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“农业4.0”已露尖尖角

2015-09-07 09:19:55  来源:物联网的那些事

摘要:2013年,德国正式提出了“工业4.0”的概念,明确了信息化在工业化中的重要作用。时隔两年,2015年,“农业4.0”也喧嚣尘上。
关键词: 农业4.0

    在工业化、信息化、城镇化和农业现代化同步推进的过程中,农业作为工业生产原材料的提供行业和工业制成品的使用行业,在“工业4.0”的推动下——


    2013年,德国正式提出了“工业4.0”的概念,明确了信息化在工业化中的重要作用。时隔两年,2015年,“农业4.0”也喧嚣尘上。


    近日,北京市供销合作总社(以下简称“北京供销总社”)打出的现代农业4.0出现在2015北京国际农业·农产品展览会上,便引来业内人士的关注。


    其实,“农业4.0”早在年初就有苗头。当时,有业内专家呼吁将“工业4.0”应用到农业领域。


    《中国科学报》记者在采访中了解到,“工业4.0”打破了传统的行业界限,带来跨行业的重组和融合,而农业作为工业生产原材料的提供行业和工业制成品的使用行业,也必将融入这场时代的变革中。


    一个概念的诞生


    到2015年底,北京市大兴区留民营将有这样种植的500亩西红柿:它们不是长在土里,而是采用水培的方式;人进去的时候要穿防护服,以防止细菌进入;温室大棚根据需要自动调整光线,西红柿需要快速生长时光线是直射的,而需要慢慢生长时则调整到斜射的角度。


    这就是北京供销总社计划打造的现代农业4.0,年底将在大兴区留民营启动试点。


    据北京供销总社合作指导部部长刘甫强介绍,由于全年均可生产,这里的产量相当于普通西红柿的八至十倍。由于物联网技术的运用,这些西红柿将实现全程可追溯。


    对此,北京供销总社将现代农业4.0定义为:采用现代化工业生产方式和自动化控制系统,将世界最先进的种植技术、结合大数据分析,运用物联网传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,实现农产品全程追溯,使农业生产更具有“智慧”,从而生产出高效、安全、绿色的农产品。


    而在长期从事农业信息化研究的中国农业大学信息与电气工程学院教授李道亮看来,这并不算真正意义上的“农业4.0”。


    “农业4.0是以物联网、大数据、移动互联、云计算技术为支撑和手段的一种现代农业形态,是智能农业,是继传统农业、机械化农业、信息化(自动化)农业之后进步到更高阶段的产物。”李道亮在接受《中国科学报》记者采访时表示。


    信息流“无孔不入”


    2013年,德国政府提出“工业4.0”,在国际社会引起很大反响。工业技术和生产模式,从机械化生产、电气化大生产、自动化和信息化生产,到网络化和智能化生产,德国人把它们形象地称为现代工业模式的四级演变。


    农业也是如此。从1.0的体力和蓄力劳动农业到2.0的机械化农业,再到3.0的信息化(自动化)农业,最后达到现代农业的最高阶段4.0。


    “新一轮的工业化带来的重要变革就是智能制造,而农业作为工业生产原材料的提供行业和工业制成品的使用行业,也必将融入这场时代的变革中,在向智能化时代即‘农业4.0’时代发展。”李道亮说。


    “如果把‘工业4.0’概念,应用到农业领域,有一定的可行性,特别是在畜牧业和种植业等部门。”中国科学院中国现代化研究中心主任何传启告诉《中国科学报》记者。


    在何传启看来,现代农业的发展,一方面来自农业科技和农业经济的自身创新,一方面来自工业技术在农业领域的应用。


    而如今,由于物联网等信息技术的强力渗透,信息流的“无孔不入”以及智能化的快速发展,“农业4.0”的生产、流通、消费三大领域将相互衔接,而劳动者、劳动工具和劳动对象这生产力的三要素也将发生本质性变化。


    中国农业科学院农业信息研究所助理研究员张建华博士向《中国科学报》记者表示,随着国家“互联网+”行动计划的实施,农业需要充分利用现代信息技术,打造我国的现代农业4.0,加快传统农业向现代农业转型将成为必然。


    “木桶效应”突出


    在李道亮看来,“农业4.0”是一个新兴事物,我国目前还处在“概念的界定、内涵的丰富、示范工程设计”这一阶段,“农业4.0”是对现代信息技术的高度集成,投资大,风险也大,具有典型的木桶效应。


