創(chuàng)新物流技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

文/本刊記者 喜崇彬

近些年，隨著“互聯(lián)網(wǎng)＋”、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、自動(dòng)化控制等技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)很多產(chǎn)業(yè)朝著智能化、信息化、自動(dòng)化的方向快速發(fā)展，其中就包括農(nóng)業(yè)。如今，很多創(chuàng)新物流技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、流通配送、銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)中得到應(yīng)用，極大提升了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)作水平和效益。

我國(guó)是世界第一人口大國(guó)，吃飯問(wèn)題始終是關(guān)系國(guó)家生存命脈的重大課題。正因如此，農(nóng)業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有不可替代的作用和地位。如今，我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代化升級(jí)發(fā)展，其傳統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和物流運(yùn)作環(huán)節(jié)（包括產(chǎn)品篩選、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)龋┤源嬖谥T多問(wèn)題（效率低、準(zhǔn)確性差、無(wú)法市場(chǎng)差異化、個(gè)性化消費(fèi)需求等），成為制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提升生產(chǎn)水平和營(yíng)銷(xiāo)能力的瓶頸之一。而包括創(chuàng)新物流自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用無(wú)疑極大加快和促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。就這個(gè)課題，我們采訪了魯東大學(xué)李洪斌教授，他負(fù)責(zé)的煙臺(tái)拓偉智能科技公司與魯東大學(xué)合作研發(fā)的蘋(píng)果智能分選包裝系統(tǒng)項(xiàng)目已成功上線。該項(xiàng)目目前獲國(guó)家專(zhuān)利20余項(xiàng)，獲得國(guó)家科技部“科技助力經(jīng)濟(jì)2020”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)立項(xiàng)支持，并被評(píng)為煙臺(tái)市創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展創(chuàng)新成果獎(jiǎng)。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題

對(duì)于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題，李洪斌教授結(jié)合煙臺(tái)棲霞的蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)（包括種植、加工和銷(xiāo)售）的發(fā)展情況談了幾點(diǎn)他自己的看法。

初具規(guī)模的蘋(píng)果智能分選包裝工廠

魯東大學(xué)李洪斌教授

李洪斌教授負(fù)責(zé)研發(fā)的第一代蘋(píng)果智能分選包裝系統(tǒng)

1. 部分農(nóng)業(yè)還是以家庭為單位的小作坊式生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低下，不適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境。如煙臺(tái)棲霞的蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)，雖然是全國(guó)知名品牌，但是現(xiàn)在仍然存在一些家庭作坊式的小規(guī)模的種植園。在這些種植園中勞作的人（同時(shí)也是業(yè)主）還有大量50、60歲，甚至70歲的勞動(dòng)者。這些年紀(jì)較大的種植者，一方面精力有限，另一方面沒(méi)有動(dòng)力去改善蘋(píng)果品種，培育新的果樹(shù)，這給棲霞蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)后期長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展帶來(lái)隱患。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)社會(huì)化與市場(chǎng)化程度低，無(wú)法形成規(guī)模效應(yīng)，只能對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行初加工，無(wú)法最大程度開(kāi)發(fā)農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)值。

2. 農(nóng)業(yè)加工和物流環(huán)節(jié)自動(dòng)化裝備應(yīng)用水平較低。如棲霞蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)中，受制于棲霞蘋(píng)果皮薄、易磕碰的特點(diǎn)，現(xiàn)有的分選裝備不能完全適用，分選后的包裝環(huán)節(jié)也主要靠人工作業(yè)。人工分選使得高品質(zhì)果品無(wú)法得到科學(xué)鑒別，價(jià)格上無(wú)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致果農(nóng)種植高品質(zhì)品種蘋(píng)果意愿不高，整個(gè)產(chǎn)業(yè)很難進(jìn)入良性循環(huán)。

3. 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、信息化滯后，沒(méi)有深挖農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的價(jià)值。由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)作分散化，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字信息在各個(gè)運(yùn)作環(huán)節(jié)中斷層、丟失，農(nóng)業(yè)資源信息不集中，利用不充分。從棲霞蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，信息技術(shù)還沒(méi)有在農(nóng)業(yè)加工和物流中普遍應(yīng)用，企業(yè)內(nèi)部與企業(yè)之間信息化差距大。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)在種植、加工、物流、銷(xiāo)售中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)并沒(méi)有被充分利用挖掘。

