智能養(yǎng)豬現(xiàn)狀與前景分析

武文莉 ，范珍燕 ，劉蓓樺

（1.甘肅省畜牧技術(shù)推廣總站，甘肅 蘭州 730030；2.北京市順義區(qū)動物衛(wèi)生監(jiān)督所，北京 101300）

近年來，經(jīng)濟全球化和貿(mào)易一體化一度成為主旋律，全球的每行每業(yè)均在開展以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的技術(shù)創(chuàng)新，以期借此提高生產(chǎn)力，滿足當前日益擴張的產(chǎn)品需求。隨著大數(shù)據(jù)、云計算以及其他先進技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)已漸漸滲透了人們生活的方方面面，因其具有解放勞動力、推動現(xiàn)代工廠、組織智能化管理上的諸多優(yōu)點，人工智能技術(shù)正以驚人的速度進入各行業(yè)。我國作為全球最大的生豬生產(chǎn)和消費市場，生豬總存欄數(shù)接近全球一半，盡管從業(yè)者在養(yǎng)殖流程各方面下了很大的功夫，但規(guī)?；?、集約化程度不高，距離發(fā)達國家還有很大的差距。人工智能的出現(xiàn)為國內(nèi)生豬養(yǎng)殖業(yè)帶來了更多的發(fā)展機會，從業(yè)者試圖將人工智能技術(shù)應(yīng)用于生豬生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中，從而達到提高養(yǎng)豬管理和生產(chǎn)效率的目的?！爸悄莛B(yǎng)豬”就是將互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)集合為一體的新型生豬生產(chǎn)方式，與科學的管理制度相結(jié)合，讓多種信息技術(shù)在生豬養(yǎng)殖業(yè)中實現(xiàn)綜合、全面的應(yīng)用，進而實現(xiàn)提高整體競爭力，增強疫病防控能力，提高綠色發(fā)展水平，提升生豬產(chǎn)品供應(yīng)安全保障能力的目標。本文擬從智能養(yǎng)豬的現(xiàn)狀出發(fā)，探討其發(fā)展背景、影響因素、優(yōu)缺點及應(yīng)用前景，以期為從業(yè)者采用智能養(yǎng)豬提供理論參考。

1 智能養(yǎng)豬發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 什么是智能養(yǎng)豬？

智能養(yǎng)豬是指將信息和知識作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，通過把工業(yè)上智能制造的理念遷移到生豬養(yǎng)殖業(yè)，促進生豬養(yǎng)殖業(yè)從數(shù)量型向質(zhì)量型、從粗放型向規(guī)?；⒓s化和工廠化的轉(zhuǎn)變，圍繞養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建數(shù)字化、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等更廣泛網(wǎng)絡(luò)化平臺，在此平臺的基礎(chǔ)上可以更加廣泛地協(xié)同各類硬件開展新技術(shù)、新理念、新模式集合，從而基于養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)等更多場景開發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品和服務(wù)，這必將促進增長方式由依賴資源向著依賴信息和知識的方向轉(zhuǎn)變，從而優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織方式，最終助推生豬產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。

1.2 智能養(yǎng)豬發(fā)展背景

自改革開放以來，我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，人民生活水平不斷提高，“吃好”已經(jīng)代替“吃飽”成為人們膳食的首要選擇，也成為我國生豬產(chǎn)業(yè)保持快速趨勢的強勁拉力。但越來越高昂的勞動力成本、豬場規(guī)模不斷擴大、快速增長的市場需求都對豬場運營管理提出了挑戰(zhàn)，集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖方式成為解決困境的更好選擇，人工智能更是為從業(yè)者提供了新的思路。

