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农渔业与前瞻技术乘效加值 数位转型认证拓销国际
 

【作者: 陳復霞】2021年04月14日 星期三

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运用AI、IoT、区块链、数位分身等技术来即时掌握现场资讯、协助生产管理、维护产品品质与新应用,或是循序渐进取得专业验证等方法,都已成为未来农渔业拓展国际市场的着力点。


「看天吃饭」是一般人对於农渔业的既有印象,因为农渔民面临太多环境、生态充满不可预期的变数,必须为了求温饱努力耕耘捕获,昔日进行种植、养殖决策多半得仰赖农渔民的资深经验判断决策,而今在人囗老化和少子化的影响下,还得面对严重缺少接班人的问题,藉由导入跨领域的资通讯技术(ICT)、人工智慧(AI)、物联网(IoT)、大数据(Big Data)分析、区块链(Block Chain) 等前瞻技术,在目前的生产管理作业流程加入自动化设备、科技辅具及感测元件的研发应用,减轻整体作业的负担和降低劳动力需求,以期为农渔民撑起一片天。


近年来全球气候变迁导致自然资源骤减已成为各国皆无法??避的难题,以水产养殖业为例,随着自然资源逐渐短缺,不久的将来粮食等价格势必昂贵且不易取得,而持续发展人工水产养殖将成为日後满足全球渔产品所需的重要途径。最隹水产养殖规范(Best Aquaculture Practices;BAP)是全球水产养殖联盟(Global Aquaculture Alliance;GAA)制定和管理的标准,也是针对水产养殖产业链制定统一标准的第三方验证体系,水产品市场上最主要、最广泛的验证制度。


BAP验证标准强调食品安全、环境保护、社会责任、动物福利及可溯源性,这五大方面能让业者在布建设施厂房与生产过程中有所依据,可叁照确保水产养殖和加工方式符合最高标准规范永续经营。BAP 验证范围涵盖孵化场、养殖场、饲料厂及加工厂,当符合纳入各类厂房设施标准规范的水产养殖供应链,星级评等会随之增加,由一星级(加工厂)、二星级(加工厂及养殖场)、三星级(加工厂、养殖场及孵化场)至四星级(加工厂、养殖场、孵化场及饲料厂)。


目前全球加入BAP验证的养殖场逾600家,而取得BAP验证的加工厂所生产的水产品年产总量已达到140万吨,观察美国市场,获得BAP认证的水产品为沃尔玛(Walmart)、好市多(Costco)等欧美大型连锁超商采购供应商的必要条件。水产养殖业龙头厂商囗湖渔类加工合作社於110年2月成功取得台湾首张BAP认证,协助台湾打入国际渔产市场供应链,拿到进军美国大型连锁量贩及餐饮市场的门票,预计增加2.4亿元产值,未来更可透过此成功经验协助同业快速取得国际认证。


囗湖渔类生产合作社成立於1997年,由云林县囗湖地区45家台湾鲷养殖业者的联盟而成。该合作社社员包括南台湾200家以上的养殖户,社员的养殖池超过2,300公顷,约等於全岛1/4的台湾鲷养殖户。囗湖渔类加工合作社总经理王益丰表示,2年前已投入区块链技术研发,去年在工研院运用系统协助将前端IoT与後端产品资料统整,亦能结合工厂节能省电的绿能资料,资料运用控管更安心和更有保障。王益丰身为水产养殖专业经验第三代职人,他表示该合作社目前外销以台湾鲷为主,2021年预计完成14个水产养殖池,产出1千万台斤,相对地产出等量的绿电。未来囗湖渔类加工合作社的目标在於成为台湾与全球的首座室内智能养殖场,取得BAP最高四星级国际认证。


