2024年数字经济专题：以科技赋能养殖，智能化引领转型升级

一、我国乡村数字经济迈入新阶段，数字养殖重视度提升

我国乡村数字经济发展进入深化阶段，取得显著成效。2015 年中央一号文件首次提出 农 村电子商务”概念，开启了对乡村数字经济建设的探索。2018 年 政府工作报告》中提出大力 实施乡村振兴战略。2020 年十四五规划指出要加快推进数字乡村建设，持续引导数字乡村的 发展。2021 年，我国数字乡村发展水平已达 39.1%，农业生产信息化率达 25.4%，乡村数字经 济新业态和新模式不断涌现，建设取得显著成效。2022 年，中央一号文件提到要推动乡村振 兴取得新进展、农业农村现代化迈出新步伐，我国乡村数字经济发展进入到深化阶段。

在数字养殖方面，我国政策重视度日益提升，数字化与规模化、标准化同步推进。我国高 度重视畜牧养殖数字化建设。近年来，国务院办公厅、国家发改委、农业农村部等多部门陆续 出台文件，大力推动和扶持我国生猪养殖行业向集约化、自动化、标准化、信息化、智能化方 向转型。根据农业农村部公开数据显示，2021 年我国畜禽养殖规模化水平提升至 70%，相比 于 2018 年提升 9.5pct；另外，在农业农村部等多部门联合印发的 全国现代设施农业建设规 划（2023—2030 年）》中提到 力争到 2030 年畜牧养殖规模化率达到 83%”。 根据农业农村部等多部门共同编制的 中国数字乡村发展报告 （2022 年）》数据，2021 年 我国畜禽养殖信息化率达 34.0%，其中，生猪和家禽养殖信息化率分别为 36.9%和 36.4%。截 至 2022 年，畜牧业综合信息平台、饲料和生鲜乳质量安全监管系统已实现对全国 18 万余个规 模猪场、4200 多个生鲜乳收购站、5800 多辆运输车、300 余个牧场、1.3 万家左右持有饲料生 产许可证企业的全面监管，数字技术的集成应用已成为规模养殖场的标配。 在我国构建高质量发展格局、推动数字乡村建设的背景下，数智化成为我国畜牧业转型升 级、高质量发展的必然要求，也成为我国生猪养殖行业发展的必然趋势。

二、我国养殖业处初级智能阶段，数字养殖助力降本增效

（一）数字养殖是工业智能制造理念向养殖业的迁移

工业领域中，智能化指在物联网、人工智能、大数据、云计算、区块链等数字技术的支持 下，充分发挥数字化基础设施作用，实现状态感知、实时分析、自我决策和精准执行，无需人 工干预即可分析得出最佳方案，并由系统自主执行操作。而智能养猪则是围绕养猪场构建更广 泛的信息网络，利用猪场生产管理软件、OA 系统等软件系统和智能芯片、智能传感器等硬件 设备，使用物联网、云计算等技术手段，通过构建不同的算法模型，实现对养猪业个体识别、 饲喂管理、环境控制、疾病防控、转群管理等不同场景的应用，并在使用过程中不断加强对养 猪业各种场景、各种事物的多层次特征提取、描述、还原及控制能力，提高养殖精度，提升管 理和经营效率。

（二）我国规模化生猪养殖进入智能化初级阶段

我国工厂化养猪的发展历程大致经历了机械化、信息化、智能化三个阶段。 （1）机械化阶段：即在生猪养殖全程各个生产环节（如饲喂、环境控制、消毒、防疫、 清粪、废弃物处理等）使用机械化作业代替人工操作，系统完全不感知外部信息，是信息孤岛 的系统。机械的使用降低了养殖人工成本，提高了养殖的规模化、集约化、标准化生产水平。 目前我国大部分中小规模猪场处于这一阶段或向信息化转型中。 （2）信息化阶段：本质上是简单的信息反馈和交互系统。早期数据采集主要依靠人工录 入，随着物联网和信息技术的发展，逐渐实现了数据自动采集，利用信息管理软件和基本的数 据分析来高效地指导操作。采集的数据包括环境信息、猪只体征数据、猪只运动行为特性和生 产管理数据、屠宰、分销物流信息等。目前我国集团化养猪企业大多处于这一阶段。 （3）智能化阶段：本质上是一种全新的、复杂协同的知识自动化系统，是畜牧业的第三 次革命。利用移动互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等新技术逐步尝试替代人的操 控来自主智能化决策。智能化养殖有助于提高劳动生产率，降低劳动成本，为畜牧业发展带来 更多效益。目前我国的智能养猪整体上还处于初级智能阶段。 自 2018 年非洲猪瘟席卷我国生猪养殖行业以来，养殖企业对生物安全防控提出更高的严 格要求，减少人与动物的接触，减少动物之间的接触，减少动物与物料之间的接触，提高精准 饲喂能力与养殖管理水平成本近些年的核心目标。基于上述现状，数字化智能化方案可以在一 定程度上帮助养殖户降低对劳动力的需求、提高生产效率。

