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產業技術評析
食品供應鏈智慧化發展觀察
發表日期：2017-03-01
作者：黃秋香、孫以倫(食品所)
摘要：
全球製造環境及條件改變，智慧科技創新應用開發潛力無限，是智慧供應鏈生態發展兩大驅動力量。
全文：
全球製造環境及條件改變，智慧科技創新應用開發潛力無限，是智慧供應鏈生態發展兩大驅動力量。食品產業雖以大量生產為主，產業鏈的智慧化發展，不論在數位連結、智能技術和機器人的擴大應用，智慧化原料管理、製造、配送、銷售和消費等系統建構，創新產品及服務開發，供應鏈便捷與彈性的改善，或產品的客製化服務，都帶來提升或翻轉的新力量。本文將針對不同角度的食品供應鏈智慧化發展進行觀察，期跨界共同關注及開創未來新商機。
觀察一：原料供應監測體系完善且加值
借力大數據分析及數位科技等技術，全球食品原料供應體系正朝提高產量及環境友善等多方向轉型，進入精準監控的全新階段。不論透過衛星、遙測等新工具的運用，可協助即時蒐集大量數據，將數據轉化成可有效管理原料生產設備的相關資訊，或透過設備及勞動力資訊的數位串連，優化供應鏈及訂單服務等程序，達精準預測分析或制定最適決策等目的。
1.原料平台的智慧串連及共享商機挖掘：目前智慧化或精準原料供應監測平台以大型企業投入較多，廠商多具備強大IT基礎架構和資源，投入生產與問題的監控及處理。資源相對有限的廠商，則多借力行動裝置及共享資訊平台，進行農作物圖像、人工測得溫度及濕度等數據取得，及專家評估及分析等互動，達原料供需數量及品質的精準掌握。如Bayer開發矩陣運算（matrix-crunching）平台，進行農產品的生產管理及個別農作物生長及天氣等不同資訊的收集，透過雲端系統的運算處理，協助給予食品供應鏈廠商及實際生產農民有效且即時的運作建議。
2.感測器與機器人的多元創新應用：受益感測器科技的進步，相關技術應用至農產原料的生產管理監控，應用範圍廣度及速度已大幅邁進。如協助管理者可精準調整土壤、光照等各種耕種條件；WaterBit透過土壤的導電性和電容性，開發平價的溼度感測器；John Deere光譜感測器透過測量液體肥料的組成，協助可即時調整肥料噴霧速率。另，無人機亦正測試不同智慧新農業的應用模式；如部分業者結合衛星，利用無人機強化衛星蒐集資料的廣度及頻率，協助快速針對農產原料生產區域進行監控，協助掌控農產原料生產過程的相關資訊，做為行動策略判別的依據；如Mavrx整合無人機攝影內容及衛星歷史資料庫，運用於特定區域農產原料的生長及生產收益觀測等。
觀察二：食品製造未來新樣貌及效率翻轉
近年來機器人生產技術和設計的進步，改變生產線運轉模式，成為食品加工發展重要力量之一。然因許多加工製程自動化不易，食品業應用機器人速度較慢，廠商採取逐步導入策略。雖然如此，許多專家仍預期未來智慧化科技的應用將改變食品製造業的樣貌，在不久的將來(預估在2025之前)，高科技與智慧化的導入，將使食品產業的生產設備體積更為精巧、靈活，生產製造效率、彈性與客製化能力更為提高。此種優勢最有可能在自動化食品飲料生產線獲得實現與應用，藉由優化生產流程的效率和可靠性，平衡所有零組件的速度，停機時間得以降低，整體設備運轉效率因而大為提升。另外，食品從原料採購至生產製造等龐大資料，藉物聯網使得生產設備自動、即時蒐集各項數據，並上傳至雲端平台運算，協助食品業者節省大量資源和縮短決策時間。
