趙長(zhǎng)生（武漢凱風(fēng)華科智農(nóng)科技有限公司）

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PigWish
——母豬行為信號(hào)與高效選育

趙長(zhǎng)生（武漢凱風(fēng)華科智農(nóng)科技有限公司）

2003～2008年在北京某大型農(nóng)牧集團(tuán)從事飼料、種豬市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)工作。從2009年開(kāi)始在養(yǎng)豬行業(yè)推廣智能化技術(shù)和理念，同時(shí)代理荷蘭、丹麥、法國(guó)等公司智能化產(chǎn)品。2013年聯(lián)合成立華科智農(nóng)，并負(fù)責(zé)公司運(yùn)行管理。

養(yǎng)豬生產(chǎn)需要使用很多設(shè)備，例如豬的定位欄、風(fēng)機(jī)、水簾、送料進(jìn)口、種豬指標(biāo)測(cè)定的器械（B超和背膘儀）等。什么是互作呢？養(yǎng)殖場(chǎng)中的設(shè)備之間有沒(méi)有一種交互作用？這些設(shè)備之間能不能從“獨(dú)立思考”到“相互思考”，從“相互思考”到“相互作用”？在未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代快速發(fā)展的形勢(shì)下，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速影響我們的生產(chǎn)和生活方式。在這種情況下，我們將用什么樣的方式來(lái)作用于養(yǎng)豬生產(chǎn)或畜牧生產(chǎn)？

1　PigWish系統(tǒng)

創(chuàng)業(yè)之初，我們把英文字母與中國(guó)的方塊文字進(jìn)行有效結(jié)合，我們將該系統(tǒng)取名為PigWish。這種結(jié)合不是一種巧遇，而是源于一種本能。跟著國(guó)家養(yǎng)豬的大方向，PigWish對(duì)于我們這一代人而言是一種夢(mèng)想。既然我們從事的與養(yǎng)豬行業(yè)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，那么我們賦予養(yǎng)豬行業(yè)的夢(mèng)想是：PigWish——讓養(yǎng)豬富有夢(mèng)想！從富有激情到富有夢(mèng)想，這是可以結(jié)合的。我們做的方案也是與夢(mèng)想結(jié)合在一起。

華科智農(nóng)是華中科技大學(xué)參與創(chuàng)建的一家創(chuàng)新型企業(yè)。在農(nóng)業(yè)這個(gè)領(lǐng)域，我們一直在思考要用怎樣一種思維或思路去參與其中。最終，我們立足于華中科技的工業(yè)和信息化領(lǐng)域中的控制技術(shù)，將其應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中首先考慮的是畜牧業(yè)，我們檢索農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，發(fā)達(dá)國(guó)家畜牧業(yè)占農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的60 %～70 %，而目前中國(guó)畜牧業(yè)產(chǎn)值僅占中國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的30 %～40 %。所以，中國(guó)畜牧業(yè)在中國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展空間很大。然而，現(xiàn)在中國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展仍很落后。在“人拉車(chē)推”時(shí)代，要做到互作和信息化非常困難。目前，我們已經(jīng)完成在畜牧領(lǐng)域中基于“物聯(lián)網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”的系統(tǒng)解決方案。我們把設(shè)備與設(shè)備之間的交互與動(dòng)物結(jié)合，之后又能將其與生產(chǎn)者、管理者和應(yīng)用者有效結(jié)合。例如，飼料企業(yè)、育種企業(yè)、學(xué)校、研究單位之間也可結(jié)合。

中國(guó)的畜牧行業(yè)必將存在于這樣一種錯(cuò)綜復(fù)雜的路線(xiàn)圖中：人工→機(jī)械化→自動(dòng)化→智能化→數(shù)字化→無(wú)人化，在其背后有一種力量將這些因素高效再組織，形成一種無(wú)可復(fù)制的方式，這既能迎合小豬場(chǎng)又能迎合規(guī)?；i場(chǎng)的需求。

圖1　PigWish系統(tǒng)構(gòu)成圖

圖2　600頭基礎(chǔ)母豬規(guī)劃圖

同時(shí)，我們用了六年時(shí)間完成在畜牧領(lǐng)域尤其在養(yǎng)豬領(lǐng)域的一種智能硬件平臺(tái)——PigWish系統(tǒng)。PigWish系統(tǒng)是養(yǎng)豬舍的多種功能硬件，分為兩個(gè)系列：為樂(lè)食和易樂(lè)食（圖1）。從工業(yè)領(lǐng)域看畜牧領(lǐng)域，畜牧領(lǐng)域應(yīng)該是快樂(lè)的，因?yàn)樯敝车倪^(guò)程是一個(gè)超價(jià)值的過(guò)程，這不是一斤肉和兩斤肉的問(wèn)題，它是生命重復(fù)繁衍、遺傳價(jià)值替代的過(guò)程。理解本質(zhì)后，從外行看畜牧領(lǐng)域，畜牧業(yè)很有意義，畜牧者也應(yīng)該快樂(lè)高效地從事本行業(yè)。另外，畜牧行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)物，如動(dòng)物，也應(yīng)該從它本能的角度讓其擁有快樂(lè)的反應(yīng)。所以，我們把“樂(lè)食”概念內(nèi)置到為養(yǎng)豬業(yè)或者畜牧行業(yè)提供硬件解決方案的品牌文化里。正因?yàn)橛羞@樣一種思考，我們與畜牧業(yè)的結(jié)合才有了另外一種意義。

