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擠乳機器人能替酪農賺錢？
新竹分所 李國華 陳怡璇 葉亦馨 蕭振文 編譯
一、前言
儲櫃型擠乳機器人(以下略稱機器人)能不能替酪農賺到錢?要應用機器人來獲利其最主要條件為：(一)每頭牛產乳量的表現、(二)每部機器人收乳的能力、(三)節省下來的人工勞動力、(四)機器人使用的年限。然而，目前應用機器人最大的缺點就是投資成本太高(單價約從150,000到200,000美元之間，折合臺幣約4,500,000到6,000,000元)，而且每部機器人僅能負責50至70頭泌乳牛之擠乳工作。根據國外研究報告指出，機器人與每天擠乳3次傳統擠乳機比較，使用機器人雖然所創造出來的利潤較低，但是，近年來機器人隨著科技的躍進、管理技術的創新以及人工勞動力愈來愈昂貴等因素，未來機器人有可能翻轉這種局面。
二、哪些因素會影響機器人的營收？
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(一) |
乳牛的產乳量 |
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使用機器人會改變牛隻的產乳量，主要是因為乳牛每天的擠乳頻率改變所致。de
Koning（2010）發現，機器人與每天擠乳2次的傳統擠乳機相比，約可多增加5％至10％的產乳量。但是，其與每天擠乳3次的傳統擠乳機相比，則機器人產乳量則下降了5％至10％。國外的調查報告顯示，機器人平均擠乳頻率為2.8次/天，其範圍為2.4至3.2次/天，特別是在泌乳早期的牛隻具有較高擠乳頻率，泌乳後期的牛隻具有較低的擠乳頻率，如此的特性使機器人可創造出更優的擠乳效能。統整影響個別牛和整群牛之平均擠乳頻率的主因為： |
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1. |
每部機器人所能勝任的泌乳牛頭數 |
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2. |
機器人擠乳權限的設定 |
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3. |
部分混合日糧和機器人給飼精料的適口性和品質 |
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4. |
機器人停滯時間 |
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5. |
挑選適合機器人擠乳之乳牛選育 |
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6. |
牛舍設計和牛隻步行至機器人的距離（影響放牧牛群的主要因素） |
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(二) |
每部機器人的收乳量 |
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為達到機器人最佳的利潤，首要先使每部機器人每日收乳量最大化。假設20年內，乳牛場工資通貨膨脹為2％/年的條件下，牧場使用4部機器人，每部機器人每日收乳若增加227公斤，其年淨收入可增加約4,100美元(折合臺幣約123,000元)。目前，有些美國的乳牛場，每天每部機器人收乳量持續超過2,722公斤，要能實現此成果必須結合高乳量牛隻和機器人所能負荷之最多乳牛頭數。實現此一目標的最重要因素： |
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1. |
執行適當的擠乳策略，讓正確的牛隻在正確的時間進行擠乳 |
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2. |
減少每頭牛在擠乳作業區的時間（包括牛隻等待與擠乳的時間） |
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3. |
維持機器人處於最佳的工作效能 |
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(三) |
牧場的勞動效率 |
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依據2016年美國農業部的報告顯示，2014年從事畜牧生產的工資增加了3％，2015年更增為4％。有關應用機器人從事擠乳作業可節省人力的報告非常多，每一篇報告所指出節省人力的程度也不盡相同，其中最高可節省29％的人力成本，這種節省人力的差異，大部分歸因於不同的牛舍設計與飼養管理。根據美國乳牛場管理紀錄(Finbin，2016)顯示，美國中西部上游使用機器人的乳牛場，統計分析每位全職工人其平均生產乳量為220萬磅(99.7萬公斤)，相較於類似規模的乳牛場使用傳統式擠乳機者則為150萬磅(68萬公斤)(表1)。此外，根據國外學者針對53家位於明尼蘇達州和威斯康辛州使用機器人的乳牛場進行調查，顯示即使每一家乳牛場的總勞動力相近，使用機器人所節省下來的時間也會被善用於改善乳牛健康、分析紀錄、改善乳牛繁殖及牧草收獲等工作。 |
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另一項影響酪農是否採用機器人之決策因素為未來勞工取得的難易度。於2014年的一項調查報告顯示，美國51％的農業勞動力都來自於移民勞工（Adcock等，2015），如果這些外國勞工選擇在乳牛場工作的人數減少或者美國通過更嚴格的移民法的話，未來移民勞工的數量可能會被限縮而減少。 |
