工業4.0助攻 智慧農業開啟新農業典範

2017-04-10 08:59

【採訪整理／郭茵娜．黃麗秋】

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。

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。