智慧養豬落地的痛點分析

高勤學，張 偉

（1.江蘇農牧科技職業學院，江蘇 泰州 225300；2.華為技術有限公司，廣東 深圳 518129）

0 前言

智慧養豬是智能養豬的升級版。實際上智能養豬的概念提出時間也不長，一般認為2018年是國內智能養豬的元年[1]。養豬行業遇到百年未遇的重大變革，催生了人不接觸豬的現實剛需，豬場管理走上了信息化、智能化管理模式；2019年，李克強總理在政府工作報告里提出要擁抱“智能+”，同年5月中國畜牧業協會成立了智能畜牧分會，大批智能養豬設備和智能養豬關聯創業公司應運而生。所謂智能養豬，就是將生產過程中的飼喂、環控、穿戴、監測、稱重等人為操作，用一系列相應的自動化硬件設備來替代，主要體現在精細化管理水平的提高和數據集成與輔助決策。所謂智慧養豬，就是將傳統的養豬模式改造為智慧養豬模式，利用先進的 信息與通信技術（Information and communications technology，ICT）、云計算、5G通訊技術，構建起端、邊、云智能化現代生產體系；核心技術是人工智能（AI），自動感知，包括豬只自動點數、車輛識別、人員識別、周界管理等經典應用場景，智慧養豬更強調系統性，利用人工智能算法指揮設備自動運行。

2021年是智慧養豬的元年，華為機器視覺總裁段愛國先生發布了《智慧養豬方案V1.0》，一石激起千層浪，華為作為ICT的全球領先企業，將給中國養豬業帶來根本的變革[2]。用機器視覺賦能千行百業，養豬是其中的重要領域，智慧化轉型正當其時。智慧養豬聽起來十分高大上，令人向往；但是具體到項目實施、投資決策往往困難重重，養豬企業管理層和智慧養豬項目組對接會開得轟轟烈烈，但往往不在同一個頻道，相互不明白，造成落地困難。智慧養豬落地難的痛點在哪里，筆者作為華為智慧養豬項目組成員，以智慧養豬的實施經歷分析一下智慧養豬落地過程中的痛點。

1 智慧養豬的實施場景難以固定

智慧養豬方案指出智慧養殖發展的三大方向：數字化、智能化、無人化。與智能化養豬相比，增加了AI識別、學習、預測和決策能力；智能化的設備是為豬場人員設計的，需要人去操作干預，才能有效運行；智慧養豬的設備都是給電腦設計的，電腦自動獲取數據，進行識別、分析、執行，管理設備。具體落實到現場分為七大系統（場景）：AI養殖、智能飼喂、生產管理、營銷支持、生物安全、智能環控和環保。現在的大部分豬場只是實現了很小一部分場景，比如大部分豬場只做了環控，還不是完全智能的，或者部分智能飼喂，比如安裝有測定站的豬舍就可以實現自動智能飼喂，但是所有豬舍都安裝智能飼喂器是否有必要，是值得商榷的事。一個豬場到底需要多少場景，哪些是投資回報率高的剛需，哪些是非必須的，哪些是技術上完全可以實現的，哪些是不成熟的，都需要梳理。從實際應用來看，以生物安全為例目前能固定的應用場景如下：大門入口周界告警、車牌識別、人臉識別（豬場周邊可疑人員告警，豬場正門物資和飼料車輛自動識別進入，豬場人員消毒通道人臉識別進入消毒通道并按規定時間消毒完成后進入場區）；智能花灑（員工每天進入生產區前的洗澡行為是否合規）；洗消區域洗消行為合規識別（車輛洗消是否規范、人員工裝識別、換鞋識別）；其他區域如辦公區、生產區、環保區等視頻識別是否有必要有待考慮。由于豬場的規模差別很大，管理流程差異也很大，很多場景并不是完全一樣的，無法固定和統一復制，此外樓房養豬和平層養豬的流程也有很大區別。把七大系統具體分解為多少個具體的場景是一個十分重要的課題，然后再根據場景配置智慧設備，配套的軟件管理系統或者操作中臺，才能更好地實現智慧養豬。

