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2021/12/25
要餵飽的肚子有增無減，能下田的青壯人口供不應求，極端氣候越來越高深莫測，食品加工過程越來越難監管……，農業轉向工業4.0取經，、日本的農牧業風景已經變得不一樣。
要餵飽的肚子有增無減，能下田的青壯人口供不應求，極端氣候越來越高深莫測，食品加工過程越來越難監管……，農業轉向工業4.0取經，、日本的農牧業風景已經變得不一樣。
未來的農業里，科技將無所不在。七大工業國（G7）農業部長會議，四月底破天荒首度呼籲推動將工業4.0運用在農業上，要解決極端氣候與全球人口成長的問題。
依聯合國糧農組織（FAO）以全球人口增加的速度推估，到2050年，全球糧食要成長六成，才能滿足需求；另一方面，全球極端氣候的惡化，也讓農業面臨前所未有的挑戰。
要餵飽快速成長的人口，科技化與產業化是農業一定要走的路。在與日本，機器人與工業4.0正在改變農業。
首先是，推出「牛」聯網拼食品安全。七月初，《天下》記者走進了蒙牛集團位於北京市郊一個多小時車程的通州工廠。蒙牛把工業4.0的概念融入制乳業，建立首座「牛聯網」的檢測與管理系統。
蒙牛是2015年全球乳業第11大的集團，逾三萬名員工、五十七個生產基地，去年營收逾480億人民幣。
但蒙牛也是毒奶事件的受災戶。
2011年，官方公布檢測數據，蒙牛四川工廠所生產的奶粉被檢驗出黃麴毒素超標。一時間，蒙牛產品的銷售量狂瀉60％。
「全世界最敏感的食品安全議題在，最關注的是乳品，乳品最受關注的則是蒙牛，」蒙牛乳業助理副總裁翟嵋不諱言。
乳牛聯網滅毒奶
為了挽回消費者的心，蒙牛找了德國人來幫忙，2012年蒙牛與德國西門子合作，研發能連結全34個工廠內的實驗室，以及兩座研發中心的監控系統。這項計劃，整整花了蒙牛與西門子3年的時間。
位在北京市郊的蒙牛通州廠，每日從附近兩百公里的唐山、天津、保定的乳牛牧場收生乳，生產蒙牛旗下的優格（優格）與牛奶等產品。
「我們引進LIMS（實驗室信息管理系統）、SAP的企業資源規劃系統，打造產業鏈全產品的監控和追溯系統，以保障產業鏈的食品安全與控制能力，」翟嵋說。
怎麼做？這座號稱全亞洲最大的優格廠，有一座要價三億人民幣，能自動派發檢驗任務的管理系統。
由於每一種產品與生乳，都有不同的檢測項目。過去倚靠人力拿著一張張的檢測表，一項一項檢驗完再輸入計算機，過程不僅曠日費時，而且還有可能出現錯誤。
請德國西門子幫著管
為了減少人為因素的干擾，蒙牛與西門子共同研發的系統，能自動監測入廠的乳源，再依據不同的乳源與產品派發任務。
首先，原乳進到工廠后，SAP系統會立刻給予每個產品一個單號，並自動傳輸給LIMS系統執行規定的各項檢測。隨後，LIMS系統再將檢測結果自動回傳給SAP系統，通過檢測才能進入下一個製程，未通過就不能走到下一關。
「這座實驗室所有的儀器都是自動鏈接到系統，結果都是自動報告，儀器背後這些追蹤的紀錄都是自動抓取，而且檢測結果下一秒就送到管理階層手裡，減少外界干擾的風險，這是實時的監控，」蒙牛質量安全管理系統負責人宋曉東說。
每天，這套系統記錄下一千三百多種檢測紀錄，共四十萬筆的數據，管理階層可隨時在手機上瀏覽工廠的生產狀況。
翟嵋說，傳統手工的檢測是非常繁瑣的過程，新的系統能提高檢測的比例與效率。
她強調，一般同業的檢測比率是60％左右，但採用自動化的檢測方式，可以將比例提高到九成以上。比起過去的人工檢驗，導入系統后約可節省10％至15％的時間，效率也提升15％。
