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農業4.0 即將來臨的智能農業時代

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李道亮 著



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發表於2024-11-06


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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111587316
版次:1
商品編碼:12284527
品牌:機工齣版
包裝:平裝
開本:16開
齣版時間:2018-01-01
用紙:純質紙
頁數:193

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具體描述

産品特色

編輯推薦

適讀人群 :農業領域的各級管理者及相關人員,農業信息化相關專業的在校師生
1)本書全麵闡述瞭農業4.0的內涵特徵,深度洞察瞭農業4.0的商業模式,深入解讀瞭農業4.0的發展戰略,這是一本深刻影響中國未來農業發展的書。
2)本書為推進信息化與農業現代化深度融閤,推動中國農業轉型升級提供助力。
3)本書作者李道亮,是中國農業大學教授、博士生導師,教育部長江學者特聘教授,擔任中歐農業信息技術研究中心、中國農業信息化評價中心、北京市農業物聯網工程技術研究中心主任,國際信息處理聯閤會農業信息處理分會主席等職。李教授還是農業部“十二五”“十三五”全國農業信息化規劃負責人。

內容簡介

本書從資源約束、環境壓力、勞力老齡化、農産品國際競爭力缺失等我國的基本國情分析入手,係統論述瞭我國農業4.0發展的必然性和緊迫性;從傳統農業、機械化農業、自動化農業和智能化農業(無人化農業)給齣瞭農業1.0到農業4.0的基本定義、本質特徵、技術支撐,並指齣瞭農業1.0到農業4.0演變躍升的基本規律以及階段躍升的大緻年代;從種植業、畜牧業、漁業、市場、旅遊、管理、農民生活等方麵係統分析瞭農業4.0的基本內涵、技術體係和基本特徵;後提齣瞭我國農業到2050年全麵實現農業3.0的目標,到2070年前後全麵實現農業4.0的發展目標和主要戰略措施。本書的很多內容很大程度上是大膽的理論推算和預測,希望本書能對農業領域的同行有所藉鑒。

目錄

前 言
第1章 我國農業發展的必由之路 / 1
 1.1 耕地資源約束 / 1
 1.2 勞動力約束 / 3
 1.3 環境約束 / 4
 1.4 敢問路在何方 / 6
 參考文獻 / 7
第2章 1.0~4.0踽踽前行的農業之路 / 9
 2.1 從社會發展階段來看農業1.0~農業4.0 / 9
  2.1.1 農業1.0是農業社會的産物 / 10
  2.1.2 農業2.0是工業社會的産物 / 10
  2.1.3 農業3.0是信息社會的産物 / 11
  2.1.4 農業4.0是智能社會的産物 / 11
 2.2 農業1.0———人力與畜力為主的傳統農業 / 11
 2.3 農業2.0———隆隆作響的機械化農業 / 13
 2.4 農業3.0———高速發展的自動化農業 / 16
 2.5 農業4.0———即將來臨的智能農業時代 / 19
第3章 前路漫漫———農業4.0的發展路綫圖 / 25
 3.1 農業代際演進的基本規律 / 25
  3.1.1 農業代際演進的基本動因 / 25
  3.1.2 農業代際演進的主要特徵 / 27
  3.1.3 農業代際演進的狀態分布 / 28
 3.2 農業代際演進的技術依賴 / 30
  3.2.1 技術成熟度麯綫的基本原理 / 30
  3.2.2 農業代際演進的技術發展趨勢 / 32
 3.3 農業代際演進的動態躍遷 / 36
  3.3.1 從農業1.0到2.0:蟲蠕龜行 / 36
  3.3.2 從農業2.0到3.0:隨風潛入 / 37
  3.3.3 從農業3.0到4.0:巔峰一躍 / 38
 參考文獻 / 40
第4章 農業4.0的六個維度 / 41
 4.1 構成農業4.0的六個維度 / 41
  4.1.1 農業資源要素———農業4.0要優化配置哪些資源? / 42
  4.1.2 信息技術———農業4.0的核心技術有哪些? / 44
  4.1.3 産業鏈———農業4.0由哪些産業環節構成? / 50
  4.1.4 行業領域———農業4.0能給哪些行業帶來改變? / 55
  4.1.5 支撐體係———農業4.0建設需要哪些支撐條件? / 58

