"Social Device" Special Interview - 2-1

凡轉載自日經BP社技術信息網站"日經技術在線!"的內容,均獲得了相關許可,特此聲明。

憑借信息通信技術進步的日本農業 超越傳統框架的合作推動革新

日本的農業現在面臨很多課題,比如務農人員的老齡化等。為解決這些課題,出現了從傳統框架之外為農業引進新技術的動向。大型農業機械廠商、提供采用信息通信技術(ICT)的農業支援解決方案的久保田公司研究開發本部長、水與環境綜合研究所長飯田聰,與把最尖端電子元器件技術應用于農業領域的羅姆公司董事、LSI生產本部本部長松本功,針對農業的未來展開了探討。

飯田
久保田:飯田 聰
常務執行董事,研究開發本部長
水與環境綜合研究所長

久保田成立于1890年,當時主要從事鑄件的制造和銷售業務,后來逐漸擴大了業務范圍,從上下水道使用的鑄鐵管到農業機械和環境設備等,業務規模隨之擴大。與農業領域的淵源要追溯到90多年前。自1922年久保田開始制造農業機械化用途的發動機后,又相繼投產了耕耘機、拖拉機,以及邊收割邊脫粒的水稻和小麥自脫型聯合收割機等??梢哉f我們引領了日本農業的機械化。

松本

羅姆于1958年作為電阻器企業創立,不過現在半導體器件占80%的銷售額。除了半導體器件之外,我們還繼續提供從創業之初就經營的電阻器以及鉭電容器等無源元件和多種模塊。

這些產品以前主要用于消費類產品,最近在車載設備和工業設備領域的銷售額不斷增加。另外,為了開拓新的業務,我們還把農業作為有潛力的市場之一。因為已經出現了利用ICT技術改革農業的動向。

必須大規?;吞岣呱a效率

飯田

農業領域應用ICT日益增多是因為日本的農業面臨著很多問題。其中最大的課題是隨著務農人員的老齡化而出現的務農人口減少。再一個問題就是,由于日本平均耕作面積較小,很難大規?;?,生產效率一直無法提高。

要想解決這些問題,需要把小規模的耕地集約化擴大規模,同時設法盡量提高作業效率和生產效率。而實現的關鍵就在于應用ICT技術。因為,利用ICT推進合理化和效率化之后,可提高農業的生產效率、農作物的品質以及成本競爭力?;谶@種思路,久保田開發了務農服務支援系統"久保田智能農業系統(KSAS)"。

松本

請介紹一下KSAS的概要。

直接從農業機械上收集數據

飯田

KSAS是能使農業實現"可視化"的系統(圖1)。比如,可以從水稻種植現場(農田)收集各種數據保存在云服務器上。讓農業人員和系統管理者共享數據的同時,還可以通過個人電腦和無線LAN連接的便攜終端,以淺顯易懂的形式提供對這些數據進行分析所獲得的諸多信息。

圖1:久保田智能農業系統(KSAS)的原理

該系統最大的特點是,不僅農業人員可以輸入數據,還可以從通過無線LAN連接的農業機械上實時收集數據。我們新開發出了插秧機和拖拉機,可以與業界首次開發成功的、配備測量食物品味(水分和蛋白質含量)和作物產量傳感器的聯合收割機一道,按照作業指示進行變量施肥。

KSAS系統自2014年6月上市以來,僅包含信息系統的"基礎系統"與組合使用支持KSAS的農業機械的"組合系統"合計,已經有500多家農戶導入。反響超過了預期。

松本

可以使農田狀況實時"可視化"的KSAS能為農民帶來什么好處?

飯田

比如,利用該系統可以管理每塊農田的作物產量和口味。而且能以這些數據為基礎,優化每塊農田的作業??筛鶕@得的數據,調整每塊農田第二年的施肥量。品味傳感器能測量收獲作物的蛋白質含量和水分含量,在收割時對稻殼烘干的作業環節,就可以根據水分含量控制烘干機,能避免多余的能源浪費。也就是說通過如此這般的徹底優化,不但能改善作業效率,還可以節省資源。另外,根據蛋白質含量來尋求食物的最佳口味,還能提高作物的附加值。還能夠明確作物的可追蹤性,突出糧食的生產過程的安全放心。

實現ICT的技術

松本
羅姆:松本功
董事,LSI生產本部本部長

在推進"可視化"的過程中起到重要作用的電子元器件是傳感器。羅姆還致力于傳感器領域,努力擴充了產品線。我們提供很多種傳感器——比如用來掌握周圍環境的距離傳感器、照度傳感器、UV(紫外線)傳感器、溫度傳感器,以及準確檢測動作變化的加速度傳感器和陀螺儀傳感器,等等。另外,我們還開發出了新一代傳感器,比如在從可見光到近紅外的大范圍內均可高感度傳感的"超高感度CIGS圖像傳感器",以及傳感體征信息的"脈搏傳感器"等。羅姆打算向醫療、安全及工業設備等領域銷售這些傳感器。

眾所周知,羅姆的集團公司美國Kionix在采用微小機電系統MEMS傳感器領域為全球的領軍企業。集團整體積累的這些傳感器技術應該可以靈活用于農業,促進農業的發展。

飯田

支持KSAS的聯合收割機所配備的品味傳感器和收割傳感器是由久保田自主開發的,這些傳感器是使農業實現ICT化的重要器件。

松本

最近出現了將傳感器網絡應用于農業的動向,但存在布線的問題,因為不可能在農田和塑料大棚中隨意鋪設電源線和信號線。我們提供能解決這類問題的無線通信技術。例如,作為新一代無線通信技術受到期待的"EnOcean"。配合使用把周圍環境的光線和運動等轉換成電力的能量收集技術,構筑無需電源和布線,而且無需維護的傳感器網絡。我們現已開始提供組合該技術和小型太陽能電池的小型溫度傳感器模塊等。

另外,我們的集團公司LAPIS Semiconductor擁有適合長距離數據通信的920MHz頻帶特定省電無線技術、無線LAN技術、以及與智能手機等移動產品聯動時使用的低功耗藍牙(BLE)技術等,能夠綜合提供構筑傳感器網絡所需的多種無線通信技術。

飯田

這些技術和產品已經開始面向農業領域推廣了嗎?

