信息化技術(shù)在智慧煙葉生產(chǎn)中的應(yīng)用

祝世敏，賀陜寧，王志勇，潘 敏

（安徽皖南煙葉有限責任公司，安徽 宣城 242000）

自20世紀50年代開始，信息技術(shù)作為一項新興科技快速發(fā)展起來，給各國經(jīng)濟發(fā)展帶來了新的增長點，全球信息化技術(shù)的快速發(fā)展給各行各業(yè)的發(fā)展帶來了不同程度的影響，煙草行業(yè)中的生產(chǎn)階段同樣如此。與其他的制造行業(yè)不同，煙草行業(yè)生產(chǎn)過程中需要嚴格遵循國家關(guān)于“兩化融合”的要求，對信息化技術(shù)的建設(shè)提出了更高的要求。

皖南煙葉公司一直以來對煙葉的信息化建設(shè)高度重視，2016年上一級機構(gòu)明確提出了“可視、可控、可研”的煙葉信息化總體目標，要求加大信息化建設(shè)力度，實現(xiàn)煙葉質(zhì)量的提高，實現(xiàn)煙草企業(yè)的創(chuàng)新化發(fā)展，“三可”信息化建設(shè)項目逐漸在皖南煙葉公司建成并推廣應(yīng)用，在煙葉生產(chǎn)技術(shù)等多個方面起到了積極的推動作用。近年來，皖南煙葉公司積極探索信息化技術(shù)與煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展的深度融合，在行業(yè)率先開展成體系的煙草農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)，構(gòu)建了以“一個平臺（現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)信息化管理平臺）、兩大系統(tǒng)（煙葉生產(chǎn)動態(tài)管理系統(tǒng)、煙農(nóng)合作社管理系統(tǒng)）、三個中心（數(shù)據(jù)中心、管控中心和服務(wù)中心）”為主要內(nèi)容的煙葉信息化管理體系，探索了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧農(nóng)業(yè)的落地模式，初步實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)“全局可視、全程可控、全面可研”的目標。

2017年皖南煙葉公司啟動了煙葉自動分級關(guān)鍵技術(shù)研究與原型樣機開發(fā)項目，開展基于人工智能的煙葉分級模型研究，在煙葉等級識別智能算法研究取得階段性突破的基礎(chǔ)上，圍繞高效率上料、等級高速識別和可靠分選分揀等煙葉自動分級關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)，設(shè)計研發(fā)符合皖南煙葉分級需求的煙葉自動化分級原型樣機，并開展現(xiàn)場測試驗證，初步實現(xiàn)了煙葉分級的自動化。

現(xiàn)在皖南煙葉公司組織開展了基于人工智能技術(shù)的煙草病蟲害識別與預(yù)測項目研究，基于圖像識別、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建皖南煙區(qū)常見（兩病一蟲）病蟲害特征知識圖譜和樣本模型，實現(xiàn)煙草病蟲害圖像的自動分類識別，并依據(jù)大量病蟲害發(fā)生的地理、時間、樣本的采集和識別，研究皖南煙區(qū)煙草病蟲害的發(fā)生發(fā)展趨勢判斷指標。

通過各項目的開展實踐，結(jié)合皖南煙葉公司實際，對信息化技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)情況進行一些探討。

1 皖南煙葉公司在煙葉生產(chǎn)中應(yīng)用信息化技術(shù)采取的措施

1.1 行業(yè)外引智，組建“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同創(chuàng)新團隊

引進國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心等國家級“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢單位，抽調(diào)安徽省局、皖南煙葉骨干業(yè)務(wù)專家成立聯(lián)合項目組，建立“溝通、調(diào)度、考核”3項工作機制，累計召開30余次項目建設(shè)調(diào)度與專家咨詢研討會，有效保證了“可視、可控、可研”煙葉信息化建設(shè)的質(zhì)量及應(yīng)用效果。

