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台灣農業設施產業智慧化發展之現況與趨勢

資料來源:台灣農業設施協會/徐瑞玲

根據行政院主計總處提出對「智慧農業」的定義為: 「以現行產業生產模式為基礎,因應消費市場需求進行產銷規劃,生產管理上輔以省工省力機械設備、輔具及感測元件的研發應用,並結合跨領域之資通訊技術(ICT)、物聯網(IoT)、大數據(Big Data)分析、區塊鏈(Block Chain) 等前瞻技術導入,減輕農場作業負擔降低勞動力需求,提供農民更有效率的農場經營管理模式,生產符合消費者需求,安全、安心及可追溯的農產品」。然而, 隨著農業科技的發展,各種相關應用也開始整合人工智慧(AI),將各種資訊導入促進供應鏈透明度(transparency),運用先進分析與預測性推論(predictive inference)協助農民進行更好的農業生產決策,提昇智慧農業「應用層」的決策品質以提升生產力與獲利。因此, 台灣農業設施產業智慧化的定義為: 「以現行農業設施生產模式為基礎,因應消費市場需求進行產銷規劃,生產管理上輔以省工省力機械設備、輔具及感測元件的研發應用,並結合跨領域之資通訊技術(ICT)、物聯網(IoT)、大數據(Big Data)分析、區塊鏈(Block Chain)、人工智慧(AI)等前瞻技術導入,減輕農業設施場域作業負擔並降低勞動力需求,提供農民更有效率的農業設施經營管理模式,生產符合消費者需求,並安全、安心及可追溯的農產品」。

台灣農業設施產業目前的現況, 由徐瑞玲與吳美儀(2014) 針對台灣農業設施產業(不含植物工場)整廠輸出之研究指出台灣農業設施產業屬於零散型產業,也就是PORTER(1998)對「零散型產業」的定義:是一種重要的結構環境,這樣的產業中,有許多公司競爭,卻沒有一家擁有夠分量的市場佔有率以及對產業成果顯具重大影響。而且在這類型產業中,通常中小型公司充斥、多半未上市。此產業環境之所以獨特,最重要的是因為欠缺市場領導者,來雕塑產業風貌。台灣農業設施產業(不含植物工場)具備缺乏規模經濟且進入障礙低、庫存成本高、多樣化的產品線與產品差異程度高等產業特徵。徐瑞玲、楊明憲、黃裕益(2013)也指出我國現有農業設施製造商集中於中南部地區,且多屬資本額與營業額偏低的中小企業並且以家族企業型態經營為主,員工人數多在20人以下,少數農業設施業者具有50-100名員工的規模;而且台灣的農業設施業者主要經營項目涵蓋各種農業設施設備與外部構造,但以從事農業設施加工與資材買賣居多;投入研發的人力與金額比例亦很低。然而台灣農業設施產業具有產品尚未模組化,軟硬體上下游尚未有效整合,國內市場胃納量不足以及欠缺參與國際溫室產業展覽,國際曝光度不足等情況。此外,徐瑞玲與黃裕益(2016)針對農業設施產業人才供需調查及分析指出,農業設施產業人力方面有對台灣農業科系人才吸引力不足、薪資與福利誘因不足、國際價格推升能力不夠以及勞力不足缺工等問題。

2015年(陳枻廷, 2017)全球智慧化農業設施市場規模由大到小為週邊服務類佔70%、硬體與網路平臺佔24%,軟體系統為6%;若將週邊服務類別加以細分,市場規模佔前三名依次為系統整合49%、管理服務16%、主機託管及連線服務皆為12%;硬體與網路平臺市場規模由大至小依序為感測裝置85%、GPS/GNSS定位系統為12%、網路元件則只有3%。

至於台灣農業設施作為台灣智慧農業的領航與拔尖產業, 目前台灣農業設施智慧化的現況是:

1. 多數業者協助農民客製化溫室並安裝環控設備, 增加智慧化硬體包括傳感器紀錄光度、溫度、濕度、風速、土壤pH 與EC值等, 透過收集這些環境參數, 通過無線方式傳輸至監控中心,包括桌上型電 腦、平板電腦和手機以數據圖表或曲線的方式顯示給設施農民,並根據種植作物的需求提供各種警報訊息。或者進一步利用物聯網監測系統自動控制風扇、灌溉、噴霧及遮陰網、風機、水簾等等, 藉由軟體系統控制與程式編輯, 管理物聯網數據與系統表單, 記錄田間作業、病蟲害發生時期、作物產量及品質, 建立作物栽培資料庫, 改善栽培技術與提昇產量與品質。

2. 少數業者發展出全方位服務 (Total Solution) 模式, 例如某業者近年來積極發展智慧農業全方位服務解決方案,由業者整合各項設備、系統及技術,與小農約定契作,提供小農智慧溫室系統客製化改善生產模式,再結合業者近200家的實體通路,協助小農產品銷售,一方面消費者能買到具有安心品質保證的農產品,另一方面業者發展出具備商業價值的一條龍服務模式。

3. 少數業者發展出以數據為其營業重心的智慧農業公司,其運作方式主要透過協助國外大農戶架設所需物聯網設備與環境, 國外大農上傳的用戶資料形成大數據,經過其公司的栽培技術保證與大數據運算預測,來協助國外大農戶做精準的作物栽培與產量提昇, 並與國外大農農戶簽約, 按產量與品質提昇後銷售的比例成數作為業者的報酬。

台灣農業設施智慧化的未來的趨勢是:

1. 正如陳加忠(2019)所言: 「由於使用設施生產,一方面隔離了自然環境的直接傷害,一方面設施已具有各種環控系統與管理作業機具,因此可進行最完整之智慧生產」。徐瑞玲與溫憲宏(2019)針對有機蔬菜溫室投入智慧化設備前後之差異比較, 也發現投入後生產效率增加15%, 投資報酬率增加36.58%; 預估未來在設施產業的智慧化投入應會逐年增加。

2. 台灣的栽培技術相當有名, 未來的趨勢不僅應發展適合亞熱帶的溫室, 更應將亞熱帶溫室的栽培技術與智慧化設施成果以數據呈現, 這樣的運作方式是將「用戶生成內容」(UGC, User generated contents)變成可以生財的工具,也就是將這樣的UGC 呈現栽培技術與台灣的亞熱帶溫室技術, 整合輸出, 如此一來, 可以解決國內農業設施市場胃納不足的問題, 聚焦亞熱帶溫室市場, 甚至是大農市場; 所以不僅僅是傳統的整廠輸出概念, 而是將此「用戶生成內容」UGC大數據與演算結果形成一個創新加值內容(Value of Created Content), 然後拿此UGC 與台灣的農業設施溫室成果與世界各大農戶洽談合作。

業者解說傳感器設備可紀錄光度、溫度、濕度、風速、土壤pH 與EC值等業者解說傳感器設備可紀錄光度、溫度、濕度、風速、土壤pH 與EC值等

►計畫團隊:台灣農業設施協會

計畫網址:http://www.twasa.org.tw

聯絡人:林意庭

E-mail:tasa20170225@gmail.com

電話:(05) 276-3443

傳真:05-2717647

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