既中國奶業(yè)協(xié)會(huì )品種登記設備開(kāi)發(fā)委托任務(wù)考核

一、概述

       DHI是Dairy Herd Improvement的縮寫(xiě)，直譯為奶牛群改良計劃，在我國也稱(chēng)奶牛生產(chǎn)性能測定。DHI核心可以概括為“測奶科學(xué)養牛”，即通過(guò)DHI測定積累大量數據對種公牛進(jìn)行遺傳評估、對母牛進(jìn)行品種登記、科學(xué)選種選配，進(jìn)而推動(dòng)群體遺傳改良；同時(shí)DHI報告對奶牛場(chǎng)生產(chǎn)活動(dòng)具有重要的指導作用。在美國、加拿大、以色列等奶業(yè)發(fā)達國家，運用DHI技術(shù)已超過(guò)100年的歷史，參測的牛場(chǎng)超過(guò)70％。我國DHI技術(shù)的應用從上世紀90年代開(kāi)始，目前參加測定的牛場(chǎng)不足10％，測定的技術(shù)和手段遠遠落后于國際奶業(yè)發(fā)達國家，因此大力發(fā)展DHI技術(shù)是發(fā)展奶業(yè)亟需解決的問(wèn)題。其中測試奶樣采集的準確性、奶樣瓶與牛號的 一一對應、奶樣測定結果的牛號匹配、牛群異動(dòng)情況的準確性，DHI報告內容及解讀應用等這幾個(gè)方面是當前急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題，客觀(guān)上嚴重制約了我國DHI技術(shù)的推廣應用。

以RFID為代表的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近幾年取得了巨大進(jìn)展，在交通、金融等多個(gè)領(lǐng)域取得了豐碩的應用成果，應用技術(shù)穩定成熟。但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在奶牛養殖業(yè)的應用基本屬于空白，奶牛生產(chǎn)性能測定（DHI）方面更是鮮有關(guān)注。

本應用實(shí)現奶牛養殖專(zhuān)業(yè)技術(shù)（包括DHI）、軟件研發(fā)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化管控技術(shù)的融合，以DHI智能化管理為主線(xiàn)，運用最新先進(jìn)科技完成對傳統行業(yè)的改造，實(shí)現參測牛只、奶樣采集、數據分析的全過(guò)程智能化管理，且自動(dòng)集成實(shí)驗室測定設備，可以大幅減少重復性機械勞動(dòng)、減輕工作強度和壓力、降低人力成本、提高數據準確性，為奶牛場(chǎng)、集團、科研工作提供準確詳實(shí)的基礎數據，實(shí)現奶牛養殖科學(xué)、精細化管理，填補了國內空白。

二、DHI測定過(guò)程

(1)參測牛場(chǎng)基礎檔案整理：在牛場(chǎng)準備參加DHI測定時(shí)，首先需要整理好參測牛只的基礎檔案，包括牛只編號、系譜、配種、產(chǎn)犢、干奶、流產(chǎn)、轉舍、淘汰登記等基本信息，這是開(kāi)展DHI測定的前期必備工作，建議參測奶牛場(chǎng)采用專(zhuān)業(yè)的牛場(chǎng)管理軟件對龐大的數據進(jìn)行集中智能化管理；

(2)測試奶樣采集：采樣對象為產(chǎn)后5天至干奶這一階段的個(gè)體泌乳牛，間隔時(shí)間范圍為21－42天，采樣需用帶有攪拌功能的流量計（如TRUE TEST）每頭牛每測試日所取的奶樣為40ml。

(3)實(shí)驗室測定：將采集的奶樣送至DHI測定實(shí)驗室，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)設備監測，形成針對每頭奶牛的指標，包括日產(chǎn)奶量、乳脂肪、乳蛋白、乳糖、乳固體、體細胞等。

(4)結果分析：完成奶樣測試和數據輸入后，測試員將數據按牛舍保存為固定格式的文件交給數據處理員，并輸入CNDHI軟件。CNDHI軟件將根據輸入的測定結果，結合參測牛只的基本檔案，分析并生成反應個(gè)體和群體的53項性能指標，同時(shí)依據分析的指標為牛場(chǎng)、實(shí)驗室或專(zhuān)業(yè)的科研機構形成各種管理數據報告；

三、DHI測定工作中存在的問(wèn)題

DHI 工作在種公牛遺傳評估、奶牛品種登記、奶牛群體遺傳改良、奶牛場(chǎng)生產(chǎn)指導等方面具有顯著(zhù)的效果，但是DHI的數據的準確性是首先要解決的問(wèn)題，“進(jìn)去的是垃圾，出來(lái)的也是垃圾”，由于奶牛飼養方式、DHI測定方式、采樣的方法等原因，我們在DHI測試數據的可利用率極低，大量的垃圾數據嚴重制約了行業(yè)發(fā)展。抓好數據源頭對DHI至關(guān)重要，經(jīng)過(guò)幾年的項目運作與實(shí)際工作經(jīng)驗總結顯示，影響DHI報告準確性主要包括以下四個(gè)方面：

