奶牛养殖业是我国现代农业的重要支柱产业。距统计2023年全国荷斯坦牛存栏648万头，牛奶产量4197万吨。近年来，我国奶牛规模化养殖占比也在持续增长，2023年，全国奶牛存栏100头以上规模化养殖比例超过76%，户均奶牛存栏量416.5头，表明当前我国奶牛养殖模式已经完成从散养到规模化饲养转变。然而，我国奶牛产业发展仍面临着奶业成本高、整体竞争力不足、进口冲击严重、生产效率亟待提升的挑战。

在新一轮科技革命的推动下，国家陆续颁布了《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》、《“十四五”全国畜牧兽医行业发展规划》和《全国智慧农业行动计划（2024—2028年）》等重要文件，明确将发展智慧畜牧业定位为未来农业发展的关键任务之一。在多项政策文件业的引领下，奶牛养殖也正在积极应用大数据、人工智能、机器人等前沿技术，引领规模化养殖的智能化转型，推动着我国奶牛牧场数智化装备与系统正在向数智化发展。奶牛全混合日粮制备机、计步器、项圈、温度监测、自动喷淋清粪、挤奶机器人、智能化牧场管理系统等一些类数智化产品被应用在牧场生产管理过程中。但当前我国牧场数智化仍然存在一些问题。一是奶牛产业智能化依赖于自动化装备，各环节特别是养殖环节涉及装备种类多、投入成本大，设备使用、维护、保养、修理费用高，投资回收时间长，致使中小型养殖场难以承受，这是制约奶牛智能化养殖推广进程的重要原因。二是我国自主研发的奶牛智能化养殖产品相对较少，且在性能方面与国外同类产品具有较大差距。目前，肉牛健康监测、自动投喂、精准环控、疾病诊断等设备与系统多半依赖国外进口，核心技术受制于人。三是从事奶牛智能化养殖的专业人才缺乏，智能化装备操作、维护门槛高，导致设备利用率低、作用得不到充分发挥，致使一些养殖场存在不会用、不敢用的现象，严重影响智能化养殖效果。

当前，我国奶牛养殖正在从机械化、自动化向智能化、数字化转变，从穿戴式设备向非接触式感知转变，从功能应用单一向多功能集成应用转变，从技术依赖进口向自主研发转变，最终目标是研发出低功耗、微型化、低成本、易操作的数智化肉牛养殖装备与系统。实现这一目标的核心是肉牛养殖智能化感知技术，即通过视觉、听觉等非接触式感知与穿戴式设备相结合，实现看准奶牛“体况”、读懂奶牛“行为”、听懂奶牛“语言”、了解养殖“环境”。现阶段，基于卷积神经网络的奶牛个体身份识别方法实现从牛脸、侧身、背部到尻部四个视角下的奶牛个体识别，识别精度最高达到99.73%；利用奶牛多视角奶牛深度图像，可实现精准的奶牛三维重建；基于手持设备的单视角奶牛体型关键指标自动获取，实现奶牛背部、尻部视角下体型关键点自动定位与体型评定指标的自动提取，体型指标提取平均绝对误差不超过1.79cm；实现从2D图像数据到3D点云数据的奶牛体况自动评分，在0.25分误差范围内体况自动评分精度超过了98.6%；实现了边缘计算端对奶牛的旋转目标检测、开集身份精准识别与体况自动评分，身份识别精度可达99.75%，体况评分在0.25分误差下查准率达到98.6%；非接触式的奶牛发情行为特征的自动检测，发情揭发精度超过99.5% ；非接触式的奶牛呼吸频率监测准确率可达96.57%；利用咳嗽声可自动连续监测犊牛呼吸道疾病；利用奶牛病情描述文本，通过知识图谱提取病牛隐性症状，实现对奶牛常见疾病的辅助诊断，准确率达到94.57%；奶牛牧场管控平台能够及时、准确掌握省级奶业发展状况，为政府部门有针对性的制定相应策略提供数据支撑，同时为牧场、乳企生产经营提供技术、信息、咨询服务。

