数智技术在母猪批次化生产中的应用

2024-04-12王怀禹

猪业科学 2024年3期

王怀禹

（南充职业技术学院四川南充 637131）

批次化生产和管理是养猪业达到规模化之后、采用工业思维介入养猪生产、模拟工业产品生产方式设计的工厂化养猪的必然要求，也是保证产品品质“相对同质化”的重要前提。批次生产概念在20 世纪80 年代就被提出，但一直未被广泛应用。近几年，鉴于我国猪场疫病防控压力和粗放式管理的现状，全进全出、批次生产的概念再次走入人们的视线，特别是2018 年非洲猪瘟疫情暴发后，批次化生产因为具有实现猪场疾病净化这一功能，开始被养猪行业广泛关注，成为养猪生产工艺的热门话题。

母猪批次化生产除了生物安全考虑外，还能够提高猪群整齐度，准确统计猪场数据，提高资源利用效率，增加员工福利，提升员工工作效率等。随着物联网、云计算、人工智能、大数据等新一代信息技术与养殖业的深度融合，大大提高了养殖生产效率。母猪批次化生产也不例外，有了这些数智技术的加持，母猪批次生生产变得更加精准和高效，是规模养猪业发展的必然趋势。

1 数智技术影响母猪批次化生产效率的几个要素

1.1 猪品种

生产性能优秀的种猪是猪场生产的基础，选择合适的优良种猪是规模化猪场批次化生产提升和保障高水平生产成绩的关键。作为世界上最大的猪生产和猪肉消费国，各大养猪企业为了提高生猪产量，所使用的种猪严重依赖进口。为保障国民猪肉安全，2021 年农业农村部推出了《全国畜禽遗传改良计划》，明确了15 年之内我国种猪改良的目标任务和技术路线，促进我国种猪发展，确保到2035 年实现自给率达到95%以上。目前，全国有大约25 家生猪企业专攻种猪研究工作，正根据国家相关政策指引，进行技术攻关。华南农业大学吴珍芳教授深耕种猪研究30 多年，努力培育我国自己的种猪新品种。在技术方面，我国科技工作者研制出“猪芯片”，这是一种有384 个小格子的芯片，每个小格子里都装着猪的基因密码。在种猪培育过程中，可以通过基因芯片来判断，这头种猪甚至这个种猪品种，未来产仔数多不多，生长速度快不快，甚至还能判断出肉质好不好。这样从小猪刚出生就可以判断出以后的发展情况，大量节省了培育时间，可以加快种猪新品种研发。

1.2 环境控制

随着科技的不断进步，智慧养猪场环境控制成为现代养猪业不可或缺的重要环节。环境对猪只的健康和生长发挥着重要作用，因此，通过自动化设备和传感器来监测和调节养猪场的环境参数，实现智能化的环境控制，可以为猪只提供适宜的生长环境，提高养猪场的生产效率，降低疾病发生率，减少能耗，优化猪场管理，提高养猪经济效益和市场竞争力。

1.3 精准营养

营养是养殖过程中非常重要的一个环节，也是猪群健康生长的关键，是提高母猪繁殖效率的一个重要的保障。精准营养可以降低养殖成本，减少粪污排放，提高养殖经济效益，是实现批次化生产获得最高效益的重要保障。在生产中得到切实有效地应用需要同时满足猪只营养需求的精准与猪只营养摄入的精准，而上述两方面精准的实现又需要充分结合养猪生产实际中的各个环节与配套支撑。随着人工智能技术与养殖业的快速融入，精准饲喂设备、精准饲喂系统开始运用于生产实际，能够在母猪批次化生产中实现精准营养。

1.4 生产管理

传统的养猪场管理方式已经显现出种种问题，这些问题正在威胁着养猪业的可持续性发展。首先，传统管理依赖人工操作，这不仅费时费力，还容易出现误差。其次，传统管理方法通常缺乏对猪群全面监测和数据记录，导致生产效率无法最大化。此外，传统养猪场管理缺乏系统的疾病监测和控制机制，容易导致疫情暴发，影响养猪场的经济效益。现代化养猪场强调数字化、自动化和智能化的管理方式，以提高生产效率、降低成本、保障食品安全。在这些现代化养猪场中，数智技术发挥着关键作用。例如，智能耳标内嵌有芯片，可以记录每头猪的生长情况、健康状况、饮食习惯等数据，实现对猪群的实时监测。

