Automatische Melksysteme (AMS) gelten als jüngste Innovation auf dem Gebiet der Melktechnik und weisen im Vergleich mit konventionellen Melkständen eine Reihe von Besonderheiten auf. Um die Kühe zum freiwilligen und regelmäßigen Besuch des Melksystems anzuhalten, sind optimale mikroklimatische Bedingungen in der Melkbox notwendig. Die Analyse der mikroklimatischen Bedingungen in AMS erfolgte in einem Betrieb mit zwei parallel arbeitenden AMS und 110 melkenden Kühen. Dabei wurden die Parameter Luftqualität in der Melkbox und im Stall, Geräuschbelastung innerhalb der Melkbox während des Melkens sowie Verschmutzungsgrad und Keimgehalt an relevanten Punkten des AMS untersucht. Um die jahreszeitlichen Einflüsse auf das Stallklima zu kennzeichnen erfolgten die Untersuchungen im März 2002, Juni 2002 sowie Januar 2003. Eine besondere mikroklimatische Situation in der Melkbox konnte in den Analysen für die Stallluftparameter Kohlendioxid und Methan festgestellt werden. Dabei wurden erhöhte Konzentrationen immer dann beobachtet, wenn sich eine Kuh in der Melkbox befand. Die Bauweise des AMS im Kopfbereich der Melkbox konnte als entscheidender Grund für die hohen Konzentrationen der Gase ermittelt werden, da dadurch der Luftaustausch mit der Umgebung behindert wird. Die Geräuschkulisse für die Kühe innerhalb der Melkbox erwies sich während der Eutervorbereitung als besonders belastend, da der Schallpegel hier am höchsten war und gleichzeitig eine Frequenzverschiebung in den höherfrequenten Bereich festzustellen war. Ein erster Ansatz der Beschreibung der hygienischen Zustände in einem AMS erfolgte mit Hilfe von digitalen Bildern, welche an den Schnittstellen zwischen Tier, Endprodukt und Technik gemacht wurden. Der visuell wahrnehmbare Verschmutzungsgrad ließ sich in Beziehung zu gleichzeitig erfassten Tupferproben und darin isolierten Keimen setzen. Eine Verbesserung bzw. Anpassung der mikroklimatischen Situation innerhalb von AMS erscheint als notwendig, um eine ausreichende Motivation der Kühe zum Besuch der Melkbox zu erreichen. / Automatic milking systems (AMS) are considered as the most recent innovation in the area of milking technology. In comparison with conventional milking parlour they show a set of specific characteristics. Optimal microclimatic conditions in the milking box are necessary to motivate the cows to visit the milking system voluntarily and regularly. The analysis of the microclimatic conditions in AMS took place on a farm with two AMS working parallel and 110 lactating cows. The parameters examined were: the air quality in the milking box and in the barn, the noise load within the milking box during milking as well as the degree of pollution and the germ load at relevant points of the AMS. To mark the seasonal influences on the climate within the barn, the investigations took place in March 2002, June 2002 as well as January 2003. A special microclimatic situation in the milking box was noticed in the analyses for the barn air parameters carbon dioxide and methane. Whenever a cow was in the milking box, increased concentrations were observed. The construction method of the AMS in the head area of the milking box was determined as main reason for the high concentrations of gases, since this impedes the interchange of air with the environment. The sound load for the cows within the milking box was particularly heavy during the preparation of the udder. The sound level was highest during the cleaning of the udder and the frequencies shifted into the higher range. The description of the hygienic conditions in an AMS was first approached by means of digital pictures, which were made at the interfaces between animal, final product and technology. The visually perceptible degree of pollution could be set in relation to Dab RPR, which were taken at the same time like the digital pictures, and isolated germs therein. An improvement and/or an adjustment of the microclimatic situation within AMS appears necessary in order to achieve a sufficient motivation of the cows to go into the milking box.

