劉子琦 中國農業(yè)大學 人文與發(fā)展學院

我國是傳統(tǒng)農業(yè)大國，生豬養(yǎng)殖在畜牧業(yè)中占據主要地位，近十年來，豬肉產量均占國家肉類總產量一半以上[1]。隨著生豬養(yǎng)殖成本上升、國家標準嚴格化、牲畜易患傳染病、生豬價格的波動性和周期性等因素的影響，依賴密集勞動要素的小農戶生豬養(yǎng)殖減少，資本、技術等要素的要求不斷提升，規(guī)?；托畔⒒蔀楫a業(yè)發(fā)展主導方向。近年來，人工智能、物聯(lián)網和“互聯(lián)網+”的發(fā)展和普及，智能化生豬養(yǎng)殖業(yè)應運而生并蓬勃發(fā)展，國務院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》計劃分“三步走”推進人工智能理論、技術和應用的發(fā)展，使中國成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心[2]，提出“加快推進包括智能農業(yè)在內的產業(yè)智能化升級，大力發(fā)展智能企業(yè)”的要求，為人工智能運用于農業(yè)生產奠定了政策基礎。

今年來，阿里云、網易、京東等互聯(lián)網公司紛紛涉足養(yǎng)豬行業(yè)，將智能養(yǎng)豬技術運用于規(guī)?；B(yǎng)豬產業(yè)，開啟人工智能養(yǎng)豬新時代。

一、智能養(yǎng)豬概述

人工智能（Artificial Intelligence），最早由McCarthy于1956年在Dartmouth學會上正式提出[3-5]，目前正在向多智能體協(xié)同系統(tǒng)的多元化方向發(fā)展。人工智能的主要應用領域包括問題求解、專家系統(tǒng)、機器推理、人工神經網絡、模式識別、人工生命等[5]。隨著現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展，人工智能關鍵技術已在農業(yè)生產領域展開了廣泛應用，可貫穿于農業(yè)生產的產前、產中、產后直至銷售階段[6]，并與畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)相結合。

智能養(yǎng)豬，指將智能化技術應用于生豬養(yǎng)殖，是工廠化養(yǎng)豬產業(yè)發(fā)展的最高階段?；跀祿杉W絡，將一系列軟件系統(tǒng)、硬件設備、算法模型應用于養(yǎng)豬產業(yè)生產等多場景，并開發(fā)相應產品和服務，減少人工投入，提高生產效率，逐步嘗試替代人的操控實現(xiàn)自主智能化決策，實現(xiàn)整個行業(yè)的轉型升級。比較有代表性的如：專家系統(tǒng)[7-9]、機器視覺[10-12]、畜牧機器人、虛擬現(xiàn)實等（見圖1）。

二、鉆石模型及其擴展與應用

（一）鉆石模型概述

“鉆石模型（Diamonds Model）”又稱“國家競爭優(yōu)勢理論”，由戰(zhàn)略管理學家邁克爾·波特（Michael Porter）在1990年出版的《國家競爭優(yōu)勢》[13]一書中提出。某個國家（地區(qū)）的產業(yè)或企業(yè)獲得的競爭優(yōu)勢與四個要素密切相關：（1）生產要素，（2）需求條件，（3）相關產業(yè)和支持產業(yè)的表現(xiàn)，（4）企業(yè)戰(zhàn)略、結構和同行競爭對手，四個要素之間存在雙向作用，構成鉆石模型的基礎，同時還受到機會和政府兩個變數的影響。

（二）鉆石模型的應用

1.利用鉆石模型作為分析框架的適用性

利用鉆石模型分析我國人工智能技術在生豬養(yǎng)殖產業(yè)的發(fā)展前景具有一定的科學性。第一，波特認為，財富來源于生產率，生產率是由國家（區(qū)域）的競爭環(huán)境和經濟環(huán)境決定的，其關注點根植于國內，中國是世界上最大的生豬養(yǎng)殖國，滿足豬肉及其制成品需求成為市場熱點。第二，土地、勞動力、飼料等要素的整合和優(yōu)化配置構成了智能化養(yǎng)殖的基本生產要素，人工智能技術成果和資本投入等構成了智能化養(yǎng)殖的高級生產要素。第三，我國規(guī)模化生豬養(yǎng)殖和專業(yè)化大型養(yǎng)殖企業(yè)的均有一定發(fā)展，產業(yè)鏈基本完備且已形成一定的空間集群，具備發(fā)展智能化養(yǎng)殖的基礎。第四，互聯(lián)網巨頭公司布局智能化養(yǎng)殖，已有初步構想，逐步探索形成競爭戰(zhàn)略。

