DE60310243T2

DE60310243T2 - Verfahren zur kalibrierung von milchmessgeräten in einer melkanlage

Info

Publication number: DE60310243T2
Application number: DE60310243T
Authority: DE
Inventors: Anders Umegard; Helmut OBERMÜLLER
Original assignee: DeLaval Holding AB
Current assignee: DeLaval Holding AB
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: EP1545191A1; CA2500194A1; US7600485B2; DE60310243T3; WO2004028242A1; NZ539010A; DE60310243D1; AU2003265188A1; SE523800C2; SE0202879D0; AU2003265188B2; EP1545191B1; EP1545191B2; ATE347260T1; US20060137615A1; SE0202879L; CA2500194C

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kalibrierung von Milchmessern in einem Melksystem, vorzugsweise in einem automatischen Melksystem, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In einem automatischen Melksystem werden normalerweise mehrere Milchmesser verwendet, um die Milchmenge zu messen, die von den Milchtieren in einer Herde produziert wird. Jedes Milchtier kann je nach Melkvorgang unter der Verwendung eines oder mehrerer dieser Milchmesser gemolken werden. Die verwendeten Milchmesser werden routinemäßig kalibriert, um sicherzustellen, dass jeder von ihnen die korrekte Menge misst. Diese Routine führt jedoch zu unnötiger Kalibrierung einiger Milchmesser, und zur gleichen Zeit besteht das Risiko, dass andere Milchmesser während einer gewissen Zeitdauer eine falsche Milchmenge gemessen haben.
Eine offensichtliche Lösung, die Anzahl von falsch messenden Milchmessern zu verringern, besteht darin, die Zeit zwischen routinemäßigen Kalibrierungen aller Milchmesser zu verringern. Eine andere Lösung könnte darin bestehen, die Funktion jedes Milchmessers regelmäßig zu überprüfen und zu verifizieren, um zu bestimmen, ob ein Milchmesser kalibriert werden muss, dadurch wird jedoch der Durchsatz im automatischen Melksystem verringert.
In einem Artikel mit dem Titel „A method for continuous automatic monitoring of accuracy of milk recording equipment" von G. Wendl, X. Zenger und H. Auernhammer, veröffentlicht in EAAP Publikation Nr. 65, 1992, Seiten 338 bis 345, wird ein Verfahren zum Identifizieren eines falsch funktionierenden oder abweichenden Milchmessers offenbart. Das Verfahren beschreibt lediglich, wie ein falsch funktionierender Milchmesser identifiziert werden kann, indem vorher aufgezeichnete tatsächliche Milchleistungen mit errechneten erwarteten Milchleistungen verglichen werden. Dieses Verfahren kann auch an ein automatisches Melksystem angepasst werden, wenn die vergangene Zeit seit dem letzten Melken in die Berechnung der erwarteten Menge einfließt.
Ist ein falsch funktionierender Milchmesser identifiziert worden, wird ein manuelles Rekalibrieren des falsch funktionierenden Milchmessers durchgeführt. Das beschriebene Verfahren ist vom Gebrauch her beschränkt, da es auf der Annahme basiert, dass der systematische Messfehler nicht zur gleichen Zeit bei allen Milchmessern auftritt, dass ein Messfehler sich in eine Richtung fortbewegt (gerichteter Fehler) und dass die weitere Melkausrüstung keine Defekte hat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum automatischen Rekalibrieren mindestens eines Milchmessers in einem Melksystem vorzusehen.
Dieses Ziel wird durch ein Verfahren erreicht, wie es im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 definiert ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Identifizierung eines angemessen arbeitenden Melksystems automatisch auf einer regulären Basis durchgeführt wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es möglich ist, einen systematischen Messfehler zu erfassen und zu korrigieren, der zur gleichen Zeit alle Milchmesser betrifft.
Ein weiterer Vorzug besteht darin, dass ein manuelles Kalibrieren eines Milchmessers, das zeitaufwändig ist und den Durchsatz im Melksystem verringert, nicht mehr nötig ist. Das Kalibrieren wird statt dessen dadurch durchgeführt, indem bei der Ausgabe des Milchmessers, der Kalibrierungsbedarf hat, eine Korrekturfunktion hinzugefügt wird, wobei diese Kalibrierung schnell ist und nicht den Durchsatz des Melksystems beeinflusst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun genauer in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Melksystems, in dem die Erfindung implementiert ist.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Melksystems, in dem die Erfindung implementiert ist.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Melksystems, in dem die Erfindung implementiert ist.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Melksystems, in dem die Erfindung implementiert ist.
5 zeigt ein Flussdiagramm zum Messen und Speichern der Milchleistungswerte.
6 zeigt einen Graphen zum Verfahren des Errechnens eines erwarteten Leistungswertes.
7 zeigt ein Beispiel einer Laktationskurve für ein Milchtier.
