創新物流技術在現代農業中的應用

文/本刊記者 喜崇彬

近些年，隨著“互聯網＋”、物聯網、人工智能、自動化控制等技術的發展，我國很多產業朝著智能化、信息化、自動化的方向快速發展，其中就包括農業。如今，很多創新物流技術在現代農業生產、加工、流通配送、銷售等各個環節中得到應用，極大提升了農業產業運作水平和效益。

我國是世界第一人口大國，吃飯問題始終是關系國家生存命脈的重大課題。正因如此，農業在我國國民經濟中具有不可替代的作用和地位。如今，我國農業產業向現代化升級發展，其傳統的生產環節和物流運作環節（包括產品篩選、包裝、倉儲、運輸等）仍存在著諸多問題（效率低、準確性差、無法市場差異化、個性化消費需求等），成為制約現代農業提升生產水平和營銷能力的瓶頸之一。而包括創新物流自動化技術在農業領域的應用無疑極大加快和促進了現代農業的發展。就這個課題，我們采訪了魯東大學李洪斌教授，他負責的煙臺拓偉智能科技公司與魯東大學合作研發的蘋果智能分選包裝系統項目已成功上線。該項目目前獲國家專利20余項，獲得國家科技部“科技助力經濟2020”重點專項立項支持，并被評為煙臺市創新驅動發展創新成果獎。

傳統農業產業存在的問題

對于傳統農業產業存在的問題，李洪斌教授結合煙臺棲霞的蘋果產業（包括種植、加工和銷售）的發展情況談了幾點他自己的看法。

初具規模的蘋果智能分選包裝工廠

魯東大學李洪斌教授

李洪斌教授負責研發的第一代蘋果智能分選包裝系統

1. 部分農業還是以家庭為單位的小作坊式生產，生產效率低下，不適應現代市場競爭的環境。如煙臺棲霞的蘋果產業，雖然是全國知名品牌，但是現在仍然存在一些家庭作坊式的小規模的種植園。在這些種植園中勞作的人（同時也是業主）還有大量50、60歲，甚至70歲的勞動者。這些年紀較大的種植者，一方面精力有限，另一方面沒有動力去改善蘋果品種，培育新的果樹，這給棲霞蘋果產業后期長遠發展帶來隱患。農業產業社會化與市場化程度低，無法形成規模效應，只能對農產品進行初加工，無法最大程度開發農產品的價值。

2. 農業加工和物流環節自動化裝備應用水平較低。如棲霞蘋果產業中，受制于棲霞蘋果皮薄、易磕碰的特點，現有的分選裝備不能完全適用，分選后的包裝環節也主要靠人工作業。人工分選使得高品質果品無法得到科學鑒別，價格上無絕對優勢，導致果農種植高品質品種蘋果意愿不高，整個產業很難進入良性循環。

3. 農業產業數字化、信息化滯后，沒有深挖農業數據的價值。由于傳統農業產業運作分散化，農業產業的數字信息在各個運作環節中斷層、丟失，農業資源信息不集中，利用不充分。從棲霞蘋果產業發展看，信息技術還沒有在農業加工和物流中普遍應用，企業內部與企業之間信息化差距大。農業產業在種植、加工、物流、銷售中產生的大量數據并沒有被充分利用挖掘。

4. 農業物流標準化程度低。我國仍未建立起適應農業產業發展的技術標準和工作標準體系，農業產業非標準化裝備、設施、行為仍相當普遍。比如，各種運輸方式之間裝備標準不統一；包裝標準與運輸實施標準不配套；不少農產品的分類、分級、分等大多憑人工感覺，誤差過大。這種狀況給農產品的儲存、運輸和加工造成一定困難，嚴重影響了農業物流產業質量、效率和效益的提高以及農業物流活動的通暢。

建設現代農業是個系統工程

“建設現代農業、智慧農業是個系統工程，農業自動化一定要在現代農業體系中去發展。”李洪斌教授觀點明確。

他以工業自動化發展舉例說明到：很多老的工業企業做自動化改造也是困難重重，原因是原來的生產工藝、生產設備、工裝夾具不適合自動化改造。若想做自動化改造，這些都需要改進甚至推倒重建。因此，很多新建工廠上馬自動化系統、智能制造系統很容易。農業也面臨同樣的問題，要用工業化的思路才能改善傳統農業，走向智慧農業。例如蘋果產業中，最早的育種環節，什么品種的果樹適合自動化作業就是一個重要課題。一些傳統的果樹品種，林間作業肯定無法實現機械自動化，就是人鉆進去作業都很困難、很辛苦。所以從育種就要開始，培養適合機械操作的新蘋果樹品種。

第二，要標準化。農業要自動化也要有標準。例如，要種植什么品種的果樹，種植行距和株距是多少，結出的蘋果怎么分級，不僅應該有果徑大小的指標，還應該有其他指標，這些都需要有標準。標準化是實施自動化的前提。

