智慧養(yǎng)豬助力養(yǎng)豬業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的初步探討

蘇曉菲，趙益榮

（山西省畜牧獸醫(yī)學(xué)校，山西太原 030024）

受新冠肺炎疫情影響，各行各業(yè)都面臨著前所未有的全新形勢，不僅催生了各種新模式與新應(yīng)用，而且遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程運(yùn)維、云展銷、云帶貨、云簽約等也成為新常態(tài)。各領(lǐng)域企業(yè)紛紛將加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升至戰(zhàn)略層面。特別是非瘟之后，在生物安全壓力下，為減少人豬接觸，智能化管理進(jìn)一步受到關(guān)注。當(dāng)前我國生豬養(yǎng)殖正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，行業(yè)面臨的疾病預(yù)防成本高、環(huán)境壓力巨大、資源約束趨緊、“豬周期”變化莫測等問題日益凸顯。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G 等高科技的不斷成熟，養(yǎng)豬業(yè)將不斷顛覆傳統(tǒng)的養(yǎng)豬模式，開啟智慧養(yǎng)豬的新時(shí)代[1]。

1 集約化養(yǎng)豬經(jīng)歷的階段

規(guī)?；B(yǎng)豬在各時(shí)代背景下大概經(jīng)歷了3 個(gè)階段：機(jī)械化養(yǎng)豬階段、信息化養(yǎng)豬階段、智能化養(yǎng)豬階段。

1.1 機(jī)械化養(yǎng)豬階段

機(jī)械化養(yǎng)豬起步于工業(yè)時(shí)代，得益于各種動(dòng)力設(shè)備和能源技術(shù)的應(yīng)用。這極大節(jié)約了勞動(dòng)力，特點(diǎn)是不感知外部信息，只是簡單地替代人工，不留存任何數(shù)據(jù)或信息。

1.2 信息化養(yǎng)豬階段

信息化養(yǎng)豬的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及傳感器技術(shù)應(yīng)用。其特點(diǎn)是可收集、分析并留存各類生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的數(shù)據(jù)與信息，并用數(shù)據(jù)與信息反饋生產(chǎn)經(jīng)營情況[2]。我們能遠(yuǎn)程通過互聯(lián)網(wǎng)終端，如手機(jī)、電腦等就能很清楚、便利地查看豬場情況，如豬舍溫度、濕度、有害氣體濃度等環(huán)境參數(shù)，設(shè)備是否正常運(yùn)行，豬只每天的采食量、飲水量以及豬舍的耗電量等，監(jiān)控、識(shí)別豬只健康狀況，如果出現(xiàn)異常的溫濕度狀態(tài)及采食、飲水的數(shù)據(jù)異常時(shí)可以自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，豬場生產(chǎn)數(shù)據(jù)如存欄量、配種數(shù)、哺乳數(shù)量等，以及生物安全狀況等都能一覽無余[3]。

1.3 智能化養(yǎng)豬階段

智能化養(yǎng)豬是集成互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能（Artificial Intelligence，AI)、大數(shù)據(jù)等多種技術(shù)，在高度的信息化和海量的數(shù)據(jù)資源基礎(chǔ)上，自動(dòng)整合連接各類設(shè)備系統(tǒng)，賦予機(jī)器學(xué)習(xí)的能力，部分替代人的思維進(jìn)行精準(zhǔn)養(yǎng)豬，進(jìn)而產(chǎn)生智能大腦并替代人工決策[4]。

2 養(yǎng)豬業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

養(yǎng)豬業(yè)是關(guān)乎國計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)，豬肉是我國大多數(shù)居民最主要的肉食品。近年來，我國養(yǎng)豬業(yè)綜合生產(chǎn)能力明顯提升，然而其高質(zhì)量發(fā)展也面臨著很多挑戰(zhàn)。

2.1 豬肉安全問題時(shí)有發(fā)生

“注水肉”“病豬肉”“瘦肉精”等豬肉安全的事件在豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)中屢見不鮮，消費(fèi)者對(duì)豬肉消費(fèi)的安全質(zhì)疑和投訴逐年增多。

2.2 豬病風(fēng)險(xiǎn)大于市場風(fēng)險(xiǎn)

豬瘟、口蹄疫等惡性傳染病未能從根本上消除，豬藍(lán)耳病等新生傳染病也仍在肆虐，豬病風(fēng)險(xiǎn)仍然大于市場風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 豬肉品質(zhì)下降未從根本上扭轉(zhuǎn)

以快速生長和配合飼料支撐的現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)，普遍造成豬肉芳香化程度不高，豬肉不香，肉味不濃等豬肉品質(zhì)下降問題在現(xiàn)行模式下難以從根本上解決。

2.4 耗料性養(yǎng)豬生產(chǎn)危害國家糧食生產(chǎn)

