智慧养殖管理模式在养猪生产中的应用

2022-12-06姚继红

畜禽业 2022年9期

姚继红

(北京金花谷企业管理顾问有限公司，北京 101500)

0 引言

在现代化科学技术持续创新发展背景下，5G通信、云计算、人工智能、区块链以及物联网相关技术开始渗透到日常生活各个领域，智能设备的应用进一步解放了劳动力资源，开始取代人类实施各种复杂的智慧化操作。处于社会经济持续发展背景下，为了迎合智慧畜牧业发展趋势，需要合理创建智慧养猪模式，形成智能管理方案，提升养猪科技水平和生产效率，优化智能管理水平，实现养猪产业的现代化发展。

1 智慧养殖概述

在我国农业生产面临全面转型发展的背景下，进一步促进了养殖产业变革，人工智能、物联网以及大数据等先进技术手段应用到养殖产业中，促进了养殖产业的创新，重塑产业生态，打造更加和谐的养殖模式[1]。智慧养殖属于一种革命性理念，从生产层面分析智慧养殖可以体现为养殖模式创新以及生产力提升，能够针对整个养殖过程和养殖环境实施智能化控制，促进养殖生产环节实现数字化发展，实现精准化监控以及疾病预防的地理化控制。智慧养殖将进一步成为我国未来养殖产业的主要发展方向，拥有广阔的发展前景。

2 智慧养殖的技术分析

2.1 射频识别技术

射频识别技术属于非接触式自动化检测识别技术，涵盖电子标签和读卡器，其中读卡器利用射频信号针对相关标签实施合理图解，准确识别ID号码。电子标签通过专用芯片和天线构成。在智慧养殖中应用射频识别技术，针对各个动物分别配置射频识别芯片充当身份证，用于相关信息的采集。

2.2 无线传感技术

无线传感技术属于分布式传感网络，由服务器系统、用户、传感网络和各个节点构成，通过传感器采集各种信息，借助服务器以及无线网络实施综合计算分析，最后利用通信卫星直接传输至用户端内，顺利实现无线传感。借助计算机实施远程控制，方便对养猪圈舍内的有害气体、温湿度状况、动物运动状况以及光照强度等参数进行准确探测，有效弥补数据短距离传输缺陷。

2.3 物联网技术

物联网具有传输速度快、能耗低和覆盖范围广等特征，可以应用于环境实时监控以及设备智能控制，只需要输入相关命令，即能够触动各项程序进行自动化操作。物联网运行中分为感知层、应用层和网络层三部分，感知层涵盖各种二维码和传感器，由摄像头以及读写器组成。网络层由各种系统网络平台构成。应用层能够和用户对接，促进物联网实现智能应用，简单物联网控制可以实现氨气传感和温湿度传感，可以直接启动通风和温控系统实施自主调节。

3 智慧养殖模式

智慧养殖模式即在融合生物安全、建筑结构以及科学养猪规律基础上，渗透智能化养猪理念，形成智慧养猪模式。因此需要准确把握不同猪群以及个体生长类型，以其在不同生理阶段和成长阶段积进行区分养殖管理。

3.1 单栏饲养模式

单栏饲养模式主要是一栏一畜的饲养模式，单栏模式在种公猪饲养中最为常见，单列猪舍需设置运动场，适当扩大公猪活动量，双列公猪舍无需设置运动场，需要适当扩大圈栏面积，对应养殖标准为9～12 m2/头，合理配置自动采光、降温、保暖等智能监控装置。哺乳母猪实施单栏产床智能饲养中，NEDAP相关智能母猪喂料功能，能够实现精准配料和自动喂料，对生猪采食信息进行智能监控以及自动采集，实现相关养殖信息全面共享[2]。

3.2 限位栏饲养模式

限位栏的饲养模式适合妊娠期母猪饲养，也可以将其称作是定位栏饲养，限位栏具体规格是长2.2 m、宽0.6 m，主要特征为密集、节约，且成本低廉，方便生猪转群。该种饲养模式拥有较高栏位利用率，配置智能调节和监测装置[3]。