8 zeigt ein Flussdiagramm zur Kalibrierung eines Milchmessers nach der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Melksystems, das zwei Melkstationen 10a und 10b umfasst. Jede Melkstation ist in einem Melkbereich angeordnet und umfasst vier Zitzenbecher 11, die an das zu melkende Tier während des Melkdurchgangs angesetzt werden, sowie ein Sammelelement 12, wie etwa ein Sammelstück. Die Milch aus den Zitzen durchläuft das Sammelstück 12 und wird über eine Leitung 13 an einen Milchmesser 14a bzw. 14b weitergeleitet. Zum Messen der Milchleistung in jeder Melkstation können mehrere Milchmesser verwendet werden, z.B. ein Milchmesser 4 für jede Zitze, in dieser Ausführungsform wird jedoch nur ein Milchmesser für jede Melkstation 10a, 10b verwendet.
Die Milchmesser 14a und 14b sind getrennt und unabhängig voneinander über eine Kommunikationsleitung 16 mit einer Steuereinheit 15 verbunden. Jeder Milchmesser misst einen Wert, der der Milchleistung des in Frage stehenden Milchtieres entspricht, das heißt der Milchfluss über die Zeit, das Gesamtgewicht oder das Volumen der Milch. Der der Milchleistung des Tieres entsprechende Wert wird in der Steuereinheit 15 gespeichert, vorzugsweise in einem Speicher oder in einer Datenbank 17. Die gemessenen Werte werden im Verfahren nach der Erfindung verwendet.
Weiterhin umfasst die Steuereinheit 15 eine Einrichtung zum Errechnen eines erwarteten Milchleistungswertes. Der erwartete Milchleistungswert wird dazu verwendet, um zu bestimmen, ob ein Milchmesser Kalibrierungsbedarf hat, wie unten beschrieben. Eine Anzeige 18 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 15 verbunden.
Hat die Milch jeden Milchmesser 14a, 14b durchlaufen, wird die Milch an einen gemeinsamen Empfänger 19 transportiert.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Melksystems, das nur eine Melkstation 20 umfasst, die vorzugsweise in einem automatischen Melksystem unter der Verwendung eines Roboters angeordnet ist. Die Melkstation 20 umfasst vier Zitzenbecher 11, die während der Melkdurchgänge an das Milchtier angesetzt werden. Die Zitzenbecher werden an einen jeweiligen Milchmesser 21a, 21b, 21c und 21d, allgemein bezeichnet mit 21, angeschlossen.
Die Milchmesser werden getrennt über eine Kommunikationsleitung 16 mit einer Steuereinheit 15 verbunden. Die Milchmesser 21 messen die Milchleistung der jeweiligen Zitze des Milchtieres. Das Messen der Milchleistung wird in der vorher in Verbindung mit 1 beschriebenen Weise durchgeführt. Die gemessenen Werte werden in einem Speicher oder in einer Datenbank 17 innerhalb der Steuereinheit 15 gespeichert und im Verfahren nach der Erfindung verwendet.
In dieser Ausführungsform umfasst die Steuereinheit 15 auch eine Einrichtung zum Errechnen eines erwarteten Milchleistungswertes. Der erwartete Milchleistungswert wird dazu verwendet, um zu bestimmen, ob ein Milchmesser Kalibrierungsbedarf hat, wie unten beschrieben. Eine Anzeige 18 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 15 verbunden.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Melkstation 30 mit vier Zitzenbechern 11 aufweist, die während des Melkverfahrens an das Tier angeschlossen werden. Die Zitzenbecher werden an einen gemeinsamen Milchmesser 31 angeschlossen.
Der Milchmesser 31 ist über eine Kommunikationsleitung 16 mit einer Steuereinheit 15 verbunden. Der Milchmesser 31 misst die Milchleistung aller Zitzen des Milchtieres in einer Weise, wie sie in Verbindung mit 1 beschrieben worden ist. Der gemessene Wert wird in einem Speicher oder in einer Datenbank 17 innerhalb der Steuereinheit 15 gespeichert und wird im Verfahren nach der Erfindung verwendet.
In dieser Ausführungsform umfasst die Steuereinheit 15 ebenfalls eine Einrichtung zum Errechnen eines erwarteten Milchleistungswertes. Der erwartete Milchleistungswert wird dazu verwendet, um zu bestimmen, ob ein Milchmesser Kalibrierungsbedarf hat, wie unten beschrieben. Eine Anzeige 18 ist ebenfalls mit der Steuereinheit 15 verbunden.
Hat die Milch den Milchmesser 31 durchlaufen, wird die Milch an einen gemeinsamen Empfänger 19 transportiert, der einen Sensor (nicht gezeigt), wie einen Schwimmsensor, Drucksensoren oder einen Gewichtsensor aufweisen kann, der die Milchmenge im Empfänger misst. Der Sensor, falls vorhanden, wird auch über eine Kommunikationsleitung 35 an die Steuereinheit 15 angeschlossen.
