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全球工业4.0下的家禽规模化生产前景广阔
来源:国际畜牧网    2022年09月30日    点击:1471

从国际竞争到愈演愈烈的大国博弈,从技术研发到核心技术垄断与封锁,再到产业应用面临重重障碍,数字技术掀起的巨浪一浪高过一浪,百业千企竞逐数字赛道,家禽产业亦不甘落后,这一趋势在新冠疫情冲击下得到了更多的行动回应,尤其是劳动力短缺日渐加剧的欧美市场。如,数字技术应用相对其他行业依然比较落后的美国家禽业,迫于多方提出改善禽肉加工厂劳工健康的人道关怀、更体面工作的诉求等压力,开始有了新的行动。从中国市场来看,家禽业数字技术应用更多体现在产能整合与规模养殖水平提升方面。


家禽业与工业4.0的交互

工业4.0也被称为第四次工业革命,代表旨在提供预测未来的数字技术互联生态系统,其特点是融合了人工智能(AI)、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、自主系统、纳米技术、量子计算和完全互联的物联网,以及与之匹配的机器人技术等。

那么,家禽业4.0是什么呢?它可以理解为第四次工业革命技术在家禽领域的应用。工业4.0组件改变了许多产业,包括家禽与食品行业。例如,传感器和大数据可以帮助家禽供应链收集有关过程的信息,而物联网、人工智能和机器学习可以对收集的信息进行交流和学习(图1)。

事实上,肉类行业的技术多年来一直在更替、升级,尽管低调,但从未中断。随着计算机、社交媒体、在线购物的发展,行业转型的速度逐渐加快,鲜肉和肉制品的生产和消费模式发生了巨大的变化。曾经,人们主要依赖在家就餐。如今,外出就餐或购买预制食品花销占食品消费的比重越来越大。这从禽肉加工比例变化可一窥端倪。美国国家鸡肉委员会(NCC)的数据显示,1962年,美国83%的肉鸡作为整鸡出售;1991年,整鸡、深加工品、鸡块/分割品占比分别为16%、28%和56%;2021年,整鸡出售仅占9%左右,而50%的鸡肉作为深加工产品出售,40%的鸡肉作为鸡块/分割品出售。

此类趋势尤能证明,虽然禽肉行业本身可能不是技术与数字创新的最先采用者,但禽肉行业用于生产、切割、加工、包装和运输产品的技术,从工业技术的进步以及其带来的优势中收益良多。

技术与数据赋家禽业

新冠疫情大流行期间,整个食品供应链包括对数字化和自动化解决方案的需求显著增加。技术与数据的充分利用,在改进禽肉加工、保存和分析方式、减少食物浪费和损失、开发安全的高质量禽肉产品以及提升供应链透明度方面具有巨大潜力。

? 政策支持

与工业4.0趋势相呼应的是,不乏经济体出台政策、拨发款项支撑当地家禽业的发展,而数字技术、智能化也是重点支撑领域,如美国、英国、欧盟国家、日本以及印度、印尼、伊朗、南非、尼日利亚等。

在中国,目前也出台了一些与家禽业相关的发展数字技术的政策。如,于2022年8月发布的《农业现代化示范区数字化建设指南》提出,推进农业全产业链数字化升级,加快农业生产智慧转型,促进农产品加工智能化转型。在畜禽养殖中,加快畜禽舍环境监控及自动化控制、动物发情智能监测、精准饲喂、疫病防控、粪污处理等智能化改造。在农产品加工领域,推广应用智能流水线、专用机器人等自动化设备,开展智能分拣、自动清洁、无损检测、自动包装等作业。

? 提升安全与效率

先进的自动化正在帮助泰森食品提高家禽加工中的工人安全和效率。该公司最近完成了对其位于密西西比州福瑞斯特的家禽加工厂的9000万美元扩建工程。最大的变化之一是在其部分鸡肉加工线中增加了自动化技术。“自动化触及了很多非常关键的点。”泰森食品公司家禽业务负责人查理?所罗门(Charlie Solomon)说,“从历史上看,自动化与手动过程能够产生非常大的性能差距。最近,自动化已经取得了长足的进步,性能要好得多,而且某些类型的自动化维护起来非常简单。”

