Università degli Studi di Milano ROBOT DI MUNGITURA Software gestionali QUADERNI DELLA RICERCA N. 31 APRILE 2004 1
Sperimentazione condotta nell ambito del progetto di ricerca Robot di Mungitura finanziato con il Programma regionale di ricerca in campo agricolo 2001-2003 A cura di A. Guidobono Cavalchini, L. Rigamonti, F.M. Tangorra, M. Zaninelli Dipartimento di Scienze e Tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano hanno realizzato le attività sperimentali: Dipartimento di Scienze e Tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano Via Celoria 10, 20133 Milano tel +39 0250317903 fax +39 0250317898 Referente: Antoniotto Guidobono Cavalchini - tel. +39 0250317903 e-mail: antoniotto.cavalchini@unimi.it Per informazioni Regione Lombardia Direzione Generale Agricoltura U.O. Programmazione e ricerca per le filiere agroindustriali Struttura Ricerca e innovazione tecnologica Piazza IV Novembre, 5 20124 Milano Tel. +390267652537 Fax +390267652576 e-mail: agri.ricerca@regione.lombardia.it http://www.agricoltura.regione.lombardia.it Referente: Gianpaolo Bertoncini - tel.+39 0267652524 e-mail: gianpaolo.bertoncini@regione.lombardia.it Quaderno della ricerca stampato con il contributo congiunto di Comunità Europea, Stato Italiano e Regione Lombardia nell ambito del Piano di Sviluppo Rurale 2000-2006 - d.g.r. 08 agosto 2003, n.14011 2 Copyright Regione Lombardia
ROBOT DI MUNGITURA Software gestionali QUADERNI DELLA RICERCA N. 31 APRILE 2004
Sommario Presentazione...3 Il progetto RdM...4 1. Introduzione...6 2. Scopo del lavoro...7 3. Materiali e metodi...8 4. Risultati...11 4.1 Struttura del software DeLaval...11 4.1.1 ALPRO Windows...12 4.1.2 VMS Status...20 4.1.3 COW Monitor...20 4.1.4 VMS Config...23 4.2 Struttura del software Lely...24 4.2.1 Giornali...25 4.2.2 Animale...27 4.2.3 Alimentazione...28 4.2.4 Mungitura...28 4.2.5 Separare...30 4.2.6 Salute...30 4.2.7 Sistema...33 4.3 Efficienza e affidabilità allarmi...33 4.3.1 DeLaval...33 4.3.2 Lely...37 4.4 Le impressioni degli allevatori...40 5. Conclusioni...42 5.1 I software gestionali...42 5.2 L affidabilità dei sistemi sensoristici...45 Allegato 1...47 2
Presentazione Il comparto lombardo della produzione e trasformazione del latte rappresenta per dimensione una ragguardevole fetta del panorama lattiero caseario italiano. La Lombardia infatti produce circa 40 milioni di ettolitri di latte bovino all anno, che rappresentano il 37% del totale nazionale e vanno a rifornire le più grosse imprese lattiero casearie. Molti allevatori lombardi da qualche anno guardano con interesse l opportunità di introdurre la mungitura robotizzata in stalla per migliorare sia gli standard produttivi ed economici aziendali, sia la qualità della vita degli operatori. Dal confronto con il sistema produttivo agricolo lombardo è emersa la necessità di avviare interventi specifici di ricerca e sperimentazione per valutare sul campo il grado di affidabilità di questa tecnologia, misurarne l impatto sulla gestione dell allevamento, mantenendo una forte attenzione alla garanzia della qualità del latte, alla salute e benessere degli animali, al miglioramento dell efficienza produttiva. Con il Programma regionale di ricerca in campo agricolo 2001-2003 la Regione Lombardia ha finanziato l avvio del progetto di ricerca Robot di mungitura realizzato con la collaborazione tra le aziende che avevano già installato questi impianti e un gruppo qualificato di scienziati, ricercatori e tecnici dei Servizi di Assistenza Tecnica agli Allevatori (SATA), che hanno consentito di raccogliere dati e di studiare una serie di problematiche legate all introduzione nelle nostre stalle del robot. Alcuni dei temi approfonditi e studiati sono stati i riflessi sulla sanità degli animali, l impatto sociale, la convenienza economica, la facilità d uso e la correttezza delle informazioni gestite dal software, i riflessi sulla qualità della produzione e le strategie più adatte da adottare. È importante sottolineare il fatto che nello stesso periodo il Ministero per la politiche agricole e forestali ha dotato l Istituto Sperimentale per la Zootecnia di Cremona di una stazione di mungitura robotizzata e avviato ulteriori iniziative di ricerca, in particolare sugli aspetti socio-economici e sulla qualità del latte destinato alla caseificazione, che hanno permesso di allargare le tematiche indagate in maniera sinergica con l iniziativa della Regione Lombardia. Con questo ed altri quattro Quaderni della ricerca pubblicati in successione dalla Regione Lombardia, a partire dagli atti del convegno tenutosi alla Fiera di Cremona nel gennaio 2004, i ricercatori descrivono agli allevatori e ai tecnici aziendali i risultati principali del lavoro svolto negli ultimi tre anni dando utili suggerimenti per la gestione della stalla robotizzata e pongono alle case costruttrici alcuni stimoli per migliorare ulteriormente le prestazioni delle macchine oltre che per rendere più amichevole il rapporto tra queste e l allevatore. Viviana Beccalossi Vicepresidente ed Assessore Regionale all Agricoltura 3
IL PROGETTO RdM Nell anno 2000, l Associazione Provinciale Allevatori di Milano e Lodi insieme ad una delle prime aziende lombarde che hanno introdotto con successo il robot di mungitura nella gestione della propria stalla, ha proposto alla Direzione Generale Agricoltura della Regione Lombardia di avviare iniziative di ricerca finalizzate a valutare l impatto tecnico, economico e sociale dei sistemi di mungitura robotizzata nelle aziende lombarde. L interesse degli allevatori lombardi verso questa tecnologia è dimostrato sia dalla dinamica degli acquisti di impianti (la stragrande maggioranza degli impianti opera in Lombardia) sia dalla domanda di ricerca espressa alla Direzione Generale Agricoltura dagli operatori del settore e dal mondo della ricerca negli incontri organizzati per definire le priorità sulle quali investire risorse regionali per la ricerca e la sperimentazione in agricoltura. Sulla base di tale interesse, la Giunta della Regione Lombardia ha approvato con il Piano per la ricerca e lo sviluppo 2001, il progetto Robot di Mungitura (RdM) con l obbiettivo di studiare l impatto dell inserimento di questa tecnologia nell azienda zootecnica lombarda. Con i due successivi Piani, 2002 e 2003, il progetto è stato arricchito di ulteriori