Kommt ein Milchwagen 32 am Melksystem 36 an, wie durch eine gestrichelte Linie angedeutet, um die Milch im Empfänger 19 an eine Molkerei zu liefern, wird der Tank des Wagens 32 über einen Milchmesser 33 mit dem Empfänger 19 verbunden. Der Milchmesser 33 wird vom Milchwagen 32 mitgeführt und am Einlass des Tanks angeschlossen. Der Zweck des Milchmesser 33 besteht darin, die vom Melksystem 36 abgenommene Milchmenge zu messen, das heißt die Milchmenge im Empfänger 19. Dieser Milchmesser wird normalerweise oft kalibriert und sollte daher akkurate Werte anzeigen. Die vom Milchmesser 33 gemessene Menge kann über die Kommunikationsleitung 34 an die Steuereinheit 15 zurückgemeldet werden, es ist jedoch auch möglich, diese Information manuell an die Steuereinheit 15 zu leiten.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zwei Melkstationen 10a und 10b umfasst. Jede Melkstation ist in einem Melkbereich angeordnet und jede Melkstation umfasst vier Zitzenbecher 11, die während der Melkdurchgänge an das zu melkende Tier angeschlossen werden. Die Zitzenbecher jeder Melkstation sind mit einem ersten Milchmesser 41a und 41b verbunden. Die Milch von jedem der ersten Milchmesser wird danach von einem Sammelstück 12, das vorzugsweise die gesamte vom Euter empfangene Milch enthält, an einen Zwischenmilchmesser 42a bzw. 42b transportiert. Die Milchmesser 41a, 41b, 42a und 42b sind mit Einrichtungen versehen, die zum Messen eines Wertes dienen, der der Milchleistung entspricht, und die ersten Milchmesser messen vorzugsweise den Milchfluss und die Zwischenmilchmesser messen vorzugsweise das Gewicht der vom Milchtier erhaltenen Milch. Die ersten Milchmesser 41a, 41b sind getrennt und unabhängig voneinander über eine Kommunikationsleitung 43 mit einer Steuereinheit 15 verbunden und die Zwischen milchmesser 42a, 42b sind getrennt über eine Kommunikationsleitung 44 mit der Steuereinheit 15 verbunden. Die Werte von allen Milchmessern, die der Milchleistung des in Frage stehenden Tieres entsprechen, werden in der Steuereinheit 15 registriert, vorzugsweise in einem Speicher oder in einer Datenbank 17. Die gemessenen Werte werden im Verfahren nach der Erfindung verwendet.
Die Steuereinheit 15 umfasst eine Einrichtung zum Errechnen eines erwarteten Milchleistungswertes. Der erwartete Leistungswert wird dazu verwendet, um zu bestimmen, ob ein Milchmesser Kalibrierungsbedarf hat, wie unten beschrieben. Eine Anzeige 18 ist auch mit der Steuereinheit 15 verbunden.
Ist die Milch im Zwischenmilchmesser 42a, 42b gesammelt und die Milchmenge gemessen worden, wird die Milch an einen gemeinsamen Empfänger 19 transportiert, der in dieser Ausführungsform einen Sensor (nicht gezeigt) aufweist, der die Gesamtmenge der Milch von allen vorhandenen Melkstationen 10a, 10b misst. Der Sensor ist auch über eine Kommunikationsleitung 35 mit der Steuereinheit 15 verbunden.
Kommt ein Milchwagen 32 am Melksystem 40 an, angedeutet durch eine gestrichelte Linie, um die Milch im Empfänger 19 an eine Molkerei zu liefern, wird der Tank des Wagens 32 über einen Milchmesser 33 mit dem Empfänger 19 verbunden. Der Milchmesser 33 wird vom Milchwagen 32 mitgeführt und an den Einlass des Tanks angeschlossen. Der Zweck des Milchmessers 33 besteht darin, die im Melksystem 40 gesammelte Milchmenge zu messen, das heißt die Menge der Milch im Empfänger 19. Dieser Milchmesser wird normalerweise oft kalibriert und sollte daher akkurate Werte anzeigen. Die vom Milchmesser 33 gemessene Menge kann über eine Kommunikationsleitung 34 an die Steuereinheit 15 zurückgeführt werden, es ist aber auch möglich, diese Information manuell an die Steuereinheit 15 zu übergeben.
Die Milchmesser in den oben beschriebenen Melksystemtypen 36 und 40 können unter Verwendung des Verfahrens nach der Erfindung überwacht werden, das genauer unten beschrieben werden wird.
Es ist wesentlich, dass das System eine Einrichtung zum Errechnen eines erwarteten Milchleistungswertes zu einer gegebenen Zeit für jedes Tier im System nach 1, 3 und 4 und jede Zitze im System nach 2 umfasst, wenn das System in der Lage sein soll, den Milchmesser, der einen Messfehler aufweist, zu überwachen und individuell zu rekalibrieren. Der erwartete Leistungswert kann auf verschiedene Art und Weise errechnet werden, von denen eine in dem oben zum Hintergrund der vorliegenden Erfindung bereits erwähnten Artikel von G. Wendl, X. Zenger und H. Auernhammer offenbart ist.
5 zeigt ein Flussdiagramm, das das Verfahren zum Messen einer Milchleistung und zum Sammeln der Information in einem Speicher/in einer Datenbank beschreibt. Das Flussdiagramm beginnt bei Schritt 50 und das Verfahren bestimmt in Schritt 51, ob ein neues zu melkendes Tier anwesend ist. Ist kein Tier anwesend, springt das Diagramm zurück zu Punkt 52. Ist ein neues Tier anwesend, läuft das Diagramm fort zu Schritt 53, wo die Identität des Tieres ausgelesen wird, z.B. mittels eines Transponders, eines Etiketts oder ähnlicher Einrichtungen.
Ist die Identität bestimmt, werden die Zitzenbecher in Schritt 54 an die Zitzen angesetzt und der Melkbetrieb setzt in Schritt 55 ein. Die Milchleistung wird für jeden Milchmesser, der im System vorhanden ist, in Schritt 56 gemessen. Ein Milchmesser kann einen Parameterwert messen, der der Milchmenge von einem Teil des Euters entspricht, oder die Gesamtmilchmenge vom Euter, je nach Typ des automatischen Melksystems, siehe 1 bis 4. Die Werte werden zusammen mit Informationen über den verwendeten Milchmesser, den Zeitpunkt und die Identität des Tieres in Schritt 57 in einem Speicher oder in einer Datenbank gespeichert. Diese Information wird benötigt, um zu bestimmen, ob ein Milchmesser einen Messfehler aufweist.
