“数智化”技术推动家禽业现代化发展

摘 要：随着信息技术的快速发展，以“人工智能、大数据、云计算”为代表的“数智化”技术日新月异，以“万物互联，泛在智能”为特点的“数智化”已成为推动各行业转型升级的重要力量。本文综合分析了相关中英文文献，探讨了“数智化”在推动家禽业现代化发展方面的关键作用和显著影响。“数智化”技术的应用涵盖了家禽养殖、生产管理、疾病防控、市场销售等多个环节，为家禽业带来了高效、精准和可持续的发展机遇。

关键词：数智化；家禽养殖；生产管理；疾病防控；市场销售

中图分类号：S818.9 文献标识码：A 文章编号：1673-1085（2024）12-0046-07

随着信息技术的快速发展，以“人工智能、大数据、云计算”为代表的数智技术日新月异[1]，以“万物互联，泛在智能”[1]为特点的“数智化”已成为推动各行业转型升级的重要力量。家禽业作为农业的重要组成部分，也在积极拥抱“数智化”变革，以应对日益增长的市场需求和产业挑战。我国近年陆续出台了相关政策，以推进农业数字化转型、加快智慧农业发展，促进家禽业“数智化”发展。《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》《数字乡村发展行动计划（2022—2025年）》等，这些政策对农业数字化转型、智慧农业发展等作出了明确的目标安排和任务部署；工信部等十部门印发的《科技成果赋智中小企业专项行动（2023—2025年）》中，将“数智化转型”摆在重要位置。同时，地方政府也积极响应并推动相关政策的实施。山东省政府办公厅印发《关于促进畜牧业高质量发展的实施意见》，明确提出“积极打造智慧畜牧”；2021年“智慧畜牧”平台由山东省畜牧兽医局牵头建设，融合省市场监管局、省自然资源厅、省商务局等多个单位数据，采用5G通信、大数据、云计算、物联网、区块链以及人工智能等新一代信息技术，实现畜牧全产业链互通共享。山东省智慧畜牧大数据平台，见图1。

这些政策的颁布、平台的建设旨在鼓励和引导畜牧业利用“数智化”技术提高生产效率、保障产品质量安全、优化资源配置等，进一步推动畜牧产业现代化、智能化和可持续发展。

1" 数智化在家禽养殖中的应用

1.1" 环境监测与控制

通过传感器和物联网技术，实时监测舍内的温度、湿度、光照、氨气浓度等环境参数，并实现自动调控，为家禽创造适宜的生长环境，提高生产性能。GTRI研究人员[2]开发了一种多功能传感器系统，该系统具有基于机器学习的强劲性和可重复性分析组件，可用于连续氨气水平检测，如图2所示。

杨东轩等[3]基于边缘计算与深度学习模型设计并实现预测氨气浓度变化的禽舍监测系统，选用低成本的电化学传感器和低功耗Wi-Fi微控制器相结合设计的终端监测器采集数据，通过Bi-LSTM深度学习模型使用多传感器参数预测15 min后的氨气浓度，该系统经参数调优和对比训练，误差仅为3.29%，监测系统架构见图3。王敏等[4]基于互联网设计了家禽生长环境监测系统，该系统不仅可以对家禽的生长环境进行准确监测并及时反馈，并且能自动调整家禽的生长环境。孟港[5] 研究了基于GRU神经网络的畜禽养殖智能环控系统，设计并开发了一套基于STM32的环境参数采集节点与控制器设备，采集节点通过传感器采集温度、湿度、光照等数据，通过4G或wifi上传环境数据，根据控制策略实现对设备的控制，通过云平台和控制器的交互，实现按照畜禽生长周期对环境参数全自动调节。

1.2" 精准饲喂系统

利用智能化的饲喂设备和数据分析，根据家禽的生长阶段、体重和健康状况，精准提供饲料，减少饲料浪费，降低养殖成本。农信数智、深农智能等企业加强禽养殖智能化设备的研发，家禽养殖的精准饲料、数字化日常管理、产业链条等智能设备的升级改造，形成了完整的产业链大数据平台，为后期产业链数据的收集、分析、应用打下良好的基础[6]。王盈莉等[7]调查密云区规模化养殖场数字化养殖现状发现，通过AI图像估重、饲喂设备数据传输，在物料的供给上实现精准控制，既保证了畜禽的营养需求，又避免物料浪费。徐州佑旺养殖有限公司[8]设计并实施的立体养殖模式采用智能饲喂系统包括自动喂食装置，该装置可分为料线式或行车式，系统根据监测的肉鸡日龄及体型大小自动计算出料量与感应自动打料；采用节水型饮水装备，如乳头式饮水器，每个出水口下安置水杯，用于容纳滴落水，节约养殖用水。