“智能養(yǎng)豬”與傳統(tǒng)的人工養(yǎng)殖相比，具有巨大的優(yōu)勢和發(fā)展前景，各大互聯(lián)網(wǎng)公司看到其中商機，紛紛加入“智慧養(yǎng)豬”的大隊伍，因此，生豬養(yǎng)殖逐漸成為國民行業(yè)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，在21世紀初期，自動化設(shè)備就被許多規(guī)模場引入到豬場生產(chǎn)中，以此來提高豬場生產(chǎn)效率，進而提高豬場的市場競爭力，加大市場占有率，這是“智能養(yǎng)豬”生豬生產(chǎn)的開始。而“智能養(yǎng)豬”這一概念在我國養(yǎng)豬業(yè)中的首次出現(xiàn)是在2007年，并且在此后的十多年發(fā)展中，“智慧農(nóng)場”和“大數(shù)據(jù)”越來越引起相關(guān)從業(yè)者的重視，更多的養(yǎng)殖企業(yè)不斷地將目光著眼于各類智能設(shè)備系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于豬場建設(shè)和養(yǎng)豬生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，包括豬只飼喂、育種、疾病防疫、環(huán)控等方面，成為“智能養(yǎng)豬”飛躍式發(fā)展階段?！爸悄莛B(yǎng)豬”真正高速發(fā)展是在2018年，受到高科技加持使養(yǎng)豬行業(yè)迎來全新的轉(zhuǎn)折風口，打開了智能化養(yǎng)豬、數(shù)字化管理的新大門，這一年也被稱為“智慧養(yǎng)豬元年”，自此，人們對現(xiàn)在養(yǎng)殖場的印象再也不是印象中的“臟、亂、差”，而是滿滿的科技感。

1.3 影響因素

1.3.1 外部因素

我國是一個占世界豬肉產(chǎn)量約50%份額的國家，生豬產(chǎn)品在居民生活中占據(jù)十分重要的地位。2018年，我國生豬產(chǎn)業(yè)鏈因非洲豬瘟疫情的暴發(fā)遭受到巨大的沖擊，造成生豬價格劇烈波動。之后，在政府的高度重視下，從業(yè)者的積極努力下，生豬生產(chǎn)開始逐步恢復(fù)。但在2020年，本已基本恢復(fù)正常生產(chǎn)秩序的生豬養(yǎng)殖業(yè)又被突如其來的新冠肺炎疫情打亂了節(jié)奏。當前這個雙重疫情疊加的大環(huán)境，給各行各業(yè)帶來的影響是廣泛的，也給我國的生豬養(yǎng)殖業(yè)帶來史無前例的挑戰(zhàn)。相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2019年到2020年，在雙疫情的影響之下，國內(nèi)生豬出欄量和豬肉產(chǎn)量明顯下跌。2021年，隨著雙疫情的形式轉(zhuǎn)好以及國家政策的支持，我國生豬存欄量、出欄量以及豬肉產(chǎn)量已經(jīng)基本恢復(fù)到了非洲豬瘟之前水平。但如何在疫情防控常態(tài)化和行業(yè)大變局的大環(huán)境下，解決豬肉價格居高不下、集團養(yǎng)殖瘋狂擴張、外部資本不斷涌入等問題，穩(wěn)定保障生豬產(chǎn)業(yè)鏈的有效供給，這是生豬行業(yè)從業(yè)者應(yīng)面對的棘手問題。而這一系列的變革，給智能化、數(shù)字化生豬養(yǎng)殖提供了一個契機，讓“智能養(yǎng)豬”得到快速應(yīng)用發(fā)展。

1.3.2 內(nèi)部因素

在傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式中，養(yǎng)豬業(yè)與工業(yè)化相比較，產(chǎn)出和效益差了很多，且由于勞動強度大、工作場所環(huán)境相對惡劣、甚至還會有臭氣和異味，因此，養(yǎng)殖飼養(yǎng)人員多是老齡化、低教育水平的“爺爺輩”人員。同時隨著我國勞動力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，越來越多的年輕人并不愿意到養(yǎng)殖場工作，加上人工成本不斷提高，以及當前環(huán)保化的要求和日益增加的產(chǎn)業(yè)需求，未來中國養(yǎng)豬必須走集約化、自動化的高效率道路。因此，智能化養(yǎng)豬是未來規(guī)模豬場發(fā)展的必然趨勢。

