北大荒垦丰种业:“农业芯片”哪家强?数字技术稳中华大粮仓

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文丨秦丽   

来源丨首席数字官

一粒看似十分微小的种子,在农业发展中却扮演着非常重要的角色。好的种子,既是农业实现高质量发展的关键,也是提高农业国际竞争力的关键所在。正因为如此,种子被称为农业的“芯片”,而种业也一直被称为农业中的“芯片产业”。

北大荒,素有“中华大粮仓”之称,每年生产的粮食总量可养活1亿中国人,是国家粮食安全的“国家队”与“排头兵”。

北大荒垦丰种业股份有限公司(以下简称“垦丰种业”),正是这样一家“国产农业芯片”明星企业。垦丰种业聚焦玉米、水稻、大豆、麦类等农作物的种子领域,集研发、生产、加工、销售、服务和进出口业务于一体,具有完整产业链、多作物经营的现代化大型国有控股种业公司。

近年来,垦丰种业致力于打造“以商业化育种为核心的研发创新体系”、“以全程质量控制为核心的生产加工体系”、“以全方位终端服务为核心的市场营销体系”和“支持与服务型总部”的“3+1”体系。

垦丰种业商业化育种管理平台,作为“3+1”体系的重要组成部分,是垦丰种业通过数字化手段来推动企业研发管理的创新与发展举措之一。在垦丰种业总经理刘显辉看来,数字化的科技创新,不仅仅是支持工具,更是引领业务发展的重要路径。

商业化育种,势在必行

作为农业大国,我国的农业产业呈现出土地分散、小农户经济等特点。从国家层面来看,正在大力推动土地规模化,培育新型的规模化的农业经营主体将势在必行。粮安天下,种筑基石。因此在从“小农户”向“大农场”转型的过程中,种子的研发尤为重要,商业化育种也将势在必行。所谓的商业化育种,不同于传统的经验育种,更以市场需求为导向,品种具有高产、稳产、广适、抗逆性好等特点。

作为国内前三强的种业企业,垦丰种业也在积极的加速推进商业化育种进程。在此过程中,垦丰种业遇到了一些亟待解决的问题,迫切需要更加高效、便捷的管理和技术手段,提升育种工作效率和管理水平。这些问题主要表现在以下四个方面:

第一,随着公司育种规模的不断扩大,育种站和试验站点的增加,育种材料、测配组合和田间小区的极速扩增以及数据采集量的加大,迫切需要提升育种工作效率。

第二,田间性状数据采集时,不同团队、不同场景、不同人员的记录方式差异很大。使得数据采集标准、记录形式不一致,不利于数据在团队内和团队间的共享利用。因此迫切需要将标准进行统一。

第三,在以往的育种过程中,材料(即种子)由各课题组负责,数据记载不全不准不规范情况普遍,有时也可能会流失,给公司造成了不可逆的损失。迫切需要一个平台将材料数据统一保存,将数据与实物对应。

第四,育种家进行材料决选时需要大量多维度的数据作为筛选依据。目前手写纸记的传统方式费时费力,田间工作强度大的同时严重制约了决选效率,迫切需要高效采集、快速汇总、自动分析、随时查询的现代化技术手段。

为了有效解决以上问题,针对玉米、常规稻、杂交稻、大豆四类作物的商业化育种技术体系和管理模式的特点,垦丰种业与赵春江院士团队(北京农业信息技术研究中心)于2018年合作设计了垦丰种业商业化育种信息化规划方案,定制开发垦丰种业商业化育种管理平台。

垦丰种业商业化育种管理平台,是目前国内最领先的技术和商业化育种思想相结合的管理软件,力求用数字化手段来推动农业研发管理的创新与发展。垦丰种业商业化育种管理平台,也在“2020年度数字化转型与创新评选”中,荣获“数字企业”奖项组别中的“智慧农业典范”奖项,受到了评委会专家的一致认可。

三大系统,支撑育种工作转型升级

垦丰种业商业化育种管理平台,将区块链、物联网等现代信息技术,与商业化育种技术融合创新,构建了“互联网+”商业化育种的大数据技术体系。平台实现了对育种材料、亲本组配、品种选育、品种测试、系谱追溯、田间性状采集、多年多点数据分析等常规育种全流程管理。性状采集信息化、田间操作标准化、数据分析自动化,使得垦丰种业在育种流程上实现了科学管理、专业分工、流水化作业,助力垦丰种业的整个育种工作由传统育种向商业育种、由经验育种向精确育种转变,提升了育种工作效率和管理水平。

垦丰种业信息总监(CIO)任荣荣介绍,该平台包括三个系统,作物育种数据管理与分析系统,基于RFID的育种电子标签制作系统,基于Android手机/PDA的性状数据采集和查询系统。

第一,作物育种数据管理与分析系统:针对商业化育种过程中高通量性状数据获取、高效率试验设计与规划、高强度育种数据评价技术手段落后的现状,研发主要作物全生命周期、全业务流程的作物育种信息管理与分析系统。

