2026 年 6 月 3 日
从挤奶桶到机器人：GEA 百年牧场创新之路
100 多年来，GEA 一直致力于开发奶牛养殖技术 – 从最早的桶式挤奶机到自主的数字连接系统。这些创新从根本上改变了奶牛养殖业：摆脱了劳动密集型作业模式，转向更高的生产率、更优的动物福利以及更高效的日常运营。
就在三代人以前，牧场主每天清晨天未亮就要进入牛舍，傍晚还要再工作一次。一张小凳子，一个挤奶桶，一头接一头奶牛，一小时接一小时地劳作。过去，体力劳动是奶牛养殖的常态，而如今，机器人和智能手机已成为牧场运营的重要助手。牛群管理实现了数字化，挤奶和饲喂过程实现了全面自动化，使牧场主在安排日常工作时拥有更大的灵活性。这两个时代之间，跨越着整整一百年的创新历程。而在这一切的中心：GEA。
一个世纪以来，GEA 始终陪伴着全球奶牛场共同成长。这一历程始于 1926 年的一台简单桶式挤奶机。如今，GEA 已拥有行业领先的产品组合，包括挤奶和饲喂机器人、粪污管理解决方案、数字化牛群管理系统以及基于人工智能的分析工具，并服务于全球乳制品生产商。这是一个并非在设计图纸上构思出来，而是与世界各地牧场主共同书写的成功故事。
一台挤奶机替代两只手
这一发展的根源甚至早于 GEA 的挤奶技术。1893 年，连襟 Franz Ramesohl 和 Franz Schmidt 在德国威斯特伐利亚地区的奥尔德创办了一家公司。他们在这里生产了第一批手动脱脂离心机，用于将牛奶中的乳脂分离出来。正是从这家不起眼的小作坊起步，后来发展成为 Westfalia Separator AG，并最终于 1994 年被 GEA 集团收购。
20 世纪 20 年代，当时大多数牛奶仍在牧场内直接加工处理，两位 Westfalia 发明家深知人工挤奶意味着什么：耗时耗力且容易出错。此前已经有人尝试寻找解决方案 – 20 世纪初的大量专利便证明了这一点。然而，大多数机器虽然能够抽取牛奶，却无法像经验丰富的挤奶工那样高效且温和地完成挤奶工作。
几年后，桶式挤奶系统改变了这一局面。1926 年，Westfalia Separator 推出了首款可投入生产的挤奶机：由四个独立乳头杯、真空和脉动装置构成 – 该系统首次能够模拟小牛吸吮乳头的自然过程（见上图）。这一看似简单的原理，至今仍是现代所有挤奶技术的基础。
挤奶厅的诞生
虽然桶式挤奶系统是一大进步，但挤奶工作仍然十分辛苦。工人需要提着沉重的奶桶在奶牛之间来回移动，弯腰进行挤奶操作，然后再将奶桶倒空 – 如此反复循环。下一次重大突破出现在 1941 年：第一套管道挤奶系统问世，该系统通过封闭系统将鲜奶直接输送至储奶罐。这使挤奶过程更加清洁、卫生且高效。同时，一次最多可为 12 头奶牛进行挤奶。
从 1941 年开始，牧场引进了第一套永久性管道挤奶系统。随后，这些系统逐步发展成为挤奶厅，配备实用且符合人体工程学的挤奶员操作坑位，使工作人员能够更方便地接近奶牛乳房进行操作，如串联式挤奶厅所示。
下一步是挤奶厅的系统化发展：动物能够自行找到对应位置，挤奶工在符合人体工程学的工作平台上操作，同时配套设计良好的通道系统，从而最大限度减少人和动物的压力。串联式、人字形或并列式配置为牧场主提供了多种选择，可适应牧场规模和个人空间需求。挤奶厅逐渐成为现代牛舍建筑的核心。
但随着牛群规模不断扩大 – 从数百头发展到有时甚至上千头 – 传统挤奶厅也逐渐达到了其能力极限。
挤奶转盘大规模提高效率
