既中國奶業(yè)協(xié)會品種登記設(shè)備開發(fā)委托任務(wù)考核

一、概述

       DHI是Dairy Herd Improvement的縮寫，直譯為奶牛群改良計劃，在我國也稱奶牛生產(chǎn)性能測定。DHI核心可以概括為“測奶科學養(yǎng)牛”，即通過DHI測定積累大量數(shù)據(jù)對種公牛進行遺傳評估、對母牛進行品種登記、科學選種選配，進而推動群體遺傳改良；同時DHI報告對奶牛場生產(chǎn)活動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100年的歷史，參測的牛場超過70％。我國DHI技術(shù)的應(yīng)用從上世紀90年代開始，目前參加測定的牛場不足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)亟需解決的問題。其中測試奶樣采集的準確性、奶樣瓶與牛號的 一一對應(yīng)、奶樣測定結(jié)果的牛號匹配、牛群異動情況的準確性，DHI報告內(nèi)容及解讀應(yīng)用等這幾個方面是當前急需解決的關(guān)鍵問題，客觀上嚴重制約了我國DHI技術(shù)的推廣應(yīng)用。

以RFID為代表的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)近幾年取得了巨大進展，在交通、金融等多個領(lǐng)域取得了豐碩的應(yīng)用成果，應(yīng)用技術(shù)穩(wěn)定成熟。但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在奶牛養(yǎng)殖業(yè)的應(yīng)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(yīng)用實現(xiàn)奶牛養(yǎng)殖專業(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，運用最新先進科技完成對傳統(tǒng)行業(yè)的改造，實現(xiàn)參測牛只、奶樣采集、數(shù)據(jù)分析的全過程智能化管理，且自動集成實驗室測定設(shè)備，可以大幅減少重復性機械勞動、減輕工作強度和壓力、降低人力成本、提高數(shù)據(jù)準確性，為奶牛場、集團、科研工作提供準確詳實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)奶牛養(yǎng)殖科學、精細化管理，填補了國內(nèi)空白。

二、DHI測定過程

(1)參測牛場基礎(chǔ)檔案整理：在牛場準備參加DHI測定時，首先需要整理好參測牛只的基礎(chǔ)檔案，包括牛只編號、系譜、配種、產(chǎn)犢、干奶、流產(chǎn)、轉(zhuǎn)舍、淘汰登記等基本信息，這是開展DHI測定的前期必備工作，建議參測奶牛場采用專業(yè)的牛場管理軟件對龐大的數(shù)據(jù)進行集中智能化管理；

(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體泌乳牛，間隔時間范圍為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)實驗室測定：將采集的奶樣送至DHI測定實驗室，經(jīng)過專業(yè)設(shè)備監(jiān)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(jié)果分析：完成奶樣測試和數(shù)據(jù)輸入后，測試員將數(shù)據(jù)按牛舍保存為固定格式的文件交給數(shù)據(jù)處理員，并輸入CNDHI軟件。CNDHI軟件將根據(jù)輸入的測定結(jié)果，結(jié)合參測牛只的基本檔案，分析并生成反應(yīng)個體和群體的53項性能指標，同時依據(jù)分析的指標為牛場、實驗室或?qū)�業(yè)的科研機構(gòu)形成各種管理數(shù)據(jù)報告；

三、DHI測定工作中存在的問題

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、奶牛場生產(chǎn)指導等方面具有顯著的效果，但是DHI的數(shù)據(jù)的準確性是首先要解決的問題，“進去的是垃圾，出來的也是垃圾”，由于奶牛飼養(yǎng)方式、DHI測定方式、采樣的方法等原因，我們在DHI測試數(shù)據(jù)的可利用率極低，大量的垃圾數(shù)據(jù)嚴重制約了行業(yè)發(fā)展。抓好數(shù)據(jù)源頭對DHI至關(guān)重要，經(jīng)過幾年的項目運作與實際工作經(jīng)驗總結(jié)顯示，影響DHI報告準確性主要包括以下四個方面：

