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中国 智能养猪 白皮书（ 2018） 主编 单位： 农信互联集团 农信研究院 指导单位： 北京市饲料工业协会 互联网与大数据分会 北京 农业互联网协会 2018 年 8 月中国 智能养猪白皮书 （ 2018） I 内容摘要 我国 工厂化养猪的发展历程大致分为几个阶段，即 机械化 阶段 、信息化阶段 、智能化 阶段 。目前我国的大部分规模化养猪场处于信息化阶段或由机械化向信息化转型的阶段。 智能养猪，即是把工业上智能制造的理念迁移到养猪业，围绕养猪产业链构建更广泛的网络化平台，在此平台基础上可以更广泛的协同集成 各类 软硬件和最新的技术，从而基于养猪产业生产等多场景开发相应的产品和服务，带动整个行业的转型升级。 目前国内的智能养猪市场主要包括 猪场大数据平台、猪场物联网 平台与设备 、 人工智能 技术及解决方案 等领域。 最近话题度较高的视觉识别、语音识别、区块链等新技术在养猪业的应用基本还处于萌芽、研究阶段， 尚未有成熟的市场化产品问世。 我国智能养猪领域存在三大问题 ： 农业 物联网标准化程度低 ， 制约 着 我国农业物联网 技术与设备 的 发展 ； 我国的农业智能设备传感器实用化程度 和性价比 较低， 导致 猪场智能设备普及率不高 ； 目前通过 实时感知的数据没有得到充分挖掘利用 ， 应用模型实用性有待加强 。 智能养猪的 三 大发展趋势： 机器自我学习是突破点 ， 机器通过深度学习，积累养殖经验，构建专家式养猪模型，修正人的经验 ； 数据是最终驱动力 ， 在产业化应用中技术壁垒最终会大幅降低，生存法则仍然是数据为王； 平台 化 优势将不断凸显 ， 平台拥有庞大的猪场用户，能够提供广泛的应用场景和海量的行业数据，平台也能够整合各类行业主体，提供 优质 高效、低成本的服务。中国 智能养猪白皮书 （ 2018） II 目 录 一、工厂化养猪的发展历程 . 1 （一）机械化阶段 . 1 （二）信息化阶段 . 1 （三）智能化阶段 . 2 二、智能养猪概述 . 2 （一）智能化的概念 . 2 （二）智能养猪的涵义 . 3 1、智能养猪是围绕养猪管理构建更广泛的信息网络 . 3 2、智能养猪是一系列技术和设备在养猪管理的集成 . 3 3、智能养猪是技术基于养猪管理各种场景的实践应用 . 4 三、国内企业在智能养猪领域的发展现状 . 5 （一） 猪场大数据服务平台 . 7 1、猪产业互联网平台 . 7 2、猪场管理软件 . 8 （二）猪场物联网平台与设备 . 11 1、物联网云平台 . 11 2、智能穿戴设备 . 13 3、智能饲喂设备 . 13 4、小型智能设备 . 14 5、智能环境监控设备 . 15 （三）人工智能技术 . 16 1、视觉识别 . 16 2、声音识别 . 21 （四）区块链技术 . 22 四、问题反思与趋势展望 . 23 中国 智能养猪白皮书 （ 2018） III （一）问题反思 . 23 1、农业物联网标准化程度低 . 23 2、猪场智能设备普及率不高 . 23 3、应用模型实用性有待加强 . 24 （二）趋势展望 . 24 1、机器自我学习是突破点 . 24 2、数据是最终驱动力 . 25 3、平台化优势将不断凸显 . 25 致 谢 . 26 中国 智能养猪白皮书 （ 2018） 1 一、 工 厂 化养猪的 发展历程 从目前来看，我国的 工 厂 化养猪 大致 经历了机械化、信息化 和 智能化 三个阶段 。机械化阶段通过控制设备执行各类操作，系统完全不感知外部信息，是信息孤岛的系统；信息化阶段可以通过 人工 录入 或 传感器 技术 感知外界各类状态信息， 通过 基本的数据分析指导操作， 是 简单的 信息反馈和交互 的系统 ；智能化阶段将各类数据信息互联互通，相互融合形成智能决策和控制 网络 ， 这个阶段 实质是一种全新的、复杂协同 的 知识自动化系统 。 （一） 机械 化 阶段 养殖机械化即在生猪养殖全程各个生产环节（饲喂、 环境控制 、消毒 、 防疫、 清粪、 废弃物处理等）使用机械化作业代替人工操作。机械的使用节约 了人工， 降低 了 养殖成本， 提高了养殖的规模化、集约化、标准化生产水平。 养殖机械化存在 的 问题：（ 1）畜 牧养殖个别环节 的 机械化 水平很高而有些主要环节却很低，各个环节机械化 水平呈 “断崖式 ”差别 ，全程机械化 水平被拉低。