畜牧信息化.doc

从牧场到餐桌看畜牧业信息化建设的作用 发布时间：2007.07.09 13:28 来源：赛迪网-中国计算机报作者：中国农业信息化工程技术研究中心 詹锦川种猪在出生或入场后不久就被固定上一个RFID耳标，以此作为其养殖期间的唯一标识。 据世界粮农组织统计，近年来，我国畜牧业发展迅速，猪肉、羊肉和禽蛋产量居世界首位，家禽产量居世界第二，牛肉产量居世界第三，中国已成为最重要的畜牧业大国之一。相应地，畜牧业也已成为我国农村经济重要支柱产业，畜牧业产值约占农业总产值的三成，全国从事畜牧业生产的劳动力有8000多万。 但是，随着人们生活水平的提高，畜牧业面临着市场竞争及公众食品安全等方面的巨大压力。在这种情形下，把RFID技术引入畜牧精准养殖以及畜产品安全监管追溯，将对提高畜产品质量、降低成本以及保证畜产品安全起到巨大的促进作用。 从出生抓起 RFID作为一种信息自动化采集的手段，逐渐被畜牧业企业采用，以进一步提高工作效率，并保证信息采集的准确性。畜牧企业管理者借助RFID技术可以准确记录，甚至自动完成包括喂食、称重、疾病管理和饲养等环节的操作。 例如，在上海市规模化养猪场，种猪在出生或入场后不久就被固定上一个RFID耳标，从此这只种猪将被上海市生猪安全生产监测平台的数据网络所跟踪，随时掌握该种猪的重要属性，如接种疫苗、体重、病史、谱系等。在猪场内部，工作人员采用手持设备读取RFID标签，并记录各项生产操作，然后通过无线通信网络将数据回寄给宿主主机。与此同时，手持设备将显示种猪的编号、饲养记录或其他相关信息，并在专家系统指导下提供一些必要的操作建议。 在奶牛养殖方面，奶牛胃内被植入瘤胃式RFID标签（被封装在陶瓷等耐酸容器内）。在RFID系统的帮助下，每次奶牛进入挤奶厅，阅读器能根据RFID识别每一头奶牛，在挤奶控制器上，每头奶牛的牛奶产量将会自动被记录并自动分析其产奶量变化，从而得出每头奶牛的产奶性能、泌乳曲线、健康情况等等。类似的，奶牛进行DHI（奶牛群改良）测试时，系统可通过RFID识别、记录和分析每头奶牛的乳蛋白、乳脂肪、体细胞数据，为精准饲养提供依据。此外，通过RFID系统和自动投料系统的结合，还可以控制喂养的精度和准确度，在奶牛每次采食时，系统对奶牛的身份进行识别，根据事先设定的配方投喂饲料。一方面，奶牛无法吃到超过定额的饲料，另一方面，如果某头奶牛采食不足，系统也会自动提醒工作人员。 过程全方位监控 近年来，全球畜产品安全屡屡出现问题，如疯牛病、口蹄疫等，严重地影响了人们的身体健康，引起了全世界的广泛关注。提高畜产品食品安全已经成为消费者和经营者的迫切需求。RFID的应用则可很好地解决这一问题。通过在畜产品上使用RFID标签，给每一个产品置入唯一识别信息，从而实现对其生产、加工、储藏、运输的全过程进行全方位的监控和管理。同时企业也可以利用RFID技术对畜产品生产、加工、运输及零售等供应链环节的管理对象进行标识，并相互链接，实现从牧场到餐桌的全程追溯。一旦畜产品出现安全问题，可以通过这些标识进行追溯，查出问题出现的环节。 在畜产品的典型供应链中，每个环节都有相应的信息需要被采集，然后由相应的应用信息系统上传汇总到数据中心的数据仓库。在养殖企业、屠宰场和批发市场等环节可以通过RFID应用大大提高信息采集和处理的效率。而在零售市场和消费者这两个环节，由于数量过于庞大，主要靠相对成本较低的条形码实现信息传递。为此，需要在农产品分拣和包装时将RFID上的追溯编号读出，然后据此生成对应的条形码。 根据畜牧业供应链各环节实际生产加工情况的不同，各环节中RFID标签的形式也有所不同。