3.3 母猪群智能化群养模式

电子喂料站可以进一步细分成静态饲养和动态饲养2种养殖模式。动态饲养模式以荷兰VELOS系统为典型代表，各个ESF能够喂料50头母猪，同时能够对不同阶段的母猪进行同步喂料，因此需要设置发情检测装置以及自动分离装置。静态饲养以加拿大的GESTAL系统以及成都喂料站为代表，相关设备简便，方便维护，主要适用于怀孕母猪的喂料工作，按照具体喂料规模合理设置ESF，各个ESF喂料16～22头。ESF系统借助RFID技术准确识别母猪身份，利用机械门控将母猪顺利隔离，借助大数据技术、动态模型以及AI智能技术对母猪实施精准喂养，按照不同类型设计个性化喂料管理曲线，各项功能能够借助下位机控制面板、手机app以及上位机PC端远程控制实现。在母猪采食中，通过采食槽中设置识别感应器，喂料装置入口设置传感器操控电机翻转门，为母猪打造暂时性封闭空间，数据库信息对喂料投料实施合理判断[4]。

3.4 多层楼智能养猪

高层铁桶集群式智能化楼房养猪模式属于全新养殖模式，全面整合养猪产业以及互联网技术等优势资源，利用区块链技术和AI技术科学创建，设置污水处理区、隔离区以及生产区等，配套设置通风系统、空气过滤系统、供热系统，为养猪活动打造了安全、严密的饲养环境。在提出楼房养猪概念后，该种养猪模式被逐渐应用到养猪领域中。同时，随着多层楼智能养猪的设计以及设施建设等方面的完善，有效改善了生猪养殖的水源、物料流通、产生的废弃物等问题，优化了猪舍布局。多层楼房养猪属于畜牧产业工厂化发展的典型代表，能够节约大量土地资源，优化生猪养殖中的智能管理能力，扩大养殖规模，提高生猪养殖效率及猪肉产品安全。在未来发展中，智能化、数字化在现代化楼房养猪中的应用将更为普遍，成为规模化养猪场的主要模式[5]。

4 智慧养殖管理模式的功能优势

4.1 养殖环境智能化监测

在养猪生产中，存在多种因素会影响猪的生长，如养殖环境中的粉尘、噪音、光照、氨气以及温湿度状况等。其中猪舍内的有害气体以及温湿度变化具有重要影响。借助IOT技术能够全面感知养殖环境内各种因素，并进行全面监控和感知定位，应用5G通信以及无线互联网技术把所采集的养殖环境参数信息顺利传送至软件云端平台，借助AI技术实施远程监控，做好养殖环境的实时监控和危险预警，可以短期内快速分析计算各种影响因素，合理设置参数对各种加热器、风机以及喷淋等装置实施自动调控，实现整个禽畜养殖空间的智能化调控，使整个养殖圈舍维持良好环境状态。相关过程信息可以利用手机、电脑等移动终端进行显示。在养殖环境建造中的主要技术包括测定不同指标的传感器以及研发软硬件操作系统，快速反馈各种监测数据，积极研发应用抗干扰装置以及面向粉尘、有害物质、各种微生物等物质的特定检测传感器。为改善养猪环境中温湿度之间的耦合效应，应积极创新研发温湿度控制系统。

4.2 猪群健康行为监测

4.2.1 猪个体识别控制

借助智能机器人、5G技术、3S技术、计算机视觉以及RFID等技术针对养殖中各个猪只开展行为识别以及个体识别，实现健康状态全面监测以及精准化的养殖管理等目标，做好生产流程动态控制，合理诊断各种影像图片，融入远程诊疗以及可视屏技术，保障生猪养殖产业的高效健康发展。尤其是在融入UAV以及ROBOT技术后，能够实时监测猪的身体状况和智能巡检养殖过程，对生猪的活动状态、发情状况、排泄状况、体温变化以及采食等实施合理的监测调节。

4.2.2 智能化监控猪群健康状态

借助云计算和大数据技术对猪的健康行为实施智能监控。在生猪养殖中，需要对猪个体行为、分布位置以及健康状态等数据进行实时监测获取，需要对相关数据信息实施深入挖掘和细致分析，对数据库内的养殖标准、饲料营养以及养殖品种等信息进行准确提取。动物福利和健康状态对于整个智慧养殖具有重要意义，关系到畜牧业未来的持续发展和产品质量。智慧养殖中需要为其提供充分营养，使动物在舒适的饲养环境中形成良好的精神状态。动物福利主要是从生猪的精神状况、行为、健康、生存环境以及营养供应等层面入手实施动物福利科学评估。其中行为是评价动物福利状态和健康状况的核心指标，能够体现出动物对生存环境适应度，可以通过设置视频、音频和传感器等装置进行识别、监测，合理判断动物精神状况、运动状态以及姿势变化，判断猪群健康水平。养猪场内应用猪脸识别、采集定位信息、红外摄像以及视频监控等技术能够实时监测生猪行为及其健康状态。智能化分析技术以及非接触式信息采集技术在养猪活动中得到了有效应用，并取得了良好效果。

