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猪舍传感器 14元养猪成本的背后!新希望智能设备助推养猪新质生产力发展

发布时间:2024-10-06 14:10:18

14元养猪成本的背后!新希望智能设备助推养猪新质生产力发展

2024年,生猪产业在激荡中变革升维,不仅是猪价周期全面反转,更是在于优秀猪企的生产力不断提升、养殖成本持续降低,如龙头企业新希望六和最新养殖成本降到14.7元/公斤,体现出中国生猪产业的新质生产力正蓬勃向上。为更深入的了解中国生猪产业新质生产力的发展方向,猪好多网记者特别于2024畜博会上采访新希望六和设备研发负责人张志勇,以下为采访实录。

右起:新希望六和设备研发负责人张志勇、猪好多网首席内容官彭容

猪好多网:

新希望六和身为国内龙头猪企,一直引领着行业的进步和发展,那么贵公司是如何打造生猪领域的新质生产力?

新希望六和 张志勇:

对于传统的生猪养殖行业来说,打造新质生产力的重点在于推动转型和升级,以创新起主导作用,利用高科技助力高效能、高质量的生产,引导规模化猪场向标准化、智能化、高效化转型,扩大生猪养殖相关数据的统计和开放范围,提升数据的完整性、时效性和可用性。

现代化猪场养好猪需具备三个要素:一是生产流程标准化,二是环控精准化和设备自动化,三是人员管理高效化。

新希望近年来持续致力于打造上述先进的现代化猪场,以智能化和数字化助力生产的现代化养殖模式,设立了智慧猪场灯塔项目——以智慧猪场为例,新希望将关键设备智能化和全场景业务数据化作为突破点,研发投入精准环控和报警设备,实现了从饲养到称重的全流程数字化。

在新希望的智能猪场,不仅有设备在线监测、视频巡查生产报警,还可以进行精准饲喂异常纠偏,极大程度提高了喂养效率、节约了人力。

实际上,农牧产业的“数字化改造升级”不仅需要从追求高科技的角度看待,更要通盘考虑实用性、适用场景以及性价比。新希望始终以科技创新为中心,培育创新能力、培养创新队伍、加大创新投入、推动创新成果转化,打造了智能装备的研发队伍,研发了多种应用在猪舍环境下的智能化机器人设备硬件,同时也开发了“慧养猪”、“秀杰和普”等系列养殖和育种软件,致力于促使智能猪场在“生物安全防控、生产管理提效、设备系统完善”等领域再升级,实现无人或少人化的猪场管理、智能化或数字化的生产助力、现代化的养殖模式,持续推进农牧养殖业的新质生产力。

猪好多网:

近年来,AI技术非常火热,各行各业都在积极摸索AI赋能的可能性,那么咱们生猪产业是否有了这种“AI赋能”的先进设备?解决了怎样的生产难题?

新希望六和 张志勇:

近些年我国数字化、智能化变革正在加快,5G、AI、大数据、云计算、IoT等数字技术的应用让各行各业正迈入数据智能时代,养殖业作为农业产业的重要组成部分,也已经成为人工智能的“新宠儿”。

目前来说,将AI技术与养猪结合到一起,就是通过计算机、互联网、物联网、大数据技术的连接,实现猪场生产效率的大幅提高,在AI技术应用猪场里,能够实现环境的自动调控、猪只身份识别、疾病预测和预警、无人过磅等功能。

比如我们展出的这台便携式手持视觉估重设备,我们将人工智能AI算法和计算机视觉技术相融合,采集猪只多维信息,实现猪只的分割及提取,为智能估重算法提供精准的数据,可实现不同日龄、不同饲养工艺下猪只体重快速预估。

这台手持视觉估重设备采用一体化的设计,操作人员只需要手持设备到规范高度对猪只拍摄照片,通过算法处理即可获取猪只体重;并且设备轻盈、单头猪估重时间<30S,单人单手即可操作,估重时可在过道或栏位内进行操作,对猪只姿态要求低,传统的磅秤赶猪至少需要3人配合,单次称重约130S,而估重设备仅1人28.5S就可以完成,轻松且高效。

从新希望猪场大量实测的效果验证到,该设备实测肥猪群体均重误差小于3kg,效率对比体系内磅秤提升73.24%, 解决了一线人员在挑猪售猪前称重耗时久、肉眼估重不准的痛点问题,提高售卖的准确性,降低工人劳动强度,提高挑选效率,保障猪只售卖过程的经济性。同时,该设备具备的数据统计及分析功能,能够对测试过程的数据进行统计及分析,快速获取群体数据,为饲养和销售提供数据支撑。

猪好多网:

生猪产业十分注重“增效降本”的竞争,针对数智化设备的研发和投入,具体为贵公司带来了哪些“增效降本”的优势,现如今14元优秀成本的背后,是否也有数智化设备的赋能?

