農業供應鏈優化和價值創造
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2020-08-21
許多產業的公司發現透過數位分析的技術應用於新的業務模型和產品可創造價值。現在，農業相關人士發現以這些技術對於農場到消費者間扮演一個優化農業供應鏈重要的角色。農業相關人士藉由數位孿生（Digital Twin）供應鏈中大量收集來的數據使其能在其他行業中引領先鋒。數位孿生指透過存在於虛擬世界的「雙胞胎」，來顯示現實世界中的物體可能的反應、狀況或是效能等。
這些虛擬副本使公司模擬運行並優化既有模式，從而顯著節省系統運輸作物的成本。在本文中將討論為何農業供應鏈如此複雜、公司如何使用數位及分析技術來優化面臨的問題以及相關人士採用如數位孿生等技術將可在充滿挑戰中的市場獲得競爭優勢。
複雜的供應鏈
供應鏈流程在各行業中的本質是非常複雜的，他具有多種功能，有可能相互衝突的目標經交互作用後的結果不盡相同，且可能在物質與資訊流間相互依存。農業供應鏈因網絡的零散使得運作更加複雜，典型的農業供應鏈包含三步驟：從農民到中間穀倉，從中間穀倉再到轉換廠，最後再從轉換廠至客戶手中，每個步驟都需要多項決定來運作。因此，對於每個決策，每個可能的方案將使優化分析陷入複雜的情況，供應鏈在每一步的分散性與可能的流程進行加乘作用，進而產生數以千計的結果。
如一間公司擁有超過300種的穀物、300多個穀倉、7,000多個其他儲存點及超過20萬多種的運輸選擇。這將使每個結果的不確定性讓情況變得更加複雜，這種不確定性主要來自2個因素：營運因素（例如：每個領域的產量無法預測）和外部因素（例如：氣象條件、資源投入、農民能力以及全球供需不平衡引起的價格波動）。以食用糖來說，十年間作物產量數據的分析顯示出超過150種作物收集計畫與分配物流有關的農藝方案（農藝方案定義為每塊地的一系列潛在產量）。
數位孿生如何發揮功能
先進的數位與分析技術提供了優化農業供應鏈的方法，現今的農業正收集比以往更多的相關數據，如：農藝學、氣候、物流和市場價格波動等。現今，數據儲存的容量已提升、儲存成本下降和計算能力提高，同時，預測數據科學和規範優化技術都已經成熟並獲得了知名度。吸引人們使用數位和分析技術的方法是創建從農民到最終客戶的物理供應鏈的數位孿生，並使用它來運行虛擬仿真和優化步驟。
數位孿生包括供應鏈和其接口的所有元素，如：採購、生產、庫存點、運輸、倉儲和成品銷售點。參與人員可以根據不同的組織需求來進行各種目標函數的數學模型校正，如：利潤、流通量、週期或庫存優化。數位孿生的價值在於其強大的預測能力，它以人工智慧作為演算的基礎來探索所有可能的排程和調度組合以及變量（例如：批量），同時，可在用戶定義下的條件執行多變量函數的優化。當發生意外時，優化器可即時重新運行排程和調度，如：緊急訂單或需求變更可立即集結起來進行修訂。
數位孿生也提供快速的可擴展性，即能夠在動態適應過程符合客戶需求，進而提供快速的初步解決方案。這樣的敏捷反應可將客戶的需求快速的數字化，進而確保解決方案能快速產出，如：在2至3個月內滿足80%的用戶需求，接著根據需求的變化持續更新，因此能夠在較短的開發週期下完成任務。【延伸閱讀】日本智慧農業實現農業的未來
數位孿生如何實現
隨著高階管理人員的價值越來越清楚，數位和分析技術已成為他們首要關注對象，如：超過一半製造業公司在其營運過程中正試著使用數位程式，儘管這樣的趨勢是有希望的，但許多公司仍在努力將數位和分析技術充分發揮其全部潛力。McKinsey研究和經驗表明不到30％的公司能成功地將這項技術從試驗階段到全面解決的階段。
大多數的公司都了解應用數位孿生的技術挑戰，如：開發解決方案的核心引擎、創建支持決策的用戶界面和利用現有系統（企業資源計劃系統）透過雙向接口的方式將解決的辦法導入IT中。事實上，獲取價值需要三種面向，然而，即使具有強大技術的公司仍難以充分發揮數位孿生的潛力。因此，若要成功發揮作用需要另外兩個要素，如下：
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足夠的行業背景及專業的供應鏈來定義數位孿生的目標功能：該解決方法需要端點對端點的概念及正確的物理和時程級別，根據有關的增量精度、實施速度和執行動作以支持作出決策。
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變革管理需所有相關利益者共同努力（從農民到農業生產者）：農民應為作物收集計畫和物流集結的變化做好準備，相關人員應告知農民這種變化的潛在好處，如增加對其作物的報酬。當一個農企業近期透過數位孿生優化其供應鏈時，多達三分之二的農民會看到他們作物收割期的變化，且作物報酬增加了3至5%。農業供應鏈團隊也需轉變觀念，相關人員應鼓勵他們使用數位孿生來進行排程和異常管理，而非依賴頻繁的重新排程和消防活動。
當今的農業企業面臨日益嚴峻的環境，但是數位和分析技術提供了強大的工具，可為那些知道如何良好使用這項工具的人們釋放新價值。儘管在採用過程中有很多陷阱，但成功後的好處是顯而易見的。數位和分析技術藉由釋放農業供應鏈中未開發的價值，可為業界領導者提供新的競爭優勢。
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