工業4.0助攻 智慧農業開啟新農業典範

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2017/04/19 第335期  |  訂閱/退訂  |  看歷史報份  |  能力雜誌網站

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無塵室農場 打造綠金奇蹟
 

工業4.0助攻 智慧農業開啟新農業典範
採訪整理/郭茵娜.黃麗秋

初春時節,小黃沿著快速道路往臺中市霧峰區奔馳,沿途窗外兩旁盡是阡陌縱橫的農田,不消多時來到已有百年歷史的行政院農委會農業試驗所,在占地遼闊且整齊劃一的園區農地,可見農夫忙上忙下,近處定神一看這些農夫卻不似印象中臉上滿佈風霜、皮膚黝黑的老農,而是顯露出些許書卷氣的研究人員,這裡可說是聚集全臺最多的博士農夫,從他們的身影背後,依稀可感受到農試所長久以新品種與新技術支持臺灣農業萌芽、茁壯、成長、成熟的歷程縮影,讓農業成為臺灣經濟的基盤,促動其他產業成長。

然而,隨著全球化競爭、極端氣候、人口老化等因素影響到農作物的收成與利潤,加上近年來消費者對食安的重視,皆讓以小農為主體的臺灣農業面臨永續發展的挑戰。面對農業發展困境,行政院農業委員會農業試驗所陳駿季所長有所感地表示,在50、60年代臺灣經濟發展是以農業支持工業發展;如今工業已經成熟,應反過來支持農業發展。這個支持即是透過工業4.0科技如雲端科技、大數據分析、物聯網、智能化機械、感測器應用在農業,協助小農能降低因人口高齡化、勞動力不足、極端氣候對產業帶來的衝擊,進而提升整體的生產效率與量能。

資源 人 產業 農業升級挑戰

「臺灣農業從個體來說是很有競爭力,但是若從整體資源、勞動力、產業等構面來看,不利於國際競爭。」陳駿季所長指出,以資源來說,臺灣每年7到9月颱風頻繁加上極端氣候影響,往往因颱風帶來狂風與超大豪雨導致農民農作物損失慘重,若遇到缺水季節,水資源也經常會以工業為首要分配對象,因而減少農業供水;再以勞動力來看,依據「臺灣農業整體從業人口與年齡分布」調查顯示,推估未來會有10年近11萬名農業從業人口因高齡化退場。但同時青年從農的比例仍低,因此,每到採收季節總是呈現缺工的情況。

以產業來看,臺灣農業以「小農」為主,耕地自然有限,穩定供貨能力明顯不足。即便是可透過小規模的產銷策略聯盟加以協助,或者參與企業契作,但與企業為「對價關係」,還是容易因為品質認定標準而影響到收入。

工業4.0元素導入 升級為智慧農業

陳駿季所長表示,「臺灣農業的未來絕對不是過去的延伸,而是需要更多創新跟創意的導入。」創新與創意的源頭就來自工業4.0的概念與其科技元素。他以臺灣農業生產力演進指出,農業1.0∼3.0是從勞力密集到知識密集;經驗密集到自動化密集;從露地栽培到精密設施栽培,基本上還是把人當機器用,但農業4.0藉由導入感測技術、智能機器裝置(IR)、物聯網(IoT)、大數據(Big Data)分析等技術,升級為智慧化與數位化,把機器當人用,由人指揮建立智慧栽培的模式。回過頭來,國內農產品供銷鏈,就應從農作到餐桌的供銷鏈來檢視,農夫面對生產自己做、風險自己擔的困難;而物流業者面臨保存期限短處理急迫的問題;到消費端,則擔憂農藥殘留、食品安全的問題。他表示,因各利害關係人立場與需求不同,更需要一套可溝通平臺與管理系統來串連,讓農事生產智慧化,農業產銷服務數位化,進而化解上述的問題,讓臺灣農業蛻變為智慧農業。