例如，在养猪场采用个体RFID耳标和栏舍RFID标签结合的方式标识猪只，在市境道口采用RFID卡的形式标识生产场及物流企业，在屠宰场通过RFDI脚标和挂钩RFID标签结合的方式标识白条猪，在批发市场则通过RFID卡和挂钩RFID标签结合的方式标识货品和交易双方。而在各环节中，不同RFID标签通过采用统一的编码规则来进行个体信息传递和跟踪。 制定标准 降低成本 虽然RFID在畜牧业应用还是大有可为，但是作为一个新技术，应用推广还存在技术标准不统一和成本较高等问题。技术标准不统一主要体现在标准的制定机构和企业编码标准不一致两个方面。目前通用的RFID技术分美国标准和日本标准。即使在同一个国家，企业间的农产品编码标准也存在不统一的现象。另外，RFID技术属于新技术并且比较复杂，本身造价就比较昂贵，再加上其安装配置也需要经过专业训练的专业人员，所以成本门槛成为其快速普及的一个障碍。 针对标准问题，需要业内企业、研究机构积极了解其他领域的RFID应用情况，并主动参与其他领域的RFID标准制定工作，保证用于畜牧业的RFID技术具有良好的兼容性和可扩展性，先制定地方标准，再争取国家标准；先考虑建立行业应用标准，再考虑建立基础标准和产品标准；先在本地、本区域推广，再逐步推广到全国。 针对价格问题，则可一方面努力提高RFID芯片的制造水平和国产化率，另一方面研制可重复使用的标签，并建立电子标签回收机制，以降低成本。 (责任编辑：罗洪泽) 畜牧信息技术1 引言现代信息技术是以计算机技术为依托的，它主要包括两个方面：以计算机本身为主的；以计算机网络为主的。当前，计算机在农业领域中的应用无论在规模还是在应用水平上都要落后于其他领域。芬兰被认为是世界上在农业领域中计算机应用普及程度最高的国家，在芬兰的84000个拥有5公顷可耕地的农场中，将近50%的农场拥有个人计算机，20%的农场使用Internet，而上个世纪90年代初，只有大约10%的农场拥有计算机。在美国，大约36%的农场拥有计算机，约11%的农场使用Internet。以上这些都是针对一般性农场的，但也反映了计算机在畜牧业中应用的基本情况。企业信息化建设是一项系统工程，它的产生和发展是个循序渐进的过程，是与企业原有的产权结构、组织形式、运作方式、利益格局等诸多方面的根本性变革互为基础和条件的。所以应用信息技术改进企业管理，实质上是一个观念创新、体制创新、机制创新的过程。虽然我国各级畜牧业领导层的信息化意识有了相当大的提高，但整个畜牧行业使用互联网和参与电子商务的大约仅为7%，而中小畜牧企业还不及1%。所以总的来说，我国中小畜牧企业信息化的应用水平还比较低，应用层次差异比较大。难点有以下三个方面：（1）对信息化认识不足。很多中小畜牧企业领导层由于受本身文化水平、知识结构、求知欲望的限制，对信息化应用的迫切性认识不足。（2）资金不足。企业要想信息化，必须自己购买机器，自行组织开发信息化应用软件平台，投入很大，开发周期很长，收效却甚微。（3）人才匮乏。现有的企业职工由于自身文化水平、知识结构和信息采集能力问题，面临对于技术革命带来的新操作方式的不适应。畜牧业信息化与自动化建设将是历史上最为复杂的、知识高度密集的、大规模综合集成的系统工程。在一个畜牧业生产单位，可以建立一个小型局域信息网，设置一个网络管理中心，通过信息网把畜禽养殖场的各个生产环节连成一个整体。这样，就可以使畜牧业基础设施的运转、畜牧业技术的操作、畜牧业经营管理运行，通过网络信息的传输，全面实现自动化调节和控制。信息网就是信息畜牧业的基础建设。有了信息网，就可以把信息畜牧业的内部主要组成部分连成整体，并和外部网络连接起来，自由地进行信息的交流。