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第三章 从农场到餐桌的数字化搬运工

其三,开设汉源花椒官方旗舰店、建立盒马鲜生直采基地等,提升农产品线上销售比例,推动农业品牌数字化。

其二,合作成立阿牛农业科技公司(汉源国资控股)(以下简称“阿牛公司”),开发出农事App,让农事“业务”在线、农业专家在线、农资供应在线,用数字化的方式,让农事更精准。

总体而言,汉源县和阿里云正在进行的农业探索,以数字化和智能化为驱动,深入了种植、管护、销售全过程,用互联网的方式,对农业传统供应链和服务体系进行逆向改造。目前,汉源县的数字农业已经初具成效:农业管理更精准,农民种地更便捷,产品销售更简便。

其一,在农田做物联网改造,让土地、农作物的实时状态联网在线,在虚拟世界建模,实现土地“资产”数据化。从2019年建成的600亩“试验田”起步(目前正处于快速建设期),到2022年,汉源花椒的“数字化”种植基地将达到26个、5万亩。

汉源县原主管农业的副县长谢纍说:“这几年,汉源把数字农业作为一项工作重点来抓。得益于阿里云的支持,汉源真正把数字农业落地并做实,形成了全产业链的整体效应,开始推动老百姓从中获取更多的收益。”

探索数字农业,汉源县和阿里云双方围绕着一个词——在线,主要有三个关键动作:

阿里云四川业务总监程盛说:“阿里云躬身入局,把汉源作为数字农业的样板和标杆工程来建设,所追求的,是给当地传统农业带来整体提升,起到真实效果。”

汉源县委书记郑朝彬说:“乡村振兴,是我们国家决胜全面小康的七大战略之一。汉源县携手阿里云,探索数字农业赋能乡村振兴,这不仅仅是贯彻中央决策部署的一个抓手,还有效地解决了‘怎样更好地种地’这样一个难题,让汉源花椒等特色农产品走出四川,走向全国,走向全球。”

手机变成了新农具

千余年沿袭稳固下来的种植模式,迈出了改变的一步。花椒地里,吹响了改革传统农业的号角。

花椒地里安装的物联网设备,不是看起来高大上的“花架子”,而是实打实对种植环节产生了作用的。

从2019年开始,汉源的农田里发生了一些变化:花椒地里,来了数据工程师,他们挽起裤脚,和当地农民一起,在田间地头安装起了微型气象站、土壤传感器、病虫情测报、智能灌溉等“物联网”设备。

这些设备可以对气候环境、土壤状况、作物长势、病虫害情况进行实时监测,使得土地、农作物联网在线,形成数据,可视化反馈到手机端App,辅助“椒农”标准种植、规范种植。

除了土地因素,汉源农业还面临着生产成本高、市场抗风险能力弱、品牌红利不聚焦等痛点。

举个例子,花椒地里埋设了传感器,土壤缺少水分、缺少肥力了,地块的主人会在手机上收到提示,该浇水、该施肥了,浇多少水、施多少肥,可以量化提醒。

汉源地处山区,地无三尺平,多为零散的“蛙跳田”“斗笠地”,无法进行大规模机械化生产。实际上,西部山区的农田,面貌几乎是一致的,农民肩挑背驮,面朝黄土耕作,现代农业的春风,尚未吹拂到这些高高低低的山地。

设备的另一端,还连接着农业专家。阿牛公司聘请了农业大学的教授,他们根据田间地头的实时监测和数据反馈,在App上发布当前农事提醒、在线答疑、进行视频讲座,为不会、不懂、没地方可学的农民提供在线农事指导。

于厨师而言,花椒是一味“添加少许”的调料,对农业大县汉源来说,花椒却是“主菜”。汉源县有33万人,90%以上从事农业生产,全县种植花椒20余万亩,年产花椒3000万斤。花椒种得好不好、卖得好不好,既关乎农民收入,也事关当地农业、农村发展。

“农业从传统走向现代,其实最重要的是用科技来规范老百姓的种植,用数字农业的思维推广种植技术。”谢纍对此深有感触,过去,花椒专家指导农户种植,只能翻山越岭,一家一家去走,成本太高了。即使政府组织专家讲座,也只能到一个乡镇、一个村去开课,受益人非常有限。现在,农民坐在家里,在手机上就能学习如何剪枝、如何防止病虫害,享受到及时、先进、专业的农业科技赋能。

“花椒地”来了数据工程师

“椒农”购买种苗、化肥、农药,也只需动动手指,线上下单,送货上门。翻山越岭去赶集,可能买到假种子、假化肥的事情,不会再发生了。

如扶霞所愿,十几年间,汉源花椒正在被外面的世界了解:不仅成为中国的国家地理标志产品和驰名商标,还在2019年进入了欧盟的地理标志保护名录。这意味着,获得最严苛的欧洲市场准入许可后,汉源花椒能够进入全球市场,方便各地华人购买。

如果购买农资一时缺少资金,可以在App在线申请惠农贷款。土地、花椒树等数据“资产”可以为农户的信用背书。“不需要去城里求人找行长,也不用难为情去开口借钱。三分钟填一张表单,一秒钟到款,零人工干预。比如说,有5亩花椒地,可以贷1万元,如果农户家里还有一个孩子是在读大学生,可以再多贷1万元。”在程盛看来,普惠是数字农业的应有之义,让农民享受到更多的时代红利,比如科技和金融的发展之光,也能够照耀到广袤的农村。