interventi per rispondere in maniera mirata alle più importanti tematiche legate alla gestione di questa tecnologia innovativa per la zootecnia lombarda. I partner coinvolti nel progetto sono stati: l Istituto Sperimentale per la Zootecnia (ISZ), Sezione Vacca da Latte di Cremona con il ruolo di coordinamento; il Dipartimento di Patologia Animale e Sanità Pubblica Veterinaria Sezione di Malattie Infettive (DPASPV SMI) - Università degli Studi di Milano; il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare (VSA) - Università degli Studi di Milano; l Associazione degli Allevatori, nelle sue componenti Provinciale (APA Milano e Lodi), Regionale (ARAL) e Nazionale (AIA). La responsabilità scientifica del progetto è stata affidata al professor Franco Sangiorgi dell Istituto di Ingegneria Agraria - Università degli Studi di Milano. La fattiva collaborazione di alcune aziende agricole e delle ditte costruttrici (essenzialmente DeLaval e Lely), che vengono qui ringraziate pubblicamente, ha consentito di ottenere informazioni e dati operativi necessari per lo sviluppo della ricerca. Il progetto è stato strutturato in sei sottoprogetti orientati rispettivamente a: 1. valutare l impatto tecnico, economico e sociale dell introduzione in azienda della mungitura robotizzata; 2. sviluppare un sistema di autocontrollo della qualità sanitaria del latte nelle aziende con robot di mungitura; 4
3. definire un protocollo operativo per lo svolgimento dei controlli funzionali nelle aziende dotate di impianto di mungitura robotizzata; 4. valutare, nelle diverse tipologie aziendali lombarde ove è installato il robot, l impatto sulla produzione quali-quantitativa e sulla gestione della stalla; 5. valutare gli effetti della mungitura robotizzata sulla fisiologia della lattazione (confronto tra animali munti con robot e animali munti con sistema tradizionale); 6. valutare la completezza, la complessità e l affidabilità dei software gestionali e dei sistemi sensoristici installati sui robot di mungitura più diffusi in Lombardia. Questi Quaderni della Ricerca costituiscono, assieme agli altri mezzi di diffusione dei risultati del progetto RdM pubblicati anche sulla stampa specializzata e sulle riviste scientifiche di settore, un veicolo per informare in maniera il più possibile obiettiva, allevatori e tecnici sulle reali prestazioni di queste macchine complesse. Un importante ruolo nel trasferimento delle conoscenze sui robot di mungitura agli allevatori della Lombardia è svolto, in particolare, dal Servizio di assistenza tecnica agli allevamenti (S.A.T.A.), attivo sul territorio regionale. I tecnici del SATA hanno infatti anche il compito di formare e informare gli allevatori sulle migliori tecnologie innovative disponibili e valutare i problemi ad esse associati. Per questo, i tecnici SATA costituiscono uno strumento di feed back per l Amministrazione che consente di valutare la ricaduta delle innovazioni sul sistema produttivo. 5
1. INTRODUZIONE Gli allevatori di bovine da latte si trovano oggi di fronte ad un salto tecnologico molto importante e impegnativo. L automazione e l informatizzazione dell allevamento, infatti, impongono un profondo cambiamento nei normali criteri di gestione dell azienda zootecnica. In questo ambito, la robotizzazione della mungitura rappresenta una delle innovazioni più impattanti e di maggior interesse. In Italia, la diffusione dei sistemi robotizzati di mungitura, noti anche come AMS (Automatic Milking Systems) è iniziata in ritardo rispetto ad altri Paesi Europei ed è stata influenzata dalla sempre più marcata difficoltà a reperire manodopera specializzata ed affidabile piuttosto che da una reale convinzione degli allevatori. L insuccesso delle prime installazioni, risalenti al 1992-93, inoltre, aveva raffreddato gli entusiasmi iniziali. Oggi, però, i timori e gli scetticismi iniziali sembrano superati grazie ai confortanti risultati conseguiti internazionalmente, e i robot di mungitura rappresentano nel nostro Paese, e soprattutto in Lombardia, una tecnologia in rapida espansione a causa della necessità sia di ridurre l incidenza dei costi di manodopera sulla produzione del latte sia di eliminare la gravosità delle operazioni di mungitura, lasciando all allevatore esclusivamente la supervisione del sistema stalla. Nonostante le forti implicazioni economiche e sociali potenzialmente derivanti dall introduzione degli AMS, tuttavia, andrebbero meglio chiariti gli aspetti legati alla gestione dell impianto robotizzato e degli animali nelle condizioni che caratterizzano l allevamento da latte lombardo, prima di poter affermare se il robot rappresenti o meno una reale e vantaggiosa alternativa alle tecnologie tradizionali (sala di mungitura). Dai dati raccolti, relativi alle prime installazioni in Lombardia, risulta che una delle principali problematiche legate all introduzione del robot di mungitura in allevamento sia individuabile nell utilizzo delle informazioni fornite dal software che gestisce il robot: in altri termini, nella difficoltà di dialogo tra la macchina e l allevatore. In una situazione convenzionale, infatti, l allevatore raccoglie la maggior parte delle informazioni per l intervento sugli animali attraverso l osservazione diretta degli stessi e principalmente durante la fase di mungitura in sala. Il sistema di gestione informatizzata del robot sostituisce in gran parte questo contatto e impone all allevatore di interfacciarsi con gli animali attraverso indicatori nuovi, in molti casi indiretti, quali ad esempio la conducibilità elettrica del latte, l attività motoria, i tempi di mungitura per singolo quarto, la frequenza di accesso al box di mungitura, ecc., oppure con informazioni pre-elaborate che cercano di guidare l allevatore attraverso un percorso logico predefinito e, spesso, poco flessibile. In modo particolare, le difficoltà di gestione riguardano gli aspetti sanitari (individuazione della mastite), per i quali non è ancora stata chiarita la reale affidabilità di tali sistemi, i criteri di taratura degli stessi e cosa fare in caso di segnalazioni. 6
