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Automatisches Melken

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Automatisches Melken – Organisation der Arbeitsabläufe im Betrieb – Eine Herausforderung? - Wissenstransfer Workshop 27.09.2019

Veröffentlicht in: Wissenschaft
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Automatisches Melken

  1. 1. Automatisches Melken – Organisation der Arbeitsabläufe im Betrieb – Eine Herausforderung? Steffi Geidel HTW Dresden 27.09.2019 1
  2. 2. Arbeitsorganisation am AMS Parameter mit hohem Einfluss…. Technik • Systemleistung • Herdenmanagementsystem = Information • Erforderlicher Aufwand für Pflege und Wartung • Kuhverkehrssystem Kuh • Verhalten • Alter • Zwischenmelkzeit • Gesundheit • Eutermorphologie Mensch • Qualifikation, Motivation • Umgang mit Herdenmanage- mentinformationen • Aufwand für das Suchen, Nachtreiben, Umstellen von Kühen AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 2
  3. 3. Arbeitsplatz am AMS -Thesen • „Melker“ im herkömmlichen Sinn werden nicht mehr gebraucht Aber: Kenntnisse zur Eutermorphologie und Melkphysiologie sind erforderlich • Gegenwärtig erfolgt keine tiefgreifende Ausbildung zu diesen AMS- bezogenen Inhalten in der Facharbeiterausbildung • Kenntnisse zur digitalen Überwachung der Milchgewinnung werden im „Operatorbereich“ und im Managementbereich benötigt • Das Management der Milchgewinnung ist hauptsächlich software- und datenbezogen – eine ständige Überwachung des Melkprozesses ist nicht möglich (AMS) bzw. betriebswirtschaftlich nicht darstellbar (Automatisches Karussell-/Gruppenmelkstände) AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 3
  4. 4. Arbeitsplatz AMS Boxensysteme AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 4
  5. 5. Automatisches Melkkarussell und AMS (Box) Vorteile im Vergleich… AMS AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Variable Melkfrequenz in Abhängigkeit von der Milchbildungsrate Treiben fällt als „Zeiträuber“ und Stressfaktor weg Gutes Image unter Aspekt Tiergerechtheit Ruhe im Stall, immer der „gleiche“ „Melker = Robbi“ Arbeitsorganisation ohne feste Melkzeiten möglich Einsparung an Arbeitsaufwand möglich Verfahrenskosten zeigen bis ca. 300 Herdengröße Konkurrenzfähigkeit zu Gruppenmelkständen Folge: WENIGE Mitarbeiter erfoderlich! 5
  6. 6. Arbeitsaufwand „Melken am AMS“ (Box) Untersuchungen…. 17,6 Akh im FGM zu 7,2 Akh/Kuh und Jahr für das Melken (Over 2006) Spanne in dieser Untersuchung 5-16 Akh/Kuh und Jahr Spanne in weiterer Untersuchung (Lehmann 2001) von 4,55 – 15,41 Akh/Kuh und Jahr KTBL AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 6
  7. 7. Arbeitsplatz AMS - Boxensysteme Arbeitsschwerpunkte im AMS-Stall oAMS-bezogene Arbeiten oMelken von Spezialgruppen oTiergesundheitsmanagement oHerdenmanagement • Füttern • Liegeboxenpflege, Einstreuen • Treibe- und Umstellungsarbeiten • Besamung, Klauenpflege • Wegezeiten AMS-Bezogene Tätigkeiten • Anlernen am AMS • Tiergesundheitskontrolle • Umstellen von Tieren • Reinigung von AMS, Tränken, Faltschiebern • Störungsbeseitigung AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW DresdenObuch, Geidel, HTW Dresden 2012, unveröffentlicht 7
