【國(guó)家獎(jiǎng)】以數(shù)字化整合飼料資源 以智能化促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí) 為現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)插上騰飛的翅膀
我國(guó)是世界第一飼料生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó),2018年飼料總產(chǎn)量達(dá)2.28億噸,穩(wěn)居世界第一位,我國(guó)也成為世界上第一大畜產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó),2018年肉蛋奶的產(chǎn)量達(dá)到1.47億噸,養(yǎng)殖業(yè)成為帶動(dòng)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收及農(nóng)村繁榮的重要產(chǎn)業(yè)。
回望上世紀(jì)90年代初,我國(guó)飼料工業(yè)剛起步,飼料營(yíng)養(yǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏,飼料配方技術(shù)落后,有限的飼料資源得不到合理使用;畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模小、分布散、養(yǎng)殖方式落后、飼料轉(zhuǎn)化效率低,例如生豬的全程料肉比高達(dá)3.5~4.0:1, 環(huán)境控制混亂無(wú)序,家畜的全程死淘率高達(dá)20%以上。畜產(chǎn)品的低產(chǎn)出率,反過(guò)來(lái)加重了飼料安全問(wèn)題,引發(fā)了業(yè)界對(duì)飼料安全和畜產(chǎn)品有效供給的擔(dān)憂!
“建設(shè)好中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù),擴(kuò)大飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的數(shù)字化應(yīng)用,創(chuàng)制智能化飼喂裝備與技術(shù),走設(shè)施化養(yǎng)殖之路,逐步改變傳統(tǒng)的粗放的飼養(yǎng)方式,才能從根本上提高飼料資源利用率和轉(zhuǎn)化效率,降低畜禽的死淘率,我們的養(yǎng)殖業(yè)才能變好?!敝袊?guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所熊本海研究員說(shuō)。
經(jīng)過(guò)分析,熊本海研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,造成上述問(wèn)題的主要原因一是缺乏家畜飼料與營(yíng)養(yǎng)數(shù)字化的理論與動(dòng)態(tài)模型,二是缺乏畜禽精準(zhǔn)飼喂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與裝備,三是缺乏養(yǎng)殖過(guò)程的數(shù)字化管理規(guī)范及數(shù)字化分析與控制平臺(tái)。熊本海研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)近30年的理論、技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新,致力于解決上述幾個(gè)問(wèn)題,取得了可喜的成果。
全面創(chuàng)新發(fā)展了中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)
隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖體量的不斷增加,我國(guó)飼料數(shù)量安全及質(zhì)量問(wèn)題的矛盾不斷凸顯,糧食(其中主要用于飼料用糧)進(jìn)口屢創(chuàng)新高,如何科學(xué)合理利用一切可以利用的非糧飼料資源是緩解飼料資源緊張的主要技術(shù)途徑。29年來(lái),研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)不斷地收集、整理、補(bǔ)測(cè)、標(biāo)引及入庫(kù)新的飼料原料的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù),分類構(gòu)建了涉及731項(xiàng)屬性數(shù)據(jù)的79個(gè)核心數(shù)據(jù)集,建成了標(biāo)準(zhǔn)化的“中國(guó)飼料樣本數(shù)據(jù)庫(kù)”及“中國(guó)飼料實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)”,網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)管理5971種飼料實(shí)體及62萬(wàn)套以上不同年代及種次的、具有飼料描述及屬性數(shù)據(jù)的飼料原料樣本;結(jié)合飼料原料營(yíng)養(yǎng)成分大樣本分析數(shù)據(jù),構(gòu)建了340套單一及分類飼料原料的有效養(yǎng)分預(yù)測(cè)模型,包括105種單一飼料總能(GE)、35套消化能(DE)、33套代謝能(ME)、45套凈能(NE)及其他132套養(yǎng)分預(yù)測(cè)模型。通過(guò)對(duì)預(yù)測(cè)模型的長(zhǎng)期驗(yàn)證與廣泛應(yīng)用,預(yù)測(cè)精度高達(dá)93%以上,年節(jié)省養(yǎng)分檢測(cè)費(fèi)用達(dá)1200萬(wàn)元以上,全面實(shí)現(xiàn)了飼料樣本數(shù)據(jù)的升值應(yīng)用;代表行業(yè)連續(xù)29年,在《中國(guó)飼料》雜志、《中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)》及《國(guó)家動(dòng)物科學(xué)數(shù)據(jù)共享分中心》2個(gè)門(mén)戶網(wǎng)站,唯一發(fā)布《中國(guó)飼料成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表》,為我國(guó)3700余家大中型飼料加工企業(yè)及養(yǎng)殖企業(yè)設(shè)計(jì)飼料配方解決了基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)支撐問(wèn)題。