Thomas Herlitzius：农业与自动化联系可挖掘更多潜力

以“工业4.0”牵手“中国制造2025”为主题的中国智能制造国际高峰论坛暨中国智能产业创新创业大会（以下简称“高峰论坛”）今天在山东济南举 行。德国德累斯顿工业大学教授托马斯·赫利特苏斯题为《Mobiel Cyber Physical System concept for controlled agri-cultural environments》的主旨报告，他认为，

以下为报告实录全文：

托马斯·赫利特苏斯：女士们、先生们，非常感谢给我这样一个机会跟大家分享一下关于信息物理融合系统在农业方面的应用，感谢各位对我盛情的款待，感谢中国人给我热情的友谊。我们今天要谈什么呢？谈一下信息物理融合系统。我在德累斯顿工作，我代表我们的大学和学院发表演讲。我们学院关注以人为本的信息物理融合的系统。你可以看到，在信息CPS系统研究中，我们做了很多相关的工作。

首先要讲几个方面的主要内容：

第一，在全球方面的机遇。

我们看看它在农业角度的应用，它代表着未来的趋势，它更加复杂，它不如工业那么简单，但是它也带来了机会去使用机器人，我再给大家讲讲使用的例子，再看看机器人怎么在农业环境中使用，是怎样使用农业环境高效工作的。最后我会得出一个结论。

我们看一看在设计工程方面，必须要提高设备的生产率和效率。这个机器要做什么，它的要求是什么？一般来讲，我们要更好的生产率、效能和质量、更好的成本，当然我们希望它的成本越来越低，我们设计一个机器的时候一般考虑这四个方面的要求。现在我们也在考虑另外一个重要的指标，希望它们有更好的互联网的连接性，在农业生产中，农业要生产食品和粮食，机器也必须实现这样的目标。关于农业的机器，它要达到这些目标，这个机器流程设计非常复杂，在流程之前和之后都要考虑相关的因素。把不同流程的不同环节更好地连接，通过这个连接看看这个系统怎么连接、怎么在部分间共享，这个是在设计中非常重视的，这样就有很多的机会。运用好的话，就能够使我们的农业生产更加有高效。关联性和连接性是一方面，未来我们对农业的生产有更多要求，使对农业生产有持续性，并且循环使用，所以我们一直考虑生态的内容，它对于我们资源的使用应该是更加有责任，因为我们的资源是非常有限的，同时我们也应该保持这种生物的多样化。在农业的生产和发展中，南美和北美在关注这样三个不同的领域。但是我想告诉大家，在全球都应该是这样做的，这是未来的趋势。我们看看2025年在每一方面都能够做很好，那时候有90亿的人口，只有这样做才能在全球养活90亿的人口。

我们把这个系统放在生态的环境中看，（图）这是一个壳，最外面一层是生态的环境，我们要实现这种生态的友好，然后在里面要有不同的层次、生态、流程和机器，里面是部件，是一层一层的系统。我们看一看怎样定义这样的信息物理或者CPS系统。对CPS系统有不同的定义，所有的定义都有这样的信息，都认为CPS系统把机器连接到信息的系统中，它看上去也不是那么复杂。

（图）这边有一个例子。CPS把更多的东西整合在一块儿，CPS系统或者叫信息物理融合的系统，大家不用太担心。即便你不了解它也不用担心，只要我们有了这个信息的技术，只要把这个信息和物理融合在一起，内部就可以做更多的工作，你不用做更多的工作，有很多的自动化和高效的设计。所以说，CPS系统和物理的整合也会给我们带来更多的机会。

在农业当中怎么去使用它？农业中不同的部门和不同机器间的联系是很重要的，机器和机器、机器和人、机器和基础设施的联系、人和基础设施的联系中间有不同的流程，包括在种植、生产、收获的时候有不同的环节，每一个系统都是可以理解的。我们可以提高它的自动化水平，但是它整个是非常复杂的，因为有这么多不同的环节。与工业相比，它更加复杂，这个复杂性也会创造更多业务的机会。

我们怎样去做农业的整合？大家可以看一看CPS中的模式（图）。这里面有些主要的点、主要的环节。首先是提高自动化，自动化是非常重要。很久我们开始做自动化，首先用自动化提高生产效率，然后用它优化机器，用有限的人力资源做更多的工作，不用人去做这样的工作。所以说，自动化本身已经有很长的时间了，在农业不同的环节已经实现了较多的智能化，自动化的技术也非常成熟，面临着新的机遇。不仅仅这个技术或者这个机器本身实现自动，应该在整个流程中实现自动化。所以说，我们不仅仅光考虑单个机器本身，我们可以看到机器之间有这样一个连接，对安全会有更好的提高。在这个过程中会引起信息的流动，也会带来信息的安全的问题。所以说，在机械设计方面的能力也需要有更高的要求，但这也是对信息技术的能力也有更高的要求。现在要做更多跨学科的工作和相互联合的研究，这样才能使整个流程的互联互通有更强的可靠性，在农业环境中可以这样去使用。另外，针对不同的情况可以有不同的业务模式形成。

我们可以看到，新的业务模式带来新的机会。对新的业务模式要做定义，定义的时候要把哪些利益相关方给放进来？它其实是一个完整的、全面的系统，它会把整个的相关的都整合到这样一个产业链中。所以说，在某一个具体的环节中做一个创新，但是也应该是整合到整个系统和产业链中。那么，会有更多的相关方加入到这个产业链中。从我的角度来讲，我们认为现在这个业务模式还没有很清楚的定义，但是我们知道这个方向还是非常清晰的。通过这样来做，我们需要对于这样系统的创造有更多需求，抓住这样的机遇，然后不断地完善它、使用它。

从另外一方面我们也需要从工程方面的设计实现这个要求。另外一个非常重要的事情是什么？为了实现这些，我们将在CPS中进行协作。自动化到目前为止已经把人们解放出来了一些力量和资源，看看能不能更好地发挥自动化的优势，让它给我们带来更多效率和效能的提高。在农业环境中，把它放到农业环境中，农业环境是很复杂的环节，所以说我认为把农业跟自动化联系的话，应该会有更多的机会，有更多的潜力去挖。在农业和CPS的整合中，我们会有这些考虑的要点。一方面是自动化，把自动化跟不同的环节之间的协作。这是我的一个看法，我们必须要考虑的要点。这一点不仅对CPS来讲是这样的，其实对各种各样的其它的CPS也是使用的。

我们看一看基础设施的结构（图），看看现在自动化的结构是什么样的。现在的自动化结构有着不同的层次，有农业运营的层次、应用的层次，它是线性的，每一个层次当然会有不同的自动化水平，但是它是层次性的结构。现在的CPS的模式再做这种自动化的话，它的结构会有变化，不再是层级式的结构，而是相互关联的扁平式的结构。