數(shù)智技術(shù)在母豬批次化生產(chǎn)中的應(yīng)用

王懷禹

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川 南充 637131）

批次化生產(chǎn)和管理是養(yǎng)豬業(yè)達(dá)到規(guī)?；?、采用工業(yè)思維介入養(yǎng)豬生產(chǎn)、模擬工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)的工廠化養(yǎng)豬的必然要求，也是保證產(chǎn)品品質(zhì)“相對(duì)同質(zhì)化”的重要前提。批次生產(chǎn)概念在20 世紀(jì)80 年代就被提出，但一直未被廣泛應(yīng)用。近幾年，鑒于我國(guó)豬場(chǎng)疫病防控壓力和粗放式管理的現(xiàn)狀，全進(jìn)全出、批次生產(chǎn)的概念再次走入人們的視線，特別是2018 年非洲豬瘟疫情暴發(fā)后，批次化生產(chǎn)因?yàn)榫哂袑?shí)現(xiàn)豬場(chǎng)疾病凈化這一功能，開(kāi)始被養(yǎng)豬行業(yè)廣泛關(guān)注，成為養(yǎng)豬生產(chǎn)工藝的熱門(mén)話題。

母豬批次化生產(chǎn)除了生物安全考慮外，還能夠提高豬群整齊度，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)豬場(chǎng)數(shù)據(jù)，提高資源利用效率，增加員工福利，提升員工工作效率等。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)與養(yǎng)殖業(yè)的深度融合，大大提高了養(yǎng)殖生產(chǎn)效率。母豬批次化生產(chǎn)也不例外，有了這些數(shù)智技術(shù)的加持，母豬批次生生產(chǎn)變得更加精準(zhǔn)和高效，是規(guī)模養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 數(shù)智技術(shù)影響母豬批次化生產(chǎn)效率的幾個(gè)要素

1.1 豬品種

生產(chǎn)性能優(yōu)秀的種豬是豬場(chǎng)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，選擇合適的優(yōu)良種豬是規(guī)?；i場(chǎng)批次化生產(chǎn)提升和保障高水平生產(chǎn)成績(jī)的關(guān)鍵。作為世界上最大的豬生產(chǎn)和豬肉消費(fèi)國(guó)，各大養(yǎng)豬企業(yè)為了提高生豬產(chǎn)量，所使用的種豬嚴(yán)重依賴進(jìn)口。為保障國(guó)民豬肉安全，2021 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推出了《全國(guó)畜禽遺傳改良計(jì)劃》，明確了15 年之內(nèi)我國(guó)種豬改良的目標(biāo)任務(wù)和技術(shù)路線，促進(jìn)我國(guó)種豬發(fā)展，確保到2035 年實(shí)現(xiàn)自給率達(dá)到95%以上。目前，全國(guó)有大約25 家生豬企業(yè)專攻種豬研究工作，正根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策指引，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)吳珍芳教授深耕種豬研究30 多年，努力培育我國(guó)自己的種豬新品種。在技術(shù)方面，我國(guó)科技工作者研制出“豬芯片”，這是一種有384 個(gè)小格子的芯片，每個(gè)小格子里都裝著豬的基因密碼。在種豬培育過(guò)程中，可以通過(guò)基因芯片來(lái)判斷，這頭種豬甚至這個(gè)種豬品種，未來(lái)產(chǎn)仔數(shù)多不多，生長(zhǎng)速度快不快，甚至還能判斷出肉質(zhì)好不好。這樣從小豬剛出生就可以判斷出以后的發(fā)展情況，大量節(jié)省了培育時(shí)間，可以加快種豬新品種研發(fā)。

1.2 環(huán)境控制

隨著科技的不斷進(jìn)步，智慧養(yǎng)豬場(chǎng)環(huán)境控制成為現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)不可或缺的重要環(huán)節(jié)。環(huán)境對(duì)豬只的健康和生長(zhǎng)發(fā)揮著重要作用，因此，通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備和傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)養(yǎng)豬場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化的環(huán)境控制，可以為豬只提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，提高養(yǎng)豬場(chǎng)的生產(chǎn)效率，降低疾病發(fā)生率，減少能耗，優(yōu)化豬場(chǎng)管理，提高養(yǎng)豬經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1.3 精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)