2.鉆石模型的適應性修正

我國基本社會性質和社會主義市場經濟體制的特殊性要求在分析產業(yè)發(fā)展時應重視政府行政行為的影響，因而對標準鉆石模型做以下適應性修正（見圖2）：

第一，將政府作為第五要素納入鉆石模型。斯代芬等人認為需要將政府增加為鉆石模型的第五個要素[14]，在我國，政府行為在產業(yè)發(fā)展中起規(guī)范作用。

圖1 標準鉆石模型

圖2 修正后的鉆石模型

第二，將國家戰(zhàn)略納入企業(yè)戰(zhàn)略、結構和同業(yè)競爭要素。一方面農業(yè)是關系國計民生的基礎性產業(yè)，農業(yè)在國家經濟發(fā)展中的戰(zhàn)略地位以及國家對農業(yè)采取的發(fā)展戰(zhàn)略都將直接影響農業(yè)發(fā)展道路[15]；另一方面，我國高度重視科學技術“卡脖子”問題，政策條款數量豐富、頂層設計完善。國家戰(zhàn)略在產業(yè)發(fā)展中起先導作用，因而在分析人工智能應用于生豬養(yǎng)殖產業(yè)需要將國家戰(zhàn)略納入影響因素之一。

三、智能化生豬養(yǎng)殖驅動力要素分析

（一）生產要素：生產成本和技術支撐的聚集和優(yōu)化配置

1.初級生產要素

初級生產要素主要包括土地、勞動力、飼料及水資源等。智能化生豬養(yǎng)殖依托于規(guī)?；B(yǎng)殖，具備較完善的基礎生產設施和較充足的生產資料供應，同時人工智能技術的應用可替代勞動力等其他基礎要素，提高生產效率和精準性，最終降低生產成本。

2.高級生產要素

人工智能屬于高新技術產業(yè)，高級生產要素在其發(fā)展和應用中占據主導地位，主要包括技術要素、人才要素、資本要素等。高級生產要素的整合利用可在減少疫病、降低死亡率、提高豬肉產品質量安全方面發(fā)揮積極作用。

技術要素方面，數據庫、云計算、智能算法等前沿技術，可為生豬養(yǎng)殖提供基礎性技術支撐。當前我國人工智能領域國際科技論文發(fā)表量和發(fā)明專利授權量已居世界第二，人工智能技術的研發(fā)和使用已拓展至農業(yè)領域，國內已有畜禽養(yǎng)殖方面的實踐，為我國人工智能在本土生豬養(yǎng)殖產業(yè)提供借鑒。

人力資源方面，我國從事信息傳輸、計算機服務、軟件業(yè)等高新技術產業(yè)人員逐年加速增長，截止2017年已達到367.7萬人，從事科學研究、技術服務行業(yè)的人才截止2017年為210萬人[1]，人工智能人才投入累計18232人，占世界總量的8.9%。2018年，35所高校獲批設立“人工智能”專業(yè)，高等教育更加專業(yè)化。部分科研院所自主自發(fā)的進行跨學科探討，2019年4月啟動“智源學者計劃”以每年支持100位AI優(yōu)秀高等專業(yè)化人才，整合數據、算法、場景和基礎設施等優(yōu)勢，培育國際頂尖AI人才。

資本要素方面，我國人工智能領域投融資總額達277.1億美元，占全球總額70%，且國家正致力于建立財政引導、市場主導的資金支持機制。此外市場骨干企業(yè)如阿里巴巴、京東、科大訊飛等依托自身優(yōu)勢，強強聯(lián)合，建立產業(yè)發(fā)展聯(lián)盟，拓展融資渠道，積極參與智能養(yǎng)殖業(yè)布局。

