信息化技術在智慧煙葉生產中的應用

祝世敏，賀陜寧，王志勇，潘 敏

（安徽皖南煙葉有限責任公司，安徽 宣城 242000）

自20世紀50年代開始，信息技術作為一項新興科技快速發展起來，給各國經濟發展帶來了新的增長點，全球信息化技術的快速發展給各行各業的發展帶來了不同程度的影響，煙草行業中的生產階段同樣如此。與其他的制造行業不同，煙草行業生產過程中需要嚴格遵循國家關于“兩化融合”的要求，對信息化技術的建設提出了更高的要求。

皖南煙葉公司一直以來對煙葉的信息化建設高度重視，2016年上一級機構明確提出了“可視、可控、可研”的煙葉信息化總體目標，要求加大信息化建設力度，實現煙葉質量的提高，實現煙草企業的創新化發展，“三可”信息化建設項目逐漸在皖南煙葉公司建成并推廣應用，在煙葉生產技術等多個方面起到了積極的推動作用。近年來，皖南煙葉公司積極探索信息化技術與煙草農業發展的深度融合，在行業率先開展成體系的煙草農業信息化建設，構建了以“一個平臺（現代煙草農業信息化管理平臺）、兩大系統（煙葉生產動態管理系統、煙農合作社管理系統）、三個中心（數據中心、管控中心和服務中心）”為主要內容的煙葉信息化管理體系，探索了“互聯網+”智慧農業的落地模式，初步實現煙葉生產“全局可視、全程可控、全面可研”的目標。

2017年皖南煙葉公司啟動了煙葉自動分級關鍵技術研究與原型樣機開發項目，開展基于人工智能的煙葉分級模型研究，在煙葉等級識別智能算法研究取得階段性突破的基礎上，圍繞高效率上料、等級高速識別和可靠分選分揀等煙葉自動分級關鍵技術開展攻關，設計研發符合皖南煙葉分級需求的煙葉自動化分級原型樣機，并開展現場測試驗證，初步實現了煙葉分級的自動化。

現在皖南煙葉公司組織開展了基于人工智能技術的煙草病蟲害識別與預測項目研究，基于圖像識別、人工智能等現代信息技術，構建皖南煙區常見（兩病一蟲）病蟲害特征知識圖譜和樣本模型，實現煙草病蟲害圖像的自動分類識別，并依據大量病蟲害發生的地理、時間、樣本的采集和識別，研究皖南煙區煙草病蟲害的發生發展趨勢判斷指標。

通過各項目的開展實踐，結合皖南煙葉公司實際，對信息化技術應用的相關情況進行一些探討。

1 皖南煙葉公司在煙葉生產中應用信息化技術采取的措施

1.1 行業外引智，組建“互聯網+”協同創新團隊

引進國家農業信息化工程技術研究中心等國家級“互聯網+”智慧農業技術優勢單位，抽調安徽省局、皖南煙葉骨干業務專家成立聯合項目組，建立“溝通、調度、考核”3項工作機制，累計召開30余次項目建設調度與專家咨詢研討會，有效保證了“可視、可控、可研”煙葉信息化建設的質量及應用效果。

1.2 建設煙葉數據中心，奠定“互聯網+”創新基礎

在深入分析煙葉生產數字化需求的基礎上，探索制定煙葉生產主數據標準等煙葉生產數據標準規范，構建煙葉數據中心，實現煙葉生產經營數據的一體化存儲管理與交換共享，保證了煙葉生產數據有組織積累和交換共享，為開展基于大數據的煙葉生產“可研”奠定基礎。

2017-2020年度共計積累5大類3.2TB的煙葉生產大數據集，為皖南煙葉生產經營、管理服務發揮數據支撐作用。以數據中心為依托，聚焦煙葉大數據的深度挖掘和利用，研發設計基于人工智能的煙葉分級樣機。

1.3 試點物聯網，支撐“互聯網+”煙葉生產的技術創新

按照“邊研究、邊示范、邊論證、邊推進”的工作要求，在育苗、大田、烘烤環節推進物聯網試點建設及研究，在此基礎上逐步推廣應用，實現作業現場的“可視、可控”。2017-2019年皖南煙葉公司先后選擇并完成部分育苗大棚、氣象監測站、烤房、分級點的物聯網設備試點安裝，實現溫濕度智能控制及異常預警，提升了育苗環節、烘烤環節的自動化水平和管控能力，人均管服設施數量提升1倍以上。結合烘烤物聯網建設，推進烘烤大服務管理，烘烤師為煙農提供采、編、烤一體化服務和管理，實時采集烘烤狀態及預警信息，精準落實工藝，提高烘烤質量。驗證無人機進行煙葉植保飛防的可行性，2020年全區無人機飛防作業面積占比已達60%，相比人工噴藥效率提高40倍，防治效果提高5%，節約農藥使用量40%，節約用水量80%以上，有利于煙葉、水稻、農田等的生態安全。

