信息化技术在智慧烟叶生产中的应用

2021-11-30祝世敏贺陕宁王志勇

智慧农业导刊 2021年5期

祝世敏，贺陕宁，王志勇，潘敏

（安徽皖南烟叶有限责任公司，安徽宣城 242000）

自20世纪50年代开始，信息技术作为一项新兴科技快速发展起来，给各国经济发展带来了新的增长点，全球信息化技术的快速发展给各行各业的发展带来了不同程度的影响，烟草行业中的生产阶段同样如此。与其他的制造行业不同，烟草行业生产过程中需要严格遵循国家关于“两化融合”的要求，对信息化技术的建设提出了更高的要求。

皖南烟叶公司一直以来对烟叶的信息化建设高度重视，2016年上一级机构明确提出了“可视、可控、可研”的烟叶信息化总体目标，要求加大信息化建设力度，实现烟叶质量的提高，实现烟草企业的创新化发展，“三可”信息化建设项目逐渐在皖南烟叶公司建成并推广应用，在烟叶生产技术等多个方面起到了积极的推动作用。近年来，皖南烟叶公司积极探索信息化技术与烟草农业发展的深度融合，在行业率先开展成体系的烟草农业信息化建设，构建了以“一个平台（现代烟草农业信息化管理平台）、两大系统（烟叶生产动态管理系统、烟农合作社管理系统）、三个中心（数据中心、管控中心和服务中心）”为主要内容的烟叶信息化管理体系，探索了“互联网+”智慧农业的落地模式，初步实现烟叶生产“全局可视、全程可控、全面可研”的目标。

2017年皖南烟叶公司启动了烟叶自动分级关键技术研究与原型样机开发项目，开展基于人工智能的烟叶分级模型研究，在烟叶等级识别智能算法研究取得阶段性突破的基础上，围绕高效率上料、等级高速识别和可靠分选分拣等烟叶自动分级关键技术开展攻关，设计研发符合皖南烟叶分级需求的烟叶自动化分级原型样机，并开展现场测试验证，初步实现了烟叶分级的自动化。

现在皖南烟叶公司组织开展了基于人工智能技术的烟草病虫害识别与预测项目研究，基于图像识别、人工智能等现代信息技术，构建皖南烟区常见（两病一虫）病虫害特征知识图谱和样本模型，实现烟草病虫害图像的自动分类识别，并依据大量病虫害发生的地理、时间、样本的采集和识别，研究皖南烟区烟草病虫害的发生发展趋势判断指标。

通过各项目的开展实践，结合皖南烟叶公司实际，对信息化技术应用的相关情况进行一些探讨。

1 皖南烟叶公司在烟叶生产中应用信息化技术采取的措施

1.1 行业外引智，组建“互联网+”协同创新团队

引进国家农业信息化工程技术研究中心等国家级“互联网+”智慧农业技术优势单位，抽调安徽省局、皖南烟叶骨干业务专家成立联合项目组，建立“沟通、调度、考核”3项工作机制，累计召开30余次项目建设调度与专家咨询研讨会，有效保证了“可视、可控、可研”烟叶信息化建设的质量及应用效果。

1.2 建设烟叶数据中心，奠定“互联网+”创新基础

在深入分析烟叶生产数字化需求的基础上，探索制定烟叶生产主数据标准等烟叶生产数据标准规范，构建烟叶数据中心，实现烟叶生产经营数据的一体化存储管理与交换共享，保证了烟叶生产数据有组织积累和交换共享，为开展基于大数据的烟叶生产“可研”奠定基础。

2017-2020年度共计积累5大类3.2TB的烟叶生产大数据集，为皖南烟叶生产经营、管理服务发挥数据支撑作用。以数据中心为依托，聚焦烟叶大数据的深度挖掘和利用，研发设计基于人工智能的烟叶分级样机。