同时应用3S系统，即遥感系统（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）控制畜牧业系统的运行，实现精细畜牧业生产。2 信息技术在畜牧业中的应用现状目前，现代信息技术在畜牧业生产中应用主要是生产管理系统，信息处理系统，智能专家系统，决策支持系统，模拟系统和计算机网络系统等。2.1 管理信息系统信息的储存与管理是最基本的信息技术，也是其他信息技术的基础。MIS是利用计算机来进行数据的采集、处理和管理，并为管理决策提供必要的信息。在畜牧业中利用计算机进行数据管理已有很长的历史，早在50年代，美国的奶牛群改良协会（DHIA）就开始用大型计算机进行奶牛生产记录管理，在70年代有了通过电话的数据自动查寻系统，到了80年代就有了基于微型计算机的管理信息系统。在荷兰，1992年就有将近40%的种猪场使用MIS，这些猪场所饲养的母猪数占全荷兰母猪总数的75%左右。使用管理信息系统给畜牧生产带来的效益是明显的。我国近年来畜牧场管理信息系统的研究和应用也有较快的发展，目前主要在大中型猪场应用较为普遍，使用得较多的管理信息系统除了有国外的PIGWIN和PIGCHAMP外，国内自己研制的有GBS、PIGMAP、飞天工厂化养猪计算机管理系统等。对这些软件的应用效果目前尚无系统的调查研究，但多数猪场认为这些软件使他们的管理更科学，对生产是有益的。2.2 农业推广服务系统基于Internet的农业推广服务系统在欧美已有了较为广泛的应用。如波兰，农业推广服务中心根据农民的需求，建立了市场信息库，包括不同地区农业物资的价格、不同地区农产品的收购价格、在商品交易市场上农业物资和农产品的价格、农民和企业的产品零售报价、可提供贷款的银行及其贷款利率、不同银行的存款利率、厂商的地址等等。在罗马尼亚，国家农业和粮食部与英国农业推广署合作，建立了农业推广网络系统，通过这个系统，可以监督和评价全国各地的农业推广活动，并制订未来的工作计划。农业推广在我国一直是一个薄弱环节，这使得高等学校和研究机构的科研工作与生产实际严重脱节，科研成果得到真正应用的比例很低。近年来这种情况已有所好转。在利用信息技术进行农业科技推广方面，我国政府和科技工作者也做了不少努力，但利用Internet进行农业科技推广还不够普及。2.3 育种分析系统现代遗传育种理论和方法的应用离不开现代计算机技术的支持，而计算机技术的发展又促进了新的遗传育种理论和方法的研究。现代遗传育种理论和方法的一个基本原则是利用一切可以利用的信息和最先进的统计分析方法。如北美和一些欧洲国家，种畜的遗传评定是地区性的乃至全国性的，要将全地区乃至全国的数据收集在一起，统一进行遗传评定，其信息量是非常庞大的。如德国，奶牛的全国遗传评定由家畜联合信息系统操作。在加拿大，全国的种猪联合遗传评定由加拿大猪改良中心（CCSI）负责，CCSI拥有一个含有全国1800万头猪的生产性能测定和遗传评定记录的国家数据库，这些数据来自于参加全国猪联合育种的各猪场的测定数据和各地区中心测定站的测定数据，每年有10万多头种猪参加测定。在我国目前尚无全国性的畜牧信息处理中心。在部分省市建立了地方性的奶牛信息处理中心，负责本地区的奶牛遗传评定。在大部分国家级的种猪场和其他一些较大型的种猪场已有了供场内遗传评定的计算机软件（如GBS，MTEBV等）。2.4 牧场管理系统牧场管理有三个重要方面：经常针对各种情况及时做出正确的决策；为家畜提供良好的条件，使它们能够充分发挥其遗传潜力；保证畜产品的食品安全和不对环境造成污染。在这些方面，信息技术都能发挥重要作用。管理人员不仅可利用计算机和网络获取及时、全面和详细的企业内部和外部的信息，还可利用一些专业化的计算机软件，如专家系统或决策支持系统，为其决策提供参考意见，对某一问题进行分析并提供诊断和处方。