Der letzte Schritt des Melkverfahrens besteht darin, dass in Schritt 58 die Milch von allen Milchmessern im gemeinsamen Empfänger gesammelt wird, danach springt das Diagramm zurück zu Schritt 52. Die im Empfänger angesammelte Milchmenge kann auch in der Steuereinheit 15 gemessen und gespeichert werden, falls eine Einrichtung zum Messen der Milchmenge im Empfänger vorhanden ist.
Das Errechnen des erwarteten Leistungswertes kann, wie oben erwähnt, auf verschiedene Weise durchgeführt werden und unterschiedliche Komponenten umfassen.
Die erste Komponente, die berücksichtigt werden muss, ist mindestens ein vorher gemessener und gespeicherter Milchleistungswert für dasselbe Tier, wenn die Berechnung durchgeführt wird. Eine gute Annäherung des erwarteten Leistungswertes besteht darin, den vorher gespeicherten Milchleistungswert als den erwarteten Leistungswert für den ersten Melkdurchgang zu verwenden, da die Änderung des Leistungswertes zwischen den Melkdurchgängen normalerweise nur gering ist, wenn die Zeit zwischen den Melkdurchgängen ungefähr die gleiche ist. Dieser simple Ansatz hat jedoch den Nachteil, dass ein falscher erwarteter Milchleistungswert verwendet werden könnte, wenn der vorher gemessene Leistungswert von einem Milchmesser mit Kalibrierungsbedarf gemessen worden war.
Eine bessere Weise, einen angemessenen erwarteten Leistungswert zu erhalten, besteht darin, verschiedene vorher erfasste Milchleistungswerte zu verwenden, um einen Mittelwert über eine bestimmte Zeitdauer zu errechnen, vorausgesetzt, dass die Zeit zwischen den Melkdurchgängen ungefähr die gleiche ist.
Die Zeit zwischen den Melkdurchgängen in einem freiwilligen Melksystem ist jedoch in der Regel nicht die gleiche. Das ist gerade einer der Vorteile dieser Systemtypen, da unterschiedliche Tiere einen unterschiedlichen Bedarf haben, wann sie gemolken werden wollen. Einige Tiere bevorzugen es, wenn sie öfter als andere gemolken werden. Die Errechnung der ersten Komponente, wie sie oben beschrieben wurde, ist daher nicht anwendbar. Es ist also ein anderes Modell erforderlich. 6 zeigt einen Graphen, wo mehrere vorher gemessene Milchleistungswerte verwendet werden, um eine erwartete Milchleistungskurve zu erzeugen. Diese Kurve wird von einem ausgewählten Tier, von dem der Milchleistungswert für den ersten Melkdurchgang bestimmt werden kann, erzeugt. Das erfolgt dadurch, auf „Best-Fit"-Weise eine gerade Linie 61 durch den Koordinatenursprung unter Verwendung der vorher gemessenen Werte 62 zu ziehen. Der erwartete Leistungswert 63 wird danach zur Zeit t₁ bestimmt, was in diesem Beispiel ungefähr 16 Liter aufgrund der Neigung der Linie 61 beträgt. Es ist auch möglich, die Linie 61 als eine Gleichung auszudrücken und danach daraus den erwarteten Leistungswert zu errechnen.
Werden viele vorher gemessene Milchleistungswerte verwendet, um den erwarteten Milchleistungswert zu errechnen, wird der Einfluss irgendwelcher falsch gemessener Werte verringert. Vorher gemessene Milchleistungswerte, die zu weit vom entsprechenden erwarteten Leistungswert abweichen, sollten eliminiert werden, wenn der folgende erwartete Leistungswert erreicht wird, wie unten beschrieben.
Eine zweite Komponente, die beim Berechnen des erwarteten Milchleistungswertes berücksichtigt werden kann, ist die Form der Laktationskurve für jedes Tier, was bedeutet, dass der erwartete Wert davon abhängt, wo sich das Tier auf der Laktationskurve befindet. Ein Beispiel für eine Laktationskurve 70 ist in 7 gezeigt. Wie zu sehen, variiert die vom Milchtier produzierte Milchmenge mit der Zeit. Die Laktationskurve könnte daher verwendet werden, um den erwarteten Leistungswert weiter zu verbessern.
Eine dritte Komponente beim Berechnen des erwarteten Leistungswertes besteht darin, die Ernährungsbalance zu überwachen, das heißt die Wasser-/Futteraufnahme jedes Milchtieres, da dieses ebenfalls einen Einfluss auf die produzierte Milchmenge hat.
Eine vierte Komponente beim Berechnen des erwarteten Leistungswertes besteht darin, den Laktationszyklus jedes Milchtieres auszugleichen, da dieses Milchtier eine unterschiedliche Milchmenge in Abhängigkeit davon produziert, auf welcher Laktationskurve sich das Milchtier derzeit befindet.
Eine fünfte Komponente beim Berechnen des erwarteten Leistungswertes besteht darin, eine eventuelle Krankheit des Tieres auszugleichen. Die Milchproduktionsfähigkeit kann während einer Krankheit deutlich verringert sein.
Eine verbesserte Art und Weise, um zu bestimmen, ob ein Milchmesser kalibriert werden muss, kann darin bestehen, dass das vorgeschlagene Verfahren wie im zum Hintergrund der Erfindung erwähnten Artikel verwendet wird. Die Diskrepanz zwischen tatsächlicher und erwarteter Milchausbeute wird errechnet aus: dikl = mikl – Mik, wobei