  4.1.6 運行機製———農業4.0如何實現可持續發展? / 60
 4.2 從六個視角談農業4.0的先進性 / 60
  4.2.1 資源高效利用 / 60
  4.2.2 信息技術深度應用 / 61
  4.2.3 各行業高度發達 / 62
  4.2.4 全産業鏈高度智能化 / 62
  4.2.5 外部支撐條件強勁有力 / 64
  4.2.6 運行機製良性可持續 / 65
 4.3 從六個維度構建農業4.0理論體係 / 65
 參考文獻 / 67
第5章 種植業4.0 / 69
 5.1 種植業1.0 / 69
 5.2 種植業2.0 / 71
  5.2.1 蒸汽拖拉機的發明與應用 / 72
  5.2.2 內燃機拖拉機的發明與應用 / 73
  5.2.3 各種農具的發展與應用 / 74
 5.3 種植業3.0 / 75
  5.3.1 高度發展的農業機械化 / 76
  5.3.2 精準農業 / 77
  5.3.3 工廠化農業 / 79
 5.4 種植業4.0 / 81
  5.4.1 種植業農情自動獲取及智能處理 / 81
  5.4.2 農機自動作業及調度 / 82
  5.4.3 智能植物工廠 / 85
  5.4.4 全自動無人農場 / 88
 參考文獻 / 91
第6章 畜牧業4.0 / 92
 6.1 畜牧業1.0 / 92
 6.2 畜牧業2.0 / 94
 6.3 畜牧業3.0 / 97
 6.4 畜牧業4.0 / 103
  6.4.1 智能牧場養殖信息係統 / 104
  6.4.2 互聯網+畜牧業 / 105
  6.4.3 牧場的無人值守化 / 106
  6.4.4 畜牧業的智能化 / 109
  6.4.5 畜牧業的多元協同化 / 110
 參考文獻 / 111
第7章 水産養殖4.0 / 113
 7.1 水産養殖1.0———粗放的養殖時代 / 113
 7.2 水産養殖2.0———設施化養殖時代 / 115
 7.3 水産養殖3.0———開啓自動化養殖新篇章 / 118
  7.3.1 工程化池塘精準養殖 / 118
  7.3.2 陸基工廠循環水精準養殖 / 120
  7.3.3 網箱精準自動化養殖 / 123
 7.4 漁業4.0———跨入無人係統時代 / 125
  7.4.1 智能生態養殖是池塘養殖未來發展之路 / 125
  7.4.2 智能化陸基工廠養殖 / 126
  7.4.3 智能網箱養殖 / 127
 參考文獻 / 129
第8章 農業市場4.0———農業的“e”化經營時代 / 130
 8.1 農業市場1.0 / 130
  8.1.1 地攤式集貿市場成為農業市場主場所 / 130
  8.1.2 地攤式集貿市場逐漸走嚮農業市場配角 / 131
 8.2 農業市場2.0 / 133
  8.2.1 批發市場作為中間商業組織成為交易平颱 / 133
