物聯(lián)網(wǎng)人工智能在奶羊生產(chǎn)中的應(yīng)用

文/李志才 孫志強 姜竹會 齊文娟

（1 山東省青島市畜禽良種有限公司；2 山東省濰坊市紫鳶乳業(yè)科技發(fā)展有限公司；3 山東省萊陽市譚格莊鎮(zhèn)農(nóng)機站；4 山東省青島市平安保險有限公司）

在奶羊生產(chǎn)蓬勃發(fā)展的形勢下，物聯(lián)網(wǎng)人工智能成為改變奶羊生產(chǎn)業(yè)態(tài)，促進科技進步，向新的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)換：實現(xiàn)飼養(yǎng)：混合日糧，精準飼喂；繁育：適時監(jiān)測，科學(xué)選配；擠奶：自動計量，智能管理；疾?。鹤詣颖O(jiān)控，及時診治；分群：自動稱重，智能分群；羊奶：溯源管理，智能管控等科技變革措施，提高生產(chǎn)性能，降低飼養(yǎng)成本，增加經(jīng)濟效益。

1 物聯(lián)網(wǎng)人工智能技術(shù)原理

通過無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、地理定位技術(shù)、激光掃描技術(shù)等與各種傳感器等信息數(shù)據(jù)傳輸設(shè)施，在奶羊生產(chǎn)的全過程、全方位、全體系，全面的感知和采集各種數(shù)據(jù)信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)，傳遞至物聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)的云計算中心，經(jīng)智能讀取、定位跟蹤、綜合分析和判斷定義等智能處理過程，向相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)奶羊生產(chǎn)智能設(shè)施、設(shè)備反饋指令數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)物與物，物與人之間的信息交流，科學(xué)規(guī)范地管理奶羊生產(chǎn)。

2 物聯(lián)網(wǎng)人工智能功能模塊組成

物聯(lián)網(wǎng)人工智能，通過將無線網(wǎng)絡(luò)通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID識別技術(shù)、二維碼技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，集成組合一體，形成具有八個智能管理功能模塊，完整的奶羊生產(chǎn)智能物聯(lián)系統(tǒng)，即混合日糧TMR飼喂智能管理模塊；機械擠奶與存儲智能管理模塊；自動稱重、智能分欄管理模塊；發(fā)情監(jiān)控、繁育智能管理模塊；疾病防治智能管理模塊；養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控智能管理模塊；羊奶質(zhì)量溯源智能管理模塊和生產(chǎn)統(tǒng)計智能管理功能模塊。

3 奶羊生產(chǎn)智能管理模塊功能簡介

在奶羊生產(chǎn)的過程中，各智能管理功能模塊，各自發(fā)揮不同的專項功能，其功能簡介如下。

3.1 混合日糧（TMR）飼喂智能管理模塊

3.1.1 自動制定TMR配方

根據(jù)不同的奶羊群體和營養(yǎng)需要、各種飼草飼料的營養(yǎng)含量與收儲價格，經(jīng)智能綜合分析計算，制定營養(yǎng)達標，飼喂效果好，經(jīng)濟成本低，性價比最優(yōu)的TMR配方。

3.1.2 智能加工TMR日糧

制作TMR日糧時，自動稱重、攪拌、飼喂。通過RFID識別設(shè)備，精準的為不同營養(yǎng)需要的奶羊補充飼草飼料，如泌乳期奶羊可精準定量補飼精飼料。

3.2 機械擠奶與存儲智能管理模塊

3.2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

在應(yīng)用智能擠奶專用軟件的基礎(chǔ)上，在機械擠奶設(shè)備上安裝RFID電子標識感應(yīng)器和讀寫設(shè)備及感應(yīng)式泌乳自動計量設(shè)備與數(shù)據(jù)自動上傳設(shè)備，實現(xiàn)對每只泌乳奶羊，自動、準確地采集泌乳數(shù)據(jù)，綜合分析泌乳羊日、周、月和全泌乳周期的泌乳狀況，并能自動的經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)傳送至智能模塊系統(tǒng)平臺中心。

