養豬產業數字化管理與可持續發展研究

石芳權，吳彥雄，盧異軍

（甘肅省西和縣畜牧獸醫站，甘肅 西和 742100）

養豬業是我國畜牧業的一項支柱性產業，我國生豬飼養量和豬肉消費量位居世界第一。2018年以來，非洲豬瘟疫情全球蔓延，嚴重影響了我國養豬產業的發展。在全面推動生豬產能恢復的情況下，應逐漸推行養豬產業轉型升級，構建健康、穩定、可持續的產業結構[1]。

1 我國養豬業發展進程

我國養豬業歷史悠久，與國外發達國家相比，養豬業集約化、自動化及信息化程度總體較低，雖然在自動清糞、精準飼喂、環境監測、發情鑒定等方面取得了重大突破，通過機械設備和動物育種、飼料營養等技術使養豬生產效率最大化，一步一步走向智能化，但仍然存在諸多重大挑戰，需要向更嚴格、更精準、更智能的方向發展，以滿足現代科技與經濟快速發展的需求。

近年來，設施農業、數字農業、智慧農業、綠色農業發展迅速，物聯網（IOT）、大數據、云計算的發展賦予了產業更高的效率，畜牧業搭乘數字化快車，體現在數字化生產、數字化流通、數字化營銷、數字化服務和數字化管理等方面，為養豬產業帶來了巨大的發展空間，為豬肉產品提升了市場競爭力[2]。2013年，我國開始先后引進法國ISAGRI、美國Herdsman2000、英國Agritec公司的Porcitec等豬場管理軟件平臺，打破了傳統養豬觀念，有效提高了生產管理水平。久翔軟件公司開發的“豬場管家”、大北農集團研發的“豬聯網”、唐人神集團推廣的“神農寶”等軟件平臺優化了資源配置，推動了畜牧業與大數據融合發展，涉及豬場管理、生產紀錄、選種與淘汰等項目[3]。阿里云研發的人工智能“ET大腦”應用在智能養豬行業中，實現對豬場的全方位監控，京東農牧公司依托數據技術推出“神農大腦（AI）”，打造智能化、數字化養豬全產業鏈，恒大集團研發AI技術推動數字化轉型升級服務農業生產[4]，加之我國電子飼喂站、樓房養豬等飼養模式以及機器人、無人機的投入使用，徹底改變了養豬“臟而臭”的落后形象，將養豬產業打造成了一個“體面”行業。目前，動物健康、應激、疾病和福利等問題已經引起越來越多的關注和重視，人們對精準化生產和精細化管理越來越感興趣，這些科技將養豬產業推向數字化、平臺化、智能化時代。

2 養豬產業數字化管理

互聯網數據管理平臺建設是建設現代化生豬產業、經營與溯源體系的重要支撐，推動著5G、窄帶物聯網（NB-IoT）等網絡技術和應用水平的提升[3]，通過物聯網技術連接起來的自動化設備、傳感器、通信系統、智能控制系統形成一個智慧網絡系統，利用各種資源優勢，幫助人們更有效、更精準地管理豬群，形成高效的管理體系，最大限度地降低產業能耗及成本，優化養豬業可持續生產方式，從而提高生豬生產效率。基于物聯網下的云計算、大數據等技術，數字化管理平臺的建立主要分為數據采集層、數據控制層和管理應用層3個層次（如圖1所示）。

圖1 數字化管理平臺的構建與管理流程

數據采集層是利用無線射頻識別（RFID）電子耳標、智能環控傳感器、巡檢機器人、智能攝像頭、電子飼喂站、智能飼喂器、智能水電表等設備采集各類數據，通過網絡同步的方式把數據上傳到體系內的數據管理平臺（控制端）。

數據控制層的主要功能在于通過智能過濾和分析數據來尋找其規律，對采集的大量數據進行歸類、篩選和轉換為有用數據，并進行計算、分析和處理，為生產管理應用提供決策依據。大數據集中反映了使用現有的軟件工具對數據信息進行存儲、搜索、分析和處理的能力，隨著計算機、互聯網和信息技術的飛速發展，不僅指“數字”形式信息，也包括文字、視頻、音頻等。使用計算機技術進行分類和篩選有用數據是大數據的重要形式。

管理應用層包含生產智能化、經營網絡化、管理高效化、服務便捷化4個維度，涉及豬群生產管理、遺傳育種、購銷存貨、豬群健康、生物安全、成本核算等方面，并將這些數據信息與互聯網、人工智能等技術進行有效融合，以顯示屏、小程序、移動手機App等方式同步顯示給管理者[5]。

2.1 生產管理

精準畜禽養殖（PLF）是利用現代信息技術對畜禽個體（群體）的健康、福利、生產、繁殖及其環境變化實時監測，從而實現精準管理，優化畜禽的生產性能，并將獲取的數據信息應用于畜禽生產管理的現代畜牧業理念。PLF利用傳感器、物聯網、大數據等現代技術使畜牧業智能化，可同時監控大量動物的健康狀況，包括對豬的行為監測和檢測豬的發聲、咳嗽以識別其健康，甚至可以根據以前的數據進行預測，最終改善動物健康狀況，同時解決食品安全問題，成為決策和應用的依據。

數字化養豬產業管理的核心在于從智能物聯設備獲取數據，以及從豬群生產過程中記錄各類數據[6]，如搜集豬場溫度、濕度、氨氣含量等信息，記錄每頭豬的采食、體重、健康情況和日常行為，為每頭豬建立一個“檔案”，便于飼養員或機器人進行必要的調控。

