數(shù)字化豬場(chǎng)的飼喂模型

柯柯畢業(yè)于華中科技大學(xué)微電專業(yè)，華科智農(nóng)聯(lián)合創(chuàng)始人、技術(shù)總監(jiān)。

2008年開始投入自動(dòng)化母豬飼喂方向的研究，將多項(xiàng)機(jī)器人控制與數(shù)據(jù)處理技術(shù)引入畜牧業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。主導(dǎo)了PigWish系統(tǒng)的研發(fā)和設(shè)計(jì)，首次將豬場(chǎng)的豬、設(shè)備、信息、物資、人整合在一個(gè)大系統(tǒng)中，讓豬場(chǎng)信息自由流通并產(chǎn)生價(jià)值。Pigwish+ 戰(zhàn)略的技術(shù)主導(dǎo)專家。

豬場(chǎng)智能化的發(fā)展過(guò)程歷經(jīng)人工、機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、無(wú)人化這幾個(gè)階段，目前國(guó)內(nèi)豬場(chǎng)的自動(dòng)化進(jìn)程逐年加快，但同時(shí)自動(dòng)化管理對(duì)人員素質(zhì)要求不斷提高，這也對(duì)其推廣造成了相當(dāng)大的阻力。智能化相對(duì)于自動(dòng)化主要引入了基于互聯(lián)網(wǎng)、云、遠(yuǎn)端操控等技術(shù)，并降低了對(duì)人員的要求。數(shù)字化養(yǎng)豬相當(dāng)于將飼養(yǎng)的豬數(shù)字化，所有的豬場(chǎng)信息都在一條數(shù)據(jù)線上，那么豬場(chǎng)管理者可以依據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)豬場(chǎng)的生產(chǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、指導(dǎo)、分析。而豬場(chǎng)智能化的最終發(fā)展目標(biāo)為無(wú)人化生產(chǎn)。

自動(dòng)化豬場(chǎng)是機(jī)械化向電器自動(dòng)化的延伸，代表設(shè)備有料線、飼喂站、自動(dòng)環(huán)控等，其特點(diǎn)為大幅節(jié)省人力，為擴(kuò)大規(guī)?；i場(chǎng)提供支撐；其優(yōu)勢(shì)為規(guī)?；?、流程化，適用于大規(guī)模使用。智能化豬場(chǎng)是自動(dòng)化向一體化的集中控制，代表方式是物聯(lián)網(wǎng)和“互聯(lián)網(wǎng)+”，其特點(diǎn)是豬、設(shè)備、信息、人的高效連接，并支持遠(yuǎn)程服務(wù)，其優(yōu)勢(shì)是了解豬、設(shè)備和信息，并自動(dòng)反饋信息。讓設(shè)備了解豬，讓設(shè)備適應(yīng)豬是智能化豬場(chǎng)的表現(xiàn)形式（圖1）。

要談數(shù)字豬場(chǎng)就必須先談互聯(lián)網(wǎng)，因?yàn)閿?shù)字產(chǎn)生后需要流通，而最好的流通媒介是互聯(lián)網(wǎng)，一體化數(shù)字豬場(chǎng)往上延伸則是云平臺(tái)，建立云平臺(tái)后，數(shù)據(jù)從豬場(chǎng)上傳，可以與豬場(chǎng)管理軟件、遠(yuǎn)程專家、營(yíng)養(yǎng)管理（飼料廠）、疫病管理（獸藥廠）進(jìn)行互聯(lián)，并讓其根據(jù)豬場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)服務(wù)，這即是信息互聯(lián)帶來(lái)的改變（圖2），總結(jié)成兩點(diǎn)即數(shù)字的集成和分發(fā)。

