粮食信息化发展趋势

文/甄 彤

粮食信息化发展趋势

文/甄 彤

编者按：

近年来，随着信息技术的进步，尤其是云、大数据、人工智能的飞速发展，信息化已经深入到社会的每个角落，几乎影响着每个行业。从粮食领域来看，相关工作也取得了长足的进步，市场监测分析和预测预警水平进一步提高，服务政府决策和社会需要的能力进一步增强，服务粮食行业信息化建设的功能进一步拓展。但面向未来，还有很多新问题和新挑战。

2016年，《国家粮食局关于规范粮食行业信息化建设的意见》、《粮食行业“十三五”发展规划》等政策文件陆续颁布，粮食行业信息化正在提速。从国家到地方各层面对信息化的需求更加迫切。现实情况呼唤一个全国性的粮食信息化交流平台，发挥传递政策、交流经验、探讨方向的作用，使粮食从业者能够更好地了解、支持、参与到粮食信息化工作中来，促进信息化与粮食行业的深度融合，充分发挥信息化的倍增器作用。

在这样的背景下，《中国粮食经济》杂志与怡和祥云（北京）科技有限公司合作开办了“粮食信息化”专栏，希望借这样一个平台，为全国粮食信息化工作添砖加瓦。本栏目将本着“开放共享，促进交流”的宗旨，充分调动粮食、信息化、互联网等行业的知识力量，邀请包括专家学者、一线员工、企业代表等撰文，共同为粮食信息化工作献计献策。如果您或您所在的单位有相关的思考和实践，也可向我们投稿。

在当前粮食连年丰收的背景下，我国粮食总体安全，但同时在粮食流通、仓储、销售各个环节也面临着一系列的问题。比如在粮食主产区轮换销售不畅、库存爆满、粮食企业经营效益不高、粮食质量安全追溯困难等。由粮食管理部门主导、广泛体现各参与主体利益诉求的信息化，是解决粮食问题、实现粮食安全的必经之路。

粮食行业传统信息化模式中的突出问题

粮食行业信息化已做了多年，目前来看效果仍不够理想，难以形成完整的业务支撑能力。一些典型问题如建设不规范、标准不统一、可复制性不强，与业务结合不紧密，投资效率不高，互联互通不足等，长期困扰着粮食信息化实践。深入考察这些问题的根源，除了信息化顶层设计的不足，最大的原因在于传统信息化模式不足以支撑粮食业务发展需要。具体表现在以下五个方面。

（一）僵化的IT架构与业务灵活性需求的矛盾

目前，粮食行业市场环境处在不断变化之中，因此粮食政策及业务需求也处于持续变化之中。这要求信息化能灵活、快速满足动态变化中的业务需求。而传统的信息化模式下，IT架构高度固化，系统一旦建成，其所能提供的功能也就僵化定型，变得更困难且代价高昂，使得信息化总是跟不上业务变化的步伐，从而导致业务与信息化脱节，形成“两张皮”。

（二）单体式孤立系统与业务协同性需求的矛盾

传统信息化采用孤立式系统建设模式，形成大量单体应用。单体应用的直接结果，是导致业务流程的割裂、业务数据的孤立。

从业务流程角度看，根据业务自身特性，很多粮食业务流程往往是跨部门、跨层级的。传统模式下，由于其受限于单体应用的系统架构，业务被割裂成独立单元，相互孤立，导致业务流程割裂、形成了部门壁垒。

从业务数据角度看，业务数据由主要职能部门随业务环节而产生，这些数据需要相互支撑，完整拼装，高度共享，才能形成完整的业务视图。而传统的系统架构下，各部门数据分散在各个孤立系统形成数据孤岛，无法随业务需求进行数据的拼装集成。

此外，众多孤立式系统造成的另一个后果是，系统建设各自为政，系统的规范性、标准的一致性成为难题。由此又进一步导致系统与系统之间，乃至粮食部门与部门之间、粮食部门与涉粮企业之间、地方粮食部门与国家部门之间信息传递困难，互联互通成为瓶颈。

