當農業與自動化相遇:食物的垂直未來
As urban populations grow and traditional agriculture faces increasing pressure from climate change, land scarcity, and supply chain disruption, interest in vertical farming is growing once again. While the approach has been in use for decades, changing market conditions along with continued advances in environmental control and automation technologies are shaping how these facilities evolve and expand.
垂直農業的核心在於利用水耕、LED照明和氣候控制系統等技術,在可控的室內環境中,以垂直堆疊的方式種植作物。透過將生產與自然環境脫鉤,這些農場可以全年運營,不受天氣、土壤品質或地理位置的影響。
為什麼這很重要
到2050年,預計全球近70%的人口將居住在城市地區,這將增加對本地生產食品的需求(*1)。同時,耕地面積不斷減少,水資源面臨壓力,近期發生的各種中斷也暴露了全球食品供應鏈的脆弱性。垂直農業提供了一種將生產更靠近消費、同時減少對外部因素依賴的途徑。
它的優勢顯而易見:
- 更高的生產密度,多層種植系統可顯著提高每平方公尺的產量。
- 用水量較低,在某些系統中,垂直農業可減少高達 98% 的用水量(*2)
- 受控環境確保了全年持續穩定的產量
- 由於種植環境封閉,化學投入量減少。
- 更短的供應鏈,提高產品新鮮度,減少運輸距離
這些因素使得垂直農業對綠葉蔬菜、香草和特色農產品等高價值作物特別具有吸引力(*3)。儘管垂直農業正在全球擴張,但能源利用、成本和作物適宜性等方面的挑戰仍然存在。因此,在土地、水資源或氣候限制大於能源需求的地區,例如新加坡或中東,垂直農業往往能創造最大的價值。
自動化的角色:農業與内部物流交會點
Automated mushroom cultivation in a vertical farming facility
許多現代垂直農場的核心是先進的自動化技術。它的運作方式與傳統農業截然不同,更像是自動化生產環境。作物在嚴格管理的流程中受到監控、控制和輸送,使農業生產更接近物流系統,而非傳統的田間作業。
這種程度的控制不僅提高了產量和一致性,而且實現了操作的可重複性,使農業生產從純粹的生物過程轉變為高度工程化的過程。自動化是實現大規模生產的關鍵。
在自動化領域,高密度儲存和檢索是重要的推動因素之一——這一概念在內部物流中並不陌生。自動化儲存和檢索系統(自動倉庫)通常用於處理倉庫中的托盤和箱子,但它也是垂直農業運作的理想工具。
自動倉庫作為垂直農場的骨幹網絡
在先進的垂直農業作業中,自動化儲存和檢索系統(自動倉庫)可以發揮核心作用:
- 高密度作物儲存:種植托盤可以緊密排列在垂直結構中,從而在有限的空間內容納成百上千個托盤。這種方式與自動化倉庫一樣,最大限度地利用了空間,這在土地資源寶貴的城市環境中尤其重要。
- 自動化搬運:自動化立體倉庫自動倉庫的起重機和穿梭車在種植區、收割區和包裝區之間運送托盤,形成可控且連續的物流流。該系統在多個樓層設有儲存和檢索點,作為一個中央樞紐,能夠按需精準地運送托盤,從而確保農作物按時收割和加工。
- 減少人工操作:自動化透過最大限度地減少人為幹預,提高了衛生水平、產品一致性和勞動效率。在勞動力持續短缺的市場環境下,這種方法能夠讓企業在人員減少的情況下擴大規模並維持生產力。
設計要注重流程,而不僅僅是成長。
規模化垂直農業的成功不僅取決於作物的種植效率,還取決於作物的搬運和運輸效率。從發芽到收穫,每個階段都需要精準的時間把控和操 作。整合自動化立體倉庫系統自動倉庫能夠有效支援這些環節。
- 種植、收穫和包裝階段之間的流暢銜接
- 在不影響農作物取得的前提下實現高密度存儲
- 更穩定的產量,以滿足客戶和市場需求
結論
垂直農業在短期內不會取代傳統農業(*4),但它在城市和資源匱乏的環境中正發揮著越來越重要的作用。在土地、水資源或供應鏈韌性比能源成本更重要的地區,垂直農業可以成為可行的生產模式。
當垂直農業大規模部署時,挑戰不再僅僅在於種植作物,而是要管理整個營運過程中的流程、時間安排和可靠性。在這種情況下,自動化立體倉庫自動倉庫等內部物流技術可以在支援穩定、可重複的生產方面發揮重要作用。
實際應用
For more than 20 years, Daifuku has supported vertical farming and controlled-environment agriculture through material handling automation technology. From mushrooms and fruits to leafy greens, AS/RS solutions enable high-density production while improving operational efficiency. By automating storage, retrieval, and transportation within the cultivation process, facilities can reduce labor requirements, maximize space utilization, and maintain consistent growing conditions.
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參考:
李國賢
大福機電(新加坡)私人有限公司内部物流資深專案經理
李國賢於1996年加入大福新加坡公司,擔任助理工程師,現任内部物流業務資深專案經理,負責新加坡市場。他擁有機械工程文憑,後來獲得網路計算學位。身為認證專案管理專業人士(PMP),李國賢在物料搬運產業擁有超過二十年的經驗,自加入大福以來一直積極參與專案交付工作。