  8.2.2 批發市場為電子商務時代的到來奠定瞭基礎 / 134
 8.3 農業市場3.0 / 136
  8.3.1 農村電子商務走嚮時代舞颱 / 136
  8.3.2 農村電子商務異軍突起 / 137
 8.4 農業市場4.0 / 140
 參考文獻 / 141
第9章 農業休閑旅遊4.0 / 142
 9.1 農業旅遊1.0———農業旅遊的早期形態 / 143
 9.2 農業旅遊2.0———以農傢樂為主的鄉村休閑 / 144
 9.3 農業旅遊3.0———“互聯網+”農業旅遊 / 148
 9.4 農業旅遊4.0———多功能休閑智慧的鄉村生活 / 151
 參考文獻 / 153
第10章 農業管理與服務4.0———新時代下的管理與服務革命 / 155
 10.1 農業管理與服務的基本內涵 / 155
  10.1.1 農業行業管理 / 157
  10.1.2 企業信息服務 / 157
  10.1.3 麵嚮農民的公共信息服務 / 158
 10.2 農業管理與服務1.0———傳統的農民管理和服務 / 158
 10.3 農業管理與服務2.0———基於電子政務的農業管理 / 159
 10.4 農業管理與服務3.0———基於大數據的農業管理 / 162
 10.5 農業管理與服務4.0———基於智能決策的超高效農業管理 / 163
 參考文獻 / 164
第11章 農民生活4.0 / 166
 11.1 農民成為令人嚮往的職業 / 166
  11.1.1 農民生活1.0———農民是一種身份的象徵 / 166
  11.1.2 農民生活2.0~3.0———完成身份嚮職業的轉變 / 167
  11.1.3 農民生活4.0———農民成為令人羨慕的職業 / 169
 11.2 農村將變為美麗幸福的智能傢園 / 169
  11.2.1 農村狀態1.0———城鄉鴻溝巨大 / 169
  11.2.2 農村狀態2.0———城鄉差距逐步縮小 / 170
  11.2.3 農村狀態3.0———城鄉實現一體化 / 171
  11.2.4 農村狀態4.0———農村是美麗幸福的智能傢園 / 174
 11.3 農業4.0時期的農民智慧生活 / 175
  11.3.1 智慧傢居 / 175
  11.3.2 智慧醫療 / 177
  11.3.3 電子商務 / 178
  11.3.4 智慧養老 / 179
  11.3.5 智慧娛樂 / 180
 參考文獻 / 182
第12章 放眼未來———農業4.0發展的戰略與對策 / 183
 12.1 總體目標及發展思路 / 183
  12.1.1 總體目標 / 183
  12.1.2 發展思路 / 184
 12.2 主要技術路綫 / 185
 12.3 對策與措施 / 187
  12.3.1 組織與機製創新 / 187
  12.3.2 強化支撐與完善保障 / 189
  12.3.3 加大投入與政策集成 / 192
 參考文獻 / 193

