高勤學(xué) ,王 棟 ,蔡云鵬 ,周建良
(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院, 江蘇 泰州 225300;2.江蘇姜曲海種豬場(chǎng),江蘇 泰州 225306;3.江蘇蘇牧智能科技有限公司,江蘇 鹽城 224161)
樓房養(yǎng)豬不是新鮮事物,早在21世紀(jì)10年代前后,先后出現(xiàn)了浙江省杭州燈塔種豬有限公司的六層樓房養(yǎng)豬,黑龍江肇東四方糧庫(kù)四層樓房養(yǎng)豬等比較有代表性的樓房養(yǎng)豬模式[1]。無(wú)論從迫切性、技術(shù)儲(chǔ)備還是運(yùn)行效率等各方面,第一代樓房養(yǎng)豬都沒(méi)有什么明顯的優(yōu)勢(shì),也沒(méi)有被大面積推廣,但這是對(duì)樓房養(yǎng)豬進(jìn)行了有益的嘗試。以2017年揚(yáng)翔集團(tuán)4棟樓房投產(chǎn)為契機(jī),2019年,自然資源部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于設(shè)施農(nóng)業(yè)用地管理有關(guān)問(wèn)題的通知》(自然資規(guī){2019}4號(hào)),允許養(yǎng)殖設(shè)施建設(shè)多層建筑[2];新一代樓房養(yǎng)豬項(xiàng)目雨后春筍般開(kāi)工建設(shè),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)樓房養(yǎng)豬在建和已經(jīng)投產(chǎn)的項(xiàng)目達(dá)160個(gè)之多,比較有代表性的有揚(yáng)翔公司7/9層、齊全農(nóng)牧集團(tuán)8層、湖北中新開(kāi)維現(xiàn)代牧業(yè)有限公司26層、牧原集團(tuán)210萬(wàn)頭21棟(6層)樓房養(yǎng)豬項(xiàng)目。
得益于非洲豬瘟防控的現(xiàn)實(shí)需要,5G為代表的人工智能技術(shù)的發(fā)展,這一代的樓房養(yǎng)豬和第一代相比已經(jīng)有很大的不同,在許多方面進(jìn)行了創(chuàng)新,但是真正了解樓房養(yǎng)豬內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的文獻(xiàn)很少,大部分都是一帶而過(guò)的報(bào)道。文章以一棟7 200頭母豬的樓房為例,分別從結(jié)構(gòu)和功能、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、智能化三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的解析,希望能為從業(yè)者決策提供參考。
樓房養(yǎng)豬歷經(jīng)30年的不斷完善,已經(jīng)從平層豬舍的簡(jiǎn)單重疊發(fā)展到現(xiàn)在全密閉、智能通風(fēng)、人工光照、自動(dòng)清糞、自動(dòng)送料,排列整齊,可拼接的模塊化建筑;但是樓房養(yǎng)豬仍然沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化,由福建光華百斯特生態(tài)農(nóng)牧發(fā)展有限公司牽頭起草的樓房養(yǎng)豬技術(shù)規(guī)范正在討論中。樓房養(yǎng)豬按照層高、母豬、保育和育肥豬布局被設(shè)計(jì)成不同模式,具體來(lái)說(shuō),就層高來(lái)講,有4~5層育肥樓房,7~8層母豬樓房,以及8層以上樓房三種主要類(lèi)型。由于民用建筑設(shè)計(jì)有24 m高度限制,超過(guò)24 m就屬于高層建筑,從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度,樓房高度最好不要超過(guò)24 m或27 m;按照層高3 m計(jì)算,最多可以設(shè)計(jì)為8~9層,同時(shí)由于自動(dòng)料線(xiàn)最大能輸送的樓層高度為8層,超過(guò)8層需要加裝中轉(zhuǎn)料塔,增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,因此8層及8層以下樓房應(yīng)該是樓房養(yǎng)豬的主要模式。