豬業(yè)從農場到餐桌數字化轉型的思考及展望

陸 萍，劉小誠

（1.廣東省現(xiàn)代農業(yè)裝備研究所，廣東 廣州 510630；2.廣州影子科技有限公司，廣東 廣州 510507；3.深圳數影科技有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

養(yǎng)豬作為最古老的產業(yè)，已經有幾千年的歷史。在我國養(yǎng)殖業(yè)中，生豬養(yǎng)殖是支柱產業(yè)，其產值占畜牧業(yè)總產值的3/4，占農業(yè)總產值18%，相當于主要糧食作物的總和。養(yǎng)豬行業(yè)隸屬于悠久歷史的傳統(tǒng)畜牧業(yè)，雖然受到有限的人為干預的影響，但在一定程度上還是看天吃飯。

近幾年，養(yǎng)豬行業(yè)在非洲豬瘟影響下，豬周期波動更加劇烈，養(yǎng)豬的風險和門檻進一步抬高。不確定的風險增高，散養(yǎng)戶正在逐年減少，規(guī)?；瘓F化養(yǎng)殖場占比在逐年擴大。養(yǎng)豬業(yè)正在從以傳統(tǒng)的農戶散養(yǎng)為主的模式逐步邁向規(guī)?；I(yè)化生產。因為生物安全防控和政府監(jiān)管要求，活豬調運管控也越來越嚴格[1-3]。

產業(yè)互聯(lián)網是站在產業(yè)鏈全局視角，拉通供給端和消費需求端的聯(lián)動協(xié)同，必將更高效地整合產業(yè)鏈價值，提升產業(yè)鏈運轉效率，降低全行業(yè)運行成本[4]。因此，在內外部環(huán)境多重因素的疊加下，養(yǎng)豬業(yè)正在進行從農場到餐桌的智能化、數字化轉型，朝向產業(yè)互聯(lián)網方向發(fā)展。整個養(yǎng)豬業(yè)的底層邏輯正在發(fā)生根本性改變。

本文對生豬產業(yè)鏈從農場到餐桌“料、養(yǎng)、宰、商”全程實現(xiàn)智能化、數字化改造做以下思考和展望。

1 傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式的主要痛點分析

本文從養(yǎng)殖戶、消費者、政府監(jiān)管3 個維度分析傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式的主要痛點。

1.1 養(yǎng)殖戶的主要痛點

養(yǎng)殖戶的主要痛點包括：豬價劇烈波動導致的盈虧不確定性、生產效率低下養(yǎng)殖成本高、生物安全防控難、生豬交易困難、融資困難等。

1）豬價劇烈波動導致的盈虧不確定性。傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式下，養(yǎng)殖戶對市場豬價和原料的波動是無法預知的。當豬價高時，存量養(yǎng)豬戶會擴大生產，大量新養(yǎng)殖戶進入行業(yè)，等到商品豬出欄時，急劇增高的出欄量容易導致市場供過于求，造成產能過剩，豬價快速下跌導致養(yǎng)殖戶嚴重虧損。生豬價格波動的原因是由價值規(guī)律調節(jié)供求關系決定的，供求關系的均衡與否體現(xiàn)在信息是否對稱[5]。

2）生產效率低下養(yǎng)殖成本高。傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式下，對豬只的營養(yǎng)、環(huán)境管理、生產管理、生物安全等核心要素無法做到精細化管理，基本依靠養(yǎng)豬從業(yè)者的經驗和責任心。目前國內養(yǎng)豬成本整體高于發(fā)達國家的30%以上。以養(yǎng)豬關鍵指標PSY（母豬平均年提供的斷奶仔豬頭數）來比較，我國目前整體水平為20 左右，而美國、加拿大、丹麥等發(fā)達國家已達到30 左右。