1.3 试点物联网，支撑“互联网+”烟叶生产的技术创新

按照“边研究、边示范、边论证、边推进”的工作要求，在育苗、大田、烘烤环节推进物联网试点建设及研究，在此基础上逐步推广应用，实现作业现场的“可视、可控”。2017-2019年皖南烟叶公司先后选择并完成部分育苗大棚、气象监测站、烤房、分级点的物联网设备试点安装，实现温湿度智能控制及异常预警，提升了育苗环节、烘烤环节的自动化水平和管控能力，人均管服设施数量提升1倍以上。结合烘烤物联网建设，推进烘烤大服务管理，烘烤师为烟农提供采、编、烤一体化服务和管理，实时采集烘烤状态及预警信息，精准落实工艺，提高烘烤质量。验证无人机进行烟叶植保飞防的可行性，2020年全区无人机飞防作业面积占比已达60%，相比人工喷药效率提高40倍，防治效果提高5%，节约农药使用量40%，节约用水量80%以上，有利于烟叶、水稻、农田等的生态安全。

1.4 建设烟区电子地图，推进“互联网+”烟叶生产的管理创新

建成了详尽的皖南烟区电子地图，覆盖田块、大棚、烤房等烟叶生产基础要素和设施。绘制了25万亩田块，每年形成“一张图”，实现对烟叶生产设施的数字化管理，为面积落实管理、对标追踪管理、烟稻轮作检查等提供基础数据。电子地图的应用从根本上改变了烟叶生产对标追踪的盲目性，通过自动导航，实现由明察变成暗访，确保了对标追踪考核的客观和公正。从基础数据采集、生产进度跟踪、数据分析应用3个方面对农田电子地图应用进行全面提升，建立操作更便捷、覆盖更全面、分析更直观的电子地图应用支撑体系。

1.5 开发生产动态管理系统，保障“互联网+”烟叶质量管控的组织创新

坚持“以变应变、目标不变、及时调度、超前决策”的标准化生产动态管理理念，开发应用烟叶生产动态管理系统，实现生产标准数字化、对标追踪移动化、追踪现场可视化。

1.5.1 订单生产管理

主要包括工业订单管理、年度目标分解、技术服务标准等功能模块。该模块全面推广应用后，每年将8家工业企业的订单转化为公司年度目标，按要求分解到烟站及服务部，落实工业订单导向的烟叶生产管理，提高了公司对工业客户的响应效率和服务能力。

1.5.2 生产动态管理

主要包括技术服务标准、生产对标考核、现场视频管理等功能模块；该模块全面推广应用后，构建了以技术标准、服务标准、奖惩标准、对标考核、指挥调度为主要内容的生产管控工具，2018-2021年对标追踪记录67832条，现场视频33797条，实现有图有真相，显著提高了生产技术标准的落实到位率。通过生产过程图文资料的证据化存留，规范了基层服务队长的工作，为解决行业共性问题提供了一种可行办法，引起了其他烟区的关注；根据“双随机、三自动”（随机抽取追踪成员和对象、自动规划线路、自动追踪导航、自动统计分析）工作机制，从追踪线路划分、追踪任务制定、追踪对象抽取、追踪目标导航4个方面优化对标追踪检查功能，最大程度降低人为因素，实现对标追踪由“明察”到“暗访”。

近年来，皖南烟叶公司在原有的烟叶生产动态管理基础上，借鉴绩效管理和全面质量管理模式，整合现有资源，构建一套全面、有效的烟叶生产对标追踪体系，成立了以公司主要负责人为第一责任人的绩效评估领导组织，协调技术中心研究制定烟叶生产技术质量标准，生产收购部研究制定烟叶生产管理标准，领导小组办公室研究制定追踪评估标准，并同步配套研制适用于烟叶生产各环节的快速计量、科学计取的追踪工具，形成了12大烟叶生产关键环节的100项追踪指标；围绕“短周期、全覆盖、双随机”的基本原则，通过信息化的方式，现场对标采集指标数据，分析评估生产落实情况；在烟叶生产各环节，成立了12个追踪组，机关各部门负责人担任组长，技术专家库人员担任组员，对7个烟站、28个服务部、134名队长，1158户烟农实施矩阵式管理对标追踪。追踪周期缩短到1～2d，消除烟叶生长时间影响因素。实行一级公司追踪到部、二级烟站追踪到队、三级服务部追踪到户、四级服务队长追踪到田的四级追踪管理层级。实现烟叶种植区域全覆盖追踪，消除区域种植影响因素。通过追踪对象和追踪人员的双随机抽取，消除人员关系影响因素。皖南烟叶公司利用信息化系统，实行对标追踪管理的“三自动”机制：自动导航、自动对标、自动分析；按照“标准制定、奖惩制定、追踪确认、发布通知、标准统一、追踪开展、追踪小结、调度通报、结果运用”9个工作流程实行对标追踪。从标准统一、资源整合、周期缩短、方式变革、方法系统、数据研究6个方面实现了烟叶生产对标追踪体系的信息化、科学化和现代化。

