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    樓房養(yǎng)豬智能化設備應用

    2022-09-09 08:44:10
    豬業(yè)科學 2022年8期
    關鍵詞:樓房養(yǎng)豬通風

    金 鑫

    (青島科創(chuàng)信達科技有限公司,山東 青島 266100)

    1 關于樓房養(yǎng)豬

    1.1 樓房養(yǎng)豬的發(fā)展

    養(yǎng)殖業(yè)一直是我國農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè),集約化、智能化是現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的方向,而隨著規(guī)?;B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,對于土地的需求也越來越多,養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展也是從傳統(tǒng)的平房養(yǎng)殖轉移到立體樓房養(yǎng)殖,而在樓房養(yǎng)殖的發(fā)展過程中也是經(jīng)歷了平層疊加的探索以及集中通風樓房的創(chuàng)新,目前樓房養(yǎng)殖還處于不斷探索不斷創(chuàng)新的發(fā)展過程中。養(yǎng)豬的模式發(fā)展過程如圖1所示。

    圖1 養(yǎng)豬模式的發(fā)展

    1.2 樓房養(yǎng)豬的優(yōu)勢

    樓房養(yǎng)豬之所以會受到越來越多人的關注,主要是其有太多的優(yōu)勢值得從業(yè)者去探索,主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

    (1)更智能:集約化的建設,各種智能化設備應用更加便捷,包括智能環(huán)控、精準飼喂及AI監(jiān)控等智能化、信息化的設備助力樓房養(yǎng)豬健康發(fā)展;

    (2)更環(huán)保:養(yǎng)殖環(huán)境集中處理,廢氣,糞便無論是監(jiān)測還是處理都更加方便;

    (3)更高效:減少了對于土地的依賴,占地面積小,單位面積產(chǎn)出大,隔離防疫更科學;

    (4)更標準:集約化管理,跨界企業(yè)包括房地產(chǎn),高科技企業(yè)的介入加速標準化建設;

    (5)更節(jié)能:樓房建筑在保溫密封方面做得非常好,而且集中通風模式風機可以協(xié)同工作,更加高效節(jié)能。

    1.3 樓房養(yǎng)殖的痛點

    雖然樓房養(yǎng)豬有諸多優(yōu)點,也有很多痛點亟需解決。

    (1)設備:各個樓層之間相互隔離,但是各個樓層設備運行狀態(tài),參數(shù)設置,報警信息相互影響;

    (2)通風:多單元、多品種養(yǎng)殖模式,養(yǎng)殖參數(shù)不同又相互影響、互相制約,如何精密通風是一個很難的問題;

    (3)經(jīng)驗不足:樓房養(yǎng)豬作為一種新興的養(yǎng)殖模式,缺乏專業(yè)人才,又缺乏養(yǎng)殖經(jīng)驗,只能摸索;

    (4)噪聲:集中通風,風機匯集到一個點,如何消除噪聲已經(jīng)是個很大問題。

    還有很多其他問題需要從業(yè)者不斷去解決,養(yǎng)殖模式由平層變成立體,設備如何維護保養(yǎng)困擾著豬場經(jīng)營者,雖然隔離防疫更加科學,但是如此集中的養(yǎng)殖規(guī)模,構建完善的生物安全體系卻是非常困難,還有養(yǎng)殖成本控制,建筑結構維保等等諸多問題。

    2 智能化裝備在樓房養(yǎng)豬中的應用

    傳統(tǒng)養(yǎng)殖,主要依靠飼養(yǎng)員的肉眼觀察與經(jīng)驗來判斷,很難做到對所有個體信息的實時、精準監(jiān)控。樓房養(yǎng)豬有諸多痛點,可以借助智能化的方式解決。通過智能化設備和大數(shù)據(jù)分析,實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控每頭豬的情況,通過大數(shù)據(jù)分析建立數(shù)字化養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)數(shù)字化養(yǎng)殖,更加高效。

    利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、無模型自適應算法等技術解決了樓房養(yǎng)殖中的諸多痛點,同時為養(yǎng)殖企業(yè)輸出高品質產(chǎn)品。主要體現(xiàn)在如圖2的智能化設備的應用。

    圖2 智能樓房養(yǎng)殖系統(tǒng)