2.2 營銷體系

物流聯結著生產和營銷兩端，是農業產業鏈的中樞，運用物聯網、大數據等數字技術，可打造智慧物流體系，實現人物、物物的高效聯結，提升畜產品智能化營銷水平[5]。大數據技術在市場營銷方面的優勢不僅表現在銷售渠道方面，更重要的是對生豬及其產品期貨的價格走勢分析和對未來產業恢復或市場供應預判，豬飼養量的減少引發產品價格上漲，從而影響群眾生活。對養殖企業來說其核心就是賺錢，期望低成本、高效率、高收益；對政府部門來說，更需重視合理的產業結構，穩定的產品市場。從2020年2月—2021年2月全國生豬及其產品價格趨勢來看（見圖2），我國養豬業已進入寬松期，保供穩價已成為市場共識，一方面生豬發展勢頭需要一段時間的鞏固，另一方面養豬產業經營風險也會有所加大。我國生豬及其產品價格較長時間處于高位的原因除了主要受疫情影響外，另外一個原因是設施裝備條件差、規?；彤a業化程度偏低，當然還與政府對供求平衡的宏觀調控相關[7]。

圖2 全國仔豬、活豬及其產品價格走勢

生豬的“產、供、銷”是一個完整的產業鏈條，目前我國“龍頭企業+合作社+養豬專業戶”的多樣化養豬方式有利于產業的穩定，形成一套生豬產業大數據分析系統和市場信息平臺，對養豬產業健康可持續發展具有重要的意義[8]。

2.3 生物安全

生物安全是防止動物疫病傳入或蔓延的關鍵，也是生產安全和產品安全的核心，可以優化養豬場環境，采取更嚴格的消毒、防疫、檢疫及無害化處理等生物安全措施。根據動物疫病監測網絡平臺、屠宰行業監管系統、獸醫實驗室信息系統和大數據資源分析平臺等，進行定期或不定期的效果評估及監管。不斷加強獸藥經營和使用環節的監管，依據國家違禁獸藥清單及農業農村部公布的抽檢不合格獸藥目錄等數據庫資源，杜絕使用違禁或不合格藥品，減少抗生素藥物的使用。獸醫診療方面采用遠程或診斷成像等現代技術來監測或檢查豬只，努力提高其免疫力。不斷提高生豬無害化處置能力，研發和推廣達到生物安全、動物福利及環保的生豬宰殺、疫情處置方法，并根據溯源追溯全面切斷疫情傳播鏈條以確保養豬產業安全。

2.4 產品溯源

基于區塊鏈去中心化、分布式處理以及數據共享不可篡改等特性，將豬的生產、運輸、屠宰以及肉產品加工庫存和銷售等信息進行記錄，各種數據可在區塊鏈中被查詢，保證了肉品及來源信息透明化，提高了產品信息和交易的可靠性，同時也為政府部門的監管、追責提供了便利，完善了養豬產業監管和產品追溯體系，形成了養豬生產與銷售數字化管理，促進了產品質量安全。大數據、區塊鏈技術已應用到包括物流、金融、保險等領域，方便用戶或協議方通過二維碼、條形碼查詢和處理。

3 今后攻關方向

預計在未來10年中，需要建立健全更為完善的大數據分析預測模型，投入應用先進的科技設備，如生物傳感器、機器人等，為豬業高效發展提供更好的服務，以提升養殖效益和生產效率，提高動物福利和健康水平。

3.1 個體信息智能識別

豬只個體信息智能識別正在引起人們的關注，生物識別傳感器可以監測豬只運動量、聲音（如發聲、咳嗽等）以及特定行為（如豬的攻擊性）、健康狀況等；聲學檢測技術可以判斷豬只不同特征的發聲所對應的需求；面部檢測技術的發展替代RFID電子標簽成為另一個擴展領域，除了檢測動物面部特征以識別個體信息外，還可以研究面部特異性表情數據庫，從而確定動物的行為意識。

3.2 構建精準飼喂模塊

依托不斷改進的智能飼喂設備和數據分析技術，根據不同類型豬的營養需求數據庫，構建更精準的飼喂模型，來預判準確的營養供給和異常數據，為管理者提供決策依據，從而達到降低成本、提高養豬效益的目的。應不斷開展技能培訓與機器學習（ML），一是設置合理的管理、獸醫、檢疫等崗位，實行定崗定責和崗前培訓。二是使用統計學的方法進行數據挖掘、預測和推斷，達到自我完善。

3.3 構建大數據平臺

構建跨領域服務平臺，完善智能設備軟硬件以及質量調控機制，改進和優化多維數據統計方法，確定最合適的數據分析模型，建立更全面的數據庫資源，進一步提高養豬生產效率；利用電子商務與網絡監測平臺，實現農產品流通交易公平化、信息透明化和可預測，降低養豬風險，提高管理服務水平，更好地實現畜產品溯源追溯，保障質量安全[9]。

4 結束語

當前正是國家鄉村振興戰略實施階段，畜牧業數字化發展潛力十分巨大，在傳感器、無人機、巡檢機器人等硬件設備和5G、云計算、區塊鏈、人工智能等前沿技術的指引下，實現智能化養豬、數字化管理，對推動養豬產業轉型升級、有效提高生產效率和市場競爭力、促進畜牧業高質量可持續發展具有重要意義。