營(yíng)養(yǎng)是養(yǎng)殖過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是豬群健康生長(zhǎng)的關(guān)鍵，是提高母豬繁殖效率的一個(gè)重要的保障。精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)可以降低養(yǎng)殖成本，減少糞污排放，提高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)效益，是實(shí)現(xiàn)批次化生產(chǎn)獲得最高效益的重要保障。在生產(chǎn)中得到切實(shí)有效地應(yīng)用需要同時(shí)滿足豬只營(yíng)養(yǎng)需求的精準(zhǔn)與豬只營(yíng)養(yǎng)攝入的精準(zhǔn)，而上述兩方面精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)又需要充分結(jié)合養(yǎng)豬生產(chǎn)實(shí)際中的各個(gè)環(huán)節(jié)與配套支撐。隨著人工智能技術(shù)與養(yǎng)殖業(yè)的快速融入，精準(zhǔn)飼喂設(shè)備、精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)際，能夠在母豬批次化生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)。

1.4 生產(chǎn)管理

傳統(tǒng)的養(yǎng)豬場(chǎng)管理方式已經(jīng)顯現(xiàn)出種種問(wèn)題，這些問(wèn)題正在威脅著養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。首先，傳統(tǒng)管理依賴人工操作，這不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還容易出現(xiàn)誤差。其次，傳統(tǒng)管理方法通常缺乏對(duì)豬群全面監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄，導(dǎo)致生產(chǎn)效率無(wú)法最大化。此外，傳統(tǒng)養(yǎng)豬場(chǎng)管理缺乏系統(tǒng)的疾病監(jiān)測(cè)和控制機(jī)制，容易導(dǎo)致疫情暴發(fā)，影響?zhàn)B豬場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代化養(yǎng)豬場(chǎng)強(qiáng)調(diào)數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化的管理方式，以提高生產(chǎn)效率、降低成本、保障食品安全。在這些現(xiàn)代化養(yǎng)豬場(chǎng)中，數(shù)智技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。例如，智能耳標(biāo)內(nèi)嵌有芯片，可以記錄每頭豬的生長(zhǎng)情況、健康狀況、飲食習(xí)慣等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)豬群的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

1.5 疾病檢測(cè)

在傳統(tǒng)方法養(yǎng)豬的年代，如果一頭豬染上了疫病，多半只能靠飼養(yǎng)員肉眼判斷，等到發(fā)現(xiàn)時(shí)，往往已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了最佳治療時(shí)機(jī)，這就導(dǎo)致生豬的病死率較高，同時(shí)也導(dǎo)致了養(yǎng)殖成本的大大增加。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，讓養(yǎng)豬業(yè)成本更低、效益更好，在規(guī)?；B(yǎng)豬條件下，人工智能、大數(shù)據(jù)開(kāi)始發(fā)揮用武之地，智能監(jiān)測(cè)豬舍豬的叫聲和咳嗽聲、體溫等來(lái)對(duì)豬只疾病進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并且在第一時(shí)間進(jìn)行疫病預(yù)警，匯報(bào)給豬場(chǎng)的獸醫(yī)或飼養(yǎng)員，以便及時(shí)進(jìn)行處理。

1.6 生物安全

批次化管理技術(shù)的重中之重在于疾病防控，因此，建立豬場(chǎng)生物安全體系，確保豬群健康是實(shí)現(xiàn)批次化生產(chǎn)的核心和關(guān)鍵。構(gòu)建生物安全體系的要素非常多，環(huán)節(jié)復(fù)雜，無(wú)論哪個(gè)環(huán)節(jié)稍有不慎就可能導(dǎo)致病原微生物乘虛而入，對(duì)豬場(chǎng)造成災(zāi)難甚至毀滅性的打擊。在批次化生產(chǎn)管理中，構(gòu)建智能化的生物安全體系，能夠有效防止或阻斷病原體（病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng)等）侵入豬群，保證豬場(chǎng)生物安全和豬群健康。