此外還要考慮全產業鏈如何貫通的問題，不僅應用最新的大數據技術達到信息的貫通，還要做到物流的貫通。因此，要從產業整體構建的角度去做規劃，而不是從單一環節去考慮。怎么育苗、怎么種植、田間怎么管理、怎樣收獲摘果、怎樣分級分選、怎樣質檢、怎么銷售、中間信息怎么追溯，要系統考慮。這些問問都考慮周全之后，才能給出一個妥帖的農業自動化方案，才能真正實現農業的現代化升級發展。

李教授負責研發生產的第二代蘋果智能分選包裝系統項目充分展示了他用系統化思維發展農業自動化的理念。這套系統采用人工智能及深度學習技術，結合近紅外光譜與計算機視覺技術，使得蘋果無損傷智能分選與包裝較傳統的人工分選效率成倍提高，精準度也隨之上升；采用機器人技術解決了自動套網、包裝難題，實現了生產過程全程智能化。李洪斌教授還表示，此項目還實現了財務自動結算，為蘋果產業鏈大數據提供基礎技術支持，將極大推動棲霞蘋果產業鏈智能化改造升級，為棲霞蘋果高質量發展提供科技支撐。

李洪斌介紹，“下一步，我們將繼續深化合作，推廣蘋果標準化科學種植模式，聚智聚力助推煙臺蘋果產業提質增效。在種植端，依托棲霞3萬畝標準化蘋果種植示范園，研發基于北斗導航、5G基站和標準化果園的果園智能植保機器人，實現單機管理40畝果園剪枝、套袋、打藥、摘果；在倉儲端，研發蘋果智能倉庫實現全程無人化監控和智能管理，做到多庫聯網、數據上云，使果品出庫到加工端直至客戶端的每個蘋果數據信息實現互聯互通，實現蘋果溯源；在銷售端，逐步搭建基于5G、物聯網的蘋果產業互聯網平臺，打通新模式下蘋果產業數據鏈條，對平臺采集和生成的大數據信息進行分析，為果品定價提供依據的同時，形成種植指導意見指導種植改良，繼而推動整個產業鏈優化，為蘋果產業整體升值提供服務。”

創新物流技術貫穿現代農業產業

據了解，其實很多先進的物流技術和設備已經應用到農業產業的各個環節。例如在農業種植端，很多地方已經采用無人機進行農藥噴灑。

分選和包裝是農產品加工作業中最重要的核心環節。在李教授負責研發生產的第二代蘋果智能分選包裝系統項目中，就應用到了現代物流中的自動化輸送技術、分揀技術、視覺識別和檢測技術、自動裝箱和打包技術等。這套系統具有智能配箱的功能，根據不同產品規格可以使用各類材質箱子，如泡沫箱、紙箱、塑料箱等。蘋果裝箱后進入自動碼垛系統，碼垛后直接用叉車搬運，現在已經在規劃設計使用AGV進行托盤搬運。

果品的存儲更是直接用到了物流中的冷庫和氣調保鮮庫技術。李洪斌教授還向記者傳授了一個行業小常識：像蘋果、柑橘這類水果，由于其可以較長時間保存，采摘后可以先入冷庫然后可以在一年當中持續進行分選銷售，而其他一些種類的水果，對存儲條件要求更加苛刻的就難以實現這種操作。他舉例剛剛銷售了一套黃金梨的分選系統，摘果就需要馬上分選銷售，因為該種水果對存儲要求很苛刻，很容易變質腐爛。對于這種季節性銷售的水果，上馬一套水果自動化分選包裝系統就有較大壓力，因為一年可能只能使用幾個月的時間，設備利用率低，成本太高。因此，要讓更多水果能夠全年銷售，就需要存儲技術實現突破。

第二代蘋果智能分選包裝系統

蘋果智能分選包裝系統智能選箱碼垛部分

圖 蘋果產業思路（產業聚焦）

最后，在農產品的銷售環節更是需要物流的監控、追溯等信息化技術。由于農產品易損耗，所以現在很多企業都在打造農產品產供銷一體化的商業模式，形成訂單農業，減少中間物流運作流程的環節和損耗。智慧物流通過應用“互聯網+”、物聯網、云平臺和大數據等相關的信息技術使物流各個環節相互連接，基礎數據共享，線上與線下的融合效率有提升，實現物流智能的目標。客戶可以直接通過智慧物流信息共享平臺服務來實現復雜的物流運作的管理。構建“互聯網+物聯網+物流”的開放智慧物流平臺，不僅可以實現每一種產品每一訂單的全過程可視，還可以實現人、車、庫、貨等與用戶需求信息即時交互，實現農業物流智慧化升級。

總之，隨著科學技術的快速發展，包括創新物流技術在內的眾多自動化技術、信息技術將在農業生產中得到了越來越多的應用。作為各個產業的重要支撐體系，研究每個行業的需求和特點，提供最優的解決方案是物流科研和物流服務從業者的重要課題也是重要使命。相信結合我國農業發展的實際情況，對農業機械自動化需求進行深入探究，物流技術和自動化解決方案在現代農業發展中將有廣闊的應用空間和巨大的市場機會。