松本

全面推廣還要看今后。作為開拓農業相關市場的舉措之一,羅姆在福岡縣筑后市的半導體工廠內,利用半導體生產技術建設了植物工廠,已經開始栽培草莓(圖2)。該植物工廠使用半導體工廠的清潔車間,導入了以發光二極管(LED)為光源的照明器具和自動調整溫度與濕度的系統等,采用羅姆器件的新系統隨處可見。由此,將農藥用量減少到了露天栽培的十分之一以下。我們打算在利用該工廠的同時,發現更多農業現場的需求,以便開發新的技術和解決方案。

圖2:羅姆的植物工廠

企業的責任越來越重大

飯田

通過在市場上推廣與農業密切相關的KSAS,我覺得企業對顧客和社會的責任變得更重了。隨著面向農業領域的電子元器件業務的增長,我們感到企業的責任更加重大了。

松本

我們的企業目標是,通過提供比創業時品質更高的產品和制造服務,為文化的進步和發展貢獻一己之力。為實現這個目標,很多產品從材料到生產設備全部在公司內部開發。在嚴格管理品質的同時確??勺粉櫺?,能夠提供放心的制造服務。

除了以上自創業以來一直貫徹執行的舉措外,在向新領域擴大業務時,羅姆還強化了BCP(Business Continuity Plan,業務連續性計劃)。因為工廠在東日本大地震和泰國洪災中受損時,曾一度無法如期供貨。這讓我們更加強烈地感受到了企業對社會的責任和BCP的重要性。

飯田

久保田長年以來一直開展與農業有關的業務,不過,在提供密切關聯農業的解決方案時,我們采取了不同于以往的思路和體制。例如,開發KSAS時,非常重視農戶的需求和想法。技術開發人員三年里頻繁拜訪特定的農戶,虛心聽取了來自實際一線的意見。這種一邊長期頻繁地與農戶交流意見一邊開發產品的情況史無前例。

要想實現滿足農民需求的解決方案,需要匯集分布在公司內部各個部門的技術和經驗,因此我們設置了跨部門的開發項目。這同樣也是史無前例的舉措。

提供多種先進技術

松本

為實現涉及社會體系的大規模解決方案,需要跨越公司部門或者企業等傳統框架,匯集不同的技術。

飯田

目前的KSAS主要提供適用于日本水稻種植的功能,今后打算擴展旱田作物的功能。另外,為了收集和分析更多的信息,提高控制精度,還需要提高系統功能。而且我們還打算面向海外市場推廣KSAS。如上所述,擴展KSAS功能,以傳感器技術為首,需要許多單憑公司內部無法全部滿足的技術。因此,需要與羅姆等擁有大量先進器件的企業開展合作。

松本

農作物的生長周期比較長。在這類作業中應用電子技術時,節能的觀點也很重要。能為電氣、電子設備的節能做出貢獻的電子元器件,有許多是電源和馬達驅動系統等大電力電路所使用的功率器件。這種功率器件羅姆有很多產品,目前正面向車載設備和工業機械領域積極推廣。其中,與以往的功率器件相比電力損失明顯減小的SiC功率器件可以為節能做出巨大貢獻,這是我們非常重視的領域。這些功率器件也應該有助于農業方面的節能。

隨著農業領域開始導入ICT技術,對電子元器件的新需求今后將不斷出現。屆時請讓我們貢獻綿薄之力。今后還請多多關照。

"Social Device" Special Interview - side navigation

2017

電動化汽車不遠的未來 核心突破引領技術發展 「貢獻“高效化”屬于企業責任 技術人員支持及革新技術可成為巨大助力 開拓制造業新時代的IoT 革新技術促進了自動化與IT的融合

開創新社會的尖端技術

2016

促進社會變革的自動駕駛技術 電子元器件的進化推動加速普及 迎來實踐階段的工業物聯網 展開超越現有框架的合作不可或缺 高度發展的消費類設備開發 改變意識開創新局 高效化的技術推動創造新社會的新產業革命

從尖端技術展望新社會

2015

IoT悄悄掀起社會大變革 勇于挑戰才能敲開新市場大門 改變產業和生活的IoT 傳感技術的進化推動加速普及

開創未來社會的革新技術

2014

共同進化的汽車與電子技術 先進技術的融合帶來社會變革 抑制能源消耗實現可持續社會 憑借高效率化和小型化技術做貢獻 憑借信息通信技術進步的日本農業 超越傳統框架的合作推動革新

技術開拓新社會

2013

強化企業的社會意識 穩步推進社會基礎設施的技術革新 在建筑業推進高級能源管理 無需電池的無線通信技術將成解決方案之一 醫療器械挑戰世界性課題 新一代半導體為技術革新做貢獻