智慧農業是什麼?工業 4.0 又怎麼幫助台灣農業?

說起智慧農業,很多人總以為就是年輕農夫不拿鋤頭,改拿智慧手機或iPad在田間作業?其實,還比這複雜多了。
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REUTERS/Nicky Loh
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採訪整理/郭茵娜.黃麗秋,原文刊載於《能力雜誌》2017 年 4 月號,INSIDE 獲授權轉載。圖片提供/行政院農業委員會農業試驗所

初春時節,小黃沿著快速道路往臺中市霧峰區奔馳,沿途窗外兩旁盡是阡陌縱橫的農田,不消多時來到已有百年歷史的行政院農委會農業試驗所,在占地遼闊且整齊劃一的園區農地,可見農夫忙上忙下,近處定神一看這些農夫卻不似印象中臉上滿佈風霜、皮膚黝黑的老農,而是顯露出些許書卷氣的研究人員,這裡可說是聚集全臺最多的博士農夫,從他們的身影背後,依稀可感受到農試所長久以新品種與新技術支持臺灣農業萌芽、茁壯、成長、成熟的歷程縮影,讓農業成為臺灣經濟的基盤,促動其他產業成長。

▲行政院農業委員會農業試驗所陳駿季所長

然而,隨著全球化競爭、極端氣候、人口老化等因素影響到農作物的收成與利潤,加上近年來消費者對食安的重視,皆讓以小農為主體的臺灣農業面臨永續發展的挑戰。面對農業發展困境,行政院農業委員會農業試驗所陳駿季所長有所感地表示,在 50、60 年代臺灣經濟發展是以農業支持工業發展;如今工業已經成熟,應反過來支持農業發展。這個支持即是透過工業 4.0 科技如雲端科技、大數據分析、物聯網、智能化機械、感測器應用在農業,協助小農能降低因人口高齡化、勞動力不足、極端氣候對產業帶來的衝擊,進而提升整體的生產效率與量能。

資源 人 產業 農業升級挑戰

「臺灣農業從個體來說是很有競爭力,但是若從整體資源、勞動力、產業等構面來看,不利於國際競爭。」陳駿季所長指出,以資源來說,臺灣每年 7 到 9 月颱風頻繁加上極端氣候影響,往往因颱風帶來狂風與超大豪雨導致農民農作物損失慘重,若遇到缺水季節,水資源也經常會以工業為首要分配對象,因而減少農業供水;再以勞動力來看,依據「臺灣農業整體從業人口與年齡分布」調查顯示,推估未來會有 10 年近 11 萬名農業從業人口因高齡化退場。但同時青年從農的比例仍低,因此,每到採收季節總是呈現缺工的情況。 

以產業來看,臺灣農業以「小農」為主,耕地自然有限,穩定供貨能力明顯不足。即便是可透過小規模的產銷策略聯盟加以協助,或者參與企業契作,但與企業為「對價關係」,還是容易因為品質認定標準而影響到收入。

工業 4.0 元素導入 升級為智慧農業

陳駿季所長表示,「臺灣農業的未來絕對不是過去的延伸,而是需要更多創新跟創意的導入。」創新與創意的源頭就來自工業 4.0 的概念與其科技元素。他以臺灣農業生產力演進指出,農業 1.0∼3.0 是從勞力密集到知識密集;經驗密集到自動化密集;從露地栽培到精密設施栽培,基本上還是把人當機器用,但農業 4.0 藉由導入感測技術、智能機器裝置 (IR)、物聯網 (IoT)、大數據 (Big Data) 分析等技術,升級為智慧化與數位化,把機器當人用,由人指揮建立智慧栽培的模式。回過頭來,國內農產品供銷鏈,就應從農作到餐桌的供銷鏈來檢視,農夫面對生產自己做、風險自己擔的困難;而物流業者面臨保存期限短處理急迫的問題;到消費端,則擔憂農藥殘留、食品安全的問題。他表示,因各利害關係人立場與需求不同,更需要一套可溝通平臺與管理系統來串連,讓農事生產智慧化,農業產銷服務數位化,進而化解上述的問題,讓臺灣農業蛻變為智慧農業。

