數據是智能養豬發展的核心驅動力

過去20年是消費互聯網的大繁榮時期，互聯網的下半場將步入產業互聯網時代，而農業產業蘊藏著巨大的商機，這是互聯網巨頭進入養豬業的動力之一。與此同時，養豬產業的巨大市場體量和業大而不強，讓互聯網巨頭們看到潛在的發展機遇。

據數據顯示，我國居民每年消費約7億頭生豬，活體生豬流通市場體量即有1萬億人民幣，加上產業鏈上下游的各個環節，養豬業每年約有3.5萬億的市場體量。雖然市場體量巨大，但我國的養豬業與歐美發達國家相比還有很大的差距，養殖方式落后，行業集中度低，生產效率低，行情波動大，交易鏈條長，食品安全問題頻發。互聯網巨頭的高調進軍，讓許多人重新認識了養豬這個古老的行業：它并不低端，而是一個高科技產業，未來將實現生物科技、信息科技、金融科技的深度融合。

所有的技術最終都是要為生產和生活服務的，我國的養豬業正處在由勞動力密集的傳統養殖方式向現代化轉型的路上，為AI等新技術提供了絕佳的發展機遇和應用場景。近年來，方興未艾的智能養豬就說明了這一點。

工廠化養豬的發展歷程

工廠化養豬的發展歷程大致分機械化、信息化、智能化三個階段。目前我國的大部分規模化養豬場處于信息化階段或由機械化向信息化轉型的階段。

機械化養豬是在生豬養殖全程各個生產環節（飼料加工、飼喂、畜產品采集加工、消毒防疫、廢棄物處理等）使用機械化作業代替人工操作。這種養殖模式的缺點是不感知外部信息，是一種信息孤島的系統。在這一發展階段，機械的使用代替了人工，節約了人力成本，提高了養殖規模化、集約化、標準化生產水平。但存在的問題也很明顯：一是個別環節水平很高，多數主要環節水平卻很低，各個環節機械化水平參差不齊，養殖全程機械化整體水平被拉低；二是養殖機械在不感知外部環境的情況下、人為憑借養殖經驗來執行標準劃一的操作，不能采集外部數據，更不能針對具體環境變化做出調整。目前我國大部分中小規模豬場處于這一階段，或在向信息化轉型階段。

信息化養豬是利用傳感器技術、物聯網技術、信息技術等采集各類生產、經營、管理信息，由初步的數據分析指導生產。信息化養豬感知外界各類信息，是一種信息收集和反饋的系統。在這一發展階段，養殖方運用各種硬件和軟件持采集各種生產、經營數據，利用信息管理軟件完成基本信息統計和分析。存在的問題主要有三個：一是數據不打通，早期數據采集由人工完成，后期借助物聯網的技術手段自動采集，但各種信息沒有高效的融合；二是無法實時控制，數據信息缺乏有效算法模型形成閉環控制，難以實時、動態地精準操作和控制；三是無法智能決策，沒有建立精細養殖模型，決策和處理主要基于人的經驗，與實際的需求仍有差距。目前我國集團化養殖企業大多處于這一階段。

智能化養豬是集成移動互聯網、物聯網、AI、大數據等多種技術，圍繞數據采集、分析和決策控制賦予機器學習能力，部分替代人的思維進行精細化管理。這種模式讓各類數據信息互聯互通，是一種復雜協同的自動化系統。在這一階段，隨著移動互聯網、物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術不斷成熟，同時新技術與豬場生產更廣泛、更深入地結合，養殖方開始逐步嘗試替代人的操控來自主智能化決策。而一系列技術研發的突破和云端基礎設施的低成本普及布設，才會使得智能化養豬成為可能，從而將智能養豬真實落地應用于場景中，如基于環境動態的自動適應操作、養殖生產管理智能化操作、養豬周期的長短期智能規劃決策、疾病診斷及防控決策、物流分銷狀態分析以及專家系統管控等。預計未來，或將出現少數人甚至無人管理的大型豬場。