1.2 建設(shè)煙葉數(shù)據(jù)中心，奠定“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新基礎(chǔ)

在深入分析煙葉生產(chǎn)數(shù)字化需求的基礎(chǔ)上，探索制定煙葉生產(chǎn)主數(shù)據(jù)標準等煙葉生產(chǎn)數(shù)據(jù)標準規(guī)范，構(gòu)建煙葉數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)煙葉生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)的一體化存儲管理與交換共享，保證了煙葉生產(chǎn)數(shù)據(jù)有組織積累和交換共享，為開展基于大數(shù)據(jù)的煙葉生產(chǎn)“可研”奠定基礎(chǔ)。

2017-2020年度共計積累5大類3.2TB的煙葉生產(chǎn)大數(shù)據(jù)集，為皖南煙葉生產(chǎn)經(jīng)營、管理服務(wù)發(fā)揮數(shù)據(jù)支撐作用。以數(shù)據(jù)中心為依托，聚焦煙葉大數(shù)據(jù)的深度挖掘和利用，研發(fā)設(shè)計基于人工智能的煙葉分級樣機。

1.3 試點物聯(lián)網(wǎng)，支撐“互聯(lián)網(wǎng)+”煙葉生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新

按照“邊研究、邊示范、邊論證、邊推進”的工作要求，在育苗、大田、烘烤環(huán)節(jié)推進物聯(lián)網(wǎng)試點建設(shè)及研究，在此基礎(chǔ)上逐步推廣應(yīng)用，實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場的“可視、可控”。2017-2019年皖南煙葉公司先后選擇并完成部分育苗大棚、氣象監(jiān)測站、烤房、分級點的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備試點安裝，實現(xiàn)溫濕度智能控制及異常預(yù)警，提升了育苗環(huán)節(jié)、烘烤環(huán)節(jié)的自動化水平和管控能力，人均管服設(shè)施數(shù)量提升1倍以上。結(jié)合烘烤物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，推進烘烤大服務(wù)管理，烘烤師為煙農(nóng)提供采、編、烤一體化服務(wù)和管理，實時采集烘烤狀態(tài)及預(yù)警信息，精準落實工藝，提高烘烤質(zhì)量。驗證無人機進行煙葉植保飛防的可行性，2020年全區(qū)無人機飛防作業(yè)面積占比已達60%，相比人工噴藥效率提高40倍，防治效果提高5%，節(jié)約農(nóng)藥使用量40%，節(jié)約用水量80%以上，有利于煙葉、水稻、農(nóng)田等的生態(tài)安全。

1.4 建設(shè)煙區(qū)電子地圖，推進“互聯(lián)網(wǎng)+”煙葉生產(chǎn)的管理創(chuàng)新

建成了詳盡的皖南煙區(qū)電子地圖，覆蓋田塊、大棚、烤房等煙葉生產(chǎn)基礎(chǔ)要素和設(shè)施。繪制了25萬畝田塊，每年形成“一張圖”，實現(xiàn)對煙葉生產(chǎn)設(shè)施的數(shù)字化管理，為面積落實管理、對標追蹤管理、煙稻輪作檢查等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。電子地圖的應(yīng)用從根本上改變了煙葉生產(chǎn)對標追蹤的盲目性，通過自動導(dǎo)航，實現(xiàn)由明察變成暗訪，確保了對標追蹤考核的客觀和公正。從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)進度跟蹤、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用3個方面對農(nóng)田電子地圖應(yīng)用進行全面提升，建立操作更便捷、覆蓋更全面、分析更直觀的電子地圖應(yīng)用支撐體系。

1.5 開發(fā)生產(chǎn)動態(tài)管理系統(tǒng)，保障“互聯(lián)網(wǎng)+”煙葉質(zhì)量管控的組織創(chuàng)新

堅持“以變應(yīng)變、目標不變、及時調(diào)度、超前決策”的標準化生產(chǎn)動態(tài)管理理念，開發(fā)應(yīng)用煙葉生產(chǎn)動態(tài)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)標準數(shù)字化、對標追蹤移動化、追蹤現(xiàn)場可視化。

