2022家禽养殖智能化发展研讨会——家禽智能化养殖实践应用

近年来，我国为推动智慧养殖建设，推动信息技术与养殖业融合发展发布了《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》、《“十四五”全国畜牧兽医行业发展规划》等一系列政策，明确表示将发展智慧养殖业作为“十四五”时期的重点任务之一。

为推进家禽产业养殖效率提升、规范养殖标准、加强禽产品安全建设，中国农业科学院家禽所联合江苏现代农业（肉鸡）产业技术体系、江苏现代农业（蛋鸡）产业技术体系，于2022年12月26日下午线上举办了2022家禽养殖智能化发展研讨会。

本次会议邀请了中国农业科学院北京畜牧兽医研究所熊本海研究员、南京农业大学沈明霞教授、华南农业大学肖德琴教授、江苏华丽智能科技股份有限公司侯英勇技术总监等养殖智能化领域专家进行报告交流。

现将华南农业大学肖德琴教授、江苏华丽智能科技股份有限公司侯英勇技术总监有关家禽智能化养殖实践应用部分报告内容以笔记形式整理呈现。

肖德琴：家禽智能养殖研究探索与实践

一

行业背景

1.家禽生产在我国农业生产中占有绝对的地位，2022年国家“全面推进乡村振兴”，拓展农业农村大数据应用场景

2.家禽养殖存在用地缺乏、平层养殖空间利用率低，养殖过程数字化程度低等问题

3. 研究立体工厂化健康养殖关键技术，从而节约土地、提升养殖效率。同时需考虑资源环境、养殖模式、健康与养殖效益的平衡

二

概念内涵

数字化养殖是将数字化信息作为农业新生产要素，通过数字技术对家禽、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的新兴农业发展形态。

