19個月100多人團隊攻關，8家龍頭企業7個月公益性示范試用，認可度100%，服務及時性100%。近日，我國具有自主知識產權的飼料配方工業軟件“中農科龍騰”1.0版本正式發布。
中農科龍騰軟件在大型飼料企業進行公益性應用示范。薛敏供圖
該軟件整合了全球生豬、肉雞、蛋雞、牛、羊等主要養殖動物營養公開數據資源，搭載了中國農業科學院飼料研究所（以下簡稱飼料所）自有知識產權的水產、水禽、反芻飼料原料數據庫，以及全球唯一的飼料原料加工特性數據庫，構建了靈活、高效、安全的軟件應用平臺，可供飼料企業進行豬、禽、牛羊、水產等動物的全價料和預混料配方設計和優化。
專家組論證認為，該軟件的成功研發填補了國內空白，達到國際先進水平。這一軟件更適合我國多元化飼料配方體系，與國內飼料企業數字化、智能化轉型匹配度更高，有望打破國內飼料配方軟件主要依賴國外產品的局面，標志著我國飼料軟件科技領域在自主創新上邁出了堅實一步。
對進口配方軟件的依賴亟待打破
“我國飼料行業在配方軟件領域長期依賴進口，國外兩款配方軟件在國內市場占有率很高。”禾豐集團董事長金衛東說，國外飼料配方軟件的豬禽和反芻產品線在該公司使用了近30年。形成了具有該公司特點的自有數據庫和配方模型，其配方師在一定程度上也形成了對進口配方軟件的依賴。
“然而，這些軟件在使用過程中，確實存在一些問題和局限性，需要不斷的對接、提升、迭代、升級。由于軟件母公司遠在國外，服務的及時性時常成為制約企業發展的現實問題。”金衛東說。
澳華集團是一個由國內外畜牧、水產及飼料行業資深人士組建的股份制科技型農牧企業，該公司經管會主任李淑蕊說：“在信息化時代，我們深知工業級別配方軟件的重要性，其數據安全性直接關系到企業信息數據及國家糧食安全。”
李淑蕊坦言，該公司更多使用國外的軟件和數據庫，在實際使用過程中，遇到過諸如操作界面復雜、運行速度慢、拓展性差、協同性不強等問題。
“中農科龍騰”項目負責人、飼料所飼料加工團隊首席薛敏研究員告訴《中國科學報》，長期以來，國內飼料企業使用的配方軟件中，超過八成來自于國外。其中應用最廣的兩個國外飼料配方軟件主要倡導大豆、玉米等蛋白、能量資源的配比和利用；數據孤島現象嚴重，多數企業尚未實現配方軟件與企業生產管理系統各環節的互聯互通。
這讓我國的畜禽飼料配方也主要以玉米豆粕型配方體系為模式。數據顯示，2023年，我國飼料量用量占糧食消費總量50%以上，糧食安全的實質是飼料糧安全。然而目前我國蛋白飼料原料嚴重短缺，進口大豆9941萬噸，進口依存度大于80%，直接威脅我國糧食安全。
“目前這兩款國外飼料配方軟件因缺乏飼料原料加工特性數據庫和我國地緣性飼料原料數據庫，原料多元化的配方優化功能受限，對飼料精細加工與生產管理指導性不強，軟件迭代升級進入瓶頸期。”薛敏說。
金衛東強調，我國飼料行業迫切需要一款屬于中國、貼合中國飼料產業實際的配方軟件。
實際上，近年來，國內一些科研機構和企業積極嘗試開發飼料配方軟件。但這些軟件多數因數據庫不完善、功能欠缺、安全性難以保障、無法及時適應互聯網技術和微軟操作系統迭代升級等因素，難以維持運營，最終退出應用市場。
三力齊發實現彎道超車
飼料工業軟件是飼料行業智能制造的“大腦”，但自主創新談何容易。
2024年10月，中國工程院院士、華東理工大學教授錢鋒在第26屆中國國際軟件博覽會上指出，我國工業軟件自主創新存在“三大壁壘”：累積效應、鎖定效應和生態效應。
