文‧圖 / 畜產試驗所　陳怡璇

一、前言

　　乳牛產業工作粗重、工時長、環境不佳，並且是常沒休假的一個產業。擠乳工作是乳牛場經營管理中花費最多時間的部分，其勞動力約佔牧場的 25-35 % 。「 全年無休，擠完牛奶才能吃年夜飯。 」一位酪農坦言，並表達出乳牛產業的艱辛處，且正面臨勞力不足的窘境。現今臺灣有 550 個牧場全年無休，根據農業統計年報顯示，目前全臺大概有 11 萬頭乳牛，平均一個牧場養 200 頭牛（表 1 ），其中產乳牛為 6 萬多頭，每年供應國人 36 萬 5 千公噸鮮乳， 8 成以上由大乳品廠契作收購。除了臺灣，紐、澳、美、歐洲等酪農也都面臨勞力短缺的問題，該等因素正著手引進自動擠乳機、飼料監控及刮糞機等。為紓解乳牛產業缺工壓力、升級乳牛產業經營技術、提高經營業者生活品質，並改進乳牛場作業環境與穩定勞動條件，自動化擠乳系統乃應運而生。

圖 1 　自 1992 年使用 自動化擠乳系統 之酪農戶數變化

表 1 　臺灣乳業產能統計

二、自動化擠乳系統技術簡介

　　自 1903 年澳大利亞 Alexander Gillies 發明第一臺擠乳機開始，擠乳機產業的發展已有百餘年歷史。隨著感應器技術、自動控制技術、計算機技術與機器人技術等新科技的發展應用，再加上勞動人力成本逐漸上升的情形下，全自動 擠乳系統 誕生，且使用之酪農戶也逐年遞升（圖 1 ）。

　　自動化擠乳系統在 60-70 年代發展初期時，原缺少擠乳前準備與自動套脫杯系統，直至 1997 年 Rossing & Hogewerf 才開始發展自動化乳杯套裝與脫杯等相關技術。自動化擠乳系統裝設液壓系統機械手臂，機械手臂末端配有光學攝影頭與激光器，在可容許的範圍內，液壓系統機械手臂可感應乳牛乳房不同位置與大小，用來捕捉乳頭位置並進行乳頭定位，進而帶動末端執行器便夾取乳杯，進行套杯並開始擠乳，完成後進行自動脫杯的動作。然而，自動化擠乳需要的不僅是上述的流程，還有其他重要的程序，包含：自動擠乳、乳頭清潔、乳頭偵測、自動套杯脫杯、整組擠乳系統的控制感測器與軟體介面等。

　　自動化擠乳系統分成單欄整合型及多欄式搭配可移動擠乳與套杯設備擠乳機器人兩種。單欄式每日擠乳數次，可全自動擠乳約 50-60 頭泌乳牛；多欄式含有 2-4 組擠乳設備可適用於 80-150 頭左右的牛群，每日擠乳次數達 3 次以上。自動擠乳系統在擠乳過程中會搭配自動給料系統，以提高乳牛群之擠乳意願，使牛群自動進入擠乳設備。此外，此系統取代傳統擠乳工人，故具有牛隻辨識系統、清潔系統、擠乳系統及辨別異常乳的功能，以達到各項乳品質標準。再者，整個擠乳過程中系統會全程監控並記錄，另自動儲存資料，讓酪農依不同牛群狀況作最適的飼養模式。