（二）需求條件：滿足國內市場需求

1.國內市場高質量豬肉產品需求

中國是生豬養(yǎng)殖和消費大國，2017年豬肉消費量5500萬噸，幾乎全部為自產自銷，人口基數保障國內市場需求的穩(wěn)定。根據《全國生豬生產發(fā)展規(guī)劃（2016-2020）》的預測，伴隨人口增長、居民收入增加和城市化進程將拉動我國豬肉消費保持一定程度增長，至2020年我國豬肉消費量比十二五末增長250萬噸，生豬產業(yè)尚有一定的發(fā)展空間。

近年來，消費者逐漸偏向高質量豬肉產品，對其食品安全有了更高要求，智能化養(yǎng)殖可通過全程監(jiān)控預警對每頭建立數據檔案，并利用大數據平臺對產品質量安全提供追蹤和溯源體系，迎合了市場需求。

2.市場規(guī)?；a主體需求

智能化生豬養(yǎng)殖可被龍頭企業(yè)運用，彌補規(guī)?；i養(yǎng)殖不足。經理論驗證，全流程的人工智能技術可提升養(yǎng)豬企業(yè)PSY和MSY，增加生豬出欄量進而提高豬肉產量，降低生產成本，同時通過及時預警疫情，防治疫情擴大，降低疫病損失。人工智能的運用未來還可能成為連接養(yǎng)殖戶、保險機構、政府監(jiān)管部門等一系列行業(yè)管理主客體的關鍵，在中后期發(fā)展中也具備一定市場基礎。

（三）相關及支持產業(yè)

智能化人工養(yǎng)殖以互聯(lián)網+大數據平臺、人工智能算法、虛擬現(xiàn)實等技術以及相關智能硬件設備、現(xiàn)代化養(yǎng)殖設施等為支撐，也需要物流鏈、冷鏈、飼料工業(yè)等傳統(tǒng)產業(yè)的配合。在上游產業(yè)中，我國人工智能企業(yè)在2012-2016年期間加速增長，目前已增至1011家，位列全球第二，在視覺、硬件、算法等領域均有涉及，為人工智能在生豬養(yǎng)殖行業(yè)的應用提供了技術和應用基礎。在下游產業(yè)中，根據《中國畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》顯示，當前我國生豬養(yǎng)殖產業(yè)呈規(guī)?；l(fā)展趨勢，龍頭企業(yè)成長屬性凸顯，基礎設施較完善。互聯(lián)網巨頭參與智能化生豬養(yǎng)殖行業(yè)，并與傳統(tǒng)養(yǎng)殖企業(yè)的強強聯(lián)合，可形成上下游產業(yè)配合互動，促使產業(yè)集群，產生持續(xù)競爭優(yōu)勢。

（四）國家、企業(yè)戰(zhàn)略和同業(yè)競爭

戰(zhàn)略和競爭都能夠促進智能化生豬養(yǎng)殖的發(fā)展。國家和企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略引領智能化生豬養(yǎng)殖產業(yè)的發(fā)展，國內競爭則能夠創(chuàng)造和保持競爭優(yōu)勢。

智能化生豬養(yǎng)殖的驅動力可從宏觀政府層面和微觀企業(yè)層面進行分析。國家宏觀政策規(guī)定和戰(zhàn)略引領則為產業(yè)發(fā)展規(guī)定了宏觀方向，提供了良好的市場秩序和制度條件，在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中將推進智能農業(yè)轉型升級納入國家戰(zhàn)略層面，從宏觀層面引領人工智能的發(fā)展，刺激了智能農業(yè)的發(fā)展；微觀層面，企業(yè)發(fā)展目標及管理方式影響企業(yè)戰(zhàn)略，同時互聯(lián)網巨頭之間的競爭，傳統(tǒng)規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)間的競爭促使企業(yè)強強聯(lián)合，整合發(fā)展優(yōu)勢資源，對智能化生豬養(yǎng)殖產業(yè)產生驅動作用。

（五）政府作用

人工智能為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)，受到國家重視和政策指引，因而政府可作為影響智能化生豬養(yǎng)殖主要驅動因素，通過政策、制度、資金等手段對其他四個基本要素產生影響。

