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農業食品業的技術趨勢 Advanced Technologies for Industry Sectoral Watch : Technological Trends in the Agri-Food Industry
2020/08
EU Union
https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/3dbf9099-ebf9-11ea-b3c6-01aa75ed71a1/language-en?WT.mc_id=Selectedpublications&WT.ria_c=41957&WT.ria_f=5961&WT.ria_ev=search
該部門報告是基於歐洲委員會、中小企業總局和中小企業執行機構主導的工業先進技術(Advanced Technologies for Industry , ATI) 項目框架下編寫而成,目的為分析農產食品領域中先進技術、企業活動和技能需求的發展趨勢,從多方數據說明工業政策重點的16項先進技術在歐洲和主要競爭對手經濟體的行業應用,透過這些技術實現流程、產品和服務創新,進一步帶動工業現代化。先進技術被定義為改變商業和社會環境的最新或未來技術,包括尖端材料 (advanced materials)、先進製造 (advanced manufacturing)、人工智慧 (artificial intelligence, AI)、擴增和虛擬實境 (augmented and virtual reality)、大數據 (big data)、區塊鏈 (blockchain)、雲端技術 (cloud technologies)、連接性 (connectivity)、工業生物技術 (industrial biotechnology)、物聯網 (Internet of Things, IoT)、微奈米電子 (micro and nanoelectronics)、行動通訊 (IT for mobility)、奈米技術 (nanotechnology)、光子學 (photonics)、機器人 (robotics)和安全性 (security)。該報告利用專利分析、募資狀況和技術採用等數據,探討先進技術在農產食品行業中的趨勢。

農產食品部門由農業和農場以及食品加工活動組成,面對全球人口快速成長和氣候劇烈變化,提供永續糧食和農業生產系統是目前主要挑戰。精準農業是未來農產食品的核心,透過數位化減少資源消耗和監控農業產出的現代農業實踐,提高農業生產效率並同時限制生產對環境的影響。精準農業市場在2020年估計為64.6億歐元,預計2025年將成長至118億歐元。精準農業使用物聯網、感測器和農場管理系統來支持決策、監控產量和偵察作物,並且有效地使用水資源進行灌溉、播種、施肥和噴灑農藥等,例如物聯網技術能實現水管理應用,進行精確灌溉同時提高農作物產量、降低成本,有助於環境永續發展。消費者對食品安全的要求也推動先進技術的採用,例如監控生產流程、檢測食物中異物以及清潔和消毒機器等。

農產業的技術轉變與工業4.0進程一致,工業流程自動化推動農業4.0的成形,農產食品在自動化方面的技術應用包括物聯網、先進製造、光子學以及機器人,尤其是協作機器人 (collaborative robot, co-bots) 的應用,co-bots是設計和人類在共同工作空間中可近距離互動的機器人。該報告使用專利分類和特定行業的專利活動來追蹤技術發展,根據Fraunhofer系統與創新研究所開發的分類,對食品、農業和生物經濟領域的專利進行分析,該分類可用於識別特定的國際專利代碼,進一步獲取歐盟和全球農產食品領域的專利相關活動。結果指出,德國是2017年農產食品專利最活躍的國家,其次是法國和荷蘭。歐盟也是全球該領域專利活動的領導者,美國緊追在後,其次是日本、韓國和中國。但近幾年除亞洲國家外,其他國家在農產食品領域的專利申請皆下降,特別在2015-2017年,中國在世界農產食品專利的比重大幅成長,日本和韓國也顯示成長,代表亞洲對該行業專利的重視,此結果與亞洲業者在過去二十年於農產食品市場的活躍有關。

該報告對農產食品公司的網站進行深入研究,分析該領域在先進技術上發展狀況。結果指出,工業生物技術是與農產食品行業公司網站最相關的關鍵字,其次是機器人技術和大數據。工業生物技術對世界食品安全、營養和健康方面扮演重要角色,包括使用酵素和微生物製造含有生物基底的產品 (bio-based products) 來提高農作物對昆蟲和疾病的抵抗力以實現更高產量的目標,也可用來增強動物對抗生素和傳染病的抵抗力,有助於永續農業生產系統發展。機器人和協作機器人在食品加工和處理食物上提供幫助,包括包裝、疊棧、物流、去骨,分割,裝飾和組合食品等。最近也在農業中可見機器人技術的應用,如收割、播種和擠奶等,但這方面技術仍處發展階段。