（ 2） 养殖 机械在不感知外部环境的情况下执行标准划一的操作，不能针对具体环境变化做出调整，更加没有考虑 通过 长期积累经验数据 指导 决策。 目前 我国大部分中小规模猪场 处于这一阶段 或向 信息 化转型阶段 。 （二） 信息 化 阶段 早期数据采集主要 依 靠人工 录入 完成，随着 物联网 和 信息技术 的发展，逐渐实现 了 数据自动采集， 同时利用信息管理软件高效地完成基本信息统计和分析， 开启养殖行业的信息化高速发展。 采集 的数据包括 环境信息、猪只体征数据、猪只运动行为特性和生产管理数据 ， 甚至屠宰、分销物流信息等 。 中国 智能养猪白皮书 （ 2018） 2 信息化 面临 的困境：（ 1）采集数据间缺乏互联互通机制，各种信息没有高效的融合。（ 2）数据信息缺乏有效算法模型 来 形成闭环控制，难以 实现 实时、动态的 精准操作和决策。 （ 3）没有建立精细养殖模型，决策和处理主要基于人的经验，与实际需求仍有差距。 目前 我国 集团化养 猪 企业 大多 处于这一阶段 。 （三） 智能化 阶段 随 着移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等技术 的 不断成熟，新技术与猪场生产更广泛、更深入地结合， 并 逐步尝试替代人的操控来自主智能化决策，使智能养殖的应用环境越发成熟。 智能养殖模式 是畜牧 行业 的第三次 革命，传统的养殖技术和管理经验将被精准化的养殖管理体系和经营模式取代 ， 从而 提高劳动生产率 ， 降低劳动成本，为畜牧业发展带来更多效益。 二、智能养猪概述 （一）智能化的概念 工业领域认为 恒定智能系统的 特征是 四方面 ，即：状态感知、实时分析、自我决策、精准执行。 状态感知： 通过图像及视频识别、声音识别、步态识别、 RFID 技术 、智能设备等技术及设备进行数据采集。 实时分析： 以 大数据为基础，构建不同的应用场景下的算法模型，通过云计算实时分析出最佳的方案。 自我决策： 通过专家系统及网络传输，无需人工进行确定即可自动向设备、系统或人发出决策指令。 中国 智能养猪白皮书 （ 2018） 3 精准执行： 根据实时收到的指令，设备、系统，自动进行操作。 （二）智能养猪的涵义 智能养猪是把工业上智能制造的理念迁移到养猪业，围绕养猪管理构建更广泛的网络化平台，在此平台基础上可以更广泛的协同集成 各类 软硬件和最新的技术，从而基于养猪产业生产等多场景开发相应的产品和服务，带动整个行业的转型升级。 1、 智能养猪是围绕养猪管理构建更广泛的信息网络 智能养猪 是 围绕着数据信息采集 网络 、数据互联网络和决策智能 网络 不断建网 的过程 。数据信息采集 网络 是通过各种传感器技术采集多种状态信息，有如人的眼、鼻、耳等感觉器官；数据互联网 络 完成各种数据信息的互联互通 , 有如遍布人 体 的神经传导和连接 ; 决策智能网 络 则是在万物互联的数据信息融合基础上，实现智能决策和驱动控制，有如人的大脑汇聚所有信息 并 进行处理和计算。 这三个 网 络 构建的是感知智能 、 数据融合智能、预测决策智能的合体 , 实现在知识层面的思考 , 自动、自觉地完成系统知识 自动化 功能 。 2、 智能养猪是一系列技术和设备在养猪管理的集成 智能是一个相对泛化的概念，需要实现多种技术的集成，主要包含生产设备与嵌入式设备数据互通、嵌入式设备边缘计算及通信设备数据传输、服务端大数据存储、计算与分析等，是通讯与信息、物联网、 人工智能 、区块链、通信、数学、统计学 以及 行业技术等各种技术与软硬件的大集成。 核心技术和设备主要包括： 软件系统： 包括企业云、猪场生产管理软件、 ERP 系统、 OA 系统等； 硬件设备： 包括各类智能传感器、摄像头、红外深度相机、可穿戴设备、中国 智能养猪白皮书 （ 2018） 4 智能控制系统、智能芯片、 GPU、 NPU 等； 基础技术： 包括移动互联网、物联网、人工智能、大数据、云计算、区块链等； 算法模型： 包括监督学习、无监督学习、迁移学习、决策树、关联规则学习等。 3、 智能养猪是技术基于养猪管理各种场景的实践应用 技术必须发掘生产上的需求，找到具体的应用场景，才能有 “用武之地 ”，否则即是 “无本之木 ”。