1.4 優(yōu)勢

1.4.1 節(jié)約人工成本，提高生產(chǎn)效率

隨著養(yǎng)殖場規(guī)模的擴大，在傳統(tǒng)養(yǎng)豬方式中，生豬飼養(yǎng)過程中需要投入大量的人力，這使得養(yǎng)殖成本大大增加。而智能化養(yǎng)豬引入了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)，將生豬生產(chǎn)各階段的生產(chǎn)和管理交給機器來進行，使得生豬的飼喂、測膘、測溫、環(huán)控等簡單的生產(chǎn)步驟由機器進行智能化決策和控制；同時，通過養(yǎng)殖場景數(shù)據(jù)的不斷積累，算法模型的不斷優(yōu)化，使得數(shù)字化養(yǎng)豬將會提供比人更加智慧、精準、實時、甚至提前預(yù)警的專業(yè)決策，同時配備了自動報警、遠程監(jiān)控，可以減少員工的巡視，無需寸步不離地守著豬場，從而逐步將人解放出來，降低人力成本，提高生產(chǎn)效率。

1.4.2 提高精準飼養(yǎng)度

智能養(yǎng)豬可以通過基于大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)精準飼喂。例如，智能養(yǎng)豬系統(tǒng)可以根據(jù)母豬、仔豬、保育豬、肥育豬不同生長階段、不同品種特性等實現(xiàn)自動精準飼喂；電子測溫耳標能快速檢測豬的身體狀況；也可以根據(jù)舍內(nèi)溫濕度、空氣質(zhì)量等參數(shù)系統(tǒng)可自動報警，并通過遠程控制打開風機調(diào)節(jié)參數(shù)等。智能養(yǎng)豬不但讓養(yǎng)豬過程變得越來越有科技感，而且很大程度上提高了生產(chǎn)效率。

1.4.3 降低飼料成本

通過實踐發(fā)現(xiàn)，飼料成本在生豬養(yǎng)殖的整個過程中，占據(jù)豬場養(yǎng)殖成本的60%～70%，是養(yǎng)殖場最大的支出項目。豬只的飼料采食狀態(tài)能夠反映其在不同生長階段的不同需求，也是反映其健康狀態(tài)的重要指標。智能養(yǎng)豬將不同生長階段的豬只合理分群，通過電腦記錄每頭豬只采食情況，利用智能飼喂系統(tǒng)可以對豬只進行個體識別，獲取其日采食量、生長情況、健康狀態(tài)等信息，制定針對這頭豬只的飼喂方案，從而達到精準飼養(yǎng)、降低飼料成本的目的。相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，通過智能養(yǎng)豬系統(tǒng)的應(yīng)用能減少飼料浪費7%～10%，提高飼料轉(zhuǎn)化效率5%以上，節(jié)省勞動力35%以上，為養(yǎng)殖場帶來顯著的經(jīng)濟效益。

1.4.4 規(guī)范生豬養(yǎng)殖流程，降低疫病傳染風險

經(jīng)過多年來的生產(chǎn)實踐證明，養(yǎng)殖場硬件設(shè)施對于提高生產(chǎn)效率具有重要意義，因此，越來越多的大型養(yǎng)豬公司和農(nóng)場主開始投入資金升級豬場硬件設(shè)備設(shè)施。智能養(yǎng)豬是一種規(guī)范生豬養(yǎng)殖流程的硬件設(shè)施，其可通過智能稱重、智能測溫等技術(shù)的實施，對生豬生長狀態(tài)進行實時監(jiān)測，有助于飼養(yǎng)者對生豬生長情況及時掌握，并采取相應(yīng)的管理措施，在很大程度上能夠排除因豬場飼養(yǎng)員操作規(guī)范和責任心不足而造成的生產(chǎn)成績差異。通過實現(xiàn)養(yǎng)豬生產(chǎn)智能化、模塊化、封閉化、小單元化，最大程度上減少與豬只接觸、減少豬只移動、減少清糞頻率、減少人員投入，降低豬只疫病傳播和外部影響，這對大型豬場及養(yǎng)殖公司在系統(tǒng)化、規(guī)范化及智能化管理方面有不可替代的作用。

