智能化养猪技术的现状和发展策略

2022-12-27薛瑞林刘蓓桦范珍燕

猪业科学 2022年10期

薛瑞林，刘蓓桦，范珍燕

（1.甘肃省畜牧技术推广总站，兰州甘肃 730000；2.北京市顺义区动物卫生监督所，北京 101300）

我国是生猪养殖大国，根据中国统计年鉴，截止2020年年底，我国生猪存栏量、出栏量及猪肉产量分别达到40 650.4万头、52 704.1万头和4 113.3万吨。但是，我国并不是养猪强国，我国生猪养殖仍然在高效繁育技术、动物福利、养殖环境污染控制和智能化养猪设备等方面与养猪发达国家存在差距。同时，我国生猪养殖也面临着畜禽养殖土地资源紧缺、养殖环境污染等多方面的问题，在非洲猪瘟疫情常态化的新形势下，楼房养猪模式和智能化养猪模式的发展给我国养猪业解决以上问题提供了新的发展契机。

我国养猪业正处于向现代化养猪业转变时期，养殖模式更偏向于集约密闭型，更多更先进的科学技术和理念被不断地应用于养猪业，更多新型建设材料、先进生产设备、优质种猪不断引入养猪业，生猪养殖环境、生产效率不断提升，养殖效益不断提高。在新形势下，自动化养殖显然已无法满足规模化养猪业发展需求，同时，楼房养猪模式的兴起对养猪业有了更新、更加智能化的要求。因此，将自动化系统进行有效整合，通过数据采集和终端分析，从而使养猪业向更专业化和更标准化的方向发展的智能化养殖技术越来越受到人们重视和欢迎。因此，本文就智能化养猪业的发展现状和发展策略进行分析和探讨，以期为推进我国智能化养猪技术的发展提供参考。

1 智能化养猪技术发展现状

智能化养猪的概念最早起源于荷兰，是指通过在生猪饲养的每个阶段和过程中采用自动化的仪器监测和电脑控制手段将定位栏中饲养的母猪进行更加精细化的群养管理，注重智能化设备在猪只饲养、发情等过程中的应用，通过改善母猪生活环境和身体状况，来提高产能的高效生猪养殖模式。我国智能化养猪起步较晚，主要以2008年国内推广和采用的怀孕母猪智能化饲养管理的养猪模式为典型模式，开始推广和使用怀孕母猪智能化饲养管理，同时也成为我国养猪业向自动化、高效化、智能化生产模式转变的开端。

目前，我国智能化养猪技术还没有明确的定义，但基本可以概括为利用自动化技术、信息技术和物联网技术等为养猪业带来便捷、智能和健康的养殖技术，这些技术的相互交织利用和各分支新技术的不断引入，加上楼房养猪模式的兴起，使得我国智能化养猪业的发展较为活跃。

1.1 自动化技术

自动化技术是涉及生猪饲养、环境控制、粪污处理等生猪养殖各个方面在内的综合性技术，主要指使用智能化设备来代替人工进行操作。在我国生猪养殖业中，自动化技术主要应用自动化饲喂、自动化通风、自动化粪污处理等技术。

自动化饲喂设备主要包括自动化喂料设备和饮水设备。自动化喂料设备又因饲料形态不同分为干料和液态料设备两种，干料输送设备既可以避免饲料的运输损失，还能保持饲料清洁不受污染。液态料工艺不仅可以为发酵饲料提供良好的乳酸菌培养环境，提高饲料转化率，而且还可以通过安装传感器由计算机控制，使得饲料输送过程和下料量的控制更加精细。但是，这两种输送方式造价和维护成本均较高，只有在大中型养殖场中有应用。自动化饮水设备在我国应用的主要为鸭嘴式饮水器，有时配有自动解热设备。

自动化通风根据夏季和冬季的通风目的不同采用不同的通风方式，夏季一般通过湿帘+风机的纵向通风方式，在猪舍安装热敏仪来实时监控舍内温度，超出适宜温度范围就可自动启动通风设施。冬季舍内有害气体浓度较高，一般采取供热与通风相结合即屋顶无动力风机+地暖模式的横向通风方式，能有效减少有害气体对猪只健康的危害。