在2001年和2006年,扶霞两赴汉源。她去看记录了始于唐代向皇室纳贡的贡椒石碑,还带走一棵花椒树苗,打算移栽至英国,因入境检疫政策而未果,她懊恼不已。第二次去,当地乡镇官员特地宴请这位美食专家,她举杯祝酒:“愿外面的世界能了解并喜爱你们的花椒。”

“在汉源,手机成了新农具。科学种植、管护技术通过手机深入椒园,种出来的花椒一年比一年结得好。老百姓拿着手机在田间地头直播,网上卖货,实现了增收致富。”种植了437亩花椒、汉源县有名的“田秀才”贺洪康说。

“全四川省的花椒,最好的还要数西南山区的偏远小县汉源所产。”经过拜师学艺,扶霞了解到,雅安市汉源县所产花椒,色泽丹红、芳香浓郁、粒大油重,是为花椒之上品。

数据成为新农资

扶霞第一次体验花椒,感受到“嘴巴麻木,味道真是受不了”,后来,慢慢“对花椒上了瘾”。她四处打听,最好的花椒产自哪里,想要见见花椒树。“这么多年了,我一直梦想尝尝刚从树上摘下来的花椒,现在我终于来了,就在著名的花椒产地,我的双唇在歌唱啊。”

喜食麻辣之人,知晓汉源花椒好,至于为什么好,他们并不一定能说得上来。

花椒,最早的记载出现在《诗经》,“椒聊之实,蕃衍盈升”,其辛辣的味道十分独特

中国林科院和四川农业大学曾经做过研究,汉源花椒品质佳的重要原因是,它的挥发性芳香油的含量高,在8%以上,而其他地区的花椒挥发性芳香油含量在4%~6%。

阿里云的数据工程师和农业科学家一起,在汉源掘地三尺,把土地和气候等影响作物的因素转换、分析成为数据资料,去寻找花椒品质和生长环境之间的关联,去探寻风味背后的秘密。

书名《鱼翅与花椒》,作者扶霞·邓洛普是一个拥有四川灵魂的英国人。扶霞从剑桥大学文学系毕业后,1994年前往四川大学学习历史。她爱上了中国美食,尤其是川菜,还拿到了“成都蓝翔”——四川省高级烹饪学校的毕业证书。后来,扶霞长住中国,一边遍尝各地美食,几乎去过四川每一个县市,一边给《金融时报》《纽约客》写专栏,作品结集成册,被誉为舌尖上的“寻路中国”,中文版从2018年至今,已重印10次。

扶霞去汉源买花椒,当地人告诉她,海拔1700米的牛市坡生长着最好的汉源花椒。她问,为什么这里的最好?答曰,干燥和沙土。

几乎只有中国人吃花椒,它曾和皮蛋一起,被西方人票选为最恐怖的食物。可是,寻访“中国好花椒”流传最广的文章,竟然出现在一本外国人写的畅销书里。

笼统的答案,显然不能解开扶霞心中的疑惑。现在,数据会说话,它能告诉扶霞,怎样的日光、怎样的风和雨、怎样的土壤和海拔,生长出来的花椒格外香,出油量尤其高。

花椒,是原产于中国最早的“椒”,有2600年以上的种植历史。而香料界的全球宠儿胡椒,由张骞从西域引进,辣椒在明朝才传入中国。

“哪些因素导致花椒品质好?过去老农只是靠经验,现在通过挖掘数据和算法,转换成因子列表,就可以得到准确的答案。”在程盛看来,农业也需要从经验主义走向科学主义,“种什么”“怎么种”都应该有数可查、有据可依。

——吴志刚/赛迪智库信息化与软件产业研究所所长、中国软件评测中心副主任

汉源是花椒之乡,还有甜樱桃之乡、西部花果第一县的美誉。以前,“种什么”全靠农民自己判断,砍了花椒,种了樱桃,过两年,又换种柑橘。通过土地资产数据化,如今农业主管部门可以科学引导作物的种植,让数据去帮助农民做出选择。

不管是花椒、蔬菜,还是任何农产品,都可以用数字化的方法,把它拉入数字世界。从生产端开始,打透撮合交易的中间瓶颈,直接面向消费者和最终经销商,到最后形成一个产业链的洞察。

此外,通过大数据的分析,汉源县的农产品加工企业,根据市场销售和价格预测来进行智能化生产,实现订单式加工,最大限度规避市场风险。“有一家花椒的深加工企业,做到了提前一周知道市场行情,按照需求去生产,产品新鲜,保质期长,产品比以前更受欢迎。”

数字农业,就是农业资料数据化,生成数据答案;就是产品全生命周期管理和监测数字化,提升农产品的质量;就是农业管理可视化,利用手机端实现农事在线;就是产品溯源透明化,打造全链路的溯源系统,追溯农产品从播种、生长到餐厅的全过程。

郑朝彬说:“我们和阿里云一起,依托互联网、物联网、大数据技术,建成了智能化决策、精准化种植、标准化管理、智能化加工为一体的农业数据分析平台,把数据资料与农业生产结合,形成了‘新农资’,真正实现智慧种地。”

汉源县把花椒产销的整个农业环节全部“上云”,实现全流程数字化,传统种植模式在花椒地里已成为过去,手机变成了新农具,数据成为新农资,种田成为新时尚。

“阿牛”牛不牛,看农民包包头

一颗汉源花椒的数字化之旅

给合作成立的农业科技公司征名时,有人提议:因为阿里云牛,汉源特色农业产业也牛,就叫“阿牛”吧!