4.3 智能化喂养和精准喂料

养猪活动中实施智能化喂养以及精准营养控制，精准养殖即借助先进的信息技术对生猪实际状况实施全面监测，促进整个动物饲养过程全面优化，针对禽畜个体实施精准管理。PLF借助数据分析、机器学习，促进生猪疾病诊断、健康状态识别、精准饲养、养殖环境监测等过程实现自动化操作，进一步减少人工管理、观察复杂度和消耗时间，满足动物福利和健康状态。针对生猪养殖的群体饲养创建智能配料系统和全自动喂料系统，涵盖智能识别、运动和称重等数据传输、信息采集以及智能控制，包括精准喂料、饲料余量监控、自动分群以及营养调配等，相关营养专家需要针对养猪活动中的养殖模式、生猪品种、饲料来源等方面创建完善的信息数据库，形成动态采食模型。

在精准喂料中，按照养猪相关理论养分需求，创建合理的喂料制度以及喂量标准，确保实际喂食量符合理论要求，争取实现最大化采食量，确保所有生猪的均匀采食，同时实现精准供料，有效控制饲料浪费，使生猪能够有序增重和健康生长，得到最大利润和理想饲料报酬。养猪中借助智能供料装置实施精准喂养，通过软件控制系统和大数据模型实施精准营养供给，相关传感器采集各种感知信息，借助数据计算处理，对喂养设备实施合理控制，对生猪个体实现精准配料、精准喂料，做好喂料绩效分析，针对多台喂养器设置自动控制终端，针对生猪的成长、营养状况以及繁育等环节实施精准监控以及智能管理。

4.4 智慧市场营销

在整个生猪养殖产业链内，产品营销机构、生猪屠宰场、养猪机构以及饲料供应厂商之间存在密切联系，在国内社会经济发展和信息技术持续创新的背景下，加快了智慧畜牧业发展速度，促进了生猪养殖产业和产品流通之间的全面耦合，引领第三产业快速发展，通过合理展开产品销售，能够顺利转化养殖企业经济收益，满足人们在肉品方面的饮食需求，促进整个社会稳定发展。借助大数据技术对区域内的肉产品质量、饲养周期以及价格指数等信息进行精准分析。未来随着智慧畜牧业发展，借助人工智能、区块链、大数据以及互联网技术，在市场端和生产端之间合理创建数字连接，和信息、财务、销售等业务全面融合，打造环保、安全、便捷、高效的网格化营销模式，形成营销管理平台、物流传输平台、数字管理系统以及多功能网络营销系统，促进产品朝着优质、高效、环保绿色方向转型，支持物流营销全面转型，扩大产品市场竞争力。

4.5 猪肉质量安全追溯

借助溯源系统能够对市场中的猪肉产品实施全过程追踪管理，目前溯源技术包括系统集成和标签2种形式。标签类溯源技术涵盖芯片标识、二维码以及条形码等；系统集成类溯源技术则是政府、第三方单位以及企业共同创建溯源平台。区块链技术应用可以提升非法产品打击力度和质量安全，可以更好地保障消费者的切身权益，针对养猪产品的来源、交易、运输和消费等环节实施全过程跟踪监控，并在日志文件内有效存储产品生产、权限、安全等记录电子证书，方便市场监管部门和养殖户进行有效管理，形成一种透明、便利的问责追查机制，为整个养殖生产过程和社会发展创造更大的价值。生猪养殖所携带的电子耳标全面记录了生猪的健康、年龄以及品种等信息，能够实现信息的全面共享，将各种数据信息传输至中心数据库，和物流配送、屠宰加工以及商务供销等环节的信息进行链接，消费者能够利用条形码、二维码以及app查看生猪产品的整个生产流通过程，实现产品全过程跟踪。