2. SCOPO DEL LAVORO Scopo del lavoro è stato lo studio dei software di gestione di due sistemi robotizzati di mungitura (DeLaval e Lely) installati in quattro aziende zootecniche lombarde al fine di valutare la completezza, la comprensibilità e l affidabilità delle informazioni e delle segnalazioni fornite. In particolare, sono stati indagati gli aspetti legati al controllo dello stato sanitario degli animali attraverso la verifica della relazione tra lo stato sanitario dei quarti (presenza di processi infiammatori, mastiti subcliniche e cliniche) e la segnalazione da parte dei sistemi sensoristici delle due tipologie di robot. La scelta di analizzare i sistemi DeLaval e Lely è stata dettata principalmente dal fatto che solo Lely e DeLaval hanno per ora una presenza significativa nella realtà italiana. Infatti, a fronte di oltre 80 AMS installati nelle aziende zootecniche italiane, circa 50 sono Lely, 25 DeLaval, 2 Fullwood, 2 Insentec ed 1 Gascoigne-Melotte Il lavoro è stato compiuto nell ambito del progetto di ricerca Robot di Mungitura 2 della Regione Lombardia, in collaborazione con l unità di ricerca guidata dal Prof. Alfonso Zecconi, l Istituto Sperimentale per la Zootecnia (ISZ) di Porcellasco (CR) e l Associazione Regionale Allevatori della Lombardia (ARAL). In merito si ringrazia il dott. Marco Cattaneo della DeLaval Italia per la continua collaborazione prestata e gli allevatori per la disponibilità fornita. 7
3. MATERIALI E METODI Lo studio dei software di gestione dei robot VMS DeLaval e Astronaut Lely è stato compiuto nelle seguenti aziende zootecniche lombarde: Azienda Agricola Benetti Guido & Carlo, cascina Medica, 20077 Melegnano (MI). Numero capi in lattazione: 130 gestiti esclusivamente con mungitura robotizzata. Robot di mungitura installato: 2 VMS DeLaval. Istituto Sperimentale per la Zootecnia, cascina Porcellasco, 26100 Cremona. Numero capi in lattazione: 85 di cui 43 gestiti con mungitura robotizzata e 52 con impianto convenzionale a spina (8 + 8). Robot di mungitura installato: 1 VMS DeLaval. Azienda Agricola Cattaneo, 26831 Casalmaiocco (LO) Numero capi in lattazione: 130 gestiti esclusivamente con mungitura robotizzata. Robot di mungitura installato: 2 Astronaut Lely. Azienda Agricola Cascina Resentera, 20085 Locate Triulzi (MI) Numero capi in lattazione: 220 di cui 170 gestiti con mungitura robotizzata e 50 con impianto convenzionale a spina (9 + 9). Robot di mungitura installato: 3 Astronaut Lely. Allo scopo di valutare la completezza, la comprensibilità e la facilità d uso dei software nonché delle informazioni fornite all allevatore in forma numerica o grafica, in primo luogo è stata esaminata la struttura dell interfaccia utente dei singoli programmi; successivamente, sono state testate alcune delle funzioni principali, ovvero: inserimento/rimozione degli animali; modifica delle impostazioni di ciascun animale; gestione della mungitura; gestione della riproduzione; possibilità di generare rapporti e grafici da parte dell utente. L analisi è stata, infine, integrata con il giudizio espresso dai singoli allevatori attraverso la compilazione di un questionario (allegato 1), che ha permesso di verificare quali funzionalità, tra le molteplici offerte dai software, sono realmente utilizzate e ritenute indispensabili dagli allevatori per una corretta gestione della propria stalla da latte, e quali, invece, sono ignorate per motivi di tempo e/o perché considerate superflue. 8
Per valutare l attendibilità e l affidabilità delle informazioni e delle segnalazioni fornite dai sistemi sensoristici delle due tipologie di robot sullo stato sanitario dei quarti mammari (presenza di mastiti subcliniche e cliniche), queste sono state correlate con i risultati dell analisi batteriologica e del conteggio delle cellule somatiche di campioni di latte prelevati da 1190 quarti mammari, così ripartiti tra le quattro aziende zootecniche considerate: Azienda Agricola Benetti Guido & Carlo: 123 quarti; Istituto Sperimentale per la Zootecnia, Porcellasco: 95 quarti; Azienda Agricola Cattaneo: 280 quarti; Azienda Agricola Cascina Resentera: 692 quarti. La differenza numerica tra i quarti mammari campionati nelle diverse realtà aziendali è dipesa dal differente numero di bovine messe a disposizione per la sperimentazione dai singoli allevatori e dagli aggiornamenti del software di gestione dei robot DeLaval, intervenuti durante la sperimentazione, che hanno reso inutilizzabile una parte consistente dei dati raccolti. I campioni di latte sono stati prelevati da ogni quarto prima della relativa mungitura utilizzando la procedura riportata dal National Mastitis Council (NMC, 1999), con una frequenza quindicinale tra marzo e dicembre 2003. Tale procedura prevede la pulizia del capezzolo e dello sfintere con fazzolettini imbevuti di clorexidina, l eliminazione dei primi getti di latte ed, infine, il prelievo di 10 ml di latte in provette sterili monouso. I campioni, così ottenuti, sono stati quindi portati in laboratorio refrigerati. Qui, 10 µl di latte di ciascun quarto mammario sono stati seminati su piastre di agar sangue, poi incubate a 37 C per 24 ore. Le colonie batteriche significative sono state isolate e identificate con metodi appropriati in accordo con il NMC (1999). Le cellule somatiche, invece, sono state contate con l utilizzo del Bentley Somacount 150 (Bentley Instruments, USA). I risultati delle analisi batteriologiche e del conteggio delle cellule somatiche di ciascun campione di latte sono stati confrontati con le segnalazioni fornite, sotto forma di indici numerici correlati alla conducibilità elettrica del latte, dai sistemi sensoristici dei robot per il quarto corrispondente. La correlazione è avvenuta a duplice livello associando, dapprima, il risultato delle analisi di laboratorio esclusivamente al valore indice della mungitura oggetto di campionamento (correlazione puntuale) e, successivamente, alla media dei valori indice delle due mungiture precedenti e successive quella di campionamento (correlazione mediata), nel tentativo di verificare la capacità predittiva e/o l esistenza di eventuali inerzie dei sistemi sensoristici dei robot. Nello specifico, utilizzando come gold standard l esame batteriologico, il conteggio delle cellule somatiche ed entrambi i parametri, in un primo caso, sono stati considerati mastitici i quarti in cui erano stati isolati batteri mastidogeni maggiori e minori, in un secondo caso i quarti in cui la conta delle cellule somatiche era superiore a 200.000/ml, ed infine in un terzo caso quelli che 9