3）生物安全防控難。自2018 年非洲豬瘟進入我國，對我國的養(yǎng)豬業(yè)造成了重大沖擊，大量的養(yǎng)豬場被非瘟感染導致豬只大面積死亡，有些豬場甚至被清場，給養(yǎng)豬戶帶來重大的經濟損失。生物安全防控已成為養(yǎng)殖戶經營生產的頭等重要工作。

4）生豬交易困難，即流通環(huán)節(jié)長。我國目前生豬交易過程，主要渠道是豬販收購。在這種模式中，從養(yǎng)豬戶到屠宰廠，再到消費者餐桌需要經過5～7個流通環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)都有成本，層層加價，最終轉嫁于消費者。在疫情管控和生物安全雙重風險下，國家政策層面已明確逐步收緊跨省調運生豬，針對供大于需的省份，未來將面臨多余產能生豬滯銷的局面。

5）融資困難。養(yǎng)豬是一個重資產的行業(yè)，前期豬場建設投入資金高，養(yǎng)豬過程的各種要素如豬苗、豬精、飼料、疫苗、人員工資、租金、水電、環(huán)保等方面均需大量資金。無論從官方還是民間渠道，傳統(tǒng)養(yǎng)豬所需的資金和融資需求一直未能得到有效滿足。

1.2 消費者的主要痛點

消費者的主要痛點包括：豬肉價格貴、豬肉食品安全無保障（不可溯源）、豬肉口感差、烹飪加工麻煩等。

1）豬肉價格貴。傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式,由于無法準確統(tǒng)計和精準調控豬的存欄量，很容易導致供需失衡。以2020 年為例，供需嚴重不平衡，導致豬價暴漲數倍。

2）豬肉食品安全無保障（不可溯源）。傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式下，從飼料生產供應、母豬、公豬、仔豬、育肥豬、商品豬、生豬調運販賣、屠宰、加工、物流、商超市場再進入到餐桌，中間涉及到7～8 個流轉環(huán)節(jié)，無法進行全產業(yè)鏈追溯，也就意味著缺乏真正的食品安全保障。

3）豬肉口感差。決定豬肉品質的要素包含：肥瘦比、肉色、多汁性、風味、質地、營養(yǎng)、大理石紋等，其中豬的品種基因和屠宰前后的處理是關鍵因素[6]。散養(yǎng)戶在基因育種、精準營養(yǎng)分析、標準化生產等方面無法投入更多資源進行深入研究和精細化管理，必然會影響豬的品質口感穩(wěn)定性和一致性。

4）烹飪加工麻煩。傳統(tǒng)模式下，消費者買肉回來后，還要自己烹飪加工，從買菜、洗菜、切菜、燒菜等一系列流程，做好一頓飯通常需要30～60 min。在精細分工、高效運轉的智能化時代，現(xiàn)有的模式已無法滿足消費者對快捷生活的追求。

1.3 政府監(jiān)管的主要痛點

政府監(jiān)管層面的主要痛點包括：豬周期劇烈波動影響民生、產業(yè)全過程監(jiān)管和調節(jié)困難、食品安全不可控的潛在風險、食品安全的溯源能力弱等。

1）豬周期劇烈波動影響民生。歷次的豬周期導致豬價的劇烈波動，都嚴重影響民生，同時養(yǎng)殖戶帶來巨大經營風險。每一次豬肉價格上漲必然會造成大量資本進入，產能急劇擴充，造成供大于求，導致豬價暴跌，養(yǎng)殖戶嚴重虧損。大量養(yǎng)殖戶退出后，又進入下一輪的豬價上漲周期。如何有效控制豬周期的劇烈波動是政府監(jiān)管者的一個重要課題。

2）產業(yè)全過程監(jiān)管和調節(jié)困難。養(yǎng)豬散養(yǎng)戶進入門檻低。雖然整體上，養(yǎng)豬行業(yè)在向規(guī)?；?、集團化方向發(fā)展，但散養(yǎng)戶仍然有超過2 000 萬戶存量，從養(yǎng)豬、調豬、屠宰等環(huán)節(jié)，監(jiān)管系統(tǒng)仍然沒有形成閉環(huán)，政府監(jiān)管和調節(jié)在不斷加強，但仍存在較大困難。