“背靠阿里云的智慧能力,我们将探索数字化、标准化的农业技术,传统的温室大棚正变成可持续生产的、绿色有机的稳定供应型超级蔬菜工厂。”

后来,当数字农业在汉源深入推进时,有一句方言顺口溜在当地民众中流传起来,“阿牛牛不牛,要看农民包包头。农民包包鼓起来,才能算是真的牛。”

此外,农业数字化不应该仅仅局限在田间地头,而应延展至终端。寿光市港投农业科技公司负责人张子阳表示,目前蔬菜工厂正在销售环节下功夫,近期将利用淘鲜达、盒马鲜生等多种线上线下渠道,打造端到端的数字化产销供应链,满足线上线下新零售的渠道销售需求,促进产销平衡。

对于农民来说,科技、创新、转型这些词汇离他们太远,收入增加、腰包鼓起来才是他们最朴素、真实、迫切的愿望。

数字化蔬菜工厂所探索的智慧农业,还有很长的路要走,还有诸多方面有待改进完善。比如目前蔬菜工厂对种植品种还有一定的局限,瓜果类蔬菜目前还不能进行批量化、标准化种植,需要等待硬件设备的技术侧升级。

程盛说:“我们在和汉源的政府官员打交道的过程中,感受到了他们最大的期望,也是花椒等农产品能够更好地销售,让老百姓多收三五斗。让农业增效,让农民增收,我们双方的追求是一致的。”

我们在调研中发现,这种需要雄厚资金投入且回报周期长的“试验田”,对普通农民来说是可望而不可即的。蔬菜工厂已经运行的一期生菜项目投资达到数百万元,这意味着企业化运作和规模化种植才是推行数字化农业工厂的可行之策。

前面提到过,汉源花椒存在“品牌红利不聚焦”的痛点。实际上,这是全国的特色农产品普遍存在的一个现象。拿“西湖龙井”来举例,有50克卖300元的,也有50克卖30元的,在西湖边逛一圈下来,不知买哪个好。

阿里巴巴作为中国互联网巨头,拥有最先进的人工智能、物联网和大数据技术,可以说,它更容易掌握智慧农业的“灵魂”。此外,阿里巴巴在蔬菜生鲜领域拥有诸如淘鲜达、盒马鲜生等线上和线下的销售渠道,这种综合资源优势是其他企业难以比拟的。

汉源花椒也是如此,是一个地域品牌,但是却没有广为人知的商品品牌。没有聚拢品牌红利,会带来恶性竞争的恶果,市场是向下的,无人受益。

港投控股集团是寿光当地的国有企业,具有可持续投入的能力和热情,这对农业产业面临的风险性和回报周期来说尤其重要。

谢纍曾经去网上“调研”,“一些卖汉源花椒的网店,跟汉源县一点关系都没有,它的花椒都是从当地市场收购而来的。最大的一家,一年交易额将近8000万元。假冒产品可以做到低价,对我们正宗的产品造成了冲击,这是汉源花椒最大的痛点。”

再看投资运营的两大主角,可谓强强联手,水到渠成。

汉源的对策,是品牌数字化。从种苗到土壤,到农事管护,再到产品销售,全流程的数字化管理,建立花椒的数字标准、电子标签、溯源体系,“扫一扫”便知假冒和正宗,能够溯源到准确的产地,从而提升汉源花椒的品牌价值,增强竞争力。

早在30年前,寿光就结束了“靠天收”的局面,开了北方大棚种植反季节蔬菜的先河,“寿光冬暖式大棚”一度在全国推广,当地可谓中国农业的“课代表”。在销售方面,寿光是亚洲最大的蔬菜交易中心。

此外,阿里云给汉源县引入了电商合作伙伴,帮助“汉源花椒官方旗舰店”去更好地运营。“怎么引流,怎么宣发,怎么服务,怎么发货,怎么仓储,怎么供应,怎么做文创开发?线上销售的全套商业思路,都要带给它。”程盛说。

地利方面,在国内可能很难找到比寿光更适合农业改革、推广智慧农业的地方了。寿光的农业基础雄厚,种植技术也走在全国前列。

经“撮合”,盒马鲜生在汉源建设了直采基地,汉源生产的花椒、樱桃、蒜薹被摆上了盒马的货架。相比帮助汉源在网上卖货,程盛更在意的是消费数据对供应链体系的改造。过去卖花椒,不知道该卖给谁。现在,数据会给出答案。比如盒马就曾经给汉源提出建议,蒜薹要区分采摘和包装,老蒜薹卖到北方去,用来烧肉,嫩蒜薹卖到云贵川,用来凉拌。

当双方在2019年携手共建国内首个数字化蔬菜工厂时,农业科技已经站在风口。新技术能够改变农业发展,已经得到市场普遍认可,各方资本对“智慧农业”青睐有加。据统计,早在2015年时,中国在农业领域的科技投资就已经高达46亿美元。

“我们希望农产品收购、分拣体系、物流系统等农业配套和服务,告别过去野蛮生长的小、散、乱模式,带来深层次的变化和整体的提升。”

这个“工厂种蔬菜”“农业商业化”的故事开篇,具备了“天时”“地利”要素。

在汉源,网上卖货成了“新农活”,昔日“背篼装不下,汽车拉不满,产品卖不出”的状况得到了改善。县委书记郑朝彬曾亲自直播带货,“我们和阿里云合作以后,汉源县的电子商务突飞猛进。花椒、樱桃、苹果等特色农产品,三分之一通过互联网销售”。

数字化农业工厂的可行之策

“汉源县通过科技引入,打造全链路数字农业,让农业增效、农民增收,点亮了乡村振兴新希望。”在郑朝彬看来,农业的数字化转型,是现代农业的必然选择,也是农业高质量发展的必然选择。