4. 農(nóng)業(yè)物流標(biāo)準(zhǔn)化程度低。我國(guó)仍未建立起適應(yīng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工作標(biāo)準(zhǔn)體系，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)非標(biāo)準(zhǔn)化裝備、設(shè)施、行為仍相當(dāng)普遍。比如，各種運(yùn)輸方式之間裝備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；包裝標(biāo)準(zhǔn)與運(yùn)輸實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)不配套；不少農(nóng)產(chǎn)品的分類(lèi)、分級(jí)、分等大多憑人工感覺(jué)，誤差過(guò)大。這種狀況給農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和加工造成一定困難，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)物流產(chǎn)業(yè)質(zhì)量、效率和效益的提高以及農(nóng)業(yè)物流活動(dòng)的通暢。

建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是個(gè)系統(tǒng)工程

“建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)是個(gè)系統(tǒng)工程，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化一定要在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系中去發(fā)展?！崩詈楸蠼淌谟^點(diǎn)明確。

他以工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展舉例說(shuō)明到：很多老的工業(yè)企業(yè)做自動(dòng)化改造也是困難重重，原因是原來(lái)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、工裝夾具不適合自動(dòng)化改造。若想做自動(dòng)化改造，這些都需要改進(jìn)甚至推倒重建。因此，很多新建工廠上馬自動(dòng)化系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)很容易。農(nóng)業(yè)也面臨同樣的問(wèn)題，要用工業(yè)化的思路才能改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，走向智慧農(nóng)業(yè)。例如蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)中，最早的育種環(huán)節(jié)，什么品種的果樹(shù)適合自動(dòng)化作業(yè)就是一個(gè)重要課題。一些傳統(tǒng)的果樹(shù)品種，林間作業(yè)肯定無(wú)法實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化，就是人鉆進(jìn)去作業(yè)都很困難、很辛苦。所以從育種就要開(kāi)始，培養(yǎng)適合機(jī)械操作的新蘋(píng)果樹(shù)品種。

第二，要標(biāo)準(zhǔn)化。農(nóng)業(yè)要自動(dòng)化也要有標(biāo)準(zhǔn)。例如，要種植什么品種的果樹(shù)，種植行距和株距是多少，結(jié)出的蘋(píng)果怎么分級(jí)，不僅應(yīng)該有果徑大小的指標(biāo)，還應(yīng)該有其他指標(biāo)，這些都需要有標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)施自動(dòng)化的前提。

此外還要考慮全產(chǎn)業(yè)鏈如何貫通的問(wèn)題，不僅應(yīng)用最新的大數(shù)據(jù)技術(shù)達(dá)到信息的貫通，還要做到物流的貫通。因此，要從產(chǎn)業(yè)整體構(gòu)建的角度去做規(guī)劃，而不是從單一環(huán)節(jié)去考慮。怎么育苗、怎么種植、田間怎么管理、怎樣收獲摘果、怎樣分級(jí)分選、怎樣質(zhì)檢、怎么銷(xiāo)售、中間信息怎么追溯，要系統(tǒng)考慮。這些問(wèn)問(wèn)都考慮周全之后，才能給出一個(gè)妥帖的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化方案，才能真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化升級(jí)發(fā)展。

李教授負(fù)責(zé)研發(fā)生產(chǎn)的第二代蘋(píng)果智能分選包裝系統(tǒng)項(xiàng)目充分展示了他用系統(tǒng)化思維發(fā)展農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的理念。這套系統(tǒng)采用人工智能及深度學(xué)習(xí)技術(shù)，結(jié)合近紅外光譜與計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，使得蘋(píng)果無(wú)損傷智能分選與包裝較傳統(tǒng)的人工分選效率成倍提高，精準(zhǔn)度也隨之上升；采用機(jī)器人技術(shù)解決了自動(dòng)套網(wǎng)、包裝難題，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程全程智能化。李洪斌教授還表示，此項(xiàng)目還實(shí)現(xiàn)了財(cái)務(wù)自動(dòng)結(jié)算，為蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)技術(shù)支持，將極大推動(dòng)棲霞蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)鏈智能化改造升級(jí)，為棲霞蘋(píng)果高質(zhì)量發(fā)展提供科技支撐。

李洪斌介紹，“下一步，我們將繼續(xù)深化合作，推廣蘋(píng)果標(biāo)準(zhǔn)化科學(xué)種植模式，聚智聚力助推煙臺(tái)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效。在種植端，依托棲霞3萬(wàn)畝標(biāo)準(zhǔn)化蘋(píng)果種植示范園，研發(fā)基于北斗導(dǎo)航、5G基站和標(biāo)準(zhǔn)化果園的果園智能植保機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)單機(jī)管理40畝果園剪枝、套袋、打藥、摘果；在倉(cāng)儲(chǔ)端，研發(fā)蘋(píng)果智能倉(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)全程無(wú)人化監(jiān)控和智能管理，做到多庫(kù)聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)上云，使果品出庫(kù)到加工端直至客戶(hù)端的每個(gè)蘋(píng)果數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)蘋(píng)果溯源；在銷(xiāo)售端，逐步搭建基于5G、物聯(lián)網(wǎng)的蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，打通新模式下蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)鏈條，對(duì)平臺(tái)采集和生成的大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，為果品定價(jià)提供依據(jù)的同時(shí)，形成種植指導(dǎo)意見(jiàn)指導(dǎo)種植改良，繼而推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化，為蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)整體升值提供服務(wù)?！?/p>

