管理信息系統視角下的智慧農業系統戰略規劃

摘要：目前中國智慧農業建設存在系統功能單一、資源不能共享等問題，究其原因在于缺乏全面有效的管理方法。從管理信息系統的角度，構建了智慧農業系統的功能結構、綜合結構以及網絡體系模型，對中國智慧農業的建設具有戰略性意義。

關鍵詞：管理信息系統；智慧農業；戰略規劃

中圖分類號：F322；TP315 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）10-2640-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.10.048

Abstract： At present， there are many problems in the construction of the wisdom agriculture in our country，such as the function set is so simple and the resources can’t be shared. The reason lies in the lack of a comprehensive management method and effective guidance. From the perspective of management information system， a function structure was constructed， as well as an integrated network system structure model of wisdom agriculture system. It is a strategic significance for the construction of the wisdom agriculture in China.

Key words： MIS； wisdom agriculture； strategic planning

隨著人們生活水平的不斷提高，純天然、無污染、安全營養的有機農產品開始受到人們的廣泛關注，這為傳統農業向智慧農業轉型與升級提供了重要的契機。智慧農業是農業發展的高級階段，集成應用計算機網絡和通信技術、傳感和測量技術、人工智能技術及自動控制技術等現代信息技術，通過部署在農業現場的各種傳感器節點和通信網絡實時收集并處理農業信息，實現農業生產的田間智慧種植、可視化管理、智能預警及智能化決策等。智慧農業利用現代技術全方位地監控、管理農場，通過網絡實時向消費者提供農場及農產品的狀態信息，拉近了消費者和有機產品的距離，使得消費者吃得更加放心。另外，順豐速運的“鮮蔬當日達”、北京奧科美科技公司的冷藏柜服務也從根本上解決了有機農產品的冷鏈運輸問題，運輸過程簡單便捷，節省了無謂的成本，使得有機農產品的價格也更實惠[1]。本研究從管理信息系統的角度構建了智慧農業系統的功能結構、綜合結構以及網絡體系模型，對中國智慧農業的建設具有戰略性意義。

1 中國智慧農業存在的問題

中國智慧農業目前仍處于示范、推廣階段，智慧農業的建設依然面臨著諸多挑戰。

1）農產品的質量溯源方面。目前，有大量冒有機之名的農產品混淆市場，雖有各式認證，但消費者仍不易辨認真假。目前有機產業面臨的最大問題不是質量問題，而是信任問題，加上不斷發生的食品安全事件，消費者要求智慧農場產品能夠回溯原料使用、種植加工過程與品質檢驗情況。

2）成本管理方面。目前，應用物聯網技術的智慧農業系統仍處于試驗、示范、推廣階段，智慧農業系統在成本規劃、成本計算、成本控制和業績評價方面還缺乏完整的系統規劃以及設備售后服務落后、維護成本偏高。

3）智慧農業“孤島”現象嚴重[2]。業務流程之間不能關聯互助、信息不能共享互換，不同軟件間，尤其是不同部門間的數據信息不能共享。“產供銷嚴重脫節”、“財務賬與實物賬不同步”，其實質就是生產流程、供應流程、銷售流程和財務流程都是孤立運行，未能形成一個有機的整體。另外，智能控制設備和控制系統與管理系統之間也存在脫離的現象，嚴重影響到控制系統作用的發揮?！肮聧u”效應勢必給農業企業的應用帶來信息重復輸入、信息大量冗余、產生大量的垃圾信息、信息交流的一致性無法保證等問題。

4）供應鏈管理方面。農產品由于受到行銷通路及保質期的限制，常常不易以合理價格售出，消費者也不易以合理價格購入。因此智慧農業更需要建立全面有效的信息資訊服務平臺，能連結上、下游供應鏈的電子商務平臺及客戶關系管理系統。然而，目前的智慧農業系統卻實際僅涉及到生產管理方面的內容，完整應包括采購、銷售、庫存、人力資源管理、財務管理、物流管理、電子商務等方面的全產業鏈規劃[3-5]。

智慧農業系統不是簡單地建造數個智能大棚、農業信息服務站就能實現的，而是需要進行整體規劃，從全局出發統籌考慮，從育種、生產、運輸、銷售等農業生產的各個環節提高信息化水平，逐步形成一個集約化、產業化、社會化、市場化的閉環現代農業模式。

