糧食信息化發展趨勢

文/甄 彤

糧食信息化發展趨勢

文/甄 彤

編者按：

近年來，隨著信息技術的進步，尤其是云、大數據、人工智能的飛速發展，信息化已經深入到社會的每個角落，幾乎影響著每個行業。從糧食領域來看，相關工作也取得了長足的進步，市場監測分析和預測預警水平進一步提高，服務政府決策和社會需要的能力進一步增強，服務糧食行業信息化建設的功能進一步拓展。但面向未來，還有很多新問題和新挑戰。

2016年，《國家糧食局關于規范糧食行業信息化建設的意見》、《糧食行業“十三五”發展規劃》等政策文件陸續頒布，糧食行業信息化正在提速。從國家到地方各層面對信息化的需求更加迫切。現實情況呼喚一個全國性的糧食信息化交流平臺，發揮傳遞政策、交流經驗、探討方向的作用，使糧食從業者能夠更好地了解、支持、參與到糧食信息化工作中來，促進信息化與糧食行業的深度融合，充分發揮信息化的倍增器作用。

在這樣的背景下，《中國糧食經濟》雜志與怡和祥云（北京）科技有限公司合作開辦了“糧食信息化”專欄，希望借這樣一個平臺，為全國糧食信息化工作添磚加瓦。本欄目將本著“開放共享，促進交流”的宗旨，充分調動糧食、信息化、互聯網等行業的知識力量，邀請包括專家學者、一線員工、企業代表等撰文，共同為糧食信息化工作獻計獻策。如果您或您所在的單位有相關的思考和實踐，也可向我們投稿。

在當前糧食連年豐收的背景下，我國糧食總體安全，但同時在糧食流通、倉儲、銷售各個環節也面臨著一系列的問題。比如在糧食主產區輪換銷售不暢、庫存爆滿、糧食企業經營效益不高、糧食質量安全追溯困難等。由糧食管理部門主導、廣泛體現各參與主體利益訴求的信息化，是解決糧食問題、實現糧食安全的必經之路。

糧食行業傳統信息化模式中的突出問題

糧食行業信息化已做了多年，目前來看效果仍不夠理想，難以形成完整的業務支撐能力。一些典型問題如建設不規范、標準不統一、可復制性不強，與業務結合不緊密，投資效率不高，互聯互通不足等，長期困擾著糧食信息化實踐。深入考察這些問題的根源，除了信息化頂層設計的不足，最大的原因在于傳統信息化模式不足以支撐糧食業務發展需要。具體表現在以下五個方面。

（一）僵化的IT架構與業務靈活性需求的矛盾

目前，糧食行業市場環境處在不斷變化之中，因此糧食政策及業務需求也處于持續變化之中。這要求信息化能靈活、快速滿足動態變化中的業務需求。而傳統的信息化模式下，IT架構高度固化，系統一旦建成，其所能提供的功能也就僵化定型，變得更困難且代價高昂，使得信息化總是跟不上業務變化的步伐，從而導致業務與信息化脫節，形成“兩張皮”。

（二）單體式孤立系統與業務協同性需求的矛盾

傳統信息化采用孤立式系統建設模式，形成大量單體應用。單體應用的直接結果，是導致業務流程的割裂、業務數據的孤立。

從業務流程角度看，根據業務自身特性，很多糧食業務流程往往是跨部門、跨層級的。傳統模式下，由于其受限于單體應用的系統架構，業務被割裂成獨立單元，相互孤立，導致業務流程割裂、形成了部門壁壘。

從業務數據角度看，業務數據由主要職能部門隨業務環節而產生，這些數據需要相互支撐，完整拼裝，高度共享，才能形成完整的業務視圖。而傳統的系統架構下，各部門數據分散在各個孤立系統形成數據孤島，無法隨業務需求進行數據的拼裝集成。

此外，眾多孤立式系統造成的另一個后果是，系統建設各自為政，系統的規范性、標準的一致性成為難題。由此又進一步導致系統與系統之間，乃至糧食部門與部門之間、糧食部門與涉糧企業之間、地方糧食部門與國家部門之間信息傳遞困難，互聯互通成為瓶頸。

（三）低效率、高誤差的人工報告模式與及時、精準的業務洞察力需求的矛盾

對于糧食管理者而言，有效獲取糧食經營、操作層面的各類數據、并將數據轉換為洞察力，從而及時精準定位問題、發現趨勢，是提高管理與決策能力的關鍵。因此，糧食管理層需要實時掌握糧食經營、業務操作的匯總報表、報告和明細數據，用于管理、分析、決策。傳統信息化模式下，由于受單體應用、數據孤島等現實制約，數據從源頭開始便存在著完整性、一致性、實時性不足的缺陷，導致大部分數據仍依靠人工收集、加工、匯總，再報送給管理者。這個過程不但時效差、成本高，而且數據容易受人的主觀干擾，導致數據多有失真、失誤的情況。