1.5 不足

1.5.1 精準性、穩(wěn)定性較差

近年來，盡管生豬智能系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用，對于生豬養(yǎng)殖業(yè)起到了很大的促進作用，但受到其本身技術(shù)層面的限制，我國養(yǎng)殖設(shè)備智能化程度遠遠落后于工業(yè)智能化進程，設(shè)備的穩(wěn)定性和精準度較差，生物識別技術(shù)從理論到實踐落地存在現(xiàn)實難度。例如，在豬臉識別技術(shù)的應(yīng)用中，受到豬只生長周期短、外貌變化較大、好動等因素的影響，導(dǎo)致信息采集困難，難以實現(xiàn)豬與豬之間的精準識別；在豬戴耳標應(yīng)用中，如果安裝不好，則容易被遮擋，很難發(fā)揮實際效用，所以往往要進行多維數(shù)據(jù)采集；在通過耳標接入熱傳感感知豬是否發(fā)燒的應(yīng)用中，現(xiàn)在養(yǎng)殖場一般是通過核酸檢測的結(jié)果來判定是否為非洲豬瘟，但當豬只出現(xiàn)豬藍耳病、口蹄疫等疾病時，出現(xiàn)的癥狀并不一定是發(fā)燒，也有可能表現(xiàn)為精神萎靡等，這在實際生產(chǎn)中容易造成誤判，影響最終判定結(jié)果，有可能會擾亂生產(chǎn)秩序。

1.5.2 平臺建造、維護成本較高

想要建造真正的智能養(yǎng)豬場，需要安裝一套齊全的智能設(shè)備，想要僅靠單點技術(shù)和系統(tǒng)并不能解決現(xiàn)下生豬產(chǎn)業(yè)中面臨的效率問題，需要將這些技術(shù)、設(shè)施設(shè)備及信息等集成起來，進而更好地解決實際問題。例如，如果考慮安裝智能養(yǎng)豬系統(tǒng)，則必須在豬舍建筑規(guī)劃、設(shè)計的初期時，就考慮到人工智能系統(tǒng)的實施情況，從而實現(xiàn)頂層養(yǎng)殖工藝設(shè)計、運行一體化，以期通過運用人工智能，在提升生豬養(yǎng)殖業(yè)的整體效率的同時，也能更大程度上保障動物福利和生物安全，最終確保給市場有效供給畜產(chǎn)品。盡管智能養(yǎng)豬場的優(yōu)點多多，但以現(xiàn)下條件來看，智能設(shè)備價格較同類的養(yǎng)殖設(shè)備來說普遍偏高，僅有大型養(yǎng)殖場才能負擔得起，這是限制中小型養(yǎng)殖場應(yīng)用智能設(shè)備的主要原因。同時，在智能養(yǎng)豬過程中，由于整個系統(tǒng)是一體的，如果因為一個數(shù)據(jù)或者一個程序出現(xiàn)錯誤，其引起的后果是十分嚴重的，可能會造成嚴重的經(jīng)濟損失，而且之后的責任很難界定，后續(xù)處理的成本也較高。

1.5.3 對使用者要求較高

智能養(yǎng)豬對行業(yè)來說是復(fù)雜的新事物，在社會和行業(yè)中并沒有足夠的專業(yè)人才儲備。隨著越來越多的從業(yè)者意識到智能養(yǎng)豬的目的和本質(zhì)是都是養(yǎng)豬，數(shù)字化只是改善產(chǎn)品質(zhì)量，減少人的勞動并提高工作效率，通過科學有效的目標引領(lǐng)和過程管理，實現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)務(wù)的提質(zhì)降本增效的重要工具和手段。目前，智能養(yǎng)豬行業(yè)的專業(yè)人才缺失是一重大難題，現(xiàn)有的行業(yè)從業(yè)者普遍文化程度不高，難以駕馭復(fù)雜的人工智能系統(tǒng)開展生豬生產(chǎn)。對于智能化+養(yǎng)殖而言，更需要跨界人才，需要大量培養(yǎng)掌握畜牧獸醫(yī)專業(yè)知識、熟練操作技能以及精通各項電腦技術(shù)的優(yōu)秀人員，但現(xiàn)有的調(diào)查表明，擁有專業(yè)知識和技術(shù)的人才在我國養(yǎng)豬行業(yè)存在巨大缺口，如要解決上述問題，仍需要行業(yè)、企業(yè)以及高校共同參與。