而对于消费者来说,蔬菜的安全性将得到提升。物联网技术在蔬菜工厂的运用,使得每一棵菜的种植和运输全程透明化,意味着消费者可以对每一棵菜追根溯源。这不失为一种有效的监管。

蒙牛智慧牧场:最新鲜的牛奶来源于“数字牛”

这种流水线般的工业化模式,使得“让农民成为有吸引力的职业,使农业成为有奔头的产业”不再是一句空洞的口号,它以一种“肉眼可见”的速度变成现实。

大多数做消费者业务的企业,其数字化变革往往发轫于营销端,因为营销端的变化对业务的影响最为直接。蒙牛的数字化转型则较为全面,不仅在消费者端、渠道端发力,也影响了企业的组织管理,甚至改造了供应链。其对牧场的数字化改造,便极富特色。

更重要的是,蔬菜工厂产量喜人。现有的4000多平方米的机床可以种植36000棵蔬菜,它克服了季节性,每年可种植12~16茬,加上对病害的控制提升了良品率,蔬菜年产量可达到20吨,是传统大棚产量的6倍。

长期以来,以农林牧渔为代表的第一产业,其集群化、规模化程度往往不高,信息化、自动化水平相对落后,带来的问题是生产效率不高、产品质量控制能力比较低,这样的短板必然制约后端的加工工序。蒙牛通过对信息系统的数字化改造,以及运用智慧化的工具,一方面提升了牧场的经营效率和管理水平,使得牧场有能力去提升原奶的质量,另一方面也有助于实现食品的可溯源,对消费者来说是更加强有力的保障。

另外,数字化蔬菜工厂舒适的环境,让农业从内到外告别了传统模式中农民的艰辛状态,这对农民有着极强的吸引力。

——吴晓波/财经作家

零星的劳作者穿行在丰饶的数字化“田野”中,数字化蔬菜工厂在节省人力的同时,蔬菜年产量是传统大棚的6倍

内蒙古呼和浩特市,由于中国很多乳业品牌都诞生在这里,因此有“乳都”之称。蒙牛智慧牧场大改造,正在这草原一隅悄然发生

除了在育苗和采收期需要增派人手,蔬菜生长期内,只需两个劳动力就可以管理一个大棚。用李晨的话来说:“只要有手机、有信号,随时可以种菜。”这意味着它打破了时空的限制,一个劳动力甚至可以同时管理多个大棚。

“数字化”优化奶源管理

数字化蔬菜工厂首先解决了劳动力匮乏的问题。物联网技术和自动化设备的结合,极大地降低了人力投入。

2020年11月晚上的“乳都”呼和浩特,气温低至-10℃,室外几乎滴水成冰。在郊区一个牧场的牛舍里,奶牛们有的卧地入眠,有的站着反刍咀嚼,偶尔响起一声牛鸣,反而更衬托出环境的宁静。

阿里云数字化蔬菜工厂的诞生,为这两个难题提供了解决方案,探索出了中国智慧农业发展的一条新路径。

如果回到两三年前,这里的景象并不相同。即便到了晚间,仍能看到工作人员进出的身影。他们有的负责晚班的巡栏工作,观察牛只是否存在发情或者发病的状态;有的要在奶厅记录奶牛的产奶量,从抄写耳标上的编号到抄写尾部的流量计指数,一套动作重复数百上千遍。

那么要实现自给自足、供需平衡,就必须在有限的耕地资源上提质增效。简单来说,只要突破了“谁来种地,如何种地”两大困境,一切就迎刃而解。

令人意外的是,如今替代工人进行夜间劳作的,仅仅是一个小小的智能脖环。当然,更准确地说,脖环只是一个终端设备,在它的背后,是一整套被称为“智慧牧场平台”的数字基础设施。

最后,“散户多、看天吃饭”的小农经济模式长期制约我们从农业大国走向农业强国。

打造这套基础设施的,是乳制品行业巨头蒙牛乳业。而打造它则是为了更好地推动乳业产业链上游——牧场的经营管理水平,并提高奶源的品控能力。

其次,更为糟糕的是,农业劳动资源日益匮乏。目前农村老龄化日趋严重,据统计,中国农村劳动力平均年龄已经接近55岁。与此同时,农民种粮积极性下降,随着中国城镇化进程持续推进,农村人口大量涌入城市,80后不想种地,90后不懂种地,00后不问种地,已经成为当下农村的常态。

奶源,曾是中国乳业的集体痛点。

首先,中国是人口大国,但耕地资源却严重不足。中国需要用只占世界7%的耕地,养活世界22%的人口。

2008年,三聚氰胺事件被曝光并迅速发酵,使国产奶陷入空前的信任危机,中国乳制品行业几乎全线崩溃。究其根本,就是当时在以“农户—奶站”为主体的收奶模式下,上游奶源的质量把控能力很弱,直接影响了终端产品质量。

造成供需矛盾的因素主要有以下几个方面:

此后,一方面,国家提倡和引导规模化养殖,提升原奶供方的质量控制能力,另一方面,乳企也大幅提升了检测标准、检测能力和生产过程中的质量管理。时至今日,我国乳制品的抽检合格率已经稳定在99.5%以上,在食品行业内位居前列。

而在中国,粮食供需的形势尤为严峻。根据中国社会科学院农村发展研究所发布的《中国农村发展报告2020》,到“十四五”期末(约2025年),我国可能出现1.3亿吨左右的粮食缺口。