三、自動擠乳系統與傳統擠乳系統之比較

1. 投資成本
   　　自動擠乳系統需要較高的投資成本，但可增加產乳量並減少勞工成本，故單位乳量成本經計算後是較低的。另外，雖然此系統全天 24 小時都在運作，所耗費的水電費高於一般傳統擠乳系統，但由於乳產量的增加，經過統計其所得到的經濟效益是高於傳統擠乳系統。另有人建議裝設水電錶，以便檢查水電的消耗並控制成本。
   　　由大型乳牛場的統計結果發現，自動化擠乳系統平均 2 星期會發生 1 次機械設備問題需要處理，由此可發現，此系統在使用上非常仰賴廠商的維修及保養服務，因此保養及維修成本需要考慮，但此項成本也會因管理與維持的程度不同而有所差異。
2. 勞力規劃
   　　根據統計，自動擠乳系統相較於傳統擠乳系統可以節省約 18% 左右的勞動人力，透過此系統對於節省乳牛場之人力成本開銷有很大的助益。同時消除每日 2 次擠乳的作業需要，改變乳牛場的飼養模式，酪農不再需要每日定時定點擠乳，使牧場的生活方式更加靈活，現代化牧場能夠有更多精力投入其他部分的牧場經營管理。
3. 乳牛健康與福祉
   　　利用自動化擠乳系統可智慧監控乳房健康，取代過去長時間肉眼觀察牛隻乳房。此外，本系統可單獨對乳牛各分房部位進行擠乳，獨立偵測各分房的乳品質以進行數據的收集與分析，達到更精準監控乳牛乳房的健康。乳牛在完成擠乳後，可根據系統資料來分隔需要進行治療或授精的牛隻，將這些牛隻單獨引導至個別區域加以作業，提升牧場管理促進牛隻健康。利用此系統可讓乳牛自行決定何時擠乳，電腦中的紀錄有助於改善乳牛的飼養計畫，且更符合動物福祉。
4. 感應器設備與資料收集
   　　自動化擠乳系統包含感應器及資料數據收集管理系統，利用電腦詳實記錄整個擠乳過程，並於螢幕上顯示產乳量及擠乳速度等主要數據。數據會自動貯存於資料庫中便於酪農依照牛群狀況適時調整擠乳流程及條件。此外，系統資料庫中的巨量資料內容，經過軟體運算分析後，轉化為報表於螢幕上顯示並輸出，甚至遠端的資料傳輸等，有利農了解牧場的狀況。
   　　對於系統製造商及牧場主人而言，最大的挑戰同時也是很重要的課題為偵測異常問題的出現，例如異常乳的偵測。異常乳產生的比例相對較低，先進的自動化擠乳系統利用不同感測器控制擠乳程序並偵測乳品質，當中包含乳成分、體細胞數（ Somatic cell count, SCC ）、乳中是否含血、電導度及孕酮素等。這些偵測器搭配智慧型的運算處理軟體以協助酪農更了解牛群並作出正確的決策。
5. 乳品質
   　　根據研究報告指出，使用自動擠乳系統的乳產量，較每日 2 次擠乳的乳產量約增加 2-12% 左右。值得注意的是與臺灣乳牛場擠乳管理不同，在美國許多大型的乳牛場一般是每日 3 次擠乳，但若其乳牛群需要適應自動化擠乳設備，乳產量反而會降低 5-10% 。
   　　自動擠乳系統擠乳過程中，乳頭清潔系統包含刷子及滾筒，可以清潔整組乳杯或獨立清潔特定乳杯， 24 小時運作可準確的清潔乳頭、分析乳質及區分異常乳。根據試驗結果指出，其清潔效果比乳杯未清潔前好，但仍未比使用人工清潔優。由乳中體細胞數相關的資料統計顯示，使用此系統的乳中體細胞數並未低於傳統擠乳系統之牛乳，而且在管理不良的牧場中，此現象越是嚴重。從以上可以得知，若沒有良好的牧場管理，此系統在應用上仍有其限制。

四、初期使用可能遭遇之困難

　　自動擠乳系統是全天 24 小時持續運作，一般依照乳牛意願自動進入擠乳機進行擠乳。對牛群而言，此系統並不適用於所有的牛群，乳頭形狀及乳頭位置不佳可能會造成自動套杯困難，在新安裝的酪農使用經驗上，平均約有低於 5% 左右的牛群無法適用。剛開始使用此系統時，相較於適應傳統式擠乳設備，牛群需要較長的時間來適應。另外需注意，若是蹄部受損牛隻，或是離擠乳設備甚遠之牛群，都會造成自動擠乳系統應用上的困難。除了需要選擇適當牛隻之外，牧場的動線規劃也會影響系統運作的流暢度及效益，例如：餵飼道的規劃與數量、擠乳設備的位置等。

五、結語

　　自動化擠乳系統對於環境及減少擠乳時勞動人力而言相當具競爭力，人工可從原本 5 人縮減到 1 人，且若在良好的飼養管理下，其他的潛在好處包括提高動物健康、動物福祉與乳量，並達到資源利用最大化。為使自動化擠乳系統可達到最高的經濟效益，製造商是否可提供良好完整的服務網絡為非常重要的議題，因此系統需要高度的技術支援及維護管理，也是未來最主要的挑戰之一。目前在臺灣，許多牧場都還在觀望是否要引進自動化擠乳系統，透徹了解自動化擠乳系統的使用要領，並清楚各自牧場的需求與定位，才能知己知彼以做出正確的牧場決策。