1.4 建設煙區電子地圖，推進“互聯網+”煙葉生產的管理創新

建成了詳盡的皖南煙區電子地圖，覆蓋田塊、大棚、烤房等煙葉生產基礎要素和設施。繪制了25萬畝田塊，每年形成“一張圖”，實現對煙葉生產設施的數字化管理，為面積落實管理、對標追蹤管理、煙稻輪作檢查等提供基礎數據。電子地圖的應用從根本上改變了煙葉生產對標追蹤的盲目性，通過自動導航，實現由明察變成暗訪，確保了對標追蹤考核的客觀和公正。從基礎數據采集、生產進度跟蹤、數據分析應用3個方面對農田電子地圖應用進行全面提升，建立操作更便捷、覆蓋更全面、分析更直觀的電子地圖應用支撐體系。

1.5 開發生產動態管理系統，保障“互聯網+”煙葉質量管控的組織創新

堅持“以變應變、目標不變、及時調度、超前決策”的標準化生產動態管理理念，開發應用煙葉生產動態管理系統，實現生產標準數字化、對標追蹤移動化、追蹤現場可視化。

1.5.1 訂單生產管理

主要包括工業訂單管理、年度目標分解、技術服務標準等功能模塊。該模塊全面推廣應用后，每年將8家工業企業的訂單轉化為公司年度目標，按要求分解到煙站及服務部，落實工業訂單導向的煙葉生產管理，提高了公司對工業客戶的響應效率和服務能力。

1.5.2 生產動態管理

主要包括技術服務標準、生產對標考核、現場視頻管理等功能模塊；該模塊全面推廣應用后，構建了以技術標準、服務標準、獎懲標準、對標考核、指揮調度為主要內容的生產管控工具，2018-2021年對標追蹤記錄67832條，現場視頻33797條，實現有圖有真相，顯著提高了生產技術標準的落實到位率。通過生產過程圖文資料的證據化存留，規范了基層服務隊長的工作，為解決行業共性問題提供了一種可行辦法，引起了其他煙區的關注；根據“雙隨機、三自動”（隨機抽取追蹤成員和對象、自動規劃線路、自動追蹤導航、自動統計分析）工作機制，從追蹤線路劃分、追蹤任務制定、追蹤對象抽取、追蹤目標導航4個方面優化對標追蹤檢查功能，最大程度降低人為因素，實現對標追蹤由“明察”到“暗訪”。

近年來，皖南煙葉公司在原有的煙葉生產動態管理基礎上，借鑒績效管理和全面質量管理模式，整合現有資源，構建一套全面、有效的煙葉生產對標追蹤體系，成立了以公司主要負責人為第一責任人的績效評估領導組織，協調技術中心研究制定煙葉生產技術質量標準，生產收購部研究制定煙葉生產管理標準，領導小組辦公室研究制定追蹤評估標準，并同步配套研制適用于煙葉生產各環節的快速計量、科學計取的追蹤工具，形成了12大煙葉生產關鍵環節的100項追蹤指標；圍繞“短周期、全覆蓋、雙隨機”的基本原則，通過信息化的方式，現場對標采集指標數據，分析評估生產落實情況；在煙葉生產各環節，成立了12個追蹤組，機關各部門負責人擔任組長，技術專家庫人員擔任組員，對7個煙站、28個服務部、134名隊長，1158戶煙農實施矩陣式管理對標追蹤。追蹤周期縮短到1～2d，消除煙葉生長時間影響因素。實行一級公司追蹤到部、二級煙站追蹤到隊、三級服務部追蹤到戶、四級服務隊長追蹤到田的四級追蹤管理層級。實現煙葉種植區域全覆蓋追蹤，消除區域種植影響因素。通過追蹤對象和追蹤人員的雙隨機抽取，消除人員關系影響因素。皖南煙葉公司利用信息化系統，實行對標追蹤管理的“三自動”機制：自動導航、自動對標、自動分析；按照“標準制定、獎懲制定、追蹤確認、發布通知、標準統一、追蹤開展、追蹤小結、調度通報、結果運用”9個工作流程實行對標追蹤。從標準統一、資源整合、周期縮短、方式變革、方法系統、數據研究6個方面實現了煙葉生產對標追蹤體系的信息化、科學化和現代化。

1.5.3 煙葉分級管理

主要包括煙葉抽樣管理、分級稱重管理、分級核算管理等功能模塊。該模塊開展電子標簽、自動稱重、預警模型等技術應用研究，在蕪湖工作站試點應用煙葉自動稱重設備及系統，實現分級數據實時采集、統計分析及質量預警等功能。