Durch die zunehmende Automatisierung der Tierhaltung gewinnt die Tier-Technik-Beziehung zunehmend an Bedeutung. Es besteht ein wachsendes Interesse am Tierverhalten, den Möglichkeiten des Lernens der Tiere und den Anpassungsstrategien. In der Dissertation untersuchte ich die Melk-, und Milchparameter und das Tierverhalten bei der automatischen Milchgewinnung. Die Messungen haben gezeigt, dass auf die Milchabgabe einzelner Individuen und insbesondere auf deren Euterviertel sehr differenziert einzugehen ist. Das Automatische Melksystem (AMS) vermag auf die speziellen Unterschiede der einzelnen Viertel, im Sinne einer verbesserten Tiergerechtheit, Rücksicht zu nehmen. Ein weiterer wichtiger Aspekt die Tiergerechtheit zu verbessern ist es, eine zuverlässige Prozesskontrolle durchzuführen. Dazu muss zunächst einmal festgestellt werden, wie sich die natürliche Variationsbreite der einzelnen Parameter darstellt, um pathologisch bedingte Abweichungen signifikant erkennen zu können. Die Gewinnung von verlässlichen Aussagen über den Gesundheitszustand von Kühen im AMS setzen voraus, dass verschiedene interdependente Parameter so verknüpft oder deren Messungen sooft wiederholt werden, bis ein intelligentes Entscheidungssystem seine Schlüsse ziehen kann. Dabei ist zu beachten, dass stark auffällige Werte ein hohes Maß an Information haben, aber eine entsprechend geringe Verlässlichkeit aufweisen. Sich wiederholende Werte haben hingegen einen geringen Informationsgehalt, dafür aber ein hohes Maß an Redundanz bzw. Verlässlichkeit, soweit sie nicht durch systematische Fehler entstehen. Für eine zuverlässige Prozesskontrolle kann es manchmal vorteilhafter sein, eine automatisierte Datengewinnung zu installieren, auch wenn der einzelne Parameter (z. B. die Leitfähigkeit) zwar wenig aussagekräftig, dafür aber die Durchführung deutlich zuverlässiger ist als bei Tests, die von Menschen manuell durchgeführt werden. Ähnliches gilt für die Haltungsumwelt von Tieren. Eine durch Automation dominierte Umwelt kann für Tiere deutlich berechenbarer und damit zuverlässiger gestaltet werden. Das bedeutet, dass für die Individuen weniger Stresssituationen mit den für sie unabsehbaren Folgen entstehen. Es sollte aber dabei beachtet werden, dass es zwingend ist, auf die Lerngeschwindigkeit der einzelnen Tiere, in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Lernsituation, einzugehen, um zuverlässige Umweltbedingungen für die Kühe mit einem AMS bereitzustellen. Es konnte weiterhin festgestellt werden, dass das Melken in einem AMS bei den Kühen nicht als belastender Stressfaktor identifiziert werden kann, wenn man die Herzfrequenz als Indikator heranzieht und diese über eine längere Zeit analysiert. Der zunehmende Einsatz von Technik in der Milchviehhaltung kann einen wichtigen Beitrag dazu leisten, die Haltungsumwelt der Kühe human und tiergerecht zu gestalten. / Relationship between animal and technology in automatic milk production: Due to the fact of the increasing automation in husbandry systems becomes the relationship between the animal and the technology more and more important. There is a growing interest to know more about animal behaviour, the ability of learning and the coping strategies in such systems. In the thesis I investigated the parameter of milking, of milk and of animal behaviour in an Automatic Milking System (AMS). The measurement has shown that the milk yield differs very much between the quarters of the udder. An AMS has the possibility to take such differences into consideration. This is one step towards more animal welfare. Another improvement of animal welfare is a better control of the process. For that, it is important to have a certain knowledge about the natural variation of different parameters, such as electrical conductivity of the milk, milk ingredients or milk yield. This makes the basis of the identification of anomalies depending on pathological problems. To get a reliable declaration about the state of health one has to connect different interdependent parameters and/or the measurement has to be repeated so often until an intelligent decision system can draw conclusions. Besides it is important to know, that a conspicuous value is highly informative, but it is less reliable, otherwise is an often repeatable value less informative but highly redundant, if there is no systematic failure. For a control of the process it is important to get reliable information, so it is sometimes better to automat the tests, instead of using human knowledge, which is often more informative, but less reliable (i.e. electrical conductivity). There is a similarity in husbandry systems because an automated system can be much more reliable and calculable for animals. That means less stressing situations because of incalculable reactions. For such a reliable environment in an AMS it is necessary to give every cow their individual time to learn the facts about the AMS. The milking in an AMS cannot be identified as a negative stress factor, if one uses the measurement of heart rate for identification. The increasing automation in the dairy husbandry can be an important contribution to create a humane environment for dairy cows and improve animal welfare.