自动化粪污处理主要包括机械刮粪和粪污处理，该技术在国内还未形成系统化应用。我国规模化养猪场清粪方式主要分为3种：水泡粪、水冲粪和干清粪。其中，水泡粪由于舍内臭气浓度高、废水多难以处理等原因已被逐渐淘汰使用。而水冲粪作为针对水泡粪用水量大、臭气大做出的改进方法，目前在国内使用较多。干清粪具有废水少、易处理和及时清理等优势，成为解决畜禽养殖环境污染问题的热门粪污处理模式。

1.2 信息技术

信息技术即结合计算机技术和数据工程的一种现代科学技术，而以计算机为主的信息技术在一定程度和意义上与物联网技术相同。信息技术在我国养猪业应用广泛，在繁育技术、饲料和营养、生产管理和肉品质分层等均有应用。

现代育种技术的发展可表现为：育种技术=基因库+育种学理论+计算机技术+系统工程+生物技术，计算机技术的快速发展也使得发展现代育种技术更加精确、更有预见性。在现代育种技术的实际应用中，目前国内已经开发出综合性的种猪管理软件，通过输入可修改的育种数据，能做到育种资料的输出及种猪种用价值的排序。在母猪产仔数的选择方面，与BLUP育种值估计方法相关的软件也正在推出和应用中。信息技术在饲料与营养中的应用主要表现在饲料配方与加工工艺及营养优化等方面。在生猪生产管理中，信息技术广泛应用于猪场监控、工作安排、种猪系谱管理、电脑选配、猪群保健和购销管理等方面，在实际生产中，数据化管理软件的使用能够快速有效地收集猪群生产性能信息，通过这些数据的整理分析，可根据市场、公司发展模式等综合因素采用适时出栏等方式调整猪场结构，也可为企业后续发展方向和策略制定提供更加可靠、直观的现实生产依据。信息技术在猪肉品质分层和估算种猪体重方面应用较少，目前还缺乏成套的产品用于实践。

1.3 物联网技术

物联网是互联网的应用拓展，是指利用网络技术把生猪生产过程中所需要、所涉及的传感器、控制器、机器、人员和物品等通过计算机网络方式联在一起，形成人与物、物与物相联的信息化、远程管理控制和智能化网络。在我国生猪生产中，物联网技术的研究在智能分栏、环境监测、母猪发情鉴定、精细饲养技术、生猪和产品追踪及溯源等多个方面均有开展，已形成一些专利和产品，但由于造价高、技术尚在研究和开发应用阶段，很少应用于实际生产。

2 我国养猪智能化发展存在的主要问题

整体来看，我国智能化还在研发和推广的初级阶段，有很多问题亟需科研人员和生猪养殖企业协同解决，这些问题主要集中在2个方面：一是猪场的精细化管理；二是数据的集成和数据分析后的决策。

2.1 市场缺乏成熟的智能养猪产品

我国智能化养猪还处于发展阶段，有很大一部分智能养猪产品是引进改良或借鉴的国外产品，尚不能完全适应本地需求，且大多仅能进行简单的数据采集和分析，无法做到更为关键的多层、多维数据的互联互通、模型构建、自主决策、精准执行乃至自我学习环节。具体而言，计算机技术和互联网平台的快速发展和其在生猪养殖业上的广泛应用，使得我国生猪业互联网服务平台发展迅速，产品成熟；物联网技术由于国内尚缺乏统一的技术规范和标准，物联网平台与设备领域产品质量参差不齐，亟需规范；人工智能算法与解决方案在生猪养殖业中应用较晚，只在生猪产业中有部分应用，尚不能完全融合，加上非洲猪瘟疫情的影响，导致产品研发延缓，大多仍在试验阶段，仍缺乏能够应用于生猪生产的成熟产品。