奶源危机所敲响的警钟,使得“质量就是生命线”真正成了乳企永远紧绷的一根弦。如今的乳业巨头,早已不再满足于后端的检测和把关,而是通过资本合作或强化技术等方式,沿着供应链上溯,力求做好全产业链、全生命周期的质量管理。

但粮食问题也一直是世界难题,即便在大部分人口已经免于饥饿的今天,粮食也一直存在危机,首要问题便是供需矛盾突出。据联合国粮农组织预测,到2050年全球人口将达到100亿。也就是说,接下来30年,世界人口将增长约30%,粮食消耗将大幅增长。

以蒙牛乳业为例,这家乳业巨头目前自有和合作的牧场多达1000余个,所畜养的奶牛总数已经达到了惊人的130万头。放在10年前,要想追溯前端的产品质量,就得搞清楚这130万头牛的状况,这需要一个极大的组织系统,耗费极大的人力物力,譬如它们分布在哪里,每个牧场的牛日均产奶多少千克,有多大比例的牛怀孕了或者生病了……毕竟,即便把浩若繁星的奶牛群点数一遍,也需要很长时间。

“控制石油,就控制了所有国家;控制粮食,就控制了全人类。”如同美国前国务卿基辛格所言,粮食问题一直是全人类最关心的问题,上关政治权利的把控,下关普通百姓的肠胃。

但现在,蒙牛正在试图把上百万头奶牛的数据实时掌握起来,甚至预测某个单体牧场下个月的产量会上升还是下降,成本会增加还是减少。而且,这一“奢望”似乎是可以实现的。

谁来种地,如何种地

解决这个难题的关键,就是数字化。

在阿里云数字化蔬菜工厂,一切都可以标准化。它的物联网技术平台通过数据积累及算法挖掘,可以建立最适合作物生长的种植、环控、水肥等各种模型,从而实现标准化种植。

每一种蔬菜都有最适合生长的环境及水肥参数,传统的种植方式只能依赖农民自身的经验来把控,所以种植的成品往往良莠不齐。

在子昂牧场,每头牛都有自己的“云医生”和“云管家”

蔬菜病害的主要因素在于重茬,即蔬菜在同一土壤中种了多次,这会导致一些病菌残留在土地里,从而产生土传病害,对蔬菜危害很大。水培蔬菜因水具有流动性,杜绝了土传病害的传播。此外,蔬菜工厂装有臭氧发生器,对营养液进行消毒杀菌,还有一些辅助手段,比如在通风口安装防虫网,把虫子隔绝在农场之外。在这样一整套科学的控制体系下,蔬菜工厂几乎可以做到零病害。

传统种植最难解决的病害问题,在这里也得到了完美解决。蔬菜工厂生产采用NFT(营养液膜)无土栽培方式,这意味着蔬菜生产过程与土壤和外界隔离。

耳号,奶牛们的“身份证号”,如今,搭配智能脖环,牧场既能提高效率,又能降低成本

那么,温度、湿度是如何实现自动化的呢?棚内装有各种采集数据的传感器,以及供工作人员监测的摄像头。当温度过高或者过低时,系统会有提示,并自动打开或者关闭棚顶的遮阳帘来降温或升温。

蒙牛集团助理副总裁、信息技术负责人张决这样表达蒙牛用数字化“武装”上游牧场的初心:“我们希望帮助牧场优化经营,提高产量和质量。在这一点上,牧场和蒙牛是共赢的……在过去的几年中,牧场也在逐渐推广自动化,但在这个过程中,它其实还需要很多数字化、智慧化的工具。所以我们大概从2018年开始,和阿里云等一些合作伙伴一起,研究做数字奶源或者说智慧牧场这件事。”

在传统的种植方式中,肥料的浓度依靠农民的经验把握,浓度高了会烧苗,低了营养不够。但在阿里云数字化蔬菜工厂里,肥料浓度能够恰到好处,其他参数也可以达到适合蔬菜生长的最佳值。

所谓的“数字奶源”,主要是为了解决传统牧场管理中的“堵点”和“缺点”问题。中国当前的牧场管理,相比国外先进水平,还存在不小差距。一些中小牧场还处在从人工向半自动化、半信息化过渡的状态;管理较好的牧场,虽然已经建起了一些信息化的系统,可以在一定程度上辅助生产管理,但系统与系统之间、设备与设备之间,数据是相互独立的,难以在更高的维度上组织起来。譬如一个关心原奶产量和质量的牧场主,尽管他拥有一些信息化工具,但由于统计结果需要层层分析和上报,他仍然只能获得相对滞后的信息,而且在发现产量、质量下降后,还很难第一时间找到关键原因。

其中最重要的灌溉和施肥工作,通过水肥一体机实现,李晨只需在与设备连接的手机上设置营养液的EC(电导率)值、水的pH(酸碱度)值及灌溉的频次。

相比这些比较传统的做法,“数字奶源”将建设一个大数据平台,将所有的系统集成、打通,同时辅以一些智能化程度更高的工具,提高牧场业务的可视化、可量化水平。譬如,牧场可通过智能脖环等设备掌握牛只的身体状况,通过精准饲喂系统投放合理配比的饲料,通过原奶监测系统检测原奶的产量和质量变化,并通过智慧牧场管理平台把所有系统联结在一起。管理者很容易借助这些工具,发现数据的实时波动和匹配关系,精准发现产量下降到底是奶牛发病率升高引起的,还是饲料配比不当引起的,并借此做出正确的调整。