（四）決策支撐技術手段缺失與智能化決策需求的矛盾

做好糧食宏觀調控、戰略規劃，實現供需平衡、確保糧食安全，是糧食決策層的最高任務目標。為實現這一目標，信息系統需要為決策者提供智能化的決策支持能力。這種能力的形成，一方面需要有廣泛的大數據基礎，另一方面需要有合適的大數據處理技術手段支撐。

從數據角度，全面、準確、實時、一致的業務數據、管理數據、市場數據，是決策的基礎。這要求信息系統具備廣泛的數據采集與高效的數據整合能力。從技術手段上，根據數據的使用目的，選擇合適的大數據分析模型，是達到智能化決策支持的關鍵。這要求信息系統具備高效靈活的大數據分析與建模能力。而傳統的信息化過程中，由于缺乏大數據采集、分析、應用的手段，導致精準調控、前瞻預測、智能化決策成為空談。

（五）信息化高成本、低效率與提升投資回報率需求的矛盾

控制項目開發、運維與總體成本，在有限的資金范圍內獲得盡可能多的業務能力，以提升糧食信息化的投資回報率，是糧食生態系統各方參與者的共同訴求。傳統信息化建設投入了巨大的財力與人力資源，但總的來說投資效率不高。

一方面，傳統IT資產可復制性不強，導致重復投資問題突出。傳統IT模式下，每個業務系統滿足特定部門的特定功能。由于系統僵化的邊界限制，以及系統功能無法拆解性，導致只有在需求完全相同的部門之間才有IT資產復制的可能性。而實際上，絕大部分業務需求由共性需求與個性需求構成，導致傳統IT資產極難復制。系統成為一次性產品，投資效率低下。以糧庫信息化建設為例，糧庫企業的業務流程有很強的互通性，但不同的糧庫，由于糧庫規模、承儲任務、儲糧條件、地理環境、崗位設置等的細微差異，導致在業務需求上的大同小異，共性與差異并存。傳統模式下，由于糧庫個性差異的存在，導致需要為每個糧庫獨立搭建系統，各糧庫系統實現的功能基本雷同、運維升級復雜，總投資大餅式疊加。

另一方面，傳統IT系統開發周期長、運維成本高、生命周期短，導致總體投資效率低。受限于傳統模式固有的技術手段，每個系統的建設都是一個完整的“搭煙囪”過程，開發、部署流程繁瑣，耗時冗長。每個“煙囪”建好后，都需要獨立配備相應的運維資源，隨著“煙囪”的增多，運維、升級難度大幅提升，成本劇增。更嚴重的是，隨著業務的發展變化，煙囪式系統面臨著“建設-集成-調整-推倒重來”的架構難題，單個系統生命周期短，項目收益不可控，信息化收益也難以體現。

糧食信息化發展趨勢

目前，隨著國家層面對糧食行業信息化頂層設計的高度重視，以及大數據、云計算等新信息技術的發展成熟，使得通過信息化全面支撐糧食業務能力成為現實可能。通過以云計算的技術手段為支撐，結合自上而下的頂層設計與自下而上的業務梳理，可以解決糧食行業信息化面臨的種種問題，實現糧食業務與信息化的緊密結合，徹底擺脫長期困擾糧食信息化的“兩張皮”現象。

（一）智慧糧庫

糧庫智能化升級改造是整個糧食行業信息化建設的基礎，通過物聯網、云計算、大數據等信息技術，能夠實現糧庫日常業務由人工到智能、再到智慧的轉變。物聯網技術解決了糧庫作業過程中數據采集、數據傳輸的問題，使原來低效率、高誤差的工作模式變得簡單、高效。云計算技術能夠讓某市、某省、甚至全國糧庫的數據互聯互通，直接調用已有的標準化業務服務、快速定制開發新的特色業務服務，可實現IT資產可復制性，降低信息化成本。大數據技術能夠對全國糧庫多年產生的海量數據進行分析，為綠色儲糧、糧油流通、政策性糧食監管、糧食安全等方面提供智能化決策支持。

