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智能化養豬發展現狀與趨勢

我國是一個養豬大國,擁有悠久的生豬養殖歷史。由于我國人民膳食結構等因素,同時我國又是全球最大的豬肉食品消費大國,我國豬肉年產量約為全球的41.72%,消耗了約全球44.45%(以2019年為例)的豬肉,2019年中國豬肉進口數量為245萬噸,居全球第一。雖然我國養了接近全球近一半的豬只,但是在整體養殖水平上只能處于大國地位,而并非強國.

我國智能化養豬起步較晚,但是發展較快。在2017-2020年相關上市公司年報中智能化更是成為了熱門詞匯。

在發展過程中也由向歐美養殖強國學習先進的智能化養殖理念,智能化養殖實踐也由原來的21世紀初期的大群養殖逐步擴展至整個生豬養殖過程,如:智能環控、智能穿戴、物聯網監管、智能飼喂等。逐漸出現以生豬養殖智能化為主營業務的相關企業,如:潤農科技(2009年)、朗瑞恒(2011)普立茲(2015年),省飼兒(2016年),華科智農(2015年)小龍潛行(2018年)、農信互聯(2003年),睿畜科技(2017),影子科技(2018年)等,同時也有大量基礎設備廠家逐步試水智能化養殖,如:大牧人、斯高德等。

在智能化養殖過程中,針對不同環節豬只的生產、管理差異化,而產生了不同的智能化需求。

一、智能化配懷

智能飼喂在配懷環節使用可以有效的降低飼料成本,增加生產效益。在母豬配懷中針對母豬大群、單體欄或小群飼喂的智能飼喂設備將基于飼養曲線,利用相關傳感技術、物聯網技術等,實現母豬整個懷孕周期的智能飼喂,設備基于豬只懷孕日齡、體況、季節等自動調整下料量的精確飼喂,同時飼養員可通過飼喂器、APP等及時調整確保母豬膘體,而管理人員可基于母豬膘體分布來調整飼料營養方案,來實現母豬不同階段的營養需求。

為解決母豬的精準飼喂中母豬體況需要人為評定問題,AI視頻分析技術利用AI技術獲取母豬相關體型數據,再通過相關算法評測出母豬相關膘體狀況——評膘機器人。

在母豬生產管理中智能化個體識別技術將有助于實現母豬個體管理、信息化,2018年的豬臉識別,通過視頻智能識別豬只體型、外貌、紋理、面部特征等細節的識別技術,曾引起業內一片轟動,但是RFID技術仍以其高效、準確、價格低廉占據了市場的主流。

豬只智能穿戴設備目前以豬只耳部為主,用于采集豬只體溫、位置信息等生理信息,同時結合后臺算法,獲取豬只相關生理信息、活動量等,用于分析豬只發情、疾病等診斷。

母豬人工查情難,查情不及時等問題,目前智能查情在群養中有電子查情站:通過記錄大群中母豬訪問公豬時間、頻率等或在單體欄在促情燈帶下安裝相關感應裝置,基于母豬體溫變化、活動頻率等,通過對應算法判斷是否達發情閾值來確定母豬是否發情。相關技術在國內外部分企業小范圍推廣,但是整體推廣范圍有限,主要原因為此二項技術AI發情技術依賴于場景算法學習過程,無論從精準度,有效性仍需輔助以人工驗證、訓練,并未從根本上取代人工查情。

二、產房智能化

生產智能稱重系統在配懷與產房母豬流轉過程中,采用個體識別對豬只個體進行稱重,采集母豬體重信息,數據通過物聯網技術直接對接至平臺,通過后臺統計、運算獲取母豬產個體體重變化。

在母豬產房中,母豬飼喂上難度增加,既要在母豬產上產床前控料,防止母豬采食過多抑制乳腺發育、母豬產前7天,母豬體能逐步恢復需要,每日漸進式下料,哺乳中后期仔豬生長需要,泌乳量增大,母豬需要自由采食,產房中飼養工作量大并且繁重。智能化的產房中智能化飼喂器通過傳感器監測母豬采食行為判斷采食欲望,來確定母豬下料速度與下料量的方式,既有效避免了母豬玩耍導致的飼料下料堆積導致的浪費,通過有效傳感檢測在最大程度上減少剩料,也解決了母豬剩料時不給予母豬喂料的相關問題,在一定程度上完成了哺乳母豬“智能”的飼喂問題。


母豬壓死仔豬是產房中仔豬死亡的一個重大原因。智能聲訊系統擬在無人值守的產房通過仔豬被壓瞬間的尖叫聲通過相關傳感器進行采集,通過相關聲音算法識別、判斷,再借助終端設備進行相關處理。同時相關豬只咳嗽、尖叫等聲音分析也是相關技術不同運用。相關技術目前仍處于研究階段相關實用性及推廣價值有待市場驗證。