Automatische Melksysteme (AMS) sind in weiten Teilen Europas bereits sehr verbreitet und werden von verschiedenen Herstellern weltweit angeboten. Die Gewährleistung einer hohen Milchqualität ist eine der Hauptanforderungen beim Übergang vom konventionellen zum automatischen Melken. Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss des mechanischen Stresses, der durch mehrere AMS-Elemente induziert wird, auf die Milchqualität zu untersuchen. Dafür wurden zwei Labor-Melkstände (LMP) mit den melktechnischen Hauptkomponenten zweier AMS entwickelt und die Versuche unter standardisierten Laborbedingungen durchgeführt. Für die Analyse der Effekte einzelner technischer Komponenten oder Einstellungen wurden verschiedene Modifikationen vorgenommen, die zum Teil von den realen Einsatzbedingungen in der Praxis abweichen. Zur Bewertung der Milchqualität wurden folgende Merkmale herangezogen: freie Fettsäuren (FFA), Fett-, Eiweiß-, Laktose- und Harnstoffgehalt, Zellzahl, pH, und Gefrierpunkt. Für einen Teil der Untersuchungen konnte darüber hinaus auch das Fettsäureprofil in der Milch analysiert werden. Der Einfluss der folgenden Komponenten wurde analysiert: Das Pulsationsverhältnis, LMP, die Melkbecher, die Auslegung der LMP-Technik, und die Durchflussrate. Allgemeine Korrelationen zwischen einzelnen technischen Elementen und der Milchqualität festgestellt, signifikante Ergebnisse wurden eindeutig beim FFA- und Fettgehalt beobachtet. Die seit einiger Zeit routinemäßig bestimmbaren Fettsäureprofile bieten einen aussichtsreichen Ansatz für Ursache-Wirkung-Analysen in neuer Qualität. Die nachgewiesenen Signifikanzen in den Änderungen von Eiweiß- und Laktosegehalt sowie des Gefrierpunktes bedürfen tiefergehender Betrachtungen und kausaler Analysen. Insgesamt wurde deutlich, dass mechanische Belastungen von Milch bereits auf dem Weg vom Kuheuter zum Milchsammeltank zu Veränderungen chemischer und physikalischer Produkteigenschaften führen, auch wenn hier unter Laborbedingungen gearbeitet wurde. / Automatic milking systems (AMS) have been common in large parts of Europe and are offered by various manufacturers worldwide. Ensuring high milk quality is one of the primary requirements when transition from conventional milking to AMS. The aim of the present thesis was to investigate whether the mechanical stress induced by multiple AMS elements and settings affect the parameters of cow milk. To this end, two laboratory milking parlors (LMP) were developed to imitate an actual AMS. Under standardized laboratory conditions, the main milking technical components were installed by two different AMS companies for the analysis of the effects of single technical elements or settings on milk parameters. The following parameters were used to evaluate milk quality: free fatty acids (FFA), fat, protein, lactose, urea, somatic cell count (SCC), pH, and freezing point (FP). For some of the investigations, the milk fatty acid profile (MFAP) was also analyzed. The influence of following components: pulsation ratio, LMP, teat cup, the layout of the LMP technique, and flow rate was analysed. General correlations were identified between singular technical elements and milk quality, significant results were observed clearly on FFA and fat content. Milk fatty acid profiles (MFAP) have been routinely determinable for some time now and can offer an interesting approach for cause-and-effect analyses of a new quality. The demonstrated significances in the changes of protein and lactose content as well as freezing point require deeper consideration and causal analysis. Overall, it became clear that mechanical stresses on milk already lead to changes in chemical and physical product properties on the way from the cow's udder to the milk collection tank, even if the work was carried out under laboratory conditions.