2大升級特色 智慧生產&數位服務

說起智慧農業,很多人總以為就是年輕農夫不拿鋤頭,改拿智慧手機或iPad在田間作業。陳駿季所長笑言:「該拿起鋤頭的時候,還是要拿。」智慧農業強調的是「智慧生產」與「數位服務」2大主軸。就以勞力老化問題,目前可導入人機協同的機械作業輔具,讓農夫能夠省力省時的耕種,來因應人力高齡化及短缺的課題;為了降低極端氣候增加的生產風險,蒐集氣象災害歷史資訊進行套疊,建構GIS等空間資訊大數據分析決策測模組,以避開在風險大的區域栽培作物,或是導入更強固的農業設施;因小面積耕作帶來低效率與品質差異落差大及供貨不穩定,透過協同合作的智慧化集團栽培模式,讓農夫能與農企業者變成新夥伴關係。

長遠來看,臺灣農業的確需要發展智慧農業,把經驗法則變成系統原則。以前這些累積的知識與經驗是存在專家腦袋中,但是現在必須轉譯成數據存放到電腦裡,為了將過去農業知識數位化,就必須累積更多數據才能有效運用。

陳駿季所長以病蟲害辨識為例,「如果是經驗老到的農夫當然一眼就可判斷,但是對青農或是剛進入農業領域的年輕人來說,是相當傷腦筋的。」

由於農業試驗所蒐集了東南亞最大的昆蟲標本館,因此目前正在開發比對系統,而這個系統將能連結病蟲害防治法,提供農民進行田間初步病徵檢索比對,加速採用正確的防治措施與整合管理技術,提高防治成效。藉由資通訊技術的進步與行動裝置普及,幫助經驗不足的農夫解決問題,也是吸引青年返鄉的一大助力。

除了「生產技術」、「物流」、「消費」部分,也著力於「設施(溫室)」設計的領域。未來農業不僅講求效能、安全與風險控管,也要追求量穩、高質與便捷效率。因此,農委會積極促成簡易溫網室升級,希望有效掌控作物最適栽培環境,生產優質農產品,發展標準化、高效化之農業設施產業。

陳駿季所長表示:「我們也很期望提升臺灣農業設施設計與整合技術能量,落實產業化,進而達成農業設施整廠輸出。」

契作更順暢 建構種植大數據

走進農業試驗所的GIS中心,我們可看到研究人員坐在電腦前,透過地下、地上、空中的圖資,全方位掌握臺灣農業情報。這可是花了農業試驗所10多年的時間,才收集完成的數據資訊。透過大數據分析技術,不僅可以知道每塊農地的生長狀況,還能預測各地生產量,有助於串連企業廠商的產銷需求。

由於臺灣地窄人稠,農戶平均耕地規模僅1.02公頃,屬於小農經營形態,因此多以契作方式與農企業合作。不過,時常聽聞因為天災導致產銷結構失調,使得業者與農夫曝露在銷售風險中,或是契作主往往只收取符合標準規格的農作物,其餘部分小農必須自行處理,因此造成雙方維持在一種微妙的對價關係上。

然而,導入智慧農業之後,契作主可以清楚了解生產狀況,隨時協助問題解決,也能與農民維持良好的正向循環,彼此之間成為互利雙贏的夥伴關係,當農民有賺錢,契作主自然能穩定獲利。

陳駿季所長就以不同的角度詮釋:「想要讓臺灣契作主與小農從對價關係變成夥伴關係,首先就要讓契作主更了解種植過程。除了從制度面成立產銷班、農企業之外,在系統面必須導入更多管理系統,在種植時就能使作物品質均一。」

舉例來說,如果日本廠商訂購一批香蕉,契作主透過系統向蕉農下訂單,並經由管理系統了解農作物生長狀況,掌握香蕉的收成狀況,自然有利於訂單的物流排程,準時送貨至日本。由此可見智慧管理的重要性,因此農委會也花了很多心力在協助建立系統,從生產到物流,甚至串連到消費端。

臺灣目前已經有許多點狀的小團體投入智慧農業,像是花蓮的「壽豐印象」,結合在地小農產品,成立電商平臺與物流。所長陳駿季樂見其成:「一般自設電商平臺的農民,除了接單之外,還要處理貨運或是客服等工作,在農忙時期可能造成困擾。因此,如果能夠做好分工,就能專職於農務上。」