根據(jù)生產(chǎn)工藝布局不同,又可以將樓房養(yǎng)豬分為幾種模式:一是母豬+保育+育肥同棟分層的工藝布局,母豬在頂層(5-6層),保育在中間樓層(4層),育肥在底樓(1-3層),牧原21棟6層樓房即采用這種模式;二是母豬+保育-育肥兩點(diǎn)式工藝布局,母豬樓房每一層都是一條生產(chǎn)線(xiàn),含妊娠舍和分娩舍,減少母豬移動(dòng)的工作量,保育和后備母豬以及公豬都在頂樓,其余每層都是一條生產(chǎn)線(xiàn);三是母豬、保育、育肥分別飼養(yǎng)在單獨(dú)樓里的三點(diǎn)式工藝布局。樓房養(yǎng)豬技術(shù)含量較高的是母豬樓房,育肥樓房比較簡(jiǎn)單,文章以7 200頭母豬樓房為例,主要介紹第二種工藝布局。
雖然每個(gè)公司的養(yǎng)豬樓房設(shè)計(jì)差異很大,但是主流設(shè)計(jì)基本上為每層飼養(yǎng)母豬1 000~1 200頭左右,文章以7 200頭母豬樓房為例,解析樓房養(yǎng)豬內(nèi)部結(jié)構(gòu)及分析相關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。
7 200頭母豬樓房尺寸規(guī)格為:長(zhǎng)度110 m×寬度45 m,每一層面積為4 950 m2;1-6層為繁殖舍,7層為公豬舍、保育舍、培育舍和后備豬舍。
1-6層繁殖舍每一層都是獨(dú)立的生產(chǎn)線(xiàn),每一層飼養(yǎng)1 200頭母豬,每一層分為7個(gè)單元,其中配懷舍5個(gè)單元,分娩舍2個(gè)單元。配懷舍尺寸規(guī)格為:長(zhǎng)度 42 m×寬度13.4 m,每個(gè)配懷單元有4列定位欄,每列定位欄61個(gè),共1 170個(gè)(61×4-減去10根柱子,每單元234個(gè),5個(gè)單元共1 170個(gè))。分娩舍尺寸規(guī)格為:長(zhǎng)度42 m×寬度21 m(1個(gè)單元),本單元有6列產(chǎn)床,每列22個(gè)產(chǎn)床,共132個(gè)產(chǎn)床;長(zhǎng)度42 m×寬度14.3 m(1個(gè)單元),本單元有4列產(chǎn)床,每列22個(gè)產(chǎn)床,共88個(gè)產(chǎn)床;分娩舍共有產(chǎn)床220個(gè)。
7層保配舍分為8個(gè)單元,其中公豬1個(gè)單元(規(guī)格為長(zhǎng)度42 m×13.4 m,定位欄2列,每列56個(gè),共112個(gè);大欄1列25個(gè))、保育舍2個(gè)單元(每個(gè)單元規(guī)格長(zhǎng)度42 m×寬度6.7 m,2列)、培育舍4個(gè)單元(每個(gè)單元規(guī)格長(zhǎng)度42 m×寬度13.4 m,2列;培育舍1包括3個(gè)單元,存欄數(shù)量1 512頭;培育舍2包括1個(gè)單元,存欄數(shù)量756頭)、后備舍1個(gè)單元(規(guī)格長(zhǎng)度42 m×寬度14.3 m,2列,存欄數(shù)量264頭)。
樓房養(yǎng)豬模式的樓房不是孤立的一棟樓,還需要配套大量的附屬建筑,共同構(gòu)成一個(gè)完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。樓房豬場(chǎng)一般由2~4棟樓房和配套附屬用房組成。1棟樓房至少設(shè)置4~5部電梯,其中人貨共用電梯1部,仔豬出貨電梯2部,病死豬、淘汰豬、胎衣滑道或處置電梯1部,還可以設(shè)置1部備用電梯。1棟樓房需要配置25 t中轉(zhuǎn)料塔3個(gè),25 t配懷料塔2個(gè),15 t哺乳料塔2個(gè),7 t教槽料塔2個(gè),15 t 7層育肥料塔1個(gè),7 t 7層各種階段料塔4個(gè)。要管理好養(yǎng)豬樓房,就要進(jìn)行科學(xué)的分區(qū),管理好各種生產(chǎn)投入品,具體來(lái)講,就是四區(qū)物流。