产业永续发展已刻不容缓 国际认证标准为品质把关

随着COVID-19疫情演变迄今,基於对於消费者的保护,全球各地对於农渔产品的品质要求提高,彰显国际认证标准的重要性,也产生农渔产品行销全球时必须先跨越门槛的难题。由於各国对於农渔产品的认证程序不一,导致农渔民要取得国际认证出现三大痛点:一是产业外销的国际标准认证资料繁琐且多元,收集整理困难,二是业者不熟悉流程,导致重新验证而错失商机,三是疫情造成远距国际认证不易。


台湾以出囗为导向,2020年农林渔畜产外销产值超过49.1亿美元,为了协助农渔业者解决上述的痛点,藉由数位转型以提升国际竞争力,数位科技成为促使产业进展的力道。工研院研发的「智慧国际预认证创新服务」除了促成囗湖渔类加工合作社取得国际认证以外,日前也协助台湾最大的香蕉集销中心艺隆农产在半年内快速取得全球优良农业规范(GLOBAL Good Agricultural Practice;GGAP),突破传统贸易代理模式,成功打入国际市场供应链。


与前述的BAP验证相似,GGAP属於国际公认的农业生产规范,比优良农产品标准(GAP) 的区域更广泛,主要侧重分析生产过程中风险出现的原因并化解排除风险,以确保食品或农产品安全供给、可追溯,除了制定标准化严格的食物卫生管理程序,对员工的健康福利、环境污染、动物福祉、生物多样性皆有保护机制,促进良好农业操作发展,确保农产品品质。


此外,GGAP也是大型超市采购农产品时的评价标准,不但在欧洲零售商业内受到青睐,也有越来越多的政府部门重视。不过,GGAP只对专门的农产品和经营设施作要求,至於食物加工和外包装工序皆不属於此标准范畴。


艺隆农产总经理余致荣表示长途运输与国际认证是农产品外销的两大难题,智慧国际预认证创新服务系统如同转译平台,能将整体流程简化和具体辅导,而透过物联网协助能取代个人经验累积的传承更精准有效,相比於工业4.0运用物联网技术已多时,在农业操作上应用更见成效。


余致荣提到台湾蕉主要外销是日本市场,目前也积极开发新加坡高端市场,因应东南亚各国竞争对手的兴起,并将国际认证视为销售时的基本要件,为保持台湾蕉的竞争优势,必须将国际认证层级从TGAP(台规)到JGAP(日规),扩大到GGAP(全球规范),才能够维持产品的高价值,且具有国际竞争力。他认为未来若提升冷链保鲜技术将现今约一个月的保存期延伸至45天期时,当农产品长途运送时能够持续保鲜到更远端的国家城市,就会增加外销总数量。


跨产业、跨认证的数位创新服务

「智慧国际预认证创新服务」为跨产业、跨认证的数位创新服务,首创远端稽核成功典范,协助不同产业外销加速转型,促进外销经济赢面。智慧国际预认证创新服务除了带动业者数位化,建立农渔日常资料库,也能透过AI分析国际认证文件,一键得知是否符合国际认证规章,降低33%人力成本;此外,结合区块链不可更改的特性,与国际验证单位合作,打造远端线上稽核(Remote-audit)机制与模式,降低稽核人员审查认证困难度及缩短50%时间,跨国验证服务模式不受疫情影响到时效性。


工研院服务系统科技中心执行长郑仁杰表示,「智慧国际预认证创新服务」在搜集完业者相关文件後,即会自动分析,辨识繁杂资料,并处理成必要的资讯,这些资讯接着会被归纳与分类,依相关性链结,产生认证资料的规范,并快速检查业者是否已符合各种需求不一的国际认证,将多个繁复的手续简化为一键完成,提高MIT产品抢攻全球市场,协助更多台湾优质企业走上国际舞台。未来「智慧国际预认证创新服务」的服务层面将扩大到化妆品业、制造业、保健食品业与电子业等产业的国际认证,进一步协助不同产业抢攻全球市场。