政策制度上，自2015年至今，中央政府及各部委已頒布關于人工智能相關指導政策11部，并將人工智能的運用寫入黨的十九大報告和政府工作報告，從國家宏觀層面對人工智能的發(fā)展應用做出規(guī)劃。政府偏好對市場主體行為產生引導和激勵，促進互聯(lián)網企業(yè)及傳統(tǒng)養(yǎng)殖企業(yè)強強聯(lián)合，同時針對畜牧業(yè)發(fā)展也有相關規(guī)定部署，在養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境保護問題、畜禽養(yǎng)殖時間問題及養(yǎng)殖安全和動物福利問題均有政策規(guī)定。資金投入上，政府財政資金和專項資金可直接投入智能化生豬養(yǎng)殖產業(yè)的發(fā)展中，相關農業(yè)生產補貼和動物疫病補償資金降低了規(guī)?；i養(yǎng)殖的風險，對產業(yè)發(fā)展和智能化升級起輔助和推動作用；教育和科研投入可提升人力資源的知識和技術水平，為智能算法的研發(fā)提供資金支持，促進新技術的轉化應用，刺激智能化生豬養(yǎng)殖產業(yè)的興起和進一步發(fā)展。

（六）機會

機會是鉆石模型的輔助要素，不受模型內其他要素的影響，但可引起鉆石體系中其他要素自身的變化或通過打破原狀態(tài)提供新的競爭空間。前沿科技對地區(qū)產業(yè)及國家總體發(fā)展的驅動作用愈發(fā)明顯，人工智能技術的開發(fā)和利用成為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)，同時我國處于產業(yè)轉型升級的關鍵時期，智能化生豬養(yǎng)殖充滿機遇。

四、結論及建議

（一）對研究結果的討論

當前我國養(yǎng)殖業(yè)正處于發(fā)展瓶頸時期，面臨環(huán)保政策的日益嚴格、動物疫病的易群發(fā)性以及豬肉市場波動等多種因素的不利影響。而智能養(yǎng)豬通過技術和管理的創(chuàng)新有望解決難題，把握發(fā)展機遇。

綜合分析可得出：生產要素上，我國有一定的規(guī)?；i養(yǎng)殖基礎，基本生產要素的投入較豐富，但人工智能算法的適用性開發(fā)和高素質人才投入等高級生產要素的投入存在不足；市場需求方面，消費市場對豬肉及其產成品需求仍保持高位，市場規(guī)?？捎^，傳統(tǒng)規(guī)?；B(yǎng)殖企業(yè)為尋求轉型升級和更高發(fā)展水平需要技術支持，產生人工智能技術的需求；相關產業(yè)上，我國尚未形成完整的高科技養(yǎng)殖產業(yè)鏈，特別在科學技術轉化方面存在斷點；戰(zhàn)略及國內競爭方面，國家具有對人工智能及養(yǎng)殖產業(yè)的宏觀戰(zhàn)略規(guī)劃，各互聯(lián)網巨頭企業(yè)可依托自身優(yōu)勢制定發(fā)展策略，加入激烈國內競爭，最終促進智能化生豬養(yǎng)殖行業(yè)有序發(fā)展；政府要素在人工智能應用于生豬養(yǎng)殖行業(yè)作用主要體現(xiàn)在鼓勵科技研發(fā)，規(guī)范養(yǎng)殖業(yè)秩序方面，增強資金投入等方面，但在人工智能與傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)結合地帶缺乏具體的政策指引。

傳統(tǒng)養(yǎng)殖基礎、人工智能算法和養(yǎng)殖硬件設施研發(fā)、國內市場需求、政府政策導向和企業(yè)自主嘗試共同構成了智能化生豬養(yǎng)殖的驅動力。但當前我國高科技養(yǎng)殖行業(yè)處于發(fā)展初期階段，仍存在發(fā)展前景不確定，行業(yè)規(guī)則模糊，技術支撐不足等問題，需發(fā)揮多元利益主體的參與協(xié)同作用，結合自然科學與人文科學觀點，綜合評估智能養(yǎng)豬產業(yè)的發(fā)展前景。

（二）意見及建議

1.加強人工智能應用于生豬養(yǎng)殖業(yè)的倫理考量

人工智能技術的運用挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)“人與工具二分”的本體論，人工智能作為一種替代性智能工具具備部分人的特性，需對其進行倫理的考量，評估其途徑和目標一致性，以建立可信賴的智能化養(yǎng)豬系統(tǒng)。