presentavano contemporaneamente la presenza di batteri ed una conta cellulare superiore a 200.000/ml. Le categorie considerate, per l elaborazione dei dati, sono state le seguenti: Veri positivi (VP): quarti mastitici correttamente individuati dal sistema; Veri Negativi (VN): quarti sani correttamente individuati; Falsi Positivi (FP): quarti sani individuati dal sistema come mastitici; Falsi Negativi (FN): quarti mastitici non segnalati. I dati così ottenuti sono stati classificati in tabelle al fine di calcolare l efficacia dei sistemi sensoristici, espressa in termini di: Sensibilità = capacità del sistema di segnalare i quarti mastitici VP Sensibilità = VP + FN Specificità = capacità del sistema di distinguere tra quarti mastitici e sani VN Specificità = VN + FP Valore Predittivo Positivo = affidabilità della segnalazione positiva VP VPP = VP + FP Valore Predittivo Negativo = affidabilità della segnalazione negativa VN VPN = VN + FN 10
4. RISULTATI 4.1 Struttura del software DeLaval Il software DeLaval versione 6.30 (Windows NT ), si compone di quattro programmi principali (ALPRO Windows, VMS Status, COW Monitor e VMS Config) che permettono, nel loro insieme, di gestire sia il robot VMS sia la mandria. Le funzioni principali dei quattro programmi possono essere così riassunte: ALPRO Windows, costituisce il programma di riferimento per la gestione della mandria, consentendo la visualizzazione della situazione produttiva e riproduttiva delle singola vacca. Permette, inoltre, di impostare i parametri relativi alle operazioni di mungitura e alla somministrazione degli alimenti concentrati. VMS Status: permette di visualizzare l andamento giornaliero della mungitura per ciascuna bovina; COW Monitor: consente di visualizzare gli allarmi relativi alla produzione e alla conducibilità elettrica del latte di ciascun animale, e di seguirne l andamento nel tempo; VMS Config: è utilizzato dai tecnici per la configurazione del robot. Tutti i programmi, essendo stati sviluppati per lavorare in ambiente Windows, presentano un interfaccia utente molto semplice e chiara, organizzata a finestre ed icone che ne rendono l uso estremamente intuitivo (figura 1). La lingua è impostabile dall utente al momento dell installazione. Barra dei menu: elenco dei comandi Barra degli strumenti: funzioni più utilizzate Finestre di dialogo Figura 1. L interfaccia utente di ALPRO Windows organizzata a finestre ed icone. 11
4.1.1 ALPRO Windows ALPRO Windows è il programma dedicato alla gestione della mandria. Attraverso l interfaccia utente (figura 2), l allevatore può creare e modificare il database aziendale degli animali, gestire la mungitura e la riproduzione, consultare liste di attenzione relative alle bovine che necessitano di cure particolari, generare rapporti personalizzati di riepilogo dei dati produttivi e riproduttivi per migliorare le proprie scelte e strategie di lavoro. Il livello di dettaglio raggiungibile è sempre molto alto, potendo per ciascuna bovina ottenere informazioni relative all identità (numero, nome, gruppo di appartenenza), alla lattazione in corso e precedente (giorni di lattazione, produzione media giornaliera, settimanale e mensile), allo stato riproduttivo (parto, calore, inseminazione, controllo gravidanza, asciutta) e sanitario (trattamenti in corso, mangime medicato somministrato). Il programma consente, inoltre, la gestione degli alimenti concentrati da somministrare agli animali durante la mungitura; è possibile programmare quantità e tipi diversi di alimento in base allo stato produttivo del singolo soggetto. In altri termini, l allevatore ha a disposizione tutti gli strumenti per una corretta ed efficiente organizzazione della propria stalla. Le parti principali di questo programma riguardano la gestione dei dati produttivi e riproduttivi, il rilievo dei calori, la possibilità di visualizzare liste di attenzioni relative agli animali problema e di generare rapporti personalizzati di riepilogo. Figura 2. La schermata principale di ALPRO Windows. L organizzazione ad icone rende estremamente intuitivo l accesso alle molteplici funzioni offerte dal software. ALPRO: Dati produzione Con ALPRO Windows l allevatore può controllare in qualsiasi momento i dati produttivi del singolo capo verificando eventuali anomalie (figura 3). Attraverso l icona Mungitura sulla Barra 12
degli Strumenti, infatti, è possibile accedere ad una finestra Dati mungitura relativa ad ogni animale registrato nel database aziendale. Nello specifico, le voci visualizzabili sono: Numero della bovina; Gruppo di appartenenza; Media produttiva settimanale; Giorni di lattazione; Allarmi relativi al consumo anomalo di alimento concentrato; Produzione odierna e del giorno precedente; Produzione settimanale; Produzione mensile; Produzione relativa alla lattazione in corso e a quella precedente (visualizzabili anche graficamente); % grasso % proteina Status sanitario. Figura 3. Dati produttivi. L allevatore può controllare in qualsiasi momento le produzioni di ciascuna bovina. Dalla finestra Dati mungitura è possibile accedere alla finestra Impostazioni vacca VMS mediante la quale si possono impostare, per ciascun animale, alcuni parametri di mungitura (figura 4). Tra le opzioni personalizzabili, le principali riguardano: Condizioni di mungitura: permettono di definire l intervallo minimo di tempo (minuti) che deve intercorrere tra due mungiture successive, la produzione attesa minima affinchè il robot accetti una vacca, le azioni in caso di mungitura incompleta, il tempo (minuti) 13
dall ultima mungitura per avere una segnalazione di ritardo nello specifico e correlato programma VMS Status, che consente di monitorare istantaneamente l andamento della mungitura dell intera mandria; Destinazione del latte: verso il tank principale o la separazione a seconda che si tratti di colostro, latte mastitico oppure proveniente da una vacca sottoposta a trattamento antibiotico; Configurazione dei capezzoli: consente l esclusione dalla mungitura di uno o più di essi; Strategie di attacco dei prendicapezzoli: permette di optare tra diverse soluzioni di attacco (diretto, con un laser e telecamera, per capezzoli verticali o quando i posteriori sono molto ravvicinati e/o corti; standard, con due laser e telecamera, in tutti gli altri casi), di ampliare l area di ricerca del braccio, di segnalare al robot la presenza di capezzoli molto scuri o di forma anormale; Posizione della mangiatoia nello stallo di mungitura: per il corretto posizionamento della mammella ai fini della mungitura, in funzione della taglia della bovina. Altre opzioni riguardano la possibilità di eseguire un doppio lavaggio dei capezzoli o di escluderne la disinfezione post-mungitura, di estendere il tempo di pre-mungitura e/o consentire flussi di latte più bassi, rispetto a quelli impostati di default, prima di rimuovere i prendicapezzoli nel caso di vacche con basso flusso, e di trattenere le bovine da sottoporre ad eventuali trattamenti sanitari nello stallo di mungitura. Figura 4. Impostazioni di mungitura. L utente può personalizzare la mungitura di ogni bovina in lattazione. 14
