牛羊数智化服务平台整体解决方案
北京国科诚泰农牧设备有限公司
1基本情况
1.1单位简介
北京国科诚泰农牧设备有限公司(以下简称“国科诚泰”)是一家为全球农牧行业提供智慧养殖规划、智能装备机器人、高效环保、行业大数据平台搭建及分析、数据服务的国际性科技创新企业,国家高新技术企业,国家级专精特新小巨人企业,具有国内领先的全产业链整体解决方案、农牧行业最佳环保解决方案、智能饲喂最佳解决方案、中国畜牧机械十强企业、中国十大畜牧业环保创新企业、中国农牧行业十大新锐品牌、中国畜牧产业扶贫优秀模式,也是农业农村部规划设计院授牌的“数字畜牧工程研究中心”,曾先后获得全国农牧渔业丰收奖、中国畜牧业科技创新银奖、新疆维吾尔自治区科技进步一等奖;拥有发明专利6项,实用新型专利66项,软件管理系统及软件著作权117项及多项与国内各顶尖院校联合开发项目。
公司主要业务包括智能装备机器人、农牧环保、易牧电商、智慧云联四大板块。服务5000余家牧场,涵盖奶牛、肉牛、牦牛、奶山羊、肉羊、骆驼等畜种。同时获得中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、中国农业大学、中国饲料数据库情报网中心、国家农业科学数据中心、国家数字农业奶牛专业创新分中心等全面技术支持。主要客户包括正大集团、伊利集团、蒙牛集团、青海德令哈国投集团、天津食品集团、甘肃燎原美仁牦牛集团、科尔沁牛业等。
1.2案例背景介绍
养殖场综合服务平台的成果实施落地旨在为牧场解决软件多、数据散、录入频、误差大、效率低等问题,提升规模化养殖场的智能化和现代化水平,为牛羊精准饲喂、精准环控和中大型牧场的中央厨房饲喂、精细化管控提供有力的养殖管理平台支撑。
1.3解决思路
该解决方案的思路是主要解决规模化养殖场的管理实时监测难、数字化程度低、精细化管控难、饲喂效率低等问题,为牛羊规模化高效健康养殖提供全链条解决方案,显著提升牛羊养殖的规模化、标准化、智能化和现代化水平。
2.1创新亮点
技术:规模化牛羊养殖场数字化生产与多目标协同首创管控技术突破多源、异构数据的高效融合技术,建立基于信息实时监测、过程全面分析、装备智能管控、问题及时反馈的牛羊养殖数字化生产与多目标协同管控技术体系,提高牛羊规模化养殖生产管理和决策的科学化、精准化、智能化水平。
模式:该养殖场管理软件除运用互联网技术管理牛羊养殖过程的各个环节外,还配套创新牛羊智能TMR饲料中央厨房式智能配制模式、TMR精准饲喂系统模式。针对我国牛羊养殖规模化程度低,“小群体小规模”的主流养殖方式,突破传统牛羊料手工配制或TMR机饲料配制方式,创新牛羊饲料集中式智能配制,即中央厨房模式、精准饲喂模式实现牛羊饲料标准化、智能化、精准化配送,解决营养不均衡等问题。
管理:创新规模化牛羊养殖场数字化生产与多目标协同首创管控技术突破多源、异构数据的高效融合技术,建立基于信息实时监测、过程全面分析、装备智能管控、问题及时反馈的牛羊养殖数字化生产与多目标协同管控技术体系,养殖管理各个环节的智能化监测及控制外,牛羊智能精准饲喂管理模式。突破牛羊放牧或半开放式舍饲精粗料配比饲喂模式,创新和标准化牛羊智能精准饲喂模式,减少饲料浪费和环境应激,显著提升牛羊养殖效益。
2.2核心技术
规模化牛羊养殖场数字化生产与多目标协同首创管控技术突破多源、异构数据的高效融合技术,建立基于信息实时监测、过程全面分析、装备智能管控、问题及时反馈的牛羊养殖数字化生产与多目标协同管控技术体系,提高牛羊规模化养殖生产管理和决策的科学化、精准化、智能化水平。
