農產品智慧物流發展研究

韓佳偉 ，李佳鋮 ，任青山 ,3，趙春江，楊信廷

（1.國家農業信息化工程技術研究中心，北京 100097；2.農產品質量安全追溯技術及應用國家工程實驗室，北京 100097；3.湖南農業大學信息與智能科學技術學院，長沙 410128）

一、前言

“智慧物流”既是學術研究觀點，也是行業發展概念，指通過智能硬件、物聯網、大數據等智能技術和手段，提高物流系統分析、決策、智能執行的能力，增強整體的智慧化、網絡化與自動化水平 [1]。農產品智慧物流指在農產品采后物流的運輸、倉儲、包裝、裝卸搬運、流通加工、配送等各個環節中，實現系統感知、全面分析、及時處理、自我調整的先進功能。

農產品智慧物流的建設與發展取決于物流基礎設施的條件，物流基礎設施是驅動和實現農產品智慧物流的主要載體。在我國，農產品智慧物流起步較晚，必要的物流基礎設施尚不夠成熟，在政策制定、標準化體系建設與監管、專業人才培養等方面仍顯滯后；高精度、低成本感知傳感器較為缺乏，北斗衛星導航系統普及應用率不高，環境與品質耦合預測模型尚屬空白，是鮮明的技術性制約因素。因此，合理評價當前我國農產品智慧物流發展局面，精準凝練發展面臨的問題，是落實我國農產品智慧物流高質量發展的前提；對于針對性解決問題、制定適合國情的農產品智慧物流發展目標和重點任務，具有積極意義。

二、農產品智慧物流需求分析

從國家層面看，2010—2020年全國社會物流總額呈穩定增長態勢，物流總費用在國內生產總值（GDP）中的占比從17.8%下降至14.7%，物流效率總體保持提升。在我國物流行業保持穩定增長的背景下，農產品智慧物流的發展可有效降低物流成本的GDP占比，促進國民經濟運行效率的改善。根據國家統計局數據 [2]，2017年我國生鮮市場（含肉類、水產品、禽蛋、牛奶、蔬菜、水果）規模超過1.3×109t，冷鏈交易額達到4700億元。龐大的市場規模、偏低的冷鏈流通率、過高的產后損失，顯著增強了對農產品智慧物流技術的需求。農產品智慧物流在滿足強大內部需求的同時，有助于提升我國農產品的國際市場競爭力，促進產業升級、支持消費升級、保障食品安全。此外，通過智能規劃和資源共享，農產品智慧物流將減少物流能耗排放，為綠色環保、可持續發展創造有利條件 [3]。

從企業層面看，農產品智慧物流的發展，有助于減少生鮮產品流通損失，可依托信息化技術提升企業管理效能。依托互聯網平臺快速發展的共享經濟模式，給物流“降成本”帶來了新思路，貨損率、管理效率、成本投入等諸多方面得以優化與改善，降低物流各環節成本，助力企業利潤提升。通過農產品智慧物流的數據采集與分析處理能力，服務企業的風險預測與適時調整，降低不必要的經濟損失，提升企業服務水平。

從生產者層面看，農產品智慧物流的發展將打通農產品進城的全鏈條，成為農產品高效流通的“助推器”，穩定和提高農業生產者的收入；擴充農產品產地銷售通道，降低農產品產地滯銷風險，明顯改善農產品的產地損耗率，從而提高農業經營的獲利水平。

三、我國農產品智慧物流發展現狀

（一）法律與政策

2009年，《物流業調整和振興規劃》提出了智慧物流體系建設與發展。2010年，《農產品冷鏈物流發展規劃》指出，提升我國冷鏈運輸能力與冷鏈率，建立跨區域長途調運體系，促進冷鏈物流一體化發展。2014年，《物流業發展中長期規劃》部署了2020年前我國物流發展的目標和任務，智慧物流列入12項重大工程。近年來，我國智慧物流發展水平逐步提升，信息化水平接近世界前列，但物流與信息化的結合薄弱，智慧物流發展水平落后于發達國家；果蔬產品預冷率、人均冷庫容量、冷藏車冷凍資源占有率、冷鏈運輸率、損耗率等指標也與世界先進水平存在不小的差距。2016年，我國果蔬、肉類、水產品的冷鏈流通率分別為22%、34%、41%，僅因果蔬采后品質劣變與腐爛而導致的直接經濟損失超過千億元 [4,5]。我國智慧物流無論“質”還是“量”，都有巨大的提升空間，在“大眾創業、萬眾創新”“一帶一路”倡議等利好政策的推動下，冷鏈物流將成為我國經濟增長的新支撐。

