水產行業如何融入農業4.0時代？

出處：中國漁業報·第一水產 特約評論員 中國農業大學 李道亮

隨著科學技術的進步，物聯網和制造業服務化迎來了以智能制造為主導的第四次工業革命。2013年，德國漢諾威工業博覽會正式提出了“工業4.0”的概念。這是德國政府《高技術戰略2020》確定的十大未來項目之一，旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新。

農業作為工業生產原材料的提供行業和工業制成品的使用行業，也必將融入這場時代的變革，向農業智能化時代即農業4.0時代發展。作為農業4.0的重要內容之一，水產行業也將發生深刻的變革，智能化、網絡化、精細化和便捷化的水產養殖時代即將到來。

■ 農業1.0 到4.0的變遷

農業4.0是以物聯網、大數據、移動互聯、雲計算技術為支撐和手段的一種現代農業形態，即智能農業（Intelligent Agriculture），也是繼傳統農業、機械化農業、信息化(自動化)農業之後，進步到更高階段的產物。

縱觀國內外現代農業發展歷程，可以分為四個階段：農業1.0是依靠個人體力勞動及畜力勞動的農業經營模式，人們主要依靠經驗來判斷農時，利用簡單的工具和畜力來耕種，主要以小規模的一家一戶為單元從事生產，生產規模較小，經營管理和生產技術較為落後，抗御自然災害能力差，農業生態系統功效低，商品經濟較薄弱。農業2.0，即機械化農業，是以機械化生產為主的生產經營模式，運用先進適用的農業機械代替人力、畜力生產工具，改善了“面朝黃土背朝天”的農業生產條件，將落後低效的傳統生產方式轉變為先進高效的大規模生產方式，大幅度提高勞動生產率和農業生產力水平。隨著計算機、電子及通信等現代信息技術以及自動化裝備在農業中的應用逐漸增多，農業將步入3.0模式。農業3.0，即信息化（自動化）農業，是以現代信息技術的應用和局部生產作業自動化、智能化為主要特征的農業。

信息技術發展到新階段即可產生新的農業發展模式即農業4.0，即：智能化農業，這是融合物聯網、雲計算和大數據的高度智能化農業，其目的是要實現大範圍大尺度的農業生產全局的最優，以最高效率地利用各種農業資源、最大程度地降低農業能耗和成本、最大限度地保護農業生態環境以及實現農業系統的整體最優為目標；以農業全鏈條、全產業、全過程、全區域智能的泛在化為特征，以全面感知、可靠傳輸和智能處理等物聯網技術為支撐和手段；以自動化生產、最優化控制、智能化管理、系統化物流、電子化交易為主要生產方式的高產、高效、低耗、優質、生態、安全的現代農業發展模式與形態。

農業4.0在我國“小荷才露尖尖角”，尚處概念、理念、設計和試驗示範階段：北京市重點開展了農業物聯網在農業用水管理、環境調控、設施農業等方面的應用示範，實現了農業用水精細管理和設施農業環境監測；黑龍江省側重在大田作物生產中搭建無線傳感器網絡，借助互聯網、移動通信網絡等進行數據傳輸及數據集中處理和分析，支撐生產決策；江蘇省開發了國內領先的基於物聯網的一體化智能管理平台，側重在水產養殖等方面進行探索；山東在設施溫室和水產養殖的整體行業信息化推進進步明顯；浙江省重點在設施花卉方面應用物聯網技術，各項環境指標通過傳感器無線傳輸到微電腦中，實現了花卉種植全過程自動監測、傳輸控制；安徽省小麥“四情”監測項目建設已經啟動。此外，河南、重慶、遼寧和內蒙等地也開展了一些探索工作。

現階段，我國農業4.0主要以物聯網技術在各領域各環節的示範推廣應用為主，還未實現大規模、高階化的應用。隨著農業電商、農產品物流、農業市場化服務的快速發展，大數據、雲計算、移動互聯等也得到了廣泛的應用，並與物聯網技術進行了有效地融合。

■ “農業4.0”在水產行業的應用現狀

“農業4.0”的發展以物聯網、大數據、雲計算、移動互聯等技術為關鍵，突破涉及農業物聯網的核心技術和重大關鍵技術，迎合現代農業的發展需求是邁向“農業4.0”的必經之路。現階段，“農業4.0”在水產行業的應用主要體現在以物聯網為核心的關鍵技術應用上。