我們將不同的智能硬件配備到每個(gè)生產(chǎn)車(chē)間（配懷舍、妊娠舍及產(chǎn)房等。圖2），結(jié)合豬場(chǎng)的具體情況將智能硬件進(jìn)行有效組合。為樂(lè)食-母豬系列是把智能硬件與中國(guó)特色有機(jī)結(jié)合的一種方式。國(guó)外提倡動(dòng)物福利，養(yǎng)豬舍一直使用電子飼喂，而國(guó)內(nèi)在使用電子飼喂時(shí)卻出現(xiàn)了各種問(wèn)題。與豬場(chǎng)管理員重復(fù)交流后得知，他們喜歡將20頭豬組成一個(gè)小群，這種情況下就不能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的個(gè)體飼喂嗎？精準(zhǔn)飼喂是精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)最佳的支出方式。既然考慮到精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)，就要想到這個(gè)營(yíng)養(yǎng)是否能與豬有效地結(jié)合；若能有效結(jié)合，那么精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)是可以做到的。

圖3　易樂(lè)食對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

易樂(lè)食-育肥系列在育肥豬上應(yīng)用后創(chuàng)造出的價(jià)值和結(jié)果超乎想象，使用該系列產(chǎn)品后，飼料和水結(jié)合轉(zhuǎn)化的價(jià)值超越我們之前對(duì)其營(yíng)養(yǎng)的認(rèn)識(shí)。為樂(lè)食——碰觸給水給料產(chǎn)品將傳感器與現(xiàn)有豬場(chǎng)的傳統(tǒng)料槽結(jié)合，通過(guò)動(dòng)物反饋的信息激活來(lái)控制系統(tǒng)，從而按一定比例投水投料，同時(shí)會(huì)將每一次采食情況進(jìn)行記錄和分析，例如何時(shí)采食，采食次數(shù)，采食量等。這就使設(shè)備與豬之間形成了某種關(guān)聯(lián)（互作），這種關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)資料的另一種價(jià)值應(yīng)用（表1）?；プ鲙?lái)了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，即實(shí)現(xiàn)用2 kg的哺乳母豬料產(chǎn)1 kg的斷奶體重。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀是3 kg或者更多的哺乳母豬料產(chǎn)1 kg斷奶體重。我們一直在尋求與國(guó)內(nèi)更多企業(yè)合作來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn)，做出一份嚴(yán)謹(jǐn)有效的數(shù)據(jù)來(lái)支持這個(gè)結(jié)果。

還有一種育肥豬系列——碰觸感應(yīng)與水料超限暫停設(shè)備。將豬場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，給豬場(chǎng)料槽底部裝上垂釣式感應(yīng)器，豬可進(jìn)行自由采食。當(dāng)豬拱動(dòng)觸發(fā)桿時(shí)設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行投料，料槽內(nèi)水料過(guò)多達(dá)到設(shè)備設(shè)置的最佳極限時(shí)，豬再去拱動(dòng)觸發(fā)桿系統(tǒng)時(shí)也不再投料。這種智能感應(yīng)器在豬場(chǎng)具有以下優(yōu)勢(shì)：液態(tài)飼喂、減少浪費(fèi)、增加食量、健康衛(wèi)生、方便調(diào)整、飼喂數(shù)量以及防止污染。

正是這樣的設(shè)備，我們與更多的豬場(chǎng)進(jìn)行合作，利用易樂(lè)食進(jìn)行了一項(xiàng)對(duì)比試驗(yàn)，分別在23日齡～32日齡、33日齡～42日齡、43日齡～52日齡、53日齡～62日齡以及63日齡～72日齡，每十天進(jìn)行稱(chēng)重。試驗(yàn)結(jié)果表明，易樂(lè)食可以帶來(lái)更大的采食量、更快的增重以及更低的料肉比（圖3）?；谶@樣好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，我們希望能借助大家的力量，從品種、區(qū)域、營(yíng)養(yǎng)甚至管理水平上將該模型進(jìn)行更深入的研究，將這項(xiàng)工作做得更精準(zhǔn)。

圖4　母豬飼養(yǎng)曲線(xiàn)

圖5　哺乳母豬24　h采食信號(hào)