法律與政策支持是智慧物流快速健康發展的關鍵和基礎。然而，農產品各環節操控規范、溫控標準、基礎設備等仍缺乏統一標準，致使各環節資源難以有效整合與銜接；供應鏈上下游信息不對稱，產生信息“孤島”“斷鏈”現象，直接阻礙了農產品品質安全維持、供應鏈經濟價值與一體化化管理、具有高抗風險能力的柔性供應鏈構建 [6]。

（二）基礎設施設備水平

根據《中國農產品冷鏈物流發展報告》（2018 年），我國冷藏庫容量約為4.775×107t（折合1.2×108m3），相比2008年增長近5倍；冷藏車保有量約為1.34×105輛，同比增長16.5%；果蔬冷鏈流通率、運輸率相比2008年分別增長近4倍和3 倍；但人均庫容量、人均冷藏車量僅為發達國家的1/10，差距顯著。另據中國物流與采購聯合會冷鏈物流專業委員會統計數據顯示，我國2019年生鮮市場交易規模為3780億元，2020年為4850億元，分別同比增長24.55%和28.31%；但年人均水果消費量僅約60 kg，不足發達國家的一半。我國經濟平穩發展，對外開放新格局加速形成，消費個性化與高品質需求持續增長，都將促進我國冷鏈物流行業需求市場的持續擴張，冷鏈市場發展前景廣闊。

冷鏈信息化指運用信息與通信技術來實現環境溫度濕度、設備操控狀態、上下游需求等信息的實時監測與管理，支持構建全程透明的冷鏈體系，促進冷鏈降本增效、提升運營效率。冷鏈數字化是將信息轉化為服務的必要手段，一方面助推冷鏈智能化、智慧化、無人化發展，另一方面支持發展冷鏈智能裝備，提高智能服務水平，推進冷鏈智能制造轉型升級。《數字交通發展規劃綱要》（2019年）指出，加快貨運物流全程數字化升級，加強物理和虛擬空間的交通運輸活動融合與交互，全面提升數字交通產業整體競爭能力。因此，依托數字化技術實現冷鏈物理空間向虛擬數字空間的映射，對于促進環境與品質數據的交互融合與深度感知，強化物理系統與信息模型的耦合度，打通冷鏈上下游信息通路，實現冷鏈全供應鏈的整理規劃與協調等，具有理論價值與現實意義 [7,8]。

（三）信息化與智慧化發展

冷藏運輸是保障貨物及時配送以確保消費者滿意度、關聯整個冷鏈物流經濟成本投入量的關鍵因素，也是實現農產品冷鏈物流中食品質量與安全實時信息可監控化、可追溯化、可視化的必要環節 [9]。近年來，相關研究主要有配送路徑動態優化、配送過程產品信息實時反饋，運營策略調整與優化、運輸智能管理系統等。大數據與云計算技術在冷鏈物流的各環節應用也獲得認可，挖掘、處理、分析海量數據，優化冷鏈物流企業管理流程；為農產品冷鏈物流的物聯網建設提供信息平臺，為提高農產品運輸效率、穩定車廂微環境、延長農產品保鮮期、降低農產品運輸過程損耗提供保障。基于群體智能算法解決最優配送路徑的多目標尋優問題，是后續研究方向 [10]。

