【生猪平台】生猪智能养殖系统
原发表日期：2022-03-07
原发表日期：2022-03-07
案例名称：生猪智能养殖系统
单位名称：北京小龙潜行科技有限公司
案例概述：
生猪智能养殖系统立足机器视觉与深度学习核心技术，完成养猪行业关键生产数据的非接触、 零应激的采集、治理。基于图像视频技术的猪只盘点、体况测量等产品已在多家猪场进行示范建设，产品应用效果良好，极大地解决了猪场科学管理难题、提升了管理效率。
一、技术架构
生猪智能养殖系统通过边缘层（包括：育肥猪个体识别系统、牧场守望者、AIbox、一体机等智能终端设备）完成对生猪养殖生产数据实时/精准的采集。大数据量、多数据种类生产数据传输至分布式云平台，根据场景需求云平台协同边缘算力完成数据治理，通过AIoT业务中台为猪企提供生产管理决策的高效辅助，并向生产终端设备层发出控制指令，从而实现智能决策与控制。
生猪智能养殖系统的技术架构如下图所示：
图1 生猪智能养殖系统技术架构
二、核心技术
生猪智能养殖系统核心技术主要包含三大类：
1、算法模型：包括限位栏测重及体况、群养测重、生物资产盘点等技术模型。
以深度学习中的卷积神经网络为基础，研发体重、背膘、温度、环境等指标测量的数学模型。通过卷积神经网络、对抗神经网络、胶囊网络等的集成创新，实现对复杂多变的猪场现场获取的数据进行降噪处理，降低算法模型对现场环境的敏感性，提升算法模型的鲁棒性与准确率。通过对合成数据训练的研究，增加高质量训练样本量，整体提升算法模型性能。
2、硬件设备：包括吊挂式、滑轨式、便携式等图像采集设备及传感器。具体为：
（1）轨道巡视机器人，设备包含深度摄像头、广角摄像头及近红外设备等，动力系统可按照云端指令每日自动化巡视，通过广角摄像头对猪场生物资产进行准确盘点，通过近红外设备获取猪只体温，对猪只健康状况进行评估。（2）便携式设备，可辅助猪场管理人员进行日常巡视，获取生物资产数量，该设备还可现场进行简单数据录入及猪只档案等信息获取，对转栏等日常操作提供方便支持。（3）适用于猪场较为恶劣环境下使用的温湿度、有害气体浓度等传感器，可实时监测猪场内内环境信息，使猪场始终保持适宜猪只生长的环境。
3、软件服务平台：包括生猪智能养殖系统及大数据分析系统。
生猪智能养殖系统，为客户呈现可视化数据及数据变化趋势。大数据分析系统，为生猪养殖、上下游产业链等提供决策支持。
三、应用场景
生猪智能养殖系统充分考虑中国猪场的现实情况，对现有猪场及新建猪场均有合理实施方案，系统实施过程中不改动猪场地面设施，只需在猪场栏位上方合适位置架设硬件设备即可，改造费用少，猪场负担小。系统适应性高，可在高湿度、高粉尘、多蚊虫等环境下使用，对猪场环境要求低，对于大部分舍内光线较暗的环境同样适用，系统安装后不需要校准等操作，使用简单。另外，针对不同规模的养殖场，提供定制化系统及便携式设备两套方案，定制化系统主要在规模猪场实施，便携式设备则适用于散户、规模猪场及饲料、动保等企业，综合的系统方案适用于中国绝大多数猪场。
目前已在黑龙江、内蒙、吉林、甘肃、广东等多家猪场进行方案实施。经国内外顶级企业和机构的行业专家多次现场考察观摩，取得准确度和成熟度都可以商业应用和大规模推广的实证结果。
四、应用案例
（1）正大中国内蒙古猪场项目
通过建立生猪智能养殖系统，实现“大群体育肥猪体重实时、精准采集”，体现价值链辅助管理价值。
（2）谷越科技项目
全球最大单体公猪站实现全域生物安全业务流程智能化管理
（3）农业农村部饲料工业中心项目
通过建立生猪智能养殖系统对猪只体重/体况数据进行实时采集，数据上传至FeedSaaS云平台完成以动态体重/体况变化位标准的饲料配方方案，饲料厂根据饲料配方方案进行饲料生产，最终协同饲喂器完成精准给料，实现“精准动态营养供应”。
五、应用效果
生猪智能养殖系统在多家猪场实施以来，安全、可靠、稳步地运行，应用效果得到了充分的验证与肯定。
系统在获取猪只关键指标数据的过程中，与猪只完全无接触，不会对猪只造成严重的应激反应。通过对几家猪场应用测重、体况子系统后获得的测量数据进行对比统计分析，育肥猪体重测量的准确率达到95%以上，对于系统在测量猪只关键指标的基础上，利用大数据分析技术，自动制定出科学的饲喂方案，为猪场饲喂人员提供有效的饲喂建议，为猪场管理提供决策支持，同时，减少猪场人员投入，提升了猪场的管理水平和经济效益。利用生猪智能养殖系统中的智能生物资产盘点子系统，对猪场群养栏的猪只进行自动化盘点，准确率高达98%，通过该功能，使猪场管理者清晰掌握猪场生物资产数量，解决了人工盘点耗时耗力且不准确的问题，减少了跑冒滴漏现象的发生。
六、发展前景
生猪智能养殖系统将人工智能技术与生猪养殖结合，通过互联网、物联网、区块链、大数据技术的链接，严控养殖过程，实现精准化、绿色化、智能化的养殖，解决猪场科学管理难题，提高规模化养殖的管理能力，提升养殖生产效率，增加猪场经济效益。
此外，本系统的大数据获取及分析功能，首先为饲料、屠宰、物流、销售等上下游产业链提供实时、精准、系统的数据，有助于企业实现精准、高效的管理与决策，准确把握行业脉搏，促进产业链各环节的高效互动，有效加速行业发展。其次也为国家制定科学的生猪产业政策、猪肉食品安全溯源提供数据支撑。
综上，生猪智能养殖系统能够产生巨大的经济效益和社会效益，发展前景广阔。
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