3）食品安全不可控的潛在風險。民以食為天，食以安為先。在生豬整個供應鏈條未形成完全閉環(huán)監(jiān)管前，食品安全仍然存在一定的潛在風險。從全國看，食品安全事故每年仍時有發(fā)生，對各地食品安全監(jiān)管部門依然是嚴峻考驗。

4）食品安全的溯源能力弱。豬肉食品從農場到餐桌，鏈條長，環(huán)節(jié)多，目前，傳統(tǒng)的供應和交易模式還無法做到全鏈路溯源。只有真正實現(xiàn)生豬產業(yè)鏈每一個環(huán)節(jié)的在線化、數字化，每個環(huán)節(jié)數據都自動產生、記錄到平臺上，才能真正實現(xiàn)全鏈路溯源。

2 解決方案思考

基于從養(yǎng)殖戶、消費者、政府監(jiān)管3 個維度存在的痛點分析,結合數字化技術演進，以及政府政策的大力推動，圍繞生豬產業(yè)鏈從農場到餐桌，從料、養(yǎng)、宰、商4 個層面進行分析思考。

2.1 飼料生產端

傳統(tǒng)的飼料工廠生產飼料，廠家或經銷商賣飼料，養(yǎng)殖戶購買飼料，中間經過很多物流、運輸、包裝、周轉等環(huán)節(jié)，也無法提供個性化、新鮮加工的配方飼料。

目前，業(yè)內已有企業(yè)研發(fā)生產出一種智能化的中小型飼料生產機器人，可直接配置在養(yǎng)殖場內使用，產品已進入商業(yè)化應用階段。養(yǎng)殖場配置了智能飼料生產機器人，只需購買回玉米、豆粕等飼料生產的原料，通過飼料生產機器人可自動完成飼料的生產加工。飼料生產機器人會自動計算養(yǎng)殖場生產需要，分析豬只的品種、生長階段等，提供個性化的飼料營養(yǎng)配方，每日按需求量實時生產加工新鮮的飼料，為豬只高效、健康、快速成長提供營養(yǎng)套餐。

智能飼料生產機器人的應用，可實現(xiàn)設備生產數據的實時上傳云平臺，實時的數據在線化可視化，實時分析統(tǒng)計用戶養(yǎng)殖成本，定期的數據分析統(tǒng)計，不斷優(yōu)化營養(yǎng)數據模型。智能飼料生產機器人的普及應用，將大大減少飼料行業(yè)供應鏈環(huán)節(jié)，實現(xiàn)精準營養(yǎng)，減少飼料浪費，提高生產效率,降低行業(yè)養(yǎng)殖成本，實現(xiàn)低成本養(yǎng)豬。

2.2 養(yǎng)殖生產端

關于數字化智能化的養(yǎng)殖生產，本文從營養(yǎng)管理、生物安全、環(huán)境控制、生產管理等4 大要素進行數字化轉型思考。

1）營養(yǎng)管理。智能化的養(yǎng)殖場，已建立了豬只全生命周期各階段的營養(yǎng)分析模型，將過去依靠個人經驗的粗放式喂食轉向通過大數據AI 分析，建立生豬各生長階段的營養(yǎng)飼喂數據模型。豬只從出生、保育到育肥各生長階段，通過智能化在線設備，可定期測量豬只體重數據，實現(xiàn)豬只身份和體重數據的自動記錄并實時上傳系統(tǒng)，系統(tǒng)可實時在線查看每頭豬的生長數據曲線，并通過智能算法，推薦個體豬只最佳營養(yǎng)配比方案。

營養(yǎng)配比方案將通過系統(tǒng)下達指令到智能化的精準飼喂設備、余料檢測設備、智能飲水設備和智能分群設備，由智能設備執(zhí)行指令，根據豬只個體狀態(tài)可實現(xiàn)定時、定點、定量的自動喂食和喂水。針對特殊生理周期如哺乳期的母豬，還可切換自由采食模式，保證哺乳期母豬按需取食，不浪費糧食，提高生長效率，降低飼料浪費。