農產品在銷售階段仍需進行溫度監控，才能保持品質以提高市場競爭力。這個階段的信息化建設，不僅保持農產品消費前質量與安全溯源的完整性，也有益于射頻識別（RFID）標簽、包裝材料等可循環利用物品的回收，還能提高農產品食用安全性以及消費者滿意度。2015年，我國第一家大宗農產品電子商務交易平臺（農產品集購網）發布，提升了農產品銷售的標準化、集約化、規模化、品牌化、網絡化水平；采用線上到線下（O2O）模式，實現農戶或冷鏈物流企業與消費者之間的直接交易，打破了農產品銷售環節受空間、地域、時間的限制，有效降低農產品交易成本，為消費者帶來實在利益。目前，我國農產品電子商務交易模式的法律法規體系尚不夠健全完善，交易價格控制、農產品質量與安全追溯、消費者權益等方面的保障力度有所不足。

近年來，我國物流總額持續上升，人工智能（AI）、物聯網、遙感等新技術在物流行業得到較多應用，“互聯網+”在運輸、分銷等物流環節發展較為成熟，相關行業對農產品智慧物流寄予厚望。在智慧倉儲方面，無人倉等高技術物流設備，物流天眼、語音助手等手段在農產品智慧物流中得到逐步應用 [7,8]；一些網絡經營商也將農產品智慧物流作為未來發展的重點方向。農產品智慧物流將是我國農業經濟、服務行業發展的關鍵領域，正處于起步階段，未來發展空間廣闊。

四、我國農產品智慧物流發展的問題剖析

（一）信息化滯后與覆蓋率低

2020年我國人均GDP為10 504美元，已連續兩年突破10 000美元大關，消費者從“量的滿足”進入了“質的滿足”為主要需求特征的營養健康食品制造新階段。為滿足生鮮食品消費升級必須推動我國冷鏈物流轉型升級（從粗放型向集約型、精細型、專業型的轉變），然而由于冷鏈基礎設施薄弱與信息化發展滯后，透明化監管效力和技術不足，冷藏運輸率與冷庫利用率偏低，導致我國生鮮果品流通損耗率達到30% [11,12]。因此，健全冷鏈物流體系，加強信息化與標準化建設，精準彌補各環節短板與突破瓶頸，將是滿足消費者對高質量生鮮果品市場需求的關鍵舉措。

首先，我國冷鏈物流中小型企業比例較高，企業間的信息化發展水平參差不齊，缺乏規范、統一的管理。信息化建設前期的高成本投入也是影響中小型企業信息化發展的主要阻礙因素。因此，國家針對中小型企業信息化建設可適當給予專項財政支持或實施相關優惠政策，推動中小企業信息化建設與發展，改善中小型企業信息化水平發展不均衡的現狀。

其次，在農產品整個冷鏈物流流通過程中，全鏈條的信息化覆蓋不完整、不完善。冷鏈企業更為注重對冷藏存儲、冷藏運輸及配送等經濟效益較高的環節進行信息化監控，以期達到提高物流效率、降低流通成本的目的；相對忽視農產品生產、銷售及后續消費環節的信息化監控管理，導致農產品冷鏈流通過程出現信息化管理斷鏈、農產品質量和安全監控斷鏈等情況。因此，確保農產品在冷鏈全鏈條中安全流通，實現“產供銷”一體化經營管理以及冷鏈各環節自動化、智能化操控，關鍵在于保持農產品冷鏈全鏈條的信息化覆蓋。

最后，我國現有冷鏈物流信息平臺建設多以公路冷藏運輸為主，在鐵路、水運、航運等方面還未形成有效覆蓋。這是形成冷鏈物流“信息孤島”的主要影響因素之一，阻礙了不同物流信息化平臺之間的信息共享與交互，制約了冷鏈物流多模式運輸及冷鏈物流效率提升[13]。在冷鏈物流信息建設初期需要巨大的資本和技術投入，才能解決冷庫、冷藏車等落后的冷藏設備，溫度監控、管理系統等軟件問題。