2.2 猪场智能设施设备普及率较低

智能养猪理念虽然在大型养殖企业中被广泛接受和应用，但应用成功的成熟案例较少。我国智能农业设备传感器与国外相比，仍存在设备体积过大、功耗较高、感知数据精度低等不足，而智能化设备在生猪养殖中应用时还要考虑和解决蚊蝇、湿度、灰尘和腐蚀等实际问题，这也使得智能化设备在养殖中的实际应用率较低，加上智能化设备价格较高，无法在中小养殖场获得较好的应用。而且智能化养猪尚缺乏相关的统一生产的标准和规范，市场上多厂商多样化的智能设备相互不连通，系统不打通，数据无法共享，存在大量信息孤岛，无法运用信息化、数字化的管理手段，也给猪场管理人员造成一定程度的工作负担，使智能养猪技术推行受阻。另外，大多智能设备应对不同区域、不同品种、不同类型的猪场环境及不同的生产操作等差异的适应性不足，且生产中收集数据的不足导致机器自我学习、人机互动发展缓慢，机器不能按照不同的场景进行自主计算和自主决策，无法全面实现智能化、无人化操作，致使猪场智能设备普及进展缓慢。

2.3 设备应用效率不高

很多养猪场在引进智能化养猪设备时，太过着眼于智能化养猪设备带来的高效和便捷，但忽略了自身的人才、技术配套以及数据的收集和处理能力，主要表现在：（1）大多智能化设备自动监测困难，仍在很大程度上依赖人工，需要人工观测和录入，但多数厂家缺乏这方面的技术人才储备；（2）有的猪场虽然引进了智能生产设备，实现了智能化生产，但自身技术条件无法满足实际的数据分析和利用需要，从而无法有效发挥数据作用，不能很好地指导猪场养殖实践。

3 我国养猪智能化发展策略

3.1 加大国家政策支持力度

政府应在项目、政策方面加大对智能化养猪的支持，以国家大力发展“智能+”、数字农业和新兴的楼房养猪模式为契机，结合和利用好大数据和5G等新技术，推动智能化养猪示范场和示范区建设，鼓励和组织有能力、有意愿的企业开展智能养殖应用示范工作，牵头建设一批最好能覆盖国家、省、市、县（区）四级的智能养殖示范基地，通过示范基地引领和辐射带动本区域养猪业智能化发展。针对资金方面稍有困难，但有能力、有潜力做好智能化养猪的企业，通过将智能化养殖设施设备纳入农机购置补贴目录等合理方式加大智能化养殖设施设备的补贴力度；对在智能化养猪设备研发或申请知识产权的企业或单位，适当给予专利申请费用优惠或申请流程简化等政策支持；鼓励科研机构和推广单位增加智能化养猪的项目研究，并给予一定比例的资金补贴。

3.2 统一智能化养猪标准

加快智能化养猪技术模式、设施设备、物联网等领域的相关标准的研究制定，根据我国不同地区、不同养殖模式、不同技术发展阶段和市场需求，开展适宜本地养猪业生产实际的标准规范研究制定工作，统一物联网、智能化技术和接口标准。加强国内外高校、科研机构和企业之间校企交流和合作，时刻关注和学习追踪国际和国内智能化养殖业发展的最新进展，积极参加智能化养猪的相关国际会议和论坛，及时交流探讨和引进借鉴，根据国内形势和需求，融合创新研究制定我国智能化养猪标准。

3.3 加强智能化养猪人才培养和储备

鼓励支持农业院校或涉农高校，尤其是重点高校带头开设智能化养猪理论和实验课程，融合学校已开设的自动化、计算机科学与技术、信息技术、软件技术、智能科学与技术建设智能化等专业和学科，设立智能化养殖研究中心、重点实验室、研究培训中心或校外研究实训基地等平台，加强与养殖企业之间的交流合作，在人才的养殖交流实践中促进产学研协同发展。支持鼓励农业院校或涉农高校通过开设选修课程、设置选修学分或辅修双学分的方式培养既有工学专业基础，也有养殖专业基础的复合型人才。加强校企合作，开设企业定向班、订单班和校企联合培养兴趣班、就业意向班等，并由企业设立社会类奖学金和助学金，以吸引学生参加，在开展学校养殖理论授课的同时，企业还可宣讲企业文化、企业历史和发展以及待遇和晋升渠道等进行人才培养和储备。

3.4 不断改进和改善智能化养猪设备

国内猪业智能设备、系统生产平台和养猪企业都应改进和调整设备的研发、数据获取和分析能力，加强人机交互，促进机器自我学习，提高机器对于不同区域、不同养殖模式下的适应能力，以便智能化设备和机器能为更大范围内的养猪企业提供更加精准、更具有实践性和操作性的系统化智能养猪方案，为养殖管理人员提供更科学、更可靠的政策制定依据。