我國人多地少，糧食不足的基本國情決定了我國養(yǎng)豬業(yè)必須走節(jié)約型的發(fā)展道路。若不能從根本上解決養(yǎng)殖業(yè)嚴(yán)重耗糧性問題，必然給我國糧食供應(yīng)帶來嚴(yán)重隱患。

2.5 非洲豬瘟的防控形勢嚴(yán)峻

非洲豬瘟疫情發(fā)生以來，生豬產(chǎn)業(yè)的短板和問題進(jìn)一步暴露。受豬瘟影響，生豬產(chǎn)能大幅下滑，穩(wěn)產(chǎn)保供壓力較大[5]。

2.6 糞污處理問題亟待解決

在畜禽養(yǎng)殖發(fā)展迅速，規(guī)?；⒐S化程度不斷提高的情況下，畜禽糞便污染物排放量及其污染威脅不斷增大。畜牧養(yǎng)殖所產(chǎn)生的大量糞尿如果處理不好，會(huì)直接對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成污染和破壞。

3 智慧養(yǎng)豬的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 自動(dòng)化精準(zhǔn)環(huán)境控制系統(tǒng)

針對(duì)目前豬舍環(huán)境監(jiān)測水平落后、調(diào)控技術(shù)智能化程度低、效果不穩(wěn)定、能耗高等問題，智慧養(yǎng)豬需要重點(diǎn)配置豬舍自動(dòng)化通風(fēng)、溫濕度控制、空氣過濾和環(huán)境監(jiān)測與智能控制軟硬件系統(tǒng)等設(shè)施設(shè)備，集成信息融合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊控制等關(guān)鍵數(shù)字化精準(zhǔn)飼喂管理系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)豬舍各環(huán)境因子的自動(dòng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集和智能控制[6]。

3.2 數(shù)字化精準(zhǔn)飼喂管理系統(tǒng)

智慧養(yǎng)豬配置母豬智能化管理系統(tǒng)，通過電子識(shí)別技術(shù)、自動(dòng)稱量技術(shù)、精準(zhǔn)飼喂技術(shù)、發(fā)情鑒定技術(shù)及自動(dòng)分離技術(shù)、自動(dòng)飲水設(shè)備等，根據(jù)個(gè)體的體形、背膘厚度、胎次進(jìn)行單獨(dú)、安全、無應(yīng)激、精準(zhǔn)飼喂，同時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別母豬是否處于發(fā)情或生病狀態(tài)，據(jù)此決定其是否進(jìn)行分群管理。所有的管理數(shù)據(jù)將自動(dòng)傳輸?shù)焦芾碚叩碾娔X或手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)母豬的智能化管理。

3.3 畜禽疫病監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

智慧養(yǎng)豬可實(shí)現(xiàn)對(duì)疫病的預(yù)警、診斷和防控。針對(duì)疫病暴發(fā)造成養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重性及對(duì)人身健康造成巨大威脅的問題，通過每頭體征信息獲取、疫情模式識(shí)別技術(shù)和豬舍空氣懸浮物的實(shí)時(shí)感知方法，構(gòu)建豬舍瘟疫監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人巡檢噴藥消毒裝備及行走控制系統(tǒng)。建設(shè)種豬場主要疫病檢測預(yù)警實(shí)驗(yàn)室，將對(duì)種豬場進(jìn)行引種檢測、保障生物安全、評(píng)估免疫效果、制定免疫程序、臨床疾病診斷、疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、重要疾病凈化及協(xié)助健康管理方面發(fā)揮重大作用[7]。

3.4 繁殖育種數(shù)字化管理系統(tǒng)

針對(duì)傳統(tǒng)發(fā)情鑒定方法主要依靠外部觀察、陰道黏膜黏液檢查、靜立反射檢查等，耗時(shí)長、對(duì)人的依賴過于嚴(yán)重且不穩(wěn)定的情況，智慧養(yǎng)豬配置豬群發(fā)情智能監(jiān)測裝備，進(jìn)行更精準(zhǔn)、更智能化的母豬發(fā)情監(jiān)測，準(zhǔn)確高效的發(fā)現(xiàn)處于發(fā)情狀態(tài)的母豬，進(jìn)而提高母豬受胎率，增加產(chǎn)仔數(shù)等。

在高水平育種體系中，先進(jìn)的自動(dòng)測定系統(tǒng)能夠自動(dòng)化、智能化地對(duì)種豬進(jìn)行測定、評(píng)估，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)、高效的遺傳評(píng)估平臺(tái)及選配決策系統(tǒng)，構(gòu)建種豬遺傳評(píng)估系統(tǒng)，提高種豬繁殖效率。降低人力成本的同時(shí)，保證選出最優(yōu)秀種豬進(jìn)行選配，控制近交[8]。

3.5 精準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境控制系統(tǒng)