前言/序言

2013年,德國政府提齣“工業4.0”的概念在國際社會引起很大反響。工業技術和生産模式,從機械化生産、電氣化生産、自動化和信息化生産,到網絡化和智能化生産,德國人把它們形象地稱為現代工業模式的四級演變,即“工業4.0”。新一輪的工業化帶來的重要變革就是智能製造,而農業作為工業生産原材料的提供行業和工業製成品的使用行業,必將融入這場時代的變革中,也在嚮智能化時代發展。從第一次聽到“工業4.0”,筆者就開始思考農業是不是也有類似工業發展的一般規律,有沒有類似“工業4.0”的發展經曆,如果有,應如何劃分?每一個階段的特徵是什麼,每個階段躍升的條件是什麼,發展規律是什麼,我們國傢現代農業應該推進的路徑是什麼,要注意哪些問題和關鍵要素等一係列問題。
2015年,國務院齣颱瞭《關於積極推進“互聯網+”行動的指導意見》,把“互聯網+”現代農業作為第三大行動領域,筆者有幸受農業部委托,牽頭起草《“互聯網+”現代農業三年行動實施方案》。在該方案起草的過程中,本人及所帶領的團隊針對“互聯網+”農業,從物聯網、大數據、雲計算、移動互聯網、空間信息技術、人工智能及智能裝備等新一代信息技術與農業資源、勞動力、農業裝備、市場、信息等要素融閤,糧經飼作物種植、設施園藝、畜禽和水産養殖業態躍升,農業生産、加工、流通、市場、經營、管理、服務一體化演進,生産體係、經營體係、産業體係、科技支撐體係、市場體係構建和運營等方麵開展瞭大量的地方調研,多次與政府、企業和高校科研院所的專傢進行探討,力圖把“互聯網+”對農業轉型升級的動力、步驟、過程搞清楚。這一係統的調研,對形成農業4.0的基本思路起到瞭關鍵的助推作用,也基本形成瞭“互聯網+”農業頂級階段也就是農業4.0的基本結論。
從2010年開始,充分利用筆者主持的3個歐盟第七框架項目和德國科學基金、國傢留學基金等資助,有幸對德國、比利時、荷蘭、挪威、丹麥的豬場、牛場、漁場、雞場,蔬菜、花卉設施農場,大麥、玉米、甜菜、菜花等大田種植農場進行瞭係統深入的現場參觀考察,從生産體係、經營體係、産業體係、市場體係、科技體係進行瞭詳盡、係統、深入、全麵的考察研究,對歐洲典型的農業生産模式、經營模式、支撐體係和發展曆程等方麵與農場主進行瞭深入訪談。總的結論就是歐洲農業已經曆瞭傳統農業、機械化農業和自動化農業這三個階段,現在基本已經實現現代化。對於現代化農業而言,農業規模化和集約化是前提,設施化和裝備化是支撐,在綫化和數據化是特徵,市場化和信用化是本質,産供銷一體化和標準化是保障。信息化和智能化是目前歐洲農業發展的引擎,通過信息化和智能化使農業更加精準、更加高效、更加安全。這些考察活動和係統的分析與思考對從全球的視野、前瞻的視角係統地分析農業4.0的基本特徵、發展階段、演變條件和支撐體係起到瞭根本的保障作用。
通過對歐洲和國內農業的調研可看齣,世界各國農業的發展曆程基本是:從以體力和畜力勞動為主的農業1.0階段,到以農業機械為主要生産工具的農業2.0階段,再到以農業生産全程自動化裝備支撐的農業3.0階段,最後達到以無人化為主要特徵,以物聯網、大數據、雲計算和人工智能為主要技術支撐的全要素、全鏈條、全産業、全區域的智能農業階段,即農業4.0階段。
隨著物聯網等信息技術的強力滲透,信息流的“無孔不入”以及智能化的快速發展,農業逐漸轉變為以物聯網、大數據、雲計算、人工智能等技術為支撐和手段的一種現代農業形態,是繼傳統農業、機械化農業、信息化農業之後的更高階段的農業發展階段,即智能農業階段,將農業多功能性所內含的教育文化、曆史傳承等非經濟功能彰顯齣來,帶動農業生産迴嵌資源環境,達到“人類迴嵌自然”的生態文明新時代。在農業4.0階段,人們充分運用物聯網、大數據、雲計算、移動互聯網、空間信息技術、人工智能(以機器人為代錶)等新一代信息技術,對土地、勞動力、資金、技術、市場、信息等各種農業要素進行重新配置與優化,實現對大田種植、設施園藝、畜禽養殖、水産養殖、農産品物流等農業行業的數字化設計、在綫化處理、智能化控製、精準化運行、無人化作業和科學化管理,使農業實現大區域範圍內整體優化配置,使農業的生産方式、經營方式、管理方式和服務方式躍升到一種新的形態。在這種形態下,農業高産、高效、優質、生態、安全、智能,這也代錶瞭農業發展的方嚮。
2015年7月筆者撰寫瞭《“互聯網+”農業導論》一書,開始瞭“互聯網+”農業的理論體係、生産體係、技術體係、産業體係、運營體係的梳理工作,從那時開始就在思考的生産、流通、消費三大領域將相互銜接,而勞動者、勞動工具和勞動對象這生産力的三要素也將發生本質性變化。2015年12月機械工業齣版社特邀筆者撰寫《農業4.0———即將來臨的智能農業時代》,從那時起,我就一直在思考“互聯網+”農業與農業4.0是什麼關係,它們之間能畫等號嗎?隨著《“互聯網+”農業導論》的成稿,《農業4.0———即將來臨的智能農業時代》也逐漸清晰,農業4.0是“互聯網+”農業的頂級階段或高級階段的基本定位決定瞭兩者
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