智能養豬的涵義

智能養豬是把工業上智能制造的理念遷移到養豬業，圍繞養豬產業鏈構建更廣泛的網絡化平臺，在此平臺基礎上可以更廣泛的協同集成并充分連接軟硬件設備設施和一系列最新的技術，從而基于養豬產業生產等多場景開發相應的產品和服務，帶動整個行業的轉型升級。工業領域認為智能制造特征是16個字，即狀態感知、實時分析、自我決策、精準執行。

狀態感知是指通過圖像及視頻識別、聲音識別、步態識別、RFID、智能設備等技術及設備進行數據采集；實時分析是指利用大數據為基礎，構建不同的應用場景下的算法模型，通過云計算實時分析出最佳的方案；自我決策是通過專家系統及網絡傳輸，無需人工進行確定即可自動向設備、系統或人發出決策指令；精準執行是根據實時收到的指令，設備、系統根據命令自動進行操作。

在智能養豬階段，圍繞著養豬產業，數據采集網絡、數據聯通網絡和智能決策網絡不斷組網，構建更廣泛的養豬信息網絡。數據采集網絡通過各種傳感器、攝像頭、可穿戴設備等多種設備，實時采集多種狀態信息；數據聯通網絡完成各種數據信息的互聯互通；決策智能網絡則在萬物互聯的數據信息融合基礎上，實現智能決策和驅動控制。此三個網絡組合形成的是一個圍繞養豬業的感知智能、數據融合智能和決策控制智能的合體。

智能養豬的核心技術和設備主要包括：軟件系統，包括企業云、豬場生產管理軟件、ERP系統、OA系統等；硬件設備，包括各類智能傳感器、攝像頭、紅外深度相機、可穿戴設備、智能控制系統、嵌入式設備、智能芯片、GPU、NPU等；基礎技術，包括移動互聯網、物聯網、人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等；算法模型，包括監督學習、無監督學習、遷移學習、決策樹、關聯規則學習等。目前，我國底層控制網絡不同廠商設備的組網、業務模型的標準交互通道、海量行業數據存儲、用戶訪問通道等，內部沒有詳細、精確的標準規范，數據共享協議、數據接口、業務模型訪問協議以及用戶外部訪問協議的不標準是亟待解決的難題。要實現智能養豬，需要將最新的設備和技術應用到養豬業的生產場景中，不斷加強對養豬業各種場景、各種事物的多層次特征提取、描述、還原及控制能力（見圖）。

基于對養殖流程各階段管理要點的梳理，研究者認為其主要包含個體識別、母豬管理、飼喂管理、生長曲線、疾病防控、環境控制、轉群管理等方面（表1）。

智能養豬產業圖譜

目前國內的智能養豬市場主要包括豬場大數據平臺、豬場智能設備、豬場物聯網設備及解決方案、AI技術及解決方案等領域。溫氏、牧原等傳統的養殖龍頭企業也在向智能化探索（主要的產品和典型企業見表2）。

農信互聯（豬聯網）是豬場大數據平臺產業互聯網綜合服務的典型企業，以“管理+交易+金融”模式打造生豬產業互聯網平臺，即通過SaaS軟件幫助豬場做生產、經營管理，解決數據的在線化；同時提供行業信息、電子商務、物流、供應鏈金融等互聯網服務，提供平臺共享化、智能化服務。脫胎于傳統農牧企業（大北農集團）的農信互聯有著深厚的養豬產業基礎，重視線下服務，構建了由地方事業部（省）、運營中心（縣）+小站（鄉）、生豬交易區域市場（生豬交易集散區域）所構成的三級線下服務體系。豬聯網上線三年來實現了快速擴張，用戶已經覆蓋了全國的33個省、市，自治區；每年通過平臺管理和交易覆蓋的生豬超過5000萬頭，是目前國內覆蓋生豬頭數最多的產業互聯網平臺。2018年5月，豬聯網“智慧養豬”3.0版本上線，即借助農信豬聯網平臺，將更多與豬相關的資源聯接起來，并借助最先進的物聯網、人工智能、區塊鏈等領先技術形成一個豬的網絡，充分發揮網絡協同的優勢，構建養豬業的生態圈，利用積累的養豬大數據提升產業效率。