每次泌乳羊進入機械擠奶位置，擠奶設(shè)備自動掃描泌乳奶羊的RFID電子標簽，識別讀寫器能自動識別每一只泌乳奶羊；每只泌乳羊的泌乳量也會自動記錄并分析泌乳奶量變化，從而了解每只泌乳羊的產(chǎn)奶性能，顯示泌乳曲線與機體健康狀況。也可根據(jù)歷史泌乳記錄和泌乳羊群的整體泌乳狀況等數(shù)據(jù)信息預(yù)測制定牧場月度、季度產(chǎn)奶計劃，并能跟蹤檢查落實產(chǎn)奶計劃的實際完成情況。

3.2.2 羊奶智能冷藏存儲

擠出的生鮮羊乳過濾除雜、換熱降溫后，泵送至冷藏罐中0～4 ℃存儲。冷藏溫度超過4 ℃，冷藏罐內(nèi)置的自動溫度控制報警器，通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳和記錄數(shù)據(jù)信息并向管理人員發(fā)出短信報警，提醒相關(guān)管理人員及時處置，防止發(fā)生因溫度過高造成羊奶質(zhì)量問題。

3.3 自動稱重、智能分欄管理模塊

在奶羊通道上設(shè)置奶羊個體通道圍欄和分欄閘門與羊群區(qū)分圍欄。在奶羊個體通道圍欄上安裝RFID電子識別設(shè)備、奶羊體重自動稱重設(shè)備和自動分欄門禁設(shè)備。每只奶羊通過時均能自動識別、自動稱重和自動分群，并將其數(shù)據(jù)信息經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)上傳至模塊系統(tǒng)平臺中心。

可在系統(tǒng)模塊設(shè)定奶羊分欄的技術(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)，當奶羊經(jīng)過感應(yīng)識別系統(tǒng)時，符合分欄技術(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)的羊只，系統(tǒng)模塊控制設(shè)備就會發(fā)出信號，自動分欄門禁打開欄門，將羊只導(dǎo)入相應(yīng)的羊群圍欄，實現(xiàn)奶羊自動分欄、分群。通過此方法也可找出需要特殊技術(shù)處理的羊只，方便進行相關(guān)的技術(shù)處理工作。

對奶羊定期或不定期的自動稱重，系統(tǒng)模塊能根據(jù)奶羊稱重的數(shù)據(jù)，分析群體奶羊的飼養(yǎng)效果，每只奶羊的生長發(fā)育狀況，找出影響羊只體重原因。同時把機體狀況相對一致的奶羊分欄組群，以便采取精準的生產(chǎn)管理措施。

自動稱重智能分欄管理模塊可與系統(tǒng)模塊的奶羊信息登記、繁育管理、泌乳管理、疾病防治等智能管理模塊互聯(lián)，形成完整的羊只檔案信息數(shù)據(jù)庫，為奶羊生產(chǎn)管理提供實時動態(tài)變化的羊群結(jié)構(gòu)分析數(shù)據(jù)信息。

3.4 發(fā)情監(jiān)測繁育智能管理模塊

奶羊發(fā)情監(jiān)測采用無線傳感技術(shù)，給每只奶羊佩戴電子標簽、計步器和感應(yīng)器等設(shè)施，具有羊只身份識別、活動量記錄的功能。一般奶羊的每天正常的活動步數(shù)是相對穩(wěn)定的數(shù)值，但奶羊正常發(fā)情后，每天的活動量會顯著增加。據(jù)此可測算擬定一個平均值參數(shù)作為對照標準，用來做監(jiān)測奶羊的每天活動量的依據(jù)。如某天某只奶羊的活動量明顯增加，說明該奶羊可能發(fā)情了，智能實時通知繁育工作人員，找出發(fā)情奶羊進行配種，并根據(jù)羊只的繁殖變化規(guī)律，智能提供奶羊發(fā)情、配種、妊檢、干奶、產(chǎn)羔等數(shù)據(jù)信息，適時的實施奶羊繁殖流程化智能管理計劃和跟蹤監(jiān)控這些計劃的落實狀況。同樣，對于活動量明顯減少的奶羊，檢查是否因患有疾病而減少了活動量。

