智慧养猪落地的痛点分析

高勤学，张 伟

（1.江苏农牧科技职业学院，江苏 泰州 225300；2.华为技术有限公司，广东 深圳 518129）

0 前言

智慧养猪是智能养猪的升级版。实际上智能养猪的概念提出时间也不长，一般认为2018年是国内智能养猪的元年[1]。养猪行业遇到百年未遇的重大变革，催生了人不接触猪的现实刚需，猪场管理走上了信息化、智能化管理模式；2019年，李克强总理在政府工作报告里提出要拥抱“智能+”，同年5月中国畜牧业协会成立了智能畜牧分会，大批智能养猪设备和智能养猪关联创业公司应运而生。所谓智能养猪，就是将生产过程中的饲喂、环控、穿戴、监测、称重等人为操作，用一系列相应的自动化硬件设备来替代，主要体现在精细化管理水平的提高和数据集成与辅助决策。所谓智慧养猪，就是将传统的养猪模式改造为智慧养猪模式，利用先进的 信息与通信技术（Information and communications technology，ICT）、云计算、5G通讯技术，构建起端、边、云智能化现代生产体系；核心技术是人工智能（AI），自动感知，包括猪只自动点数、车辆识别、人员识别、周界管理等经典应用场景，智慧养猪更强调系统性，利用人工智能算法指挥设备自动运行。

2021年是智慧养猪的元年，华为机器视觉总裁段爱国先生发布了《智慧养猪方案V1.0》，一石激起千层浪，华为作为ICT的全球领先企业，将给中国养猪业带来根本的变革[2]。用机器视觉赋能千行百业，养猪是其中的重要领域，智慧化转型正当其时。智慧养猪听起来十分高大上，令人向往；但是具体到项目实施、投资决策往往困难重重，养猪企业管理层和智慧养猪项目组对接会开得轰轰烈烈，但往往不在同一个频道，相互不明白，造成落地困难。智慧养猪落地难的痛点在哪里，笔者作为华为智慧养猪项目组成员，以智慧养猪的实施经历分析一下智慧养猪落地过程中的痛点。

1 智慧养猪的实施场景难以固定

智慧养猪方案指出智慧养殖发展的三大方向：数字化、智能化、无人化。与智能化养猪相比，增加了AI识别、学习、预测和决策能力；智能化的设备是为猪场人员设计的，需要人去操作干预，才能有效运行；智慧养猪的设备都是给电脑设计的，电脑自动获取数据，进行识别、分析、执行，管理设备。具体落实到现场分为七大系统（场景）：AI养殖、智能饲喂、生产管理、营销支持、生物安全、智能环控和环保。现在的大部分猪场只是实现了很小一部分场景，比如大部分猪场只做了环控，还不是完全智能的，或者部分智能饲喂，比如安装有测定站的猪舍就可以实现自动智能饲喂，但是所有猪舍都安装智能饲喂器是否有必要，是值得商榷的事。一个猪场到底需要多少场景，哪些是投资回报率高的刚需，哪些是非必须的，哪些是技术上完全可以实现的，哪些是不成熟的，都需要梳理。从实际应用来看，以生物安全为例目前能固定的应用场景如下：大门入口周界告警、车牌识别、人脸识别（猪场周边可疑人员告警，猪场正门物资和饲料车辆自动识别进入，猪场人员消毒通道人脸识别进入消毒通道并按规定时间消毒完成后进入场区）；智能花洒（员工每天进入生产区前的洗澡行为是否合规）；洗消区域洗消行为合规识别（车辆洗消是否规范、人员工装识别、换鞋识别）；其他区域如办公区、生产区、环保区等视频识别是否有必要有待考虑。由于猪场的规模差别很大，管理流程差异也很大，很多场景并不是完全一样的，无法固定和统一复制，此外楼房养猪和平层养猪的流程也有很大区别。把七大系统具体分解为多少个具体的场景是一个十分重要的课题，然后再根据场景配置智慧设备，配套的软件管理系统或者操作中台，才能更好地实现智慧养猪。