我国农业机器人目前处于起步阶段，未来市场增长空间广阔。与发达国家相比，我国受前 两次工业革命影响较小，20 世纪 90 年代中期开始研发农业机器人，目前仍处于起步阶段。从 2003 年开始，我国农业部持续推动农村地区使用各类农业机器人。根据智研咨询，预计 2023 年我国农业机器人产量约为 31193 台，需求量约为 31473 台，自 2015 年起始终保持供不应求 的状态。根据共研产业咨询，我国农业机器人市场规模持续高速增长，2022 年市场规模约为 11.46 亿元，同比增长 37.58%。2023 年年初，工信部等十七部门印发了 机器人+”应用行动实施方案》，提出加快农林牧渔业基础设施和生产装备智能化改造，推动机器人与农业种植、 养殖、林业、渔业生产深度融合，支撑智慧农业发展。随着我国农业数字化和智能化水平不断 提高，预计未来我国农业机器人市场增长空间广阔。

（三）数字养殖为我国生猪养殖业带来的潜在赋能

国际上养殖技术领先地区已逐步推进智能化养殖技术，逐步开始应用智慧畜牧业技术提 升畜禽健康、生产水平、生产效率和产品质量。而我国数字/智能养殖仍处于初级阶段/探索阶 段，我们基于当前我国生猪养殖行业发展情况，罗列相关我国生猪养殖依旧面临的潜在问题：

（1）中小规模养殖场占比高：长期以来我国生猪饲养结构中，中小规模养殖场比例较大， 从事生猪养殖的主体长期以进行育肥养殖的散户为主，养殖方式主要为庭院式散养，规模化和 标准化程度较低。近年来受环保政策、非洲猪瘟、集团场加速扩张等因素影响，低效产能被淘 汰，中小规模养殖场加速退出。但根据涌益咨询调研数据，截至 23 年年底，规模在 1000 头母 猪以下的养殖场占比仍较高，为 43%。而由于中小规模养殖场受到设施条件、技术积累等因素 的限制，在技术、成本、效率、安全、应对市场价格波动的抗风险能力等方面均处于劣势。

（2）信息化程度低：我国养殖业的信息化硬件设施薄弱；信息共享程度低；信息利用率 和综合分析能力不高；动物生长机制与多元信息间的相互关系研究不够透彻；信息获取过程中存在大量依赖人工观测、录入的环节，还无法做到自动监测等。此外，畜禽养殖环境调控、精 准饲喂、畜禽健康识别与预警等信息化智能养殖技术方面与发达国家存在较大差距，且实施成 本较高。

（3）生产效率较发达国家水平有较大差距：由于美国育种技术研究起步较早，其种群生 产性能领先于我国。根据 iFind 数据，2021 年我国能繁母猪 PSY 平均值为 18.32 头，为美国 PSY 平均值 26.08 头的 70%，整体养殖效率差距较大。

（4）养殖成本较发达国家水平差距显著：饲料成本、仔猪成本、人工成本是中美生猪养 殖成本的主要构成部分。从成本结构的角度来看 （USDA 数据），中国的饲料成本 （57.2%）和 人工成本 （7.8%）占比显著高于美国 （40.1%，4.3%）。从成本绝对值角度来看，我国饲料成本、 仔猪成本、人工成本均与美国有显著差距。2021 年中国生猪养殖人工成本约 2.72 元/kg，饲料 成本约 8.82 元/kg，猪苗成本约 7.83 元/kg，分别为美国生猪养殖成本的 10 倍、1.8 倍、2.6 倍。 同时也需要关注到，就中国养殖成本而言，散养与规模养殖下的人工成本差距亦十分显著，21 年两者分别为 4.06 元/kg、1.43 元/kg。因此从这个角度来说，规模化提升是降人工成本第一步， 其次规模化以后智能化赋能将带来更多效用。 综合上述四点来说，我们认为我国生猪养殖规模化程度尚有提升空间，同时养殖过程中人 力使用更多、智能化设备使用较少导致整体养殖效率、养殖成本等方面与先进水平存在差距。 那么基于上述问题的显现，我们认为核心在于智能化/数字化养殖将带来养殖员工/养殖户主观 能动性问题的减少，从而降低人工成本、提升猪群健康度，最终实现养殖效率的全面提高。

