智能化养猪与猪场数字化管理离我们有多远？

孙德林

（中国种猪信息网，北京 100102）

什么是数字经济？数字经济，作为经济学概念的数字经济是人类通过大数据（数字化的知识与信息）的识别—选择—过滤—存储—使用，引导、实现资源的快速优化配置与再生、实现经济高质量发展的经济形态。数字经济，作为一个内涵比较宽泛的概念，凡是直接或间接利用数据来引导资源发挥作用，推动生产力发展的经济形态都可以纳入其范畴。在技术层面，包括大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能、5G通信等新兴技术。在应用层面，“新零售”、“新制造”等都是其典型代表。

数字经济的核心是什么？数据的使用和流通。存储和计算是未来数字世界的基础，云计算不仅解决了数据的存储、计算、分析等问题，同时还能降低数据处理和存储成本，所以它将会成为数据经济的核心底层基础设施。

在数字技术的方面，数字经济体系中的新一代信息技术，逐渐形成社会经济运行的操作系统，包括物联网、人工智能、区块链、云计算、大数据、数字孪生、5G等。

在人们的日常生活中，从公共场所停车、缴费，到社区用快递公司发来数字密码取快递的包裹，再到餐厅扫码点餐，人们无时不在使用数字化手段生活、安排行程。如今，整个社会几乎都覆盖了数字化管理。

在当今的养猪生产中，从母猪配种、妊娠检查、母猪产仔、断奶、小猪转群、中大猪称重测定到计算出EBV值等，这一系列生产流程也都在实施数字化管理。

20世纪60年，人们试图用手摇计算机去计算精密数据，比如卫星上天；
到了20世纪80年代，人们开始使用计算器在生猪体尺、体重测量之上，人们努力使用PC1500这样高级别计算器去编制生物统计程序，计算平均数、方差等；
到了21世纪初，人们开始使用386、486进行比较复杂的猪育种指数和饲料配方的线型规划计算。伴随着改革开放的深入进行，我国与养猪发达国家联系增多，使得计算能力更进一步。科研工作者进行这些工作目的是学会科学计算，掌握生产管理、营养配方和育种技术的数字化管理。近几十年，我国养猪业在数字管理方面一直在进步。从21世纪初到现在，特别是最近10年，我国的猪生产数字化管理从追跑到了领跑阶段。这是因为数字革命带来的无限好处。回溯近10年的发展，中国生猪产业从传统养殖到规模养殖，再到以信息技术和自动化设备为主的自动化养殖，现代养殖技术经历了一次又一次的迭代与升级。如今，以大数据、物联网、人工智能、区块链等为导向的智慧化养殖技术不断深入养猪行业，为我国养猪业的发展带来质的突破。

现代化猪场逐步取代高能耗、低产能猪场，智能化与数字化养猪成为主流；
信息技术、云技术、物联网技术在猪场得到广泛应用，涌现出大量智慧猪场。在智能化与数字化管理方法的推动下，我国养猪生产水平从10年前的每头母猪提供14头商品猪，到2021年的20头，成果斐然。

种猪性能测定系统。在20世纪末开始接触种猪性能测定系统。当时基于我国大力开展猪联合育种工作，科研人员大量进行发达国家种猪性能测定，包括国家中心测定站测定和场内建立自己的测定站，开展场内性能测定。在引进国外性能测定站设备之前，杭州大观山种猪公司，自行设计了性能测定站。我国最早从法国引进ACEM48种猪性能测定站，后来引进ASCEM64种猪测定设备，再后来引进美国奥斯本测定设备和荷兰睿宝乐性能测定设备。这些设备引入时正值我国的育种高峰年代，发挥了极其重要的作用。我国在引进、消化、吸收与创新方面能力极强，不到10年时间，国产化种猪性能测定设备制造商就有20家企业，且成本大大降低，机械设备稳定性日臻完善。目前国产设备与进口设备并驾齐驱，价格和性能的博弈正处于白热化阶段。

性能测定设备的核心是称重和称料，由此引发人们对母猪饲喂实施自动化管理与检测的研究，这样便产生了母猪饲喂站。母猪饲喂站有怀孕母猪和哺乳母猪两类，特别是哺乳母猪饲喂站更是实现了精准饲喂。母猪饲喂站是大群体怀孕母猪使用，有时需要调教母猪，使其逐渐适应；
有时需要定时，按照猪耳号精准定位。