1.5.1 訂單生產(chǎn)管理

主要包括工業(yè)訂單管理、年度目標分解、技術(shù)服務(wù)標準等功能模塊。該模塊全面推廣應(yīng)用后，每年將8家工業(yè)企業(yè)的訂單轉(zhuǎn)化為公司年度目標，按要求分解到煙站及服務(wù)部，落實工業(yè)訂單導(dǎo)向的煙葉生產(chǎn)管理，提高了公司對工業(yè)客戶的響應(yīng)效率和服務(wù)能力。

1.5.2 生產(chǎn)動態(tài)管理

主要包括技術(shù)服務(wù)標準、生產(chǎn)對標考核、現(xiàn)場視頻管理等功能模塊；該模塊全面推廣應(yīng)用后，構(gòu)建了以技術(shù)標準、服務(wù)標準、獎懲標準、對標考核、指揮調(diào)度為主要內(nèi)容的生產(chǎn)管控工具，2018-2021年對標追蹤記錄67832條，現(xiàn)場視頻33797條，實現(xiàn)有圖有真相，顯著提高了生產(chǎn)技術(shù)標準的落實到位率。通過生產(chǎn)過程圖文資料的證據(jù)化存留，規(guī)范了基層服務(wù)隊長的工作，為解決行業(yè)共性問題提供了一種可行辦法，引起了其他煙區(qū)的關(guān)注；根據(jù)“雙隨機、三自動”（隨機抽取追蹤成員和對象、自動規(guī)劃線路、自動追蹤導(dǎo)航、自動統(tǒng)計分析）工作機制，從追蹤線路劃分、追蹤任務(wù)制定、追蹤對象抽取、追蹤目標導(dǎo)航4個方面優(yōu)化對標追蹤檢查功能，最大程度降低人為因素，實現(xiàn)對標追蹤由“明察”到“暗訪”。

近年來，皖南煙葉公司在原有的煙葉生產(chǎn)動態(tài)管理基礎(chǔ)上，借鑒績效管理和全面質(zhì)量管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建一套全面、有效的煙葉生產(chǎn)對標追蹤體系，成立了以公司主要負責人為第一責任人的績效評估領(lǐng)導(dǎo)組織，協(xié)調(diào)技術(shù)中心研究制定煙葉生產(chǎn)技術(shù)質(zhì)量標準，生產(chǎn)收購部研究制定煙葉生產(chǎn)管理標準，領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室研究制定追蹤評估標準，并同步配套研制適用于煙葉生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的快速計量、科學(xué)計取的追蹤工具，形成了12大煙葉生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的100項追蹤指標；圍繞“短周期、全覆蓋、雙隨機”的基本原則，通過信息化的方式，現(xiàn)場對標采集指標數(shù)據(jù)，分析評估生產(chǎn)落實情況；在煙葉生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，成立了12個追蹤組，機關(guān)各部門負責人擔任組長，技術(shù)專家?guī)烊藛T擔任組員，對7個煙站、28個服務(wù)部、134名隊長，1158戶煙農(nóng)實施矩陣式管理對標追蹤。追蹤周期縮短到1～2d，消除煙葉生長時間影響因素。實行一級公司追蹤到部、二級煙站追蹤到隊、三級服務(wù)部追蹤到戶、四級服務(wù)隊長追蹤到田的四級追蹤管理層級。實現(xiàn)煙葉種植區(qū)域全覆蓋追蹤，消除區(qū)域種植影響因素。通過追蹤對象和追蹤人員的雙隨機抽取，消除人員關(guān)系影響因素。皖南煙葉公司利用信息化系統(tǒng)，實行對標追蹤管理的“三自動”機制：自動導(dǎo)航、自動對標、自動分析；按照“標準制定、獎懲制定、追蹤確認、發(fā)布通知、標準統(tǒng)一、追蹤開展、追蹤小結(jié)、調(diào)度通報、結(jié)果運用”9個工作流程實行對標追蹤。從標準統(tǒng)一、資源整合、周期縮短、方式變革、方法系統(tǒng)、數(shù)據(jù)研究6個方面實現(xiàn)了煙葉生產(chǎn)對標追蹤體系的信息化、科學(xué)化和現(xiàn)代化。