首先，知識沉淀不夠，技術“物化”和積累集成的能力弱，知識復用性低，而復合型創新人才極其匱乏，難以突破積累效應壁壘。其次，企業更換軟件系統過渡成本高昂，還要確保平穩過渡，難度極高，構成鎖定效應壁壘。其三，我國工業軟件自主研發缺乏足夠內在源動力，長期“輕軟重硬”，國外自動化領域的龍頭企業壟斷智能制造和數字化轉型市場，國內軟件廠商壓力大，平臺化系統集成難，構成了生態效應壁壘。
“從一開始，我們團隊就在思考我國飼料工業如何實現自立自強。我一個人的力量雖小，但這是我的責任。”薛敏說。
飼料所所長馬瑩介紹，該所于2022年啟動了“飼料配方軟件國產化”科技攻關任務，充分利用研究所在飼料加工和營養方面長期積累的科研成果，創新研發了自主知識產權的飼料加工特性數據庫、水產飼料營養數據庫和反芻動物飼料營養數據庫。其中，飼料原料加工特性數據庫是全球唯一的飼料加工方面的數據庫。
“這些數據庫支撐了配方軟件的研發。”馬瑩說，兩年多來，該所聯合國內頂尖的軟件研發企業，集成了大數據分析、人工智能、云計算等前沿技術，研發出具有自主知識產權的“中農科龍騰”飼料配方工業軟件。
薛敏介紹，該軟件是目前國內唯一可與企業生產管理系統對接的配方軟件，可將用戶原來使用的進口軟件數據一鍵導入，實現配方軟件的無障礙更換。
該軟件算力高效，采用圖形處理器(GPU)計算，多配方計算能力是普通中央處理器(CPU)效率的幾萬倍。此外，數據安全性高，采用瀏覽器/服務器（B/S）架構，與進口軟件采用的客戶端/服務器（C/S）架構相比，不依賴Windows系統升級，在企業內部服務器安裝，運行更穩定，企業數據安全性強。
企業試用“零差評”
“‘中農科龍騰’為飼料企業提供了數智化工廠整體解決方案。”薛敏說，1.0版本完成后，他們開始和國內飼料企業連接，構建針對多工廠、多配方、多參數的基于人工智能算法的優化模型。
2024年6月開始，“中農科龍騰”1.0版在四川通威集團、禾豐食品股份有限公司、廣東海大集團、廣東恒興股份有限公司、深圳澳華集團、福建海馬集團等8家大型飼料企業進行公益性應用示范。多家企業試用后反饋良好：軟件界面簡潔直觀，運算速度、工作效率、數據溯源能力、管理細度和數據接口拓展性均優于進口軟件，與企業數智化轉型匹配度更高。
李淑蕊說，中農科龍騰飼料工業配方軟件雖然問世不久，但是在很多方面都表現的非常出色。“首先，其基礎數據庫能夠及時更新企業的原料和基本參數的推薦使用方案。最讓我們驚喜的是，團隊會和企業進行共同研發，提供生產工藝參數方面的建議，能有效地幫助企業降低生產成本，提高生產效率。在數據的安全性上也可以配合企業搭建數據平臺，確保數據存儲和管理的安全性，從而保護企業的核心數據資產。”
禾豐集團技術總監邵彩梅博士帶領評估團隊在豬和水產兩條生產線，率先對中農科龍騰配方軟件進行了與國外軟件的對比使用。最終，他們對該軟件在設計、算法、運行速度等功能單元，以及未來可開拓性，都給出了高分。
禾豐集團飼料和農牧業務中擁有龐大的數據和豐富的經驗。禾豐集團的豬料產品覆蓋了從仔豬到育肥豬的各個生長階段；水產料產品涵蓋了魚蝦等多種水產品種。金衛東強調：“這些龐大的業務為我們積累了大量的原料營養成分數據、動物生長數據以及市場反饋信息，會為國產配方軟件的應用和優化提供進一步的提升的數據支持和基礎。”
薛敏表示，下一步，要持續優化算法，提升軟件性能，拓展畜禽、水產特別是現代化養殖的應用場景，加強合作推廣應用，加速實現從新技術向新質生產力的轉化。
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