Oltre alle produzioni individuali, con ALPRO Windows l allevatore può valutare lo stato generale dell intera mandria attraverso la creazione, personalizzata o guidata da schemi predefiniti, di liste di riepilogo o report, visualizzabili a video e stampabili (figura 5). Figura 5. Esempio di report con informazioni sullo stato produttivo e riproduttivo di alcune bovine della mandria. ALPRO: Dati riproduzione ALPRO Windows offre all utente la possibilità di registrare e gestire tutti gli eventi riproduttivi della mandria (figura 6). Attraverso l icona Riproduzione sulla Barra degli Strumenti, infatti, è possibile accedere ad una finestra Riproduzione relativa ad ogni animale registrato nel database aziendale. In essa, vengono visualizzati, con icone semplici ed intuitive, i possibili stati riproduttivi in cui può trovarsi la bovina in un determinato momento, e precisamente: Parto calore Calore inseminazione Inseminazione controllo gravidanza Inseminazione controllo gravidanza 2 Inseminazione asciutta Asciutta build-up Build-up parto Unitamente ai dati riproduttivi, in questa sezione vengono riportate anche altre informazioni di carattere generale sui singoli animali quali la data di nascita, il numero di lattazioni, la modalità del parto, il numero di matricola e sesso dei vitelli partoriti, l interparto, il nome del toro utilizzato, il numero di inseminazioni effettuate, la data dell ultimo calore e dell ultima fecondazione. In questo 15
modo l allevatore può pianificare gli interventi di fecondazione e i controlli della gravidanza, avendo sempre un quadro completo e aggiornato sullo stato riproduttivo dei propri animali. Figura 6. Dati riproduttivi. La maschera consente di registrare e verificare gli eventi riproduttivi dell intera mandria. ALPRO: Rilievo Calori Il rilievo dei calori costituisce uno degli aspetti più importanti per una corretta gestione della stalla da latte: ritardi o errate identificazioni degli stessi, infatti, si ripercuotono negativamente sull efficienza riproduttiva dell intera mandria. Con ALPRO Windows è possibile identificare le bovine che entrano in calore sulla base dell incremento della loro attività motoria, registrata attraverso degli attivometri, rispetto alla media dei movimenti standard calcolati. In pratica, ogni vacca ha un proprio database in cui, ora dopo ora, vengono registrati i dati relativi alla sua attività. L ultimo valore di attività registrato dal sistema viene confrontato con il precedente: se la vacca risulta più attiva che in precedenza, viene segnalato un allarme. Gli scostamenti dalla media dell attività motoria vengono visualizzati graficamente, in una specifica finestra Attività, attraverso una curva che si sovrappone al modello di attività caratteristico di ciascun animale (figura 7). Ogni qualvolta lo scostamento tra le due curve è rilevante, la bovina viene messa in un Elenco Attenzioni così da permettere all allevatore le opportune verifiche. La possibilità di registrare i dati relativi ad un massimo di 100 giorni, inoltre, consente all utente di avere un quadro storico di ogni vacca sufficientemente ampio. L aumento dell attività motoria viene evidenziato anche attraverso un indice di attività sulla base di tre livelli, indicati graficamente con +, ++, +++, in funzione del grado di intensità dei movimenti. 16
Figura 7. Attività motoria e rilievo dei calori. ALPRO: Liste attenzioni Questa funzione fornisce all allevatore immediate e concise informazioni sulle vacche che necessitano di attenzioni particolari (figura 8). Nello specifico, i parametri che vengono considerati riguardano: Allarme concentrato: se una bovina ingerisce una quantità di alimento concentrato inferiore ad una percentuale prestabilita della razione giornaliera, essa viene visualizzata nell elenco Allarme Alimentazione e un allarme viene riportato nella specifica finestra relativa ai dati produttivi della bovina; Bassa produzione: il sistema provvede a segnalare gli animali che durante l ultima mungitura hanno evidenziato un significativo calo di produzione; Primo calore: mostra tutte le vacche che entro pochi giorni manifesteranno il loro primo calore dopo l ultimo parto. L attenzione relativa al primo calore dovrebbe verificarsi 30 giorni dopo il parto; Inseminazione: vengono visualizzate tutte le bovine che dovrebbero essere inseminate entro pochi giorni. Il sistema calcola la data dell intervento fecondativo sulla base delle informazioni registrate per ciascun animale nel database aziendale; Controllo inseminazione: 21 giorni dopo l inseminazione, le vacche fecondate vengono poste in attenzione affinché l allevatore possa verificare se l intervento fecondativo è andato a buon fine. In generale, se il sistema non rileva un nuovo calore la bovina probabilmente è gravida; in caso contrario si deve procedere ad un ulteriore fecondazione; 17
Controllo gravidanza: indica tutte le bovine che entro pochi giorni devono essere sottoposte ad un controllo di gravidanza. Generalmente, le vacche compaiono in questa lista 60 giorni dopo che sono state fecondate; Asciutta: evidenzia gli animali che, trovandosi prossimi alla fine della lattazione (ca. 245 giorni), devono essere asciugati; Steam-up: circa 15 giorni prima del parto, il sistema avvisa che occorre aumentare il contenuto energetico della razione delle bovine segnalate all interno di questa lista; Parto: mostra tutte le vacche per le quali è previsto il parto entro pochi giorni. Il sistema calcola questa data in base alle impostazioni standard che prevedono una durata della gravidanza pari a 238 giorni; Alta attività: le bovine munite di attivometro che mostrano un elevata attività rispetto a quella media calcolata, vengono messe in attenzione in quanto potrebbero essere in calore. Figura 8. Liste attenzioni. Forniscono informazioni immediate e concise sulle vacche che necessitano di attenzioni particolari. ALPRO: Rapporti ALPRO Windows permette di generare liste di riepilogo o report secondo 6 categorie standard di riferimento che contengono, rispettivamente i dati identificativi generali, la situazione produttiva e riproduttiva, lo stato sanitario, la somministrazione di alimenti concentrati e il grado di attività di ciascuna bovina. 18
