在国家推广发展数字农业和智慧养殖的背景下，国内开始大力发展养殖智能装备。在规模养殖场中使用智能装备能够提高养殖效率，缩减人工成本。目前，国内养殖场智能装备尚未普及，对智能装备的研究不充分，部分智能装备还处于研发阶段尚不能规模量产。文中以牛羊养殖为例，综述了养殖过程中各阶段所需要的智能装备及其功能，列举了当前国内智能装备的部分研究内容，介绍了大数据、人工智能等新一代技术对养殖智能装备发展的影响，讨论了当前国内发展养殖智能装备的意义及存在问题，分析了在当前新一代信息技术的快速发展背景下养殖智能装备的发展趋势。养殖智能装备能够加快我国数字畜牧的发展，提高畜牧业的经济效益，发展前景广阔，同时智能养殖装备可作为智慧养殖及精准饲喂的硬件支撑，为建造新一代智慧养殖场奠定基础。
1引言
数字农业蓬勃发展。2019年，在农业农村部中央网络安全和信息化委员会办公室关于印发《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》的通知中指明了农业各方面数字化建设的发展目标，在“加快生产经营数字化改造”中对畜牧业提出了智能化建设要求，要“建设数字养殖牧场，推进畜禽圈舍通风温控、空气过滤、环境感知等设备智能化改造，集成应用电子识别、精准上料、畜禽粪污处理等数字化设备，精准监测畜禽养殖投入品和产出品数量，实现畜禽养殖环境智能监控和精准饲喂。加快应用个体体征智能监测技术，加强动物疫病疫情的精准诊断、预警、防控”[1]。
中国畜牧业正在加快转变发展理念、变革生产方式，逐步进入以提质增效为重点的高质量发展新时期。在当今智能化的背景下，传统畜牧产业与智能化装备相结合逐步走向成熟，大量与人工智能、大数据、物联网等现代化技术相结合。为推动畜牧业智能化发展，专家学者从各个方面提出了观点。李德发院士在“中国畜牧、水产业未来25年”大会上表示：“畜牧业未来要向资源节约型、技术密集型和环境友好型转变，背后就需要有先进的科学技术和战略性工程来支撑”；赵春江院士提出“智能养猪是猪业发展大方向”[2]；李保明教授认为“全球畜禽产业都在转型升级，现代化的养殖技术装备与信息化相融合才是实现智慧畜牧业的必由之路”[3]；熊本海研究员从家畜编码规范及标识技术、畜禽养殖环境及体征行为远程监测、畜禽养殖智能装备及养殖过程数字化监管与大数据平台构建等方面，论述了畜牧业智能养殖技术体系[4]。
2规模养殖智能装备
智慧养殖场需要使用大量智能装备，以节省人工、提高生产效益。以下以规模化牛羊养殖场中使用的较先进的装备为例进行介绍（图1）。
2.1全混合日粮智能饲喂搅拌车
2.2饲喂机器人
2.3自动推料机
2.4智能穿戴式设备
2.5挤奶机器人
2.6智能称重分栏装备
针对大型养殖场，无论是牛还是羊，都需要在某个生长阶段适时进行分栏饲养。智能称重分栏设备，可根据牲畜所处体重及分栏要求对牲畜进行自动分栏。国内国科诚泰农牧设备公司设计了一款基于牛自动称重的分群系统（图7）。该设备在硬件上以智能分栏秤为核心，采集活牛体重数据，通过三防平板电脑工作站现场协同控制分栏秤；收集的数据上传到服务器，进行数据存储以及分析处理[26]。智能称重分栏装备仍存在一些局限性，如分群的条件不够精细等。该装备适合应用于各种规模养牛场，为牲畜分群提供了合适的工具。关于智能分栏设备，也可利用体况或者个体指标去进行分栏决策，通过机器视觉及机器学习，对牲畜的生长状况进行评判分栏。孙建英等（2020）设计了羊只智能称重分栏系统，可通过快速读取羊的耳标信息和羊只体重对其进行分栏[27]。
2.7粪污处理装备
3规模养殖智能装备发展趋势分析
3.1当前养殖智能装备发展中的不足
养殖智能装备的发展主要是为了节省人力同时提高生产效率，当前计算机技术高速发展，装备也越来越智能化，养殖智能装备的发展趋向逐步摆脱人为干预，但是在发展中仍存在一些局限性。1、部分场景不能较好地展示出智能装备的扩展性；2、智能装备的使用可能要对养殖场进行大规模改造；3、部分产品只是减少人为的机械性工作，不能做到精准饲喂和精准管理；4、整个养殖场内的智能装备存在信息壁垒，协同工作主要还是依靠人为控制。
3.2养殖智能装备国内外发展现状
3.3当前国内养殖智能装备发展趋势