2 大升級特色 智慧生產&數位服務

說起智慧農業,很多人總以為就是年輕農夫不拿鋤頭,改拿智慧手機或 iPad 在田間作業。陳駿季所長笑言:「該拿起鋤頭的時候,還是要拿。」智慧農業強調的是「智慧生產」與「數位服務」2 大主軸。就以勞力老化問題,目前可導入人機協同的機械作業輔具,讓農夫能夠省力省時的耕種,來因應人力高齡化及短缺的課題;為了降低極端氣候增加的生產風險,蒐集氣象災害歷史資訊進行套疊,建構 GIS 等空間資訊大數據分析決策測模組,以避開在風險大的區域栽培作物,或是導入更強固的農業設施;因小面積耕作帶來低效率與品質差異落差大及供貨不穩定,透過協同合作的智慧化集團栽培模式,讓農夫能與農企業者變成新夥伴關係。

長遠來看,臺灣農業的確需要發展智慧農業,把經驗法則變成系統原則。以前這些累積的知識與經驗是存在專家腦袋中,但是現在必須轉譯成數據存放到電腦裡,為了將過去農業知識數位化,就必須累積更多數據才能有效運用。

陳駿季所長以病蟲害辨識為例,「如果是經驗老到的農夫當然一眼就可判斷,但是對青農或是剛進入農業領域的年輕人來說,是相當傷腦筋的。」

由於農業試驗所蒐集了東南亞最大的昆蟲標本館,因此目前正在開發比對系統,而這個系統將能連結病蟲害防治法,提供農民進行田間初步病徵檢索比對,加速採用正確的防治措施與整合管理技術,提高防治成效。藉由資通訊技術的進步與行動裝置普及,幫助經驗不足的農夫解決問題,也是吸引青年返鄉的一大助力。

除了「生產技術」、「物流」、「消費」部分,也著力於「設施(溫室)」設計的領域。未來農業不僅講求效能、安全與風險控管,也要追求量穩、高質與便捷效率。因此,農委會積極促成簡易溫網室升級,希望有效掌控作物最適栽培環境,生產優質農產品,發展標準化、高效化之農業設施產業。

陳駿季所長表示:「我們也很期望提升臺灣農業設施設計與整合技術能量,落實產業化,進而達成農業設施整廠輸出。」

契作更順暢 建構種植大數據

走進農業試驗所的 GIS 中心,我們可看到研究人員坐在電腦前,透過地下、地上、空中的圖資,全方位掌握臺灣農業情報。這可是花了農業試驗所 10 多年的時間,才收集完成的數據資訊。透過大數據分析技術,不僅可以知道每塊農地的生長狀況,還能預測各地生產量,有助於串連企業廠商的產銷需求。

由於臺灣地窄人稠,農戶平均耕地規模僅 1.02 公頃,屬於小農經營形態,因此多以契作方式與農企業合作。不過,時常聽聞因為天災導致產銷結構失調,使得業者與農夫曝露在銷售風險中,或是契作主往往只收取符合標準規格的農作物,其餘部分小農必須自行處理,因此造成雙方維持在一種微妙的對價關係上。

然而,導入智慧農業之後,契作主可以清楚了解生產狀況,隨時協助問題解決,也能與農民維持良好的正向循環,彼此之間成為互利雙贏的夥伴關係,當農民有賺錢,契作主自然能穩定獲利。

陳駿季所長就以不同的角度詮釋:「想要讓臺灣契作主與小農從對價關係變成夥伴關係,首先就要讓契作主更了解種植過程。除了從制度面成立產銷班、農企業之外,在系統面必須導入更多管理系統,在種植時就能使作物品質均一。」

舉例來說,如果日本廠商訂購一批香蕉,契作主透過系統向蕉農下訂單,並經由管理系統了解農作物生長狀況,掌握香蕉的收成狀況,自然有利於訂單的物流排程,準時送貨至日本。由此可見智慧管理的重要性,因此農委會也花了很多心力在協助建立系統,從生產到物流,甚至串連到消費端。