由於臺灣農業生產成本偏高,不僅需著重生產面的提升,更要提高農業的價值,透過智慧農業智能生產及數位服務,突破小農單打獨鬥的困境,業者與農民各司其職,更能使農民安心種植,專注於作物品質上,提升農業整體生產效率及量能;藉由大數據解析產銷供需的需求,建構全方位農業消費與服務平臺。而初期推動措施則選擇如菇類、蝴蝶蘭、種苗、農業設施、稻作產業、溯源農產品到養殖漁業、海洋漁業、家禽(水禽)產業,生乳產業等10個產業,以帶動現有2,474億元總產值再往上提升。

產銷溯源 消費者安心買

星星之火可以燎原,消費者往往因為一些食安問題,導致對農產品產生不信任感。現階段農業標章有4章1Q,包含「吉園圃安全蔬果標章2.0章」、「產銷履歷農產品標章章」、「CAS臺灣優良農產品標章」、「CAS有機農產品標章」,以及最為關鍵的「產銷追溯」。

產銷追溯,猶如餐桌上的食材管家,陳駿季所長認為:「如果生產到銷售端的過程能夠透明化,將有助於消費者建立信心,而產銷追溯正是了解整個過程的捷徑。」現在許多超市也都設有產銷履歷專區,農產品從整地、播種,到施肥、採收等過程,都可以全程追溯,只要利用手機掃瞄產品標籤上的QR CODE,就能馬上了解農產品產銷過程。

以臺灣的團膳餐點來說,如每日企業員工餐點及學校營養午餐,當然也需要使用產銷履歷農產品,以提高飲食安全性,可是業者成本就必須因此而增加,使得大家的採購意願偏低。但是,對於家長來說,孩子吃得健康安全才是最重要的。因此,農委會目前也積極建置產銷履歷農產品分眾整合平臺,媒合團膳供需兩端。

對此陳駿季所長解釋:「產銷履歷農產品(TAP)由於經過層層把關,因此成本高於未認證農產品,但是我們希望透過物流、倉儲、通路及資訊流等各項ICT整合解決方案,降低運銷成本,提升團膳業者採購產銷履歷食材的意願。」

當用餐者只需掃描每日菜單上的QR CODE,即可查詢產銷履歷食材溯源資訊、營養成分及建議餐點組合,對於農產品自然也多了一份信心,而這也是智慧農業在生產者與消費者之間建立的一種溝通管道,這部分目前已經與興農集團轄下中部地區的楓康超市做合作導入。

以消費者角度來說,可以得到更多生產的資訊;以生產者角度來說,可以得到更多消費者資訊。這些消費者資訊也能回饋給生產者,透過消費者習性分析,引導農民生產,甚至是給研發單位育種方向的啟發。例如,臺灣喜歡甜度高的水果,但是一些國家並不喜歡甜度太高,如果要外銷到其他國家,就要從育種單位開始做起,這也是農試所的百年來不斷以新品種、新技術,提供農民服務,帶動農業生產與農村經濟持續成長的核心價值。

誠如陳駿季所長表示,臺灣農業的未來絕對不是過去的延伸,若是,那就不需要改變,維持現狀即可。但現今各國對農業都致力以跨域整合帶動產業升級轉型,提升競爭力,臺灣農業面對全球性的農業升級挑戰,自是應從生產、運銷到通路、行銷,每個環節都需投入創意與創新。農試所在農委會的支持下,透過新科技來使臺灣農業蛻變為智慧農業,讓農夫不再看天吃飯,發揮作物更大潛能,實現把機器人當人用的超省力與大規模生產,以開啟農業波瀾壯闊的新時代。

【本文出自《能力雜誌》2017年4月號;訂能力電子雜誌;非經同意不得轉載、刊登】

無塵室農場 打造綠金奇蹟
採訪整理/郭茵娜 攝影/陳正興 

「我們在公司轉型之後,其實自己的生活也跟著轉變了!」

出身土木工程背景的庭茂農業生技總經理羅信沂,卻一腳踏入農業,在「植物工廠」養大這些天然的蔬菜,並創立了「NICE GREEN美蔬菜」品牌,不僅供應旗下自家蔬食料理的健康餐廳,還包含上萬名電商會員日常食用。