目前国外已开发了很多供畜牧场用的专家系统或决策支持系统，如集约化猪场管理的决策支持系统、猪场母猪繁殖管理的专家系统、猪呼吸病诊断的专家系统、用于母猪群更新的专家系统、用于猪场健康管理的专家系统、用于控制药物和杀虫剂残留和环境污染的决策支持系统、用于母牛更新的决策支持系统等等。现代信息技术也可用于改善和控制家畜的营养和环境条件，提高管理的精确性。如将传感器和计算机相结合用于对家畜的个体识别，从而可对个体的活动随时进行监控，尤其对于放牧家畜来说更具有价值。在荷兰，将发情诊断准确率由50%提高到90%，可使牛场的利润增加8%，利用个体给料控制系统可提高利润4.8%。信息技术在饲料配方制定、家畜胴体组成活体测定、畜舍内环境控制、环境污染监控、人事管理、帐目管理等方面都正在或即将发挥重要作用。在我国，用于畜牧场的专家系统或决策支持系统几乎还是空白。在个别牛场（如北京奶牛中心良种场）已有了自动奶量记录系统，在一些猪性能测定中心有了自动个体采食量记录系统。2.5 网络系统网络的基本功能是信息传递和资源共享。在信息传递方面，与传统的信息传递方式相比，利用网络传递信息的特点是：速度快；不受时间和空间的限制；信息的种类多样，如文字、声音、图像、影像等；经济实惠。在资源共享方面，凡加入互联网的用户都可共享网络中的公共资源。互联网以其强大的信息传递功能，为人们迅速传递和获取各种信息创造了优越条件。我国在这方面虽然起步较晚，但发展速度很快，目前已有很多专门化的信息网站。通过网络，企业不仅可以对本企业的产品进行全面详尽的宣传，而且可以对企业本身进行全方位的宣传，这种宣传可以不受时间、空间、信息量和经费的限制，所产生的效应也是其他任何广告宣传方式所不能比拟的。联合育种是现代家畜育种的必然发展趋势，其核心是进行种畜的跨场、跨地区、乃至全国性的联合遗传评估，实现优秀遗传资源的共享。北美和欧洲联合育种（主要是牛和猪）比较普及，各农场可直接在网上获得种畜的遗传信息并进行选种。网络与经济相结合，就产生了网络经济。与传统的经济模式相比，网络经济的主要优点在于它使得生产者与消费者可通过网络直接联系，消除了生产者与消费者之间的中间环节，从而大大降低了产品的附加成本，此外它还使企业能够扩展市场范围，与客户良好沟通，从而可随时了解用户的需求，及时调节产品结构，为用户提供全天候服务和个性化服务，消费者则可更全面地了解产品，有更大的选择余地。3 信息技术在畜牧业中应用的发展趋势虽然与其他行业相比，信息技术在畜牧业中的应用要少得多，但这并不意味信息技术对于畜牧生产的益处不大。从前面的叙述可以看出，信息技术在畜牧生产中的很多方面都可以发挥很大作用。事实上，近几年信息技术在畜牧生产中应用的速度较过去已有了很大提高。未来其发展速度还会大幅度提高。社会的发展对畜产品的产量和质量要求越来越高，企业之间的竞争也会越来越激烈，要满足社会需求，在竞争中立于不败之地，就必须利用现代科学技术，尤其是信息技术。畜牧业本身的发展趋势是牧场规模越来越大，集约化程度越来越高，而管理的难度也越来越大，仅凭经验已远远不够了，畜牧场正面临着由基于经验的生产系统到基于信息和科技的生产系统的转变，这无疑需要信息技术的支持。3.1走信息化和工业化之路近年来，禽流感、口蹄疫及最近发生的猪链球菌给畜牧业发展带来灾难性损失，在养猪业方面，2005年9月份，在半个月内毛猪收购价下降1元，令人思考，由于中国畜牧业仍然以分散经营为主，缺乏规模化管理和防疫消毒，生产方式急需改变，将畜牧业生产走向工业化是彻底提升中国畜牧业根本途径，从分散经营走向适度集约化管理，最后走工厂化管理，工厂化管理必须采用信息技术，提高管理水平，促进畜牧