(1)測試奶樣采集的準確性：現在國內采用的是3次采樣，早中晚三次 4:3:3比例混勻，早晨第一次采樣比較容易，中晚兩次采樣首先要找到早晨牛只對應的采樣瓶，然后繼續采樣，工作量很大，準確性不容易保證。牛號一般使用筆記錄在采樣瓶上，容易識別不清。現在中奶協(xié)組織并已經(jīng)完成一次采樣的參數校準工作，配合一次采樣的相關(guān)設備、軟件，這樣對測試奶樣的采集減輕大量工作的同時(shí)，將極大的提高數據的準確性。

(2)奶樣瓶對應牛號的識別：現在所有DHI實(shí)驗室對奶樣瓶牛號的識別基本都是采用人工的辦法，采樣時(shí)使用粗筆在采樣瓶上加以標注，奶樣測試完成之后，人工識別出牛號，再記入測試結果。這樣的過(guò)程存在很大的風(fēng)險隱患，只要有一頭牛識別錯誤或識別的順序錯誤，整個(gè)牛場(chǎng)的測試結果將失去意義。

(3)奶樣測定結果的牛號處理：現在國內主流DHI測定設備出來(lái)的測定結果都只有順序號，沒(méi)有牛號，設備本身不能識別測定的奶樣是那頭牛的，需要實(shí)驗室技術(shù)人員根據上樣的順序，記錄牛號，再按照順序牛號修改測定設備出來(lái)的測定結果，工作枯燥乏味，錯誤率不容忽視。

(4)牛群檔案的準確性：DHI測定分析報告包括了三十多張專(zhuān)業(yè)表格，這些表格是綜合了測定設備的結果，以及牛只個(gè)體的詳細檔案生成的，因此牛只編號、系譜、繁殖、產(chǎn)奶等信息的準確性將直接影響報告的準確性。

針對上述四個(gè)方面，采用物聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)，結合業(yè)務(wù)需求，可以大幅減少重復性機械勞動(dòng)、減輕工作強度和壓力、降低人力成本、提高數據準確性，為奶牛場(chǎng)、集團、科研工作提供準確詳實(shí)的基礎數據，是實(shí)現奶牛養殖精細化管理的基礎。

四、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品化解決方案

（一）牛只個(gè)體標識與電子奶樣瓶

 (1)牛只個(gè)體標識：采用超高頻只讀無(wú)源標簽技術(shù)，實(shí)現一牛一號管理，每頭牛設計佩戴1～2枚電子耳標。電子耳標是其他智能軟件系統運行基礎，一般電子耳標如下圖所示：

         (2)電子奶樣瓶：采用瓶蓋和瓶體分體設計，底部設置超高頻 （ISO 18000-6C標準）電子芯片，瓶體內置容積刻度線(xiàn)，瓶體設計有自動(dòng)抓取凸槽，瓶蓋尺寸為：6mm(高)×34.5mm(直徑)，瓶體尺寸 為：84mm(高)×30mm(直徑)。該奶樣瓶可以配套RFID自動(dòng)設備設備、自動(dòng)化奶樣檢測設備、自動(dòng)化奶樣瓶清洗設備使用，可以大幅提高檢測效率， 降低檢測錯誤率，提高檢測數據質(zhì)量。電子奶樣瓶如下圖所示：

（二）牛場(chǎng)智能采樣系統

（1）牛號自動(dòng)識別系統：對DHI參測場(chǎng)的自動(dòng)擠奶設備做技術(shù)升級，在奶廳入口加裝電子耳標自動(dòng)讀取設備，按順序識別每頭進(jìn)入奶廳奶位的奶牛。

  (2)流量計與采樣:實(shí)現對奶牛產(chǎn)奶量的精確自動(dòng)計量，同時(shí)配備奶樣采集端口，使得采集簡(jiǎn)單快。

        （3）奶樣標識系統:自動(dòng)將當前采樣的牛只電子耳標號及牛場(chǎng)名寫(xiě)入電子奶樣瓶，即使奶樣瓶隨意擺放也不會(huì )錯亂。

 （4）牛場(chǎng)智能化檔案管理軟件系統：總結了國內外奶牛飼養專(zhuān)家的育種、日糧、疫病、以及經(jīng)營(yíng)管理實(shí)踐經(jīng)驗，遵循我國奶牛飼養標準規范開(kāi)發(fā)，并經(jīng)千家以上奶牛場(chǎng)實(shí)施應用發(fā)展成熟。產(chǎn)品業(yè)務(wù)功能包括：基礎檔案管理、智能預警、牛群管理、繁殖管理、產(chǎn)奶管理、DHI分析、獸醫保健、飼喂與營(yíng)養、物資管理、財務(wù)分析、績(jì)效評價(jià)、決策支持、OA等。

   改變以往牛場(chǎng)向DHI測定中心報送數據的做法，測定中心自動(dòng)抓取生成DHI報告需要的牛場(chǎng)生產(chǎn)數據。

（三）DHI中心數據采集與分析系統

（1）奶樣瓶自動(dòng)識別系統：對DHI奶樣檢測設備進(jìn)行改造，加裝自動(dòng)讀取設備，當電子奶樣瓶經(jīng)過(guò)自動(dòng)讀取設備時(shí)，系統自動(dòng)讀取出電子奶樣瓶對應牛號，并登記進(jìn)入CNDHI軟件。

       （2）數據綜合處理系統：系統的業(yè)務(wù)功能包括：基本信息、數據處理、個(gè)體分析報告、群體分析報告、牧場(chǎng)測定報告、系統管理、系統幫助。

五、應用成果鑒定