三、機器人與傳統擠乳機的比較
Bijl等人（2007）將使用機器人的乳牛場與使用每天2次擠乳的傳統擠乳的乳牛場進行成本比較。由於使用機器人的乳牛場投資成本較高，相較之下使用傳統擠乳機的乳牛場其獲取利潤會比較高。然而，機器人乳牛場的人工勞動力需求降低了29％，以及使用機器人會增加牛乳產量與每個工人的收入。Bijl等人的結論是，投資機器人可以讓乳牛場生產更多新的乳牛、生產更多的牛乳並減少人工勞動力。
明尼蘇達大學收集的乳牛場管理紀錄顯示了類似的結果（表1）。使用機器人的乳牛場其牛乳產量和毛利率較高，但是因為成本較高，導致乳牛場的淨收入略有下降。
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項目 |
機器人 |
傳統式 |
差異 |
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牛乳/牛/年 |
10,673.9公斤 |
9,764.9公斤 |
+999.7公斤 |
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毛利率/牛/年 |
$ 136,920 |
$ 127,620 |
+ $ 9,300 |
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飼料成本/牛/年 |
$ 67,530 |
$ 66,180 |
+ $ 1,350 |
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直接成本/牛/年2 |
$ 97,830 |
$ 95,700 |
+ $ 2,130 |
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間接費用/牛/年3 |
$ 26,970 |
$ 17,430 |
+ $ 9,540 |
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淨農場收入/牛/年 |
$ 5,550 |
$ 6,900 |
- $ 1,350 |
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賣牛乳/全職工人/年 |
1,000,673公斤 |
699,835.8公斤 |
663,233公斤 |
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折舊+利息/牛/年 |
$ 16,410 |
$ 7,470 |
+ $ 8,940 |
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1 Finbin，明尼蘇達大學www.finbin.umn.edu
2飼料、獸醫、物品、墊料、農機具燃油維修、營銷與僱工
3建築和機械折舊、建築租賃、保險、公用事業與利息 |
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表1. 機器人和傳統式擠乳的乳牛場的獲利情況(2011-2015，美國中西部上游)1 以下金額以美金：臺幣=30:1換算 |
四、機器人對酪農獲利能力的影響
我們可以從經濟週期、勞動效率和收乳量變化瞭解機器人的盈收能力。Jim等人進行機器人和傳統擠乳機獲利能力的比較，其背景條件假設如下：於3種飼養規模，分別為120、240與1,500頭泌乳牛，評估在20年內所創造的經濟價值。其中假設擠乳勞動力成本為每小時16美元/人(折合臺幣約480元/人)，每年將勞動力成本提高1％、2％或3％，牛乳價格為17美元/磅(折合臺幣約1,133元/公斤)，同時假設使用機器人每頭牛與擠乳2次相比的產乳量增加2.27公斤/天，而與擠乳3次相比減少0.9公斤/天。結果顯示，於120頭和240頭泌乳牛規模下，機器人與2*8魚骨式擠乳機系統相比有較高的獲利。但是，在1,500頭泌乳牛規模下，傳統式擠乳機比機器人獲利較高。Jim也大膽假設，系統之間的產乳量和勞動力是影響未來的獲利的重要關鍵，建議未來需要更多的研究來了解系統如何在不同的畜群規模和管理中發揮作用而獲利。
目前國外的研究顯示，機器人不能達到傳統3次擠乳/天的高收乳量水準，但隨著機器人管理和設施的改進都有可能會發生改變。機器人另一個潛在優勢，在使用機器人的乳牛群可以在圍欄內穩定進行管理和擠乳，乳牛隨時可以獲取資源（飼料、水、牛床和擠乳）以及更精確的飼餵管理，這些皆有可能增加每頭牛的產乳量。
五、結論
根據許多國外的研究結果顯示，機器人目前無法完全超越傳統擠乳機的獲利能力。我們對機器人設施設計，飼養和管理的理解應持續精進，從而降低機器人擠乳的勞動力需求並增加牛隻產乳量。影響機器人是否比傳統擠乳機獲利更高的主因為牛隻產乳量、勞動力工資和勞動力節省等情形。為了比較機器人與傳統式擠乳機的相對回報，酪農必須了解他們本身的管理能力和未來工資調漲如何潛在地影響未來的淨收入。
文章參考來源：
Jim S., M. Endres, W. Lazarus, K. Minegishi and B. Berning. 2017. Dairy
Robotic Milking Systems – What are the Economics? -eXtension.
(https://articles.extension.org/.../dairy-robotic-milking-systems-what-are-the-economics).
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