接下来的30天成长期,只需两名工作人员进行日常管理。

一个试点牧场的变化

幼苗长到四叶一心时,便被移栽至工厂。移栽具体流程为:移栽机根据设定好的参数指令,将育苗盘放置到AGV(自动导引)小车上,AGV小车再将育苗盘送至指定苗床,最后由推盘机将育苗盘推到种植床上。所有操作一气呵成,无须人力。

理论是丰满的,但要落到现实上,仍然有不少困难需要克服。对蒙牛来说,最大的困难在于,如何说服牧场主坚决投身于数字化变革。

在育苗室,被筛选出的优质种子整齐地铺在育苗格中,育苗员只需调整好育苗箱的参数即可。传统的育苗极其依赖外界的光照和温度,而这里采用了仿日光灯技术为种子补光,并通过控制湿度、温度等手段,将一个月的育苗时间缩短至两周,提高了育苗效率。

“你告诉他,投完这个之后,半年到一年之间,你会看到单产量的增加。但是第一他不一定信,第二他首先看到的是我要投多少钱,这是成本问题,第三他底下的员工对变化的东西天然会有抗拒心理。”张决说。

工厂的集中控制站,相当于培育蔬菜的“大脑”,在里面可以看到农场的品类分布、种植点位及各种设备的运行情况。控制站通过监测温度、湿度、光合作用辐射等实时情况,指挥对应的智能设备工作,从而提高了种植效率,也提升了生菜质量,降低了人力成本。

重重阻力之下,2018年,蒙牛所合作的800多个牧场中,愿意导入智慧化系统、进行数字化变革的牧场只有区区6个。2019年,蒙牛决定加大推动标杆牧场的智慧化体系落地,以实际效果来激发全行业的转型动力。

2020年4月,项目一期正式投入使用。在进行市场调研及充分考虑技术上线情况后,生菜因市场需求大、重量尺寸适合大规模种植,成为首批种植品类。

子昂牧场坐落于呼和浩特市和林格尔县的郭家滩缸房夭,牧场占地518亩,设计存栏奶牛6000头,目前存栏4000头,日产鲜奶62吨,是内蒙古唯一一座集奶牛研究技术培训、牧场体验、科普展览等一体的综合性示范牧场。2019年,蒙牛将子昂牧场作为智慧牧场试点单位,输出智慧化的工具、系统和成熟的管理人员,进行了一场数字化的大改造。

项目中的300米无立柱温室,是国内第一个利用冬暖式日光温室打造的数字化蔬菜工厂示范项目。按照规划,主要种植叶类蔬菜,品种可达到20余种,年产量20余吨。

在牧场工作了6年的张凯强,在2019年来到子昂牧场,担任繁育部部长。在任上,他亲眼看到、亲身体验了智能脖环等智慧化工具,以及智慧牧场管理软件等数字化平台,对“智慧牧场”相比传统牧场带来的革命性变化,可谓如数家珍。

这个数字化蔬菜工厂位于山东省寿光市田柳镇,于2019年投入建设,包括数字化蔬菜工厂和数字化农业应用平台两个项目。

首先是智慧化工具的应用。在子昂牧场,人们给所有的奶牛都套上了“智能脖环”,它能够对奶牛进行定位,同时监测其活动量、呼吸、反刍等状况,并将数据实时传回到大数据平台上。就是这个小小的脖环,带来了巨大的改变。

酷炫“流水线”

而实现这一切的,正是数字化蔬菜工厂背后的物联网技术,以及一系列自动化设备的使用。

吴晓波(左)在子昂牧场听张凯强(右)介绍牧场情况:牛更健康了,人也更轻松了。这便是产业智能化的大手对每个生命的照拂

有时,他会一个人安静地坐在大棚里,看蔬菜无声地茁壮成长,看阳光雨露洒落,这是中国大多数农民无法享受的“现世安稳,岁月静好”。

“光是找牛这件事,减轻的工作量就不少。”张凯强说。

而现在,每天早晨8点半,李晨准时进棚,观察蔬菜生长情况,然后回到办公室写工作日志,记录各种参数,也记下自己的思考。

对繁育部门来说,“找牛”是最基础的工作环节之一,无论是健康检查、挤奶、发情监测还是配种,都难免涉及这个环节。但是,奶牛都是黑白花的外形,相似度很高,要精确找到某个编号的牛,工作人员就需要一头头地查耳标,效率很低。“一个牛舍从这头走到那头有两三百米,这个牧场光泌乳牛舍就有三栋,还有其他牛舍……有时候你走第一圈不一定能找见,得来回走几圈,花10分钟到15分钟找牛是很正常的。”

育苗室内,“机械手”正在将被筛选出的优质菜苗整齐地铺进育苗格中

有了智能脖环,这个基础工作一下子变得非常简单,只要在手机端搜索牛的编号,很快就能对牛只进行精准定位,短短一两分钟就能完成找牛的工作。

定位找牛还只是最基础的功能。由于智能脖环自动记录牛的活动量,这就使工作人员能够很方便地监测到它的异常状态。通常来说,发情的牛只活动量会超过正常范围,而生病的牛只活动量则小于正常范围,因此,通过阈值设置,脖环可以在牛只活动量异常时,向工作人员推送提醒,提示工作人员进行现场复查。