2 管理信息系統在智慧農業中的應用

管理信息系統的創始人高登·戴維斯提出管理信息系統是一個利用計算機硬件和軟件，手工作業，分析、計劃、控制和決策模型以及數據庫的用戶——機器系統[6]。其能提供信息，支持企業或組織的運行、管理和決策功能。借助管理信息系統，可以解決農業企業信息化面臨的以下諸多問題。

2.1 數據層面的集成

管理信息系統能夠使來自2個或多個應用的數據實現共享或者合并，具體包括數據共享、數據轉化、數據遷移及數據復制等，這是智慧農業實現信息共享最基本的需求。數據集成可以采用數據庫中間件與XML-RDBMS中間件完成。

2.2 應用系統的集成

在企業內部網絡系統和網絡環境的建設過程中，以企業發展為目標的信息化需求日益迫切，企業的業務需要在統一的環境下，在不同部門之間完成處理，管理信息系統使得智慧農業不同應用系統之間相互調用信息得以實現。

2.3 業務流程的整合

通過管理信息系統中的業務流程優化重組解決方案，能將智慧農業所有應用、數據管理起來，使之貫穿眾多應用系統、數據、用戶和合作伙伴，這是任何一個信息系統都期望達到的最理想層次。

2.4 用戶界面的集成

管理信息系統能夠將各個應用程序的運行終端窗口一對一地映射到一個標準的界面（例如基于瀏覽器的圖形用戶界面），從而面向用戶形成一個統一的表示層。用戶界面集成對帶有API或沒有API的應用進行打包處理，使之可以被以組件為標準的最新應用（如Web應用）直接調用。

因此，管理信息系統的理論和方法應用到智慧農業的建設過程，必將會促進農業企業提高管理水平，適應管理信息化、辦公自動化的市場需要，使企業保持持續旺盛的生命力。

3 管理信息系統視角下的智慧農業系統戰略規劃

3.1 智慧農業系統總體目標

智慧農業綜合管理信息系統建設的目標是：以計算機網絡為基礎，以數據庫為核心，建立一個集傳感和測量技術、網絡和通信技術、智能技術及自動控制技術等于一體的快速、準確、全面、規范的農業管理信息系統。該系統將農業信息采集、動態監測、分析、管理、決策與空間信息管理融為一體，直觀、形象、動態地顯示各種農業資源的狀況及變化趨勢等[7]。

3.2 智慧農業系統功能結構規劃

智慧農業綜合管理信息系統按照農業管理需要設計，包含供應鏈管理、生產管理、財務管理、人力資源管理、辦公自動化OA、綜合服務等[8-10]。系統功能結構如圖1所示。

3.2.1 供應鏈管理 供應鏈管理幫助企業實現銷售、生產、采購、財務部門的高效協同，逐步消除管理瓶頸，建立競爭優勢。包括采購管理、銷售管理、庫存管理、客戶關系管理（CRM）。

1）采購管理。對采購業務的全部流程進行管理，提供請購、訂貨、到貨、入庫、開票、采購結算的完整采購流程。

2）銷售管理。提供了報價、訂貨、發貨、開票的完整銷售流程，支持普通銷售、委托代銷、分期收款、直運、零售、銷售調撥等多種類型的銷售業務，并可對銷售價格和信用度進行實時監控。

3）庫存管理。能夠滿足采購入庫、銷售出庫、產成品入庫、材料出庫等業務需要，提供倉庫貨位管理、批次管理、保質期管理、出庫跟蹤入庫管理、可用量管理、序列號管理、盤點管理等業務應用。

4）客戶關系管理（CRM）。通過整合多種網絡化、低成本營銷手段和溝通方式，幫助企業建立與客戶之間通暢的交流平臺，全方位管理客戶資源、提升客戶價值、制定科學銷售指標、監控項目進程、評估業務員績效，以增強內部協同，合理調配企業資源。具有保存資料、快速查詢資料、管理聯系記錄、統計分析、尋找銷售機會、行程管理、提升銷售成交率、降低客戶流失率、權限設置等多種功能。

3.2.2 生產管理 就是要將3S技術、自動化技術、通信和網絡等技術與地理學、植物生理學、生態學、土壤學等學科緊密地結合起來，建立一個包括對農作物、農業環境等宏觀與微觀監測系統，動態分析、診斷、預測、決策系統。