2 智慧養豬的投資回報率難以計算

投資是要計算回報率的，一般來說自繁自養豬場的投資回報率需要在8%～25%是比較合理的。智慧養豬是趨勢，但是對于投入多少錢，能產生多大效果心里沒有底。豬場本能地認為那么多高科技裝備肯定很貴，什么時候才能收回投資是一個問題。如果一個豬場沒有完善的財務制度，強大的數據采集和分析能力，以及第三方審計介入是很難計算出智慧養豬的投資回報率的。從投入來說，目前還沒有形成標準，從已經執行的項目來看，大約頭母豬的成本約5 000元，占基建總投資的1/8（頭母豬投資成本為4萬元）；頭育肥豬的投資成本約為150元，占基建總成本的6%～10%（育肥豬建設成本為1 000～1 500元/頭）。從產出來說，智慧養豬主要體現在節省人工和提高效率上。傳統養豬方式1個人最大飼養母豬數量為120頭，一般為60～80頭；一個1 200頭母豬場需要配備15～20人，智慧養豬模式可以節省80%的巡欄工作，還可以節省門衛，賣豬臺人員等崗位人員，總體上可以節省1/5的人力，按照每人6萬元/年，可以節省30萬～36萬元，頭母豬效益為300元，投資回報率約為6%。此外智慧養豬模式還可以降低死淘率，提高母豬采食量，有增加斷奶窩重的作用，這些需要結合具體的智慧養豬設備計算效益和投資回報率。育肥豬采用智能粥料機等智能飼喂設備，可以節省飼料，降低料重比，提高日增重，根據相關試驗，1頭育肥豬可以增加效益75元，投資回報率約為50%。

3 智慧養豬的部分技術方案不成熟

以最常見的智能環控為例，利用物聯網技術實現風機、濕簾、采暖設備等環控設備的遠程控制和設備運行狀態的實時監測；對欄舍的溫度、濕度、氨氣、二氧化碳等數據實時顯示，對環境異常、設備異常、斷電情況實時告警。實際情況是什么樣的，風機受溫度單個傳感器控制還是其他傳感器數據綜合控制，有沒有邏輯算法。實際上由于氨氣、硫化氫等傳感器價格太貴，一般豬舍都不安裝，濕度和二氧化碳傳感器也只是獲取數據用來顯示，沒有用來控制風機、濕簾等環控設備。由于豬舍面積大小、豬舍通風模式，存欄豬只數量不同，豬的生長階段不同，需要的通風量也大大不同，需要一套精確的算法，將這些初始數據錄入電腦，電腦根據各種傳感器的數值自動進行調節，這樣才能真正實現智能環控。

其他如母豬RFID耳標自動盤點，可以實現每天若干次自動統計在欄母豬數量，是對母豬等重要高值生物資產和設備進行自動盤點的技術方案。但是受RFID超高頻耳標技術的限制，比如豬舍大小，建筑結構，信號干擾等原因的影響，應用不是很多。還有測溫耳標也是一個十分重要的應用方案，測溫耳標是一種穿戴式設備，可以精確診斷豬只發情、生病、行為模式，具有很大的管理價值。但是受穿戴方式的影響，一種天線要插入耳蝸，影響豬只的舒適性；一種將天線做成皮膚貼測溫，但是準確度不高。

上述技術方案都需要打磨，相關的科技公司都在攻關，相信不久的將來很快會克服這些技術障礙，形成更優的可落地可執行的方案。

4 智慧養豬方案缺乏系統性

智慧養豬最現實的困擾可能就是一個設備需一個APP，管理人員要查看信息需要不停地切換APP。至少存在生產和財務兩套系統，數據要分別錄入，大部分還是手工錄入，需要1～2名專門的統計員錄入數據。一個平臺或APP管理所有設備，同屏顯示成為智慧養豬急需解決的問題。這就需要在現有的單個系統的基礎上，搭建數據管理中臺，使數據標準化、可視化、集成化，建成一站式智能數據運營平臺。具體來講就是三個方面對養殖場進行賦能：一是AI使能，利用華為的ModelArts AI平臺，將部署在豬場端側的圖片、語音和視頻進行邊緣計算，再用計算引擎（Spark ML/XGBoost/Scikit-learn等）實現數據管理、數據訓練和數據推理功能。二是應用使能，利用華為的ROMA平臺實現養殖場與集團間的信息共享。將分布在不同區域、信息難以共享的數據孤島，通過跨域集成、系統集成和跨網集成構建統一的集成平臺，支持集團數字化轉型，支持大規模業務，分布式部署，可自動擴展，低延時，從而保障業務性能的高可靠性。三是數據使能，利用華為一站式智能數據湖運營平臺DGC，一站式大數據平臺MRS和數據倉庫DWS對數據進行顯示如生物安全預警、環控評估、豬異常行為告警和行情銷售指南。

5 結論

智慧養豬是我國進入數字化時代一個重要的行業轉型方向，主要優勢在于利用人工智能管理豬場，算法部署在端側（帶軟件算法的攝像機）、邊側（豬場微云HoloSens IVS1800，專業AI芯片的智能邊緣計算服務器）、云側（IVS3800，華為云服務）。普通的視頻監控只是看視頻的設備，華為智能機器視覺具備高算力、多算法能力，可以根據場景的智能需求靈活選擇。智慧養豬盡管落地還存在許多問題，但是隨著中國養豬集約化程度越來越高，對養豬智慧化的需求必將越來越多，隨著大量IT企業對智慧養豬的投入不斷加大，養豬智慧化水平正在持續提高，現在面臨的諸多問題都將會迎刃而解[3]。