当前国内养殖智能装备的发展是逐步向前的。随着国家政策及国内环境的改变，养殖业的发展也在逐步转型，慢慢由传统型养殖场向工厂集约养殖转变，对养殖智能装备的需求也在逐步扩大，有助于推进国内养殖智能装备的发展。当前，智慧养殖的概念逐步被人们接受，新的事物在降低成本的同时也提高了生产效率；国外养殖智能装备价格高昂，部分用户难以接受，这对于国内养殖智能装备的发展是一个机遇（图9）。鉴于国内养殖智能装备的发展现状及养殖智能装备发展中的局限性，养殖智能装备的发展仍具有较大前景。在国内养殖场智能化程度低的现状上，发展养殖智能装备仍是提高数字农业、智慧养殖的关键点。国内应加快养殖智能装备的发展，在借鉴先进国家技术与设备的同时加大完全自主产权养殖装备的研发，打造出属于中国特色的养殖智能装备。畜牧业的发展离不开养殖装备的发展，新一代规模养殖场离不开养殖智能装备，养殖智能装备体现了现代技术在畜牧业中的应用。
4新一代信息技术在养殖智能装备的中的应用及趋势
对于养殖智能装备，在设计和制造时，若结合先进的技术，则到实际生产中更能发挥装备的作用。在新一代信息技术兴起的背景下，大数据、人工智能、区块链和数字孪生等先进技术快速发展，与各个领域相结合发挥了巨大的作用。新一代信息技术将对上述智能装备产生较大影响，结合技术的发展将在装备智能化方面发挥最大作用。以下分别介绍各项技术在养殖智能装备及畜牧业中的应用。
4.1大数据技术
4.2人工智能技术
4.3区块链技术
区块链技术最先是在数字货币的支付中提出来的，由于其可溯源、不可篡改等特点现在被应用在众多领域[43]。随着人们生活水平的提高，人们对肉制品的质量要求也逐步提高，肉制品的溯源也变得十分重要。根据区块链自身的特点，应用于智慧养殖场中对肉制品溯源显然具有优势。同时，区块链技术还能保障养殖场信息的真实性，在养殖业保险方面发挥作用，提高养殖企业的可信度。区块链技术的发展对养殖场智能个体装备的发展可以达到促进的效果，通过耳标或者二维码等便携物品进行溯源，达到有迹可循。Neethirajan等（2021）表示，利用精准畜牧业(PLF)技术实现畜牧业数字化的最新技术，特别是生物识别传感器、大数据和区块链技术，提出了区块链技术在精准畜牧业中的使用场景[44]。区块链可以使生产环节的数据更加透明和可追溯。在养殖业中，这意味着每个生产步骤的数据，包括动物饲养、健康状况、饲料供应等，都可以通过区块链进行记录和验证。这有助于提高食品安全，减少食品源头的问题，并提高产品质量。区块链技术在智能养殖装备领域有巨大的应用潜力，可以提高食品的安全性、生产效率和可持续性。随着该技术的不断发展，养殖业将能够更好地满足市场需求，并提供更可靠的产品。
4.4数字孪生
4.5传感器技术
5新一代信息技术背景下智能装备发展趋势分析
5.1新一代信息技术在畜牧业上的应用现状
5.2新一代信息技术下养殖智能装备发展面临的困难
5.2.1高成本问题
新一代信息技术通常需要大量的资金来研发和部署。智能装备的成本可能对小型养殖场来说过高，限制了它们的采用。这可能导致产业中的不平等，大规模养殖场可能更容易受益于新技术，而小规模养殖场难以承受高成本。
5.2.2技术依赖性问题
新技术装备通常需要高度的技术知识来维护和操作。这对一些农民或养殖场主来说可能是一个障碍，特别是对那些缺乏技术培训和支持的人来说。
5.2.3数据隐私和安全问题
智能装备通常涉及大量的数据收集和分析。这可能引发数据的隐私和安全问题，特别是在农业领域，养殖数据可能包含商业机密和个人信息。确保数据的安全性和合规性是一个挑战。
5.3新一代信息技术下养殖智能装备的发展趋势
5.3.1养殖智能装备国产化发展
5.3.2养殖智能设备更加智能统一
各独立智能养殖装备的使用能够互联互通，打破各装备之间的信息壁垒，打造完整的智能养殖装备系统，统一调度管理智能养殖装备。
5.3.3养殖智能设备的研究将加快成果落地进程
6总结
HUTianCi,WANGWenSheng,QIJingWei,JIANGChengXiang,CHENXinWen,ZHENGWenXin,GUOLeiFeng.Analysisonthedevelopmenttrendofbreedingintelligentequipmentunderthebackgroundofnew-generationinformationtechnology[J].JournalofAgriculturalBigData,2023,5(3):56-68.