畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化技術(shù)裝備

全球畜禽產(chǎn)業(yè)都在轉(zhuǎn)型升級，中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型方向是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?，而國際畜禽養(yǎng)殖業(yè)的轉(zhuǎn)型方向是福利化、無抗化。在國外，福利養(yǎng)殖已經(jīng)作為一種技術(shù)模式在推進(jìn)，它已經(jīng)不再是對動物友好的問題，而是作為健康養(yǎng)殖最主要的手段，是實現(xiàn)無抗養(yǎng)殖的前提。因此，現(xiàn)代化的養(yǎng)殖技術(shù)裝備與信息化相融合是實現(xiàn)智慧畜牧業(yè)的必由之路。

一、畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化的理念

信息化分為四個階段：1.0數(shù)字化、2.0網(wǎng)絡(luò)化、3.0智慧化、4.0智能化。基于動物養(yǎng)殖信息資源采集的數(shù)字化是信息化的基礎(chǔ)，只有做好1.0，保證生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的自動、實時、準(zhǔn)確和真實，才有可能突破1.0面向3.0。因此，能夠遠(yuǎn)程采集、傳輸和存貯的畜禽養(yǎng)殖智能化裝備是實現(xiàn)數(shù)字化的基礎(chǔ)。

畜禽養(yǎng)殖信息化的主要目標(biāo)是服務(wù)于畜禽養(yǎng)殖業(yè)的高效、健康、安全生產(chǎn)。通過信息化提高勞動生產(chǎn)率、資源利用率、土地產(chǎn)出率，實現(xiàn)福利養(yǎng)殖、舍飼散養(yǎng)——對個體或群體自動化管理需求（生產(chǎn)、繁殖、健康、行為、福利與環(huán)境影響），從而保障生物安全、環(huán)保安全和產(chǎn)品安全（產(chǎn)品追溯、疾病預(yù)警）。

信息采集包括畜舍數(shù)據(jù)、設(shè)備工況、環(huán)境參數(shù)、飼喂數(shù)據(jù)、飲水?dāng)?shù)據(jù)、投藥數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、清糞數(shù)據(jù)、畜禽生理、典型行為和生長參數(shù)等等，這些融合環(huán)境、生理、生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，通過智能養(yǎng)殖設(shè)備自動、實時、遠(yuǎn)程、準(zhǔn)確、真實地采集、傳輸和存貯，在大數(shù)據(jù)平臺上解析各個數(shù)據(jù)間的關(guān)系，建立預(yù)警模型，挖掘數(shù)據(jù)背后的價值，從而實現(xiàn)智慧牧場管理。

二、畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化的難點

1.建筑熱環(huán)境：畜禽舍建筑與熱環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)。

2.環(huán)境測控：畜禽舍環(huán)境因子監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)。

3.飼喂設(shè)備：畜禽喂飼、飲水和投藥計量系統(tǒng)。

4.清糞設(shè)備：自動清糞系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

5.動物生理：畜禽健康管理、動物生理指標(biāo)實時監(jiān)測系統(tǒng)。

如何破解難點？我國華米等微型傳感技術(shù)世界一流，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)即將進(jìn)入領(lǐng)先世界的5G時代，品種、營養(yǎng)、獸醫(yī)等技術(shù)也屬世界水平，破解畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化技術(shù)難點的關(guān)鍵是缺乏融合畜禽生理、行為、環(huán)境、電子、信息、工程等交叉學(xué)科的復(fù)合型人才。

三、畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化技術(shù)裝備進(jìn)展

1.畜禽舍建筑與熱環(huán)境調(diào)控技術(shù)。研究重點：畜禽舍建筑與熱環(huán)境耦合規(guī)律及調(diào)控技術(shù)，畜禽舍建筑保溫隔熱參數(shù)閾值與指標(biāo)體系，裝配式畜禽舍建筑、輕簡化結(jié)構(gòu)與氣密性構(gòu)造，不同畜種的模塊化裝配式畜禽舍設(shè)計與建造技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)：畜禽舍環(huán)境調(diào)控均勻性-測點布置（位置、數(shù)量）。

2.畜禽舍環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控技術(shù)裝備。研究重點：溫、濕、風(fēng)、光、氣環(huán)境因子高精監(jiān)測傳感器，基于多元環(huán)境參數(shù)的畜禽舍環(huán)境精準(zhǔn)調(diào)控模型。關(guān)鍵技術(shù)：基于光譜等先進(jìn)傳感技術(shù)的畜禽舍有害氣體濃度監(jiān)測傳感器、嵌入多元環(huán)境參數(shù)模型的畜禽舍環(huán)境精準(zhǔn)控制系統(tǒng)。

3.畜禽飼喂、飲水、投藥數(shù)字化裝備。研究重點：畜禽個體/小群體智能化精準(zhǔn)喂料控制系統(tǒng)，飲水水質(zhì)、水溫及水量實時在線監(jiān)控裝備，與料、水協(xié)同的自動精量投藥技術(shù)與裝備。關(guān)鍵技術(shù)：家畜個體及家禽小群體精準(zhǔn)飼喂的機(jī)電控制技術(shù)、不同畜禽飲水生理差異性與設(shè)施及裝備協(xié)調(diào)性技術(shù)、畜禽自動精量投藥與飼料混合二次分級的關(guān)鍵技術(shù)。

4.規(guī)模畜禽舍自動化清糞裝備。研究重點：畜禽源頭減量化高效清糞工藝與技術(shù)、自動清糞裝備與智能控制及報警系統(tǒng)、自動清糞系統(tǒng)運(yùn)行決策與清糞效果評價。關(guān)鍵技術(shù)：實現(xiàn)“源頭減排清糞工藝-高效自動裝備-場內(nèi)安全便捷轉(zhuǎn)運(yùn)”的核心技術(shù)，解決清糞不徹底與效率低、穩(wěn)定性差、檢修等技術(shù)。

5.畜禽高效安全養(yǎng)殖信息化技術(shù)。研究重點：養(yǎng)殖過程信息的實時監(jiān)測與可追溯系統(tǒng)、基于健康感知的畜禽疾病預(yù)警系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)挖掘的畜禽智慧信息管理系統(tǒng)。關(guān)鍵技術(shù)：環(huán)境、生理、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與實時在線獲取、傳輸及融合，基于大數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)的健康感知與疾病診斷模型。

四、畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化與智慧畜牧業(yè)

歐盟的精準(zhǔn)畜牧業(yè)（Precision Livestock Farming-EC-PLF）項目研究和會議研討起步于2003年，此后每兩年召開一次國際研討會，至2012年全球已超過1000篇有關(guān)PLF的研究論文。2014年開始在歐盟30個豬場示范音視頻監(jiān)測利用等產(chǎn)品與疾病識別減抗相關(guān)應(yīng)用。

我國2016年召開了首次亞洲智慧畜牧業(yè)（PLF-Asia）研討會，在畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化技術(shù)研發(fā)方面已有幾個國家級項目開始推進(jìn)，相關(guān)企業(yè)多次組織召開了智慧畜牧業(yè)研討會。我國相關(guān)企業(yè)或科研單位相繼投資建設(shè)智慧牧場，開始生產(chǎn)性實踐探索智慧畜牧業(yè)相關(guān)技術(shù)成果應(yīng)用（。本文根據(jù)錄音整理，未經(jīng)本人審閱，如有出入，以專家本人意見為準(zhǔn)）