创新物流技术在现代农业中的应用

文/本刊记者 喜崇彬

近些年，随着“互联网＋”、物联网、人工智能、自动化控制等技术的发展，我国很多产业朝着智能化、信息化、自动化的方向快速发展，其中就包括农业。如今，很多创新物流技术在现代农业生产、加工、流通配送、销售等各个环节中得到应用，极大提升了农业产业运作水平和效益。

我国是世界第一人口大国，吃饭问题始终是关系国家生存命脉的重大课题。正因如此，农业在我国国民经济中具有不可替代的作用和地位。如今，我国农业产业向现代化升级发展，其传统的生产环节和物流运作环节（包括产品筛选、包装、仓储、运输等）仍存在着诸多问题（效率低、准确性差、无法市场差异化、个性化消费需求等），成为制约现代农业提升生产水平和营销能力的瓶颈之一。而包括创新物流自动化技术在农业领域的应用无疑极大加快和促进了现代农业的发展。就这个课题，我们采访了鲁东大学李洪斌教授，他负责的烟台拓伟智能科技公司与鲁东大学合作研发的苹果智能分选包装系统项目已成功上线。该项目目前获国家专利20余项，获得国家科技部“科技助力经济2020”重点专项立项支持，并被评为烟台市创新驱动发展创新成果奖。

传统农业产业存在的问题

对于传统农业产业存在的问题，李洪斌教授结合烟台栖霞的苹果产业（包括种植、加工和销售）的发展情况谈了几点他自己的看法。

初具规模的苹果智能分选包装工厂

鲁东大学李洪斌教授

李洪斌教授负责研发的第一代苹果智能分选包装系统

1. 部分农业还是以家庭为单位的小作坊式生产，生产效率低下，不适应现代市场竞争的环境。如烟台栖霞的苹果产业，虽然是全国知名品牌，但是现在仍然存在一些家庭作坊式的小规模的种植园。在这些种植园中劳作的人（同时也是业主）还有大量50、60岁，甚至70岁的劳动者。这些年纪较大的种植者，一方面精力有限，另一方面没有动力去改善苹果品种，培育新的果树，这给栖霞苹果产业后期长远发展带来隐患。农业产业社会化与市场化程度低，无法形成规模效应，只能对农产品进行初加工，无法最大程度开发农产品的价值。

2. 农业加工和物流环节自动化装备应用水平较低。如栖霞苹果产业中，受制于栖霞苹果皮薄、易磕碰的特点，现有的分选装备不能完全适用，分选后的包装环节也主要靠人工作业。人工分选使得高品质果品无法得到科学鉴别，价格上无绝对优势，导致果农种植高品质品种苹果意愿不高，整个产业很难进入良性循环。

3. 农业产业数字化、信息化滞后，没有深挖农业数据的价值。由于传统农业产业运作分散化，农业产业的数字信息在各个运作环节中断层、丢失，农业资源信息不集中，利用不充分。从栖霞苹果产业发展看，信息技术还没有在农业加工和物流中普遍应用，企业内部与企业之间信息化差距大。农业产业在种植、加工、物流、销售中产生的大量数据并没有被充分利用挖掘。

4. 农业物流标准化程度低。我国仍未建立起适应农业产业发展的技术标准和工作标准体系，农业产业非标准化装备、设施、行为仍相当普遍。比如，各种运输方式之间装备标准不统一；包装标准与运输实施标准不配套；不少农产品的分类、分级、分等大多凭人工感觉，误差过大。这种状况给农产品的储存、运输和加工造成一定困难，严重影响了农业物流产业质量、效率和效益的提高以及农业物流活动的通畅。

建设现代农业是个系统工程

“建设现代农业、智慧农业是个系统工程，农业自动化一定要在现代农业体系中去发展。”李洪斌教授观点明确。

他以工业自动化发展举例说明到：很多老的工业企业做自动化改造也是困难重重，原因是原来的生产工艺、生产设备、工装夹具不适合自动化改造。若想做自动化改造，这些都需要改进甚至推倒重建。因此，很多新建工厂上马自动化系统、智能制造系统很容易。农业也面临同样的问题，要用工业化的思路才能改善传统农业，走向智慧农业。例如苹果产业中，最早的育种环节，什么品种的果树适合自动化作业就是一个重要课题。一些传统的果树品种，林间作业肯定无法实现机械自动化，就是人钻进去作业都很困难、很辛苦。所以从育种就要开始，培养适合机械操作的新苹果树品种。

第二，要标准化。农业要自动化也要有标准。例如，要种植什么品种的果树，种植行距和株距是多少，结出的苹果怎么分级，不仅应该有果径大小的指标，还应该有其他指标，这些都需要有标准。标准化是实施自动化的前提。