豬場大數據平臺豬場管理軟件的典型企業有傲農集團（豬OK）、安佑集團（安佑云）、久翔軟件（豬場管家）、微豬科技（微豬科技）、銀合科技（銀合ERP）等。這類平臺的開發公司有傳統農資企業、生豬養殖企業和豬場托管公司，也有專業的軟件開發公司。前者如傲農集團，有多年的生豬行業從業經驗，產品主要服務于集團自身的豬場和客戶的豬場，同時也向集團外部豬場推廣，但由于有同業競爭的可能，豬場（特別是大型豬場）用戶會有所顧慮；后者如類似于專注軟件開發的久翔軟件，軟件開發能力較強，也在作為獨立的第三方軟件平臺進行推廣。其管理模塊主要包括育種分析、豬舍環境監控、疫病診斷、精準飼喂、財務管理、銷售管理等內容，通過對智能管理系統的使用，幫助豬場節本增效，同時根據積累的行業大數據幫助豬場、農資企業等制訂生產決策，進一步推動行業升級。這些企業的大多數軟件有獨立的手機端和PC端版本，也有部分軟件搭建在微信平臺上，所有的軟件均根據豬場用戶的飼養規模和養殖方式設計了不同的版本。在盈利模式上，部分軟件以付費使用為主，部分軟件還通過信息推送、出售設備、大數據增值服務等收取服務費。存在的問題是所有軟件的數據均需要飼養員手動錄入，影響數據的準確性和可信度。

豬場智能設備 自動飼喂設備的典型企業是華科智農。其核心產品是“為樂食”產房母豬智能飼養管理系統、“易樂食”育成育肥豬智能飼養管理系統和軟件系統PigWish。其中“為樂食”系統包括斷奶母豬、妊娠母豬、哺乳母豬三個系列，“易樂食”系統包括保育仔豬和育成育肥豬兩個系列。自動飼喂時飼料從車間到料槽，實現干飼料輸送，液態料飼喂；豬只飼喂采食信息及時收集，豬群動態數據管理；通過控制設備來實現豬只飼養和管理。

豬場物聯網 整體解決方案的典型企業是普立茲。普立茲集物聯網軟硬件研發、生產、系統設計、自動化、銷售及服務為一體，為農牧行業客戶提供綜合性物聯網解決方案。其SGC農場微管家系統是專為養殖行業量身定制的智慧養殖物聯網整體解決方案，基于移動互聯網、物聯網、云計算技術，對畜禽舍環境進行實時監測，對環境異常和斷電情況立即報警，對異常環境進行自動調控，對歷史環境進行查詢分析。其手機軟件搭建在微信平臺上，無需下載，讓用戶通過隨身手機隨時隨地、更加容易地管理養殖場。

AI視覺識別技術是利用傳感器、攝像頭等采集豬的視頻、圖像，利用計算機視覺識別技術和豬的行為學特征，對豬只的身份、生長狀態和健康狀況做出判斷。這一領域的典型企業是佳格天地，其是全球第一家將目標智能識別技術和機器學習技術應用于高分辨率遙感影像領域并率先實現商業化的科技公司，擁有多個技術創新和領先優勢。在農業領域，佳格天地利用中、美、歐等數十顆衛星和無人機實時采集地面和氣象數據，整合土壤、地塊、作物、農資等全方位信息，提供全產業鏈數據支持和管理級服務，目前服務己覆蓋約2億畝耕地。在智慧養殖領域，佳格天地正在積極開展視覺識別技術在豬只個體識別的應用研究。

AI聲音識別技術領域的典型企業是科大訊飛。科大訊飛洛陽語音云創新研究院正在與生豬養殖龍頭企業合作進行豬群咳嗽自動監測和預警的核心技術研究，通過分布式聲場網絡和聲紋識別技術進行豬應激聲自動識別，結合大數據分析，實現動物疾病的早期發現和診斷。目前，科大訊區己完成核心算法和配套軟硬件產品開發，產品還在中試階段。同時，科大訊飛也在更深入地開展聲音、圖像方面等其他技術的研發合作。