  8. 8. Arbeitsaufwand 1000 Kühe und 17 AMS (Feed First) Arbeitsprozess Richtwerte Einheit AMS – bezogene Arbeiten 1,6 Akh/Tier und Jahr Tiergesundheitsbezogene Arbeiten 5,9 Akh/Tier und Jahr Treibearbeiten 1,15 Akh/Tier und Jahr Sonstige Reinigungsarbeiten 0,7 Akh/Tier und Jahr Fütterung 2,3 Akh/Tier und Jahr Liegeboxenpflege 2,5 Akh/Tier und Jahr Herdenmanagement 7,0 Akh/Tier und Jahr Besamung 1,6 Akh/Tier und Jahr Kälberaufzucht 1,8 Akh/Tier und Jahr Wegezeiten 0,7 Akh/Tier und Jahr Summe 25,25 Akh/Tier und Jahr AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Obuch, Geidel, HTW Dresden 2012 • Arbeitszeit für melkende+ • trockenstehende Kühe + • Reproduktionsabteil Jahresarbeitsmaß: 71 Kühe/AK Tagesarbeitsmaß: 116 Kühe/AK 8
  9. 9. Arbeitsplätze 1000 Kühe und 17 AMS (Feed First) • 1 Anlagenleiter • 2 Herdenmanager (incl. Repro + Krankenbereich) • Arbeitsplatzbeschreibung, Arbeitsanweisung, u.a. • Geburtshilfe und Geburtskontrolle • Kontrolle auffälliger Tiere • Melken von Kolostrumkühen und euterkranken Kühen im Fischgrätenmelkstand • 1,5 Fütterung, Einstreuen, Entmisten • 0,5 Klauenpflege • 1 Besamung • Besamung, Brunstkontrolle, TU • 2 Kälberversorgung • 6 Mitarbeiter Stall (2 Schichten/Tag) • Arbeitsplatzbeschreibung, Arbeitsanweisung, u.a. • Anlernen am AMS • Reinigung von AMS, Tränken, Faltschiebern • Störungsbeseitigung • Liegeboxenpflege (ca. 3000 Akh je Jahr für den gesamten Bestand!) • Tiergesundheitskontrolle • Umstellen von Tieren AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Obuch, Geidel, HTW Dresden 2012, unveröffentlicht 9
  10. 10. Herausforderungen… • Tierverhalten Nachtreibeaufwand • Hoher Nachtreibeaufwand bei älteren Herden, sehr hoher Kuhzahl je Roboter, sehr hoher Herdenleistung, freiem Kuhverkehr • Achtung: Tore in selektiver Lenkung beeinflussen Kühe nicht negativ! • Tiergesundheitsüberwachung hoher Aufwand, häufig ungenügende diagnostische Eignung der Sensoren • Hohe Wegezeiten • Arbeitsgänge wie die Liegeboxenreinigung sind schwierig in die Arbeitsplanung einzubinden Chaosprinzip! AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 10
  11. 11. Zwischenmelkzeit und Melkfrequenz zur Laktationsnummer Proportionale Abhängigkeit, bestimmt durch Einstellung Melkberechtigung systembedingt nur sehr geringe Unterschiede, aber deutlicherer laktationsabhängiger Einfluss AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW DresdenGeidel, Zobel, Sanchez, Obuch, Franze 2012, HTW Dresden 11
  12. 12. N = 84 Kühe, Stallplatzauslastung 95 % Ergebnisse gemittelt aus 216 Einzelbeobachtungen Timebudget der Kuh – konventionelles Melksystem AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW DresdenGeidel, Zobel, Sanchez, Obuch, Franze 2012, HTW Dresden 12
  13. 13. Timebudget der Kuh – AMS verschiedene Kuhverkehrssysteme Time Budget - Feed First™ Bypass-Gate Time Budget – free cow traffic AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Feeding Feeding Eating Lying Standing Milking Active % of eating cows in stalls Eating Lying Standing Active Milking % of eating cows in stalls Percentageofanimals[%] Percentageofanimals[%] 13