2 智慧养猪的投资回报率难以计算

投资是要计算回报率的，一般来说自繁自养猪场的投资回报率需要在8%～25%是比较合理的。智慧养猪是趋势，但是对于投入多少钱，能产生多大效果心里没有底。猪场本能地认为那么多高科技装备肯定很贵，什么时候才能收回投资是一个问题。如果一个猪场没有完善的财务制度，强大的数据采集和分析能力，以及第三方审计介入是很难计算出智慧养猪的投资回报率的。从投入来说，目前还没有形成标准，从已经执行的项目来看，大约头母猪的成本约5 000元，占基建总投资的1/8（头母猪投资成本为4万元）；头育肥猪的投资成本约为150元，占基建总成本的6%～10%（育肥猪建设成本为1 000～1 500元/头）。从产出来说，智慧养猪主要体现在节省人工和提高效率上。传统养猪方式1个人最大饲养母猪数量为120头，一般为60～80头；一个1 200头母猪场需要配备15～20人，智慧养猪模式可以节省80%的巡栏工作，还可以节省门卫，卖猪台人员等岗位人员，总体上可以节省1/5的人力，按照每人6万元/年，可以节省30万～36万元，头母猪效益为300元，投资回报率约为6%。此外智慧养猪模式还可以降低死淘率，提高母猪采食量，有增加断奶窝重的作用，这些需要结合具体的智慧养猪设备计算效益和投资回报率。育肥猪采用智能粥料机等智能饲喂设备，可以节省饲料，降低料重比，提高日增重，根据相关试验，1头育肥猪可以增加效益75元，投资回报率约为50%。

3 智慧养猪的部分技术方案不成熟

以最常见的智能环控为例，利用物联网技术实现风机、湿帘、采暖设备等环控设备的远程控制和设备运行状态的实时监测；对栏舍的温度、湿度、氨气、二氧化碳等数据实时显示，对环境异常、设备异常、断电情况实时告警。实际情况是什么样的，风机受温度单个传感器控制还是其他传感器数据综合控制，有没有逻辑算法。实际上由于氨气、硫化氢等传感器价格太贵，一般猪舍都不安装，湿度和二氧化碳传感器也只是获取数据用来显示，没有用来控制风机、湿帘等环控设备。由于猪舍面积大小、猪舍通风模式，存栏猪只数量不同，猪的生长阶段不同，需要的通风量也大大不同，需要一套精确的算法，将这些初始数据录入电脑，电脑根据各种传感器的数值自动进行调节，这样才能真正实现智能环控。

其他如母猪RFID耳标自动盘点，可以实现每天若干次自动统计在栏母猪数量，是对母猪等重要高值生物资产和设备进行自动盘点的技术方案。但是受RFID超高频耳标技术的限制，比如猪舍大小，建筑结构，信号干扰等原因的影响，应用不是很多。还有测温耳标也是一个十分重要的应用方案，测温耳标是一种穿戴式设备，可以精确诊断猪只发情、生病、行为模式，具有很大的管理价值。但是受穿戴方式的影响，一种天线要插入耳蜗，影响猪只的舒适性；一种将天线做成皮肤贴测温，但是准确度不高。

上述技术方案都需要打磨，相关的科技公司都在攻关，相信不久的将来很快会克服这些技术障碍，形成更优的可落地可执行的方案。

4 智慧养猪方案缺乏系统性

智慧养猪最现实的困扰可能就是一个设备需一个APP，管理人员要查看信息需要不停地切换APP。至少存在生产和财务两套系统，数据要分别录入，大部分还是手工录入，需要1～2名专门的统计员录入数据。一个平台或APP管理所有设备，同屏显示成为智慧养猪急需解决的问题。这就需要在现有的单个系统的基础上，搭建数据管理中台，使数据标准化、可视化、集成化，建成一站式智能数据运营平台。具体来讲就是三个方面对养殖场进行赋能：一是AI使能，利用华为的ModelArts AI平台，将部署在猪场端侧的图片、语音和视频进行边缘计算，再用计算引擎（Spark ML/XGBoost/Scikit-learn等）实现数据管理、数据训练和数据推理功能。二是应用使能，利用华为的ROMA平台实现养殖场与集团间的信息共享。将分布在不同区域、信息难以共享的数据孤岛，通过跨域集成、系统集成和跨网集成构建统一的集成平台，支持集团数字化转型，支持大规模业务，分布式部署，可自动扩展，低延时，从而保障业务性能的高可靠性。三是数据使能，利用华为一站式智能数据湖运营平台DGC，一站式大数据平台MRS和数据仓库DWS对数据进行显示如生物安全预警、环控评估、猪异常行为告警和行情销售指南。

5 结论

智慧养猪是我国进入数字化时代一个重要的行业转型方向，主要优势在于利用人工智能管理猪场，算法部署在端侧（带软件算法的摄像机）、边侧（猪场微云HoloSens IVS1800，专业AI芯片的智能边缘计算服务器）、云侧（IVS3800，华为云服务）。普通的视频监控只是看视频的设备，华为智能机器视觉具备高算力、多算法能力，可以根据场景的智能需求灵活选择。智慧养猪尽管落地还存在许多问题，但是随着中国养猪集约化程度越来越高，对养猪智慧化的需求必将越来越多，随着大量IT企业对智慧养猪的投入不断加大，养猪智慧化水平正在持续提高，现在面临的诸多问题都将会迎刃而解[3]。