性能测定设备又引发研究者们开发肥猪分拣系统（图1）。要使用标准化屠宰，就要使得商品肥猪出栏体重大致一致。分拣系统用一把“尺子”去量出栏体重大小，采取智能化手段，把商品肥猪分成大、中、小三类，“大”是指达到标准体重，“中”是待出售商品猪，“小”是不够体重商品猪。在后续饲料供给方面就可以根据体重进行控制。

图1 扬翔立体猪场育成舍生长过程中实时数据采集

母猪饲喂站、哺乳母猪精准投料和商品肥猪分拣系统被分为一类设备。这类设备核心是使用猪只射频识别技术（RFID）和称重系统。我国现已开发远程RFID产品并出口。现在研究开发的称重系统也是无线传输（WIFI），在这个领域我国处于国际领先地位，特别是称重（简称电子秤）到了高精度阶段，误差在千分级别。

电子巡检系统（图2）是最近几年开发研究的新技术。过去在猪场管理时，为了避免出现员工交叉，使用不同颜色，或者用远红外线。远红外技术应用已久，但现在巡检系统往往使用轨道式或探头式，这需要在猪场设计时在屋顶预留空间。电子巡检系统出现了创新发展，不仅用来巡检人员活动轨迹，更重要的是可以应用于疾病监测，可以发现体温异常猪只，还可以模拟猪的声音来检查猪呼吸道病的严重程度。巡检系统另外一个重要作用是监测母猪发情状况。现在猪场大多采用母猪批次化管理技术，成百上千头母猪集中配种，逐个检查发情情况很难做到，可以使用巡检系统来发现哪些没有发情的母猪。

图2 北京小龙潜行科技有限公司

机器人的应用大大提高劳动者工作效率。现代社会劳动力结构发生巨大变化。曾经的计划生育，导致人口减少，一对夫妻只生育一个孩子，劳动力出现严重短缺，特别是从事农业生产的劳动力缺之又缺，啃老现象普遍严重。在我国，养猪是长青产业，但是找不到劳动力。我国每年要生产7亿头商品猪，如果1个成年劳动力每年可以生产3 000头商品猪，则需要大量劳动力。在此形势下，可以把希望寄托于设备升级和智能化管理方面。现在一个楼房猪场一层相当于10 000头规模的猪场，却只需要5位员工，等规模的传统猪场需要40人，相当于工作效率提高了8倍。

目前机器人在养猪生产方面主要应用于清粪和机器手分拣等难度较高的工作。使用机器人清粪大大提高了工作效率，减轻劳动强度，特别是清粪这样不够环境友好的工作。机器人配种是更加精准的工作（图3），要应用到类似人类手术的机器人，机器人用于精液制作分拣系统的，大大提高效率。

图3 扬翔精准选配公猪精液智能调取机器人系统

XP100智能畜牧猪场巡检机器人产品（图4）是针对养猪场智能巡检需求进行开发的，为智能养猪场提供智能巡检要求。IBot-RXP100智能畜牧猪场巡检机器人采用轨道导航方式，集多传感器融合识别技术以及物联网通信技术于一体，能在高温、高湿、高腐蚀性、高粉尘条件下长期保持可靠的运行能力，可对猪舍内猪只数量、猪只健康状态、猪舍状况进行严格监控，有效提高养殖场智能化管理能力与生产效率。IBot-RXP100智能畜牧猪场巡检机器人统一纳入平台管理，实时获取环境信息、AI数据、目标温度等信息，配备Web客户端，实现异常报警提醒，远程实时视频查看，自动生成报表，实现数字化管理。其主要功能有猪只盘点、猪只测温、估重、环境监测和视频监测等。