新希望六和 张志勇:

数智化设备确实助推了生产力的提升、养殖成本的降低,因为数智化设备能够大大助力生产数据的收集、分析和挖掘,帮助实现对猪场生产状况的全面分析和预测,从而提前发现潜在的问题,并提高生物安全、降低饲料耗用、保证猪群健康,能够显著提升人员及猪群的生产效率和场区管理效率,从而助力企业增效降本。

这些设备就像是给猪场装上了一套“智能装备”,让养猪变得更聪明、更高效。比如说,用在产仔舍应用的粪沟清洗机器人能够代替人工进入有限空间进行清洗作业,节省人力同时避免了员工被有害气体危害身体健康风险,降低病原体传播风险,提升生物安全水平。

精准饲喂设备的应用实现了对耗料数据自动采集,异常差异实时监控,通过精准的数据分析,能更好地控制饲料和资源的使用,避免饲料浪费情况,对母猪来讲哺乳期个体化精准饲喂,可提高哺乳母猪采食量和泌乳量, 猪场工作人员及时调整饲料营养方案,满足母猪的营养需求。

并且智能设备之间可以联动使用,例如我们后续通过“手持视觉估重设备”精准得到育肥猪的体重,并评估其生产状况,再联合“精准饲喂设备”就可以给出适宜当前育肥猪的饲喂方案,可以发挥猪只生长的最大潜力,显著降低饲料成本。

还有智能保温设备能够根据仔猪体温需求自动调节温度,代替人工调节减少人力需求降低人工成本,同时满足仔猪生长温度需求,让仔猪有更好的生长性能,且降低母猪热应激风险,同时减少能源消耗助力农业产业减排。

总的来说,数智化设备不仅帮助生猪生产降低了成本,还提高了猪只福利,增强了企业的市场竞争力,并将持续推动行业生产力的进步!

猪好多网:

您如何看待中国生猪产业的智能化发展趋势,能否请您描述一下理想中的“智慧猪场”?

新希望六和 张志勇:

中国生猪产业的智能化发展趋势是一个积极的变革,它将提高生产效率、降低成本、改善生猪养殖的环境和福利条件,同时也有助于提高生猪产品的质量和安全性。

我理想中的智慧猪场大致具备以下特点:

①数据驱动的决策: 智慧猪场利用传感器、监控设备和物联网技术收集大量数据,包括猪只的健康状况、饲料消耗量、环境温度等信息。这些数据通过智能分析系统进行处理和分析,为农场主提供实时的数据支持和决策参考,帮助他们更好地管理猪场。

② 自动化养殖流程: 智慧猪场采用自动化技术,实现养殖过程的自动化和智能化管理,包括自动喂食、智能环境控制、自动排泄处理等。这不仅可以提高生产效率,减少人工成本,还可以减少人为错误和疏忽,提高养殖质量。

③健康监测与预警: 智慧猪场通过监测猪只的行为、体温、呼吸等生理指标,及时发现猪只的健康问题,并通过智能算法进行预警和诊断,帮助农场主及时采取措施,防止疾病的传播和扩散,保障生猪健康。

④环境友好和资源节约: 智慧猪场通过优化养殖环境和管理方式,减少养殖过程中的废弃物排放和资源浪费,实现生产过程的可持续发展,减少对环境的负面影响。

⑤全链条质量追溯: 智慧猪场建立完善的信息管理系统,实现从种猪选育、饲料生产、养殖管理到产品加工、销售的全程追溯,确保生猪产品的质量和安全,提高消费者的信任度。

此外,随着中国人口老龄化趋势的加快,生猪产业的智能化也契合了“劳动强度降低、生产效益提升”的发展大需求—— 智能化发展不会导致工作岗位的缺失,更多是对工作方式的升维,例如我们再也不需要向从前那样“提着桶去喂猪”,而是通过自动饲喂机器一键完成,这也契合我国现在人均素质、知识水平快速提升的背景。

总之,“智慧猪场”将成为未来生猪产业发展的重要趋势,通过技术创新和管理升级,构筑起属于我们生猪产业的“新质生产力”,实现生产效率的提升、资源的合理利用以及养殖环境的改善,为行业高质量可持续发展打下良好基础。

智能环控:养猪从简单的风机温控,到视频识别的智能控制

当前过时的猪舍建筑、控制系统和猪舍管理方法,它们共同导致欧盟生猪生产不理想,并会导致高排放和高损失。现在对福利的关注度越来越高,养猪户难以保持竞争力。PigSys项目考虑整个系统的改进。PigSys是一个ERA-NET项目,通过采用多学科、跨规模、系统级的方法来解决过时的建筑标准、控制系统和猪舍管理问题。通过这种方式,该项目确保了与可持续、社会可接受和经济上可行的生猪生产系统相关的所有方面都得到了充分的解决。