1.5 疾病检测

在传统方法养猪的年代，如果一头猪染上了疫病，多半只能靠饲养员肉眼判断，等到发现时，往往已经错过了最佳治疗时机，这就导致生猪的病死率较高，同时也导致了养殖成本的大大增加。为了有效解决这个问题，让养猪业成本更低、效益更好，在规模化养猪条件下，人工智能、大数据开始发挥用武之地，智能监测猪舍猪的叫声和咳嗽声、体温等来对猪只疾病进行监测，并且在第一时间进行疫病预警，汇报给猪场的兽医或饲养员，以便及时进行处理。

1.6 生物安全

批次化管理技术的重中之重在于疾病防控，因此，建立猪场生物安全体系，确保猪群健康是实现批次化生产的核心和关键。构建生物安全体系的要素非常多，环节复杂，无论哪个环节稍有不慎就可能导致病原微生物乘虚而入，对猪场造成灾难甚至毁灭性的打击。在批次化生产管理中，构建智能化的生物安全体系，能够有效防止或阻断病原体（病毒、细菌、真菌、寄生虫等）侵入猪群，保证猪场生物安全和猪群健康。

2 数智技术在母猪批次化生产管理中的应用现状

2.1 母猪批次化生产全生命周期数智化干预

目前，母猪批次化生产全生命周期都可以融入数智技术，通过智能化养殖设备及数字化管理系统提升作业效率和管理效率，见表1。

表1 母猪批次化生产全生命周期数智干预产品一览表

2.2 母猪批次化生产数智化解决路径及应用现状

2.2.1 生物安全智能管控

传统养猪防疫存在的“痛”病有：一是管控弱。各环节消毒存在是否达标无法实时感知和管控的风险，追溯能力较弱，消毒效果难以保证；二是成本高。人海战术防控，普通生物安全设备单一化防控成本高、效率低；三是漏洞多。消毒设备简陋不够智能，存在失效风险，依赖人员自觉性，易存侥幸心理，导致病毒乘虚而入；四是监管难。生物安全管理要求是否坚持真正执行到位，难以保障持之以恒。

通过软硬一体化的手段，构建母猪批次化生产全生命周期生物安全智能解决方案，围绕猪场母猪批次化生产生物安全管控需求，基于产业互联网平台能力，搭配智能洗消硬件设备，实现人员洗消、车辆洗消、物资洗消过程的数字化、智能化实时监测和管控的软硬件系统，可以帮助猪场提高生物安全管控可靠度，提升猪场生物安全系数，节约生物安全管控成本。

2.2.2 猪只个体精细化管理

通过RFID 技术，使用智能电子耳标、手持读卡器、智能栏位/栋舍卡、舍门读卡器、调膘器、称仔器等智能硬件，从传统粗放群体管理模式到猪只个体精细化管理，实现猪只生命周期全流程管理追溯。一是自动身份识别。智能硬件系统进行猪只身份识别，目前有效率可达99.9%以上。二是准确采集数据。可以实现1 秒钟调取猪只完整身份信息，读取零误差，准确实现业务录入，一次性使用电子耳标，实现母猪死淘信息登记与管理。三是实现猪只智能空间转移。母猪转栏时，对转栏母猪数量、时间、位置进行精确盘点，简单快速完成猪只位置移动。

2.2.3 猪只精准饲喂

饲料成本占养猪成本的60%左右，因此，在母猪批次化生产中，精准饲喂是影响猪场收益的一个重要因素。人工饲喂过程中，难免出现饲料浪费，人猪接触频繁，可能还会造成营养不良，通过采集猪只头数、日龄、采食量、饮水量等数据，自动化计算采食需求，制订采食计划，调整饲喂时间，匹配水料配比，既满足猪只采食需求，又不让猪只“暴饮暴食”，实现猪只吃得刚刚好、长肉速度快的目标，提高猪只的饲喂效率，降低猪场的养殖成本。