（三）低效率、高误差的人工报告模式与及时、精准的业务洞察力需求的矛盾

对于粮食管理者而言，有效获取粮食经营、操作层面的各类数据、并将数据转换为洞察力，从而及时精准定位问题、发现趋势，是提高管理与决策能力的关键。因此，粮食管理层需要实时掌握粮食经营、业务操作的汇总报表、报告和明细数据，用于管理、分析、决策。传统信息化模式下，由于受单体应用、数据孤岛等现实制约，数据从源头开始便存在着完整性、一致性、实时性不足的缺陷，导致大部分数据仍依靠人工收集、加工、汇总，再报送给管理者。这个过程不但时效差、成本高，而且数据容易受人的主观干扰，导致数据多有失真、失误的情况。

（四）决策支撑技术手段缺失与智能化决策需求的矛盾

做好粮食宏观调控、战略规划，实现供需平衡、确保粮食安全，是粮食决策层的最高任务目标。为实现这一目标，信息系统需要为决策者提供智能化的决策支持能力。这种能力的形成，一方面需要有广泛的大数据基础，另一方面需要有合适的大数据处理技术手段支撑。

从数据角度，全面、准确、实时、一致的业务数据、管理数据、市场数据，是决策的基础。这要求信息系统具备广泛的数据采集与高效的数据整合能力。从技术手段上，根据数据的使用目的，选择合适的大数据分析模型，是达到智能化决策支持的关键。这要求信息系统具备高效灵活的大数据分析与建模能力。而传统的信息化过程中，由于缺乏大数据采集、分析、应用的手段，导致精准调控、前瞻预测、智能化决策成为空谈。

（五）信息化高成本、低效率与提升投资回报率需求的矛盾

控制项目开发、运维与总体成本，在有限的资金范围内获得尽可能多的业务能力，以提升粮食信息化的投资回报率，是粮食生态系统各方参与者的共同诉求。传统信息化建设投入了巨大的财力与人力资源，但总的来说投资效率不高。

一方面，传统IT资产可复制性不强，导致重复投资问题突出。传统IT模式下，每个业务系统满足特定部门的特定功能。由于系统僵化的边界限制，以及系统功能无法拆解性，导致只有在需求完全相同的部门之间才有IT资产复制的可能性。而实际上，绝大部分业务需求由共性需求与个性需求构成，导致传统IT资产极难复制。系统成为一次性产品，投资效率低下。以粮库信息化建设为例，粮库企业的业务流程有很强的互通性，但不同的粮库，由于粮库规模、承储任务、储粮条件、地理环境、岗位设置等的细微差异，导致在业务需求上的大同小异，共性与差异并存。传统模式下，由于粮库个性差异的存在，导致需要为每个粮库独立搭建系统，各粮库系统实现的功能基本雷同、运维升级复杂，总投资大饼式叠加。

另一方面，传统IT系统开发周期长、运维成本高、生命周期短，导致总体投资效率低。受限于传统模式固有的技术手段，每个系统的建设都是一个完整的“搭烟囱”过程，开发、部署流程繁琐，耗时冗长。每个“烟囱”建好后，都需要独立配备相应的运维资源，随着“烟囱”的增多，运维、升级难度大幅提升，成本剧增。更严重的是，随着业务的发展变化，烟囱式系统面临着“建设-集成-调整-推倒重来”的架构难题，单个系统生命周期短，项目收益不可控，信息化收益也难以体现。

粮食信息化发展趋势

目前，随着国家层面对粮食行业信息化顶层设计的高度重视，以及大数据、云计算等新信息技术的发展成熟，使得通过信息化全面支撑粮食业务能力成为现实可能。通过以云计算的技术手段为支撑，结合自上而下的顶层设计与自下而上的业务梳理，可以解决粮食行业信息化面临的种种问题，实现粮食业务与信息化的紧密结合，彻底摆脱长期困扰粮食信息化的“两张皮”现象。

（一）智慧粮库

粮库智能化升级改造是整个粮食行业信息化建设的基础，通过物联网、云计算、大数据等信息技术，能够实现粮库日常业务由人工到智能、再到智慧的转变。物联网技术解决了粮库作业过程中数据采集、数据传输的问题，使原来低效率、高误差的工作模式变得简单、高效。云计算技术能够让某市、某省、甚至全国粮库的数据互联互通，直接调用已有的标准化业务服务、快速定制开发新的特色业务服务，可实现IT资产可复制性，降低信息化成本。大数据技术能够对全国粮库多年产生的海量数据进行分析，为绿色储粮、粮油流通、政策性粮食监管、粮食安全等方面提供智能化决策支持。