    圖3為智能樓房系統(tǒng)架構,把系統(tǒng)分為如下幾個層級:每個單元,樓頂主控,云平臺。

    圖3 智能樓房系統(tǒng)架構

    (1)每個單元配備如下智能化設備:①智能裝備:智能環(huán)控、智能飼喂、AI監(jiān)控、智能料線、刮糞等智能化設備;②傳感器:溫度、濕度、CO2、風速、靜壓等傳感器感知環(huán)境信息;③消耗數(shù)據(jù):水、電和飼料等的消耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計。這些智能化設備構成了每個單元的基礎設施,可以有效優(yōu)化人工效率,降本增效,并提高安全等級。

    (2)樓頂主控:智能環(huán)控主機管理交互每一臺從機,根據(jù)各個從機的狀態(tài)運用無模型自適應算法控制樓頂風機群。

    (3)云平臺:所有智能化的設備信息統(tǒng)一上報到云平臺,云平臺會有相應的數(shù)據(jù)展示,數(shù)據(jù)分析等,另外還有手機端App可以隨時隨地掌控養(yǎng)殖場的數(shù)據(jù)。

    2.1 智能環(huán)控

    環(huán)控通風是智慧養(yǎng)殖的核心,也是決定養(yǎng)殖成敗的關鍵因素,對于樓房養(yǎng)豬來講,環(huán)控尤為關鍵,對于樓房養(yǎng)豬來說多品種、多單元、多參數(shù)的養(yǎng)殖模式,特別是集中通風的樓房,由于風井結構的特殊模式,多個單元互相影響,決定了做好樓房養(yǎng)殖的通風非常關鍵,也是必須要做好的工作。

    通過對于樓房通風的風量、風速的模擬來看,各項數(shù)據(jù)差異明顯(見圖4、圖5)。

    圖4 風量差異

    圖5 風速靜壓差異

    針對如上問題,利用無模型自適應算法,采用主控和分控組合模式構建整體樓房智能通風控制。分控為樓層各單元信息采集控制器,主要采集各單元溫度、濕度、風速等舍內(nèi)信息,同時控制單元進出風窗的張開度大小、濕簾啟動、舍內(nèi)擾流風機等設備維持小單元舍內(nèi)環(huán)境,為豬只提供適宜的生存環(huán)境(見圖6)。

    圖6 環(huán)控核心算法

    2.2 智能飼喂

    如何降低養(yǎng)殖成本、降低疫情風險、提高飼料利用率、提高母豬生產(chǎn)效率是生豬養(yǎng)殖業(yè)亟需解決的問題。智能飼喂通過小科智能飼喂引擎(圖7),閾值精準飼喂引擎,實現(xiàn)精準的飼喂管理與數(shù)據(jù)采集,針對不同的個體差異制定個性化的飼喂管理曲線,實現(xiàn)最大化的生產(chǎn)效率。精準飼喂主要體現(xiàn)在如下幾個部分。

    圖7 小科飼喂引擎

    2.2.1 建立個體日齡飼喂模型

    系統(tǒng)可以建立整個養(yǎng)殖周期的飼喂模型,根據(jù)日齡變化生成飼喂曲線,通過預設每個最小飼養(yǎng)單元的存欄量從而計算出每個單元的總飼喂量;系統(tǒng)可以預設餐次曲線和飼喂比例,通過精細化的飼養(yǎng)管理實現(xiàn)精準飼喂達到最優(yōu)飼喂效果;系統(tǒng)關聯(lián)死淘數(shù)據(jù),自行計算飼喂總量并進行調整。

    2.2.2 個體生長健康狀況管理系統(tǒng)

    系統(tǒng)可根據(jù)個體健康情況、個體增重情況、疫病情況以及現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)從而針對最小單元進行飼喂量的微調,可以有效地控制個體在最佳的生長曲線,使每頭豬只都能達到最優(yōu)的生產(chǎn)性能。

    2.2.3 多因子自優(yōu)化飼喂系統(tǒng)

    針對個體飼喂精準的飼喂數(shù)據(jù)計量,可以有效地監(jiān)管動物的健康狀態(tài),并且系統(tǒng)可以關聯(lián)飲水量的數(shù)據(jù),自動計算水料比,建立飼喂量分布曲線;系統(tǒng)可以根據(jù)飼喂量分布曲線,環(huán)境信息數(shù)據(jù),環(huán)境數(shù)據(jù)等多個影響因子的數(shù)據(jù),通過算法自動優(yōu)化飼喂曲線模型,真正做到精準飼喂。