蔬菜工厂采用水培蔬菜的方式,既保证了蔬菜生产的安全性,又保证了其稳定性

找到10083。原先为了找到10083号牛,张凯强需要绕着牛舍走上几圈。如今,有了智能脖环,只要在手机端查询牛只编号,就能轻松定位10083的位置

根据传感器数据自动调节的棚顶,控制着蔬菜所需的光照。棚内的蔬菜,正在好好地长大

在传统的条件下,奶牛的发情揭发、疾病揭发工作可不是这么简单。白天,工作人员必须每隔一到两个小时在牛舍里巡栏一次,观察牛只是否有精神萎靡的现象,或者出现爬跨动作(爬跨是牛只发情的标志),一天下来,一名工作人员要走25000步以上。而到了夜间,巡栏效率更低,人们还需要用专用蜡笔在奶牛的臀部做标记,第二天早晨来观察标记是否变淡。这样的工作方式,耗费人力物力不说,工作效率也一般。而有了智能脖环,工作人员就能少走路,把巡栏的时间节省下来用于各类指标分析,发情揭发率也从原来的75%提升到了95%。

除了智慧化的工具,各类数字化系统的应用也为牧场的工作带来了许多便利。

寿光阿里数字化蔬菜工厂棚区内景,一改人们对蔬菜大棚的普遍印象,这里干净、整洁,空气中弥散着蔬菜的自然清香

以饲喂环节为例,几年以前,信息部门要根据营养师给出的配方,手动制作并打印Excel表格,让一线员工按照加料顺序和加料量进行饲料投放,同时做好饲料投放记录。这个过程很考验牧场的管理能力,在一些管理不佳的牧场,如果一线员工责任心不足,很可能出现少加、错加的情形,管理人员也很难进行事中管理、事后追溯。而如今,子昂牧场应用了精准饲喂管理系统,在饲料车上安装了显示屏,实时地提示并自动记录加料顺序和加料量,减轻一线员工工作量的同时,也方便管理人员精准管控。

奶厅的挤奶工作,也曾经是牧场的一大痛点。就拿奶量监控这个步骤来说,曾经所有的奶量监控都要依靠人工抄写,数据员要先看牛的耳标来记录编号,然后转到牛的尾部看流量计并记录奶量,所有奶牛监测一遍,就意味着重复这套动作上千遍,一个人需要连续工作七八个小时。到了冬天夜里,气温极低,数据员手上长冻疮、水笔不出水的窘况,可以说是常态。工作人员辛苦不说,奶牛还会对人的频繁干扰产生应激反应,影响产奶量。而由于工作量大,所以牧场传统上往往只能每旬测奶一次,数据的准确性、及时性都难以保证。

李晨在寿光农村长大,自小家里人就种植大棚蔬菜,他见过种大棚蔬菜的各种辛劳:冬天下雪得半夜去扫雪,遇雪灾时需要用人力撑住菜棚以免垮塌;夏天,一场水灾可以在顷刻间毁掉一家人半年的心血;为了抢摘大小尺寸最合适的黄瓜,农民们必须在凌晨一两点起床,并在3个小时内完成全部采摘,因为过了清晨5点,黄瓜的个头就会过大,卖不出“精品”的高价……总之,过程艰辛,且结果不可控。

更让农民们惊讶的是,李晨的农具里不仅没有锄头、镰刀等,甚至连大多数农活也无须自己动手。他只要在手机上划拉划拉,就能够指挥机器完成移栽、采收等工作。他从来不用看老天脸色,只需用手机控制温度、湿度参数,也不用操心风灾、雪灾、虫害。他甚至并不羡慕那些比他收入高的同学:“因为他们付出的远远超过我,以我所付出的劳动力来看,薪水的性价比还是很高的。”

挤奶厅,牧场中最繁忙、最核心的地方。过去,工作人员手工挤奶,人工抄写所有的奶量监控;如今,牧场上云,物联网设备成为蒙牛的“神经末梢”,助力从“草原牛”到“数字牛”的转变

仅仅是外观,就让前来参观的农民羡慕不已:棚区呈现如同电影里高科技实验室般的画面,安静整洁、明亮干净,这里没有泥土,温度、湿度、光照、空气均保持着让人舒适的参数。而在传统的大棚中,人们需要忍受闷热、泥泞、潮湿等各种不适。

而数字化的奶量监控系统上线之后,这些问题就迎刃而解了。子昂牧场副厂长韩跃介绍说:“自从有了这个数字化管理系统,我们所有的奶牛上去挤奶以后,对每头牛、每天、每个班次的奶量都可以进行自动监测,同时数据自动上传。这样不仅提高了工作效率,而且这个数据是非常及时的,对我们整个牧场生产有一个很好的指导。”

但李晨与他们不一样。他种菜的“大棚”并不属于个人,而是由港投控股集团与阿里云共同建设的。它有一个工业调性、科技感很强的名字——寿光阿里数字化蔬菜工厂。

此外,按照传统的管理流程,牧场向下游乳企交奶时,需要手工填写一份生鲜乳交接单(业内称为MPO表),乳企对原奶进行检测后,将标有检测结果的返单交给司机,由司机在第二天带回牧场。这种流程下,一方面是手工填写容易出错,这就涉及考核和处罚,另一方面,乳品质量的反馈也是滞后的。而智慧牧场管理平台中的“牧场—工厂生鲜乳交接业务”上线之后,所有信息都在手机端填报,乳企的质量检测结果也实时反馈到管理平台上,而且可以形成可视化的趋势变动曲线。这样的工作方式不但效率高、不易出错,牧场也方便跟踪乳品质量变化的趋势,并借此来及时调整生产工作。

对于这里的农民来说,种菜的收入相当可观。据统计,2018年寿光农民人均可支配收入为20627元,而全国农民人均可支配收入只有14617元。近几年来,更是陆续有在外工作的80后、90后返乡种菜,他们大多以家庭为单位种植大棚蔬菜,自负盈亏。