I rapporti possono essere visualizzati sotto diverse forme, in funzione del livello di dettaglio desiderato (figura 9): Tipo colonna: consiste di una tabella organizzabile su più colonne cui corrispondono specifiche voci di dati (numero vacca, gruppo, numero di lattazione, giorni di lattazione, ultimo calore, ultima inseminazione, ecc.); Sommario gruppi: rappresenta una lista riepilogativa delle prestazioni produttive e riproduttive delle bovine, in funzione del gruppo di appartenenza all interno della mandria; Dati vacca individuali: consente di selezionare una vacca dal database aziendale e di visualizzarne tutti i dati caratteristici (produttivi, riproduttivi, ecc.); Selezione vacche: permette di visualizzare gli animali secondo una chiave di selezione. In questo modo è possibile creare, ad esempio, una lista contenente tutte le bovine da fecondare, da sottoporre a diagnosi di gravidanza, ecc. Alcuni rapporti possono essere integrati anche da grafici, impostabili per tipo e dimensione dall utente. È il caso, ad esempio, dei rapporti relativi alle produzioni di ciascuna bovina che possono essere rappresentate graficamente e confrontate tra loro su base temporale. Tutti i rapporti possono essere salvati su disco fisso (hard disk), in modo da poter essere consultati in qualsiasi momento fosse necessario, stampati ed esportati come file di testo (estensione.txt) o in Excel (estensione.csv), al fine di poter essere eventualmente elaborati. Figura 9. Esempio di rapporto a colonne con informazioni sullo stato produttivo e riproduttivo di alcune bovine della mandria. 19
4.1.2 VMS Status Questo programma consente di monitorare in tempo reale l andamento della mungitura dell intera mandria. Attraverso l interfaccia utente, l allevatore può visualizzare tutte le vacche in mungitura, ordinandole, in modo crescente o decrescente, in funzione del numero di collare, della produzione attesa, del ritardo di mungitura, ecc. Le bovine che, avendo raggiunto la produzione minima attesa o l intervallo minimo di tempo tra due mungiture successive, hanno l autorizzazione a farsi mungere, vengono evidenziate con il colore giallo; quelle in ritardo, invece, con il colore rosso (figura 10). Il tempo intercorrente tra due mungiture successive è impostabile dall utente, anche se generalmente si tende ad utilizzare un limite massimo di 12 ore, salvo casi particolari riconducibili a vacche pigre, zoppe o in via di essere asciugate, prima che il sistema segnali una vacca in ritardo, in modo da poter garantire almeno due mungiture/giorno per ciascun animale. Oltre ai ritardi, il sistema consente di visualizzare, per ogni bovina, sia le informazioni relative alla mungitura corrente (durata, incompleta, scalci, produzione attesa, ecc.), sia lo storico dell intera lattazione permettendo all utente di valutare la produttività dei propri animali e l efficienza delle stazioni di mungitura. Figura 10. VMS Status. Consente di monitorare in tempo reale l andamento della mungitura dell intera mandria. 4.1.3 COW Monitor Il programma Cow Monitor permette di verificare la presenza di allarmi generati da una variazione di produzione e/o di conducibilità elettrica del latte dei singoli quarti, da mungiture incomplete, da eventuali scalci e da intervalli di mungitura superiori alle 12 ore. 20
Gli allarmi vengono espressi attraverso dei valori indice compresi entro una scala che va da 1 (soglia minima di allarme) a 10 (soglia massima) e possono essere rappresentati con due diversi colori: rosso, in caso di allarme crescente ovvero quando aumenta lo scostamento, rispetto ai valori attesi, dei parametri registrati durante la mungitura di una bovina; giallo, in caso di allarme decrescente ovvero quando si verifica un riallineamento dei parametri considerati. L assenza di problemi, invece, viene indicata con un valore indice 0 di colore verde. Gli allarmi si riferiscono ad ogni singolo quarto, sono relativi all ultima mungitura svolta e sono suddivisi, a seconda della tipologia, in colonne (figura 11). Questa organizzazione dei dati consente la visualizzazione immediata delle segnalazioni relative a ciascuna bovina, mettendo l allevatore in condizioni di verificare prontamente se gli allarmi sono trascurabili o sono dovuti realmente a problemi fisiologico-sanitari degli animali. Figura 11. Cow Monitor. Consente di visualizzare gli allarmi generati da variazioni di produzione e di conducibilità elettrica del latte, mungiture incomplete, scalci e intervalli di mungitura eccessivi. Nello specifico, ogni volta che il sistema rileva un abbassamento improvviso del vuoto di mungitura, segnala un allarme nella colonna relativa agli scalci (Kick off): se almeno il 65% della produzione attesa è stata raggiunta, il braccio riattacca comunque i prendicapezzoli alla mammella al fine di concludere la mungitura. Se l interruzione del vuoto viene accertata più volte e si ha una riduzione della produzione superiore al 65% di quella attesa, a seguito ad esempio di traumi alla mammella o in caso di mastite, il sistema segnala un allarme nella colonna relativa alle mungiture incomplete (Incomplete). Relativamente alla conducibilità, invece, l allarme viene generato, per ciascun quarto, tenendo conto sia della mungitura in corso sia delle 10 mungiture precedenti. In pratica, la media della 21