1）農業信息采集及動態監測。通過部署在農業現場的各種傳感器節點，實時采集土地現狀、農作物的生長及災情分布情況等多種信息，并定期對采集到的農業資源數據進行處理分析，為用戶宏觀決策提供依據[11]。

2）MRP運算。在銷售訂單、預測單、物料清單（BOM）、企業參數設置以及生產數據（包括工廠日歷、工作中心、標準工序、工藝路線等）的基礎上依據MRP平衡公式進行運算，確定企業的生產計劃和采購計劃。解決企業生產什么、生產數量、開工時間、完成時間；采購什么、采購數量、訂貨時間、到貨時間。

3）生產進度。車間為完成生產計劃，進行車間的生產日程安排，確定何時、何地進行何種作業，并指定生產數量和完成各階段生產日期，而后進行車間生產日程作業，控制和生產記錄，確保生產均衡、平準的進行。

4）產品溯源。綜合運用網絡技術、條碼識別等前沿技術，實現對農業生產、流通過程的信息管理和農產品質量的追溯管理、農產品生產檔案（產地環境、生產流程、質量檢測等）管理。

5）設備管理。提供設備的使用維護信息管理。設備的預防性維修同事后維修相結合，建立起一個包括設備計劃、使用、保養、維修等功能為一體的設備管理系統；編制周期設備計劃，并根據事先的計劃或故障產生作業單，形成維修記錄；提供豐富的設備報表，為管理提供依據，達到提高設備管理水平的目的。

3.2.3 財務管理 財務管理主要包含總賬、應收款應付款管理、固定資產等[12]。

1）總賬。用于進行憑證管理、賬簿處理、個人往來款管理、部門管理、項目核算和出納管理等。

2）應收款應付款管理。應收款管理系統，通過發票、其他應收單、收款單等單據的錄入，對企業的往來賬款進行綜合管理，及時、準確地提供客戶的往來賬款余額資料，提供各種分析報表，幫助合理進行資金的調配，提高資金的利用效率。應付款管理系統，通過發票、其他應付單、付款單等單據的錄入，對企業的往來賬款進行綜合管理，及時、準確地提供供應商的往來賬款余額資料，提供各種分析報表，幫助合理進行資金的調配，提高資金的利用效率。

3）固定資產。用于進行固定資產管理、折舊計提等，可同時為總賬系統提供折舊憑證。

3.2.4 人力資源管理 主要包括人力資源規劃、薪資管理、績效管理、招聘與培訓及勞動關系管理[13]。

1）人力資源。根據其內外部環境的變化情況進行人力資源供需預測并使之平衡。

2）績效管理。系統內置各崗位常用的績效考核表，支持定性及定量兩種績效考核方式，考核結果自動記錄在員工檔案。

3）薪資管理。計算實現崗位工資、級別工資、工齡工資、學歷津貼、考勤扣款、社?？劭?、績效獎、個人所得稅等各類常見的工資項目。

4）招聘培訓。用戶可以制訂招聘計劃，可以詳細記錄應聘者資料及其在應聘各階段的評價。各部門上報培訓需求，匯總培訓計劃，由培訓計劃生成培訓的實施方案，詳細記錄培訓實施情況。

5）勞動關系。實現勞動合同管理，勞動紀律管理，定額、定員管理，工作時間與休假管理，考勤管理，勞動爭議管理。

3.2.5 辦公自動化OA 主要包括公文流轉、日程安排、網上辦事、電子郵件。

1）公文流轉。實現農業部、省、市農業機構及單位內部的公文流轉和處理。

2）日程安排。包含通知、會議、公務用車等的安排。

3）網上辦事。用于實現農藥、獸藥、農機、飼料、無公害農產品的認證審批等行政許可事項的網上申請與受理，具有網上咨詢、投訴、結果公告等功能。

4）電子郵件。開展郵件、短信等服務。

3.2.6 服務系統 主要包括BI、農業信息服務網站、農業電子商務。

1）BI。即商務智能，在農業資源綜合數據庫的基礎上，將農業中現有的數據進行有效整合，快速準確地提供報表并給出決策依據的信息應用系統。可以實現土地、水、氣候、肥料等農業資源的評估與管理；農作物長勢預測與估產；病蟲害、環境災害等的預測與應急反應以及銷售分析、商品分析及人員分析等。