豬場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)只占整個(gè)豬場(chǎng)的小部分，其主要目的是通過(guò)該實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)獲取豬的所有信息，如豬的日采食量、日增重、飲水量、活動(dòng)軌跡等。其意義在于當(dāng)飼料配方改變時(shí)，該飼料對(duì)于豬的影響是積極的還是消極的。在豬場(chǎng)普及使用前，可以單獨(dú)用于該實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)中，對(duì)豬的行為進(jìn)行追蹤，最后得出養(yǎng)豬的收益；當(dāng)然，根據(jù)現(xiàn)階段的行情，所追蹤得出的數(shù)據(jù)也會(huì)適時(shí)變化。其意義在于通過(guò)該模型找到了一套適用當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)貧夂?、行情的參?shù)，而這套參數(shù)可以作用于豬場(chǎng)的所有設(shè)備，同步按照該模式進(jìn)行飼養(yǎng)，提升整個(gè)豬場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

公司生產(chǎn)的易樂(lè)食飼喂器只能統(tǒng)計(jì)一個(gè)豬群的采食量，而要評(píng)估豬群的平均體重，則需要過(guò)稱，其誤差在±1 kg，當(dāng)測(cè)量次數(shù)達(dá)到4～5次時(shí)，其誤差可以減小到500 g，該重量小于豬的每日動(dòng)態(tài)體重變化幅度，因而可以有效檢測(cè)豬群平均體重。

體重分布可以計(jì)算豬群的平均體重，正常豬群的體重符合正態(tài)分布模式，且為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，即最重和最輕的豬都較少，大多數(shù)都處于中間位置，這類豬群中最集中的范圍即為典型值。體重越重的豬，稱的次數(shù)越多，體重越輕的豬，稱的次數(shù)越少，那么就會(huì)形成偏態(tài)分布，典型值更會(huì)偏向于體重越高的豬。通過(guò)不識(shí)別個(gè)體的個(gè)體稱重方式，將會(huì)產(chǎn)生誤差，此時(shí)可通過(guò)校正公式進(jìn)行計(jì)算，得出典型值的偏移率s=A/6，取值在1.8%～5%之間，使用典型值的95 %～98.2 %作為豬群的平均體重是可行的。同時(shí)，日增重與料肉比負(fù)相關(guān)，哺乳期主要注重日增重，為育肥打下基礎(chǔ)。保育期日增重與料肉比并重，適度飼喂保證臟器健康發(fā)育。育肥期注重料肉比，鑒于前面打下的基礎(chǔ)，獲取最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)日增重和料肉比的關(guān)注度與外界環(huán)境相關(guān)，受豬價(jià)糧價(jià)的影響，飼喂策略并非一成不變，行情好的時(shí)候需要加足馬力，充分利用豬場(chǎng)的不飽和產(chǎn)能，在可以犧牲部分料肉比的情況下追求更高的日增重。行情不好時(shí)，降低成本以求自保，在可以適當(dāng)犧牲日增重來(lái)追求最佳的料肉比，以降低肉的生產(chǎn)成本。

豬場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)日常的實(shí)驗(yàn)，得出滿足各種條件的飼喂策略，對(duì)應(yīng)的策略可以推送給全場(chǎng)的易樂(lè)食飼喂器，實(shí)現(xiàn)四兩撥千斤的好戲。同時(shí)，在豬場(chǎng)需要更換飼料配方、疫苗藥物、飼養(yǎng)員等環(huán)境條件時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)可以預(yù)先對(duì)該調(diào)整做出經(jīng)濟(jì)預(yù)判，為豬場(chǎng)提供一雙辨別好壞的眼睛。通過(guò)RFID精確識(shí)別，利用采食嘴進(jìn)行精確飼喂，對(duì)豬群的各項(xiàng)參數(shù)獲取更加充分可靠、完全適用于育種體系并可通過(guò)大量數(shù)據(jù)來(lái)獲取一個(gè)與豬相關(guān)的校驗(yàn)值。個(gè)體信息的追蹤可以精確到行為的追蹤，將豬個(gè)體的活動(dòng)軌跡做橫向縱向?qū)Ρ龋瑢?shí)時(shí)評(píng)估一頭豬的行為，以及對(duì)疾病進(jìn)行監(jiān)控。