维保，降低牧场人员劳动强度，避免维保人员不专业性，造成设备的隐患和人员风险。

总 结

饲喂工作是肉牛场中最繁重的工作，饲喂成本占牛场总运营成本的70-80%。如果能在这个环节降低1－2%的成本，那都是牧场的利润，这也是所有牧场老板和投资人最为关注的。智能化饲喂中心不仅能提升牧场加工效率30-50%，也能降低加工成本50%，保证饲喂精准度，节省人工，降低管理难度，可以实现和保证规模化肉牛养殖场高效、稳定、安全的饲喂管理，是肉牛产业全程可追溯系统里最重要的环节。这套系统不仅可以在大型牧场配套应用，小型牧场也可适用，可以把料仓容积缩小。这就是牧场的中央厨房。对于牧场来说，要达到最佳的生产业绩和效益，纸上配方、加料搅拌后提供的配方、肉牛吃进的配方这三大日粮必须一致，而智能化饲喂系统能够很好的实现这一点。

当然，是否选择这套系统还要根据实际情况而定，若考虑初期资金投入限制，可能不会选择这套系统；若考虑后期运营成本及投资回报，就需要考虑。此外，这是一套集成化系统，每个环节都稳定运行，一旦某个环节出现问题，一定要有应急措施、应急方案来补救，才能保障牧场饲喂工作的顺利进行。

（本文根据专家在通辽“第二届肉牛产业发展国际论坛北方峰会”讲课整理）

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