臺灣目前已經有許多點狀的小團體投入智慧農業,像是花蓮的「壽豐印象」,結合在地小農產品,成立電商平臺與物流。所長陳駿季樂見其成:「一般自設電商平臺的農民,除了接單之外,還要處理貨運或是客服等工作,在農忙時期可能造成困擾。因此,如果能夠做好分工,就能專職於農務上。」

由於臺灣農業生產成本偏高,不僅需著重生產面的提升,更要提高農業的價值,透過智慧農業智能生產及數位服務,突破小農單打獨鬥的困境,業者與農民各司其職,更能使農民安心種植,專注於作物品質上,提升農業整體生產效率及量能;藉由大數據解析產銷供需的需求,建構全方位農業消費與服務平臺。而初期推動措施則選擇如菇類、蝴蝶蘭、種苗、農業設施、稻作產業、溯源農產品到養殖漁業、海洋漁業、家禽(水禽)產業,生乳產業等 10 個產業,以帶動現有 2,474 億元總產值再往上提升。

產銷溯源 消費者安心買

星星之火可以燎原,消費者往往因為一些食安問題,導致對農產品產生不信任感。現階段農業標章有 4 章 1Q,包含「吉園圃安全蔬果標章 2.0 章」、「產銷履歷農產品標章章」、「CAS 臺灣優良農產品標章」、「CAS 有機農產品標章」,以及最為關鍵的「產銷追溯」。

產銷追溯,猶如餐桌上的食材管家,陳駿季所長認為:「如果生產到銷售端的過程能夠透明化,將有助於消費者建立信心,而產銷追溯正是了解整個過程的捷徑。」現在許多超市也都設有產銷履歷專區,農產品從整地、播種,到施肥、採收等過程,都可以全程追溯,只要利用手機掃瞄產品標籤上的 QR CODE,就能馬上了解農產品產銷過程。

以臺灣的團膳餐點來說,如每日企業員工餐點及學校營養午餐,當然也需要使用產銷履歷農產品,以提高飲食安全性,可是業者成本就必須因此而增加,使得大家的採購意願偏低。但是,對於家長來說,孩子吃得健康安全才是最重要的。因此,農委會目前也積極建置產銷履歷農產品分眾整合平臺,媒合團膳供需兩端。

對此陳駿季所長解釋:「產銷履歷農產品 (TAP) 由於經過層層把關,因此成本高於未認證農產品,但是我們希望透過物流、倉儲、通路及資訊流等各項 ICT 整合解決方案,降低運銷成本,提升團膳業者採購產銷履歷食材的意願。」

當用餐者只需掃描每日菜單上的 QR CODE,即可查詢產銷履歷食材溯源資訊、營養成分及建議餐點組合,對於農產品自然也多了一份信心,而這也是智慧農業在生產者與消費者之間建立的一種溝通管道,這部分目前已經與興農集團轄下中部地區的楓康超市做合作導入。

以消費者角度來說,可以得到更多生產的資訊;以生產者角度來說,可以得到更多消費者資訊。這些消費者資訊也能回饋給生產者,透過消費者習性分析,引導農民生產,甚至是給研發單位育種方向的啟發。例如,臺灣喜歡甜度高的水果,但是一些國家並不喜歡甜度太高,如果要外銷到其他國家,就要從育種單位開始做起,這也是農試所的百年來不斷以新品種、新技術,提供農民服務,帶動農業生產與農村經濟持續成長的核心價值。

誠如陳駿季所長表示,臺灣農業的未來絕對不是過去的延伸,若是,那就不需要改變,維持現狀即可。但現今各國對農業都致力以跨域整合帶動產業升級轉型,提升競爭力,臺灣農業面對全球性的農業升級挑戰,自是應從生產、運銷到通路、行銷,每個環節都需投入創意與創新。農試所在農委會的支持下,透過新科技來使臺灣農業蛻變為智慧農業,讓農夫不再看天吃飯,發揮作物更大潛能,實現把機器人當人用的超省力與大規模生產,以開啟農業波瀾壯闊的新時代。


門市管理智慧化!凱擘大寬頻 HomeSecurity AI 店家防護助攻老闆敏捷調整營運策略

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