智慧农业项目建设体系之精准饲喂系统及数据分析

0.精准饲喂的意义及体系建设
智慧农业项目建设的重点及初衷即是要对养殖场的生产管理提供信息化技术的支持及详尽、精准的生产意见。精准饲喂作为近些年来规模化猪场兴起的管理手段，在提升生产效率，降低生产成本上具有重要的作用。面向规模养殖模式的精准养殖技术体系所要求数据完备、数据精准、数据协同和数字化评估方面。

总结而论，精准饲喂体系包含以下几个方面的工作：饲养理论基础、硬件设备、软件平台、系统平台、数据分析挖掘几个方面。

1.理论基础

母猪饲喂管理

根据行业内的知识及养殖场内部生产实际进行母猪在不同阶段的采食进行动态调节饲料种类及饲料用量，最大程度的发挥母猪的繁殖潜能。同时根据长期收集的数据进行母猪饲喂的调整，做到精细化管理。在这个阶段衡量母猪性能及生产绩效的指标一般是PSY、仔猪出生重、仔猪断奶重、msy、仔猪成活率、配种率等。更细化的指标有泌乳量、仔猪异常等。

育肥猪的饲养管理

（1）“吊架子”育肥法
也叫“阶段育肥法”是在较低营养水平和不良的饲料条件下所采用的一种肉猪育肥方法。将整个过程分为小猪、架子猪和催肥三个阶段进行饲养。目前使用较少。方法：小猪阶段饲喂较多的精料，饲粮能量和蛋白质水平相对较高。架子猪阶段利用猪骨骼发育较快的特点，让其长成骨架，采用低能量和低蛋白质的饲粮进行限制饲养，一般以青粗饲料为主，饲养4-5个月。而催肥阶段则利用肥猪易于沉淀脂肪的特点，快速育肥。这种育肥方式可通过“吊架子”来充分利用当地青粗饲料等自然资源，降低生长肥猪的饲养成本，但该方法拖长了饲养期，生产效率低，已不适应现代集约化养殖生产的需要。

（2）前高后低育肥法
在育肥猪体重60kg以前，按“一条龙”饲养方式，采用高能量、高蛋白饲粮；在育肥猪体重达60kg以后，适当降低饲粮能量和蛋白质水平，限制其每天采食的能量总量。
——> 饲喂方法
自由采食，增重快，沉积脂肪多，饲料转化率低；限量饲喂，饲料转化率高，筒体背膘较薄，当日增重较低。因此若要得到较高的日增重，以自由采食为主；若要追求瘦肉多脂肪少，则以限量饲喂为主。
理论基础:育肥猪的营养需要及增重逻辑
饲养实验：大量分析育肥猪的生长数据，料肉比、日增重、饲料原料成分检测等数据，通过数据分析得到育肥猪的增重逻辑，进而制定本场育肥猪的饲喂曲线。
问题：实验开展较困难。

估重逻辑
对猪只的数量盘点及体重、体尺估计是有效开展精准饲喂及衡量生产水平的重要措施。一般而言，猪只的盘点及估重方式有以下几个方法：
（1）计数
盘点方式：手工盘点，基于机器视觉的盘点方式
人工盘点：商品猪根据批次信息来获取，母猪根据耳号信息获取，都需要借助于ERP系统；
基于机器视觉的盘点方式：图像识别的方式获取一群生猪的个体数；

（2）估重
1）传统方式：根据售卖时的生猪体重通过平均摊派到每一天的方式获取猪群的平均日增重，进而估算其他猪只的体重；
育肥：
R(平均日增重) = [G1(售）-G0(保育出栏)]/育肥天数
G(估重）= R*饲养天数 + G0(保育出栏)
问题：a. 线性增重，无法真实反应日增重情况，死亡率等影响较大；
b. 误差较大，对于精确把握绩效考核及安排生产不利；

2）机器视觉方式：
硬件：双目视觉检测系统（相机及镜头）
方法：相机猪只图像——>截取生猪猪只轮廓——>点云重构——>获取猪只体尺数据——>估重

2.硬件架构
目前在饲喂领域出现的设备基本针对母猪的饲养管理，总结而言有群饲系统和单饲系统。更广泛的有计重设备，如料塔称重、猪只称重、背膘管理设备等。还处在研究阶段有阿里云的ET农业大脑：视觉称重、计数等基于视觉的识别设备。
群饲系统
母猪群饲系统以个体身份识别技术为基础，通过及时采集和控制母猪的采食数据，实现对母猪繁殖育种过程的精细化饲喂管理。同时在饲喂站设置自动称重通道并配置个体识别装置及自动称重设施，及时监控母猪体重变化，便于精准调整饲喂量。一般的群饲系统适合群养母猪，在后台的系统根据母猪个体标识设置母猪的饲喂曲线，并应收集母猪的饲喂行为数据。
单饲系统
单饲系统不同于群饲系统在于适用于单体母猪的饲喂管理，每个定位栏均安装一个饲喂器，在后台设置每头母猪的饲喂曲线。同时在料槽处设置一个下料感应器，母猪在想吃料时通过触碰下料感应器，每次下料的时间和量均可在后台设置，这样就实现了母猪的自由采食、定量采食、餐次自由。
估重及数量盘点
目前开发的估重系统，基本是需要人工把猪赶到称重区域进行称重，对于卖猪环节是必须的。但是精准饲喂的要求是保证在整个饲养过程中实现精细化，需要在阶段性的重要饲养节点进行称重，以优化生产过程。基于机器视觉的估重系统，目前而言还处于研究阶段，而且精度在生产上仍然达不到要求。尤其是个体识别技术精度仍然不及RFID或者打耳缺这些传统技术。

3.软件架构
群饲系统和单饲系统的软件平台均是为了方便生产管理人员管理母猪的饲喂，在软件后台根据母猪标识（一般基于RFID）设置每头母猪的饲喂曲线，并且可以查看母猪的饲喂情况亦或是异常标识，精确性的找寻异常母猪，进而针对性的治疗或者其他措施处理异常母猪。

4.数据集成平台
（1）构建精准饲喂数据库

母猪阶段饲喂数据：饲喂行为、饲喂量、体重变化、体尺数据
育肥猪阶段饲喂数据：饲喂量、体重变化

（2）饲喂数据分析平台

成本计算：阶段猪只饲料成本分析
肉料比：育肥猪肉料比分析
饲喂曲线调整

5.饲喂数据价值挖掘平台
1）.成本分析
有了饲喂曲线，可以根据存栏情况制定生猪饲养成本框架，进而实时了解猪场饲养成本的变动及结构变化。建立母猪单体、母猪群、育肥猪批次、仔猪批次、保育批次的饲养成本框架。

2）.绩效管理
有了饲喂成本的结构及框架，可以知道猪群的成本情况，根据既定的成本来制定绩效考核制度；

3）.利润预估
建立动态的收益评估体系：
成本基于当前饲喂曲线构建的成本框架；
p(当前成本) =G( 累积饲料消耗)*p(饲料成本)
p(预估成本) = G(饲喂曲线)*p(饲料成本)——>建立阶段饲喂成本的限制价（达到一定体重，消耗的饲料应该有一个上限）

收益基于当前猪价及存栏、体重预估；

建立每日的动态利润预估体系。更好的评估企业的收益及成本，并且合理的安排资金。

4）、饲喂与其他生产数据的关联分析

饲喂~环境：环境决策、饲喂调整
饲喂~疫病：疫病风险评估、预警及防控
饲喂~育种：饲喂曲线调整，

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