2）農業信息服務網站。農業綜合信息對外發布的窗口，可為互聯網用戶提供農業新聞、農業政策、產品推薦、科技推廣等方面的信息服務。

3）農業電子商務。實現農產品產-供-銷一體化。農產品通過電子商務交易平臺，打破了時間和地域的限制，擴大了產品的流通半徑，減少了供應鏈中的牛鞭效應，使生產者避免盲目生產，同時也更快地銷售，減少不必要的中間環節。農業電子商務將商家、農戶、消費者、認證中心、配送中心、物流中心、金融機構、監管機構、政府等通過網絡有機組織在一起[14]。

3.3 基于管理信息系統的智慧農業綜合結構

企業中的管理者具有不同的層次。按照管理任務的層次進行分層，任何一個企業的管理信息系統都可劃分為戰略管理層、管理控制層、運行控制層及業務處理層[15-18]。戰略管理層主要規定企業的目標、政策和總方針，企業的組織層次，決定企業的任務等；管理控制層完成資源的獲得與組織、人員的招聘與培訓、資金監控等；運行控制層是有效地利用現有設備和資源，在預算限制內活動；業務處理層則涉及企業的每一項生產經營和管理活動。

各個層次的管理者都有著自己特殊的信息需求，完成相應的功能以支持其管理決策活動。如制造企業的管理信息系統通常由銷售與市場子系統、生產子系統、物資供應子系統、財務和會計子系統、人力資源子系統、信息處理子系統及辦公自動化子系統構成。

企業中的每個管理者即使其管理層次和職能部門之間存在明顯的差別，但是所有的管理者都履行相同的職能，起著相同的作用，只是所強調的方面也許會有不同。在市場營銷、生產制造、財務、人力資源等每一個職能系統中都具有戰略管理層、管理控制層、運行控制層以及業務處理層的劃分；同時，在每一個管理層次中，也都有不同的職能劃分。所以，可以將其按照職能和管理層次進行綜合，構建了如圖2所示的智慧農業系統綜合結構。

3.4 智慧農業系統網絡體系結構

智慧農業系統的網絡體系結構可以劃分為感知層、網絡層和應用層3個層次，如圖3所示。

1）感知層主要由傳感器、RFID、視頻監控等數據采集設備組成，實現將采集獲取到的數據通過ZigBee節點、控制器節點等模塊傳送至智能網關，做到現場數據信息實時采集與動態監測。此外，上層系統下發的控制命令通過智能網關傳送到控制器設備，遠程控制設備的開關等。

2）網絡層通過LAN、WLAN、CDMA和3G等相互融合，實現農業現場數據和上層控制命令進行傳輸與交互。

3）應用層主要包括智慧農業生產管理、供應鏈管理、人力資源管理及電子商務等農業應用系統，實現對由感知層采集的海量數據進行分析和處理以及對生產現場進行智能化控制等。

4 小結

智能農業綜合管理信息系統是結合各級農業管理單位、農業組織、農戶、消費者和有關機構的需求而設計的集信息采集、處理、存儲、發布、開發應用為一體的綜合系統，可以為農業管理部門、普通農戶、消費者和有關機構提供農業資源管理與決策支持手段，為社會提供全方位的農業信息服務。智能農業系統的合理規劃及有效利用有利于從整體上提高農業工作的智慧化水平?；诠芾硇畔⑾到y視角對智慧農業進行系統規劃，對于中國今后智慧農業建設有著重要的戰略意義。

然而智慧農業綜合管理信息系統的實施也存在許多現實的問題，如數據共享方面仍涉及數據格式的轉換、數據冗余以及數據完整性保持等諸多難題；農業的種植、養殖業的物品都屬于生物資產，是自然狀態下培育的過程，智慧農業物料的特殊性，決定了智慧農業在開展管理信息系統的過程中在選型上也有其特殊性；農業具有明顯的地域性、季節性的特點，要將不同區域、不同季節的農業品聯系起來，需要在農業與電子商務平臺之間建立行之有效的供應鏈系統以及為農業供應鏈服務的農業物流系統，還要利用現有的配送企業，充分發揮分工的優勢，實現客戶所需要的資料、信息、品種、農業物資的及時配送。

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