1.5.3 烟叶分级管理

主要包括烟叶抽样管理、分级称重管理、分级核算管理等功能模块。该模块开展电子标签、自动称重、预警模型等技术应用研究，在芜湖工作站试点应用烟叶自动称重设备及系统，实现分级数据实时采集、统计分析及质量预警等功能。

1.5.4 烟叶质量管理

主要包括烟叶样品管理、土壤样品管理、质量检验管理等功能模块，该模块选取代表性的烟叶样品进行检测，形成年度检测数据质量数据库。根据土壤质量普查情况，对土壤样品检测结果进行采集与更新。2018-2020年分级收购期间，录入质量检验信息7422条，为烟叶质量数据分析提供基础数据；模块升级意见：建议增加质量数据分析及展示功能，提升分析效果与可视效果。

1.5.5 烟用物资管理

主要包括物资初期管理、物资入库管理、物资验收管理、物资出库管理、物资盘点管理、综合报表查询等功能模块；全区7个烟站应用烟用物资管理模块进行进销存管理，提高了烟用物资的管理效率和规范性；模块升级意见：完善按区间查询购销存报表有关功能。

1.6 开发烟农合作社管理系统，推动“互联网+”烟农专业化的服务创新

按照“做真做实、做精做优、高效规范、加大力度”的工作要求，探索“互联网+”社会化服务模式，开发应用烟农合作社管理系统，实现对合作社“人、财、物”管理及面向烟农的专业化服务微商城。

1.6.1 专业化服务管理

主要包括服务产品管理、服务过程管理（申请、实施、受理、确认）、服务统计管理等功能模块；该模块申请7个烟农合作社微信服务号，发布8大环节20个专业化服务产品，烟农按需提报烟叶专业化服务需求及订单，生产收购部对专业化服务进行考核；模块升级意见：围绕农技培训、交流互动、物资团购、种植保险、烟农贷款等拓展烟农服务内容，建立一站式烟农综合信息化服务平台。

1.6.2 三项资产管理

采用“线上填报，线下审核”的方式进行资产管理，主要包括苗棚、烤房、农机等基础管理和维修管理、管护管理等功能模块；模块升级意见：增加资产附属设施（地租、烟夹等）管理；围绕日常管护、巡查验收、维修采集等开发移动应用APP。

1.6.3 资讯管理

包含生产信息、技术信息、综合信息、政策法律、烟农风采等功能模块。该模块全面推广应用后可以按要求定期推送有关资讯信息。

2 烟叶生产中信息化技术建设应用中存在的问题

数据短板：一是生产过程数据缺项较多，需扩展生产数据采集内容（进度和质量）。二是部分生产与收购业务系统数据不能共享，存在数据孤岛。三是管理短板，生产过程信息化覆盖不够全面，育苗管理、施肥管理、仓储调运等环节尚未涉及；四是服务短板，对烟农的在线专业化服务（烟农生态圈）、工业企业的数据化服务有待提升；五是决策短板，对烟叶生产大数据的统计与分析不够，例如基于农田电子地图的分析应用有待加强、围绕企业经营决策的数据支撑体系有待构建。

3 烟叶信息化技术是进一步建设发展的目标

当前我国烟叶生产中主要的方式仍然为粗放式，种植区域较为分散、技术水平不高，烟叶的质量不及巴西等国的烟叶。因此，我国烟叶生产在国际市场上面临的挑战巨大，比较效益不高，因此要提高效益必须依靠先进的信息化、标准化技术。

围绕“市场化、现代化、特色化”的发展战略，聚焦科学管理主线和信息化管理主题，构建“133”信息化管理体系，创新实践“互联网+”，全面提升烟叶信息化管理水平。其中“1”为烟叶数据中心一个基础；“3”为质量追溯、服务烟农、高效协同3条主线；“3”为数字化烟叶生产、专业化烟农服务和协同化企业管理三大应用方向，形成烟叶数据中心+微服务的信息化模式，全面服务于全过程业务数据采集、全进程业务管控、全流程综合管理、全时空信息支撑，提升烟叶质量，稳定烟农队伍和提高企业管理效率。