OFweek物联网讯 要喂饱的肚子有增无减，能下田的青壮人口供不应求，极端气候越来越高深莫测，食品加工过程越来越难监管……，农业转向工业4.0取经，中国、日本的农牧业风景已经变得不一样。

　　未来的农业里，科技将无所不在。七大工业国（G7）农业部长会议，四月底破天荒首度呼吁推动将工业4.0运用在农业上，要解决极端气候与全球人口成长的问题。

　　依联合国粮农组织（FAO）以全球人口增加的速度推估，到2050年，全球粮食要成长六成，才能满足需求；另一方面，全球极端气候的恶化，也让农业面临前所未有的挑战。

　　要喂饱快速成长的人口，科技化与产业化是农业一定要走的路。在中国与日本，机器人与工业4.0正在改变农业。

　　首先是中国，推出“牛”联网拼食品安全。七月初，《天下》记者走进了中国蒙牛集团位于北京市郊一个多小时车程的通州工厂。蒙牛把工业4.0的概念融入制乳业，建立中国首座“牛联网”的检测与管理系统。

　　蒙牛是2015年全球乳业第11大的集团，逾三万名员工、五十七个生产基地，去年营收逾480亿人民币。

　　但蒙牛也是毒奶事件的受灾户。

　　2011年，中国官方公布检测数据，蒙牛四川工厂所生产的奶粉被检验出黄曲毒素超标。一时间，蒙牛产品的销售量狂泻60％。

　　“全世界最敏感的食品安全议题在中国，中国最关注的是乳品，乳品最受关注的则是蒙牛，”蒙牛乳业助理副总裁翟嵋不讳言。

　　中国乳牛联网灭毒奶

　　为了挽回消费者的心，蒙牛找了德国人来帮忙，2012年蒙牛与德国西门子合作，研发能连结全中国34个工厂内的实验室，以及两座研发中心的监控系统。这项计划，整整花了蒙牛与西门子3年的时间。

　　位在北京市郊的蒙牛通州厂，每日从附近两百公里的唐山、天津、保定的乳牛牧场收生乳，生产蒙牛旗下的酸奶（酸奶）与牛奶等产品。

　　“我们引进LIMS（实验室信息管理系统）、SAP的企业资源规划系统，打造产业链全产品的监控和追溯系统，以保障产业链的食品安全与控制能力，”翟嵋说。

　　怎么做？这座号称全亚洲最大的酸奶厂，有一座要价三亿人民币，能自动派发检验任务的管理系统。

　　由于每一种产品与生乳，都有不同的检测项目。过去倚靠人力拿着一张张的检测表，一项一项检验完再输入计算机，过程不仅旷日费时，而且还有可能出现错误。

　　请德国西门子帮着管

　　为了减少人为因素的干扰，蒙牛与西门子共同研发的系统，能自动监测入厂的乳源，再依据不同的乳源与产品派发任务。

　　首先，原乳进到工厂后，SAP系统会立刻给予每个产品一个单号，并自动传输给LIMS系统执行规定的各项检测。随后，LIMS系统再将检测结果自动回传给SAP系统，通过检测才能进入下一个制程，未通过就不能走到下一关。

　　“这座实验室所有的仪器都是自动链接到系统，结果都是自动报告，仪器背后这些追踪的纪录都是自动抓取，而且检测结果下一秒就送到管理阶层手里，减少外界干扰的风险，这是实时的监控，”蒙牛质量安全管理系统负责人宋晓东说。

　　每天，这套系统记录下一千三百多种检测纪录，共四十万笔的数据，管理阶层可随时在手机上浏览工厂的生产状况。

　　翟嵋说，传统手工的检测是非常繁琐的过程，新的系统能提高检测的比例与效率。

　　她强调，一般同业的检测比率是60％左右，但采用自动化的检测方式，可以将比例提高到九成以上。比起过去的人工检验，导入系统后约可节省10％至15％的时间，效率也提升15％。