conducibilità dei 2 quarti, che hanno riportato nella mungitura corrente i valori inferiori, viene confrontata con la conducibilità degli altri quarti: se la differenza tra i singoli quarti è superiore al 15%, il sistema segnala un allarme. La conducibilità dei singoli quarti, inoltre, viene confrontata con la media delle ultime 10 mungiture precedenti. Anche in questo caso, se la differenza tra i valori supera il 15% il sistema segnala un allarme. La segnalazione degli allarmi non è comunque di tipo additivo, nel senso che basta la presenza di uno di essi perché questo venga riportato nella colonna relativa al monitoraggio della mungitura (Milk Monitor). All interno di questa stessa colonna vengono indicati anche gli allarmi correlati ad una diminuzione o ad un aumento sensibile della quantità di latte prodotto da ciascuna bovina rispetto a quanto atteso. Attraverso il Milk Monitor, inoltre, è possibile accedere ad una serie di finestre in cui sono visualizzabili graficamente informazioni relative alla performance di mungitura delle bovine. Nello specifico, si possono consultare sia i dati generali dei singoli animali sia quelli inerenti i singoli quarti, per tutta la lattazione in corso. Tra le informazioni a carattere generale (figura 12), vengono evidenziati: Produzione totale reale e attesa, espressa in grammi (g); Produzione totale reale e attesa oraria (g/h); Intervallo di mungitura tra due eventi consecutivi, espresso in ore (h); Indice dei fallimenti totali, permette di visualizzare su una scala compresa tra 1 (valore minimo) e 10 (valore massimo), l insieme degli eventi riportati nel Cow Monitor e relativi a mungiture incomplete e scalci. Figura 12. Informazioni generali sulle performance produttive delle singole bovine. 22
Per quanto attiene ai singoli quarti, invece, i parametri monitorati riguardano (figura 13): Produzione totale reale e attesa, espressa in grammi (g); Produzione totale reale e attesa oraria (g/h); Tasso di produzione reale e atteso, espresso in termini percentuali; Conducibilità elettrica del latte, in µs/cm; Teat Fault index, consente di visualizzare nel dettaglio i dati riportati nel Milk Monitor relativi agli allarmi di conducibilità e produzione. Figura 13. Teat fault index. 4.1.4 VMS Config Questo programma viene utilizzato dai tecnici DeLaval per la configurazione della stazione di mungitura (figura 14). Attraverso l interfaccia utente, infatti, è possibile impostare: le coordinate della posizione dei prendicapezzoli e della coppetta di lavaggio nel magazzino porta utensili; i parametri per la movimentazione del braccio robotizzato; i parametri di mungitura (livelli di vuoto di mungitura e di attacco dei prendicapezzoli, tipo di pompa del vuoto, pulsatore, ecc.); i parametri relativi ai sensori del vuoto e di pressione; i cancelli selettori per indirizzare le bovine verso il box di mungitura e, una volta munte, verso la zona di alimentazione. Il VMS Config consente, inoltre, di visualizzare le prestazioni del robot quali: ore di funzionamento della macchina, tempi morti, percentuale di fallimenti e di rifiuti. 23
Figura 14. VMS Config. Permette la configurazione della stazione di mungitura. 4.2 Struttura del software Lely Il software Lely è stato sviluppato per il Sistema Operativo MS-DOS. Come altri programmi sviluppati per questo S.O., anche il software Lely è caratterizzato da un interfaccia utente estremamente semplificata, scarna, ma non per questo meno efficiente, sicuramente lontana da quanto ormai siamo abituati a percepire graficamente con tutti gli applicativi sviluppati per Windows. Ma è proprio questa semplicità ed immediatezza dei comandi, che appaiono sulla schermata iniziale quando si avvia il programma, che ne fanno il punto di forza e lo rendono uno strumento di analisi e gestione della mungitura robotizzata, molto potente e facile da usare per l allevatore. È costituito da 7 sezioni principali, indicate rispettivamente con: Giornali; Animale; Alimentazione; Mungitura; Separare; Salute e Sistema (figura 15), che permettono la gestione integrale della mandria attraverso un aggiornamento continuo dei dati. I comandi sono per lo più in italiano anche se permangono alcune informazioni in lingua inglese. Un aspetto negativo è rappresentato dalle molte abbreviazioni usate, nel tentativo, probabilmente, di concentrare il più possibile i dati in un unica schermata. Questo software rappresenta un supporto essenziale per l allevatore, che può inserire e recuperare facilmente informazioni di carattere generale e specifico sui propri animali relativamente a produttività, stato riproduttivo ed alimentazione. Ogni 24 ore, infatti, il sistema processa tutte le informazioni sulle operazioni e prestazioni di mungitura del robot, così come i dati individuali delle bovine, la loro produzione e il numero di visite alla posta di mungitura. 24
GIORNALI ANIMALE ALIMENTAZIONE MUNGITURA SEPARARE SALUTE SISTEMA Figura 15. Le sezioni principali del software Lely. 4.2.1 Giornali All interno di questa sezione, le funzioni principali sono rappresentate da: Accesso Rapido: permette l ingresso ad una schermata organizzata in 5 finestre distinte (figura 16) e relative, per ciascuna bovina inserita nel database aziendale, rispettivamente a: dati identificativi (nome, numero di collare e transponder); stato riproduttivo corrente, con indicazione anche delle date relative all ultimo parto, all ultimo calore rilevato, all ultimo intervento fecondativo effettuato, nonché, della data prevista per l asciutta; incremento dell attività motoria, indice di un possibile calore; tipo di alimento concentrato somministrato e relativo consumo nella giornata corrente e in quella precedente; produzione di latte reale e prevista durante l ultima mungitura e il giorno precedente. In questa finestra vengono visualizzati, inoltre, la temperatura del latte e se la bovina è stata messa in attenzione a causa di un incremento della conducibilità elettrica dello stesso Liste Riepilogo: consente di creare una serie molto ampia di liste di riepilogo su tutti i principali aspetti produttivi e riproduttivi della mandria, sia in modo personalizzato, cioè scegliendo i parametri ritenuti più interessanti ai fini gestionali, sia seguendo degli schemi predefiniti. 25