(1)測試奶樣采集的準確性：現(xiàn)在國內(nèi)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(yīng)的采樣瓶，然后繼續(xù)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(xiàn)在中奶協(xié)組織并已經(jīng)完成一次采樣的參數(shù)校準工作，配合一次采樣的相關(guān)設(shè)備、軟件，這樣對測試奶樣的采集減輕大量工作的同時，將極大的提高數(shù)據(jù)的準確性。

(2)奶樣瓶對應(yīng)牛號的識別：現(xiàn)在所有DHI實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(jié)果。這樣的過程存在很大的風險隱患，只要有一頭牛識別錯誤或識別的順序錯誤，整個牛場的測試結(jié)果將失去意義。

(3)奶樣測定結(jié)果的牛號處理：現(xiàn)在國內(nèi)主流DHI測定設(shè)備出來的測定結(jié)果都只有順序號，沒有牛號，設(shè)備本身不能識別測定的奶樣是那頭牛的，需要實驗室技術(shù)人員根據(jù)上樣的順序，記錄牛號，再按照順序牛號修改測定設(shè)備出來的測定結(jié)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業(yè)表格，這些表格是綜合了測定設(shè)備的結(jié)果，以及牛只個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。

針對上述四個方面，采用物聯(lián)網(wǎng)的先進技術(shù)，結(jié)合業(yè)務(wù)需求，可以大幅減少重復性機械勞動、減輕工作強度和壓力、降低人力成本、提高數(shù)據(jù)準確性，為奶牛場、集團、科研工作提供準確詳實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是實現(xiàn)奶牛養(yǎng)殖精細化管理的基礎(chǔ)。

四、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品化解決方案

（一）牛只個體標識與電子奶樣瓶

 (1)牛只個體標識：采用超高頻只讀無源標簽技術(shù)，實現(xiàn)一牛一號管理，每頭牛設(shè)計佩戴1～2枚電子耳標。電子耳標是其他智能軟件系統(tǒng)運行基礎(chǔ)，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(shè)計，底部設(shè)置超高頻 （ISO 18000-6C標準）電子芯片，瓶體內(nèi)置容積刻度線，瓶體設(shè)計有自動抓取凸槽，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自動設(shè)備設(shè)備、自動化奶樣檢測設(shè)備、自動化奶樣瓶清洗設(shè)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(shù)據(jù)質(zhì)量。電子奶樣瓶如下圖所示：

（二）牛場智能采樣系統(tǒng)

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

  (2)流量計與采樣:實現(xiàn)對奶牛產(chǎn)奶量的精確自動計量，同時配備奶樣采集端口，使得采集簡單快。

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

 （4）牛場智能化檔案管理軟件系統(tǒng)：總結(jié)了國內(nèi)外奶牛飼養(yǎng)專家的育種、日糧、疫病、以及經(jīng)營管理實踐經(jīng)驗，遵循我國奶牛飼養(yǎng)標準規(guī)范開發(fā)，并經(jīng)千家以上奶牛場實施應(yīng)用發(fā)展成熟。產(chǎn)品業(yè)務(wù)功能包括：基礎(chǔ)檔案管理、智能預(yù)警、牛群管理、繁殖管理、產(chǎn)奶管理、DHI分析、獸醫(yī)保健、飼喂與營養(yǎng)、物資管理、財務(wù)分析、績效評價、決策支持、OA等。

   改變以往牛場向DHI測定中心報送數(shù)據(jù)的做法，測定中心自動抓取生成DHI報告需要的牛場生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

（三）DHI中心數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)

（1）奶樣瓶自動識別系統(tǒng)：對DHI奶樣檢測設(shè)備進行改造，加裝自動讀取設(shè)備，當電子奶樣瓶經(jīng)過自動讀取設(shè)備時，系統(tǒng)自動讀取出電子奶樣瓶對應(yīng)牛號，并登記進入CNDHI軟件。

       （2）數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)：系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能包括：基本信息、數(shù)據(jù)處理、個體分析報告、群體分析報告、牧場測定報告、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)幫助。

五、應(yīng)用成果鑒定