「常常聽到很多吃過我們產品的客人說,他們都回不去了!」在言談間充分顯示出羅信沂對自家產品的信心。

他更笑著說:「現在,我們自己也覺得在外面吃炒青菜是浪費錢,不論一盤50元還是200元,因為都是利用高溫快炒的青菜,營養成分都流失了。所以,大家外食都還要帶一盒自家生菜呢!」

從工頭到農夫回不去了

工業與農業看似兩條平行線,難以有所交集,然而承接家族機電企業的羅信沂總經理是如何從中擦出火花,創立「植物工廠」的?他認為一切都是水到渠成。

在臺灣經濟起飛的年代,父親除了本身的機電業務之外,還跨足建案開發,承接過許多公共工程,像是小巨蛋、榮總醫學大樓、南港高工等。但是,隨著經濟趨勢的轉變,臺灣的工程生態也面臨下滑的走勢。於是,有先見之明的羅爸爸便大膽轉投資LED照明市場,與來自香港的LED大廠真明麗合作,先後承包了松山機場照明系統等各項指標性工程。

儘管爾後在照明領域並沒有繼續開發業務,但卻也因緣際會接觸到醫美用燈、植物用燈、漁業用燈等不同的領域,結果無心插柳地種下了發展「植物工廠」的種子。

「當時我到日本千葉縣去參訪,希望能深入了解植物用燈的未來性。」沒想到日本之行卻開啟羅信沂建造植物工廠的契機。經過一番分析比較,他認為硬體設備的規劃與創建對公司來說並不難,再加上日本已經有豐富的植物工廠研究資料,所以在臺灣實現「無塵室農業栽種」的目標,將會是公司接下來的機會所在。

個性積極的羅信沂所提出的想法,獲得父親的認同與全力支援,因此讓他得以利用公司在陽明山上的房產,打造一間30幾坪的實驗室,開始進行硬體方面的種種測試及實驗,並於9年前正式投入植物工廠的建造,在桃園觀音鄉建造了千坪量產型室內智慧農場。

一開始植物工廠計畫進行得很順利,硬體方面得到了生產效能更高、成本壓得更低的好結果,然而就在這時候,第一個難關出現了──植物工廠所種植出來的農作物品質並不好。

為什麼會這樣呢?其實,簡單說起來就是公司整體對於農業技術的掌控做得不夠確實!不同的蔬菜水果都有各自的生長要件,不可能用單一的邏輯就種出多元化的作物。

羅信沂打了個比方:「就像三星蔥因宜蘭地理環境而能生產高品質,若移到臺中去種可能就沒那麼好了,這就是自然環境的影響。」

當他們發現問題後,就開始把所有會影響作物的因素研究透徹,並在植物工廠內透過精密的環控設備重現作物最愛的環境條件,以利作物的蓬勃生長。

工業、農業看似兩個不相干的產業,羅信沂自己走了一圈後發現,不論哪個產業都需要有科學精神的支持,利用創新的科技和工程界的「解決問題」精神,打造新的農業生產方式。

問題不在科技 在消費者認知

近年來,也不乏電子科技業者轉投資科技農業或是植物工廠,大家其實都是看準無污染蔬菜市場這塊大餅,但是聞到蔬香卻不是人人都能吃到。

「有意發展植物工廠的大多是科技大廠,但他們容易著眼於廠房建造及硬體設備的輸出,因而忽略了市場對於產品的認同度與接受度。」羅信沂認為,植物工廠不應該去種植原本就有的蔬果作物,並與其他本土農業作競爭。一間真正的植物工廠,最主要的使命是讓人們可以就近吃到來自世界各地不同區域的新鮮蔬果,不僅要吃得滿足,還要吃得安心。

「我們吃的生菜哪裡來的?其實,臺灣大部分的產品都是進口的。」

羅信沂提出這個問題,點出了「植物工廠」的一條出路。他認為「植物工廠」並非只是用工業化的角度來經營農業,使作物能夠量產輸出而已,更重要的是透過科技與農業的密切結合,讓農作物能夠突破氣候的限制,並且跨越國界的藩籬,實現餐桌蔬食多元化、國際化的目標。

