用例:牲畜种植数字双胞胎

2020年3月6日发布

农业面临着一系列新的问题,如劳动力短缺、养活日益增长的人口的压力和环境退化,这些问题影响到动植物的健康,并因此影响到农业产品。亚博科技将技术应用到农业操作和过程中,作为解决这些问题的解决方案正在迅速崛起。农业数字化投资在提高生产率、过程效率和动物福利方面是有利可图的。其中一种方法是数字孪生技术,在畜牧业中还有待探索。本文所介绍的应用实例说明了该技术在畜牧业中的应用。

数字孪生是建立在人类知识和真实数据基础上的任何物理资产或系统的虚拟模型。这个模型使用先进的分析,通常是基于人工智能(AI)的,来提供其物理对手的重要信息和见解。GE、ABB和IBM等公司已经准备好了数字孪生平台,并已成功地在制造业、汽车、能源公用事业和航空航天行业实施了这些平台。

在亚博科技使用数字孪生有几个好处。它可以提高粮食产量和质量,防止粮食短缺。供给侧分析表明,到目前为止,这项技术还没有在畜牧业中应用。对于公司来说,这可能是一个探索并产生额外收入的商业机会。

用例:如何在牲畜养殖中使用数字双胞胎?
肉类生产和加工公司已经实现了数字化,要么单独进行,要么与初创公司合作。

  • 爱尔兰启动Cainthus使用基于AI的计算机视觉来确定动物健康。嘉吉,美国原产地全球农业公司合作伴随着追踪牛健康。
  • 我们基于美国的启动REX通过从各种来源的事实和数字进行了整理的事实和数据,开发了牲畜的遗传,性能和健康数据库。
  • Connecterra和Quantified AG提供监测牲畜健康的设备。

数字孪生在畜牧业的应用可以帮助:

  1. 获得健康生长条件的见解:使用数字孪生可以帮助肉类生产商、农场管理人员和育种人员通过感知以下参数准确地了解其牲畜的健康生长条件:
    • 要解决参数:妊娠激素,身体和肠道温度等
    • 饲料类型:摄入量的质量和数量
    • 环境参数:温度,气体组成(氧气水平,氨,二氧化碳,环境硫化氢存在),湿度等
  2. 检测疾病的发作:患病动物表现出可以通过传感器和/或计算机视觉检测到的临床体征。数字孪生技术可以帮助识别受感染的动物,然后将其隔离并及时治疗。这项技术有助于降低发病率和死亡率,并防止H1N1、SARS、埃博拉和冠状病毒等人畜共患疾病的传播。
  3. 研究新饲料引入的效果:农场管理人员可以模拟进料类型变化的影响或在动物上引入新的食物样本。在这些情况下,将需要有关以前的食物类型及其内容的其他信息作为数字双胞胎的输入。
  4. 研究栖息地对新物种的影响:数字双胞胎可以帮助了解任何新开发的品种对周围条件、饲料、环境等变化的反应。

实施方案
畜牧业数码双胞胎的实施涉及:

  • 数据收集 -使用数据收集工具,如气体传感器,温度传感器,湿度传感器,摄像机和无人机;可以通过连接到动物的传感器收集数据或放置在周围环境中
  • 分析及建模-分析收集的数据,以开发一个准确的模型,相关的实物资产和环境,可以根据最新的数据不断更新
  • 大数据,保留庞大池中的重要数据的识别,以确保收集的庞大池中的必要信息,并决定存储它的方法。
  • 数据可视化 -数据和分析结果的表示,便于理解;是2D还是3D格式

实施约束
这种技术的有效实现需要各种组件的无缝集成。在通过这项决议时可能会有某些限制:

技术限制

市场约束

  • 技术已经准备好了。通过使用集成api或采用ETSI等组织开发的物联网标准,可以克服大规模实施过程中的集成问题。
  • 随着5G、窄带物联网(NB-IOT)和LTE-M等连接技术的日益普及,网络可用性、速度和延迟——在偏远地区的一个限制——预计将在未来3-5年内被克服。
  • 没有大公司为畜牧业提供数字双床解决方案。
  • 没有开发出嘉方以评估该技术在畜牧业的益处。
  • 没有为畜牧业开发业务模式,以将这项技术货币化。

经济约束

法律限制

  • 由于该技术尚未在畜牧业中应用,其经济性尚不清楚。
  • 考虑到与投资相关的风险,只有多元化企业的公司更好地投资它。
  • 到目前为止,还没有关于牲畜使用数字孪生的道德规范。
  • 如果在数字孪生系统中实现自动决策,那么它在动物中的使用将受到法律的考虑。

接下来是什么?
在全球范围内,人口正在爆炸,目前的出生率每秒2.5分娩。牲畜养殖已经努力解决问题,越来越多的食物需求,改变消费者偏好,以及对顶级品质食物的高需求。为了解决局势,畜牧业公司和农产经理将不得不在制造和农业中实施先进技术。数字双胞胎是一种质量解决方案,其在牲畜养殖中的应用只是时间问题。在实现其实施的年份,预测2021年将不会太远。到2025年,它可能被各种主要的牲畜筹集公司接受。因此,肉类生产,加工公司和农场管理人员现在应该采取行动,以在他们的流程中拥抱数字化。作为第一步,这些公司可以进行技术经济分析,以衡量该解决方案的可行性或确定适当的合作伙伴,以帮助他们在这一转变中。

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