1.5.3 煙葉分級管理

主要包括煙葉抽樣管理、分級稱重管理、分級核算管理等功能模塊。該模塊開展電子標簽、自動稱重、預(yù)警模型等技術(shù)應(yīng)用研究，在蕪湖工作站試點應(yīng)用煙葉自動稱重設(shè)備及系統(tǒng)，實現(xiàn)分級數(shù)據(jù)實時采集、統(tǒng)計分析及質(zhì)量預(yù)警等功能。

1.5.4 煙葉質(zhì)量管理

主要包括煙葉樣品管理、土壤樣品管理、質(zhì)量檢驗管理等功能模塊，該模塊選取代表性的煙葉樣品進行檢測，形成年度檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)庫。根據(jù)土壤質(zhì)量普查情況，對土壤樣品檢測結(jié)果進行采集與更新。2018-2020年分級收購期間，錄入質(zhì)量檢驗信息7422條，為煙葉質(zhì)量數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；模塊升級意見：建議增加質(zhì)量數(shù)據(jù)分析及展示功能，提升分析效果與可視效果。

1.5.5 煙用物資管理

主要包括物資初期管理、物資入庫管理、物資驗收管理、物資出庫管理、物資盤點管理、綜合報表查詢等功能模塊；全區(qū)7個煙站應(yīng)用煙用物資管理模塊進行進銷存管理，提高了煙用物資的管理效率和規(guī)范性；模塊升級意見：完善按區(qū)間查詢購銷存報表有關(guān)功能。

1.6 開發(fā)煙農(nóng)合作社管理系統(tǒng)，推動“互聯(lián)網(wǎng)+”煙農(nóng)專業(yè)化的服務(wù)創(chuàng)新

按照“做真做實、做精做優(yōu)、高效規(guī)范、加大力度”的工作要求，探索“互聯(lián)網(wǎng)+”社會化服務(wù)模式，開發(fā)應(yīng)用煙農(nóng)合作社管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對合作社“人、財、物”管理及面向煙農(nóng)的專業(yè)化服務(wù)微商城。

1.6.1 專業(yè)化服務(wù)管理

主要包括服務(wù)產(chǎn)品管理、服務(wù)過程管理（申請、實施、受理、確認）、服務(wù)統(tǒng)計管理等功能模塊；該模塊申請7個煙農(nóng)合作社微信服務(wù)號，發(fā)布8大環(huán)節(jié)20個專業(yè)化服務(wù)產(chǎn)品，煙農(nóng)按需提報煙葉專業(yè)化服務(wù)需求及訂單，生產(chǎn)收購部對專業(yè)化服務(wù)進行考核；模塊升級意見：圍繞農(nóng)技培訓(xùn)、交流互動、物資團購、種植保險、煙農(nóng)貸款等拓展煙農(nóng)服務(wù)內(nèi)容，建立一站式煙農(nóng)綜合信息化服務(wù)平臺。

1.6.2 三項資產(chǎn)管理

采用“線上填報，線下審核”的方式進行資產(chǎn)管理，主要包括苗棚、烤房、農(nóng)機等基礎(chǔ)管理和維修管理、管護管理等功能模塊；模塊升級意見：增加資產(chǎn)附屬設(shè)施（地租、煙夾等）管理；圍繞日常管護、巡查驗收、維修采集等開發(fā)移動應(yīng)用APP。