首先是技術上安全可靠，人工智能集合了自然科學和社會科學的前沿性科技成果，但技術失誤和監(jiān)控失靈可能帶來養(yǎng)殖風險、肉品質量風險、生態(tài)環(huán)境風險，給生豬養(yǎng)殖企業(yè)帶來較大損失，甚至破壞整個養(yǎng)殖產業(yè)秩序與規(guī)則。其次是人文上的考量，對人工智能“非黑即白”的判斷過于片面，需嵌入不同價值觀系統(tǒng)思考其倫理準則，017年我國通過了首部《動物福利評價通則》，對倡導高效率的生產原則提出了質疑，智能化生豬養(yǎng)殖更加科學精準，可減少人為干預、及時發(fā)現(xiàn)豬群疫病、改善動物養(yǎng)殖環(huán)境。

各相關利益主體應達成共識，在政府引導下共同制定符合智能化生豬養(yǎng)殖法律及標準。并對人工智能技術的研究和使用進展進行跟蹤和評估，增強算法透明性，防止技術失誤，規(guī)避對社會潛在風險、安全隱患、倫理道德的影響。同時走出傳統(tǒng)以人為中心的養(yǎng)殖思路，更多關注豬群權利和質量安全等人文問題，促使智能化生豬養(yǎng)殖向著對人類和社會有益的方向發(fā)展。

2.發(fā)揮政府頂層設計和監(jiān)管的作用

①加強政策指引，規(guī)范市場主體行為

我國先后頒布了《“互聯(lián)網+”AI三年行動實施方案》《新一代AI發(fā)展規(guī)劃》《促進新一代AI產業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020）》等政策文件，但人工智能的運用缺乏完善的法律約束，且人工智能的農業(yè)生產運用上缺乏專業(yè)性和指導性較強的政策指引，政府需在規(guī)范人工智能運用范圍，加強養(yǎng)殖過程監(jiān)管，明確技術應用責任以保障技術安全性等方面發(fā)揮頂層設計作用。

②促進高級生產要素集聚智能化生豬養(yǎng)殖

政府應在人工智能開發(fā)利用，高水平專業(yè)化人才培養(yǎng)以及資金投入及融資方面發(fā)揮作用。當前，動物識別算法與通用識別算法間存在較大差異，技術應用還不成熟，互聯(lián)網企業(yè)在該領域的積極嘗試未出現(xiàn)明確結果，政府應為知識資源的開發(fā)和利用提供專項資金支持，完善硬件設施及產業(yè)鏈，促進高等教育的發(fā)展，培養(yǎng)專業(yè)化高素質人才，進一步整合科研資源，建立專家系統(tǒng)。積極鼓勵市場主體以及資本參與智能化生豬養(yǎng)殖行業(yè)，給予企業(yè)融資便利，吸引更多資本投入。

3.綜合考慮智能化生豬養(yǎng)殖的成本和需求

互聯(lián)網巨頭利用人工智能技術可以代替人的勞動，降低動物死亡率和生產成本，但人工智能開發(fā)、運用和維護成本高昂，反而加重企業(yè)負擔。一方面，雖然人工智能降低了對體力勞動者的依賴，但需高素質人力資源保持運營，隨之而來的更高薪資要求和人力資源成本；另一方面，人工智能是一套復雜算法的集合，不能直接將其他行業(yè)案例直接套用至智能化生豬養(yǎng)殖，同時迭代更新快、運維成本高，初期資金投入大。

“十三五”期間是畜牧業(yè)發(fā)展和轉型升級的關鍵時期，養(yǎng)殖水平和畜產品安全水平尚未得到充分提升[16]。人工智能技術的興起成為養(yǎng)殖業(yè)轉型升級的重要推動力量，未來智能化生豬養(yǎng)殖會成為連接養(yǎng)殖戶、保險企業(yè)、政府監(jiān)管層、消費者等多元利益主體的關鍵，產業(yè)發(fā)展前景較好。但豬肉市場波動較大，疫病防治存在風險，且部分消費者對高科技產出品存在懷疑心理，因而智能化生豬養(yǎng)殖是否能夠在激烈的市場競爭中奪取消費者偏好仍需進一步討論。