糧庫信息化建設主要覆蓋糧庫四大業務領域：糧食出入庫及庫存管理、智能糧食倉儲管理、庫區安防管理和糧庫綜合業務管理。

1.糧食出入庫及庫存管理

綜合使用IC卡、身份證識別設備、車牌識別儀、自動扦樣機、自動化地磅、掃碼槍和手持移動終端等多種物聯設備，對載糧貨車在出入庫區登記、扦樣、質檢、地磅稱重、糧食卸車、裝車等環節識別車輛身份、記錄糧食出入庫相關信息，并自動統計糧庫的庫存信息，進而實現糧食出入庫過程及庫存管理自動化。同時，通過掃描和記錄糧食庫存識別碼，能夠實現出入庫糧食信息的安全、可追溯。

2.智能糧食倉儲管理

智能糧食倉儲管理信息化建設的重點是將“多功能糧情檢測”“智能通風”“內環流通風控溫”“低劑量環流熏蒸”“低溫儲糧”“充氮儲糧”等新型、綠色儲糧技術與信息化方式結合起來。例如：通過云平臺，能夠遠程查看各個糧庫倉房實時采集到的溫、濕度數據等，并對異常數據進行告警；通過網絡遠程控制倉庫通風設備，可實現人工遠程控制通風窗口啟停，以及通過對糧溫、糧濕和倉外溫、濕度進行對比分析實現智能通風。

3.庫區安防管理

庫區安防管理中經常用到視頻監控、視頻告警的方式。利用信息化技術，可以構建與糧庫實際場景等比例的三維立體模型（或二維電子地圖），在三維立體模型上可直接查看庫區視頻監控、倉內視頻監控和庫區作業車輛等。

另外，在糧庫視頻監控系統中一旦發生攝像頭遮擋告警、入侵告警、移動告警的情況，系統將立即通過短信和郵件的方式通知到相關負責人，從而保證糧庫工作人員能夠及時察覺庫區異常情況。

4.糧庫綜合業務管理

糧庫的一些綜合業務也可以通過信息化的手段實現，主要包含經營管理、倉儲管理、質量管理、作業調度管理、資產管理和安全生產管理等內容。

經營管理為糧庫經營管理部門提供市場動態、交易過程等數據支持。包括計劃管理、合同管理、客戶管理、統計管理和財務管理等功能模塊。倉儲管理為糧庫倉儲管理部門提供信息化支撐，對糧食的保管賬倉儲作業記錄、倉儲設施、設備檔案等信息進行管理。質量管理為糧庫的質量管理部門提供信息化支撐。作業調度管理為糧庫內的作業調度安排提供信息化支撐，包括作業任務管理、作業調度安排、作業進度跟蹤、作業記錄查詢等功能。糧庫內的作業包括糧油出入庫、倒倉、中轉等業務種類，涉及到入庫、合同審查、質量檢驗、稱重、筒倉作業等多個環節。作業調度管理可以與自動化作業系統進行對接，實現作業過程自動化。倉儲資產管理包括倉儲設施管理、倉儲設備管理模塊、倉儲耗材管理等。安全生產管理保證安全作業管理、安全防火管理、安全防汛管理、安全儲糧管理和安全保衛管理的流程信息化、規范化，能夠實現過程監控、責任追溯。

（二）云計算

“云架構”是以云計算為核心的信息化架構，其實質是“云計算環境下的服務架構”。“云”是運行環境的分布概念，“服務”是通過軟件定義業務邏輯的概念。“云”可以幫助業務就近處理業務，而“服務”可以隨時根據業務的變化調整邏輯。所以說“云計算環境下的服務架構”是圍繞著業務建立的信息化業務體系。云架構與傳統架構相比的最大優勢在于，云架構程序邏輯靈活性、對業務變化適應的敏捷性、可持續優化、以及自然的系統完整性，即沒有硬性的系統功能邊界，業務需求可以以服務的形式在云平臺上實現。

云架構下的信息化效果有以下7個方面。

1.業務需求靈活可變

一方面，柔性的云架構提供了靈活快速響應需求的能力：通過業務解耦，形成可靈活拼裝的服務體系、緊密貼合需求變化；通過微服務體系快速拼裝應用，兩周便可完成一個新應用上線。通過快速響應、靈活調整，使信息系統始終緊貼業務需求，避免業務與IT兩張皮。

另一方面，在云環境下，采用軟件定義業務的設計理念，適應業務變革與轉型。傳統模式下，以“人”為核心定義業務，而軟件定義業務，則完全從如何通過軟件能力實現業務目的的角度出發，把業務管理者與操作者從業務流程中剝離出來，減少“人”對業務操作的干預，降低“人”的主觀因素帶來的制約，讓業務回歸業務的本質。當面對業務變化時，基于軟件定義的業務模式與以“人”為核心運行的業務模式相比，將發揮極大的速度優勢。

