中國(guó)養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)之智能化整體解決方案

趙長(zhǎng)生

（武漢凱風(fēng)華科智農(nóng)科技有限責(zé)任公司，武漢 430074）

中國(guó)養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)之智能化整體解決方案

趙長(zhǎng)生

（武漢凱風(fēng)華科智農(nóng)科技有限責(zé)任公司，武漢 430074）

整體方案

1 國(guó)內(nèi)養(yǎng)豬生產(chǎn)的情況

1.1 養(yǎng)豬生產(chǎn)工藝

工廠化養(yǎng)豬是我國(guó)現(xiàn)階段養(yǎng)豬生產(chǎn)的主要方式，即以母豬胎次生產(chǎn)必需時(shí)間作為生產(chǎn)周期（21周），像工業(yè)生產(chǎn)一樣，以生產(chǎn)線的形式，實(shí)行流水作業(yè)，連續(xù)均衡地進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程包括：配種、懷孕、分娩、哺乳、保育、育成、育肥等幾大環(huán)節(jié)。

1.2 養(yǎng)豬生產(chǎn)及飼養(yǎng)方式

當(dāng)前國(guó)內(nèi)母豬管理的主要方式分為圈養(yǎng)方式和欄養(yǎng)方式，飼養(yǎng)方式主要分為人工飼養(yǎng)、機(jī)械飼養(yǎng)和智能飼養(yǎng)。

2 智能化養(yǎng)豬的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)智能化養(yǎng)豬始發(fā)于懷孕母豬智能化群養(yǎng)，即在母豬群養(yǎng)舍使用電子飼喂站對(duì)懷孕母豬進(jìn)行個(gè)體精準(zhǔn)飼養(yǎng)管理的一種方式。自2006年后國(guó)內(nèi)在懷孕母豬智能化群養(yǎng)方面得到啟蒙和迅速發(fā)展。據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2015年國(guó)內(nèi)已經(jīng)投入使用的電子飼喂站的數(shù)量超過(guò)2 000臺(tái)，可以為20萬(wàn)頭母豬提供智能化個(gè)體精準(zhǔn)飼養(yǎng)。

電子飼喂站是以母豬動(dòng)物行為學(xué)為基礎(chǔ)而研發(fā)，充分照顧到了動(dòng)物福利。母豬群養(yǎng)及適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)保證身體更健康，這樣可提高仔豬存活率，減少母豬返情、肢蹄問(wèn)題，從而提升母豬群的繁殖生產(chǎn)效率。

智能化群養(yǎng)管理系統(tǒng)是利用RFID（無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)）實(shí)現(xiàn)了大群飼養(yǎng)條件下對(duì)母豬個(gè)體的精確飼喂和科學(xué)管理，通過(guò)使用電子飼喂站，豬場(chǎng)的飼養(yǎng)員不必將飼料直接喂給母豬，而是由母豬自動(dòng)進(jìn)入電子飼喂站采食，在飼喂站內(nèi)，母豬可以在最合適的時(shí)機(jī)進(jìn)食，由計(jì)算機(jī)確定每個(gè)個(gè)體不同定量的飼料，既舒適又安全，這樣可以最高效地使用飼料，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化控制，大大提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

母豬智能化群養(yǎng)系統(tǒng)基于電子識(shí)別裝置將機(jī)械化和自動(dòng)化連接成一個(gè)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以與產(chǎn)房等其他階段豬只的飼養(yǎng)管理鏈接，可以跟蹤和管理母豬的整個(gè)周期。軟件會(huì)自動(dòng)報(bào)告養(yǎng)豬場(chǎng)的任何關(guān)注點(diǎn)，從而可以采取及時(shí)定向行動(dòng)。

3 全生產(chǎn)線智能化養(yǎng)豬模式

武漢凱風(fēng)華科智農(nóng)科技有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“華科智農(nóng)”）自2008年開(kāi)發(fā)電子飼喂站，歷時(shí)8年的發(fā)展完成了養(yǎng)豬生產(chǎn)全線智能化解決方案，即以Pigwish智能化管理系統(tǒng)為平臺(tái)的超級(jí)飼養(yǎng)計(jì)劃。該方案以實(shí)現(xiàn)母豬高效精準(zhǔn)飼養(yǎng)，讓工人輕松便捷生產(chǎn)為目的，為現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)創(chuàng)造可復(fù)制的生產(chǎn)管理模式。智能化管理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

1）使用智能終端可以為每一頭母豬精準(zhǔn)、精確、精細(xì)地投送飼料，對(duì)母豬而言通過(guò)高效的營(yíng)養(yǎng)控制是獲得最佳體況的必須措施，而智能設(shè)備的應(yīng)用可以通過(guò)飼料營(yíng)養(yǎng)曲線的設(shè)置（飼料量和飼喂時(shí)段、投料速度、加水），根據(jù)每一頭母豬的特點(diǎn)(胎次、繁殖指標(biāo)、采食速度、環(huán)境溫度)給予個(gè)性化的照顧，從而充分發(fā)揮母豬的生產(chǎn)潛力。