d_ikl die Abweichung der erwarteten Milchausbeute von der tatsächlichen Milchausbeute der Kuh k am Tag i und dem Messer l ist,
m_ikl die erfasste tatsächliche Milchausbeute der Kuh k am Tag i und dem Messer l ist,
M_ik die erwartete Milchausbeute der Kuh k am Tag i ist.

Die Verlässlichkeit des Überwachungsverfahrens hängt ab von der Berechnung eines realistischen Erwartungswerts. Die erwartete Ausbeute und ihre Standardabweichung wird errechnet aus
wobei

M_i-x;k die aufgezeichnete tatsächliche Milchausbeute der Kuh k am Tag i-x ist,
SM_ik die Standardabweichung der erwarteten Milchausbeute von Kuh k am Tag i ist,
u_ik die Anzahl der verfügbaren Milchmengen von Kuh k während der vorangegangenen sieben Tage ist.

Die erwartete Ausbeute und ihre Standardabweichung werden in diesem Beispiel über die vorangegangenen sieben Tage errechnet. Um den Einfluss irgendeines abweichenden Milchmessers zu minimieren, werden nur Milchmengen verwendet, die von mindestens drei unterschiedlichen Milchmessern aufgezeich net worden sind, um zu bestimmen, ob ein bestimmter Milchmesser kalibriert werden muss.
Extremwerte müssen zum Errechnen des Erwartungswerts identifiziert und eliminiert werden. Diese Extremwerte können von der Gesundheit der Kuh abhängen sowie von der Nahrungsmittelaufnahme der Kuh und von Umwelteinflüssen (z.B. die Einführung eines neuen Herdenmitgliedes usw.). Der Grund für die Extremwerte ist nicht wesentlich, die Werte müssen jedoch eliminiert werden, um einen realistischen Erwartungswert errechnen zu können. Im erwähnten Artikel sind einige Kriterien erwähnt, wie z.B.:

– Nur die Milchausbeutewerte zwischen dem 30. bis zum 300. Tag der Laktation werden verwendet.
– Ein Erwartungsert ist nur gültig, wenn der Variationskoeffizient (SM_ik·100/M_ik) unterhalb von 20% liegt.
– Ist die Standardabweichung der verfügbaren Milchmengen größer als 1,0, werden nur die Mengen im Bereich von M_ik±2·SM_ik (das heißt 95,45% der Normalverteilung) zum Berechnen eines neuen Erwartungswertes verwendet.
– Eine erwartete Ausbeute wird nur errechnet, wenn mindestens vier Milchausbeuteaufzeichnungen über die vergangenen sieben Tage verfügbar sind, die die oben erwähnten Bedingungen erfüllen.
– Eine Abweichung wird nur berechnet, wenn die tatsächliche Milchausbeute im Bereich von M_ik±2·SM_ik liegt.

Die Berechnung der mittleren Abweichung für jeden Milchmesser und seine Standardabweichung wird errechnet aus:
wobei

D_il das laufende Mittel von Abweichungen des Messers l zur Zeit i ist,
SD_il die Standardabweichung der Abweichungen des Messers l zur Zeit i ist,
x_il die Anzahl verfügbarer Abweichungen aller Kühe der vorangegangenen 30 Tage (Intervall 1 bis 30 bis i-1) am Messer l ist.