2.應用體系協同一體

在云架構下，依托可自由拼裝的微服務體系，業務邏輯不受應用邊界的限制，打破了部門壁壘、系統壁壘，形成了協同一體的應用體系，實現管理與業務操作的協同。這種協同不僅體現在辦公、OA等基礎層次上的協同，更深一步實現了跨部門、跨糧食流通環節的業務協同。以糧食質檢為例，基于一套共用的扦樣與質檢服務，糧庫內部質檢與檢防所質檢可以共用一套流程，系統將檢防所的檢驗結果自動分送給糧庫。若檢驗不合格，監督檢查部門可自動接收到報送結果，并觸發執法監督流程。在此過程中，實現了糧庫企業與質檢部門、監督檢查部門之間的相互協同。

3.報告體系自動透明

依托統一的云平臺基礎架構，從糧食業務操作、經營，到管理、決策，所有應用均內生于大平臺之上。應用及數據之間具備天然的集成性，可徹底改變傳統的手工報告模式，實現數據的自動化收集、報告，避免人為干擾，使各級糧食管理者能及時掌握完整詳實、量化精準的業務信息，并以此為基礎更高效地貫徹管理措施。

4.信息傳遞通暢互聯

糧食行業是一個多方參與的生態系統。為了保證各參與方的整體協作，需要實現糧食業務與管理信息在各級糧食管理機構之間、糧食管理機構與關聯機構之間、糧食管理機構內部各部門之間、糧食管理部門與涉糧企業之間的互聯互通。基于“統一標準、統一平臺、統一數據庫、統一網絡”的云架構體系，從技術手段上確保平臺框架內、以及跨平臺的互聯互通。

平臺框架內的互聯互通：通過大平臺框架，將傳統模式下的糧食監管系統、糧庫業務系統、糧食交易系統等孤立系統，通過平臺應用體系取而代之，所有應用內生于云平臺，將糧食體系以前“系統間”的互通問題變成了“平臺內”的集成問題，大幅降低了互聯互通的復雜度。

跨平臺的互聯互通：地方糧食系統與國家糧食系統、各級涉糧部門之間的連通性，通過統一、開放、兼容的技術框架，和符合行業規范的標準化接口得以保證。

5.輔助決策多層智能

云計算是實現大數據管理與挖掘的技術支撐。隨著糧食大數據日益成為決策智能化的關鍵，對大數據的采集、加工與分析能力成為云架構的突出優勢。采用云架構的糧食信息系統，具備廣泛的數據采集與高效的數據整合能力、高效靈活的大數據分析與建模能力，不僅能為糧食高層管理者進行糧食宏觀調控、應急指揮等各類場景提供智能化的決策支持，也為糧食管理執行層、糧食業務經營與操作層提供日常業務的決策便利。

6.IT資產可復制性

云架構下，通過打散業務邏輯形成微服務體系，可以按照業務需要，將共性業務形成通用服務，實現了服務的可重復利用。通過可復用服務的拼裝+少量個性化服務開發，即可實現不同部門的業務需求，從而達到IT資產的可復制性。舉例來說，采用云架構的某省級糧食管理平臺，可以通過預置的通用服務體系，快速復制到其他省份，也可將所需的應用快速復制到國家平臺。

7.投資高效成本可控

相比傳統模式，采用云架構的信息化建設投資效率明顯提升，總體成本明顯降低。

第一，云架構下，大平臺微服務輕應用架構變單體應用為整體應用，徹底避免了重復投資。以糧庫為例，云架構下所有糧庫使用一套整體應用，一次開發、處處使用，模板化配置、統一運維，大幅提高投資效率。

第二，云架構下應用可快速開發部署，控制開發成本。一個新的需求或需求變更，通過微服務開發、拼裝，兩周可交付使用，與傳統系統相比，開發周期大幅縮短，從而降低開發成本。

第三，高效標準化運維，降低運維成本。云架構下采用DevOp（s開發運維一體化）機制，實現運維過程的自動化、標準化，降低對技術人員的能力要求，降低運維成本。

第四，云架構是一個可持續發展、持續優化的信息化體系架構，具有長生命周期。云架構下的應用資產可持續積累、持續優化，從而避免建設過程中的反復乃至失敗，從長遠角度大幅攤薄總體成本。

糧食信息化的目標是在滿足糧食安全管理需求、協調糧食系統各個參與者的利益訴求的基礎上，為糧食生態系統帶來全面的收益。而云、大數據、新的物聯技術正在成為糧食信息化的顯著趨勢，也是糧食信息化應該明確堅持的方向。

（作者單位：河南工業大學）