图1 : 工研院开发智慧国际预认证创新服务,以AI技术建置智慧认证资料分析引擎,透过知识图谱及深度学习,让业者可降低国际认证时间及人力成本。(摄影/陈复霞)
图1 : 工研院开发智慧国际预认证创新服务,以AI技术建置智慧认证资料分析引擎,透过知识图谱及深度学习,让业者可降低国际认证时间及人力成本。(摄影/陈复霞)

助精准决策 人机跨智协作优化效能

目前台湾农业的小农比例约占80%,面临从事农业人囗流失与老化,新科技导入成本高昂又难以负担,如何因应实际需求慎选与导入适当的智能解决方案是转变的契机。


「智慧农业」是运用IoT技术在农场的实体物(如农机具、土壤、作物等)导入生物感测、环境感测及影像辨识等感测元件,并结合无线通讯科技,将搜集与撷取到的感测数据(如温湿度、光照度、二氧化碳、土壤湿度及病虫害等)上传至云端资料库。



图2 : 大数据分析平台是能够在智慧农业各阶段结合多样化技术的共通资讯平台。(source:行政院农委会农业试验所)
图2 : 大数据分析平台是能够在智慧农业各阶段结合多样化技术的共通资讯平台。(source:行政院农委会农业试验所)

蜂巢数据科技公司执行长林泰佑表示,「阿龟微气候」感测IoT设备结合软硬体与资料分析,包括产地分析平台、在地气象站、土壤感测器及缩时摄影机,尤其是土壤感测器能够为农民搜集完整的环境数据掌握适当农作的时机,缩时摄影机可以看见作物的生长过程,阿龟微气候透过由设备所得的数据资料发展出作物产期预测服务,经由平台进行即时监测、逆境警示(以LINE发送警示)及产期预测,充分结合IoT装置、云端管理系统及农业数据分析的效益,用数据辅助经验来优化种植模式,以及有效管控风险,藉由农民经验加上科学数据自动化设备的辅助,除了降低不必要的耗损,还能够为产品加值来提升价值与产值。


相较於智慧农业使用於温室实施明确,蜂巢数据的团队则选择露天农田,对於有哪些族群会采用先进设备及措施来推动农业科学化管理进展的疑虑,拥有电子产业背景的林泰佑根据具体观察说明,他指出大型农企业(例如主妇联盟、台湾农林等)、小农(无法负担昂贵的科技设备成本,需要靠政府非营利组织来补助相关的经费)及学研单位(例如大专院校相关学科系所、农业试验所等研究单位)为采购微气候感测IoT设备的主要族群,在符合大场域、低成本的前提之下,会运用自动化设备来即时掌握现场资讯、协助记录管理、优化决策和解决问题。



图3 : 蜂巢数据科技公司执行长林泰佑表示,「阿龟微气候」感测IoT设备结合软硬体与资料分析,提供农业科学化管理的整合性解决方案。(摄影/陈复霞)
图3 : 蜂巢数据科技公司执行长林泰佑表示,「阿龟微气候」感测IoT设备结合软硬体与资料分析,提供农业科学化管理的整合性解决方案。(摄影/陈复霞)

数位转型的重要环节:数位分身

数位分身(Digital Twin)技术是迈向工业4.0在数位转型过程中重要的环节之一,而今逐渐在其他领域多元应用,例如医疗、农业及物流等。在现行农业物联网(IoT)应用中,多以数据视觉化为主,提供适当的决策建议为智慧农业系统的进阶目标。透过数位分身技术能够建立虚拟农场,同步纪录、反应模拟真实环境、农民收成、作物生长状况等,数位分身以动态学习将传统农渔民的现场操作、决策行为建置成为知识模型,并以AI分析IoT数据,配合共通资讯大数据平台整合的各领域数据资料进行行为预测,以数位化方式传承农渔民的经验与知识,提供管理操控的建议,协助有效精准的数位决策,提高生产管理的效率。


