金 鑫

（青島科創(chuàng)信達(dá)科技有限公司，山東 青島 266100）

1 關(guān)于樓房養(yǎng)豬

1.1 樓房養(yǎng)豬的發(fā)展

養(yǎng)殖業(yè)一直是我國(guó)農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，集約化、智能化是現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的方向，而隨著規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，對(duì)于土地的需求也越來越多，養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展也是從傳統(tǒng)的平房養(yǎng)殖轉(zhuǎn)移到立體樓房養(yǎng)殖，而在樓房養(yǎng)殖的發(fā)展過程中也是經(jīng)歷了平層疊加的探索以及集中通風(fēng)樓房的創(chuàng)新，目前樓房養(yǎng)殖還處于不斷探索不斷創(chuàng)新的發(fā)展過程中。養(yǎng)豬的模式發(fā)展過程如圖1所示。

圖1 養(yǎng)豬模式的發(fā)展

1.2 樓房養(yǎng)豬的優(yōu)勢(shì)

樓房養(yǎng)豬之所以會(huì)受到越來越多人的關(guān)注，主要是其有太多的優(yōu)勢(shì)值得從業(yè)者去探索，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

（1）更智能：集約化的建設(shè)，各種智能化設(shè)備應(yīng)用更加便捷，包括智能環(huán)控、精準(zhǔn)飼喂及AI監(jiān)控等智能化、信息化的設(shè)備助力樓房養(yǎng)豬健康發(fā)展；

（2）更環(huán)保：養(yǎng)殖環(huán)境集中處理，廢氣，糞便無論是監(jiān)測(cè)還是處理都更加方便；

（3）更高效：減少了對(duì)于土地的依賴，占地面積小，單位面積產(chǎn)出大，隔離防疫更科學(xué)；

（4）更標(biāo)準(zhǔn)：集約化管理，跨界企業(yè)包括房地產(chǎn)，高科技企業(yè)的介入加速標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)；

（5）更節(jié)能：樓房建筑在保溫密封方面做得非常好，而且集中通風(fēng)模式風(fēng)機(jī)可以協(xié)同工作，更加高效節(jié)能。

1.3 樓房養(yǎng)殖的痛點(diǎn)

雖然樓房養(yǎng)豬有諸多優(yōu)點(diǎn)，也有很多痛點(diǎn)亟需解決。

（1）設(shè)備：各個(gè)樓層之間相互隔離，但是各個(gè)樓層設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，參數(shù)設(shè)置，報(bào)警信息相互影響；

（2）通風(fēng)：多單元、多品種養(yǎng)殖模式，養(yǎng)殖參數(shù)不同又相互影響、互相制約，如何精密通風(fēng)是一個(gè)很難的問題；

（3）經(jīng)驗(yàn)不足：樓房養(yǎng)豬作為一種新興的養(yǎng)殖模式，缺乏專業(yè)人才，又缺乏養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，只能摸索；

（4）噪聲：集中通風(fēng)，風(fēng)機(jī)匯集到一個(gè)點(diǎn)，如何消除噪聲已經(jīng)是個(gè)很大問題。

還有很多其他問題需要從業(yè)者不斷去解決，養(yǎng)殖模式由平層變成立體，設(shè)備如何維護(hù)保養(yǎng)困擾著豬場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者，雖然隔離防疫更加科學(xué)，但是如此集中的養(yǎng)殖規(guī)模，構(gòu)建完善的生物安全體系卻是非常困難，還有養(yǎng)殖成本控制，建筑結(jié)構(gòu)維保等等諸多問題。

2 智能化裝備在樓房養(yǎng)豬中的應(yīng)用

傳統(tǒng)養(yǎng)殖，主要依靠飼養(yǎng)員的肉眼觀察與經(jīng)驗(yàn)來判斷，很難做到對(duì)所有個(gè)體信息的實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)控。樓房養(yǎng)豬有諸多痛點(diǎn)，可以借助智能化的方式解決。通過智能化設(shè)備和大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控每頭豬的情況，通過大數(shù)據(jù)分析建立數(shù)字化養(yǎng)殖數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化養(yǎng)殖，更加高效。

利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、無模型自適應(yīng)算法等技術(shù)解決了樓房養(yǎng)殖中的諸多痛點(diǎn)，同時(shí)為養(yǎng)殖企業(yè)輸出高品質(zhì)產(chǎn)品。主要體現(xiàn)在如圖2的智能化設(shè)備的應(yīng)用。

圖2 智能樓房養(yǎng)殖系統(tǒng)

圖3為智能樓房系統(tǒng)架構(gòu)，把系統(tǒng)分為如下幾個(gè)層級(jí)：每個(gè)單元，樓頂主控，云平臺(tái)。

圖3 智能樓房系統(tǒng)架構(gòu)