2 數(shù)智技術(shù)在母豬批次化生產(chǎn)管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 母豬批次化生產(chǎn)全生命周期數(shù)智化干預(yù)

目前，母豬批次化生產(chǎn)全生命周期都可以融入數(shù)智技術(shù)，通過(guò)智能化養(yǎng)殖設(shè)備及數(shù)字化管理系統(tǒng)提升作業(yè)效率和管理效率，見(jiàn)表1。

表1 母豬批次化生產(chǎn)全生命周期數(shù)智干預(yù)產(chǎn)品一覽表

2.2 母豬批次化生產(chǎn)數(shù)智化解決路徑及應(yīng)用現(xiàn)狀

2.2.1 生物安全智能管控

傳統(tǒng)養(yǎng)豬防疫存在的“痛”病有：一是管控弱。各環(huán)節(jié)消毒存在是否達(dá)標(biāo)無(wú)法實(shí)時(shí)感知和管控的風(fēng)險(xiǎn)，追溯能力較弱，消毒效果難以保證；二是成本高。人海戰(zhàn)術(shù)防控，普通生物安全設(shè)備單一化防控成本高、效率低；三是漏洞多。消毒設(shè)備簡(jiǎn)陋不夠智能，存在失效風(fēng)險(xiǎn)，依賴人員自覺(jué)性，易存僥幸心理，導(dǎo)致病毒乘虛而入；四是監(jiān)管難。生物安全管理要求是否堅(jiān)持真正執(zhí)行到位，難以保障持之以恒。

通過(guò)軟硬一體化的手段，構(gòu)建母豬批次化生產(chǎn)全生命周期生物安全智能解決方案，圍繞豬場(chǎng)母豬批次化生產(chǎn)生物安全管控需求，基于產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能力，搭配智能洗消硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人員洗消、車輛洗消、物資洗消過(guò)程的數(shù)字化、智能化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管控的軟硬件系統(tǒng)，可以幫助豬場(chǎng)提高生物安全管控可靠度，提升豬場(chǎng)生物安全系數(shù)，節(jié)約生物安全管控成本。

2.2.2 豬只個(gè)體精細(xì)化管理

通過(guò)RFID 技術(shù)，使用智能電子耳標(biāo)、手持讀卡器、智能欄位/棟舍卡、舍門(mén)讀卡器、調(diào)膘器、稱仔器等智能硬件，從傳統(tǒng)粗放群體管理模式到豬只個(gè)體精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)豬只生命周期全流程管理追溯。一是自動(dòng)身份識(shí)別。智能硬件系統(tǒng)進(jìn)行豬只身份識(shí)別，目前有效率可達(dá)99.9%以上。二是準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)?？梢詫?shí)現(xiàn)1 秒鐘調(diào)取豬只完整身份信息，讀取零誤差，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)錄入，一次性使用電子耳標(biāo)，實(shí)現(xiàn)母豬死淘信息登記與管理。三是實(shí)現(xiàn)豬只智能空間轉(zhuǎn)移。母豬轉(zhuǎn)欄時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)欄母豬數(shù)量、時(shí)間、位置進(jìn)行精確盤(pán)點(diǎn)，簡(jiǎn)單快速完成豬只位置移動(dòng)。