奶牛养殖业是我国现代农业的重要支柱产业。距统计2023年全国荷斯坦牛存栏648万头，牛奶产量4197万吨。近年来，我国奶牛规模化养殖占比也在持续增长，2023年，全国奶牛存栏100头以上规模化养殖比例超过76%，户均奶牛存栏量416.5头，表明当前我国奶牛养殖模式已经完成从散养到规模化饲养转变。然而，我国奶牛产业发展仍面临着奶业成本高、整体竞争力不足、进口冲击严重、生产效率亟待提升的挑战。

在新一轮科技革命的推动下，国家陆续颁布了《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》、《“十四五”全国畜牧兽医行业发展规划》和《全国智慧农业行动计划（2024—2028年）》等重要文件，明确将发展智慧畜牧业定位为未来农业发展的关键任务之一。在多项政策文件业的引领下，奶牛养殖也正在积极应用大数据、人工智能、机器人等前沿技术，引领规模化养殖的智能化转型，推动着我国奶牛牧场数智化装备与系统正在向数智化发展。奶牛全混合日粮制备机、计步器、项圈、温度监测、自动喷淋清粪、挤奶机器人、智能化牧场管理系统等一些类数智化产品被应用在牧场生产管理过程中。但当前我国牧场数智化仍然存在一些问题。一是奶牛产业智能化依赖于自动化装备，各环节特别是养殖环节涉及装备种类多、投入成本大，设备使用、维护、保养、修理费用高，投资回收时间长，致使中小型养殖场难以承受，这是制约奶牛智能化养殖推广进程的重要原因。二是我国自主研发的奶牛智能化养殖产品相对较少，且在性能方面与国外同类产品具有较大差距。目前，肉牛健康监测、自动投喂、精准环控、疾病诊断等设备与系统多半依赖国外进口，核心技术受制于人。三是从事奶牛智能化养殖的专业人才缺乏，智能化装备操作、维护门槛高，导致设备利用率低、作用得不到充分发挥，致使一些养殖场存在不会用、不敢用的现象，严重影响智能化养殖效果。

当前，我国奶牛养殖正在从机械化、自动化向智能化、数字化转变，从穿戴式设备向非接触式感知转变，从功能应用单一向多功能集成应用转变，从技术依赖进口向自主研发转变，最终目标是研发出低功耗、微型化、低成本、易操作的数智化肉牛养殖装备与系统。实现这一目标的核心是肉牛养殖智能化感知技术，即通过视觉、听觉等非接触式感知与穿戴式设备相结合，实现看准奶牛“体况”、读懂奶牛“行为”、听懂奶牛“语言”、了解养殖“环境”。现阶段，基于卷积神经网络的奶牛个体身份识别方法实现从牛脸、侧身、背部到尻部四个视角下的奶牛个体识别，识别精度最高达到99.73%；利用奶牛多视角奶牛深度图像，可实现精准的奶牛三维重建；基于手持设备的单视角奶牛体型关键指标自动获取，实现奶牛背部、尻部视角下体型关键点自动定位与体型评定指标的自动提取，体型指标提取平均绝对误差不超过1.79cm；实现从2D图像数据到3D点云数据的奶牛体况自动评分，在0.25分误差范围内体况自动评分精度超过了98.6%；实现了边缘计算端对奶牛的旋转目标检测、开集身份精准识别与体况自动评分，身份识别精度可达99.75%，体况评分在0.25分误差下查准率达到98.6%；非接触式的奶牛发情行为特征的自动检测，发情揭发精度超过99.5% ；非接触式的奶牛呼吸频率监测准确率可达96.57%；利用咳嗽声可自动连续监测犊牛呼吸道疾病；利用奶牛病情描述文本，通过知识图谱提取病牛隐性症状，实现对奶牛常见疾病的辅助诊断，准确率达到94.57%；奶牛牧场管控平台能够及时、准确掌握省级奶业发展状况，为政府部门有针对性的制定相应策略提供数据支撑，同时为牧场、乳企生产经营提供技术、信息、咨询服务。