（1）每個(gè)單元配備如下智能化設(shè)備：①智能裝備：智能環(huán)控、智能飼喂、AI監(jiān)控、智能料線、刮糞等智能化設(shè)備；②傳感器：溫度、濕度、CO2、風(fēng)速、靜壓等傳感器感知環(huán)境信息；③消耗數(shù)據(jù)：水、電和飼料等的消耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。這些智能化設(shè)備構(gòu)成了每個(gè)單元的基礎(chǔ)設(shè)施，可以有效優(yōu)化人工效率，降本增效，并提高安全等級(jí)。

（2）樓頂主控：智能環(huán)控主機(jī)管理交互每一臺(tái)從機(jī)，根據(jù)各個(gè)從機(jī)的狀態(tài)運(yùn)用無模型自適應(yīng)算法控制樓頂風(fēng)機(jī)群。

（3）云平臺(tái)：所有智能化的設(shè)備信息統(tǒng)一上報(bào)到云平臺(tái)，云平臺(tái)會(huì)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)展示，數(shù)據(jù)分析等，另外還有手機(jī)端App可以隨時(shí)隨地掌控養(yǎng)殖場(chǎng)的數(shù)據(jù)。

2.1 智能環(huán)控

環(huán)控通風(fēng)是智慧養(yǎng)殖的核心，也是決定養(yǎng)殖成敗的關(guān)鍵因素，對(duì)于樓房養(yǎng)豬來講，環(huán)控尤為關(guān)鍵，對(duì)于樓房養(yǎng)豬來說多品種、多單元、多參數(shù)的養(yǎng)殖模式，特別是集中通風(fēng)的樓房，由于風(fēng)井結(jié)構(gòu)的特殊模式，多個(gè)單元互相影響，決定了做好樓房養(yǎng)殖的通風(fēng)非常關(guān)鍵，也是必須要做好的工作。

通過對(duì)于樓房通風(fēng)的風(fēng)量、風(fēng)速的模擬來看，各項(xiàng)數(shù)據(jù)差異明顯（見圖4、圖5）。

圖4 風(fēng)量差異

圖5 風(fēng)速靜壓差異

針對(duì)如上問題，利用無模型自適應(yīng)算法，采用主控和分控組合模式構(gòu)建整體樓房智能通風(fēng)控制。分控為樓層各單元信息采集控制器，主要采集各單元溫度、濕度、風(fēng)速等舍內(nèi)信息，同時(shí)控制單元進(jìn)出風(fēng)窗的張開度大小、濕簾啟動(dòng)、舍內(nèi)擾流風(fēng)機(jī)等設(shè)備維持小單元舍內(nèi)環(huán)境，為豬只提供適宜的生存環(huán)境（見圖6）。

圖6 環(huán)控核心算法

2.2 智能飼喂

如何降低養(yǎng)殖成本、降低疫情風(fēng)險(xiǎn)、提高飼料利用率、提高母豬生產(chǎn)效率是生豬養(yǎng)殖業(yè)亟需解決的問題。智能飼喂通過小科智能飼喂引擎（圖7），閾值精準(zhǔn)飼喂引擎，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的飼喂管理與數(shù)據(jù)采集，針對(duì)不同的個(gè)體差異制定個(gè)性化的飼喂管理曲線，實(shí)現(xiàn)最大化的生產(chǎn)效率。精準(zhǔn)飼喂主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)部分。

圖7 小科飼喂引擎

2.2.1 建立個(gè)體日齡飼喂模型

系統(tǒng)可以建立整個(gè)養(yǎng)殖周期的飼喂模型，根據(jù)日齡變化生成飼喂曲線，通過預(yù)設(shè)每個(gè)最小飼養(yǎng)單元的存欄量從而計(jì)算出每個(gè)單元的總飼喂量；系統(tǒng)可以預(yù)設(shè)餐次曲線和飼喂比例，通過精細(xì)化的飼養(yǎng)管理實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼喂達(dá)到最優(yōu)飼喂效果；系統(tǒng)關(guān)聯(lián)死淘數(shù)據(jù)，自行計(jì)算飼喂總量并進(jìn)行調(diào)整。

2.2.2 個(gè)體生長(zhǎng)健康狀況管理系統(tǒng)

系統(tǒng)可根據(jù)個(gè)體健康情況、個(gè)體增重情況、疫病情況以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)從而針對(duì)最小單元進(jìn)行飼喂量的微調(diào)，可以有效地控制個(gè)體在最佳的生長(zhǎng)曲線，使每頭豬只都能達(dá)到最優(yōu)的生產(chǎn)性能。

2.2.3 多因子自優(yōu)化飼喂系統(tǒng)

