肉牛智慧养殖创新与应用示范
阳信亿利源清真肉类有限公司
1基本情况
1.1单位简介
阳信亿利源清真肉类有限公司成立于2004年4月,是一家以肉牛产业为主的农业产业化国家重点龙头企业,国家科技部“科技富民强县专项计划”实施单位,第一批进入国家物联网农业科技园示范企业,省互联网推进工程重点培育企业。经过30多年的发展,在社会各界的关心支持下,逐渐发展成为集优质牧草种植、饲料研发、肉牛繁育、高档肉牛育肥、有机肥加工、牛肉及牛副产品深加工、牛肉溯源研发、冷链物流配送等为一体的肉牛产业化示范企业,入选中国品牌价值信息榜单,荣获“中国驰名商标”、“山东老字号”、“中国十佳企业牛肉品牌”,是北京奥运会、上海世博会、杭州G20峰会“东坡牛扒”指定的原料供应商。
公司技术创新体系完善,依托公司国家牛肉加工技术研发专业中心、省级企业技术中心、省级工程研究中心等研发平台,累计授权发明专利20项、实用新型专利26项。软件著作权8项。参与修订国家标准1项,地方标准11项,参与国家重点研发计划2项,山东省重点研发计划3项。发表学术论文6篇,出版专著2部。
1.2案例背景介绍
当前肉牛的规模化及标准化养殖水平不高,养殖相对粗放,有较大的提升空间。随着我国饲料资源趋紧、养殖用工日趋紧张及养殖环境控制严格等压力的增加,肉牛养殖业结构不断优化,散养户不断退出,工厂化养殖模式比例逐年提高,规模化标准化饲养成为主流。与欧洲、北美等养牛业发达国家相比,山东省肉牛业仍存在出栏周期长、能繁母牛繁殖成活率低、健康问题突出、死淘率高、智能设备利用率低,饲喂相对粗放等问题,导致养殖综合成本高,困扰山东省乃至我国肉牛养殖业的发展。
1.3解决思路
利用牛场管理软件和牛场物联网设备,集成养殖过程的数字化技术、智能感知技术、精准饲喂技术及基于大数据分析的智慧决策技术,实现肉牛全生命周期的数智化管理,为牧场经营管理者提供准确、实时有效的过程数据,并通知智能化预警、图表分析,有效的指导牧场正常生产经营。打造具有可复制、可推广的智慧养殖新模式。
利用5G的大连接能力,将传感器感知的肉牛活动量信息、重量信息和饲喂状态信息,任务执行过程中收集的人员操作行为信息与工作流程信息,在云计算平台汇聚和共享,通过大数据处理,对设备、行为、流程等进行洞察、决策与优化,并将结果呈现在管理平台上。使牧场管理人员的工作变得轻松和高效,提高了效率,增加了效益。
2场景解决
2.1创新亮点
牛场管理标准化:充分结合国际先进的牛科学管理方法,遵循我国牛饲养标准规范,总结我国权威牛饲养专家的育种养殖和经营管理经验,运用现代计算机软件技术实现牛生长繁育全生命周期及牛养殖企业日常生产、经营管理的规范化、科学化、透明化。
信息采集自动化:采用物联网技术,对牛个体、人员、设备做唯一标识,在牛舍等关键位置节点安装数据自动采集设备,为牛场管理人员配备移动数据采集设备(智能手机或PDA),实现对管理环节的全无线专有网络覆盖,切实保障源头数据的真实、有效和及时,提高数据质量。
生产过程智能化:以牛场管理软件和牛场物联网设备采集的数据为基础,采用生产规则智能分析模型,通过管理软件或自动化设备,实现对牛生产过程管理的智能化,比如智能预警是通过软件的手段告诉牛场管理者每天该配种、该妊检、该出栏的牛只,指导牛场的生产管理;智能分群系统则是通过软件和自动化设备相结合的方式,实现对包括特殊牛只的自动分群,极大提高牛场工作效率,降低生产成本。
2.2核心技术
项目利用5G网络高速率、低时延、高可靠、广连接的特点,借助于先进的智能化设施设备和计算机软件技术在养殖场内进行综合部署应用,将所有设备和系统进行集成示范,利用物联网的大连接能力,将传感器感知的肉牛活动量信息、重量信息和饲喂状态信息,任务执行过程中收集的人员操作行为信息与工作流程信息,在云计算平台汇聚和共享,通过大数据处理,对设备、行为、流程等进行洞察、决策与优化,并将结果呈现在管理平台上。形成一种工厂化肉牛养殖新模式。技术路线理念先进,各部分互为基础,层层递进。特别是全混合TMR中央厨房,相比传统万头牧场TMR饲喂加工模式,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,保证加工饲喂精准度,节省人工,降低管理难度,可以实现和保证规模化牧场养殖场高效、稳定、安全的饲喂管理。因此,具有很强的技术先进性和创新性。