1、家禽智能化养殖

（1）以智能装备、物联网、互联网、大数据和人工智能技术为核心要素

（2）通过物联网及智能感知技术采集水禽的生理生长和环境信息，用互联网进行数据传输，然后利用大数据技术对各类数据进行分析

（3）最终采用人工智能技术进行决策和控制，实现水禽养殖信息全面感知、环境精准调控、精准饲喂、自动清粪与智能监管等功能

2、智能养殖技术优势

（1）提高农业生产经营效率，可提供生产、管理等方案

（2）投入少、产量高，降低生产成本

（3）一人或几人即可操作，解决劳动力短缺问题

（4）“无人化”精准控制，提升农产品质量

（5）解决农业、化肥问题，改善生态环境

（6）改变传统农业落后、科技含量低的观念

三

关键技术

1、场舍设计

现代化生态养殖是有别于农村一家一户散养和集约化、工厂化养殖的一种养殖方式。包括：全自动环境调控系统、智能化饲喂系统、粪污自动收集系统、生物安全管控系统等。

（1）大型化鸡舍建筑：

栋舍规模45万，养殖环境温度分区精准控制，排风风干鸡粪

（2）大型化连栋鸡舍：

单栋规模108万只肉鸡，零间距连栋鸡舍，整场全进全出

（3）水禽养殖舍变迁：

从开放式棚舍、旱地棚舍、网架式棚舍向高层笼架式棚舍转变

2、环境调控

畜禽与它的环境相协调一致的精神和生理完全健康的状态即为环境调控，其与动物福利息息相关。分为养殖环境因素感知、环境因素传递与分析以及环境因素反馈与设备调控。

（1）畜禽舍环境模拟与精准通风技术

以计算机模拟方法实现环境模拟与预测，反馈调控满足个体需求

（2）畜禽舍建筑与热环境耦合调控理论

① 建立了基于动态热平衡的计算温度、建筑热阻、饲养密度与必要通风量关系模型

② 基于空气热湿耦合传递的密闭式畜禽舍微环境模拟模型

③ 饲养密度关系模型：4.8/R + 0.47 = [0.16 + 6.16/(t1-t0）]x n

（3）立体楼房养猪模式的新型环控装备，立体多层猪舍环境精准调控系统符合动物福利、环境要求及高效节能的立体工厂化养殖环境精准调控系统

3、智能饲喂

（1）根据个体或小群体的特征：采食量、生长潜力、身体状况、身体活动、健康等精准供应饲料数量、质量和时间

（2）降低农场成本、减少排泄物和监测质量以提高生产管理效率

（3）进食情况监测系统，通过摄像头监测和识别出牲畜进食情况和饲料情况

（4）包含基于区域环境及预期生产目标的精准养殖模型，可分析主要养分需要量的影响程度

4、粪料处理

与人工清粪不同，机械清粪利用机械将粪便清至舍外，常采用的机械设备主要有铲式清粪机、刮板式清粪装置和输送带式清粪机等几种。

（1）曲柄连杆式信息化自动清粪系统

① 速度1.2m/min，单位能耗6kW·h/km，刮净度≥95%，角度偏移≤5°

② 自动采集系统运行信息，可自动预警和预防，故障后维修

③ 丰富大数据，推动了“无人值守”的智能化工程的构建理论基础

（2）粪污无害化处理

① 肥料化利用

② 沼气发酵

5、智能管理

智能管理可以分为智能检测、智能分析和智能决策。

（1）鸡舍畜禽生长信息监测与疾病预警系统：基于视觉分析技术的行为在线监测分析系统

（2）鸡舍畜禽生长信息监测与疾病预警系统：利用声纹识别技术，挖掘蛋鸡发声信息的音频参量，实现生长生理的无损监测

（3）健康巡检机器人：鸡只活跃度监测、红外体温、异常行为监测；鸡舍环境移动监测；异常点决策协助应急处理

（4）峪口禽业：智慧蛋鸡大数据平台，线上线下一体化、产供销运产业链

（5）智慧水禽大数据平台

四

实践探索

1、设施养殖环境的精准控制设备

（1）12路物联网智能养殖控制器

（2）24路物联网智能养殖控制器

（3）12路模拟量输出扩展盒

（4）防水变送器

（5）智能通风设备

2、动物感知装备

（1）家禽估重仪，直击行业痛点

（2）健康检测仪，减少人力投入

（3）巡检机器人（第三代），运动机构自主化

3、多种算法模型

（1）将畜禽的全生长周期，基于环境信息、长势信息以及领域专家的经验构建关键生长期的生产管理模型

（2）实现环境预警、精准管控模型，提供精准作业方案，建立精准生产管理数字化模型

（3）智能孵化环境管控模型、动物估重模型、畜禽3D生长模型、畜禽养殖环境管控模型、畜禽精准饲喂模型、畜禽健康监测预警模型等

4、精准环控平台系统

（1）智能管控平台：大数据平台、物联网平台、模型系统、算法平台