粮库信息化建设主要覆盖粮库四大业务领域：粮食出入库及库存管理、智能粮食仓储管理、库区安防管理和粮库综合业务管理。

1.粮食出入库及库存管理

综合使用IC卡、身份证识别设备、车牌识别仪、自动扦样机、自动化地磅、扫码枪和手持移动终端等多种物联设备，对载粮货车在出入库区登记、扦样、质检、地磅称重、粮食卸车、装车等环节识别车辆身份、记录粮食出入库相关信息，并自动统计粮库的库存信息，进而实现粮食出入库过程及库存管理自动化。同时，通过扫描和记录粮食库存识别码，能够实现出入库粮食信息的安全、可追溯。

2.智能粮食仓储管理

智能粮食仓储管理信息化建设的重点是将“多功能粮情检测”“智能通风”“内环流通风控温”“低剂量环流熏蒸”“低温储粮”“充氮储粮”等新型、绿色储粮技术与信息化方式结合起来。例如：通过云平台，能够远程查看各个粮库仓房实时采集到的温、湿度数据等，并对异常数据进行告警；通过网络远程控制仓库通风设备，可实现人工远程控制通风窗口启停，以及通过对粮温、粮湿和仓外温、湿度进行对比分析实现智能通风。

3.库区安防管理

库区安防管理中经常用到视频监控、视频告警的方式。利用信息化技术，可以构建与粮库实际场景等比例的三维立体模型（或二维电子地图），在三维立体模型上可直接查看库区视频监控、仓内视频监控和库区作业车辆等。

另外，在粮库视频监控系统中一旦发生摄像头遮挡告警、入侵告警、移动告警的情况，系统将立即通过短信和邮件的方式通知到相关负责人，从而保证粮库工作人员能够及时察觉库区异常情况。

4.粮库综合业务管理

粮库的一些综合业务也可以通过信息化的手段实现，主要包含经营管理、仓储管理、质量管理、作业调度管理、资产管理和安全生产管理等内容。

经营管理为粮库经营管理部门提供市场动态、交易过程等数据支持。包括计划管理、合同管理、客户管理、统计管理和财务管理等功能模块。仓储管理为粮库仓储管理部门提供信息化支撑，对粮食的保管账仓储作业记录、仓储设施、设备档案等信息进行管理。质量管理为粮库的质量管理部门提供信息化支撑。作业调度管理为粮库内的作业调度安排提供信息化支撑，包括作业任务管理、作业调度安排、作业进度跟踪、作业记录查询等功能。粮库内的作业包括粮油出入库、倒仓、中转等业务种类，涉及到入库、合同审查、质量检验、称重、筒仓作业等多个环节。作业调度管理可以与自动化作业系统进行对接，实现作业过程自动化。仓储资产管理包括仓储设施管理、仓储设备管理模块、仓储耗材管理等。安全生产管理保证安全作业管理、安全防火管理、安全防汛管理、安全储粮管理和安全保卫管理的流程信息化、规范化，能够实现过程监控、责任追溯。

（二）云计算

“云架构”是以云计算为核心的信息化架构，其实质是“云计算环境下的服务架构”。“云”是运行环境的分布概念，“服务”是通过软件定义业务逻辑的概念。“云”可以帮助业务就近处理业务，而“服务”可以随时根据业务的变化调整逻辑。所以说“云计算环境下的服务架构”是围绕着业务建立的信息化业务体系。云架构与传统架构相比的最大优势在于，云架构程序逻辑灵活性、对业务变化适应的敏捷性、可持续优化、以及自然的系统完整性，即没有硬性的系统功能边界，业务需求可以以服务的形式在云平台上实现。

云架构下的信息化效果有以下7个方面。

1.业务需求灵活可变

一方面，柔性的云架构提供了灵活快速响应需求的能力：通过业务解耦，形成可灵活拼装的服务体系、紧密贴合需求变化；通过微服务体系快速拼装应用，两周便可完成一个新应用上线。通过快速响应、灵活调整，使信息系统始终紧贴业务需求，避免业务与IT两张皮。

另一方面，在云环境下，采用软件定义业务的设计理念，适应业务变革与转型。传统模式下，以“人”为核心定义业务，而软件定义业务，则完全从如何通过软件能力实现业务目的的角度出发，把业务管理者与操作者从业务流程中剥离出来，减少“人”对业务操作的干预，降低“人”的主观因素带来的制约，让业务回归业务的本质。当面对业务变化时，基于软件定义的业务模式与以“人”为核心运行的业务模式相比，将发挥极大的速度优势。