    2.3 生物安全

    生物安全對于樓房養(yǎng)豬來說極為關鍵,尤其針對于非洲豬瘟這種烈性傳染病,及時發(fā)現(xiàn)存在的危險因素并且實時有效的隔離是防范的要點。智能AI生物安全監(jiān)測系統(tǒng),通過安裝智能裝備以及場內(nèi)攝像頭,針對入場的車輛、人員、物品、以及場區(qū)內(nèi)的人車物以及流程管理進行實時監(jiān)控,及時檢測外圍出現(xiàn)的人、車、動物等關鍵信息,通過小科愛牧O2S大數(shù)據(jù)平臺展示并及時報警,排除潛在因素,提高生物安全等級(圖8)。

    圖8 生物安全體系

    2.4 大數(shù)據(jù)平臺

    數(shù)據(jù)上云一站式解決方案如圖9所示。

    圖9 數(shù)據(jù)上云一站式解決方案

    2.4.1 智能化與信息化有效結合助力企業(yè)數(shù)字化轉型

    養(yǎng)殖企業(yè)數(shù)字化轉型已經(jīng)是必然的趨勢,智能化解決現(xiàn)場管理難題的同時將數(shù)據(jù)同步上傳到云端,結合必要的人工錄入數(shù)據(jù),企業(yè)可將所有的數(shù)據(jù)進行云端處理,實現(xiàn)無紙化辦公,數(shù)據(jù)的積累會幫助企業(yè)進行日常報表以及管理的優(yōu)化升級,以及決策支撐,降低企業(yè)運營風險,實現(xiàn)品牌賦能。

    2.4.2 智能化預警系統(tǒng)

    預警系統(tǒng)作為養(yǎng)殖過程風險控制的重要一環(huán),可以讓風險提前被感知并得到有效處理,平臺基于多種養(yǎng)殖模型,采用多級別,階梯式告警,劃分告警級別,細分告警內(nèi)容,保證養(yǎng)殖人員在第一時間了解到養(yǎng)殖的問題所在,并能根據(jù)告警信息準確的定位問題,縮短問題解決時間,從而保證生物的健康狀況,極大地減少養(yǎng)殖風險,保證生物資產(chǎn)的安全。

    2.4.3 數(shù)字化養(yǎng)殖經(jīng)驗,實現(xiàn)近似無人化養(yǎng)殖

    平臺為用戶存儲養(yǎng)殖策略,以保證在不同的養(yǎng)殖策略能得到有效地調整,引導養(yǎng)殖經(jīng)驗從言傳身教向數(shù)據(jù)化轉變,結合特征提取等算法,對養(yǎng)殖經(jīng)驗數(shù)字化,采用因子分析尋找養(yǎng)殖策略與環(huán)境信息,天氣狀況、氣候差異、地域條件之間的關聯(lián)性,不斷地進行技術迭代和鏈路補全。從而在生豬生產(chǎn)的全生命周期,為用戶提供精準有效的管理策略調整。優(yōu)化生產(chǎn)流程,從傳統(tǒng)的人管設備,轉變?yōu)楣芾碚咛岢瞿繕?,目標決定策略,策略管理設備,再通過多因子的干預,逐步實現(xiàn)無人化養(yǎng)殖。

    3 樓房養(yǎng)殖智能化的發(fā)展

    樓房養(yǎng)豬作為一種新興的養(yǎng)殖模式正在不斷發(fā)展,智能樓房養(yǎng)殖系統(tǒng)可以將物聯(lián)網(wǎng)智能化感知、信息傳輸和智能控制技術與傳統(tǒng)養(yǎng)殖工藝結合起來,利用先進的智能硬件,傳感器技術,數(shù)字信息傳輸技術,物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能分析技術,圍繞樓房養(yǎng)殖生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)設計而成的智能自動化養(yǎng)殖系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等先進的技術結合傳統(tǒng)的養(yǎng)殖,不斷針對當前遇到的各種問題優(yōu)化迭代升級,樓房養(yǎng)豬將會是未來發(fā)展的一個重要的方向。

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