為貫徹執(zhí)行國家節(jié)約能源政策，目前國內(nèi)智慧養(yǎng)豬通過采用以下措施以節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖[9]。①采用生豬生產(chǎn)工藝及設(shè)備、液肥生產(chǎn)工藝及設(shè)備，生產(chǎn)效率高，耗能低；②采用電氣設(shè)計(jì)選用節(jié)能型產(chǎn)品；③采用保溫、保冷的設(shè)備和管道加強(qiáng)保溫；④設(shè)計(jì)總圖布置符合工藝流程及節(jié)能要求，運(yùn)輸方便；⑤對(duì)豬場的糞污進(jìn)行資源化能源化利用處理，經(jīng)固液分離后，固體制造有機(jī)肥，液體利用膜式存儲(chǔ)成為液態(tài)糞肥，供周圍農(nóng)田利用。

4 智慧養(yǎng)豬的目標(biāo)

4.1 養(yǎng)殖信息集中管理

智能養(yǎng)殖控制系統(tǒng)，將養(yǎng)豬過程中有關(guān)用藥、疫苗、飼料、生產(chǎn)計(jì)劃等數(shù)據(jù)收集到監(jiān)管后臺(tái)，集中在軟件中展示，將對(duì)豬只測孕、測膘、配種等工作進(jìn)行科學(xué)檢測分析，讓管理員可以實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)數(shù)據(jù)及分析數(shù)據(jù)，從而提高工作效率，節(jié)省管理成本[10]。養(yǎng)豬農(nóng)民可以成為科技農(nóng)民，利用科技手段養(yǎng)豬是可以度假的，真正實(shí)現(xiàn)輕松、快樂養(yǎng)豬。

4.2 豬舍環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控

智能養(yǎng)殖控制系統(tǒng)對(duì)豬舍溫度、濕度、氨氣濃度、二氧化碳濃度等環(huán)境變量統(tǒng)一監(jiān)控并在客戶端（APP、PC、演示大屏)中集中呈現(xiàn)，進(jìn)行智能化預(yù)警[11]。管理員可以通過手機(jī)、計(jì)算機(jī)等信息終端，實(shí)時(shí)掌握豬舍環(huán)境信息，及時(shí)獲取異常報(bào)警信息，并可以根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，遠(yuǎn)程控制相應(yīng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)健康養(yǎng)殖、節(jié)約成本、減少人工、節(jié)能降耗的目的。

4.3 設(shè)備智能化控制

連接豬場的智能設(shè)備，可進(jìn)行智能盤豬、智能估重、智能監(jiān)控、智能測膘、智能測溫、智能環(huán)控、智能飼喂等，實(shí)現(xiàn)豬場環(huán)境自動(dòng)調(diào)控、豬只飼喂按日齡精調(diào)，在育種管理、物資管理、成本核算、財(cái)務(wù)管理、績效分析管理等方面全面實(shí)現(xiàn)智能化[12]。人工智能無論是在養(yǎng)殖生產(chǎn)環(huán)節(jié)，還是在管理環(huán)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)了全程監(jiān)管與可追溯。

4.4 行業(yè)信息智能化獲取

利用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)就能對(duì)當(dāng)下的生豬現(xiàn)狀進(jìn)行準(zhǔn)確地分析，區(qū)域豬價(jià)、價(jià)格指數(shù)、生豬調(diào)動(dòng)、生產(chǎn)績效，都可以一目了然[13]。不僅如此，還可以對(duì)生豬產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展進(jìn)行出欄預(yù)測、豬周期預(yù)測、疾病預(yù)測，使養(yǎng)豬信息獲取更智能、更簡單、更全面。

4.5 產(chǎn)品智能化溯源

畜禽智能養(yǎng)殖控制系統(tǒng)通過記錄每頭仔豬的屠宰場分割、生豬出欄、超市售賣信息、運(yùn)輸配送，進(jìn)行產(chǎn)品溯源，消費(fèi)者可通過產(chǎn)品溯源，查詢豬肉是否安全、綠色，關(guān)注仔豬的成長情況[14]。通過智能遠(yuǎn)程調(diào)控，豬肉的安全和質(zhì)量得到了保證，豬肉的溯源也起到督促養(yǎng)殖戶的作用，從而打造出高質(zhì)量生豬品牌。

5 小結(jié)

當(dāng)前，我國養(yǎng)豬模式還處在機(jī)械化、自動(dòng)化階段，慢慢向數(shù)字化、信息化發(fā)展，只有一部分實(shí)力雄厚的集團(tuán)在向前推進(jìn)。因此，我國養(yǎng)豬業(yè)距智能化還有很長的一段路要走。相信信息技術(shù)將會(huì)與智慧養(yǎng)豬碰撞出強(qiáng)大的火花，助力養(yǎng)豬業(yè)向數(shù)字化成功轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)向前邁進(jìn)。