养殖场综合服务平台构建领先于现有规模化养殖场的管理理念。利用物联网、云计算、大数据、移动互联网等新技术实现规模化养殖场的运营管理,搭建基于养分精准供给、养殖环境精准控制、牛羊养殖环境健康动态监测三个层面大数据的养殖场综合服务平台,整合采集牧场全流程环节的各项数据,实现牛羊群管理、精准饲喂、繁殖管理、环境智能控制管理等功能,促进规模化牛羊的数字化,提升智能化和现代化水平,为牛羊精准饲喂、精准环控和精细化管控提供有力的平台支撑,弥补了现有牧场软件多、数据散、录入频、误差大、效率低等短板。
技术路线
养殖场综合服务平台是以牧场牛群事件数据为基础,自上而下的一种事件、消息、流程驱动。系统实现定时任务、工作流设计预置,预警、工单结合,完成牧场的按日、周派单,完成牛群繁殖、兽医、饲养管理。同时系统集成了饲喂、奶厅、称重、环控等多厂商主流设备,实现牧场设备数据自动采集,精准监测牧场状况,打破传统壁垒,实现信息互通互联,实现各模块联动和自驱动,将牧场生产经营过程中的业务流、消息流、数据流打通,实现设置灵活化、计划统一化、流程标准化、业务规范化,操作便捷化,设备智能化从而形成整个数据化系统,为牛群扩群生产和财务提供基础数据支撑,通过高效的数据流通,提升牧场运营效率,实现可持续发展。
养殖场综合服务平台
养殖场管理系统中任务通过任务设置配置,为不同养殖阶段的牛只设置个性化的任务和预警规则,如断奶、初检、超期未检等,确保及时识别并响应牛只健康和繁殖管理中的关键事件。任务设置功能允许管理者根据不同的业务分类,如繁育、犊牛、销售、饲养等,设定具体的养殖流程和操作标准,实现对养殖活动的精细管理。系统还提供了通知计划和同期设置,用于安排和同步日常的养殖任务,如称重、日报、消毒等,以及对特定牛只群体的特别关注。此外,系统还具备参数设置,为任务参数提供个性化需要。整体而言,任务管理系统通过集成化的流程设计、智能预警、任务调度和数据分析,提升了牧场的管理效率和养殖质量,为实现标准化、规模化养殖提供了强有力的技术支撑。
养殖场管理系统
养殖户/牧场建立数据云平台(1)
养殖户/牧场建立数据云平台(2)
2.3应用范围
两大平台适用于大、中、小型规模化牛羊养殖场,各类生产养殖环境,养殖生产的各个环节,在规模化示范牛羊场,针对养殖企业数字化程度低,精细化管控难的产业问题,集成饲料评价、饲料智能配制与投喂、圈舍环境智能调控及御寒防暑装备、家畜健康智能感知及重大疾病预警等高效智能健康养殖关键核心技术,创新“5G智能化规模牧场高效健康养殖模式”;针对肉羊养殖基础差、装备水平低、精粗饲料配制及投喂繁琐、饲料浪费严重、养殖生产效率低等产业问题,创新“标准化肉羊全封闭全程颗粒料智能饲喂育肥模式”;针对牛羊“小群体小规模”、营养不均衡、装备落后的产业问题,聚焦重点区域和关键环节,创新“中央厨房+智慧健康高效养殖模式”,突出示范带动和创新引领,整体提升牛羊产业的现代化水平。
养殖户/牧场建立数据云平台(3)
养殖户/牧场建立数据云平台(4)
3应用成效
3.1投入产出情况