智能設備可實時獲取豬只個體的飲食量，通過豬只飲食量數據監(jiān)測，可進一步分析豬只的健康狀態(tài)。同時將飲食量數據實時回傳到系統(tǒng)，通過飲食量數據曲線和體重生長數據曲線比對，不斷優(yōu)化營養(yǎng)配比方案，通過線上AI 計算和線下智能設備執(zhí)行與監(jiān)測聯(lián)動，實現(xiàn)豬只健康、均衡的增長。

2）生物安全。智能養(yǎng)殖場的生物安全防控，也實現(xiàn)了智能化在線化管理。規(guī)模養(yǎng)殖場已實現(xiàn)人員、車輛、物資等全方位多場景的智能管理和精準防控。

在人員洗消場景中，通過人員身份識別讀卡器、電子手環(huán)、智能泡手識別器、智能洗澡間、智能門禁系統(tǒng)、智能電箱及控制器等設備和平臺實現(xiàn)人員洗消數字化、在線化，人員洗消業(yè)務數據實現(xiàn)無感自動采集并實時上傳平臺，通過對場景的數字化，保障人員嚴格按洗消流程執(zhí)行到位。

在車輛洗消場景，通過車牌識別一體機、智能洗消電箱、水流量監(jiān)控盒、車輛烘烤智能控制器、智能監(jiān)控設備等設備和平臺，可杜絕非法車輛進入管控區(qū)域，可遠程監(jiān)管車輛洗消過程，減少人員投入，車輛烘烤溫度、時長等關鍵數據均可遠程智能控制,車輛洗消業(yè)務數據實現(xiàn)無感自動采集并實時上傳平臺，實現(xiàn)車輛洗消數字化、在線化，保障車輛洗消按流程進行強管控。

在物資消毒場景，通過物資管理控制盒、物資管理電箱、智能錄像機、熏蒸機、臭氧濃度檢測儀、紫外輻照儀等設備和平臺，實現(xiàn)物資消毒批次數字化、在線化，消毒設備智能控制，物資消毒后單向流向，避免二次污染，物質消毒業(yè)務數據實現(xiàn)無感自動采集并實時上傳平臺，可實現(xiàn)物質消毒按流程進行強管控。

通過智能設備和系統(tǒng)的自動管控，確保了養(yǎng)殖場生物安全管控要求在各場景應用執(zhí)行到位，有效保障了養(yǎng)殖場內的生物安全。

3）環(huán)境控制。豬只的健康成長，除了喂食營養(yǎng)均衡外，也離不開良好的生長環(huán)境。溫暖、舒適、干凈的生活環(huán)境是豬寶寶健康成長的重要保障。智能養(yǎng)殖場通過安裝智能化的精準地板冷暖控制系統(tǒng)、環(huán)境溫度智能控制系統(tǒng)、溫度傳感器、鼓風機、風閥、電磁閥等設備和平臺，可遠程智能調節(jié)地板冷暖、空氣溫濕度、風量、水流、時長、精準噴水和吹風等，多維度對豬舍環(huán)境和豬只體溫進行管控。

使用環(huán)境管控的智能設備和平臺，均能實現(xiàn)遠程在線設置、智能調節(jié)和監(jiān)控各類環(huán)境參數，智能連接云端，實現(xiàn)系統(tǒng)在線化、信息數字化，給豬只提供舒適的溫度、濕度等，提高豬只體感舒適度和健康生長率，降低豬只環(huán)境應激和疾病率。

4）生產管理。智能養(yǎng)殖場配置在線化生產管理系統(tǒng)平臺，對養(yǎng)殖場內的豬只、物理空間欄舍和通道等，在平臺創(chuàng)建對應的數字化ID 身份，實現(xiàn)將豬場搬上互聯(lián)網。每一頭豬從出生就配備唯一的防偽加密認證的電子身份標簽，豬場所有的物理空間欄舍和通道都配置自動感知豬只身份的讀卡器。