因此，数字养殖是上述问题的有效解决手段，有利于大幅提升我国畜牧业生产效率和产品 质量。具体来看，数字养殖解决了两个问题： 一是精细化管理。通过数据实时采集、分析和反控制能力，实现从面向群体的粗放式管理 到面向个体的精细化管理的转变。在此过程中，具体养殖过程中的人力使用将会减少，更多依赖于信息技术的自动化获取与实施；同时依赖养殖端精准饲喂等技术集成将使得饲料投入更 有针对性，并进一步降低饲料浪费、优化饲料营养结构、最大化饲料效用。 二是数据的集成&数据的决策。在精细化管理的基础上，通过数据分析、处理，建立算法 模型，利用数据进行透明化、科学化的决策。未来数字养殖发展的重要突破点在于机器自我学 习，借助 AIoT、Blockchain、Cloud、Data、Edge、AR/VR 等技术手段，自动采集整合牧场全流 程环节各项数据，对牧场进行全生命周期的监控、运营及事件预警。 数字养殖在原材料采购、标准化生产、成本控制、养殖效率、生物安全、智能化程度等方 面具有明显优势，且能够长期、稳定地提供安全的产品。从数字养殖的效果来看，根据农业农 村部等多部门共同编制的 中国数字乡村发展报告 （2022 年）》数据，通过应用无人环控平台、 自动巡检报警系统、智能饲喂系统等，可使劳动生产率提高 30%以上，每头出栏生猪降低成本 150 元左右。

三、上市猪企发力数字养殖，升级养殖数字化体系

数字养殖的行业转型趋势为各大猪企的养殖场数智化升级带来了难得的发展机遇，有利 于提升各猪企的养殖标准化水平和智能化程度，从而使得人力养殖技能差异带来的成本方差 可进一步减小，最终实现市场份额提升与市场竞争优势提升。上市猪企中牧原股份、温氏股份、 巨星农牧、神农集团、唐人神、新希望、大北农等公司均已开展数字养殖项目规划和建设，其 中多数公司于 2023 年启动项目资金募集。

四、以科技赋能养殖，牧原股份为数字化转型引领者

（一）六大主体搭建数智化平台，研发投入超 10 亿

自 2012 年开始，牧原股份推进公司信息化建设。受非洲猪瘟疫情影响，2019 年公司开始 组建智能化团队，加快智能化进程。2020 年，公司梳理形成了信息化建设、猪舍智能化、养猪 物联网平台、智能机器和人工智能五大科技应用板块，设计适合中国养殖业现状的标准化猪舍 和自动化养殖设备。2021 年，公司成立河南牧原云计算技术有限公司，从事大数据、人工智能 等前沿技术研发，对旗下所有养殖场进行智能化赋能。2022 年，公司智能化持续发展，创建物 联网平台、大数据平台、人工智能平台。2023 年，公司上线饲料厂智能化系统。

公司形成 全自养、全链条、智能化”的经营模式，秉承智能制造+人工智能的无人值守 理念，致力于服务饲料-养猪-屠宰-食品加工的全产业链发展。公司通过自研发展数字养殖， 相比外采成本更低、场景应用更合适。相比同行仍在探索数智化养殖应用场景，牧原股份的数 字养殖起步早，起点高，优势显著。未来公司将会继续向着智能养猪、无人值守、万物智联的 伟大愿景迈进。

牧原股份不断增设数智化部门，六大主体共同搭建数智化平台。2021 年至 2023 年，公司 数智化相关部门由 4 个增至 6 个，数智化研发重点由智能装备开发转向智能机器人研发和对 机器学习算法的深度研究。目前公司数智化相关部门主要包括 6 个：河南牧原智能科技；河南 牧原云计算；郑州牧原数字技术；青岛即墨牧原农牧；公司与西湖大学成立的联合研究院；通 过子公司锦鼎资管间接控制的西奈克消防，主要从事对智能机器人的研发和对物联网、人工智 能等相关软件的基础开发。公司研发的智能巡检机器人、智能饲喂机器人等已投产使用，极大 提高了公司生产效率。 在研发投入方面，2022 年牧原股份研发人员数量为 6134 人，同比+32.43%，占员工总人 数的比为 4.37%。2022 年、2023H1 牧原股份研发投入金额分别为 11.42 亿元、7.32 亿元，同比+41.36%、+50.60%，占营业收入的比分别为 0.92%、1.41%。公司在研发层面的高投入确保 智能化步伐的领先。公司在研项目涉及众多智能化养殖系统，包括智能饲喂系统项目、智能环 控项目、智能巡检项目、肉食副产智能化、肉食物流智能化、分割智能化、精加工智能化等。 此外，为匹配养殖智能化建设，公司持续推进智能化养殖人才的招聘。