1.6.3 資訊管理

包含生產(chǎn)信息、技術(shù)信息、綜合信息、政策法律、煙農(nóng)風(fēng)采等功能模塊。該模塊全面推廣應(yīng)用后可以按要求定期推送有關(guān)資訊信息。

2 煙葉生產(chǎn)中信息化技術(shù)建設(shè)應(yīng)用中存在的問題

數(shù)據(jù)短板：一是生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)缺項較多，需擴展生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容（進度和質(zhì)量）。二是部分生產(chǎn)與收購業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能共享，存在數(shù)據(jù)孤島。三是管理短板，生產(chǎn)過程信息化覆蓋不夠全面，育苗管理、施肥管理、倉儲調(diào)運等環(huán)節(jié)尚未涉及；四是服務(wù)短板，對煙農(nóng)的在線專業(yè)化服務(wù)（煙農(nóng)生態(tài)圈）、工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)化服務(wù)有待提升；五是決策短板，對煙葉生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析不夠，例如基于農(nóng)田電子地圖的分析應(yīng)用有待加強、圍繞企業(yè)經(jīng)營決策的數(shù)據(jù)支撐體系有待構(gòu)建。

3 煙葉信息化技術(shù)是進一步建設(shè)發(fā)展的目標

當前我國煙葉生產(chǎn)中主要的方式仍然為粗放式，種植區(qū)域較為分散、技術(shù)水平不高，煙葉的質(zhì)量不及巴西等國的煙葉。因此，我國煙葉生產(chǎn)在國際市場上面臨的挑戰(zhàn)巨大，比較效益不高，因此要提高效益必須依靠先進的信息化、標準化技術(shù)。

圍繞“市場化、現(xiàn)代化、特色化”的發(fā)展戰(zhàn)略，聚焦科學(xué)管理主線和信息化管理主題，構(gòu)建“133”信息化管理體系，創(chuàng)新實踐“互聯(lián)網(wǎng)+”，全面提升煙葉信息化管理水平。其中“1”為煙葉數(shù)據(jù)中心一個基礎(chǔ)；“3”為質(zhì)量追溯、服務(wù)煙農(nóng)、高效協(xié)同3條主線；“3”為數(shù)字化煙葉生產(chǎn)、專業(yè)化煙農(nóng)服務(wù)和協(xié)同化企業(yè)管理三大應(yīng)用方向，形成煙葉數(shù)據(jù)中心+微服務(wù)的信息化模式，全面服務(wù)于全過程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集、全進程業(yè)務(wù)管控、全流程綜合管理、全時空信息支撐，提升煙葉質(zhì)量，穩(wěn)定煙農(nóng)隊伍和提高企業(yè)管理效率。

3.1 數(shù)字信息化煙葉生產(chǎn)

以質(zhì)量追溯為主線，以支撐服務(wù)煙葉生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型升級為目標，擴展數(shù)據(jù)采集內(nèi)容，建立煙葉生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與動態(tài)管理全覆蓋相結(jié)合的生產(chǎn)管理方式，形成煙葉生產(chǎn)經(jīng)營一體化閉環(huán)管理，實現(xiàn)煙葉全程質(zhì)量追溯管理。

3.2 專業(yè)信息化煙農(nóng)服務(wù)

以服務(wù)煙農(nóng)為主線，建立便捷適用的一站式煙農(nóng)綜合信息化服務(wù)平臺，多渠道助推煙農(nóng)增收，建立多方共贏的利益關(guān)聯(lián)機制，提升煙農(nóng)綜合服務(wù)水平。

3.3 協(xié)同化企業(yè)管理

以高效協(xié)同為主線，建立以人和工作流程為核心的企業(yè)協(xié)同管理體系，全面服務(wù)于綜合事務(wù)、后勤管理、內(nèi)部社交等方面的企業(yè)內(nèi)部管理需求，實現(xiàn)組織協(xié)同、事務(wù)協(xié)同的現(xiàn)代化煙草企業(yè)管理。