通過養(yǎng)殖場內配置的讀卡器，能實時讀取每一頭豬只的完整身份信息和當前位置，當豬只位置變動時，讀卡器也能實時讀取豬只移動的信息，實時更新準確的信息上報到平臺。豬只電子身份標簽貫穿豬只整個生命全周期，關聯(lián)豬只生長數據、營養(yǎng)數據、來源豬場、獸藥疫苗等信息，可應用于生豬流通監(jiān)管與豬肉追溯。

在生產原料供應環(huán)節(jié)，配備智能供料系統(tǒng)，實現(xiàn)對料塔、主料線和分料線的實時狀態(tài)監(jiān)測、余料重量感知、自我檢測和異常報警功能，智能控制欄舍供料，可選手動、定時、自動供料多種模式，滿足不同豬只場景不同飼喂系統(tǒng)供料需求。

在生產飼喂環(huán)節(jié)，通過精準飼喂系統(tǒng)和智能供料系統(tǒng)的互動連接，可實現(xiàn)精準供料和精準飼喂的聯(lián)動，智能連接云端，實現(xiàn)系統(tǒng)在線化、信息數字化、遠程監(jiān)控與操作，提升生產效率。

在母豬查情配種環(huán)節(jié)，配備母豬發(fā)情鑒定設備，應用精準探測技術，通過各種傳感技術精準探測到母豬發(fā)情周期生物特征變化，進行有效數據采集及上傳后，再應用AI 算法技術，由AI 模塊對數據實時分析，依照最佳算法模型進行實時智能計算，能夠在無人干預的情況下，實現(xiàn)判斷發(fā)情鑒定準確率達到90%以上，通過機器完成替代人工查情工作。實現(xiàn)對母豬發(fā)情狀態(tài)的自動監(jiān)測和報警，準確判斷發(fā)情時間，獲取最佳配種時間，解決人工查情費時、費力、判斷不及時、不準確等問題。

2.3 屠宰加工端

在屠宰加工環(huán)節(jié)，數字化轉型首要解決的核心問題還是食品安全可溯源，即如何將豬只的身份信息轉移復制到每一塊分割包裝銷售的豬肉上。

每一頭待屠宰的商品豬，運到智能化屠宰廠后，將通過智能化的卸豬通道進入屠宰車間。卸豬通道將安裝智能識讀器，識讀器可遠距離同時識別多頭豬只電子身份標簽，自動采集電子耳標相關數據，自動完成豬只盤點，自動上傳數據到系統(tǒng)，可通過系統(tǒng)實時查看數據和狀態(tài)。系統(tǒng)可與政府檢疫監(jiān)管系統(tǒng)對接，防止非法豬只混入，保障豬只檢疫安全。

在屠宰過程中，屠宰線配備號牌綁定設備和激光胴體灼刻機，自動綁定豬只耳標和豬只號牌，豬只電子耳標信息以二維碼加字符串2 種形式灼刻在豬只胴體兩側，實現(xiàn)豬只在屠宰過程中的身份信息轉換，保障豬肉食品的身份可追溯。

2.4 加工、物流與消費端

1）豬肉食品加工。傳統(tǒng)的豬產業(yè)鏈從生豬出欄、生豬調運、屠宰分割、包裝、批發(fā)、物流運輸、零售等，最后再進入廚房加工，需要經過多個流轉環(huán)節(jié)和復雜的中間交易結算過程。目前已完成數字化轉型的大型養(yǎng)殖場，已實現(xiàn)飼料加工、生豬養(yǎng)殖、屠宰、食品加工在同一園區(qū)運作的一體化模式，直接拉通供給端和需求端,減少了大量的中間物流周轉和交易環(huán)節(jié)，大大降低了產業(yè)鏈成本。