3.5 疾病防治智能管理模塊

每天將奶羊群體發(fā)生的各種疾病，做好病歷登記，并將數(shù)據(jù)信息上傳系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息中心。系統(tǒng)功能模塊根據(jù)各種疾病的狀況，能智能化地反饋多種診治技術(shù)方案，供獸醫(yī)技術(shù)人員參考采用和制定落實奶羊疾病防治檢疫與免疫計劃。當發(fā)生傳染疾病時，系統(tǒng)功能模塊不僅能及時上傳傳染疾病數(shù)據(jù)信息，還能及時向上級畜牧獸醫(yī)防疫部門報告相關(guān)疫病防治的數(shù)據(jù)信息，方便上級畜牧獸醫(yī)防疫部門隨時追蹤了解和檢查傳染疫病的防治狀況，并接受上級畜牧獸醫(yī)防疫部門的技術(shù)指導(dǎo)支持。

3.6 養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控智能管理模塊

3.6.1 實時監(jiān)測奶羊生產(chǎn)環(huán)境溫度、濕度

通過溫度、濕度自動探測設(shè)備，自動監(jiān)測和采集溫度、濕度數(shù)據(jù)信息，智能控制羊舍的進風和排氣，自動調(diào)節(jié)羊舍的溫度、濕度和氣味，為奶羊生產(chǎn)創(chuàng)造適宜舒適的養(yǎng)殖環(huán)境。

3.6.2 視頻監(jiān)控養(yǎng)殖狀況

通過智能攝像儀，自動采集視頻數(shù)據(jù)信息，實時反映奶羊生產(chǎn)的實際狀況。并將視頻影像數(shù)據(jù)信息上傳至模塊系統(tǒng)中心備存，以便隨時查看奶羊不同時間的養(yǎng)殖狀況，模塊系統(tǒng)也可對不法的人和事進行記錄，供報警處理使用。

3.6.3 風雨氣象預(yù)報預(yù)警

模塊系統(tǒng)能與氣象預(yù)報服務(wù)部門聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)奶羊放牧的地理位置，提前實時氣象預(yù)報，最大程度的減少風雨等災(zāi)害氣象的影響。

3.7 產(chǎn)品質(zhì)量溯源智能管理模塊

3.7.1 查詢奶羊飼養(yǎng)狀況信息

可通過電子耳標或電子項圈，查詢奶羊的飼養(yǎng)狀況數(shù)據(jù)信息。

3.7.2 查詢羊奶生產(chǎn)信息

根據(jù)羊奶產(chǎn)品溯源二維條碼，查詢羊奶生產(chǎn)的各種數(shù)據(jù)信息。

3.7.3 查詢各種溯源信息

有關(guān)市場監(jiān)控部門可依據(jù)系統(tǒng)模塊的有關(guān)數(shù)據(jù)信息，查詢牧場羊奶的生產(chǎn)質(zhì)量狀況。如羊奶在產(chǎn)銷的全程智能生產(chǎn)管理和產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的控制下，生鮮羊乳在生產(chǎn)、儲運、銷售和配送的過程中，每個產(chǎn)銷環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，均可查詢，均可溯源，保障羊奶的質(zhì)量安全和營養(yǎng)價值。

3.8 生產(chǎn)統(tǒng)計分析智能管理模塊

實時記錄奶羊產(chǎn)奶過程中的各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，上傳系統(tǒng)模塊數(shù)據(jù)信息中心，能及時提供羊奶產(chǎn)量日報、月報和年報；生產(chǎn)成本及飼料飼養(yǎng)效果分析；羊群分欄周轉(zhuǎn)等多維矩陣式圖示對比分析?？舍槍δ萄蛏a(chǎn)管理日常的奶羊發(fā)情配種、懷胎妊娠、干奶期飼養(yǎng)、分娩產(chǎn)羔、分群轉(zhuǎn)舍、藥浴驅(qū)蟲、疾病治療和檢疫免疫等工作事項，自動的向有關(guān)技術(shù)、飼養(yǎng)等相關(guān)人員，發(fā)出工作內(nèi)容事項提示、異常特殊情況警示和重大安全問題警報。

