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資料來源：European
Commission: Digital Transformation Monitor
Title: Industry 4.0
in agriculture: Focus on IOT aspects
Date: July 2017.
要義：農業設備與農業數據結合性的發展，可以導致農業技術重大進展，促使農業朝向精確化，增加產業的透明程度。但是這種工業技術與農業之結合也面臨了顯著性的挑戰。需要在企業生態系統中增加數據的交換，需要投資在新的設備新與投資基礎建設。
I.
農業的數位化
產業4.0正在轉化所有產業的生產能力，也包括了農業領域。在此轉換過程中，聯結性是一關鍵里程碑，而物聯網（IOT）促使農業達到此項技術。
1.
自產業4.0至農業4.0
產業4.0對產業的轉換是根基於數位技術，物聯網（Internet
of Things），大數據（Big Data），人工智慧（Artificial
Intelligence），與其他數位化之能力包括合作（cooperation），移動性（mobility）與創新技術（open
innovation）。
在此顯示，此種轉換的基本建設為農場與農場之聯結，新農機具連結，曳引機與其他機具之聯結等。這些連結用以增加生產能力，生產品質與增進環境保護。連結作業同時對產品價值鏈產生修正，改變商業模式，而且更強調知識的收集，分析與交換。
2.
生產方法與工具的轉換
數位化農業是基於發展與引進新工具，新機具於生產作業。曳引機與其附屬設備是農業之關鍵設備。對上述設備，其連結技術與地區化技術是以GPS作為最佳化設備。可用以協助駕駛員進行最佳化路徑，最短收穫方式與最佳作物處理，因此減低燃料的消耗。
為了促使此精準作業，需要依據各種感測器。這種感測器結合了監測與控制，以進行作物處理，提高作業效率與生產力。
連結性也促使商業模式之新革命，因為更精確地使用設備，因此農機成本更為精確。
3.
自動化
農業生產過程另一個重要的轉換是加以提昇自動化的角色，減少人力需求以增加生產力，自動化包括農機之自動行駛，各種機械作業手臂。
4. 新的量測工具
轉化過程是基於收集更多的相關數據。量測參數包括土壤品質，灌溉水位，氣候，昆蟲與病源之存在狀態。感測器與曳引機／附屬設備相結合，用以直接量測田區與土壤特性，或是使用無人機或衛星影像以收集所需資料。
5.
IOT之需求：連結，耐用與技術合法性。
有項關鍵技術是網路之通訊能力，尤其在鄉間的通訊連結能力。此連結能力必須包覆大面積，成本不能太高，目前以2G網路與LPWA技術比較能夠通用。但是對長期永續使用而言，上述網路無法保證其使用年限，這種不確定性影響了IOT技術之選用。更先進的技術例如各種中繼連結能力，或是新一代網路（5G），其使用可能性都需要評估。
在鄉間，IOT之應用又要考慮特殊之環境（功率提供，灰塵，下雨，振動等等），這些環境限制因子也影響了IOT之選用。
6.
與現存技術結合
現代最新生產之曳引機具可以結合數位技術。但是傳統使用之曳引機及設備等，其折舊取代年限十分長久。以曳引機為例，其折舊年限為27.5年。這個漫長過程，使得機具汰舊並不容易。創新之IOT設備要能與傳統機具機合，這種更新與改造技術，需要有技術之相容性與標準化。
II.
機器與農場的連結
以農業4.0增進生產力之關鍵在於遠端收集，使用，與交換數據之能力。
1.
生產的透明度
使用IOT之第一件工作是收集已出版之資訊。可以使用的數位工具包括稅收紀錄，食品製程的可涉性等這些資訊之收集整合相對地容易。
2.
預防性的維護作業
另一種應用實例是將農機使用數據與原製造廠商加以結合，因此對於使用之農機具可以進行預先性維護。
感測器的連結與應用可以使得製造廠商得以追蹤其產品的使用情形，可以探查性能之損失與提供預防性維護作業。這些收集數據又可協助廠商瞭解使用者需要，以改善其生產線上的產品。
3.
共享知識使得農業生產最佳化
除上述之預防保養，使用收集的數據可直接改善實際的生產作業，包括作物與工具。
以知識共享的方法，可以最佳化的使用肥料，殺草劑與燃油。在一項研究中，知識共享可以增加20%之收入，減少化學品與燃油之使用量10%－20%。
但是這種知識之共享需要更廣泛之數據收集與交換。
4.
對農業企業模式與生態之衝擊
上述知識共享方式創造一個新工作之知識服務業。例如對於栽培知識之專業知識，對未來市場之預測與生產行事曆之服務工作。
使用IOT，對農業此產業創造了一個更複雜的價值網，而此價值網走可能衍生一個新身分“連結供應者＂。用以連結農機銷售商，生產商與使用者等。
這種連結者對農場管理需要提供更完備的服務，而與軟體產業等其他產業要有更多連結。
5.
生態系統之連結
精確農業的發展是基於數據收集與分析的能力。為了得到顯著的結果與最佳化生產，數據需要收集，以建立更高層次的知識，而不是只是農場作業的探查。
在此說明一個數據交換平台的重要性，需要許多數據收集者的相互合作，而這些收集者可能來自不同領域，而且其興趣相互衝突。
因此IOT之價值鏈與這種數據交換組織十分相關。IOT之應用必須能夠自數據產生之知識，而且建立一個最佳化服務之商業模式。
6.