創(chuàng)新物流技術(shù)貫穿現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)

據(jù)了解，其實(shí)很多先進(jìn)的物流技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。例如在農(nóng)業(yè)種植端，很多地方已經(jīng)采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑。

分選和包裝是農(nóng)產(chǎn)品加工作業(yè)中最重要的核心環(huán)節(jié)。在李教授負(fù)責(zé)研發(fā)生產(chǎn)的第二代蘋(píng)果智能分選包裝系統(tǒng)項(xiàng)目中，就應(yīng)用到了現(xiàn)代物流中的自動(dòng)化輸送技術(shù)、分揀技術(shù)、視覺(jué)識(shí)別和檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)裝箱和打包技術(shù)等。這套系統(tǒng)具有智能配箱的功能，根據(jù)不同產(chǎn)品規(guī)格可以使用各類(lèi)材質(zhì)箱子，如泡沫箱、紙箱、塑料箱等。蘋(píng)果裝箱后進(jìn)入自動(dòng)碼垛系統(tǒng)，碼垛后直接用叉車(chē)搬運(yùn)，現(xiàn)在已經(jīng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)使用AGV進(jìn)行托盤(pán)搬運(yùn)。

果品的存儲(chǔ)更是直接用到了物流中的冷庫(kù)和氣調(diào)保鮮庫(kù)技術(shù)。李洪斌教授還向記者傳授了一個(gè)行業(yè)小常識(shí)：像蘋(píng)果、柑橘這類(lèi)水果，由于其可以較長(zhǎng)時(shí)間保存，采摘后可以先入冷庫(kù)然后可以在一年當(dāng)中持續(xù)進(jìn)行分選銷(xiāo)售，而其他一些種類(lèi)的水果，對(duì)存儲(chǔ)條件要求更加苛刻的就難以實(shí)現(xiàn)這種操作。他舉例剛剛銷(xiāo)售了一套黃金梨的分選系統(tǒng)，摘果就需要馬上分選銷(xiāo)售，因?yàn)樵摲N水果對(duì)存儲(chǔ)要求很苛刻，很容易變質(zhì)腐爛。對(duì)于這種季節(jié)性銷(xiāo)售的水果，上馬一套水果自動(dòng)化分選包裝系統(tǒng)就有較大壓力，因?yàn)橐荒昕赡苤荒苁褂脦讉€(gè)月的時(shí)間，設(shè)備利用率低，成本太高。因此，要讓更多水果能夠全年銷(xiāo)售，就需要存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。

第二代蘋(píng)果智能分選包裝系統(tǒng)

蘋(píng)果智能分選包裝系統(tǒng)智能選箱碼垛部分

圖 蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)思路（產(chǎn)業(yè)聚焦）

最后，在農(nóng)產(chǎn)品的銷(xiāo)售環(huán)節(jié)更是需要物流的監(jiān)控、追溯等信息化技術(shù)。由于農(nóng)產(chǎn)品易損耗，所以現(xiàn)在很多企業(yè)都在打造農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)供銷(xiāo)一體化的商業(yè)模式，形成訂單農(nóng)業(yè)，減少中間物流運(yùn)作流程的環(huán)節(jié)和損耗。智慧物流通過(guò)應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)等相關(guān)的信息技術(shù)使物流各個(gè)環(huán)節(jié)相互連接，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享，線上與線下的融合效率有提升，實(shí)現(xiàn)物流智能的目標(biāo)?？蛻?hù)可以直接通過(guò)智慧物流信息共享平臺(tái)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的物流運(yùn)作的管理。構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+物流”的開(kāi)放智慧物流平臺(tái)，不僅可以實(shí)現(xiàn)每一種產(chǎn)品每一訂單的全過(guò)程可視，還可以實(shí)現(xiàn)人、車(chē)、庫(kù)、貨等與用戶(hù)需求信息即時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物流智慧化升級(jí)。

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，包括創(chuàng)新物流技術(shù)在內(nèi)的眾多自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。作為各個(gè)產(chǎn)業(yè)的重要支撐體系，研究每個(gè)行業(yè)的需求和特點(diǎn)，提供最優(yōu)的解決方案是物流科研和物流服務(wù)從業(yè)者的重要課題也是重要使命。相信結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化需求進(jìn)行深入探究，物流技術(shù)和自動(dòng)化解決方案在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中將有廣闊的應(yīng)用空間和巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。