  14. 14. Tierverhalten im Vergleich der Kuhverkehrssysteme Selektiv gelenkt 1 Selektiv gelenkt 2 Freier Kuhverkehr Tiere beim Melken (Mittelwert %) Minimum [%] - Maximum [%] 6,2 a 1,9 – 10,0 % 7,7 b 3,6 % – 11,1 % 5,6 a 2,6 % – 10,6 % Tiere beim Fressen (Mittelwert %) Minimum [%] - Maximum [%] Anzahl Futtertischbesuche/ Tag Mittlere Fresszeit [h] / Tag 18,7 8,3 – 27,5 6,0 4,5 h 19,7 7,5 – 29,2 6,7 4,7 h 18,7 9,4 – 29,4 7,1 4,5 h Tiere beim Liegen (Mittelwert) Minimum [%] - Maximum [%] Mittlere Liegedauer [h] / Tag 50,3 a 34,4 – 64,2 % 12,1 47,2 b 35,0 – 62,5 % 11,3 51,6 a 43,0 – 61,5 % 12,3 AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW DresdenGeidel et al 2012 14
  15. 15. Kuh - Mensch - Beziehung AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW DresdenGeidel et al 2012 15
  16. 16. Kontrolle - Verdacht Eutererkrankung AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden durchschnittliche Dauer 3,66 Akmin / kontrolliertes Tier täglicher Kontrollbedarf 3% des Tierbestandes Tierbestand 60 Kühe / AMS Jahresarbeitszeitbedarf 40,1 Akh / AMS * Jahr Jahresarbeitszeitbedarf / Kuh 0,7 Akh / Kuh * Jahr • Suche des Tieres in der Haltungsgruppe • visuelle Kontrolle des Gemelks • Dokumentation der Ergebnisse Obuch, Masterarbeit HTW 2012, N=124 16
  17. 17. Erfolg der Detektion von Mastitiden mit visueller Beurteilung der graphischen Darstellung des Viertelleitwertes Anzahl Tiere nach abnormem Kurvenverlauf krank gesund Summe Anzahl Tiere nach ZZ/BH krank 48 32 80 60% Sensitivität gesund 40 693 733 95% Spezifität Summe 88 725 813 55% 96% positiver Vorhersage wert negativer Vorhersage wert AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Datengrundlage: Leitwerte, MLP-Zellzahlen und Behandlungen im Zeitraum vom 02.11.2014 bis zum 02.02.2015, Krankheitsinzidenz 10% Berechnung: Die MLP-Zellzahlen und die registrierten Mastitisbehandlungen dienen als Referenz zur Definition von kranken Tieren. Ein Tier wird als „krank“ definiert, wenn die MLP-Zellzahl > 250.000 n/ml beträgt und/oder eine Mastitisbehandlung erfolgt ist. Heidig, Geidel HTW Dresden 2015 17
  18. 18. Grafische Darstellung-Viertelleitwerte AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 18
  19. 19. Alarmlisten-Viertelleitwerte AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 19
  20. 20. Arbeitsplatz AMS Karussell und „Durchlaufmelkstand“ AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 20
  21. 21. Feste Zwischenmelkzeiten Fütterungs- und Sondergruppenbildung möglich Melkprobleme (z.B. unvollständige Melkungen) können während der Melkzeit überwacht werden Behandlungen von Eutererkrankungen sind zeitnah möglich Zentrale Separation ermöglicht arbeitsorganisatorische Vorteile Kühe mit eutermorphologischen Problemen müssen nicht sofort selektiert werden (gilt nicht für alle Systeme!) Verfahrenskosten lassen für Herden ab 400 … 500 Kühen bei arbeitsorganisatorischer Optimierung Konkurrenzfähigkeit zu nichtautomatischen Systemen erwarten AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Automatisches Melkkarussell und AMS (Box) Vorteile im Vergleich…Karussell, “Durchlaufmelkstand“ 21