4 推廣應(yīng)用基礎(chǔ)事項

4.1 簽訂科技支持服務(wù)協(xié)議

奶羊物聯(lián)網(wǎng)人工智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)，由智能管理軟件、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫和各種傳感器、RFID電子標識等相關(guān)硬件設(shè)備設(shè)施組成，高新技術(shù)含量高，需專業(yè)技術(shù)團隊予以支持服務(wù)。因此，首先要利用第三方云服務(wù)平臺，建立奶羊生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)人工智能應(yīng)用系統(tǒng)，構(gòu)筑具有互聯(lián)網(wǎng)云特性的高效安全數(shù)據(jù)計算中心。

4.2 簽訂技術(shù)支持服務(wù)協(xié)議

與有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)科技支持服務(wù)單位簽訂協(xié)議，注冊登記后，取得系統(tǒng)數(shù)據(jù)空間平臺和系統(tǒng)及功能模塊的應(yīng)用權(quán)限，獲得能通過系統(tǒng)認定和安全對接的電子標簽與設(shè)備設(shè)施等。

4.3 建檔立案，配置設(shè)備

每只奶羊均需系統(tǒng)登記注冊，建立奶羊個體檔案，并給已登記注冊的奶羊佩戴電子耳標或電子項圈無線傳感器和無線計步器，所有的奶羊均通過RFID技術(shù)與無線傳感器和物聯(lián)網(wǎng)的智能讀寫設(shè)備連接，實時準確的采集所有奶羊個體的各種數(shù)據(jù)信息，并上傳至物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫云計算中心平臺。經(jīng)系統(tǒng)智能管理軟件綜合分析計算處理，能對系統(tǒng)的各功能模塊與RFID設(shè)備設(shè)施，自動反饋相應(yīng)的奶羊生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)信息，隨時隨地進行奶羊生產(chǎn)智能管理。

5 應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)人工智能的注意事項

5.1 轉(zhuǎn)變觀念，促進發(fā)展

隨著時代的前進，大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈和云計算等科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和普及應(yīng)用，人工智能逐漸深入畜牧業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，大大的提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，增加了經(jīng)濟效益。因此，跟上科技發(fā)展潮流，積極轉(zhuǎn)變觀念，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)人工智能技術(shù)，突破奶羊生產(chǎn)飼養(yǎng)規(guī)模小，產(chǎn)業(yè)化程度低，經(jīng)濟效益不高等制約瓶頸和難點，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)奶羊生產(chǎn)向信息化，智能化，現(xiàn)代化方向發(fā)展。

5.2 引進人才，奠定基礎(chǔ)

人是第一生產(chǎn)要素，奶羊生產(chǎn)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)人工智能技術(shù)，也必須依靠專業(yè)科技人才實施落實。要在大力培養(yǎng)現(xiàn)有技術(shù)人才的基礎(chǔ)上，應(yīng)積極招聘引進物聯(lián)網(wǎng)智能科技人才，讓智能專業(yè)科技人才做專業(yè)的事，負責奶羊智能化生產(chǎn)電腦網(wǎng)絡(luò)、智能系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息平臺等設(shè)備設(shè)施的日常技術(shù)操作和管理維護工作，保障奶羊生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)智能化管理系統(tǒng)正常運行。

5.3 因地制宜，實施計劃

推廣應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)人工智能技術(shù)改造傳統(tǒng)奶羊養(yǎng)殖模式，部分奶羊牧場面臨著缺資金，缺人才，缺指導(dǎo)等實際困難。因此，需根據(jù)牧場的實際情況，制定實施物聯(lián)網(wǎng)人工智能技術(shù)規(guī)劃，借助政府、社會等第三方物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息平臺，因地制宜的創(chuàng)造條件，分階段、分步驟、分目標的落實措施，實施規(guī)劃，以科技創(chuàng)新促進奶羊事業(yè)發(fā)展。