2.应用体系协同一体

在云架构下，依托可自由拼装的微服务体系，业务逻辑不受应用边界的限制，打破了部门壁垒、系统壁垒，形成了协同一体的应用体系，实现管理与业务操作的协同。这种协同不仅体现在办公、OA等基础层次上的协同，更深一步实现了跨部门、跨粮食流通环节的业务协同。以粮食质检为例，基于一套共用的扦样与质检服务，粮库内部质检与检防所质检可以共用一套流程，系统将检防所的检验结果自动分送给粮库。若检验不合格，监督检查部门可自动接收到报送结果，并触发执法监督流程。在此过程中，实现了粮库企业与质检部门、监督检查部门之间的相互协同。

3.报告体系自动透明

依托统一的云平台基础架构，从粮食业务操作、经营，到管理、决策，所有应用均内生于大平台之上。应用及数据之间具备天然的集成性，可彻底改变传统的手工报告模式，实现数据的自动化收集、报告，避免人为干扰，使各级粮食管理者能及时掌握完整详实、量化精准的业务信息，并以此为基础更高效地贯彻管理措施。

4.信息传递通畅互联

粮食行业是一个多方参与的生态系统。为了保证各参与方的整体协作，需要实现粮食业务与管理信息在各级粮食管理机构之间、粮食管理机构与关联机构之间、粮食管理机构内部各部门之间、粮食管理部门与涉粮企业之间的互联互通。基于“统一标准、统一平台、统一数据库、统一网络”的云架构体系，从技术手段上确保平台框架内、以及跨平台的互联互通。

平台框架内的互联互通：通过大平台框架，将传统模式下的粮食监管系统、粮库业务系统、粮食交易系统等孤立系统，通过平台应用体系取而代之，所有应用内生于云平台，将粮食体系以前“系统间”的互通问题变成了“平台内”的集成问题，大幅降低了互联互通的复杂度。

跨平台的互联互通：地方粮食系统与国家粮食系统、各级涉粮部门之间的连通性，通过统一、开放、兼容的技术框架，和符合行业规范的标准化接口得以保证。

5.辅助决策多层智能

云计算是实现大数据管理与挖掘的技术支撑。随着粮食大数据日益成为决策智能化的关键，对大数据的采集、加工与分析能力成为云架构的突出优势。采用云架构的粮食信息系统，具备广泛的数据采集与高效的数据整合能力、高效灵活的大数据分析与建模能力，不仅能为粮食高层管理者进行粮食宏观调控、应急指挥等各类场景提供智能化的决策支持，也为粮食管理执行层、粮食业务经营与操作层提供日常业务的决策便利。

6.IT资产可复制性

云架构下，通过打散业务逻辑形成微服务体系，可以按照业务需要，将共性业务形成通用服务，实现了服务的可重复利用。通过可复用服务的拼装+少量个性化服务开发，即可实现不同部门的业务需求，从而达到IT资产的可复制性。举例来说，采用云架构的某省级粮食管理平台，可以通过预置的通用服务体系，快速复制到其他省份，也可将所需的应用快速复制到国家平台。

7.投资高效成本可控

相比传统模式，采用云架构的信息化建设投资效率明显提升，总体成本明显降低。

第一，云架构下，大平台微服务轻应用架构变单体应用为整体应用，彻底避免了重复投资。以粮库为例，云架构下所有粮库使用一套整体应用，一次开发、处处使用，模板化配置、统一运维，大幅提高投资效率。

第二，云架构下应用可快速开发部署，控制开发成本。一个新的需求或需求变更，通过微服务开发、拼装，两周可交付使用，与传统系统相比，开发周期大幅缩短，从而降低开发成本。

第三，高效标准化运维，降低运维成本。云架构下采用DevOp（s开发运维一体化）机制，实现运维过程的自动化、标准化，降低对技术人员的能力要求，降低运维成本。

第四，云架构是一个可持续发展、持续优化的信息化体系架构，具有长生命周期。云架构下的应用资产可持续积累、持续优化，从而避免建设过程中的反复乃至失败，从长远角度大幅摊薄总体成本。

粮食信息化的目标是在满足粮食安全管理需求、协调粮食系统各个参与者的利益诉求的基础上，为粮食生态系统带来全面的收益。而云、大数据、新的物联技术正在成为粮食信息化的显著趋势，也是粮食信息化应该明确坚持的方向。

（作者单位：河南工业大学）