对所有类型的牲畜都是一个很好的监控工具。-照片:马克·帕斯维尔

该项目有来自不同欧洲地区的合作伙伴,其中德国、法国和丹麦是欧洲五大生猪生产国之一,不仅具有地理和气候平衡,而且确保了其在整个欧盟的相关性。

为此,正在开发一个质量和能量流动的综合模型和一个决策支持系统,以及新的建筑气候控制系统,以支持整体性能的可持续改进。这将允许:

1、提高欧洲动物生产的生产力、适应力和竞争力。2、改善和更好地管理资源,以减少浪费,增强欧洲动物生产的环境可持续性;3、改进猪场做法,提高消费者的接受度,解决与动物福利、产品质量和安全、生物多样性和提供生态系统服务相关的社会挑战。

监测行为和健康

最近的技术发展扩大了通过机器视觉(三维(3D)或二维(2D)以及机器学习(如深度学习)技术监测和评估大型和小型农场动物行为、健康和福利的可能性。这些技术具有广泛的应用范围、灵活性、成本和效率。

图1-使用机器视觉和深度学习技术对不同时间动物姿势和活动水平进行评分。

在PigSys项目中,来自2D摄像机的数据被用来开发一个基于机器学习的,特别是深度学习的监控系统。利用来自不同欧洲国家(如德国、瑞典、丹麦和法国)的不同商业和研究农场的图像数据来训练和验证深度学习技术。所建立的模型可以连续监测群猪和个体的卧姿和立姿,以及猪舍中群居猪的活动(见图1)。

开发的模型被转移到一个微控制器(单板机-覆盆子Pi-配备一个摄像头),允许在不同的农业条件下使用开发的系统。模型可以对在线(实时)和离线(记录的视频和图像数据)条件下的行为进行评分。评分数据可连续保存在excel文件中。在不同的养殖条件下(包括断奶和育肥)对所开发的深度学习模型的测试阶段的结果表明,所提出的模型在不同猪场结构、光照条件、动物年龄和肤色方面具有灵活性和良好的稳定性。

气候控制算法

进一步利用机器视觉技术开发猪舍内气候控制的算法。自适应控制策略允许通过测量通过非侵入性设备采集的实时数据之间的差异来连续测量和交叉检查过程参数。环境传感器和摄像机以及被称为设定点的参考数据已被用于进一步调整和优化控制机构。

例如,在室温为21°C的猪舍中,视觉传感器识别出即使达到21°C的设定值,猪也彼此相距很远,这表明环境对猪来说仍然太热。这个信息被传递给控制器,然后控制器决定通风口的动作。由于控制器已为猪的卧位模式定义了设置,它将提示通风机进一步打开以允许空气循环。它将保持这种动作,直到视觉传感器触发下一个信号,即猪的卧位模式恢复正常。

模型参考自适应控制系统

这种闭环控制策略也称为模型参考自适应控制系统。除了已定义的控制设置外,故障保险的定义目前也在开发中,例如,如果达到设定的限值,则温度超过动态控制,如果有毒气体浓度过高,空气成分会超过动态控制和/或温度。

图像、气体和气候传感器

控制模型是通过一个开放源码的单板机(Raspberry-Pi)的可编程逻辑控制器(PLC)系统来实现的。输入参数(图像识别、有害气体传感器和猪舍气候传感器)通过上述输入模块扩展传输至PLC,在PLC中对其进行处理,然后生成输出信号,通过输出模块扩展进一步传输至通风机。通过内置于控制柜中的工业触摸显示屏,可实现当前系统状态的可视化以及更改设置的能力。显示器和控制柜都适合在农业环境中使用,因为它们能抵抗灰尘和水的渗透,符合IP65标准。

如果需要,系统还可以通过无线或因特网连接进行扩展,这样不仅可以直接在控制柜上,还可以远程监控当前系统状态。所开发的系统可应用于其它畜牧业气候控制系统(稍作修改)。

*作者Sturm、Raut、Kirchhofer和Nasirahmadi隶属于德国卡塞尔大学;作者Müller和Kirchhofer隶属于德国图林根州农业和农村发展研究所。斯特姆教授还隶属于莱布尼茨农业工程和生物经济研究所和柏林洪堡大学。芭芭拉·斯图姆、沙瓦里·劳特、菲尔·基尔霍费尔、西蒙娜·穆勒和阿布扎尔·纳斯拉赫马迪

靠视频视觉捕捉系统,根据猪的卧姿判断猪舍环控并进行调节,确实是一项更为科学、智能的事情,我们想都没想到的事情,现在已经可以实现。智能养殖,未来已来。

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