这些好处包括:在新冠疫情全球大流行期间,自动化可以简化繁重的工作。家禽加工厂面临着越来越严峻的劳动力资源挑战,自动化可以帮助解决劳动力短缺问题。“这是简化繁重工作和体力消耗工作的绝佳解决方案。”所罗门称。同时,他还指出,泰森食品将注意力集中在高流动率工作的自动化上。自动化的目标是增加而不是取代家禽加工设施的工人。作为福瑞斯特工厂扩张的一部分,泰森食品计划在现有的1250名团队成员的基础上新增320个工作岗位。

工作环境更安全。自动剔骨机使用传感器来确定胴体的大小和尺寸。机器人和其他自动化技术可以消除或最大程度地减少人为错误的风险,而且对疲劳相关伤害的担忧也更少。

“如果考虑手动剔骨过程,无论是前半部分还是后半部分,每当工人使用刀具时,都会面临威胁和风险。我们在福瑞斯特工厂中投入的许多自动化功能帮助我们消除了一些使用刀具的困难工作,从而创造了一个更安全的工作环境。”所罗门解释说。

? 洞察数据协助决策

欧洲领先的家禽生产商Atria集团利用人工智能(AI)公司Stravito的服务来寻找答案。此公司表示,Stravito能使企业组织快速轻松地利用洞察和研究做出更好的决策。对Atria这样的农产品企业而言,这意味着通过AI将Atria的消费者洞察和市场分析数据集中在一个所有员工都可以访问的平台上,目标是所有部门,尤其是销售和营销部门,都能够及时了解消费者趋势并保持同步。

“Stravito有助于我们了解自身的洞察力,激发员工兴趣,以更多地了解消费者和购物者的需求变化。营销、销售和创新领域的员工现在都在使用它。”Atria市场洞察经理斯特凡?霍尔姆斯滕(Stefan Holmsten)如是说。

? 提高家禽供应链的安全性和可追溯性

基于云的温度记录器可以为家禽供应链提供端到端的可见性,提高透明度、可追溯性和安全性。Tive公司的创始人兼首席执行官克雷纳尔?科莫尼(Krenar Komoni)称:“在冷链中,为了确保产品在保持一定温度的条件下准时送达,制定了监管要求,以确保跟踪货物在整个运输过程中发生的情况。”此公司研发的微型芯片可存储、测量温度数据,这种类似于贴纸的设备使用物联网跟踪和记录温度,用于第一英里和最后一英里的交付、仓库运营以及公路、铁路、空运和海运的冷链管理。“微芯片标签可以监控整个过程。”科莫尼解释道,

“它可以留在纸箱或盒子上,持续测量温度,以确保它一直符合零售店的要求。”

可重复使用的温度记录器具有薄而灵活的运输标签的大小和形状,并配备非锂电池,可持续使用长达一年半,并且可以处置成最少的电子废弃物进行回收。要跟踪货物,只需将设备粘贴到可重复使用的塑料容器、纸箱或盒子上,并监控其从城镇、海岸到海岸,亦或是大陆到大陆的进程。

? 高效整合禽肉生产与加工

当今食品行业的主要重点之一是整合供应链中的所有步骤。对于肉类行业,这意味着将来自农场的信息与肉类产量和质量联系起来。目前有几种软件程序可用于执行此类任务,它们在世界各国政府要求的可追溯性方面也很有帮助(例如,在出现疾病问题时凭借肉块的信息就能找到生产农场)。

在监控工厂的各个步骤的数据信息都能被捕获分析,从活体动物接收到执行各个步骤(击晕、浸烫、脱毛、掏膛、去内脏、冷藏、切块、剔骨、包装、入库)。将平板电脑和手机等手持设备连接到由数百个传感器提供实时数据的软件上。总体而言,它允许工厂经理实时监督整个运营并做出快速准确的决策。此外,在线称重站、摄像头和图像分析系统的进步允许收集大量有价值的数据,包括单独追踪每件产品,并对活禽吊挂、整只产品或切块产品进行全流程跟踪。来自不同站点的信息被反馈到中央计算机,该计算机提供工厂内每个部分的实时快照。如今,该系统还可以监控每个工人在生产线上处理的效率。