（二）打造智慧养殖云平台，服务猪群超 6000 万

公司坚持创新研发与智能化应用，自主研发新风空气过滤系统、独立通风系统、智能环控 系统、智能饲喂系统等，并应用一系列智能设备协同作业，集成于牧原股份智慧养殖云平台。 通过科技引领、创新驱动，提升养殖效率，降低养殖成本，助推行业转型升级。 具体来看，公司通过物联网技术的应用，打造统一的基础服务平台 （统一设备接入、统一 数据标准、统一对外服务），实现对猪舍采集信息的存储、分析、管理；提供阈值设置、智能 分析、检索、报警功能；提供权限管理功能和驱动养殖舍控制系统，实现整个场区的饲喂、环 控、巡检、原粮灭菌、水务、清洁生产和电力系统等数据的互联互通，打造一二三产业融合的 畜牧业数字化管理中心。 2022 年，公司智能装备已累计接入 160 万台，累计服务猪群规模超 6000 万，日均接收各 类养殖数据超 5 亿条。公司在智能化板块的研发人员多达 1200 余人。未来公司仍将持续加强 物联网平台建设，通过数字化、物联网的方式以持续提高生产效率，同时可减少人畜接触，极 大提高猪群健康管理水平。

与此同时，牧原股份积极探索智能化楼房养猪综合体模式，大大提升转运和养育效率。内 乡牧原肉食产业综合体占地 2800 亩，总投资 50 亿元，自 2020 年 2 月开工建设，至 2022 年 3 月 21 栋养殖楼房全面投产，是全球首个集饲料加工、生猪养殖、屠宰和肉食品加工为一体的 全产业链模式肉食产业综合体。其中每栋楼生猪年出栏量可达 10 万头，生猪年出栏量合计可 达 210 万头；拥有 72 万吨产能的智能供料中心；配备 210 万头生猪屠宰产能的肉食加工生产 线；年产值可达 100 亿元。牧原的智能化楼房养猪综合体模式具备聚集化程度高、土地利用效 率高、环保效用高、生物安全级别高、智能应用程度高等优势。具体来看： （1）养殖区、智能供料区、屠宰加工区、无害化处理区、有机肥厂区、污水处理区、星 级职工宿舍等均集中于同一产业综合体内，6 层的养殖楼房每一层都分工明确，从繁育到育肥 全过程均可完全在楼内完成。该模式能够有效地降低物流成本，从而提升公司效益 （通过智能 管链供应的饲料运输成本约为 5 元/吨，相较于 28km 平均运距的传统模式，可降低 30 元/吨运 费；生猪出栏后直接转运至屠宰车间，运距缩短，可使屠宰端收益增加 50 元/头）。 （2）楼房养猪有利于节约用地，提升生产效率。公司的 6 层养殖楼房占比 85 亩，年出栏 量为 10 万头，而平铺猪舍要达到 10 万头的年出栏量需要 450 亩土地，养殖楼房的应用使得效 率提升 4.3 倍。 （3）养猪楼房的独立性有助于疾病防控。独立园区、独立楼栋、独立楼层、独立单元、 独立圈栏之间互不侵扰，且牧原为每个猪舍定制了新型四层空气过滤系统，可为猪群提供健康 的生长环境，在切断病毒传播途径上实现管理全覆盖。

基于公司的智能化现代装备优势，牧原股份降本增效成果逐步显现。从终局结果来看，牧 原股份为上市猪企中养殖成本领先企业，我们通过公司年度归母净利润、年度生猪出栏量测算 得到牧原头均利润情况。2022 年我们估算牧原头均利润约为 216.76 元，相比于行业自繁自养 头均利润 162.33 元，牧原股份具备 54.43 元的头均利润优势。从细分智能化领域的成本节约来 看，可以从以下几个方面观察： （1）公司自主研发的智能巡检机器人 （巡检报警准确率达 85%以上，猪群个体体温异常 的平均检出率达 75%以上）可同时对猪舍内温度、湿度、猪舍环境质量等 17 项指标实时监测， 实现了远程查看和管理猪舍状态，极大提高管理效率，减少疫病风险及生产损失 （母猪年提供 断奶仔猪提高 1.2 头，头均药费降低 41.79 元）。 （2）公司通过自主研发的智能饲喂系统，提高人工效率，提升养猪成绩，预计全程可节 约人工成本 12.48 元/头，增加利润 24.89 元/头。 （3）公司自动清洗智能技术与装备为降低生产成本助力。以板下清粪机器人为例，该设 备充满一次电约耗费 2 度电，可持续运行 6 个小时，完成人工清粪 1200 元的工作，并且全程 可节约一半的用水量。据初步估算应用于 10 万全线场一年可节省 30 万元的粪水处理费用。

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