四區(qū)(如果把場(chǎng)外隔離區(qū)計(jì)算在內(nèi),也可以叫五區(qū)):即二級(jí)中轉(zhuǎn)區(qū)(二級(jí)消毒隔離區(qū))、生活區(qū)(一級(jí)消毒隔離區(qū))、生產(chǎn)區(qū)、無(wú)害化處理及環(huán)保區(qū)。五流:人流(入場(chǎng)人員經(jīng)過(guò)三級(jí)洗消、隔離、換裝,走專(zhuān)用貨梯進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)),物資流(生產(chǎn)投入品含食品經(jīng)過(guò)三級(jí)-二級(jí)-一級(jí)隔離點(diǎn)專(zhuān)用消毒房進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)),飼料流(飼料經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)料塔到樓房料塔再經(jīng)過(guò)料線(xiàn)進(jìn)入豬舍),糞尿流(每一層糞尿單獨(dú)收集通過(guò)集污管道匯集到環(huán)保區(qū),此外還要進(jìn)行雨污分離,雨水利用地形落差自然排出場(chǎng)外),豬流(豬只單向流動(dòng),母豬同層周轉(zhuǎn),仔豬走專(zhuān)用出貨梯,病死豬走專(zhuān)用電梯或滑道到環(huán)保區(qū))。根據(jù)本場(chǎng)的管理制度,繪制好四區(qū)五流圖,用不同顏色區(qū)分不同區(qū)域,不同區(qū)域配套不同顏色的工裝,對(duì)入場(chǎng)人員通過(guò)門(mén)禁、人臉識(shí)別和工卡等手段,對(duì)人員進(jìn)入不同區(qū)域進(jìn)行授權(quán)和管理。
人員配置是至關(guān)重要的一環(huán),通過(guò)網(wǎng)上的公開(kāi)資料,以及訪(fǎng)談,實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn):樓房養(yǎng)豬的人員配置為每棟樓生產(chǎn)線(xiàn)56人,1-6層每層8人。其中每層配懷飼養(yǎng)員2.5人,產(chǎn)房飼養(yǎng)員3人,配種員1人,防疫員1人,分場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)0.5人;7樓要配備8人,其中公豬站5人,保育培育3人。除了生產(chǎn)線(xiàn)人員,此外樓房養(yǎng)豬二級(jí)和一級(jí)隔離點(diǎn)、生活區(qū)還要配備4人,每棟樓房共需人員約60人。總場(chǎng)還要配備6人,含環(huán)保、防疫、機(jī)電、水電、生產(chǎn)技術(shù)、財(cái)務(wù)及總經(jīng)理等崗位。
了解了樓房養(yǎng)豬內(nèi)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu),結(jié)合豬場(chǎng)的建筑面積,用人規(guī)模,可以對(duì)樓房養(yǎng)豬進(jìn)行效率分析,如表1。
表1 樓房養(yǎng)豬經(jīng)濟(jì)計(jì)算指標(biāo)對(duì)比
樓房養(yǎng)豬是高度集約化的工業(yè)化流水線(xiàn)生產(chǎn)模式,用工數(shù)量較傳統(tǒng)養(yǎng)豬也大為減少。大量簡(jiǎn)單重復(fù)性的工作可以使用機(jī)器替代,比如巡舍、記錄、設(shè)備管理,在減少用人的同時(shí),也增加了生物安全系數(shù),這些都需要智能化設(shè)施設(shè)備支持才能實(shí)現(xiàn)。智能化設(shè)備有攝像機(jī)、智能控制箱、智能飼喂器、巡檢機(jī)器人、智能耳標(biāo)等。