目前，以机器视觉技术为基础的“脸识别”“状态分析”“智能称重”等功能越来越受到重视。传感器、料塔智能设备、巡检机器人等，通过边缘控制中心、物联网云平台等连接，提供各类畜禽和环境的基础数据，与智能饲喂设备联动，个性化提供更精确、更智能的定制化饲喂方案。杨睿毅等[9]设计的新型智能饲喂设备包括以STM32单片机为主的电子控制部分，结合了各类传感器、物联网平台技术的智能饲喂逻辑和算法，包括绞龙和驱动等具体外壳结构设计。朱立学等[10]设计了一款基于深度学习的肉鸽精准饲喂机器人，主要包含底盘导航模块、运算控制模块、机械臂投喂模块、视觉感知模块，具备视觉三维感知定位、自主导航，可移动作业、自主识别鸽笼中的笼养信息等功能并可精准饲喂，平均饲喂成功率达到92%。

2" 数智化在生产管理中的作用

2.1" 大数据与养殖决策

数智化技术的发展，提供了收集和分析大量现场养殖数据的能力，包括畜禽舍内环境参数如温湿度、光照、CO2、NH3等；家禽行为、生理信息如声音、体温、运动行为等；生产性能如体重、日增重、成活率、饲料消耗量、蛋鸡的产蛋日龄、产蛋数、产蛋率等；疾病发生情况等，采用无线网络上传数据库，依据相关的算法对数据库信息分析决策，这可帮助养殖户制定科学的养殖计划和决策，优化养殖流程。国内外学者在环境控制和精准饲喂的基础上，将机器视觉、GPS、电子鼻等先进传感技术[11]应用于家禽养殖，收集、存储、分析、共享和集成了大量、真实、可靠的现场养殖数据，通过4G、5G等无线网传输上传到云平台，借助强大的云计算，专业算法做出决策，将相关调控规则下行到智能养殖装备上的控制器进行智慧养殖全过程的智能调控[12]。周杨昆[13]针对饲喂系统已普遍使用，但存在环境监控布线困难、安装困难且为独立系统、成本较高等问题，设计、研发、测试了一款基于液态饲料自动饲喂系统的环境远程监控系统，有效地解决了以上问题，并具有较强的实用性。

2.2" 可追溯系统

借助区块链等技术，实现家禽产品从养殖到销售的全程追溯，保障食品安全，增强消费者信任。我国农产品质量安全追溯体系始于2004年，同年发布的《国务院关于进一步加强农产品安全工作的决定》中强调“要建立完备的质量安全档案记录和农产品标签管理制度”[14]，近年来取得了一定的成效，农业农村部主导从生产环节出发建设动物及动物产品识别和疫病追踪制度[15]，先后多次发文从追溯管理运行制度、信息化追溯平台、技术标准、试点应用等各个方面进行了部署[14]。2022年山东省畜牧兽医局也印发《山东省动物和动物产品追溯制度》，开发了“山东省智慧畜牧业业务支撑服务系统”，将饲料、兽药等投入品、动物检疫、畜产品、质量安全抽样等统一纳入监管平台，实现实时监管，截止到2023年底全省规模养殖主体赋码率达到98.5%，完成动物检疫合格证明（产地、产品）、肉品品质检验合格证数据互联互通系统建设，实现“三证”统一电子出证。山东省智慧畜牧业务支撑服务系统，见图4。十堰市搭建禽类卡环追溯兽医体系，通过对禽类产品加施卡环式检疫验讫标志即将卡环固定在白条禽腿部的方式，使用手机等终端设备扫码识读，可快速查询禽类商品产地、养殖状态、免疫信息、检疫合格及销售等[16]，堵住了检疫监管漏洞，保障了产品品质，提高了企业竞争力。

3" 数智化在疾病防控方面的优势

3.1" 智能监测与预警

利用图像识别、声音分析等“数智化”技术，早期监测家禽的健康状况，及时发现疾病迹象，发出预警，以便采取防控措施，减少疾病传播和损失。李腾飞[17]以阶梯式蛋鸡笼养模式下的鸡只为研究对象，对笼养蛋鸡健康行为监测机器人及其关键技术深入研究，基于视觉识别算法设计一款运动灵活、控制精密度较高的3自由度圆柱坐标形式的监测机器人，整个系统的定位精度和重复定位精度在16 mm之内，视觉识别成功率达到87.5%，有效解决了蛋鸡健康行为识别自动化。王凯[18]以YOLOV3监测算法为基础，设计一款轻量型的TD- YOLOV3监测算法，并结合Django前端开发技术设计了一种蛋鸡行为在线监测系统，实现蛋鸡行为检测以及数据库等功能。肖林芳[19]对实现笼养蛋鸡饮水采食行为感知方法进行了研究，构建一套用于感知笼养蛋鸡饮水采食行为的双目视觉系统并实现了多只笼养蛋鸡的实时检测，检测速度可达25 fps，根据饮水采食行为的减少提示蛋鸡可能生病。山东省农业科学院家禽研究所设计并开发了一款禽舍智能巡检机器人，能对禽舍温湿度、光照强度、氨气等环境参数实时监测，自主导航避障、智能升降、死禽识别等功能，可实现禽舍24 h无人巡检，见图5。