目前，市场上已有较成熟的数智化软硬件系统，能够实现母猪批次化生产中不同阶段、猪只个体精准营养和饲喂。一些大型养猪企业已经有了基于个体精细化的猪只精准营养解决方案，根据猪只体况信息生成营养需求，生成智能个性配方，借助智能精喂仪、群喂系统、智能分栏装置、智能余料检测装置、智能调膘器、智能称重器等硬件，上报饲喂数据至云端管理平台，通过数据运算、智能决策，实现智能生产计划、智能排产计划、智能原料检测、智能精准饲喂。

2.2.4 母猪智能查情

在母猪批次化生产中，传统人工查情方式培训成本高，且做不到一周每天24 h 查情，会出现漏查、漏配、错配的情况。智能化查情系统能一周24 h 全天候不间断监测母猪状态并把数据上传云端，云端智能查情算法会根据算法模型精准准计算母猪发情指数，推算最佳配种时间，APP 自动推送配种任务。一般情况下，当母猪发情指数达到90%以上时，系统会提示并显示最佳配种时间。智能化查情突破了人工查情时间局限，减少人猪接触频率，降低母猪应激和疾病传播几率，既节省人工，又提高了查情准确率。

2.2.5 精准环控

猪舍环境是母猪批次化生产必须依赖的条件之一，适宜的猪舍环境能够促进猪群健康，增强猪只体质，提高猪生产水平。目前，猪场智能环控整体解决方案应用已较为成熟。接入猪舍内的温度、湿度、氨气浓度、二氧化碳浓度、硫化氢浓度等环境监测传感器，能不间断实时采集数据，上传至云端管理平台进行数据分析处理，智能化控制猪舍内风机、水帘、空气过滤器、循环水泵等设备运行。能根据舍内实时存栏生猪数量、生长周期等信息，智能制定猪舍环境控制指标，并根据不同设备联合调控达标，智能调控和异常告警，满足不同生长阶段猪只对温度、通风、湿度等环控指标的全面要求，以提高猪只的生长环境舒适度、繁殖性能，同时降低能源成本和人力投入。

2.2.6 分栏群养

传统养猪用群养管理系统，30 ～50 头育肥猪在一个围栏圈养，猪只活动空间狭小、运动量不够，喂同一种饲料，个体生长重量大小不均匀，吃料时打架争斗，料重比高。而猪智能化分栏群养，每头猪都可以通过电子耳标或其他识别设备进行身份识别，系统可以根据猪只的体重、采食量、发情情况等数据进行个性化管理，为每头猪提供适宜的饲料配方和饲喂量。同时，通过自动分栏管理，可以将猪只按照生长阶段、性别、体重等因素进行分群饲养，以满足不同的营养需求和管理要求。

2.2.7 数字化管理

传统的猪场管理主要依靠技术员和饲养员通过耳标、信息牌、管理档案等方式进行人工管理，管理比较粗放，尤其是转群、转舍、转场等日常管理中极易出现猪只信息丢失等问题，管理效率低、出错率高，统计分析工作量大、难度大。猪场数字化管理避免人为操作错误，有效保证猪只生产记录的准确性，实时监测猪只生产状况，提升母猪批次化生产各阶段信息管理能力，并能早期发现疫情，远程精准监控猪只生产各阶段各关键环节和各个猪群，有效提高猪场管理水平，对养猪生产降本增效至关重要。

在数字化管理平台研发领域，国内已有一些企业开发出了FPF 数字化管理平台，这是一个集成开放的软件平台系统，集成生产、营养、兽医、环控、设备、生物安全等于一体，助力养殖行业实现人、猪、物、场的数字化在线管理，解决从生猪养殖到猪肉食品等产业上下游的信息不对称、难追溯、难监管等问题。还有猪联网，能够提供种猪、肥猪全程批次化管理模式，科学引导猪企在猪周期下精细化发展。猪批次化管理基于生产批次进行日常单据的批量录入，跟踪母猪配种、母猪妊娠检测、母猪分娩、母猪断奶、母猪死亡的全生命周期管理，提高猪群的整齐度，从而真正的做到从种猪到肥猪的全进全出，有效减少了疫病的交叉感染。