1.5.4 煙葉質量管理

主要包括煙葉樣品管理、土壤樣品管理、質量檢驗管理等功能模塊，該模塊選取代表性的煙葉樣品進行檢測，形成年度檢測數據質量數據庫。根據土壤質量普查情況，對土壤樣品檢測結果進行采集與更新。2018-2020年分級收購期間，錄入質量檢驗信息7422條，為煙葉質量數據分析提供基礎數據；模塊升級意見：建議增加質量數據分析及展示功能，提升分析效果與可視效果。

1.5.5 煙用物資管理

主要包括物資初期管理、物資入庫管理、物資驗收管理、物資出庫管理、物資盤點管理、綜合報表查詢等功能模塊；全區7個煙站應用煙用物資管理模塊進行進銷存管理，提高了煙用物資的管理效率和規范性；模塊升級意見：完善按區間查詢購銷存報表有關功能。

1.6 開發煙農合作社管理系統，推動“互聯網+”煙農專業化的服務創新

按照“做真做實、做精做優、高效規范、加大力度”的工作要求，探索“互聯網+”社會化服務模式，開發應用煙農合作社管理系統，實現對合作社“人、財、物”管理及面向煙農的專業化服務微商城。

1.6.1 專業化服務管理

主要包括服務產品管理、服務過程管理（申請、實施、受理、確認）、服務統計管理等功能模塊；該模塊申請7個煙農合作社微信服務號，發布8大環節20個專業化服務產品，煙農按需提報煙葉專業化服務需求及訂單，生產收購部對專業化服務進行考核；模塊升級意見：圍繞農技培訓、交流互動、物資團購、種植保險、煙農貸款等拓展煙農服務內容，建立一站式煙農綜合信息化服務平臺。

1.6.2 三項資產管理

采用“線上填報，線下審核”的方式進行資產管理，主要包括苗棚、烤房、農機等基礎管理和維修管理、管護管理等功能模塊；模塊升級意見：增加資產附屬設施（地租、煙夾等）管理；圍繞日常管護、巡查驗收、維修采集等開發移動應用APP。

1.6.3 資訊管理

包含生產信息、技術信息、綜合信息、政策法律、煙農風采等功能模塊。該模塊全面推廣應用后可以按要求定期推送有關資訊信息。

2 煙葉生產中信息化技術建設應用中存在的問題

數據短板：一是生產過程數據缺項較多，需擴展生產數據采集內容（進度和質量）。二是部分生產與收購業務系統數據不能共享，存在數據孤島。三是管理短板，生產過程信息化覆蓋不夠全面，育苗管理、施肥管理、倉儲調運等環節尚未涉及；四是服務短板，對煙農的在線專業化服務（煙農生態圈）、工業企業的數據化服務有待提升；五是決策短板，對煙葉生產大數據的統計與分析不夠，例如基于農田電子地圖的分析應用有待加強、圍繞企業經營決策的數據支撐體系有待構建。

3 煙葉信息化技術是進一步建設發展的目標

當前我國煙葉生產中主要的方式仍然為粗放式，種植區域較為分散、技術水平不高，煙葉的質量不及巴西等國的煙葉。因此，我國煙葉生產在國際市場上面臨的挑戰巨大，比較效益不高，因此要提高效益必須依靠先進的信息化、標準化技術。

圍繞“市場化、現代化、特色化”的發展戰略，聚焦科學管理主線和信息化管理主題，構建“133”信息化管理體系，創新實踐“互聯網+”，全面提升煙葉信息化管理水平。其中“1”為煙葉數據中心一個基礎；“3”為質量追溯、服務煙農、高效協同3條主線；“3”為數字化煙葉生產、專業化煙農服務和協同化企業管理三大應用方向，形成煙葉數據中心+微服務的信息化模式，全面服務于全過程業務數據采集、全進程業務管控、全流程綜合管理、全時空信息支撐，提升煙葉質量，穩定煙農隊伍和提高企業管理效率。

3.1 數字信息化煙葉生產

以質量追溯為主線，以支撐服務煙葉生產方式轉型升級為目標，擴展數據采集內容，建立煙葉生產數據采集與動態管理全覆蓋相結合的生產管理方式，形成煙葉生產經營一體化閉環管理，實現煙葉全程質量追溯管理。

3.2 專業信息化煙農服務

以服務煙農為主線，建立便捷適用的一站式煙農綜合信息化服務平臺，多渠道助推煙農增收，建立多方共贏的利益關聯機制，提升煙農綜合服務水平。

3.3 協同化企業管理

以高效協同為主線，建立以人和工作流程為核心的企業協同管理體系，全面服務于綜合事務、后勤管理、內部社交等方面的企業內部管理需求，實現組織協同、事務協同的現代化煙草企業管理。