該報告使用Crunchbase和Dealroom資料庫收集餐飲業和食品加工公司的投資規模。結果顯示整體募資金額最高的國家為西班牙,其次是法國和德國。且歐盟27國近期幾輪的募資金額很高,最近一次的總金額超過30億歐元,資金類型主要來自種子資金 (seed funding)、創業投資 (venture capital)、股權型群眾募資 (Equity Crowdfunding) 和私募股權 (private equity)。該文也從資料庫中分析2009至2019年中此產業新創公司的服務內容,新創公司的活動能快速反映該行業需求,代表技術發展的最新趨勢,內容顯示最常見的服務技術類型是電子商務和互聯網的應用,這也突顯數位化對該領域的重要性。新創公司的數量比重在歐盟27國中以德國 (18%) 最高,其次是西班牙(14.9%) 和法國 (14.7%)。

該文使用LinkedIn的數據來分析歐盟先進技術專業人員的投入情形,結果顯示工業生物技術技能的專業人員占比最高,其次是先進製程和雲端技術人員。法國、西班牙和義大利在農產食品領域中具有先進技術技能的專業人員數量最多,從2018年至2019年,成長數量最快的五項技能為人工智慧、安全性、區塊鏈、物聯網和大數據,其中又以人工智慧專業人員的成長最多,集中在愛爾蘭、波蘭、荷蘭和義大利。目前歐洲市場上對物聯網和大數據的人力需求最多。

雖然大部分的數據皆表明先進技術對農產食品行業的重要性,但仍有許多挑戰需要克服。首先是農產食品業者往往不願採用新技術,因為它改變目前的工作方式,且無法充分地向農民或企業證明使用這些技術的具體效益,因此如何說服公司將成本投入於工業生物、機器人和大數據等技術仍是一大挑戰。其次是農產食品行業受到監管部門的嚴格監控,導致企業在引入創新技術的同時,必須符合現行法規的規範,這提高企業轉型的門檻。最後、機器人和大數據等創新技術的實施可能破壞原有農產食品供應鏈的商業模式,例如大數據資料的處理和收集,就延伸出資料所有權歸屬和客戶隱私問題,因此企業在評估新技術導入前,也必須同時考量其對原本商業活動的影響。

新創公司面臨的挑戰包括與健康和安全有關的嚴格監管框架,以及歐洲境內的跨國併購法案阻礙中小企業的長期發展,歐洲成員國之間立法不同調更加劇此類情形,甚至阻礙歐洲境內公司擴大規模和國際化。例如在乳製品業,瑞典具有某些細菌檢測技術並可提供實際運行的商業模式,儘管該技術已證實能夠為動物福祉 (animal welfare) 和抗生素的使用帶來相當大的好處,但由於立法框架不同以及獸醫團體的阻擋,使其商業模式無法在法國實行。

在農產食品利益相關者和會員國中,農業轉型可以分為兩個方向。一種是規模較小的老式農場,這類業者較不願意導入數位化,儘管他們不排斥接受技術性的解決方案,但會導致這些農民錯過數位化的最佳時機。另一種是規模較大的農場,年輕的農民較接受數位化的轉變,也唯有依靠這些技術才能管理如此規模龐大的農場,二者之間還需要磨合來彌補技術上的差距。例如透過對現場顧問和創新中介機構進行技能培訓,向農民和企業提供有關技術導入上的建議,並專注於農學家和工程師的教育,可以解決先進技術技能和知識的障礙。

由於農產食品部門受到新冠肺炎病毒 (COVID-19) 的影響,為了在整個疫情期間能確保員工繼續至現場工作,目前必須將重點放在保護員工健康以及做好相關的隔離措施,避免員工之間交叉感染,確保食品供應安全。與糧食有關的進出口活動不能因疫情中斷,尤其是糧食自給率高的國家需要維持其出口以確保自給率低的國家能獲取足夠糧食。相關監管機構也須嚴格執行規定以確保病毒不會污染食物。歐盟的農場大部分為外籍勞工,部分國家已主動號召工人回來上班,以確保足夠人力維持農業活動的運作。部分價值鏈業者受疫情影響較小,如畜牧業的飼料供應商表示原料供給正常。在零售價值鏈領域,由於運輸限制、邊境管制以及餐飲業的關閉而存在嚴重問題,只能等待重新開放或透過外送服務來解決目前困境。從長遠來看,供應鏈因疫情影響導致產量下降,很有可能造成原物料成本上升,對整個農產食品行業產生嚴重影響。在疫情流行期間,許多家庭已開始囤積物資,但可能因為保存不當或未注意有效期限而造成過多糧食浪費,關於這點德國等政府已開始向購物者提供指導方針,鼓勵民眾理性購物並提供有關如何儲存食物等資訊,以防止因囤積過多庫存而造成浪費,荷蘭、斯洛維尼亞和希臘也相繼跟進採取此作法。
鄭勝元
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