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),智能化分成幾個(gè)模塊:一是智能環(huán)控,通過(guò)手機(jī)APP遠(yuǎn)程進(jìn)行風(fēng)機(jī)、濕簾、光照、加熱等遠(yuǎn)程控制;二是智能巡舍、盤(pán)點(diǎn)、異常報(bào)警,通過(guò)帶有機(jī)器學(xué)習(xí)功能的AI攝像機(jī),滑軌機(jī)器人、陸地巡航機(jī)器人等加載相應(yīng)的算法,判斷生病豬只,異常豬只,對(duì)飼養(yǎng)員和豬只越界行為進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警,生物入侵告警,自動(dòng)撥打電話(huà)通知、發(fā)送短視頻到相關(guān)權(quán)限的管理人終端;三是精準(zhǔn)飼喂包括根據(jù)日齡天數(shù)和采食量自動(dòng)調(diào)整飼喂量,監(jiān)測(cè)采食異常豬只,監(jiān)測(cè)發(fā)情豬只;四是生物安全管理和風(fēng)險(xiǎn)管理包括人員越界報(bào)警、進(jìn)入權(quán)限管理、火災(zāi)告警,賣(mài)豬管理,事件與計(jì)劃符合性檢查,車(chē)輛管理,人員管理,洗消行為合規(guī)性檢查等。
一棟7層樓房需要配置的攝像機(jī)共約 210 臺(tái),每層30臺(tái),槍機(jī)16臺(tái),半球12臺(tái),AI攝像機(jī)2臺(tái);陸地巡航機(jī)器人8臺(tái),每層樓1臺(tái),1臺(tái)備用;智能環(huán)境控制箱56臺(tái);環(huán)境傳感器56套(每層溫度傳感器16個(gè),濕度傳感器8個(gè),壓力傳感器8個(gè),每個(gè)單元包括2個(gè)溫度傳感器,1個(gè)濕度傳感器,1個(gè)壓力傳感器);智能飼喂器1 200個(gè),智能耳標(biāo)1 500個(gè)(生產(chǎn)母豬1 200個(gè)+300個(gè)后備)。此外附屬設(shè)施用房還要配置大量的智能設(shè)備,在此不再一一贅述。
樓房養(yǎng)豬是我國(guó)畜牧業(yè)進(jìn)入工業(yè)化階段出現(xiàn)的重要的模式創(chuàng)新和裝備集成創(chuàng)新,主要優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省土地、提高生產(chǎn)效率、提高單位產(chǎn)能。文章以7 200頭母豬樓房為例,解剖了一棟7層樓房母豬舍的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并對(duì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析,樓房養(yǎng)豬在造價(jià)和傳統(tǒng)豬舍相差不大的情況下,單位生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)養(yǎng)豬,具備很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),是一種生產(chǎn)模式的集成創(chuàng)新。但是所有這些優(yōu)勢(shì)都必須建立在樓房養(yǎng)豬能順利運(yùn)營(yíng)和安全運(yùn)營(yíng)的前提下才能實(shí)現(xiàn)的。我們對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度出現(xiàn)的這種模式創(chuàng)新要持開(kāi)放的態(tài)度,從行業(yè)發(fā)展的角度,從技術(shù)的角度提出解決方案,讓更多的人了解樓房養(yǎng)豬,讓樓房養(yǎng)豬順利運(yùn)營(yíng)[3]。
智能化是解決樓房養(yǎng)豬管理困境的一個(gè)很好的方案,但是很多設(shè)備技術(shù)還不成熟,不穩(wěn)定,很多方案也不完善。如何從生物安全、豬場(chǎng)生產(chǎn)工藝流程、工程建設(shè)和設(shè)施設(shè)備配套等角度,進(jìn)行互融互通,打造更完善的解決方案是未來(lái)樓房養(yǎng)豬需要關(guān)注的大課題。