Zusätzlich wird angenommen, dass die berechneten Abweichungen eine Normalverteilung haben. Es kann daher die Hypothese H₀ (D_il= 0) gegen die Hypothese H₁ (D_il= / = 0) getestet werden. Wird die Hypothese H₀ über eine Dauer von sieben laufenden Tagen zurückgewiesen, wird ein Milchmesserfehler angezeigt.
Ist für einen Milchmesser bestimmt worden, dass er Kalibrierungsbedarf hat, kann das System entweder den Bauern alarmieren, indem eine Nachricht an die Anzeige 18 gesendet wird, oder das System kann automatisch den falsch funktionierenden Milchmesser korrigieren, indem dem falschen oder abweichenden Milchmesser eine Korrekturfunktion hinzugefügt wird. Das wird durch die Steuereinheit 15 bewirkt.
Um ein automatisches Kalibrieren korrekt durchzuführen, muss das System zusätzlich zu den Abweichungswerten für jeden Milchmesser Zugang zu jedem Referenzwert haben, der zum Steuern des Kalibrierprozesses verwendet wird.
8 zeigt ein Flussdiagramm des Kalibrierprozesses, wenn ein Milchmesser Abweichungen aufweist, wie oben beschrieben.
Das Diagramm beginnt bei Schritt 80 und der Prozess erwartet im Schritt 81 eine Entscheidung, ob er mit der Kalibrierung eines abweichenden Milchmesser fortgesetzt werden soll. Das Diagramm wird in einer Schleife zu Schritt 82 zurückgeführt, bis eine Entscheidung getroffen worden ist, mit der Kalibrierung eines oder mehrerer Milchmesser fortzufahren. Der Prozess schreitet dann zu Schritt 83 fort, wo ein Referenzwert RV, der die von einer Anzahl von Milchtieren während einer ausgewählten Zeitdauer in einer Referenzeinheit empfangene Milchmenge wiedergibt, bestimmt wird. Die folgenden Beispiele zeigen, wie der Referenzwert bestimmt wird.
Der Prozess schreitet danach zu Schritt 84 fort, wo die gemessenen Leistungswerte PV_meas für jeden Milchmesser abgefragt werden, der selbst zur von der Referenzeinheitempfangenen Milchmenge beiträgt. Jeder Milchmesser ist direkt oder indirekt mit der Referenzeinheit verbunden. In Schritt 85 wird die Summe der abgefragten gemessenen Leistungswerte mit dem Referenzwert verglichen und es wird, wenn sich für einen bestimmten Milchmesser herausgestellt hat, dass er Kalibrierungsbedarf hat, dieser bestimmte Milchmesser angepasst, sodass der Referenzwert gleich der Summe der gemessenen Leistungswerte ist. Ist auf der anderen Seite kein Milchmesser gefunden worden, der Kalibrierungsbedarf hat, weicht aber der Referenzwert immer noch von der Summe der abgefragten gemessenen Leistungswerte ab, müssen alle Milchmesser angepasst werden, sodass der Referenzwert gleich der Summe der gemessenen Leistungswerte ist, vorausgesetzt, der Referenzwert ist ein korrekter Wert. Kann der Referenzwert nicht als korrekt angesehen werden, werden die Milchmesser nicht angepasst.
Ist der Referenzwert andererseits z.B. von einem unlängst kalibrierten Milchmesser (z.B. auf einem Milchwagen) bestimmt worden oder hat der Empfänger 19 mehrere unabhängige Sensoren, die zusammen verwendet werden, um den Referenzwert zu errechnen, können alle Milchmesser angepasst werden, wenn der Referenzwert und die Summe der abgefragten gemessenen Milchleistungswerte stärker voneinander abweichen als der Systemfehlerbereich. Es können auch historische Daten von den Milchmessern verwendet werden, um zu bestimmen, ob alle Milchmesser angepasst werden sollen.
Das Diagramm springt zurück zu Punkt 82 und erwartet eine neue Entscheidung, ob mit einem anderen Kalibrierprozess fortgefahren werden soll.
Das im zum Hintergrund der Erfindung erwähnten Artikel beschriebene Verfahren nimmt an, dass nicht alle Milchmesser zur gleichen Zeit fehlerhaft sind, demgegenüber nimmt das Verfahren nach der Erfindung in der Tat darauf Rücksicht, indem ein interner Referenzwert (z.B. vom Sensor im Empfänger 19) verwendet wird, oder ein externer Referenzwert, z.B. von einem Milchmesser 33, der sich an einem Milchwagen 32 befindet, der regelmäßig die Milch im gemeinsamen Empfänger 19 an den Wagen 32 überträgt. Dieser Milchmesser wird normalerweise in regelmäßigen Intervallen kalibriert und liefert daher sehr verlässliche Referenzwerte, wenn der gemeinsame Empfänger 19 entleert und sein Inhalt an den Wagen 32 übergeben worden ist.
Während des Melkens kann vom System erfasst werden, dass einige Milch „keine Verzehrmilch" ist, das heißt dass sie Bakterien usw. enthält, was bedeutet, dass die Milch berücksichtigt bleibt und nicht im gemeinsamen Empfänger gesammelt wird. Beim Abfragen der gemessenen Leistungswerte, die direkt oder indirekt mit dem gemeinsamen Empfänger 19 verbunden sind, muss der Leistungswert, der der Menge der nicht verzehrbaren Milch entspricht, ausgelassen werden. Geschieht das nicht, ist der Vergleich zwischen dem Referenzwert und der Summe der gemessenen Leistungswerte irreführend. Das Messen der nicht verzehrbaren Milch kann verwendet werden, um die Milchmesser unter Verwendung des Verfahrens gemäß dem Artikel zu steuern.
Wie oben erwähnt, muss der Referenzwert nicht ein externer Wert sein, sondern es kann von Vorteil sein, wenn er ein interner Wert ist, der von einer Vorrichtung, wie einem Sensor oder einem Milchmesser mit mindestens einem damit verbundenen Milchmesser, generiert worden ist.
Das Verfahren nach der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Anzahl von Beispielen beschrieben.
Beispiel 1
Dieses Beispiel verwendet das Melksystem in 1. Jeder Milchmesser 14a, 14b misst die Milchleistung eines Tieres zu einer Zeit. Ein entsprechend erwarteter Leistungswert wird errechnet unter Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens gemäß dem oben erwähnten Artikel. Die gemessenen Leistungswerte sind für beide Milchmesser 14a, 14b in Tabelle 1 dargestellt.
Der gemeinsame Empfänger 19 in 1 ist mit einer Einrichtung (nicht gezeigt) zum Messen der im Empfänger vorhandenen Milchmenge ausgestattet. Dabei handelt es sich normalerweise um einen am Empfänger befestigten Sensor, der typischerweise das Gewicht oder das Volumen der Milch misst.
Die Einrichtung zum Messen der Milchmenge im Empfänger ist mit der Steuereinheit 15 verbunden, und das Signal von dort wird als ein Referenzwert beim Durchführen des Kalibrierprozesses verwendet.