數據平台之急迫性
與其他產業相同，農業要在應用IOT得到利益，就必須發展此IOT平台。
此產業之大型成員，例如John
Deere農機製造商或是Monsanto種苗商，在IOT農業本來具有關鍵性角色，因為其本身已具有其技術與數據平台。
這種大型成員之技術平台，與其他技術的控制者結合，其重要性在於可以建立市場之安全性與標準。
然而此IOT農業最大的價值在於對數據之控制。藉由控制數據，提供服務，可促進生產過程之最佳化。在工業界，可以藉由數據之獨占性以建立強力障礙以阻止他人進入，並且獲取回收利益。此趨勢可以自工業界應用於農業。
III.
採用IOT之挑戰
雖然農業採用工業4.0技術，對農業有所幫助。但是採用過程與轉換需要時間。此農業在採用IOT技術，面臨顯著之挑戰。
1.
需要標準化
發展農業4.0，需要技術的標準化，以確立設備彼此之相容性。
在考慮農機設備之使用年限，標準化是基本要求，由此可使技術之選用可以交互配合。尤其在開發新機具。
在歐洲，農機標準化是來自AE下與AgGateway等機構，其制定標準內容描述於參考文獻（14）。
農業4.0之新挑戰在於數據交換與通訊標準化，用以連結不同系統，涵蓋所有農業領域。
2.
農場的現代化
IOT農業另一個挑戰是農民與農場需要再投資於現代化生產。但是由於農業利潤之考量，很少能夠給新的生產工具新的資金。
歐洲農業另一個問題是農業人口之老化，在2013年有56%之農民年齡大於55歲。因此有數位化能力之農民數目有限，需要額外投資經費以訓練。
此外，投資新技術之意願與能力十分分歧。
3.
基本建設之現代化
在鄉間發展通訊基本建設是IOT農業之重大挑戰，目前之無線通訊以都會區為主。
數據之交換與分析是農業4.0之關鍵。鄉間通訊網路設備是基本建設。以歐洲為例，目前鄉間無線通訊其覆蓋率為40%。
References
1. Manufacturing.net, 2016,
John Deere On Bringing The IoT To The Farm at: https://www.manufacturing.net/news/2016/05/john-
deere-bringing-iot-farm
2. 365 Farm Net, 2017,
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Available at: http://www.xn--landtechnik-anschlussfhig-machen-
6yc.com/Whitepaper_Agriculture4.0_January2017.pdf
3. Euractiv, 2016,
Farming 4.0: The future of agriculture?, Available at:
https://www.euractiv.com/section/agriculture-
food/infographic/farming-4-0-the-future-of-agriculture/
4. Wired, 2017, Robots
Wielding Water Knives Are the Future of Farming, Available at: https://www.wired.com/2017/05/robots-agriculture/
5. MIT Technology Review,
2016, Six Ways Drones Are Revolutionizing Agriculture, Available at:
https://www.technologyreview.com/s/601935/six-ways-
drones-are-revolutionizing-agriculture/
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2016, Fahrzeugzulassungen (FZ) Bestand an Kraftfahrzeugen und
Kraftfahrzeuganhängern nach Fahrzeugalter, Available at: http://www.kba.de/SharedDocs/Publikationen/DE/Statistik
/Fahrzeuge/FZ/2016/fz15_2016_pdf.pdf?
blob=publication File&v=2.
 7. Euractiv,
2017, Technology will make farming more transparent to consumers,
Available at: https://www.euractiv.com/section/agriculture-
food/news/commission-technology-will-make-farming-
more-transparent-to-consumers/
 8. Huawei,
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http://developer.huawei.com/ict/en/news/oceaceanconnect
-2016-08-31-intelligent
9. Nesta, 2015,
Precision Agriculture: almost 20% increase in income possible from smart
farming, Available at:
http://www.nesta.org.uk/blog/precision-agriculture-almost-
20-increase-income-possible-smart-farming
10. Euractiv, 2016,
‘Farming 4.0’ at the farm gates, Available at: https://www.euractiv.com/section/agriculture-
food/opinion/farming-4-0-digital-technology-at-the-farm- gates/
11. Harvard Business Review,
2014, How Smart, Connected Products Are Transforming Competition,
Available at: https://hbr.org/2014/11/how-smart-connected-products-
are-transforming-competition
12. The Motley Fool, 2014,
Why Monsanto Might Be the Best Internet of Things Stock, Available at:
https://www.fool.com/investing/general/2014/12/06/mon
santo-might-be-best-internet-of-things-stock.aspx
13. Business Insider, 2016,
Why IoT, big data & smart farming are the future of agriculture,
Available at: http://www.businessinsider.fr/us/internet-of-things-smart-
agriculture-2016-10/
14. CEMA, 2017, Digital
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http://cema- agri.org/sites/default/files/CEMA_Digital%20Farming%20-%20Agriculture%204.0_%2013%2002%202017.pdf
15. CEMA, 2017, Connected
Agricultural Machines in Digital Farming, Available at: http://www.cema-
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16. JRC, 2014, European
farmers’ intentions to invest in 2014- 2020: survey results, Available
at: http://www.ab.gov.tr/files/ardb/evt/1_avrupa_birligi/1_6_r
aporlar/1_3_diger/agriculture_and_fisheries/European_Farm
ers_Intentions_to_Invest_in_2014-2020.pdf
17. European
Commission, 2017, European Digital Progress Report: review of Member
States' progress towards digital priorities, Available at: https://ec.europa.eu/digital-single-
market/en/news/european-digital-progress-report-review-
member-states-progress-towards-digital-priorities
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