2.2.3 豬只精準(zhǔn)飼喂

飼料成本占養(yǎng)豬成本的60%左右，因此，在母豬批次化生產(chǎn)中，精準(zhǔn)飼喂是影響豬場(chǎng)收益的一個(gè)重要因素。人工飼喂過(guò)程中，難免出現(xiàn)飼料浪費(fèi)，人豬接觸頻繁，可能還會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)不良，通過(guò)采集豬只頭數(shù)、日齡、采食量、飲水量等數(shù)據(jù)，自動(dòng)化計(jì)算采食需求，制訂采食計(jì)劃，調(diào)整飼喂時(shí)間，匹配水料配比，既滿足豬只采食需求，又不讓豬只“暴飲暴食”，實(shí)現(xiàn)豬只吃得剛剛好、長(zhǎng)肉速度快的目標(biāo)，提高豬只的飼喂效率，降低豬場(chǎng)的養(yǎng)殖成本。

目前，市場(chǎng)上已有較成熟的數(shù)智化軟硬件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)母豬批次化生產(chǎn)中不同階段、豬只個(gè)體精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)和飼喂。一些大型養(yǎng)豬企業(yè)已經(jīng)有了基于個(gè)體精細(xì)化的豬只精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)解決方案，根據(jù)豬只體況信息生成營(yíng)養(yǎng)需求，生成智能個(gè)性配方，借助智能精喂儀、群喂系統(tǒng)、智能分欄裝置、智能余料檢測(cè)裝置、智能調(diào)膘器、智能稱重器等硬件，上報(bào)飼喂數(shù)據(jù)至云端管理平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算、智能決策，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)計(jì)劃、智能排產(chǎn)計(jì)劃、智能原料檢測(cè)、智能精準(zhǔn)飼喂。

2.2.4 母豬智能查情

在母豬批次化生產(chǎn)中，傳統(tǒng)人工查情方式培訓(xùn)成本高，且做不到一周每天24 h 查情，會(huì)出現(xiàn)漏查、漏配、錯(cuò)配的情況。智能化查情系統(tǒng)能一周24 h 全天候不間斷監(jiān)測(cè)母豬狀態(tài)并把數(shù)據(jù)上傳云端，云端智能查情算法會(huì)根據(jù)算法模型精準(zhǔn)準(zhǔn)計(jì)算母豬發(fā)情指數(shù)，推算最佳配種時(shí)間，APP 自動(dòng)推送配種任務(wù)。一般情況下，當(dāng)母豬發(fā)情指數(shù)達(dá)到90%以上時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提示并顯示最佳配種時(shí)間。智能化查情突破了人工查情時(shí)間局限，減少人豬接觸頻率，降低母豬應(yīng)激和疾病傳播幾率，既節(jié)省人工，又提高了查情準(zhǔn)確率。

2.2.5 精準(zhǔn)環(huán)控

豬舍環(huán)境是母豬批次化生產(chǎn)必須依賴的條件之一，適宜的豬舍環(huán)境能夠促進(jìn)豬群健康，增強(qiáng)豬只體質(zhì)，提高豬生產(chǎn)水平。目前，豬場(chǎng)智能環(huán)控整體解決方案應(yīng)用已較為成熟。接入豬舍內(nèi)的溫度、濕度、氨氣濃度、二氧化碳濃度、硫化氫濃度等環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，能不間斷實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，上傳至云端管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，智能化控制豬舍內(nèi)風(fēng)機(jī)、水簾、空氣過(guò)濾器、循環(huán)水泵等設(shè)備運(yùn)行。能根據(jù)舍內(nèi)實(shí)時(shí)存欄生豬數(shù)量、生長(zhǎng)周期等信息，智能制定豬舍環(huán)境控制指標(biāo)，并根據(jù)不同設(shè)備聯(lián)合調(diào)控達(dá)標(biāo)，智能調(diào)控和異常告警，滿足不同生長(zhǎng)階段豬只對(duì)溫度、通風(fēng)、濕度等環(huán)控指標(biāo)的全面要求，以提高豬只的生長(zhǎng)環(huán)境舒適度、繁殖性能，同時(shí)降低能源成本和人力投入。

2.2.6 分欄群養(yǎng)