三、保育育肥無人化

在保育育肥飼養階段隨著養殖規?;l展,人均育肥量由100頭—300頭—500頭-1000頭…逐漸攀升。

在育肥保育中為降低仔豬由吃奶轉變為飼料采食帶來的斷奶、轉欄應激,智能粥料飼喂在市場得到充分運用,同時如何在保育、育肥階段采用更符合豬只生長需要的飼喂方案也在促進相關飼喂設備逐步完善。為實現育肥無人化飼喂,育肥大群基于體重或個體分欄飼喂的系統在國內外逐步發展,用于解決育肥豬只生長過程中個體差異,達到同期出欄,同時在飼喂過程中基于耳標個體管理,獲取育肥豬只個體生長大數據。同時,在我國地方品種利用過程中如何利用大群飼養的育肥個體化飼喂,加強肌間脂肪沉淀改善肉質,也是未來育肥智能分群飼喂的發展方向。

如何即時獲取豬只數量、體重分布、豬只料肉比情況,AI視頻盤點技術,采用視頻分析技術,通過人工智能算法,能估測出欄內豬只頭數、重量、體型數據、欄內豬只狀態等,既能遠程監管豬場生物資產,又能為育肥、保育出欄提供科學決策。

四、豬場智能環控

20世紀 90年代初,隨著相關技術的快速發展,國內外畜禽舍的環境測控系統取得了迅速發展。目前市場在規模較小的豬場主流環控系統為多普通單片機監控系統,該系統具備價格低,操作簡易;在大中型豬場中采用的PLC控制系統具有較好的控制精度 ,可實現長時間無故 障穩定運行,控制與操作方便易行,自動化程度較高,或基于 CAN總線的分布式控制系統具備更靈活、易于拓展至大型環控方案,同時還能確保各個豬舍內的局部故障之間不相互影響、模塊之間相對獨立;而在自動化程度要求高的豬場中基于無線物聯網的監控系統逐步實現了豬舍環境的遠程實時監控、或通過遠程平臺數據下發,更適用現代化的生豬養殖遠程管理系統。因環控控制系統自動化程度高,同時操作簡便,在智能化中普及率較高。同時在環境控制中部分環控依然依賴于人工維護的控制策略,通過溫度或濕度控制相關環控設備,并未對豬舍內有害氣體、室內風速、室外溫度等多因素進行綜合性分析,也并未對環控器下設備進行對應管理故障或異常警報。

五、豬場大數據監管

豬場大數據管理是近年來規?;i場生產管理的重要基石,在智能化豬場建設中大數據監管分為如下三大系統:

1、豬場生產管理系統:在豬場管理整個生產過程中,將豬場生產相關的主要過程數據采集,如查情、配種、分娩等,用于衡量豬場生產成績,對生產進行預測,實現信息化以及生產大數據分析;

2、經營數據系統:如財務管理系統、豬場物資管理系統、人力資源系統等用于協助處理經營相關業務;

3、豬場物聯網系統:通過感知技術與智能裝置,對豬場內的環境監測、個體識別、自動稱重、精準飼喂、能耗耗用等豬場運行相關自動化、智能化設備進行管理、數據采集的平臺。通過物聯網管理平臺實現對豬場的實時控制,實時管理。

三個大系統在豬場運營中為解決相關數據孤島問題,將三大系統進行融合,形成了豬場經營、管理大數據模型,實現了豬場大數據管理平臺。

六、智能化進程中問題

目前智能養殖在生豬養殖中仍處于發展初期階段,行業缺乏統一的國家標準、行業標準,多數依賴于企業自身標準,導致智能化產品質量參差不齊,部分技術仍處于行業初期融合階段,因此相關模型、算法等不符合豬場生產,仍有待行業共同加強。

人才缺失仍然是養殖行業一重大難題,整體行業從業者文化水平不高,對于智能化+養殖而言,更需要跨界人才,巨大的人才缺口仍需要行業、企業以及高校共同參與。

七、智能化展望

在農業農村部《中國農業展望》中據相關專家人士預測隨著豬場生產高速增長后,中國養豬行業將在2025年左右迎來低增速時代,意味著豬肉生產低成本時代來臨, “智能養殖“發展將迎來更大程度發展,應對規?;?、集約化豬場實現高效、低本、環保養殖。

1、更廣泛的推廣運用

生豬養殖智能化目前正處于爆發階段,但是我國智能化程度普遍不高,特別是在占據中國養殖主力軍的中小型企業中,普遍處于觀望態勢。

2、多技術融合發展

在信息化管理中,數據管理目前所有軟件均需要飼養員手動錄入數據,還存在信息錄入不準確、更新不及時等問題,在智能化飼養過程中,仍有大量基礎工作無法替代:如配種,疫苗注射等工作,仍然費時費力,在后續智能化發展中,要利用多智能手段融合更多技術:如機器人技術等,實現豬場數據自動采集、最大程度上實現豬場生產無人化。

3、更高程度人工智能

人工智能在于機器的自我學習,而在目前的AI智能中仍停留在算法驅動層面,隨著養殖智能化的發展,海量數據積累,人工智能將借助人工神經網絡深度學習,智能養殖將迎來新的發展高度。

4、大數據決策

在當前的智能化中,各數據仍處于割裂狀態:飼喂、生產、物聯、財務等,后續企業要探索如何利用大數據,依靠AI智能技術將相關數據進行融合、分析、模擬構建豬場生產、疾病、財務等綜合評估模型,為生豬養殖提高決策參考。


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