将创新规模化牛羊养殖场数字化生产与多目标协同首创管控技术突破多源、异构数据的高效融合技术,建立基于信息实时监测、过程全面分析、装备智能管控、问题及时反馈的牛羊养殖数字化生产与多目标协同管控技术体系,建立牛羊规模化高效健康养殖示范场3个(其中肉牛2个,肉羊1个),已建成2个,5年累计示范推广牛羊130万头/只以上。减少饲料通过精细化管理及精准饲喂,肉牛肉羊示范场减少饲料浪费90%以上,死亡率降低15%以上。规模化牛羊养殖场采用智能TMR中央厨房系统加工效率提高50%以上,劳产率提高30%以上,搅拌能耗降低20%以上,饲料原料的添加误差大大降低,有力的保证了牲畜的高产和健康。
3.2经济社会价值
3.2.1社会效益方面
养殖场综合服务平台的实施,课题的实施将进一步提升我国牛羊养殖业数字化、自动化、智能化科技创新能力,推动数字技术与牛羊养殖业发展深度融合,显著提升我国牛肉生产效率和质量,具有广泛的社会效益。项目建立面向行业的集养分精准供给、养殖环境精准控制等为一体的精细养殖管控平台2个;在项目示范推广中加大科技培训、服务、宣传,有效提升产业专业人才和农牧民的牛羊养殖技术水平,创造更多的社会经济效益,推动实现乡村振兴。
3.2.2经济效益方面
该系统可帮助牧场完成场长所能完成的工作,举例如该系统所属创新的智能TMR中央厨房系统改变牧场传统的饲喂加工模式,是行业内的巨大创新和进步。其颠覆了对以往人工加工及半自动化加工的现状,对畜牧业产生了深远的影响。本系统更是得到行业内专业人士的赞同和认可,加工效率提高50%以上,劳产率提高30%以上,搅拌能耗降低20%以上,饲料原料的添加误差大大降低,有力的保证了奶牛的高产和健康。对于牧场来说,采用智能TMR中央厨房系统单车搅拌时间节省15min,饲料添加综合误差不超1%,以万头牧场为例,一年节省饲料270万元,增加牛奶销售额432万元,运营成本节省574万元,共计节省1276万元,项目总投资1272.7万元,通过费用节省和收益,一年内也可收回投资。
3.2.3生态效益方面
本课题的实施,通过对养殖环境即牛羊舍的精准控制,减少有害气体(氨气、硫化氢等)的排放,保护养殖场周边的环境包括水质等,其次,通过对规模化养殖的牛羊实施精准饲喂,可减少饲料的浪费和提高饲料的转化效率,减少氮磷的排放及温室气体如甲烷、CO2等排放,较传统的粗放式饲养,减少氮磷的排放及温室气体的排放量至少达15%以上。
该系统所属的TMR饲喂加工模式相比传统万头牧场TMR饲喂加工模式,通过精准自配料技术,配料精度平均偏差小于1%,饲料的损失率、浪费率、人工费用、管理费用、能耗费用和移动机器设备折旧率的降低,可使牧场利润预期在24个月内提高30-50%。通过日粮调控技术,碳减排贡献度可达到70%以上。
经过牧场运行评估,配方不变的情况下,比传统TMR制备方式可以提高产奶量2%以上。饲料更加节约,能耗更低,产量效益显著提升,最终实现了牧场提质增效和减少碳排放的目的。
3.3推广应用前景
研发规模化牛羊养殖场生产与管理效能评估系统,并开展牛羊健康高效工厂化养殖模式的应用示范。集成牛羊高效精准育种、饲料智能配制与精准投喂、养殖环境控制及健康状况评估等高效智能健康养殖核心技术,创新“牛羊健康高效工厂化养殖模式”并开展牛羊健康高效工厂化养殖新模式的应用示范,实现牧场设备数据自动采集,精准监测牧场状况,打破传统壁垒,实现信息互通互联,实现各模块联动和自驱动,将牧场生产经营过程中的业务流、消息流、数据流打通,实现设置灵活化、计划统一化、流程标准化、业务规范化,操作便捷化,设备智能化从而形成整个数据化系统,为牛群扩群生产和财务提供基础数据支撑。