傳統(tǒng)養(yǎng)豬用群養(yǎng)管理系統(tǒng)，30 ～50 頭育肥豬在一個(gè)圍欄圈養(yǎng)，豬只活動(dòng)空間狹小、運(yùn)動(dòng)量不夠，喂同一種飼料，個(gè)體生長(zhǎng)重量大小不均勻，吃料時(shí)打架爭(zhēng)斗，料重比高。而豬智能化分欄群養(yǎng)，每頭豬都可以通過(guò)電子耳標(biāo)或其他識(shí)別設(shè)備進(jìn)行身份識(shí)別，系統(tǒng)可以根據(jù)豬只的體重、采食量、發(fā)情情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化管理，為每頭豬提供適宜的飼料配方和飼喂量。同時(shí)，通過(guò)自動(dòng)分欄管理，可以將豬只按照生長(zhǎng)階段、性別、體重等因素進(jìn)行分群飼養(yǎng)，以滿足不同的營(yíng)養(yǎng)需求和管理要求。

2.2.7 數(shù)字化管理

傳統(tǒng)的豬場(chǎng)管理主要依靠技術(shù)員和飼養(yǎng)員通過(guò)耳標(biāo)、信息牌、管理檔案等方式進(jìn)行人工管理，管理比較粗放，尤其是轉(zhuǎn)群、轉(zhuǎn)舍、轉(zhuǎn)場(chǎng)等日常管理中極易出現(xiàn)豬只信息丟失等問(wèn)題，管理效率低、出錯(cuò)率高，統(tǒng)計(jì)分析工作量大、難度大。豬場(chǎng)數(shù)字化管理避免人為操作錯(cuò)誤，有效保證豬只生產(chǎn)記錄的準(zhǔn)確性，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)豬只生產(chǎn)狀況，提升母豬批次化生產(chǎn)各階段信息管理能力，并能早期發(fā)現(xiàn)疫情，遠(yuǎn)程精準(zhǔn)監(jiān)控豬只生產(chǎn)各階段各關(guān)鍵環(huán)節(jié)和各個(gè)豬群，有效提高豬場(chǎng)管理水平，對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)降本增效至關(guān)重要。

在數(shù)字化管理平臺(tái)研發(fā)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)已有一些企業(yè)開(kāi)發(fā)出了FPF 數(shù)字化管理平臺(tái)，這是一個(gè)集成開(kāi)放的軟件平臺(tái)系統(tǒng)，集成生產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)、獸醫(yī)、環(huán)控、設(shè)備、生物安全等于一體，助力養(yǎng)殖行業(yè)實(shí)現(xiàn)人、豬、物、場(chǎng)的數(shù)字化在線管理，解決從生豬養(yǎng)殖到豬肉食品等產(chǎn)業(yè)上下游的信息不對(duì)稱、難追溯、難監(jiān)管等問(wèn)題。還有豬聯(lián)網(wǎng)，能夠提供種豬、肥豬全程批次化管理模式，科學(xué)引導(dǎo)豬企在豬周期下精細(xì)化發(fā)展。豬批次化管理基于生產(chǎn)批次進(jìn)行日常單據(jù)的批量錄入，跟蹤母豬配種、母豬妊娠檢測(cè)、母豬分娩、母豬斷奶、母豬死亡的全生命周期管理，提高豬群的整齊度，從而真正的做到從種豬到肥豬的全進(jìn)全出，有效減少了疫病的交叉感染。

3 結(jié)語(yǔ)

批次化生產(chǎn)管理是大型規(guī)模化養(yǎng)豬的主要發(fā)展趨勢(shì)，目前豬場(chǎng)批次化生產(chǎn)的最大問(wèn)題在于繁殖成績(jī)不穩(wěn)定和激素的使用，特別是前者更加依賴于現(xiàn)代信息技術(shù)的加持。隨著養(yǎng)殖數(shù)智化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷成熟以及數(shù)智技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的逐漸規(guī)范和統(tǒng)一，數(shù)智技術(shù)應(yīng)用于母豬批次化生產(chǎn)是今后養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，市場(chǎng)前景廣闊。