產品出了工廠，經銷商也會有一個代號，能根據產品上的條形碼，隨時查詢產品是從哪一家牧場出廠、哪一個人採集原乳、乳品檢測報告、檢測人員是誰、銷售紀錄信息等，都可以在行動載具上顯現。
去年，蒙牛對熱門產品採取「一包一碼」策略。目前，蒙牛旗下兩個主力產品特侖蘇牛奶與真果粒牛奶飲品都有印上條形碼，讓消費者可以得知這些信息。未來，蒙牛也將逐步推廣這項服務至旗下的全部產品。
日本機器人室內種萵苣
在日本，機器人也正改造農場，往無人農場邁進。
農業人力短缺的情形，在所有產業里是最嚴重的。加上農閑農忙的高低負荷峰值落差太大，農業從業人員又具有比其他任何行業還高的自由度，來決定流程如何進行。且農業受天候等外在因素影響的程度，也遠高於其他行業。以上這些因素都使得農業面臨的困境，比製造業還要嚴峻。
此外，農業技術流程越來越複雜，對食品安全、環保、生產履歷、質量穩定、客戶關係等層面的要求也越來越高。因此，人口老化最嚴重、人力最短缺的日本，成為全球最積極追求農業革命的國家。
最新的發展是用機器人種菜。日本大阪府立大學榮譽教授安保正一說，日本人力短缺的問題很嚴重，日本的電子廠外移后，也留下不少廠房，正好作為無人農業的實驗場所。
想象一下，一台十多公尺高的載具，在一層一層疊起來的植物間前後穿梭，就像是工廠里能自動取貨的自動化設備。這不再是科幻小說里才有的情節。
步伐最快當屬葉菜類種植公司Spread，已經開始在日本打造全世界第一座完全自動化的室內農場，從地面一層一層一直種到天花板。
除了蔬菜的育苗之外，接下來的種植到採收，幾乎每一個步驟，都將用機器人處理。自動化后的流程，估計可以提高一倍效率。人工成本可以降低一半，用LED燈則可節省三分之一的能源。此外，農場使用的水，九八％可以回收再利用。
這座位在京都龜岡市的4.0農場，預計明年年中投產。Spread目前每天生產兩萬一千顆萵苣。4.0農場投產後，日產量將增加到五萬顆。該公司還將繼續打造更多4.0農場，計劃將日產量在五年內提高到五十萬顆。
除了解決人力的問題，無人農場也能維持全年無休的穩定生產計劃。
安保正一說，日本每次遭遇颱風或豪雨後，原本每一百克大約只要一百日圓（約6.6人民幣）的萵苣，常飆漲到三、四百日圓。而科技農場則可全年維持在150日圓的價位。
他也說，這樣的無人農場能把室內二氧化碳的濃度提高，原本要三個月生長期的蔬菜，也縮短到四十天就可以採收。
無人機 空投播種、施肥
走出室內農場，無人機也正改變農業的天空。未來農田上空除了鳥兒外，無人機也將滿天飛。
無人機如何和農業扯上關係？根據資誠五月發布的報告指出，包含土壤分析、植物健康判定與洒水等應用領域，光是農業的無人機商機，就有高達320億美元的商機潛力。
第一件無人機可以做的事是：分析土壤。飛過農田上空的無人機，可以繪製出正確的3D土壤分析圖，農民再依土壤的特性來決定栽種模式。接著，無人機也可以直接從空中投下種子與肥料，取代地上的播種機。
在栽種階段，搭載多光譜儀器的無人機，可以從植物吸收或反射可見光波長的多寡，判斷哪些植物長得好，哪些生病了。同時，多光譜儀器也可判別出野草與作物。幫助農民實時監控農作物的生長狀態。
在完成分析后，無人機再從空中噴洒農藥或者洒水，好處是減少農藥被土壤吸收的比例，避免農藥過量污染土質，而且效率是傳統人工噴洒的五倍。
各種儀器累積下來的數據，也能幫助農夫找出最佳的栽種模式。
自動化加上雲端數據的物聯網系統，不只在工業發燒，也正在打造下個時代的農業。
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