圖1 豬場(chǎng)生產(chǎn)工藝平面布局圖示

圖2 懷孕母豬智能化大群群養(yǎng)模式（規(guī)模150～300頭母豬/群）

2）飼料從車間到喂豬料槽實(shí)現(xiàn)干飼料輸送，液態(tài)料飼喂。液態(tài)料相比干飼料營(yíng)養(yǎng)更均衡，適口性更好，更利于豬只采食，從飼喂的源頭提高飼養(yǎng)效率。

3）豬只飼喂采食信息時(shí)時(shí)上傳到主控系統(tǒng)，管理人員可以及時(shí)刷新管理終端來(lái)查看每頭豬的動(dòng)態(tài)信息，在飼養(yǎng)過(guò)程中對(duì)母豬進(jìn)行及時(shí)有效的管護(hù)和處理。

4）生產(chǎn)工人通過(guò)控制終端對(duì)每一頭母豬實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的飼養(yǎng)管理，減少大量的辛苦勞作。隨著智能終端在豬場(chǎng)的全面應(yīng)用，一個(gè)工人也就可以輕松管理一個(gè)豬場(chǎng)。

圖3 “為樂(lè)食”+“易樂(lè)食”智能飼喂管理系統(tǒng)

4 繁殖母豬智能飼喂管理系統(tǒng)

4.1 斷奶配種母豬飼喂系統(tǒng)

斷奶配種母豬飼喂系統(tǒng)與配懷舍定位欄配套使用，安裝在飼料輸送管線上，每頭母豬使用1套。該系統(tǒng)按照豬場(chǎng)飼養(yǎng)管理人員設(shè)置的母豬飼喂曲線給母豬投送飼料，投送飼料的速度可以根據(jù)每頭母豬的采食特性設(shè)置，每次小份量（150～300 g），多次投送。投送飼料還可以根據(jù)母豬觸碰料槽內(nèi)傳感器的頻率和次數(shù)智能調(diào)控，母豬每次采食完成后的信息及時(shí)反饋到主控制系統(tǒng)保存。

4.2 妊娠母豬飼喂系統(tǒng)

妊娠母豬飼喂系統(tǒng)是以母豬動(dòng)物行為學(xué)為基礎(chǔ)而研發(fā)，豬場(chǎng)的飼養(yǎng)員不必將飼料直接喂給母豬，而是由母豬自動(dòng)進(jìn)入電子飼喂站采食，在飼喂站內(nèi)，母豬按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)飼喂曲線可以在最合適的時(shí)機(jī)進(jìn)食定量的飼料，既舒適又安全，這樣可以最高效地使用飼料，同時(shí)可以節(jié)省時(shí)間和精力，母豬群養(yǎng)及適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)保證身體更健康，這樣可提高仔豬存活率，減少母豬返情、肢蹄問(wèn)題，從而提升母豬群的繁殖生產(chǎn)效率，充分照顧到了動(dòng)物福利。

表1 自動(dòng)下料系統(tǒng)與產(chǎn)房智能飼喂系統(tǒng)生產(chǎn)成績(jī)對(duì)比

妊娠母豬飼喂系統(tǒng)利用RFID（無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)）實(shí)現(xiàn)了大群飼養(yǎng)條件下對(duì)母豬個(gè)體的精確飼喂和科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化控制，大大提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

妊娠母豬飼喂系統(tǒng)基于電子識(shí)別裝置將機(jī)械化和自動(dòng)化連接成一個(gè)管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)可以與產(chǎn)房等其他階段豬只的飼養(yǎng)管理鏈接，從而跟蹤和管理母豬的整個(gè)周期。軟件會(huì)自動(dòng)報(bào)告養(yǎng)豬場(chǎng)的任何關(guān)注點(diǎn)，豬場(chǎng)管理人員可以根據(jù)報(bào)告采取及時(shí)定向行動(dòng)。

4.3 哺乳母豬飼喂系統(tǒng)

哺乳母豬智能飼喂管理系統(tǒng)由主控制系統(tǒng)、投料系統(tǒng)、感應(yīng)系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)組成。哺乳母豬飼喂系統(tǒng)與分娩舍產(chǎn)床配套使用，可以安裝在產(chǎn)床的前門上或飼料輸送管道上，每張產(chǎn)床匹配安裝使用一套該系統(tǒng)。