針對(duì)個(gè)體飼喂精準(zhǔn)的飼喂數(shù)據(jù)計(jì)量，可以有效地監(jiān)管動(dòng)物的健康狀態(tài)，并且系統(tǒng)可以關(guān)聯(lián)飲水量的數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算水料比，建立飼喂量分布曲線；系統(tǒng)可以根據(jù)飼喂量分布曲線，環(huán)境信息數(shù)據(jù)，環(huán)境數(shù)據(jù)等多個(gè)影響因子的數(shù)據(jù)，通過算法自動(dòng)優(yōu)化飼喂曲線模型，真正做到精準(zhǔn)飼喂。

2.3 生物安全

生物安全對(duì)于樓房養(yǎng)豬來說極為關(guān)鍵，尤其針對(duì)于非洲豬瘟這種烈性傳染病，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的危險(xiǎn)因素并且實(shí)時(shí)有效的隔離是防范的要點(diǎn)。智能AI生物安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過安裝智能裝備以及場(chǎng)內(nèi)攝像頭，針對(duì)入場(chǎng)的車輛、人員、物品、以及場(chǎng)區(qū)內(nèi)的人車物以及流程管理進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)檢測(cè)外圍出現(xiàn)的人、車、動(dòng)物等關(guān)鍵信息，通過小科愛牧O2S大數(shù)據(jù)平臺(tái)展示并及時(shí)報(bào)警，排除潛在因素，提高生物安全等級(jí)（圖8）。

圖8 生物安全體系

2.4 大數(shù)據(jù)平臺(tái)

數(shù)據(jù)上云一站式解決方案如圖9所示。

圖9 數(shù)據(jù)上云一站式解決方案

2.4.1 智能化與信息化有效結(jié)合助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

養(yǎng)殖企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)是必然的趨勢(shì)，智能化解決現(xiàn)場(chǎng)管理難題的同時(shí)將數(shù)據(jù)同步上傳到云端，結(jié)合必要的人工錄入數(shù)據(jù)，企業(yè)可將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行云端處理，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公，數(shù)據(jù)的積累會(huì)幫助企業(yè)進(jìn)行日常報(bào)表以及管理的優(yōu)化升級(jí)，以及決策支撐，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)品牌賦能。

2.4.2 智能化預(yù)警系統(tǒng)

預(yù)警系統(tǒng)作為養(yǎng)殖過程風(fēng)險(xiǎn)控制的重要一環(huán)，可以讓風(fēng)險(xiǎn)提前被感知并得到有效處理，平臺(tái)基于多種養(yǎng)殖模型，采用多級(jí)別，階梯式告警，劃分告警級(jí)別，細(xì)分告警內(nèi)容，保證養(yǎng)殖人員在第一時(shí)間了解到養(yǎng)殖的問題所在，并能根據(jù)告警信息準(zhǔn)確的定位問題，縮短問題解決時(shí)間，從而保證生物的健康狀況，極大地減少養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)，保證生物資產(chǎn)的安全。

2.4.3 數(shù)字化養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)近似無人化養(yǎng)殖

平臺(tái)為用戶存儲(chǔ)養(yǎng)殖策略，以保證在不同的養(yǎng)殖策略能得到有效地調(diào)整，引導(dǎo)養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)從言傳身教向數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)變，結(jié)合特征提取等算法，對(duì)養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)數(shù)字化，采用因子分析尋找養(yǎng)殖策略與環(huán)境信息，天氣狀況、氣候差異、地域條件之間的關(guān)聯(lián)性，不斷地進(jìn)行技術(shù)迭代和鏈路補(bǔ)全。從而在生豬生產(chǎn)的全生命周期，為用戶提供精準(zhǔn)有效的管理策略調(diào)整。優(yōu)化生產(chǎn)流程，從傳統(tǒng)的人管設(shè)備，轉(zhuǎn)變?yōu)楣芾碚咛岢瞿繕?biāo)，目標(biāo)決定策略，策略管理設(shè)備，再通過多因子的干預(yù)，逐步實(shí)現(xiàn)無人化養(yǎng)殖。

3 樓房養(yǎng)殖智能化的發(fā)展

樓房養(yǎng)豬作為一種新興的養(yǎng)殖模式正在不斷發(fā)展，智能樓房養(yǎng)殖系統(tǒng)可以將物聯(lián)網(wǎng)智能化感知、信息傳輸和智能控制技術(shù)與傳統(tǒng)養(yǎng)殖工藝結(jié)合起來，利用先進(jìn)的智能硬件，傳感器技術(shù)，數(shù)字信息傳輸技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能分析技術(shù)，圍繞樓房養(yǎng)殖生產(chǎn)和管理環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)而成的智能自動(dòng)化養(yǎng)殖系統(tǒng)。利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)的養(yǎng)殖，不斷針對(duì)當(dāng)前遇到的各種問題優(yōu)化迭代升級(jí)，樓房養(yǎng)豬將會(huì)是未來發(fā)展的一個(gè)重要的方向。