  22. 22. Bewirtschaftungsmodelle Automatische + konventionelle Bewirtschaftung • Während des Melkprozesses ist ständig eine Arbeitskraft (Operator) am Melkstand anwesend • beaufsichtigt den Melkprozess und greift bei Störungen ein. • Für große Karusselle und für zweimal tägliches Melken geeignet Automatische Bewirtschaftung • Melkprozess wird nicht mehr durchgängig beaufsichtigt • „Unvollständige Melkungen“ werden automatisiert separiert, vor Gruppenwechsel zurück auf den Melkstand gebracht und unter Aufsicht gemolken. • Für kleinere Herden sowie auch für hohe Melkfrequenzen (3x täglich) geeignet. AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Achtung Diskussion! In der Erprobung! 22
  23. 23. Arbeitsplatz „Milking Operator“ am DPQ Der Operator kann die Melkzeit vollständig betreuen. Es werden während der Melkzeiten alle Arbeiten am Karussell und im Vorwartehof durch den Operator durchgeführt. Dazu gehören Kontrollen von „Alarmkühen“ Kontrolle des Eintriebes aus dem Vorwartbereich „Handansetzen“ (nur wenn notwendig!) Wiedereintrieb von Kühen, die ein zweites Mal gemolken werden müssen oder zur Behandlung separiert wurden Euterbehandlungen nach dem Melkprozess Melken von Sondergruppen AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 23
  24. 24. Arbeitszeitbedarf für Melken und Treiben Akh/Kuh und Jahr im Automatischen Karussell 300 500 1000 1500 2000 2500 3000 28Melkplätze,mitOperator 13,2 11,1 9,6 9,0 8,7 8,6 8,6 40Melkplätze,mitOperator 11,6 9,5 7,9 7,4 7,1 6,9 6,9 60Melkplätze,mitOperator 10,4 8,3 6,7 6,2 5,9 5,7 5,7 80Melkplätze,mitOperator 9,9 7,7 6,2 5,6 5,3 5,1 5,2 28Melkplätze,ohneOperator 9,2 7,3 5,9 5,3 5,1 4,9 4,9 40Melkplätze,ohneOperator 9,2 7,2 5,8 5,2 4,9 4,7 4,8 60Melkplätze,ohneOperator 9,0 7,0 5,6 5,1 4,8 4,6 4,6 80Melkplätze,ohneOperator 9,0 7,0 5,6 5,1 4,8 4,6 4,6 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 AKh/KuhundJahr TiereimBestand ArbeitszeitbedarffürMelkenundTreiben 2xtäglichmelken Anzahl melkende Kühe Akh/Kuh und Jahr für Melken und Treiben 28 Plätze mit „Melker“ 40 Plätze mit „Melker“ 28 Plätze ohne „Melker“ 40 Plätze ohne „Melker“ 300 13,2 11,6 9,2 7,3 500 11,6 9,5 9,2 7,2 1000 9,6 7,9 5,9 5,8 AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 24
  25. 25. Herausforderungen… • Technologisch zusätzliche Ausstattung erforderlich gut durchdachte Separation • Umgang mit Datenflut will gelernt und gewollt sein Daten aus der Sensorik müssen verstanden und regelmäßig ausgewertet werden • Still stehen und „Nichts tun“ am Karussell führt zu Ersatzhandlungen z. B verstärkter Reinigungstätigkeit, falschen Ausmelkontrollen und Unzufriedenheit des Personals • Durchsatz leitet sich aus Milchfluss und Gemelksmenge ab, ist NICHT mehr abhängig von den Tätigkeiten des Personals • Umfangreiche Schulung des Melkpersonals ist erforderlich und führt zum Umdenken wird häufig vernachlässigt • Arbeitsanweisungen erleichtern den Umgang mit dem Automatischen Melksystem Anwender scheuen sich davor, Hersteller stellen keine Arbeitskonzepte zur Verfügung Achtung: Bedienanleitungen reichen nicht aus! AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 25
  26. 26. Theoretischer Durchsatz Automatisches Karussell Melkplätze Melkfrequenz Bestandsgröße Durchsatz n täglich Kühe Kühe/h 28 2 500 116 28 3 500 145 40 2 500-1000 172 40 3 500-1000 215 60 2 1000 273 60 3 1000 341 60 2 2000 273 80 2 2000 360 80 2 3000 360 AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 26