    在国外,根据区位差别,美国学者把现代农业分为都市农业、郊区农业和乡村农业。在广大农村地区,现代农业的重点是机械化和信息化,发展规模化的“生态农业”和“精准农业”,提高农业土地生产率和劳动生产率。


    何传启向记者表示,在都市和郊区,现代农业借鉴“工业4.0”的理念是可行的,“但必须与有机农业相结合”。


    “农业是高风险的产业,既与季节性和保鲜期有关,也与气候和市场变化有关。”何传启表示,要减少农业风险,就需要把先进技术、先进管理和先进经营模式联系起来。单纯采用高技术,也许可以带来高产出,但未必有高效益和高回报。


    众所周知,经济和市场是“物以稀为贵”。农业效率很高,农产品很丰富,农产品价格可能会下降。


    “控制农产品成本的关键是控制‘相对成本’,而不是绝对成本,就是要作投入产出分析,或者成本效益分析,把农产品的相对成本(相对于产品价格的成本)降下来,效益最大化而不是效率最高化。”何传启说。


    协同发展是关键


    “农业4.0”的发展以互联网、物联网、大数据、云计算技术为关键,“突破涉及农业物联网的核心技术和重大关键技术,迎合现代农业的发展需求是‘农业4.0’走向现实的必经之路。”李道亮说。


    目前我国信息技术在农业的应用领域还不是很大,当这场跨行业的变革拉开序幕,一、二、三产业融合的步伐开启时,传统农业如何有效地应对信息化带来的机遇和挑战?


    毋庸置疑,涉及信息产业的投入前期成本巨大,一旦建成,为单个使用者提供服务的边际成本几乎为零,这一特点使得未来产业进入的门槛越来越高。“农业生产想要发展壮大,就要学会合作和信息共享。”一位业内专家指出。


    李道亮认为,我国农业专用传感器技术的研究相对还比较滞后,特别是在农业用智能传感器、rfid等感知设备的研发和制造方面,许多应用项目还主要依赖进口感知设备。


    在张建华看来,在农业物联网方面,相关的传感器技术、无线传输技术都已经获得了较大的发展,基本能够适合现代农业4.0建设的需求。“但要注意物联网与大数据分析、与农业生产实际、与农产品市场流通等相结合。”


    据了解,目前中国农业大学、国家农业信息化工程中心、中国农科院等单位已开始进行农用感知设备的研制工作,“但大部分产品还停留在实验室阶段,其产品和国外产品存在不少差距,离产业化推广还有一定的距离。”李道亮表示。


    “‘农业4.0’是现代农业的最高阶段,随着技术的进步,也可能会出现农业4.0的初级、中级、高级和终级等不同时期。”李道亮补充道。


    延伸阅读


    农业发展的“三部曲”


    农业1.0:依靠个人体力劳动及畜力劳动的农业经营模式,人们主要依靠经验来判断农时,利用简单的工具和畜力来耕种,主要以小规模的一家一户为单元从事生产,生产规模较小,经营管理和生产技术较为落后,抗御自然灾害能力差,农业生态系统功效低,商品经济较薄弱。农业1.0在我国延续的时间十分长久,传统的农业技术的精华在我国农业生产方面产生过积极的影响,但随着时代进步,这种小农体制逐渐制约了生产力的发展。


    农业2.0:即机械化农业,是以机械化生产为主的生产经营模式,运用先进适用的农业机械代替人力、畜力生产工具,改善了“面朝黄土背朝天”的农业生产条件,将落后低效的传统生产方式转变为先进高效的大规模生产方式,大幅度提高劳动生产率和农业生产力水平。


    农业3.0:随着计算机、电子及通信等现代信息技术以及自动化装备在农业中的应用逐渐增多,农业步入3.0模式。农业3.0,即信息化(自动化)农业,是以现代信息技术的应用和局部生产作业自动化、智能化为主要特征的农业。通过加强农村广播电视网、电信网和计算机网等信息基础设施建设,充分开发和利用信息资源,构建信息服务体系促进信息交流和知识共享,使现代信息技术和智能农业装备在农业生产、经营、管理、服务等各个方面实现普及应用。与机械化农业相比,自动化程度更高,资源利用率、土地产出率、劳动生产率更大。


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