哺乳母豬飼喂系統(tǒng)根據(jù)分娩母豬的個(gè)體特點(diǎn)（產(chǎn)仔數(shù)和體況、哺乳天數(shù)），設(shè)置最優(yōu)飼養(yǎng)管理方案（飼喂曲線和飼喂時(shí)段）。母豬通過(guò)電子感應(yīng)器索要食物，系統(tǒng)根據(jù)母豬覓食信號(hào)，多次小份量的投放飼料。同時(shí)，該系統(tǒng)下料下水同步，采食口感更好，激發(fā)采食積極性，增大采食量。如果母豬沒(méi)有碰觸電子感應(yīng)器將不會(huì)得到食物，避免飼料浪費(fèi)。如果有母豬沒(méi)有吃飼料，系統(tǒng)會(huì)向控制器發(fā)出警示告知工作人員。使用該系統(tǒng)可以根據(jù)豬場(chǎng)經(jīng)理的技術(shù)規(guī)范，通過(guò)電腦制定飼喂曲線和飼喂計(jì)劃。

5 保育仔豬飼喂系統(tǒng)

保育仔豬飼喂系統(tǒng)使用在保育和育肥階段的智能飼喂器，由主控、投料系統(tǒng)、感應(yīng)系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)組成。每臺(tái)保育仔豬飼喂系統(tǒng)可以飼養(yǎng)40～60頭保育豬和育肥豬。該系統(tǒng)分為飼喂時(shí)段和關(guān)閉時(shí)段；在飼喂時(shí)段，豬拱動(dòng)感應(yīng)器，系統(tǒng)啟動(dòng)少量多次投放飼料，下料頻率可調(diào)，下料速度可調(diào)，在飼喂時(shí)段小豬拱動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，觸發(fā)開(kāi)關(guān)下料，間隔時(shí)間 10 s、20 s、30 s、40 s、50 s、60 s；當(dāng)料槽內(nèi)出現(xiàn)剩余飼料，感應(yīng)探頭感應(yīng)到信號(hào)，系統(tǒng)關(guān)閉，飼喂時(shí)段內(nèi)不下料，直到剩余飼料被小豬吃完。

6 Pigwish系統(tǒng)及數(shù)據(jù)應(yīng)用

Pigwish系統(tǒng)是以豬的行為研究為基礎(chǔ)，將豬簡(jiǎn)單的“吃、喝、拉、撒、睡”等行為信號(hào)與傳感器進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使用大數(shù)據(jù)重新解析豬的行為變化，為豬只建立采食性能指數(shù)，并與生產(chǎn)管理相結(jié)合，為養(yǎng)豬企業(yè)提供全面的數(shù)據(jù)解決方案。

圖4 Pigwish系統(tǒng)

豬場(chǎng)的生產(chǎn)管理人員，打開(kāi)Pigwish客戶端后，可以使用鼠標(biāo)輕松滑動(dòng)觀看每一頭豬時(shí)時(shí)飼養(yǎng)管理信息，紅色方框內(nèi)的信息是每頭母豬即時(shí)信息表現(xiàn)（如圖5）。點(diǎn)擊采食信息框可以升降序排列，建議豬場(chǎng)生產(chǎn)管理人員，重點(diǎn)關(guān)注和分析降序排列顯示的異常采食信息的母豬。通過(guò)觀察，可以發(fā)現(xiàn)采食質(zhì)量低的豬經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多時(shí)段采食，而采食質(zhì)量高的豬向來(lái)是一次就能完成計(jì)劃。這樣的行為可以衡量一頭豬的采食姿態(tài)，強(qiáng)勢(shì)的豬會(huì)一次吃掉計(jì)劃供料量，而且還經(jīng)常到飼喂站探尋，那么這頭豬的采食質(zhì)量就為100%。如果某一頭豬進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)給的計(jì)劃供料量為2.0 kg，但該豬吃完1.5 kg，后就離開(kāi)了，剩下0.5 kg，在晚一些的時(shí)候再進(jìn)飼喂站吃掉，這樣這頭豬的采食質(zhì)量就為75%。已經(jīng)采食完成后的豬，繼續(xù)探訪飼喂站，這也是衡量豬采食姿態(tài)的一個(gè)量，這兩個(gè)量共同可以得出豬的采食姿態(tài)打分。

圖5 Pigwish豬只采食信息

7 小結(jié)

智能化養(yǎng)豬的發(fā)展不僅可以改善豬場(chǎng)生產(chǎn)成績(jī)、節(jié)約飼料提高工作效率，而且還可以解決動(dòng)物福利問(wèn)題，以Pigwish智能化管理系統(tǒng)為平臺(tái)的“為樂(lè)食”+“易樂(lè)食”超級(jí)飼養(yǎng)計(jì)劃可做到母豬高效精準(zhǔn)飼養(yǎng)，讓工人輕松便捷生產(chǎn)，為現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)創(chuàng)造可復(fù)制的生產(chǎn)管理模式。

2015-07-13）