（2）养殖管理系统：包括生产、环境等生产管理过程信息，可直观全省养殖分布、行业信息等

5、实践案例：清远鸡

（1）基于清远鸡产业链上下游企业的共识，为产业链提供智慧化服务平台

（2）通过构建智慧平台，打通产业链的信息流、物流和资金流，推动全产业链的价值提升

（3）鸡只生命周期管理（养殖档案）、鸡只脚环（一鸡一码）、视频监控等标准化数字养殖平台，大数据平台，区块链可信溯源平台等构成清远鸡产业大数据应用系统设计

侯英勇：现代化养殖场中智能化养殖设备应用

一

智能化养殖行业新技术发展趋势

1、数字化智能化

（1）养殖行业数字化短板明显

（2）行业竞争压力大，差异性竞争优势难建立

（3）人工、环保、安监等增大经营成本，质量安全形势日趋复杂

（4）智能养殖需落地，头部企业带动先进养殖模式普及

2、节能技术

（1）“双碳”目标将重塑产业格局

（2）节能设备对风机、智能饲喂、保温控制器、巡检机器人等需求明确

3、环保技术

（1）国家大力推动生态文明建设，我国环保正发生历史性、转折性、全局性变化

（2）大力开发新材料以及高效清粪与除臭等环保设备

4、食品与生物安全

（1）非洲猪瘟、禽流感等影响深化了政企食品与生物安全理念

（2）未来将实现全面智能化的生物安全解决方案，如：车辆识别、非视觉肢体动作识别、电子围栏等

二

智能化养殖场面临问题及解决方案

1、场区规划阶段问题及解决方案

（1）基本原则

① 位置距离城区、交通干线500米以上，便于远期规划

② 地势高且平坦开阔，排水好

③ 土壤结构一致，未被污染

④ 水源充足，满足场内生活与饲养用水

（2）鸡舍布局

① 必须考虑通风、防疫间距要求；取3-5倍的房檐高度，减少相互感染

② 鸡舍设计需考虑密闭性、保温隔热、防腐防蚀、抗灾能力等因素

③ 单场区规模宜在20栋以内

④ 经济型考虑单栋鸡舍长度在90~95米，宽度在16米以内为宜

⑤ 专用软件采集当地气候参数，融合先进环控理念，制定专属设计方案

（3）鸡舍用材与结构

① 钢结构、砖混等材质

② 保证舍内房顶无遮挡

③ 鸡舍侧墙顶部与吊顶处最好有过渡弧

2、设备选型阶段问题及解决方案

（1）笼具结构选型

① 肉鸡笼养由整体式向分体式、单体式发展

② 选择三层/四层笼需考虑：环控通风方案的合理性；饲养人员整体素质；当地气候对通风的影响

（2）加热方式选择

① 锅炉：生物质锅炉、燃气锅炉，加热方式水散热（暖气片或地暖管）

② 空气能：中央空调原理；前期投资成本高，运营成本低；加热方式水散热（暖气片或地暖管）

③ 加热器：天然气/液化气，升温快，多在能源充足便利国家使用

3、后期运营阶段问题及解决方案

（1）仓储料塔表面涂热反射材料，保证饲料新鲜度

（2）设立水线自动反冲系统，保证饮水新鲜度

（3）采用暖白+蓝光可切换式LED灯，暖光保证灯光均匀度、蓝光减少出鸡/防疫时应激

（4）小窗挡风罩/防雨罩，阻挡贼风、确保保温

（5）利用日常巡检机器人采集笼养鸡数据，通过深度学习算法处理和判断健康与异常信息

（6）采用自调节式粪带跑偏系统解决，自动调节松紧解决跑偏问题

（7）水泵喷水+塑料湿帘+消毒液或喷雾+拦截房处理尾端风机排放除尘、鸡毛等污染

叁

智能化养殖场设备的发展变化趋势

1、立体肉鸡笼具设备主要模式

（1）市场上目前有A型笼具（黄羽肉鸡）、经济型笼具（白羽肉鸡）和高端笼具（14~15年企业多采用）三种

（2）市场主流为经济型肉鸡笼养；高端肉鸡笼养投资成本高，使用企业较少，后期将向高端自动出鸡肉鸡笼趋势发展

（3）肉鸡笼具设备向电气化、自动化过程发展；笼具更易通风、易管理；从三层饲养转向四层饲养

2、饮水、喂料、灯光等电气化、自动化发展

（1）饲料自动称重、自动喂料并记录方向发展

（2）灯光联动控制水线且有缺水报警系统发展

3、场区集中送料、清粪系统应用

（1）能有效减少与外界的接触，减少病原体带入

（2）鸡粪集中统一处理，避免环境污染

4、环境控制向自动化、物联网云平台方向发展

（1）江苏华丽聚焦“智能化养殖”，已开发自动化控制物联网系统

（2）以大数据汇总分析养殖设备运营数据

（3）实时监控禽舍温度变化、饲料添加、粪污清理与鸡群健康状况

（4）所有控制器均可通过网络远程控制

（5）建立多用户、多权限、多身份的统一用户管理体系