类似这样的变化案例还有很多。总而言之,由于智慧化工具的应用,信息系统的全面数字化转型,子昂牧场的整体工作方式越来越从依赖经验、依赖人工向依靠系统、依靠数据转变。一个直观的结果是,自蒙牛2019年5月接手改造牧场以来,子昂牧场的泌乳牛单产量从28.6公斤增加到超过33公斤,提升幅度超过10%。子昂牧场的工作人员高兴地说:“以前管牧场靠经验,现在管牧场看数据,通过对各类数据的采集、分析、预测,牧场管理变得更轻松、更智能了。”

有人曾在卫星地图上监测寿光蔬菜大棚的数量,一共有231764个,密密麻麻排列在寿光60公里长、48公里宽的土地上。2019年,寿光市蔬菜瓜果总产量超过500万吨。

“四大在线”驱动数字蒙牛

在寿光,年轻人种菜并非稀奇事,因为这里是全国闻名的蔬菜之乡,蔬菜是当地的支柱产业,从业者众多。

蒙牛集团CEO(首席执行官)卢敏放曾经表示,在蒙牛的战略里,最重要的就是建立数字化的能力。对蒙牛整体而言,数字奶源是数字化战略中的一环,但数字化真正的内涵,还远不止于此。

不过,当亲朋好友询问他的具体工作,得到“用机器人种菜”的答复时,人们多少有些诧异。大家都知道,这个土生土长的寿光小伙儿曾经在青岛上大学,学的是土木工程,毕业后入职当地的国有企业港投控股集团,吃的是“国企饭”,没想到他竟然在种菜,更难以想象的是,有“机器人”帮他种菜。

2019年,蒙牛开始与阿里云合作,建设自己的数据中台,同时还在内部创建了大数据部门,准备好了数字化转型的系统底座和组织基础。“我们要把蒙牛的大数据、经销商的大数据、客户的大数据、门店的大数据等等,全部纳进来。未来,直接让数据来做决策。”张决如是说。

朝八晚五,一周休一天,手机几乎不离手——27岁的李晨,看起来每天上着跟其他年轻人差不多的“班”。

到2020年,面临新冠肺炎疫情的严峻考验,蒙牛又正式提出构建“四大在线”,即消费者行为在线、渠道行为在线、供应链在线、组织管理在线。围绕着“四大在线”,还“要打造以ERP为强壮平台的后台系统,要打造非常标准化的双中台+AI中台的标准化中台系统,同时我们要有各式各样的既敏捷又灵活的前台,这是蒙牛未来的系统架构”。

特殊的农民

如果说数字奶源属于供应链在线的范畴,是供给的保障,那么,在连接需求的这一侧,尤其是在新零售兴起的背景下,消费者行为在线和渠道行为在线,就变得尤为重要。

山东寿光,中国冬暖式蔬菜大棚的发源地,目力所及皆是密密匝匝的蔬菜大棚,而这里也正被数字化浪潮改造着

举例而言,在渠道这一侧,蒙牛传统上需要依靠经验公式,对不同区域的销量进行预测,再根据预测来铺货。由于牛奶的保质期有限,一旦铺货量和销量没有匹配好,就有可能带来问题:要么是缺货严重,导致市场份额被竞争对手挤占;要么是供给过量,导致产品临保后做深度折扣,或者是直接销毁,带来较大的损失。由于牛奶销量的影响因子多且复杂(譬如区域、天气、节日、特定事件等),纵然有20年经验沉淀,蒙牛原来对牛奶销量的预测也只能具体到月。而在大数据技术的辅助下,蒙牛就能够全盘考虑所有因素与变量,快速且较为准确地匹配产销。

而在消费者这一端,蒙牛通过各类终端触点深度接触消费者,并运用数据中台,对消费群体行为进行识别和分析,提供更有针对性、更符合消费群体需求的产品。同时,蒙牛还将打通线上、线下销售壁垒,实现全渠道的销售和配送。正是全渠道的订单、库存的逐渐拉通,增强了蒙牛的履约能力,使得疫情期间,在生产、物流、终端销售等很多环节都被物理隔离的情况下,蒙牛能够快速合理地调度全产业链,保障产品的全周期链路畅达,实现疫情后的快速复苏。

——李津/阿里巴巴集团副总裁、阿里云智能全球技术服务部总经理

数字化、智能化为蒙牛的效率提升和成本改善提供了有效的途径。在实现数字化运营半年后,张决给出了一组数字:“牛奶排产的年预测准确率达到97.8%,月度准确率提升了5%,效率提升了30%;人工规划的效率提升度是70%,原来需要几个小时的计算,现在几分钟就算出来了,原奶的调拨成本也下降了9%。”

在技术创新方面,阿里云将支持农业科学家激活农业大数据,帮助农业生产者精准规划管理,提高农户的生产效益和资源利用率;在业务创新方面,阿里云将推动13个涉农业务,对接农业科学家的全产业链创新系统,用数字化打通“研—产—供—销—服”全链路。

这一系列的成就,正是数字化带来的价值。

农业领域的数字化,前几年如同一片荒原,艰难与空旷。最近,我们才看到它冒出了点点新绿。利用农业高新技术和数字化技术“让农业增效、农民增收”,正在成为社会共识。

“一盒蒙牛牛奶背后,有170兆字节的数据。”在2020年1月的冬季达沃斯论坛上,卢敏放如是说。当数字成为推动行业进步的强大动力,无论是对渴望新鲜牛奶的消费者,还是对渴望精益运营的乳企来说,这都是一种无与伦比的好变化。

流水线上的农民:我在工厂种蔬菜