第二,基于RFID的育种电子标签制作系统:实现作物育种电子标签制作,为用户提供一个简单便捷的一站式制卡打标环境,提高工作效率,实现育种试验小区的准确、高效标识。


第三,基于Android手机的性状数据采集与系谱追溯系统:基于RFID技术通过手机扫描直接定位到小区,完成数据采集工作,显著提高性状采集效率,降低劳动强度。


克服三重难题,确保平台畅通运行

垦丰种业商业化育种管理平台,从2018年8月份开始进入调研,2019年4月份正式上线。截止2020年10月,平台已经使用1年半,完成了南北两个育种季完整的育种操作,并受到了育种者和管理者的一致好评。这同时也意味着,目前已有30多万亩作物的各类数据,正在平台内运行。

平台建设中,最大的难点是什么?在信息总监任荣荣、项目负责人马英贤看来,最难的是“不懂育种专业知识”。为了能跟育种家保持零障碍交流,企业内部项目组的4名内部顾问人员,密集学习了大量的育种知识,并到田间地头走访,了解各个环节的操作习惯和数据记录特点等信息。

与此同时,这个由4名内部顾问、数名企业内部业务负责人、20多位外部专家组成的项目团队,还克服了项目三大难题,并且都找到了稳妥的解决方式。

难题一:各团队内部业务流程不同,数据记录形式不同,无法达到数据的统一性和标准化。为此,项目组在项目初期,做了大量的需求调研工作,将不同团队间的业务操作重新梳理,最终形成统一的操作流程并制定全公司统一的数据标准与操作规范。

难题二:与企业应用系统和硬件设备的集成。公司内部IT环境复杂,有不同平台、不同开发语言、不同数据库构建的多样化软件系统,为保证各系统的高效协同,需要规范设计外部接口。为此,项目团队通过应用层接口,实现了平台与各应用系统间的数据交互。另一方面,田间仪器设备类型多、型号广,且都需要与平台协同完成相应工作,但各型号仪器设备接口形式与数据格式皆不相同,需要平台针对各类型设备定制开发专用接口。为此,项目组经过多方努力完成了设备和系统间的数据对接,实现数据上传,避免人为输入而发生的误差或错误。

难题三:在项目实施推广过程中,要使每个人掌握平台所有功能困难较大。为此,在项目实施中,实施骨干必须全会,多数人按职责熟练使用相关功能即可。

解决三大难题,确保了平台的稳妥上线。在平台上线实施的过程中,项目组先后展开50多次线上线下培训,累计培训用户1000多人次。项目团队成员还先后前往散布全国各地的各育种站开展实施工作。

这意味着,项目实施之初制定的三大目标,也均已实现:第一,制定垦丰种业作物育种性状信息采集等标准。第二,建设垦丰种业商业化育种管理平台。第三,实现垦丰种业育种的全过程精细化管控。

五大创新亮点,助力垦丰种业智胜未来

商业化育种模式,区别于以往的经验育种,使育种模式实现规模化、流水化、分工化,使团队间、人员间职责、业务更加清晰。垦丰种业商业化育种管理平台,具有以下五大创新亮点。

亮点一,基于RFID的田间性状数据移动采集、实时传输、自动汇总,提高了采集的规范性和准确性,降低了试验误差。

亮点二,企业应用软硬件产品数据互融互通,各环节业务实现高效无缝对接。

亮点三,制定并落地实施了统一的作物育种性状数据采集等企业标准,为企业育种大数据资源建设提供了基础保障。

亮点四,标准化的试验设计和数据分析方法,提升了数据利用效率。

亮点五,育种全程信息化管控,有利于企业全面掌握公司研发能力、研发规模和研发进度,为团队绩效考核和育种技术路线调整提供数据支撑,做到精准施策,大幅提升了公司管理效率。

任荣荣表示,数据是数字化时代的黄金和石油,垦丰种业也同样注重数据的价值,通过数据分析洞察数据价值,推动公司业务的创新与发展——未来,垦丰种业将是一家数据公司。

基于这样的定位,垦丰种业自2018年便启动了数字农服项目,推动公司由种子提供商向客户服务商的转型,结合3S、物联网、大数据等技术,建设数字农业服务平台,为农户提供种、管、收、储、运、加、销的全流程服务,即从种到销完整的解决方案,让农民种地更省心,收入更称心。这一农业领域的数字化解决方案,正是以数据为服务依托,实现了精准农业服务。

作为一家数据服务公司,数据将成为最重要的资产,数据能力将成为最核心的竞争力,垦丰种业也将进一步夯实其农业领域“国产芯片”排头兵地位。

zhangsan
首席数字官
锦囊专家数字化转型自媒体

首席数字官(Chief Digital Officer),让数字化转型的趋势洞察、前沿科技应用、模式创新、优秀案例、领军人物,变得触手可及。首席数字官是锦囊专家旗下的新媒体平台,汇聚万名平台专家智慧,成就CDO!

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