　　宋晓东表示，产品出了工厂，经销商也会有一个代号，能根据产品上的条形码，随时查询产品是从哪一家牧场出厂、哪一个人采集原乳、乳品检测报告、检测人员是谁、销售纪录信息等，都可以在行动载具上显现。

　　去年，蒙牛对热门产品采取“一包一码”策略。目前，蒙牛旗下两个主力产品特仑苏牛奶与真果粒牛奶饮品都有印上条形码，让消费者可以得知这些信息。未来，蒙牛也将逐步推广这项服务至旗下的全部产品。

　　日本机器人室内种莴苣

　　在日本，机器人也正改造农场，往无人农场迈进。

　　农业人力短缺的情形，在所有产业里是最严重的。加上农闲农忙的高低负荷峰值落差太大，农业从业人员又具有比其他任何行业还高的自由度，来决定流程如何进行。且农业受天候等外在因素影响的程度，也远高于其他行业。以上这些因素都使得农业面临的困境，比制造业还要严峻。

　　此外，农业技术流程越来越复杂，对食品安全、环保、生产履历、质量稳定、客户关系等层面的要求也越来越高。因此，人口老化最严重、人力最短缺的日本，成为全球最积极追求农业革命的国家。

　　最新的发展是用机器人种菜。日本大阪府立大学荣誉教授安保正一说，日本人力短缺的问题很严重，日本的电子厂外移后，也留下不少厂房，正好作为无人农业的实验场所。

　　想象一下，一台十多公尺高的载具，在一层一层叠起来的植物间前后穿梭，就像是工厂里能自动取货的自动化设备。这不再是科幻小说里才有的情节。

　　步伐最快当属叶菜类种植公司Spread，已经开始在日本打造全世界第一座完全自动化的室内农场，从地面一层一层一直种到天花板。

　　除了蔬菜的育苗之外，接下来的种植到采收，几乎每一个步骤，都将用机器人处理。自动化后的流程，估计可以提高一倍效率。人工成本可以降低一半，用LED灯则可节省三分之一的能源。此外，农场使用的水，九八％可以回收再利用。

　　这座位在京都龟冈市的4.0农场，预计明年年中投产。Spread目前每天生产两万一千颗莴苣。4.0农场投产后，日产量将增加到五万颗。该公司还将继续打造更多4.0农场，计划将日产量在五年内提高到五十万颗。

　　除了解决人力的问题，无人农场也能维持全年无休的稳定生产计划。

　　安保正一说，日本每次遭遇台风或暴雨后，原本每一百克大约只要一百日圆（约6.6人民币）的莴苣，常飙涨到三、四百日圆。而科技农场则可全年维持在150日圆的价位。

　　他也说，这样的无人农场能把室内二氧化碳的浓度提高，原本要三个月生长期的蔬菜，也缩短到四十天就可以采收。

　　无人机 空投播种、施肥

　　走出室内农场，无人机也正改变农业的天空。未来农田上空除了鸟儿外，无人机也将满天飞。

　　无人机如何和农业扯上关系？根据资诚五月发布的报告指出，包含土壤分析、植物健康判定与洒水等应用领域，光是农业的无人机商机，就有高达320亿美元的商机潜力。

　　第一件无人机可以做的事是：分析土壤。飞过农田上空的无人机，可以绘制出正确的3D土壤分析图，农民再依土壤的特性来决定栽种模式。接着，无人机也可以直接从空中投下种子与肥料，取代地上的播种机。

　　在栽种阶段，搭载多光谱仪器的无人机，可以从植物吸收或反射可见光波长的多寡，判断哪些植物长得好，哪些生病了。同时，多光谱仪器也可判别出野草与作物。帮助农民实时监控农作物的生长状态。

　　在完成分析后，无人机再从空中喷洒农药或者洒水，好处是减少农药被土壤吸收的比例，避免农药过量污染土质，而且效率是传统人工喷洒的五倍。

　　各种仪器累积下来的数据，也能帮助农夫找出最佳的栽种模式。

　　自动化加上云端数据的物联网系统，不只在工业发烧，也正在打造下个时代的农业。