「我們不一定能走遍全世界,但是藉著植物工廠的發展,我們將有機會可以用味蕾環遊全世界!」羅信沂希望把世界各地的蔬菜,搬到自家餐桌上。因此,他大開納才之門,網羅了多位臺灣頂尖的農業專才,負責將美味又健康的各國特色作物研究透徹,分析作物原生態的環境條件,蒐集當地的氣候數據,然後再帶回公司當實驗性質的生產,並讓最適合異國作物生長的天堂,完美地在植物工廠內重現。

他一再接受挑戰後得到一個心得:「從農業的角度出發,以科技作為輔助,這才是正確的方向。」

為了要達到這樣的目標,無塵室工廠內的所有硬體設備及環控技術,包含溫度、濕度、二氧化碳濃度、光罩條件、水分、營養液等要素,都必須要能配合得宜,在這樣的環境下生長的作物,無須添加任何生長激素與化肥農藥,只要能每天保持植物最佳的生長條件,自然就能有豐碩的收穫。

植物工廠的發展是世界的趨勢,硬體科技及農業技術在各國來說都居領先地位的臺灣,具有發展植物工廠的最佳條件,也無怪乎就連日本富士通看到庭茂的成績也特別來朝聖取經。

不過,相較於其他大廠無不砸大錢發展機械手臂、自動化設備等無人技術,羅信沂非常明白支撐植物工廠營運的最主要關鍵在於「消費者的接受度」,而非一昧無所限制的科技競賽。

羅信沂表示:「能夠讓生產成本與市場價格得到一個平衡的甜蜜點,才是最重要的。」所以或許庭茂的植物工廠不是最昂貴、最先進的,但卻是確實可行、能夠被市場所接受的。

傳承「注意安全」原則

「只要洗手,不要洗菜!」這句NICE GREEN的宣傳標語,正道出提起羅信沂的精神信念,不論是「工程安全」還是「食品安全」,一直都是他所堅持的「重視安全」信念,從生產到流通再到消費,建構每一個環節時,都秉持著安全第一的準則。

他表示:「自幼就看到父親不喝酒、不應酬的工作態度;在父親創建的機電工程公司服務時,更了解父親堅持品質的工作精神。」所以為了讓消費者吃得安心,NICE GREEN蔬菜全程都在無塵環境中進行生產,從播種到包裝都隔絕汙染,並且運送過程也會做密閉處理,避免接觸性的污染。因為幾乎無菌,所以相對來說NICE GREEN的產品可以放得比一般蔬菜要久,當然營養成分及美味程度也都高人一等。

食安一直是臺灣的難解之痛,但聚焦在食品安全的議題上,往往會讓人忘記了飲食不僅要安全就好,還得要補充人體所需的營養。因此羅信沂在行銷訴求上特別重視觀念的傳達,誰都不願意花錢買罪受、花錢傷健康,因此羅信沂以食安為號召,以健康為依歸,相信只要讓消費者有選擇的機會,一定會有很多人認同庭茂植物工廠的價值。

原有的工程背景,讓羅信沂非常善於整合,投入植物工廠的領域之後,他也發揮所長,從最前端的農業技術、硬體設備,一直到銷售通路等,都做了垂直整合串聯,可以說建廠、研發、生產、銷售,這4大面向,都是他擅長的領域。

然而要提供選擇,當然最重要的前提是必須讓消費者有機會接觸到產品。經過多年的堅持與努力,代表庭茂的「NICE GREEN美蔬菜廚房」品牌,如今已成功攻占北中南重要城市的一級百貨商場,消費者可以很方便地了解到NICE GREEN蔬菜的特別之處,並進而成為愛用者。

羅信沂就表示有熟悉的老顧客說:「我不知道吃了到底會多健康,但是不吃心情就很不美麗!」

現在,除了既有的銷售通路之外,羅信沂更帶領行銷部開始拓展電商平臺,期許能透過網路的力量,讓更多消費者有機會接觸到「最好的選擇」。另外像是餐廳、飯店的合作,企業福委會或是法人的團購,以及各種創新的異業結盟等,都是羅信沂積極開發的範疇。藉著更多元的觸角延伸,庭茂將逐步深耕臺灣,讓植物工廠在臺灣的內需市場能越來越大。

【本文出自《能力雜誌》2017年4月號;訂能力電子雜誌;非經同意不得轉載、刊登】

 

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