物聯網等“農業4.0”技術在水產領域的深化應用需要有大批懂技術、會應用的實用性人才。然而，水產養殖歷來被視為艱苦、薪酬低、社會評價不高的職業，陳舊的社會偏見對農業院校特別是本身學水產養殖的學生及其親人的心理產生了巨大衝擊，這些學生畢業後，在自身有畏懼心理及其在家人勸阻之下，大部分轉向了飼料營銷等非養殖一線崗位，還有相當大一部分轉向了跟水產風馬牛不相及的行業，更不用說其它專業畢業生會投身這個行業。因此，在實用性人才不足的情況下，通過物聯網等“農業4.0”技術大力提升行業內技術裝備，打“技術牌”，才能更好地緩解水產行業高素質勞動力緊缺的困境。挪威的大型養殖場在人力成本高昂的情況下，通過集成現代信息技術，構建養殖物聯網平台，實現三文魚飼料投喂、收獲、洗網、加工的完全自動化，只要定期維護便可實現1～2 人管理全場所有事務，這種良性運作的養殖業模式值得我們借鑒。

長久以來，作為我國傳統的養殖方式，以低窪鹽堿地和荒灘荒水等資源改造進行養殖，技術成熟、操作簡便、投入適中，適合我國農村以農民承包經營的經濟發展水平。但是其周期長、勞動強度大、生產效率低且養殖風險大、水體污染嚴重。因此，減輕勞動強度，提高生產效率，降低養殖風險，實現生態養殖是漁民多年來的夢想，也是新時期對漁業現代化的必然要求。通過物聯網等“農業4.0”技術把人工智能系統和相關的儀器、儀表、裝備相結合，通過計算機控制實現水體質量監控、增氧、投餌、捕撈等養殖作業和運輸、加工、倉儲、物流等自動化管理，減少了人力物力的投入，也減少了人為經驗誤差造成的損失。同時，通過水產養殖戶走向聯合，各種行業協會、水產組織孕育而生，形成集群效應和規模效應，這就轉變了水產養殖的發展模式。

當前，我國水產養殖業發展正處於一個新的歷史階段，特別是深化水產養殖業結構調整，穩定增加農民收入，提高水產品市場競爭力，對推進水產養殖業信息化的要求比以往任何時候都顯得更為緊迫。大力推進水產養殖信息化，以信息化帶動我國水產養殖業現代化，對於促進農業和水產養殖業的發展，提高漁民生活質量具有重要意義。

■ 水產行業“農業4.0”面臨的問題

目前，以物聯網為代表的“農業4.0”技術涵蓋了水產養殖行業的多個方面，並在政策扶持、技術研發、示範應用等方面積累了一定的經驗，對水產行業形成了良好的促進作用。但農業物聯網技術應用總體仍處於初級階段，還有許多問題亟待解決，主要體現在以下幾個方面：

首先，關鍵設備與核心技術儲備不足。相對於其他領域，由於動植物的生命特征、系統環境的開放性和復雜性，加之應用對像經濟條件的限制，農業對物聯網技術產品提出了更高的要求。從總體上看，水產養殖的裝備化程度低，自動化的基礎條件有待進一步夯實。同時，我國農業物聯網關鍵技術、產品、設備技術儲備不足，集成體系成熟度較低，大面積推廣應用的難度較大。比如在水產養殖業方面，由於我國水體富營養化程度高，穩定、可靠、耐用溶解氧、pH 值、葉綠素、氨氮、亞硝酸鹽的傳感器技術仍不過關，需要小型化、精確化、靈敏化、運行穩定的傳感器，這方面，我國與國外相比仍有較大差距。

其次，水產物聯網應用標准體系尚不完善。農業應用對像復雜、獲取信息廣泛，傳感器的標准是否統一、采集的信息是否可以標准化應用，都成為影響水產物聯網應用成敗的重要因素。目前國內還沒建立完整的農業物聯網技術標准體系，現有標准還很零散、缺失和不統一，標准制定與市場應用結合不夠，導致物聯網市場分割，制造和服務成本偏高，這已成為制約物聯網技術在現代農業發展中推廣應用的重要因素，具體到水產物聯網更是如此。

再者，水產物聯網應用商業模式亟待建立。包括水產物聯網在內，我國整個水產物聯網行業還處於發展初期，缺乏成熟的商業模式。目前水產物聯網的市場需求仍然是以設備采購、網絡接入為主，導致農業物聯網的產出與預期的估計差別太大。從產業化發展角度來看，目前我國農業物聯網技術應用總體處於試驗示範階段，規模小而分散，農業傳感控制設備等物聯網關鍵技術產品難於實現批量生產，導致產品價格高，用戶難於接受。農業物聯網技術產品投放市場前缺乏嚴格質量檢測，當設備暴露在惡劣自然環境下，導致設備穩定性差，故障率高，維護成本高，後續技術服務落後，農業物聯網應用系統不能持續正常運行，影響了用戶的使用積極性，導致農業物聯網產業發展緩慢。