? 节省人力与助力规模养殖

目前,一些数字技术在国内家禽养殖端亦得到应用并取得初步成效。据2022年烟台两会报告透露的数据显示,2021年,烟台商品肉鸡养殖方式全部为三层、四层立体笼养,实现了供料、供水、通风、除粪等全自动化,特别是民和股份八层立体养殖模式,可以达到每人管理6万羽肉鸡,实现了每平方米年产1吨鸡肉。从2001年、2011年到2021年,烟台白羽肉鸡标准化规模养殖水平从零起步到60%再到100%。此报告指出,未来,鼓励烟台肉鸡养殖加工龙头企业在引进先进技术和高端装备的同时,加快培育精准牧业、智能牧业、远程牧业等畜牧业新业态。到“十四五”末,烟台肉鸡“一体化”龙头企业全部实现精准化、数字化管理。

目前,民和股份的少人化肉鸡智能养殖场采用自动化笼养设备,包括自动化饮水系统、行车喂料系统、带式清粪系统、自动化肉鸡收集与输送系统、舍内环境控制系统以及场内智能化管理平台,有效提升了防疫水平、肉鸡品质和养殖效率。

未来的价值想象空间

无疑,技术与数据正在重塑家禽业的格局。在过去几年中,不乏有家禽企业为此而努力,并拔得头筹,正从数据分析、人工智能和机器学习(ML)中实现重要价值,包括提升生产能力,改善客户服务,提升员工的满意度和减少对环境的影响。

然而,从家禽行业整体来看,不论欧美发达经济体还是中国等发展中经济体,数字技术应用主要取决于投入、产出及效益的综合考量,而资金实力是基础支撑,这给行业一些巨头提供了更多机遇,但一些中小规模家禽企业、家庭农场经营者则无力承担这一高成本投入。此外,也有公司难以成功扩大试点项目,在投入大量的时间和金钱之后,仍然无法充分利用新的工具和技术来获得令人满意的投资回报。

“面对海量的、势不可挡的数据,决窍在于,弄清楚如何将其转化为对公司首席财务官来说很重要的语言。”威斯康星大学麦迪逊分校动物和乳制品科学系教授、肉类科学和动物生物制品项目主任史蒂文?里克(Steven Ricke)称,“如果无法做到这一点,那么它就变得无关紧要。”

“一个工厂有5条生产线,一条生产线上有10台机器,这意味着你正在收集数千个有关设备运行情况的数据点。”负责PMMI公司市场开发的副总裁豪尔赫?伊斯基耶多(Jorge Izquierdo)认为,就其本身而言,这些数据可能难以解释。但是,当公司制定了数据管理策略并且人员了解如何对其进行分析和响应时,就可以使用这些数据来推动真正的商业利益。

对此类问题,麦肯锡在《捕捉工业4.0的真正价值》报告中给出了七项基本原则的建议。报告宣称,无论制造商是开始他们的数字化转型之旅,还是在错误开始或失败尝试后重新调整他们的方法,领先公司所采用的方法都指向了这几大原则,它们有助于成功实现数字化转型。

“这是一个令人着迷的时刻,因为我们将通过第四次工业革命共同体验家禽业的蜕变。”乔治亚理工学院的农业技术研究计划(ATRP)经理道格?布里顿(Doug Britton)博士表示。目前,ATRP一直在大力投资利用工业4.0概念的高度变革性技术开发。其“未来家禽工厂”战略计划包括开发能够远程操作机器人的VR概念;在单个工作单元中感应和处理胴体的新范例;人工智能驱动的机器人解决方案,用于在加工过程中执行切割和操作产品;部署或开发先进的传感器来执行输入产品表征,以支持先进的操作。

“这些项目构成了一个更大的综合拼图,项目完成后将呈现一个看起来与今天大为不同,实现了真正转变家禽生产和加工过程的行业。”布里顿补充道。


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关键词: 家禽

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