（二）標準不健全與質量安全問題突出

冷鏈物流行業標準的制定與實施，是確保全鏈條規范化、規模化、統一化乃至全球化運營的前提。關于冷鏈物流，2017版《中國冷鏈物流標準目錄手冊》中頒布發行的國家標準、行業標準、地方標準共計193項，集中在冷鏈存儲、運輸環節，缺乏覆蓋整個冷鏈流通、銜接不同冷鏈環節的標準。在冷鏈信息化建設與發展方面，尚未明確數據采集、傳輸、處理、通信等技術標準，在一定程度上影響了冷鏈物流信息化平臺建設[14,15]。目前，我國冷鏈物流相關標準的強制性執行力不夠，加之法律法規監管力度不足，導致大部分標準失去其引導意義。

我國農業生產長期以個體“小農生產”為主，生產經營分散、集中度較低，加之農業自動化技術還有待提升，在農產品生產源頭較難實現質量標準化，需要在全鏈條中對農產品質量問題進行跟蹤和檢測。農產品的鮮活性特點，對運輸、倉儲環節的冷鏈保障提出較高要求。物流成本是農產品流通成本的主要構成，在一定程度上需要借助精包裝、冷鏈設備等來降低成本。然而，農產品體積大、單位體積價值低、運輸和貯藏成本高，在物流成本投入方面的吸引力不足[16]。冷鏈物流對相應設備的高要求帶來了較高的運輸風險，一旦冷鏈物流運行出現問題，則供應鏈中的各個參與環節都不可避免地利益受損。

（三）專業人才缺乏

智慧物流發展離不開規模化的專業人才，這是冷鏈物流信息化建設的推動者與實現者。目前，冷鏈物流信息化從業者多為計算機、農業科學、制冷等學科的轉型人員，通常缺乏較為系統的冷鏈物流運營、管理、理論知識；高校未能及時增設冷鏈物流專業，企業囿于培養成本而缺乏冷鏈物流專業人才培養的積極性，諸多因素共同導致人才規模、培養速度無法滿足行業發展需求[17,18]。為緩解冷鏈信息化專業人才供不應求的現狀，高校在新增冷鏈物流專業的同時，與冷鏈企業充分協作，實現教育資源與企業資源的精準對接與共享利用，探索理論與實踐并重、知識與能力兼顧的冷鏈物流人才特色培養模式。

五、我國智慧物流發展目標

（一）2025年發展目標

建設農產品物流的信息化、數字化、網絡化基礎設施，保持對物流園區等基礎設施的持續投資，完善相關標準體系，構建食品安全預警追溯智能云平臺、全供應鏈過程智慧監管體系，探索以大數據為支撐的食品安全社會共治新模式。

整合食品安全源頭監測能力，管控流通和疾病可追溯性數據，建立食品安全監管數據云平臺；突破風險預警模型技術，建立智能食品安全預警信息平臺，實現食品安全風險的分級管理。

著眼食品流通新模式迅速發展可能面臨的挑戰，重點發展食品冷鏈可追溯、在線銷售食品可追溯的監測技術和設備；注重食品安全監管數據、公共衛生監測數據的整合運用，建立可預警、可追溯的技術體系。

從關鍵技術產品研發、關鍵領域應用、行業支持服務、資源整合與共享四方面著手，實施農產品智慧物流大數據產業的試點和示范項目；總結經驗、形成規范，開展行業推廣應用，促進健康有序發展。

（二）2035年發展目標

實現大數據、云計算、物聯網等信息技術應用融合，解決農產品智慧物流數據（行業性、部門類）可能存在的信息孤島問題、行業人才數量和質量的瓶頸問題。

利用云計算、大數據、AI、區塊鏈等新型信息化技術，與食品營養、健康產品設計、食品安全監管業務進行深度融合，構建全國聯網的智慧食品大數據云服務平臺；實現基于物聯網與RFID的食品安全與質量監控智能環境，形成基于價值鏈的食品服務質量體系。