最後，水產物聯網技術專業人才缺乏。目前廣大基層農戶、農技人員對於水產物聯網的概念還很模糊，對於水產物聯網的技術、設備等知識的認識還不全面，還不具備應用推廣物聯網技術的能力。同時，在水產物聯網的傳感器開發、運算評價模型的研究等方面缺少跨專業的復合型人才。水產物聯網是整合了水產、通信、機械、計算機軟件等多行業的一個綜合產業。因此，就需要從事水產物聯網的相關技術人員對農學、通信、軟件編程等方面都要有較強的專業知識，這樣才能研發出符合農產品生產者實際需要，真正智能化、自動化的農業物聯網。

■ 水產行業如何融入“農業4.0”

“互聯網+”縮短了信息化與農民之間的距離，但是還沒有很好的消除與養殖戶之間的技術障礙。只有讓互聯網自然融入到傳統水產行業，讓養殖戶像打電話和看電視一樣簡易操作就可以進行智能水產養殖，才是真正的“互聯網+水產”，也才真正邁出了水產行業“農業4.0”的第一步。

互聯網尤其是移動互聯網環境對於加速信息化在農業領域的應用、推進“農業4.0”發展優勢明顯：一是軟硬件支出費用相對較低；二是可以隨身攜帶、隨時應用；三是交互方式相對優化，便於操作；四是易於附加個性化服務和實現精准推送，可加載更多智能化的應用。這些恰恰是長期以來困擾信息化在農業領域深度、廣度應用的關鍵難題。如今劣勢變優勢，意味著未來農業領域，特別是水產領域的移動互聯網應用前景十分光明：

“互聯網+水產”有利於實現生產智能化。移動互聯網與水產物聯網裝備結合後，能夠發揮全面感知、可靠傳輸、先進處理和智能控制等技術優勢，實現水產養殖的全程控制，降低污染，減少疫病，提高養殖品質，達到科學養殖和智能養殖的目的。

“互聯網+水產”有利於實現經營網絡化。移動互聯網有利於加快水產電子商務的應用，實現水產品流通扁平化、交易公平化、信息透明化，建立最快速度、最短距離、最少環節、最低費用的水產品流通網絡，解決買難賣難問題，大大提高水產經營的網絡化水平。

“互聯網+水產”有利於實現管理精細化。移動互聯網的普及，能夠加快大數據、雲計算等先進技術的落地應用，通過對終端、用戶及其水產生產經營行為的跟蹤服務，進行生產調度、應急指揮、質量監管，對上輔助宏觀決策，對下優化生產經營行為，解決當前管理對像不明確、效率不高等問題。

“互聯網+水產”有利於實現服務便捷化。移動互聯網的便攜隨身和實時交互特點，很好地解決了農業信息服務“最後一公裡”問題，便捷服務的同時，為市場化、多元化信息服務提供了機遇，通過創新型應用等多種手段，未來的水產信息服務將更加豐富便捷。

真正的信息化應該是“潤物細無聲”的，無需冗長的教程和繁難的培訓，一看就會，一用就見效，自然能夠受到農民追捧、贏得市場，這應該是互聯網融入水產行業的最佳情境設想。因此，“互聯網+水產”的發展，不能把重點放在教育一線養殖戶，而是從一線養殖戶的實際和思維出發，因勢利導、潛移默化地進行適應性改變，這就是所謂的“引導”。那麼，這個適應性改變應該如何進行？

一是要加快易用、實用APP的開發，建議模擬不同的養殖場景，按照養殖全過程設置重要節點和參數，按照農民的養殖習慣優化應用流程。

二是要打通生產和經營的通道，通過移動互聯網實現“扁平化”，借助在線傳輸方式，讓消費者與養殖現場建立關聯，無論是水產品質量追溯，還是養殖現場視頻調閱，甚至是水產養殖眾籌，都可以大膽嘗試。

三是要充分利用政策資源，實施移動互聯網示範工程，通過創建“互聯網+”示範養殖場、養殖能手等行動，大力推廣信息化養殖理念和技術，加強用戶體驗，大規模提升水產養殖信息化水平。

四是要積極實踐互聯網思維，啟動水產信息化服務市場，借用打車軟件等先進的運營思維，合理配置盈利點，前端推廣多采用免費、補貼等手段，讓農民享受到實惠，再從水產養殖的其他環節找回企業收益。