1970 年，GEA 推出了 ROTOMELK，这是公司的首款挤奶转盘，它不再需要挤奶工逐一走向奶牛。相反，缓慢旋转的平台将每一头牛依次送至挤奶工面前。对生产商而言，这意味着更少的步行距离、更快的挤奶速度、更高的产量以及更稳定的挤奶流程。
如今，GEA 提供 28 至 120 个工位的转盘，并可根据不同牧场需求进行定制设计。在欧洲、北美、亚洲以及中东的大型牧场中，这些转盘已成为高效牛奶生产的核心支柱。
然而，一个基本原则始终未曾改变：良好的动物饲养是前提，而非可选项。无论过去还是现在，平静的动物、清洁的挤奶环境以及简化的流程都能带来最佳结果。压力大的奶牛产奶量更低；生病的奶牛会增加成本。而牛舍中不必要的操作和负担也会增加工作人员的压力。
像 GEA DairyRotor 这样的挤奶转盘，正逐渐成为现代牛舍设计的核心。这一高效解决方案不仅适用于采用人工挤奶方式的牧场，也同样适用于配备全自动化挤奶站的牧场。
挤奶机器人革命
多年来，这一直被认为是一项几乎不可能完成的任务：一台机器是否能够在奶牛体型、性格各不相同且乳房状态不断变化的情况下，自动完成挤奶杯组的精准连接？经过持续研发，激光技术成为关键突破，使每一个奶杯都能精准找到对应乳头，实现精确、温和且可靠的连接。
早期原型由于复杂性和高成本而未能成功推广。但在 2008 年，这一技术终于取得突破。如今，GEA DairyRobot 代表了一种可灵活应用的全自动挤奶系统，可用于单独工位或转盘式挤奶厅。
挤奶机器人重新定义了现代奶牛养殖方式。每一头奶牛都能被持续监测、护理（例如蹄部和乳头清洁、检查、喂养）并记录数据。根据运营模式，牧场主可以在两种方式之间选择：自由牛舍挤奶，完全自动化流程，奶牛自主决定何时进入挤奶。或批次挤奶，机器人在固定时间对整组牛群进行自动挤奶。
自动化使牧场主获得了过去难以想象的自由：晚上可以休息，可以与家人度假，同时还能投入更多时间管理牧场和监测牛群健康。
奶牛养殖依然是一年 365 天、一天 24 小时不间断的工作。但机器人从根本上改变了时间的分配方式。
如今，GEA 在 DairyRobot 中使用飞行时间 (ToF) 摄像技术。这种 3D 摄像技术能够实现精准乳头检测，从而让机械臂精确放置挤奶杯。
数字化牛群管理保障奶牛健康
现代挤奶系统已成为奶牛养殖不可或缺的一部分。最新一层创新来自数据及其在牧场中的应用方式。
早在 20 世纪 80 年代，GEA 就在挤奶厅中使用 RFID 芯片进行动物识别，并收集关键数据（如牛奶质量和产量）。经过多年发展，这一系统逐步演变为一个复杂的数字生态系统：例如，GEA DairyNet 将挤奶机器人、饲喂系统以及牛群管理整合在同一平台上。
“当挤奶机器人出现故障时，不仅会造成产量损失，更关乎动物健康，在极端情况下甚至关乎生命。因此，我们的服务必须随时随地可用。”
Andreas Seeringer 博士
GEA 牧业技术部首席执行官
GEA CowScout 传感器系统可全天候监测每一头奶牛的位置和活动，甚至在挤奶厅外也不例外，包括发情检测、泌乳阶段、健康状况。所有关键参数均可实时整合分析。没有一头奶牛被遗漏。没有任何警报被错过。
随着 2024 年收购爱尔兰初创公司 CattleEye，牧场主如今能够获得更高水平的牛群护理能力。CattleEye 利用基于摄像头的人工智能，在跛行早期阶段即可识别问题，甚至早于人眼观察。这使得治疗能够更早开始，减少奶牛痛苦，并降低或避免后续治疗成本。
爱尔兰贝尔法斯特也是 GEA 新成立的软件研发中心所在地，将与 CattleEye 一起探索新的技术机会，包括进一步的人工智能集成。