2　智能化給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)了什么

智能化給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)了兩大變化：效率和決策。效率的背后是動(dòng)力，我們?cè)鹊膭?dòng)力是以苦力為核心，原先的決策是以經(jīng)驗(yàn)和感性為主。從現(xiàn)在重新考慮畜牧業(yè)，我們需要解決的是效率問(wèn)題，投入多少生產(chǎn)資料同時(shí)產(chǎn)出多少動(dòng)物蛋白，這是效率問(wèn)題。另外，從工業(yè)領(lǐng)域控制畜牧生產(chǎn)，需要尋找一種大家公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。每頭豬都有一條飼養(yǎng)曲線(xiàn)，例如母豬飼養(yǎng)曲線(xiàn)（圖4），按照該曲線(xiàn)圖對(duì)豬進(jìn)行飼養(yǎng)是為了得到更好的動(dòng)物體況，從而得到更好的繁殖性能和生產(chǎn)性能。那么，良好的體況又如何實(shí)現(xiàn)呢？很簡(jiǎn)單，將設(shè)備與飼養(yǎng)曲線(xiàn)形成互作和及時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為智能交互。例如，給豬場(chǎng)的每頭豬佩戴一個(gè)電子芯片，在每個(gè)圈舍放置一臺(tái)感應(yīng)器與豬進(jìn)行關(guān)聯(lián)；邏輯是將傳感器等同于豬，這是智能控制的起點(diǎn)。當(dāng)傳感器與豬結(jié)合后，不同的豬碰觸傳感器會(huì)得到它們?cè)嫉臄?shù)據(jù)，不僅可以了解豬的采食量，而且還可以了解豬何時(shí)采食，從而能更加精確地了解豬的習(xí)性。

裝上感應(yīng)器，那么一天中豬又是如何變化的？原來(lái)是以我們的主觀(guān)意識(shí)為主，與豬進(jìn)行互作?，F(xiàn)在可以通過(guò)多個(gè)感應(yīng)器反饋的信息了解豬在一天中發(fā)生的情況以及何時(shí)發(fā)生。在哺乳母豬拱動(dòng)感應(yīng)器曲線(xiàn)中，如圖5，顯示了哺乳母豬從晚上九點(diǎn)到第二天晚上九點(diǎn)的24 h中325頭母豬拱動(dòng)感應(yīng)器的次數(shù)、采食情況等?？梢钥闯觯惶靸?nèi)豬有7次想去拱動(dòng)傳感器的信號(hào)。晚上九點(diǎn)到早上七點(diǎn)豬拱動(dòng)傳感器4次，為什么會(huì)有這樣的反應(yīng)呢？以前我們對(duì)豬場(chǎng)的控制是我們對(duì)豬的主觀(guān)想法，與上海祥欣畜禽有限公司的李步社場(chǎng)長(zhǎng)交流時(shí)，他說(shuō)這是豬的習(xí)性，這稱(chēng)為以豬為本。當(dāng)傳感器的信號(hào)與豬關(guān)聯(lián)時(shí)，它接受的信號(hào)就是豬在豬舍中的實(shí)際情況，這種信號(hào)是可以與我們的生產(chǎn)有效互作的。如何來(lái)理解這些信號(hào)呢？例如，圖6是325頭豬的求食信號(hào)與采食趨勢(shì)比較結(jié)果圖。另外還有一些數(shù)據(jù)，如一個(gè)小時(shí)豬能采食多少，這是非常有價(jià)值的數(shù)據(jù)，我們正在尋求飼料、營(yíng)養(yǎng)、育種、疾病相關(guān)專(zhuān)家的力量，一起研發(fā)更多有意義的數(shù)據(jù)模型。

圖6　求食信號(hào)與采食趨勢(shì)比較

PigWish系統(tǒng)組成單元包括：豬場(chǎng)的數(shù)據(jù)中心（大腦）、全場(chǎng)通訊覆蓋（神經(jīng)系統(tǒng)）、豬場(chǎng)的傳感網(wǎng)絡(luò)（眼睛）、豬場(chǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行（雙手）、豬場(chǎng)的管理與操作（人機(jī)對(duì)話(huà)）以及云端控制和托管服務(wù)（遠(yuǎn)程專(zhuān)家）?？吹竭@個(gè)組成單元，你可以想到這是一個(gè)完整的機(jī)器人的組成方案。另外，飼養(yǎng)曲線(xiàn)的設(shè)置有多種方式：一種是每頭豬設(shè)定多少量，另外一種是指定日期，到一定日期設(shè)置一定的采食量。最后，我們還可以根據(jù)時(shí)間來(lái)設(shè)置豬的采食次數(shù)。

我們現(xiàn)在能做的是為你們的豬場(chǎng)裝上一種智能硬件，與原先豬場(chǎng)的生產(chǎn)進(jìn)行有效的互動(dòng)。最終以豬的習(xí)性或者豬的生產(chǎn)現(xiàn)狀需求為根本，重新作用于養(yǎng)豬生產(chǎn)。當(dāng)然，這與原來(lái)豬場(chǎng)的生產(chǎn)管理軟件不矛盾，通過(guò)云端直接把需要的信息發(fā)送到原來(lái)的系統(tǒng)，在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上享受豬場(chǎng)信息。

3　結(jié)語(yǔ)

這次分享的目的是把我們已完成的成果與大家分享，同時(shí)希望能與畜牧業(yè)的專(zhuān)家尤其是研究營(yíng)養(yǎng)、育種、疾病以及管理相關(guān)的專(zhuān)家進(jìn)行合作，能夠研發(fā)出更多的應(yīng)用模型，最終更好服務(wù)于畜牧業(yè)，謝謝大家！□□