  27. 27. Analyse der Operator-Tätigkeit am DPQ Karussell 40 Melkplätze MZ 1 MZ 2 MZ 3 Kühe gemolken ohne Sondergruppen 254 253 253 Melkzeit gesamt (min) 113,7 109,3 102,9 % Wartezeit 75 84 71 AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden Achtung: Bei steigender Melkplatzanzahl wird die Arbeitszeit besser genutzt! Umso passender und gesünder die Herde, desto weniger Arbeitsgänge! Geidel, Heidig et al: Forschungsprojekt Automatisches Melkkarussell (2014 – 2015) 27
  28. 28. Technologisch zusätzlich erforderliche Ausstattung o Vorwarthof für Gruppe für maximal 1 h Durchsatz o 1,5 … 2 m2 /Kuh o Automatischer Treiber für größere Bestände o Separationsbereich besonders dann unerlässlich, wenn im Melksystem keine Arbeiten am Euter ausgeführt werden können AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 28
  29. 29. Wieviel Separationsbereiche und Plätze? o Aufgaben des Wochenarbeitsplanes analysieren und entscheiden, welche Arbeiten am Melksystem erledigt werden sollen! • Besamung täglich • Trockenstellen 1x/Woche • TU und Puerperaluntersuchung 1x/Woche • Umstallen nach Leistung 1x/Monat o Separation kranker und lahmer Kühe berücksichtigen • Plätze im Behandlungsstand müssen der Anzahl der zu behandelnden Kühe entsprechen • Achtung! Mehrere Separationsbuchten sind sinnvoll • Planung für 8 … 10 % der Herde AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 29
  30. 30. 3,50m 15 Fressplätze mit Fangfressgitter 12,00m 8 Liegeboxen 2,50m 8,80m SB Mastitis/Besamung - 5 Tiere mit Mastitisverdacht - 10 Tiere Besamung Smart Gate 2 SB Melken 15 unkorrekt gemolkene Tiere (=8% von größter Gruppe) => Platzbedarf mindestens 22m² Fressplätze mit Nackenrohr (fakultativ) Mind. 5,00m DairyProQ Smart Gate 2Einlasstor 25 Fressplätze mit Fangfressgitter befahrbarer Futtertisch Rücktrieb => <= Eintrieb SB Sonstiges für wöchentlich durchschnittlich - 15 Trockensteller - 20 TU-Tiere - 20 Steri-Tiere Smart Gate 3 19,00m 14 Liegeboxen 44 m² <= Fressbereich befahrbar => • Herde mit 1000 Tieren • 40 Melkplätze, 3x täglich Melken => maximale Gruppengröße = 180 Tiere • Vollautomatische Bewirtschaftung des Melksystems • Durchführung von Besamungen und Einzeltierbehandlungen in der Separation • Nutzung der SB Sonstiges für Umstellungen und als „Parkplatz“ bei Klauenbehandlungen •Rahmenbedingungen (Anteil unkorrekt gemolkener Tiere, Krankheitsinzidenzen usw.) in Anlehnung an Referenzbetrieb AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 30
  31. 31. Fazit • Arbeitsabläufe planen (Beratung!) • Mitarbeiter begeistern und ausbilden! • Arbeitsanweisungen entwickeln! • Unbedingt das Management weiterbilden! • Diagnostische Eignung von Sensordaten • Entwicklung des Tierverhaltens • Einstellungen der Melkautomatik (Anrüsten, Viertelspezifisches Melken, Abnahmefunktionen, Einstellungen der Software in Melktechnik und Herdenmanagementsoftware) • 2 bis 3 Jahre vor AMS-Installation Zuchtstrategie und Eutergesundheitsmanagement anpassen! AMS Arbeitsplatz - Arbeitsorganisation Uni Leipzig Veterinärmedizin 27.09.2019 Steffi Geidel HTW Dresden 31

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