牛奶为何如此重要
根据联合国粮农组织 (FAO) 的数据，全球牛奶年产量接近 10 亿吨，其中牛奶约占总产量的 80% 至 85%。而且，市场需求仍在持续增长，其主要驱动力来自人口增长以及亚洲地区中产阶级规模的扩大，尤其是在印度和巴基斯坦。
然而，牛奶并不仅仅是一种单一产品。它是一种营养密度极高的基础食品。在用途的广泛性方面，几乎没有其他食品能够与之媲美；每天，牛奶都会被加工成数千种不同的产品，这些产品深深融入各地文化，并深受消费者喜爱。
为保障这一供应体系而运作的牧场正在变得规模更大、更加专业化且资本密集程度更高。其中包括与工业化运营并存的家庭牧场，分布于欧洲、美国、亚洲和中东地区。例如，在阿尔及利亚阿德拉尔省，GEA 正在协助建设全球最大的综合乳业园区，包括奶牛场和奶粉加工厂。该新设施将有助于阿尔及利亚实现提升粮食自给自足能力的目标。无论是小型、大型，还是介于两者之间的各种规模牧场，GEA 都能帮助奶牛场满足日益增长的牛奶需求。
“就养活世界人口而言，牛奶是我们能够生产的最有效的食品之一。因此，在我们看来，牛奶是构建可持续且面向未来的食品供应体系的核心 – 不仅是今天，更包括未来数十年。”
Andreas Seeringer 博士
GEA 牧业技术部首席执行官
农业领域的可持续发展意味着未来可行性 – 无论是经济还是技术层面。GEA DairyRobot 等现代挤奶技术使奶牛养殖变得更加高效、更具可预测性，也更能吸引年轻一代从事这一行业。
确保牧场主明天依然能够挤奶
对于农业而言，提高可持续性关乎生存。一家运营效率低下的牧场终将被淘汰。一个无法吸引年轻人加入的行业终将衰落。而技术在其中发挥着决定性作用。通过将自动化和数据分析相结合，GEA 为牧场主创造了显著价值。如今，奶牛养殖变得更加轻松、更具可预测性，也更能吸引下一代从业者。
与此同时，气候变化正带来新的挑战。水资源短缺、极端天气事件以及市场波动都在威胁着这一重要产业。节水型清洗系统、闭环解决方案以及数字化牧场管理等现代技术使运营更具弹性。
百年经验和清晰的未来愿景
从桶式挤奶系统到人工智能驱动的机器人系统，这段历程堪称食品行业最引人注目的转型故事之一。其成果是，每天为数以百万计的人提供营养保障。
在这一过程中，GEA 还推出众多创新技术，以支持更可持续的奶牛养殖实践。从减少饲料浪费的饲喂机器人，到降低牛舍排放并减少粪污径流的自动粪污刮板机，再到减少清洗过程中淡水消耗的智能解决方案。但 GEA 并非独自踏上这段旅程。每一次突破都源于与牧场主之间的对话 – 他们清楚自己需要什么，而 GEA 则倾听需求并将其变为现实。
“对我们而言，可持续发展不仅意味着节约资源。更意味着赋能奶牛场，使其能够由下一代继续成功经营。这正是我们所创造价值的所在。”
Andreas Seeringer 博士
GEA 牧业技术部首席执行官
这种对话最终形成了一个简单而持久的核心理念：人、动物和技术的三角关系：牧场主承担着日常决策及其后果。动物的福祉则是整个牧场运营的核心。而技术则连接着两者。
GEA 正是这座桥梁。最初，它作为机器制造商,将原始劳动力转化为可靠的工艺流程。随后，它又以数字创新者的身份，将智能化带入牛舍现场。而今天，我们更是一个面向未来的重要合作伙伴 – 一个值得传承的农业未来。在那里，下一代不仅必须接手牧场，更愿意主动接手牧场。
而这样的未来，正在通过一次又一次的对话，在今天被共同构建。