In diesem Beispiel enthielt der gemeinsame Empfänger keine Milch zur Zeit des Melkdurchgangs #1, und der Referenzwert (RV) nach dem Melkdurchgang 10 entsprach 92,3 Litern Milch.
Hat sich herausgestellt, dass ein Milchmesser als Kalibrierbedarf hat, ist also z.B. herausgefunden worden, dass Milchmesser 14b abweicht, wird der Kalibrierprozess durch Fortschreiten zu Schritt 83 in 8 in Gang gesetzt. RV wird bei 92,3 Litern gefunden und Milchmesser 14a und 14b sind beide direkt mit dem gemeinsamen Empfänger 19 verbunden. Die Summe der gemessenen Leistungswerte für Milchmesser 14a und 14b wird daher mit dem RV verglichen, und der fehlerhafte Milchmesser wird mit einer Korrekturfunktion C, z.B. einer Konstante, einer Gleichung usw., angepasst. C wird in diesem Beispiel unter Verwendung des folgenden Verhältnisses errechnet: RV = PVmeas,1 + C·PVmeas,2
Der Sensor im gemeinsamen Empfänger 19 kann auch kalibriert werden, wenn der Empfänger entleert wird. Der Milchwagen (nicht gezeigt), der die Milch vom Melksystem empfängt, ist mit einem Milchmesser ausgestattet, der am Einlass des Tanks angebracht wird und den Milchfluss misst, wenn der Empfänger entleert wird. Die gesamte aus dem Empfänger 19 entleerte Milchmenge sollte der vor dem Milchtransport in einen Milchwagen vom Sensor gemessenen Milchmenge entsprechen. Unterscheiden sie sich, kann die Steuereinheit eine Korrekturfunktion für den Sensor errechnen und dadurch die Einrichtung zum Messen der Menge im Empfänger 19 auf einer regelmäßigen Grundlage kalibrieren, das heißt jedes Mal, wenn der Empfänger 19 entleert wird.
Ein ähnliches Beispiel könnte für das in 2 dargestellte Melksystem angegeben werden, mit der Ausnahme, dass jeder Milchmesser nur ein Viertel der vom Milchtier gelieferten Milch misst, da an jedem Zitzenbecher ein Milchmesser angesetzt ist. Das Kalibrierverfahren ist dasselbe wie das oben beschriebene.
Beispiel 2
Dieses Beispiel illustriert, wie alle Milchmesser (umfassend die Sensoren im Empfänger 19) in einem Melksystem kalibriert werden können, wenn ein Milchwagen 32 den Empfänger 19 entleert.
In diesem Beispiel ist nur eine Melkstation vorhanden, siehe 3, die nur einen Milchmesser 31 aufweist, der mit der Steuereinheit 15 kommuniziert, sowie einen Empfänger 19, der mit einem Sensor 19 (nicht gezeigt) ausgestattet ist, der auch mit der Steuereinheit 15 kommuniziert. Kommt ein Milchwagen 32 an, um die Milch im Empfänger 19 aufzunehmen, wird ein Milchmesser 33, der mit dem Einlass des Milchtanks am Milchwagen verbunden ist, mit der Steuereinheit 15 verbunden, sodass das System einen Wert empfangen kann, der der Milchmenge entspricht, die an den Milchwagen 32 übergeben wurde.
Während eines Kalibrierprozesses, der im System unter Verwendung des gemessenen Milchvolumens im Empfänger 19 als dem interen Referenzwert zum Kalibrieren des Milchmessers 31 durchgeführt wird, wurde die folgende Korrekturfunktion errechnet:
Diese Korrekturfunktion wurde im Speicher 17 der Steuereinheit 15 gespeichert. Kommt der Milchwagen an und wird mit dem Melksystem verbunden, waren die folgenden Werte für die Steuereinheit 15 verfügbar: Milchvolumen im Empfänger (gemessen vom Sensor):183,5 Liter Summe aller tatsächlich gemessenen Milchleistungswerte des Milchmessers 31 seit dem letzten Mal, als der Empfänger 19 geleert wurde: 197,8 Liter Die Korrekturfunktion, die vorher unter Verwendung eines internen Referenzwertes bestimmt wurde, wird in der Steuereinheit gespeichert und korrigiert die Summe aller PV_meas auf 0,942·197,8 = 186,3, was nah genug an der vom Sensor im Empfänger gemessenen Milchmenge liegt.
Ist die Milch im Empfänger 19 an den Milchwagen übergeben worden, empfängt die Steuereinheit das tatsächliche Milchvolumen vom Milchmesser 33, was in diesem Beispiel bei 201,3 Liter liegt.
Die Steuereinheit wählt das gemessene Milchvolumen vom Milchmesser 33 als einen externen Referenzwert und verwendet diese Information zum Rekalibrieren des Sensors im Empfänger, indem eine Fehlerkorrekturfunktion hinzugefügt wird, die in diesem Beispiel 201,3/183,5 = 1,097 beträgt. Die Korrekturfunktion für den Milchmesser 31 wird also korrigiert, indem die vorangegangene Korrekturkonstante mit der Empfängerkonstante multipliziert wird, das heißt 0,942·1,097 = 1,033.
Die Steuereinheit im Melksystem verwendet nun die Korrekturfunktionen, wenn Messwerte vom Milchmesser 31 und vom Sensor empfangen werden, um für diese einen kalibrierten Wert zu errechnen. Auf diese Weise besteht kein Bedarf, den Milchmesser oder den Sensor physisch zu kalibrieren, da eine automatische Anpassung, die als softwarebezogene Kalibrierung implementiert ist, in der Steuereinheit des Melksystems vorgenommen wird.
Beispiel 3
Dieses letzte Beispiel wird im Zusammenhang mit 4 dargestellt, die in ihren Grundkomponenten einem Melksystem aus 1 gleicht, mit der Ausnahme, dass jeder Zitzenbecher 11 über einen ersten Milchmesser 41a, 41b mit einem Sammelstück 12 verbunden ist. Der erste Milchmesser 41a, 41b misst vorzugsweise den Milchfluss jeder Zitze und der zweite Milchmesser 42a, 42b misst das Gewicht oder das Volumen der gesamten Milchmenge.
In diesem System können Kalibrierüberprüfungen auf unterschiedliche Art und Weise unter Verwendung des gemessenen Milchleistungswerts eines Milchmessers durchgeführt werden, um andere Milchmesser zu kalibrieren, die mit dem verwendeten Milchmesser verbunden sind, um den Referenzwert zu bestimmen. Als Beispiel kann der Zwischenmilchmesser 42a verwendet werden, um zu be stimmen, ob einer der ersten Milchmesser 41a kalibriert werden muss, und der Zwischenmilchmesser 42b kann verwendet werden, um irgendeinen der ersten Milchmesser 41b zu kalibrieren. Dasselbe kann angewendet werden auf den Empfänger 19 und die Zwischenmilchmesser 42a und 42b, wie sie im Zusammenhang mit Beispiel 3 beschrieben sind.
Die zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Beispiele sind vereinfacht worden, um gewisse Merkmale deutlicher herausstellen zu können.
Beschriftung der Figuren:
5