2 未來智能養(yǎng)豬發(fā)展前景

2.1 行業(yè)大趨勢

生豬產(chǎn)業(yè)對我國具有重要意義，也是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，前景大好，人工智能的出現(xiàn)必然會推動其更好地發(fā)展。隨著養(yǎng)殖規(guī)模的擴大，生豬的養(yǎng)殖數(shù)量也明顯增加，養(yǎng)豬業(yè)無疑將走向企業(yè)化、規(guī)模化與標準化，管理走向智能化和精細化，新建的豬場必須符合生物安全要求，現(xiàn)有豬場也將進行生物安全升級改造，通過智能養(yǎng)豬應(yīng)對規(guī)?；⒓s化豬場實現(xiàn)高效、低本、環(huán)保養(yǎng)殖，從而促使我國由養(yǎng)豬大國向養(yǎng)豬強國邁進，“智能養(yǎng)豬”的發(fā)展恰逢其時。面對當前國內(nèi)生豬養(yǎng)殖中面臨的環(huán)保、無抗養(yǎng)殖呼吁、行業(yè)招工難等問題，以及超大規(guī)模集團企業(yè)在全國戰(zhàn)略布局的形勢下，“智能養(yǎng)豬”為成功解決上述問題提供了一個很好的平臺，養(yǎng)殖場通過安裝智能養(yǎng)豬系統(tǒng)不僅能提高養(yǎng)豬業(yè)的生產(chǎn)效率和企業(yè)核心競爭力，還能促進行業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，助推整個生豬行業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

2.2 建設(shè)成本有望降低

數(shù)字化、智能化、集團化、生態(tài)化將成為生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必然趨勢，人工智能與養(yǎng)豬業(yè)必將進行更深層次的融合，這是一個逐漸適應(yīng)的過程，其中所包含的大量的生物識別技術(shù)去追趕甚至超越人工的經(jīng)驗，需要不斷更新迭代；大量人工智能技術(shù)引進一定程度上會帶來豬場建設(shè)成本上升，綜合效益需要一定的時間成本才能體現(xiàn)。不過，國內(nèi)市場對豬肉的需求量較其他畜種肉產(chǎn)品高，市場前景十分廣闊，養(yǎng)豬整體規(guī)?；⒅悄芑巧i養(yǎng)殖業(yè)突破現(xiàn)有瓶頸的重要突破點。未來，同時隨著人工智能的進一步發(fā)展，將會有更多的研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)投入到人工智能技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用中，智能設(shè)備的成本有望進一步下降。

2.3 產(chǎn)業(yè)進一步融合，平臺優(yōu)勢凸顯

利用信息技術(shù)和智能裝備建立生豬全生命周期養(yǎng)殖流程、保姆式信息化解決方案是智能養(yǎng)豬發(fā)展的目標，從而實現(xiàn)生豬全生命周期的科學管理。未來，人工智能技術(shù)將會越來越成熟，其與生豬產(chǎn)業(yè)的各階段不斷地進行深度融合，智能養(yǎng)豬的平臺化優(yōu)勢必將更加的明顯。主要表現(xiàn)在以下幾點：（1）由于數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的足夠龐大、數(shù)據(jù)更大范圍共享，能夠為平臺中的豬場用戶群體提供廣泛的應(yīng)用場景和海量的行業(yè)數(shù)據(jù)，為智能養(yǎng)豬系統(tǒng)的進一步發(fā)展提供豐富的分析、訓練與應(yīng)用資源，為進一步提高智能養(yǎng)豬系統(tǒng)的設(shè)備精準度和穩(wěn)定性奠定一定的基礎(chǔ)；（2）通過智能養(yǎng)豬平臺可以將軟件服務(wù)商、技術(shù)服務(wù)商、設(shè)備提供商等各類行業(yè)主體整合于一體，一定程度上能夠有助于提高工作效率，從而為平臺使用者提供優(yōu)質(zhì)高效、低成本的運算能力和服務(wù)；（3）智能養(yǎng)豬平臺可以在海量優(yōu)質(zhì)多維數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大規(guī)模計算力的投入，以應(yīng)用場景為接口，構(gòu)建覆蓋全生豬產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的商業(yè)模式，以滿足用戶復(fù)雜多變的實際需求，最終將助推生豬產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)從食品、糧食安全、環(huán)境、企業(yè)發(fā)展、從業(yè)人員增收等多方面的平衡、可持續(xù)、協(xié)調(diào)發(fā)展。