3.2" 疫苗管理与免疫优化

2008年，鲍杰等[20]设计了一套畜禽免疫智能化提醒和分析系统的方案，辅助畜牧管理部门对畜禽免疫指导、监督和分析。经过十多年的数智化技术发展，通过数字化记录和分析疫苗接种情况，可优化免疫程序，提高家禽的免疫力。互联网技术和云计算技术在畜禽疾病诊断[21]和预防中起到不可磨灭的作用，浙江省以数字化为主攻方向，迭代升级了“浙农牧”数字畜牧应用系统。在动物防疫方面，驻场兽医师扫描疫苗包装二维码，系统会自动生成疫苗信息，并计算疫苗使用数量，若实际使用数量与计算结果不一致，系统会自动报警。乌拉盖管理区农科局实施动物无纸化防疫，量身打造乌拉盖智慧防疫大数据管理平台，借助大数据技术实现传统型监管向精细化、智能化和透明化的智慧动物防疫监管转型。该平台分为镇场动物防疫责任区、春秋季动物防疫基本情况、动物防疫物资出入库及库存记录、消毒工作等几大板块，详见图6。

4" 数智化在市场销售中的影响

4.1" 电商平台与线上销售

“数智化”技术拓展了销售渠道，减少中间环节，提高销售效率和利润。赵峰等[22]选取国内大型零售电商上市公司为样本，研究数智化供应链发挥的作用，结果显示，数智驱动下的电商企业供应链整体发展水平比较平稳，很好地控制了成本，有利于提高零售电商企业的经济效益。山东三兴禽业有限公司积极开拓鲜鸡蛋销售新模式，利用盒马生鲜、京东等电商平台将“岽三兴”鸡蛋供应全国各地消费者；在日照开设体验店、同城快递平台等，缩短养殖场与消费者之间距离。山东天歌农牧发展有限公司在鹅智能化养殖领域深耕多年，成功运用智能监控与大数据分析优化养殖环境，推出“鹅把式”商城小程序助力鹅农，尤其是“老鹅农”品牌荣获多项荣誉，见图7。

4.2" 需求预测

基于大数据分析消费者需求和市场趋势，合理安排生产，避免产能过剩或不足。王小平等[23]研究发现，数字化赋能引导农产品生产主要体现在在大数据采集的基础上，引导生产者合理选择农产品种植；将市场端的产品标准反馈到上有，倒逼产品改进，提升农产品标准化水平；促进农产品生产的专业化和规模化，适应城市消费的需求。江苏省布瑞克农业大数据科技集团有限公司打造“产销对接”平台，较好地匹配了交易需求与攻击诉求[24]。畜牧企业借助电商平台与线上销售，通过大数据分析和人工智能技术，收集和分析相关数据，提取有价值的信息和规律，为生产决策提供依据[25-27]。由莱阳市人民政府牵头，与京东、阿里、抖音、东方甄选等电商平台建立长期合作关系，打造“龙大美食”肥肠系列、“春雪”爆汁鸡米花等销售过亿元的“大单品”[28]，电商则利用大数据和人工智能技术进行市场需求预测和库存管理，通过分析用户的购买行为、搜索历史、商品评价等，预测不同商品在不同地区的需求趋势。

5" 挑战与展望

尽管“数智化”技术给家禽业带来了诸多机遇，但也面临一些挑战，如技术成本较高、数据安全问题、养殖户数字素养有待提升等。然而，随着技术的不断进步和创新，“数智化”技术在家禽业的应用前景广阔，将进一步推动家禽业的现代化、智能化和可持续发展。

“数智化”是产业高质量发展的必有之路，创新应用云计算、大数据、5G等数字化、智能化技术让科研、养殖、加工、物流、销售、服务、支付等环节实现无缝链接，“数智化”正在深刻改变家禽业的发展模式，为产业的转型升级注入强大动力，有望实现家禽业的高质量发展和可持续增长。

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Digitalization ， Intelligence and Smartization Technology Drives an Innovative Future for the Poultry Industry

Abstract： With the rapid development of information technology， \"digitization ， intelligence and smartization\" technologies represented by \"artificial intelligence， big data， and cloud computing\" evolving rapidly. \"Digitization ， intelligence and smartization\" characterized by \"the interconnection of all things and ubiquitous intelligence\" has become an important force driving the transformation and upgrading various industries. This paper comprehensively analyzes relevant Chinese and English literature， discussing the key role and significant impact of \"digitization ， intelligence and smartization\" in promoting the modern of the poultry industry. The application of \"digitization ， intelligence and smartization\" technology covers various aspects of poultry farming， production management， disease prevention and control， and sales， bringing efficient， precise， and sustainable development opportunities for the poultry industry.

Keywords： Digitalization; Intelligence and smartization;Poultry farming; Production management; Disease control; Market sales