Figura 16. Accesso Rapido. Consente un immediata visualizzazione dei principali dati identificativi, produttivi, riproduttivi e alimentari di una bovina. Relativamente alle produzioni è possibile generare, ad esempio, liste sulle medie giornaliere, mensili, settimanali o sull intera lattazione di ciascuna bovina. A partire dai dati riproduttivi si possono creare liste degli ultimi calori rilevati, delle bovine fecondate, di quelle gravide o da mettere in asciutta, ecc. Specifiche liste possono essere impostate per analizzare il latte sulla base della sua conducibilità elettrica e del suo colore e per monitorare il traffico delle bovine attraverso il box di mungitura, i tempi trascorsi tra due mungiture successive, la quantità di alimenti concentrati consumati, ecc. Tutte le liste di riepilogo sono modificabili, cancellabili, visualizzabili a schermo o stampabili. A titolo di esempio, in figura 17 viene riportata la stampa parziale di una lista di riepilogo giornaliera con i seguenti parametri: Numero della bovina e transponder corrispondente; Giorni di lattazione; Calendario attenzioni calori; Attenzione attività motoria; Conducibilità elettrica del latte per singolo quarto, espressa sotto forma di valori indice; Attenzione conducibilità elettrica del latte; Totale alimento stalla; Alimento avanzato; Ultima produzione; Ultima produzione prevista; Produzione giornaliera (kg latte/giorno rilevati); Produzione giornaliera prevista. 26
Attraverso tali liste l allevatore può facilmente controllare giorno per giorno l andamento della propria stalla, verificando l andamento produttivo e lo stato sanitario dei propri animali e pianificando tutti gli interventi gestionali (fecondazioni, controllo gravidanze, interventi veterinari, ecc.) necessari all ottenimento del massimo risultato aziendale. Figura 17. Stampa di una lista di riepilogo giornaliera. 4.2.2 Animale In questa sezione vengono riportati i dati anagrafici, relativi allo stato produttivo e riproduttivo, nonché, alla genealogia degli animali. È articolata in più schermate tra loro collegate, di cui le principali sono: Calendario: contiene le informazioni relative allo stato riproduttivo delle bovine; Parto: raccoglie tutti i dati relativi all evento parto (data, durata della gravidanza, interparto, numero di vitelli nati, andamento del parto ed eventuali problemi); Dati base: attraverso questa schermata è possibile recuperare i dati genealogici degli animali (madre, padre, padre della madre); Aggiungere/Cancellare Animale: consente di inserire i dati di una nuova vacca che entra in produzione oppure di cancellare gli animali a fine carriera; 27
Elenco Mandrie/Gruppi: permette di avere un riepilogo generale di ogni gruppo in cui la mandria è stata suddivisa; nello specifico il software fornisce informazioni relative a: numero di animali presenti nel gruppo considerato; vacche fecondate, vuote, gravide; assenza o presenza di vacche in calore; bovine da sottoporre al controllo gravidanza; bovine da separare per il parto. Parametri Calendario: fornisce la possibilità di impostare i dati relativi alla gestione riproduttiva della mandria e la lunghezza dei messaggi d attenzione inerenti il calore, l asciutta e il parto previsti, ovvero quanti giorni prima e dopo l evento fornire la segnalazione. 4.2.3 Alimentazione Questa sezione permette di impostare la somministrazione dell alimento concentrato durante la mungitura, in funzione di molteplici parametri quali tipo e caratteristiche nutrizionali dell alimento, livello produttivo e stato fisiologico delle bovine, gruppo di appartenenza, ecc. In pratica, sulla base dei dati inseriti dall utente, attraverso specifiche maschere, il software adegua la somministrazione del mangime alla curva di lattazione e alle condizioni fisiologiche degli animali (asciutta, post parto, ecc.). 4.2.4 Mungitura Questa parte è dedicata alle impostazioni del sistema, alla visualizzazione delle prestazioni del robot e di tutti gli eventi produttivi degli animali. Ciò permette all allevatore di avere in qualsiasi momento un quadro generale, chiaro ed esauriente sia dei parametri di funzionamento del robot (tempi di funzionamento, tempi morti, ecc.), sia dello stato produttivo dell intera mandria. In particolare, relativamente alle impostazioni della macchina, tra i parametri definibili dall utente, vi sono: Strategie di attacco: inerenti la movimentazione del braccio e l attacco dei prendicapezzoli; Destinazione del latte: verso il tank di raccolta o la separazione, per un determinato periodo di tempo o per un certo numero di mungiture, a seconda che si tratti di latte trattato, mastitico o colostro; Mungitura personalizzata: consente di mungere una bovina sotto la supervisione dell allevatore, o di definire se saltare la mungitura, non mungere uno specifico quarto ecc., di particolari animali; Frequenza di mungitura: permette di impostare la frequenza delle mungiture giornaliere in funzione del livello produttivo e del periodo di lattazione delle vacche. 28
Le prestazioni del robot, sono consultabili attraverso una specifica schermata (figura 18) che riporta, per ciascuna stazione di mungitura: Riepilogativo dati mungitura: visualizza il totale delle mungiture, dei rifiuti e degli attacchi falliti dall ultima sostituzione delle guaine dei prendicapezzoli, che mediamente avviene ogni 10.000 mungiture e che comporta l azzeramento dei dati fino ad allora memorizzati; Riepilogativo tempi di funzionamento: il tempo di funzionamento complessivo dall ultimo azzeramento del sistema, espresso in ore e frazioni percentuali sul totale, è suddiviso nei parziali di mungitura, rifiuti, addestramento delle bovine, lavaggi e tempi morti. Gli stessi dati sono riferiti, inoltre, alle ultime 24 ore; Sommario dei dati produttivi delle ultime 24 ore: in questa finestra sono riportati, suddivisi per singolo quarto, i tempi complessivi di mungitura, i tempi morti e la conducibilità elettrica media del latte, espressa sotto forma di indici. Inoltre, sono indicati: la quantità di latte prodotta e attesa dalla mandria, con la relativa deviazione percentuale; i flussi medio e massimo registrati, espressi in kg/minuto. Figura 18. Schermata riepilogativa dei dati di mungitura per singola stazione. Per quanto riguarda, invece, le performance produttive degli animali, attraverso delle schermate specifiche (figura 19), è possibile verificare, oltre ai dati generali e caratteristici di ciascuna bovina (numero, transponder, numero e giorni di lattazione, età e stato riproduttivo), i seguenti parametri: Quantità di latte, proteina e grasso complessivamente prodotti a 100 giorni e a 305 giorni di lattazione. I dati relativi a proteina e grasso, tuttavia, devono essere inseriti dall utente in 29