2.3应用范围
公司通过产学研合作,与中国农业科学院北京牧畜兽医研究所强强联合,共同组建研发团队(技术支撑),联合北京国科诚泰农牧设备有限公司(硬件支撑),通过中国电信提供5G基站技术(5G信号支撑),合力打造亿利源5G智慧牧场。5G牧场现存栏高档鲁蒙黑牛基础母牛4800余头,繁育鲁蒙黑牛犊牛2000余头。
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所“智慧畜牧业创新团队”,作为国家863“数字畜牧业”、“畜牧业信息化及智能农机装备”等重大项目及课题的主要承担单位,开展智慧畜牧业关键技术研究有近30年的历史,在智慧养殖领域积累了丰富的科研成果与研究基础。
北京国科诚泰农牧设备有限公司,长期致力于畜牧智能设备的研发,拥有牛羊智能集中式饲料配制装备、牛羊舍自动识别、饲草TMR剩料快速检测、幼龄家畜精准饲喂等装备研发基础和示范推广平台,处于国内领先水平。
该模式可以推广到其他畜牧业领域,包括养殖、生产、物流、政府、消费全链条的数字化转型支撑。5G技术的加持,让场景中所有可联网的设备连接进入统一格局,使全产业链具备安全可见、柔性生产、所得即所需的能力,应用广泛。
3应用成效
3.1投入产出情况
项目总投资1亿元,牧场可年出栏高档肉牛10000头,有很强的示范带动作用。通过智慧养殖模式的应用,包括精准饲喂、健康养殖带来的饲料转化效率的改善、降低死淘率及减少育肥牛的育肥时间等,实现每头出栏肉牛的综合效益在1000元以上,每万头牛可直接增加经济效益1000万元以上,效益显著。
3.2经济社会价值
5G数字牧场可带动高档肉牛养殖出栏量1万头/年,间接带动高档肉牛养殖5万头/年,带动种植面积1.2万亩,实现肉牛养殖户收入0.6亿元/年,带动当地及周边农村种植1000户,每户年均收入1万元,对当地及周边的农村经济带动作用显著。解决农民就业人数2000人,对缓解农村就业压力、增加农民收入、稳定社会秩序具有重要意义。
通过集成示范,有效预防和控制疾病的发生,提高牛只的健康水平和牛肉的卫生质量;减少有害气体的排放,保护养殖场周边的环境。中央厨房系统实现肉牛饲料标准化、智能化、精准化配送,饲料用粮经测算可以节省8%以上,养殖用工可综合减少50%以上,项目的优势非常明显。
在生态效益方面,通过对养殖环境即牛舍的精准控制,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肉牛实施精准饲喂,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,减少氮磷及温室气体的排放量至少达15%以上。
5G牧场的建设促进了肉牛养殖从传统农业向现代农业跨越,助力肉牛养殖的规模化、集约化、信息化、品牌化发展,实现肉牛养殖效益和养殖户收入增长,推进了现代生态农业和现代畜牧业的可持续,助力产业新旧动能转换和高质量发展。
3.3推广应用前景
国内肉牛养殖存在规模化程度低、健康水平低、装备化智能化水平低、产品市场竞争力不强等问题,以物联网、云计算、大数据及人工智能为代表的新一轮信息技术革命推动粗放式传统畜牧养殖向知识型、技术型、现代化的智慧畜牧养殖转变,利用技术优势已成为驱动畜牧业快速发展的重要因素。本项目涉及的技术、产品与整个解决方案,对提高肉牛产业养殖效益和质量意义重大,市场应用前景巨大,
项目相关技术,可全面提高肉牛产业的养殖决策与智能管控水平,为生产效率及产品品质的提升提供全套技术支撑,促进农民增收和农村经济发展,促进我国饲料和养殖业的健康发展,促进农业可持续发展,增加农民收入,符合我国实现高水平科技自立自强的重大战略需求,符合我国实施国家大数据战略加快建设数字中国的重大现实需求,符合我国实现畜牧业高质量发展的重大科技需求。