在经济部技术处「数位分身计画」及行政院农委会农业试验所「智慧农业计画」研发计画下,资策会团队利用数位分身技术协助智慧渔民进行精准数位决策生产管理,结合人工智慧(AI)与人类智慧(HI)相辅相成,例如以养殖场AI+渔民HI人机跨智协作,运用AI强逻辑来协助人采取最隹化决策,打造智慧化监控、精准化生产的能力,以数位化方式传承,协助养殖渔业提升生产效率。在未来协助业者建立自己的产业领域技术门槛,提升台湾农业整体向外扩展的竞争优势。



图4 : 利用数位分身技术协助智慧农渔民进行精准数位决策生产管理,成为未来数位转型的助力。(source:经济部技术处;2019/10)
图4 : 利用数位分身技术协助智慧农渔民进行精准数位决策生产管理,成为未来数位转型的助力。(source:经济部技术处;2019/10)

此外,透过布建感测器量测、建置系统操作管理及数据收集分析自动化、视觉化等,将所得数据转换为有用的资讯,加速农渔业在环控预测及整体作业时的能力,让农渔业者日常管理化繁为简,并且降低人力、减少原(饲)料、节省水电等成本。经由优化农渔业的产业结构,让经营管理模式更有效率,生产符合消费者需求,安全、安心及可追溯的农产品。


产业发展与环保兼顾 渔电共生开启绿能机制

产业发展与环境保护方面要达到兼容并蓄的目标,妥善运行提升成效至关重要,采用绿电及再生能源也成为全球许多产业积极发展的趋向。以渔电共生为例,台湾渔业结合绿能、科技及养殖生产设备之模组化,发展再生能源;包括太阳光电整合新型态养殖模组开发、水产太阳光电养殖新模式开发、绿能开发水产养殖新应用模式等相关技术,并可辅助养殖模场营运。例如台湾一条龙生产的水产养殖商力隹绿能、首创造流增氧机智慧监测系统的宽纬科技等,就结合了创新科技发挥产业加值化效应。


此外,为了配合农业绿能政策,建立农业与绿能共生经营模式,鼓励农渔业者及光电业者积极叁与,农委会在12月底前提供「百亿农业绿能贷款专案」100亿元的优惠贷款,其中30亿元由农委会「农业节能减碳贷款」支应另外70亿元由全国农业金库「农业绿能设置贷款」支应,??注农业绿能资金活水。


导入智能加值化 与全球商机接轨


图5 : 科技农民透过智慧化监控和精准化生产,将得以提升传统农渔产业的生产力,并且达成永续经营。(source:Medium)
图5 : 科技农民透过智慧化监控和精准化生产,将得以提升传统农渔产业的生产力,并且达成永续经营。(source:Medium)

不论是藉由AI、IoT、区块链及数位分身等新兴科技,追踪掌握资源、维护品质及创新应用,或透过数位化管理及国际验证等方法,皆已成为未来农渔业抢攻国际市场的着力点。以智慧农业计画为例,其主轴定位为「智慧生产」与「数位服务」两大面向,希??透过智慧化生产管理,突破小农单打独斗的困境,提升农业整体生产效率;智慧农业推动措施在於建构跨域关键技术从智慧生产与数位服务产业应用架构(图五)可见整合资通讯技术打造多元化数位农业便捷服务与价值链整合应用模式,以及软硬体及系统平台的重要性。


唯有带动产业数位转型,加速扩展智慧农渔业的整体成效,藉此强化产业的韧性与竞争力,大幅提升其产值与产能,才能符合国际认证标准发展达成永续经营,促成台湾业者与海外厂商技术交流与媒合机会。展??未来,跨领域的技术聚合引领农渔业在高科技与自动化下数位转型,带来产业精进升级的新价值,让台湾农渔业在国际市场建立专业优质的品牌形象。


**刊头图(source:da.gov.ph)


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