START – START
New animal to milk? – Neues Tier zu melken?
Retrieve ID of animal – Identität des Tieres abfragen
Attach teat cups to teats – Zitzenbecher an Zitzen ansetzen
Start milking operation – Melkbetrieb beginnen
Measure the milking perf. – Melkleistung messen
Store values in contr. Unit – Werte in Steuereinheit speichern
Collect milk in container – Milch in Behälter sammeln

6

Daily milk [litre] – Tägliche Milch [Liter]
time [months] – Zeit [Monate]

7

PV_meas [litre] – PV_meas [Liter]
time – Zeit

8

START – START
Calibration of meter? – Messer kalibrieren?
Determine RV reference value – RV-Referenzwert bestimmen
Retrieve PV_meas for all meters – PV_meas für alle Messer abfragen
Correct dev. meter so that ... – Abweichenden Messer korrigieren, so dass ...

Claims

Verfahren zum Kalibrieren mindestens eines Milchmessers in einem Melksystem (36; 40), umfassend mindestens eine Melkstation (10a,10b; 20; 30) mit mindestens einem Milchmesser (14a,14b; 21a, 21b, 21c, 21d; 31; 41a, 41b, 42a, 42b), der mindestens einen Wert eines Parameters misst, der der Milchleistung eines Milchtieres entspricht, wobei die Melkstation für eine Herde von Milchtieren zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Bestimmen eines internen oder externen Referenzwertes (RV), der die Milchmenge wiedergibt, die von einer Anzahl von Milchtieren während einer ausgewählten Zeitdauer in einer Referenzeinheit (19; 32; 42a, 42b) erhalten wurde, – Abfragen aller gemessenen Werte während der ausgewählten Zeitdauer für die Milchmesser (14a,14b; 21a, 21b, 21c, 21d; 31; 41a, 41b, 42a, 42b), die selbst zur Milchmenge beitragen, die von der Referenzeinheit (19; 32; 42a, 42b) empfangen wurde, – Vergleichen der Referenzwerte (RV) mit der Summe aller abgefragten gemessenen Werte und Errechnen einer Korrekturfunktion (C; C_com) für mindestens einen der Milchmesser, und – Verwenden der errechneten Korrekturfunktion, um den gemessenen Wert von dem mindestens einen Milchmesser anzupassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren dazu verwendet wird, um einen oder mehrere Milchmesser zu kalibrieren, der oder die dahingehend bestimmt worden ist oder sind, dass er oder sie kalibriert werden muss oder müssen, indem ein erwarteter Wert der Milchleistung mit dem gemessenen Wert verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Referenzeinheit ein Empfänger (19) ist, der die Milch im System nach dem Melken jedes Milchtieres sammelt, und wobei der Schritt des Bestimmens des Referenzwertes ausgeführt wird, indem die Milchmenge im Empfänger (19) gemessen wird, wobei der Referenzwert ein interner Referenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Referenzeinheit ein Zwischenmilchmesser (42a, 42b) ist, der direkt mit mindestens einem Milchmesser (41a, 41b) verbunden ist, und wobei der Schritt des Bestimmens des Referenzwertes ausgeführt wird, indem der Wert eines Milchleistungsparameters des Zwischenmilchmessers (42a, 42b) gemessen wird, wobei der Referenzwert ein interner Referenzwert ist, der mit den von jedem Milchmesser (41a, 41b) gemessenen Werten verglichen werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Melksystem mit einer externen Einheit (32) versehen ist, die einen externen Milchmesser (33) umfasst, mit dem die Milchmenge gemessen wird, die vom Melksystem an die externe Einheit (32) geliefert wird, wobei der Schritt des Bestimmens des Referenzwertes (RV) ausgeführt wird, indem die Milchmenge gemessen wird, die vom Empfänger (19) zur externen Einheit (32) unter Verwendung des externen Milchmessers (33) übertragen wird, wobei der Referenzwert ein externer Referenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren weiterhin die zusätzlichen Schritte umfasst: – Bestimmen der Milchmenge im Empfänger (19) vor dem Übertragen der Milch an die externe Einheit (32), – Vergleichen der Milchmenge im Empfänger mit dem externen Referenzwert und – Errechnen der Korrekturfunktion, die zum Bestimmen der Milchmenge im Empfänger (19) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Verfahren weiterhin die zusätzlichen Schritte eines Rekalibrierens der Milchmesser (14a, 14b; 21a, 21b, 21c, 21d; 31; 42a, 42b) umfasst, die selbst zur vom Empfänger (19) empfangenen Milch beitragen, wenn die Korrekturfunktion errechnet worden ist, die zum Bestimmen der Milchmenge im Empfänger (19) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Korrekturfunktion gleich 1 ist, sofern der Referenzwert (RV) nicht um mehr als eine vorbestimmte Größe von der Summe aller abgefragten gemessenen Milchleistungswerte abweicht.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der vorbestimmte Wert 5% ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Melksystem eine Steuervorrichtung (15) umfasst, die mit jedem Milchmesser verbunden ist, wobei die Steuereinheit (15) auf den internen oder externen Referenzwert zugreifen kann und wobei die Berechnungen der Korrekturfunktionen in der Steuereinheit (15) durchgeführt werden.