实现智能养猪，要将最新的设备和技术应用到养猪业的生产场景中，不断加强对 养猪业各种场景、各种事物的多层次特征提取、描述、还原及控制能力 ， 主要应用场景及技术实现见表 2-1。 表 2-1 智能养猪的主要 应用 场景及技术实现 应用场景 功能描述 技术实现 个体识别 为每一只猪建立一个唯一的身份证，记录每 头猪 的品种、系谱、体重、运动量、体温、采食和异常行为等 ， 是猪场实现精准管理的基础 RFID 技术、物联网、视觉识别、机器学习 母猪管理 监测母猪的发情、配种和膘情 传感器技术、视觉识别 饲喂管理 得到每头猪每天的实际采食量、饮水量，实现精准饲喂 RFID 技术、视觉识别 生长曲线 根据每头猪每天的采食、体重、健康状况绘制猪只的生长曲线，分析全程料肉比，为生产、经营决策提供参考 三维重建、大数据分析 疾病防控 猪只疾病监测、免疫提醒、异常提醒、疫病预警 传感器技术、 视觉识别、数据挖掘 环境控制 结合动物行为，对猪舍内温度、湿度、通风、采光等多因素的综合智能控制 传感器技术、物联网技术 转群管理 猪的整个生产周期内各个生产节点智能分群、转群，如自动根据猪只体重分群并转至相应栏位，自动筛选达到出栏标准的育肥猪 RFID 技术、大数据分析、物联网技术 中国 智能养猪白皮书 （ 2018） 5 三 、国内企业在智能养猪领域的发展现状 目前国内的智能养猪市场主要包括猪场大数据服务平台、猪场物联网平台与设备、人工智能技术及解决方案等领域，主要细分领域、产品和典型企业见表 3-1。 表 3-1 智能养猪 主要 细分 领域 、 产品 和 典型企业 领域 细分领域 主要产品及功能 典型企业 养猪大数据平台 猪产业互联网 平台 通过 SaaS 软件帮助猪场实现管理在线化，同时提供行业信息、电商、供应链金融等服务 农信互联（猪联网） 、猪之宝 猪场管理软件 PC 端软件和手机 APP，帮助猪场实现数据电子化及数据分析等增值服务 安佑集团（安佑云）、 傲农集团（猪 OK）、 久翔软件（猪场管家）、微猪科技（微猪科技）、银合科技（银合 ERP）、艾佩克（ GPS） 、 丰顿科技、青花瓷 猪场 物联网 物联网云平台 物联网信息服务的集合 ，为客户提供综合性解决方案 中国移动 OneNET 平台、联想懂的通信、农信通、 慧云信息、左岸芯慧 智能饲养设备 自动饲喂设备（如电子饲喂站、自动料线） 、母猪发情监测设备 、 自动清粪设备等 大荷兰人、大牧人、大华农、 京鹏环宇、 大鸿畜牧、华科智农、 省饲儿、 索诺普、慧牧科技、鑫芯 物联、南商农牧、梵龙电子、恒银、农鹤科技 智能穿戴设备 可监测猪只运动量、体温、健康状况和行为 睿畜科技、高新 兴物联 智能 环境 监控 设备 各类风机、湿帘、空气过滤器、自动控制器等环境监测、控制 设备 京鹏环宇、 蒙特、普立兹、慧牧科技、希恩特（青岛）、大牧人 中国 智能养猪白皮书 （ 2018） 6 领域 细分领域 主要产品及功能 典型企业 RFID 设备 植入式芯片、智能耳标等 莱普生信息科技、探感科技、瑞百创科技、安乐福、富华科技 智能电子秤 自动收集称重数据，发送到云端处理 大华电子秤、众衡电子秤、万众衡器、有机信息科技 智能摄像头 帮助用户随时随地，查看视频监控 海康威视、中维世纪科技、普顺达科技、威视达康科技、兴金鼎顺科技 传感器 各类温度、湿度、光学、力学、气体、指纹、磁场、位置传感器 华工科技、青岛元芯、绿度信息、华牧智能、鑫芯电子、旗硕基业科技、九纯健 智能网关 边缘计算、管理设备 智尚电子、华辰智通、信立科技、深圳郎锐恒 人工智能 整体 解决方案 在开源平台、深度学习算法、图片识别、机器翻译、语音识别、生物特征识别等都有布局，能够针对客户的具体需求提供整体解决方案 百度、阿里巴巴、科大讯飞、云知声 智能芯片 GPU、 EFGA、 NPU 等 因特尔、中星微电子、阿里巴巴、 ARM、恩智浦、高通 视觉识别 利用视觉识别技术进行身份认证、动物行为分析、健康监测 阿里巴巴、京东、影子 科技 、佳格、小龙潜行、科大讯飞、挺好科技、旷视、格灵深瞳 声音识别 利用声音识别技术结合动物行为学，判断动物生长和健康状况 科大讯飞、云知声 其他 溯源平台 记录食品各个环节的食品质量安全 蓝科溯源、宝讯溯源、众合联科技、探感物联 区块链技术 将区块链技术应用于食品溯源 阿里巴巴、京东、根源链、阳光链、唯链、汇鑫网桥、中国联通 视频服务 平台 提供视频直播服务 百度云、萤石云、金山云、七牛云、网宿科技、图普科技、乐橙云、奥点云