图4 山东烟台艾睿光电科技有限公司IBot-R养猪巡栏机器人

养猪业的数字经济就是合理规划数据，有效使用数据，发挥数据在养猪生产中作用。特别是要合理利用资源，对生产各环节进行资源有效匹配。例如，在生产体系内部，要合理安排母猪配种时间，减少母猪非生产时间（21 d断奶和28 d断奶，非生产时间增加7 d）。如果根据背膘厚度，实施精准背膘管理与配种，对于促进母猪多产仔有极大好处。在体系外部，实施精准通风、除湿、除臭、降温和光照，为猪只提供适宜的生产环境，使其提升生产效率。通过精准给予外部条件，使每头母猪PSY、MSY都发挥到极致，这些外部条件的实施是通过智能化、自动化设备，而不是人为手工操作。

最近10年，我国开发了大量智能化养猪设备，笔者这代人也正好赶上创新年代。我国有一批又一批敢于创新的企业，大胆尝试新型革命带给行业的发展。特别是2019年生猪产能恢复过程中，建设一大批新猪场，一栋栋高楼如雨后春笋般拔地而起，他们从自动料线，到环境控制的智能化设备、污水处理技术、除臭技术等全部连接到手机上，就像通过手机在设置家庭空调温度、湿度一样。将生猪饲养过程中产生的各项数据传输到手机上，并形成生长曲线、猪只健康轨迹等生产数据，把智能化硬件与软件链接在一起，实现猪场物与物的连接，猪与人的连接。主管一部手机在手可以指挥生产的各个环节，场长一部手机在手，可以了解全场数据。真正实现用数据指挥生产，用数据评价成绩，用数据提升管理水平。

特别是最近3年推出智能稀料供给系统（图5）值得推广。建设一个物联网中央厨房，按照科学饲料营养配比技术，实现精准饲喂技术，大大提高饲料转化率，改善肉质，特别是在节约粮食方面做出重大贡献。中央厨房相当于系统大脑中枢系统，要实现科学有效的智能化养猪业，就要把养猪生产工艺、管理等技术，通过物联网减少人员参与，并通过无线传输，把养猪生产各环节紧密联系起来。

图5 得八兄弟液态料饲喂系统

通过使用智能化设备，进一步实现了机器人替代人工操作；
通过养猪生产中种猪管理实现智能优选后备种猪，通过精准确定查情，达到100%配种，最大限度发挥母猪遗传特性，使其多生、优生；
通过智能化同期发情与精准判断排卵技术，实现母猪批次化管理智能化；
在仔猪生产、生长各环节，通过智能化设备对猪群成长情况进行管理，大小区分（分拣系统）、大小营养差异化与各自精准投料设备（智能化精准投料与限饲，后备母猪需要限制供给）；
在猪群管理方面通过智能化巡检系统，发现可疑现象，及时处理；
在种猪选择上，通过扫描估重、精准称重智能设备，精确考察种猪生长与培养；
在选种选配方面也可以采用智能理论，把育种算法植入系统，可以实现大群下的个体选择。

过去数字化管理是靠纸记录下来，现在大多数工作人员都通过手机实现。比如，现在核酸检测，都是用手机扫描身份证，将信息直接传到系统内；
在饭店也可以手机扫码完成点单。在养猪生产过程中，数字化管理也可以通过手机完成。生产记录的搜集，使用手机扫描；
种猪测定记录也是手机通过WIFI与电子称连接；
外部环境控制可通过手机控制；
全部的生产系统都与猪场管理人员的手机相连。现代猪场老板都是“时尚达人”，很多年轻的猪场老板都使用可以展开的屏幕，用加宽银幕看报表。猪只异常现象经轨道扫描，通过无线WIFI发送到手机上，马上就可以通过视频找到发病猪栏位，并对猪只进行大致锁定位置。

在我国这样一个以传统农耕文化为养猪基础的国家，发展到如今的智能化养猪，许多猪场实现数字化管理，仅仅花了20年的时间。笔者也经常思索，我国养猪智能化水平已经超过养猪发达国家，这到底是“创新与超前”，还是“大跃进”？我国的养猪产业正在走养猪发达国家不曾走过的路，那我们为什么不能超前？我们为什么不能领先？在我国，手机在手一切皆有可能，近10年所建设的智能化管理猪场，堪称为新世纪伟大创举，为我国养猪业今后几十年的发展奠定了坚实基础。

下一步，还需要养猪从业者们完善数据共享资料，避免数据孤岛出现，有效衔接各方面数据资料，为各系统联合作战贡献力量。