發展具有核心競爭力的農產品智慧物流大數據產品體系，培育具有行業特色的大數據應用企業；推動大數據的廣泛應用，形成特色行業系統解決方案。

六、對策建議

（一）法律與政策

適時完善法律法規體系，運用好法規、政策手段推動農產品智慧物流的轉型升級，以期穩定市場秩序，明確管理責任，為農產品智慧物流發展提供必要的法律保障 [19]。及時制定和頒布綠色物流相關的法律文件，推動農產品智慧物流體系成長為綠色供應鏈生態體系，保持長期可持續發展。管理機構考慮企業發展的合理訴求，企業運作堅持客戶需求至上，構建管理機構、企業、顧客之間充分協調的農產品智慧物流模型。農產品智慧物流行業涉及商業、交通、信息技術的交叉合作，建議多個行政部門開展共同協商與綜合管理，破解農產品智慧物流多方信息難以高效共享的難題。剖析農產品智慧物流運營模式，針對性地制定相關政策，實施必要且嚴格的監督與管理。

（二）標準化體系建設

建立農產品智慧物流信息化標準體系，為行業發展提供富有成效的標準化指引。農產品智慧物流依賴于數據采集、傳遞、處理，通過物聯網實現各環節活動的智能化監控與操控，實現各環節的關聯與協調。相關過程依賴軟硬件使用、信息傳遞與處理，建議制定規范統一的行業標準，支持綜合成本降低。提高對現代物流標準化工作重要性的認識，組織本行業、標準化方面的專業力量，高標準制定軟件程序、信息接口、信息安全等標準，配套完善農產品智慧物流標準體系。

（三）核心技術突破

開展信息技術在農產品智慧物流中的創新應用，提高農產品智慧物流的智能化、專業化、便捷化服務能力，改善貨物損率、管理效率、費用與成本，保障行業利潤的技術性提升。發揮農產品智慧物流的數據采集與分析處理能力，支持企業通過風險預警與信息化手段提升服務水平。鼓勵企業開展自動化倉庫、物流機器人、無人機等新技術運用，提供必要的政策、經費扶持，快速突破新技術應用瓶頸，提升農產品智慧物流的時效性、便捷性。視頻識別、全球定位、地理信息系統等是當前農產品智慧物流實現動態感知的主要技術手段，后續應結合遙感、AI、大數據、云計算，實現物流的品質、環境、位置、路況等多源信息綜合感知與調控，建立集管理、控制、運營于一體的現代物流服務模式[20,21]。

借鑒群體智能“眾籌”理念，在農產品智慧物流中引入眾包模式，通過互聯網平臺、移動網絡技術賦能，實現社會閑置配送資源的高效組織，探索新型配送模式。建議農產品物流企業積極采用基于新一代信息技術的軟硬件系統，開展共性技術應用改進，同時擴大對外交流與合作，跟蹤并引領行業國際發展趨勢。

（四）公共信息平臺建設

構建農產品智慧物流公共信息平臺，整合社會物流資源，更好服務經濟社會和農業發展。農產品智慧物流屬于集成化、智能化、高效率的服務模式，應依托面向整個物流系統的集成化、數字化、智能化物流公共信息平臺，實現相關物流系統的綜合管控 [22]。運用新一代信息技術，建立農產品智慧物流信息平臺，整合運輸、倉儲、金融、配送、貨運代理等社會物流資源，高效聯絡倉儲、運輸、配送等關鍵環節。集成供應商物料供應、智能生產系統，第三方物流公司的智能物流系統、銷售終端銷售系統，為生產、銷售、物流企業的信息系統提供必要的基礎物流信息。建立行業管理、市場規范化管理方面的協同工作機制，支持合理必要的物流信息共享、處理、應用，打破距離間隔、信息壁壘，實現農產品供應鏈的跨環節溝通。

（五）人才培養

增強農產品智慧物流發展的核心競爭力，關鍵在于專業人才培養。鼓勵相關企業積極開展智能物流培訓專業人才；在高校開展的人才培養過程，既要體現多學科交叉融合，也要注重理技結合 [23]。聯合高校、科研院所、物流企業，探索構建聯合培養機制，以理論與實踐融合貫通的教育模式，培養創新型、管理型、技術型等類別的人才，促使物流教育與行業發展同步。合理借鑒發達國家經驗，不斷完善我國行業人才成長和激勵機制，為農產品智慧物流發展提供充分的人力與智力支持 [24,25]。