建成了世界上飼料種類最豐富、數(shù)據(jù)產(chǎn)生最規(guī)范、數(shù)據(jù)類型最完整、數(shù)據(jù)貯存量最大、數(shù)據(jù)更新與發(fā)布時(shí)間最長(zhǎng)的國(guó)家級(jí)行業(yè)基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)庫(kù),《中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)》的建設(shè)與運(yùn)行,全面支撐了我國(guó)飼料工業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。
實(shí)現(xiàn)了家畜電子標(biāo)識(shí)國(guó)產(chǎn)化
突破卡脖子技術(shù),實(shí)現(xiàn)了電子芯片國(guó)產(chǎn)化及標(biāo)簽產(chǎn)業(yè)化的重大突破,圓了畜牧智能制造走出去的夢(mèng)想! 研究團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)國(guó)際同類技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì),彎道超車(chē),率先采用世界最先進(jìn)的0.18μm芯片工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了在8inch的硅晶片面積上生產(chǎn)出4萬(wàn)枚RFID芯片,芯片成本降低60%,芯片應(yīng)答工作電流(700nA)比進(jìn)口低30%,應(yīng)答靈敏度提高10%;基于自主芯片研制的家畜標(biāo)簽(工作頻率134.2kHz)通過(guò)ISO11785:1996(E)驗(yàn)證和國(guó)家電子檢測(cè)中心(NCTC)8項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn),各種標(biāo)簽的成本僅僅是進(jìn)口同類產(chǎn)品的1/5~1/8;研發(fā)的閱讀器符合ISO 11784(編碼規(guī)則)及ISO 11785(數(shù)據(jù)傳輸接口)標(biāo)準(zhǔn),并全部通過(guò)國(guó)際動(dòng)物編碼協(xié)會(huì)(ICAR)的ISO 24631-1及ISO 24631-3的性能檢測(cè)及認(rèn)證;創(chuàng)制的22種外掛式、注射式無(wú)源電子標(biāo)簽及閱讀器,均獲得江蘇省高新技術(shù)產(chǎn)品認(rèn)證。為家畜養(yǎng)殖的數(shù)字化監(jiān)控提供必要的技術(shù)支撐。
自主創(chuàng)制的6大家畜智能飼喂設(shè)備
開(kāi)啟了我國(guó)家畜智能飼喂設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化制造
針對(duì)我國(guó)智能養(yǎng)殖設(shè)備空白及養(yǎng)殖勞動(dòng)率低下的困境,二十年來(lái)研究團(tuán)隊(duì)從解剖國(guó)際上的VLOES、TEAM等智能飼喂設(shè)備入手,不斷探索,反復(fù)調(diào)試與更新思路,結(jié)合機(jī)電控制及傳感器技術(shù)、采食量動(dòng)態(tài)模型及采食行為特性,創(chuàng)制了主要家畜精準(zhǔn)飼喂控制技術(shù)、智能飼喂設(shè)備及配套關(guān)鍵裝備共47種代次,基本填補(bǔ)了我國(guó)家畜智能飼喂領(lǐng)域的技術(shù)與設(shè)備空白。創(chuàng)制的7大核心智能飼喂設(shè)備,包括第2代種豬性能測(cè)定站,第4代及第5代母豬電子飼喂站,第2代產(chǎn)床母豬個(gè)體飼喂站,第3代保育豬粥料飼喂器,第2代育肥豬飼喂站及第2代奶牛個(gè)體精準(zhǔn)飼喂站均通過(guò)國(guó)家認(rèn)證檢驗(yàn)檢測(cè)委員會(huì)的檢測(cè),并實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化和普及推廣。
成果應(yīng)用效果顯著全面推動(dòng)行業(yè)的科技進(jìn)步
該項(xiàng)目研究始于1990年,并從1995年開(kāi)始逐步推廣應(yīng)用。飼料數(shù)據(jù)庫(kù)及配方技術(shù)、智能裝備、標(biāo)識(shí)產(chǎn)品等,覆蓋除澳門(mén)外的全國(guó)33個(gè)省市地區(qū),包括飼料行業(yè)TOP10在內(nèi)的3700余家企業(yè);核心的標(biāo)識(shí)產(chǎn)品出口到5大洲94個(gè)國(guó)家,成為我國(guó)少有的進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的家畜標(biāo)識(shí)產(chǎn)品。成果應(yīng)用可綜合提高飼料轉(zhuǎn)化率8%~15%,降低死淘率10%以上,減少勞動(dòng)力成本30%以上,提高畜產(chǎn)品增值15%~50%,成功培育出2家高新技術(shù)企業(yè),進(jìn)一步增強(qiáng)了項(xiàng)目實(shí)施單位-溫氏食品集團(tuán)股份有限公司及北京大北農(nóng)集團(tuán)有限公司在行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍地位。經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所評(píng)估:項(xiàng)目成果從1995年到2018年已經(jīng)累計(jì)新增產(chǎn)值1275.09億元,累計(jì)新增利稅94.55億元。
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