通過可視化的中央廚房管理平臺，在一體化產業(yè)園區(qū)內的中央廚房智能生產線，通過機器人烹飪智能設備完成全自動標準化豬肉食品的預制菜生產，再通過液氮速凍保鮮技術完成預制菜的存儲。液氮速凍保鮮技術，能在3～12 min 內完成凍結過程，不破壞食物的細胞組織、不產生營養(yǎng)流失，可以確保更加良好的營養(yǎng)價值，解凍后的食物基本能保持原有新鮮度。液氮在汽化過程中隔絕空氣有保護食物的作用，超低溫讓產品速凍時能完全有效殺毒滅菌。預制菜是融合品質、營養(yǎng)與效率，迎合快節(jié)奏生活中無暇下廚的消費者的生活方式[7]。

2）豬肉食品物流。預制菜在中央廚房加工好，通過液氮速凍保鮮技術處理后，食品暫存在冷庫。通過在線訂單系統(tǒng)，自動統(tǒng)計分析、分解形成物流配送單，依照配送單從冷庫將食品通過智能冷鏈物流車進行全程冷鏈物流運輸，精準配送到指定地址。智能冷鏈物流車具備溫度精準控制、GPS 路線軌跡查詢和追溯、實時在線及遠程視頻監(jiān)控等基本功能。

3）豬肉食品消費。消費者通過各類用戶界面入口如手機端APP 或微信小程序，下達訂單需求到系統(tǒng)平臺。消費者收到包裝好的預制菜后，使用智能微波爐，只需要掃描包裝上的二維碼，智能微波爐解析二維碼后能自動識別預制菜菜品，根據菜品自動調取系統(tǒng)內配置的最佳烹飪參數（溫度、時間等），實現(xiàn)在免解凍模式下3 min 內完成食物制作過程。

消費端的數據，通過智能微波爐等智能家電設備，可上傳到系統(tǒng)平臺進行及時統(tǒng)計分析，再對接到中央廚房管理系統(tǒng)，自動完成食品加工生產訂單的創(chuàng)建和執(zhí)行。中央廚房管理系統(tǒng)同時與屠宰加工廠管理系統(tǒng)進行信息交互聯(lián)動，進一步推動屠宰需求分析。根據屠宰的需求數據分析，再聯(lián)動到養(yǎng)殖生產管理系統(tǒng)，不斷優(yōu)化養(yǎng)殖生產計劃需求。

就這樣環(huán)環(huán)相扣進行協(xié)同聯(lián)動，最終實現(xiàn)從消費需求端、預制菜生產端、屠宰加工端、養(yǎng)殖生產端、飼料生產端一直延展到源頭的原料供應端，實現(xiàn)生豬全產業(yè)鏈的連接、互動、結網[8]。

打通全產業(yè)鏈業(yè)務鏈條上，不斷優(yōu)化各個點上的資源配置[9]，通過機器的自我決策完成點上的需求實現(xiàn)和自我更新，最終形成一張以“豬肉”為核心要素的產業(yè)互聯(lián)網，完成全產業(yè)鏈的無縫銜接閉環(huán)和高效運轉。

3 結語

把人的經驗進行數字化解碼和轉化，變成機器能讀懂的語言，形成機器的代碼和指令模型，快速復制行業(yè)最優(yōu)秀人員的作業(yè)經驗和管理經驗，用機器替代大部分人工作業(yè)，是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。智能養(yǎng)豬將信息和知識作為農業(yè)生產要素，促進增長方式從依賴資源向依賴信息和知識轉變[10]。

生豬產業(yè)從農場到餐桌數字化轉型將預防、計劃、控制貫穿在產業(yè)鏈的全過程，從系統(tǒng)上保證了產業(yè)的安全、高質、高效和低成本。我們身處在一個最好的時代，天時、地利、人和都已具備，可以預見，屬于養(yǎng)豬人的從農場到餐桌豬肉數字化食品產業(yè)互聯(lián)網時代即將到來。