此外还要考虑全产业链如何贯通的问题，不仅应用最新的大数据技术达到信息的贯通，还要做到物流的贯通。因此，要从产业整体构建的角度去做规划，而不是从单一环节去考虑。怎么育苗、怎么种植、田间怎么管理、怎样收获摘果、怎样分级分选、怎样质检、怎么销售、中间信息怎么追溯，要系统考虑。这些问问都考虑周全之后，才能给出一个妥帖的农业自动化方案，才能真正实现农业的现代化升级发展。

李教授负责研发生产的第二代苹果智能分选包装系统项目充分展示了他用系统化思维发展农业自动化的理念。这套系统采用人工智能及深度学习技术，结合近红外光谱与计算机视觉技术，使得苹果无损伤智能分选与包装较传统的人工分选效率成倍提高，精准度也随之上升；采用机器人技术解决了自动套网、包装难题，实现了生产过程全程智能化。李洪斌教授还表示，此项目还实现了财务自动结算，为苹果产业链大数据提供基础技术支持，将极大推动栖霞苹果产业链智能化改造升级，为栖霞苹果高质量发展提供科技支撑。

李洪斌介绍，“下一步，我们将继续深化合作，推广苹果标准化科学种植模式，聚智聚力助推烟台苹果产业提质增效。在种植端，依托栖霞3万亩标准化苹果种植示范园，研发基于北斗导航、5G基站和标准化果园的果园智能植保机器人，实现单机管理40亩果园剪枝、套袋、打药、摘果；在仓储端，研发苹果智能仓库实现全程无人化监控和智能管理，做到多库联网、数据上云，使果品出库到加工端直至客户端的每个苹果数据信息实现互联互通，实现苹果溯源；在销售端，逐步搭建基于5G、物联网的苹果产业互联网平台，打通新模式下苹果产业数据链条，对平台采集和生成的大数据信息进行分析，为果品定价提供依据的同时，形成种植指导意见指导种植改良，继而推动整个产业链优化，为苹果产业整体升值提供服务。”

创新物流技术贯穿现代农业产业

据了解，其实很多先进的物流技术和设备已经应用到农业产业的各个环节。例如在农业种植端，很多地方已经采用无人机进行农药喷洒。

分选和包装是农产品加工作业中最重要的核心环节。在李教授负责研发生产的第二代苹果智能分选包装系统项目中，就应用到了现代物流中的自动化输送技术、分拣技术、视觉识别和检测技术、自动装箱和打包技术等。这套系统具有智能配箱的功能，根据不同产品规格可以使用各类材质箱子，如泡沫箱、纸箱、塑料箱等。苹果装箱后进入自动码垛系统，码垛后直接用叉车搬运，现在已经在规划设计使用AGV进行托盘搬运。

果品的存储更是直接用到了物流中的冷库和气调保鲜库技术。李洪斌教授还向记者传授了一个行业小常识：像苹果、柑橘这类水果，由于其可以较长时间保存，采摘后可以先入冷库然后可以在一年当中持续进行分选销售，而其他一些种类的水果，对存储条件要求更加苛刻的就难以实现这种操作。他举例刚刚销售了一套黄金梨的分选系统，摘果就需要马上分选销售，因为该种水果对存储要求很苛刻，很容易变质腐烂。对于这种季节性销售的水果，上马一套水果自动化分选包装系统就有较大压力，因为一年可能只能使用几个月的时间，设备利用率低，成本太高。因此，要让更多水果能够全年销售，就需要存储技术实现突破。

第二代苹果智能分选包装系统

苹果智能分选包装系统智能选箱码垛部分

图 苹果产业思路（产业聚焦）

最后，在农产品的销售环节更是需要物流的监控、追溯等信息化技术。由于农产品易损耗，所以现在很多企业都在打造农产品产供销一体化的商业模式，形成订单农业，减少中间物流运作流程的环节和损耗。智慧物流通过应用“互联网+”、物联网、云平台和大数据等相关的信息技术使物流各个环节相互连接，基础数据共享，线上与线下的融合效率有提升，实现物流智能的目标。客户可以直接通过智慧物流信息共享平台服务来实现复杂的物流运作的管理。构建“互联网+物联网+物流”的开放智慧物流平台，不仅可以实现每一种产品每一订单的全过程可视，还可以实现人、车、库、货等与用户需求信息即时交互，实现农业物流智慧化升级。

总之，随着科学技术的快速发展，包括创新物流技术在内的众多自动化技术、信息技术将在农业生产中得到了越来越多的应用。作为各个产业的重要支撑体系，研究每个行业的需求和特点，提供最优的解决方案是物流科研和物流服务从业者的重要课题也是重要使命。相信结合我国农业发展的实际情况，对农业机械自动化需求进行深入探究，物流技术和自动化解决方案在现代农业发展中将有广阔的应用空间和巨大的市场机会。