區塊鏈技術是去中心化、分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。目前國內的區塊鏈市場整體上還處于研發投入階段，除了數字貨幣，其他領域尚沒有現象級的應用出現。不過部分技術型公司已經開展了將區塊鏈技術應用到農產品溯源的項目，如阿里、京東紛紛宣布利用區塊鏈建立食品追溯體系，中南建設攜手北大荒集團開發了一整套區塊鏈大農場平臺基礎架構。但目前這些項目仍處于搭建平臺和基礎技術研發的階段，尚未給行業帶來實質性改變。

目前，以溫氏股份、牧原集團為代表的傳統規模化養豬企業已經基本實現了養豬的集約化、標準化、自動化、信息化，其也紛紛開始了智能化的探索和布局。2017年9月，溫氏股份牽頭啟動國家重點研發計劃“智能農機裝備”重點專項“設施畜禽養殖智能化精細生產管理技術裝備研發”項目，該項目的研發團隊還包括15家高校、科研院所及企業。2018年3月，溫氏股份與廣東南牧機械設備有限公司合作，共同建設廣東現代農牧裝備產業園，總投資50億元，規劃用地3000畝，將通過整合高端農牧設備資源和引進全球先進的農牧設備技術，打造國際現代農牧裝備業的集聚平臺及生產研究基地。

2017年12月，牧原集團為了加強公司信息化和智能化建設，成立了深圳牧原數字技術有限公司。牧原將公司設在深圳，可能是考慮到有利于公司收集和利用全方位的信息。同時，牧原積極探索物聯網、大數據、AI等技術在養豬生產中的應用，打造了全新的智能養殖管理平臺，可全天實時監控豬舍的溫度、濕度、氨氣等指標，確保豬只健康生長。目前，牧原集團部分飼料廠實現了無人生產，又提出無人化養殖的構想。

智能養豬的發展趨勢

數據是核心驅動力

從人工智能技術發展的歷程來看，早期主要由算法驅動，但缺少海量的數據積累的支撐與高水平的運算力保證，無法對算法模型進行持續的優化、迭代。隨著科技的發展，算法模型日益優化，現代計算機的性能逐年提升。當算法和計算力不能支撐實際產業需求或者未來技術壁壘很低的時候，數據將成為核心驅動力。以深度學習為例，深度學習是海量數據+人工神經網絡，其效果取決于兩個因素，即計算能力和數據量的大小。計算能力需要資金投入，同時全球科技巨頭如Google、Facebook、IBM、阿里、百度都有開源平臺支持。所以隨著時間推移，計算能力只是較小的壁壘，而真正的痛點在數據量，深度學習的識別準確度是建立在樣本數據的數量級上，數據量越大模型越穩定，識別度越高。

隨著信息技術的發展，壁壘最終會大幅降低，生存法則仍然是數據為王。誰掌握更多的數據，誰更有話語權。雖然已經進入數字經濟和智能商業時代，養豬產業的數據獲取方式仍舊主要靠人工，而簡單有效、價格厚道的互聯網養豬工具在這一時期仍然是養豬產業數據積累的主要抓手。機器自我學習是突破點

智能是要實現軟件系統與硬件設備能夠按照不同的場景進行自主計算、并能夠實現自主精準的決策和互動，最終達到智能化、無人化操作。現階段的自動化控制或局部的智能化還是基于人的經驗，人的經驗有兩個局限性：一是并不精準，可能與實際情況有出入；二是受限于具體的環境，不同的環境下經驗不能通用。

預計下一個階段的發展方向是機器自我學習，即在人的經驗的基礎上，機器通過深度學習積累養殖經驗，構建精細化養豬模型，如精準飼喂模型、母豬發情監測模型、疾病預警模型、環境控制模型等，修正人的經驗，從而實現精細化管理。例如，按照人的經驗，哺乳母豬的最適溫度范圍為16—18℃，機器通過不斷的自我學習，能夠將母豬的適宜溫度數值區間鎖定在更準確、更科學的范圍，如16.5-18.5℃，并以此指導系統調節豬舍的環境狀況，帶動養殖效率的提升。