1.自動化提升飲料生產效率及彈性：美國地方性啤酒製造商為滿足不斷變化的口味消費需求，投入製程控制和自動化系統。例如Tallgrass啤酒公司引入自動化產線，簡化啤酒配方的建立與管理，讓啤酒業者可依原料特性改變釀造參數，以提高生產效率、速度及產品一致性等；而自動化生產設備導入後，提高生產靈活度，擴大特色產品製造的可能性，例如酸啤酒、陳釀啤酒等，Tallgrass產能提高5五成以上。
2.物聯網提高食品生產透明度：為避免香腸被召回，Tyson公司導入物聯網技術，提高工廠營運數據的透明度。由於香腸產線的傳輸帶、蒸汽帶等區域，人員不易監測控管，而物聯網技術可蒐集產線2,000多處感測器偵測的資訊；另香腸溫度及肥瘦比例會影響包裝充填速率，溫度感測器所蒐集資料，可回饋調整充填速率。
3.機械手臂已逐步應用於食品加工產線：食品產業應用機械手臂，多數集中於生產線末端，如產品堆疊、裝箱和包裝等。而OAL公司機械手臂可作為液體食品配方的管理及控制，或者溫差很大的傳統加工製程，如烹調與冷凍混合的產線，可應用於湯品、調味醬汁和即食調理食品等，優化液體食品加工製程，英國冷凍食品廠商表示此技術可改善產線運轉效率一成以上。
觀察三：倉儲準確度和可靠性跨大步
現今食品倉儲業面臨一些挑戰，營運成本上升以及承載更多食品安全公共意識的壓力，得益於智慧化技術不斷發展。例如自動倉儲、可視化軟體、自動化撿貨機器人等，能在有限時間及促銷期間增加產品存量，提升食品飲料倉儲的運轉效率，提高訂單準確率、庫存管理和交貨的可靠性，滿足可追溯性要求，進一步提升企業盈利及客戶服務品質。
1.可視化軟體有效解決季節變動的倉儲問題：Niagara包裝水公司銷售業績大幅成長，然面臨季節性需求變動大的挑戰，其倉儲管理系統結合氣象資訊及庫存追蹤等功能，有效減少三成撿貨運輸時間。可視化軟體讓數據以更容易理解的圖形圖像呈現，提供即時、顯而易見的庫存、安全、品質等指標數據，並透過設備螢幕及行動裝置顯示，讓Niagara工作人員即時調整產品儲存狀況，提高撿貨效率。
2.無人機提高產品倉儲正確性：Walmart為改變人工盤點棧板及倉庫貨架商品的效率，正測試全自動無人機於物流中心之應用，其能於倉庫貨架上下垂直移動，即時捕捉產品圖像及確認產品正確位置，同時將資訊傳輸至控制中心，進行庫存資料之校正調整，除大幅減少人力與時間成本外，亦可快速因應電商業務未來發展之需求。另未來Walmart將利用穿戴式顯示器及擴增實境技術，改善倉儲作業效率和降低出貨錯誤。
觀察四：通路端擴增供應鏈創新價值活動及主導力
設計介面，擴增接觸點，掌握與消費者的溝通是零售通路重要課題。大數據分析、新科技體驗、服務及聯網裝置創造新零售關係等智慧科技的應用，正在零售通路端開展。虛擬或實體零售通路借力不同智慧科技應用，解決原有的通路經營問題，同時創造新的消費者溝通、消費者體驗及品牌主導力。
1.無人商店變革蘊釀：人力成本及場域空間是通路經營的重要問題。以日本為例，對應2020年東京奧運需求，同時提供新的科技體驗，日本經濟產業省2016年下半年已開始與各便利商店開展無人便利商店的合作計畫，合作對象包含NEC、大日本印刷等結帳系統及標籤業者。其導入具IC晶片及訊息收發功能的電子標籤，讓標籤可重複寫入多項情報，並且依據內含電量，掃描讀取資訊；同時藉此系統的簡化庫存管理、商品狀況自動通報及結帳系統，達最低人力成本，且無人化運作的目的。Amazon的實體無人便利商店Amazon Go，結合電腦視覺、感測器融合與深度學習技術，帶來顛覆傳統收銀結帳流程的全自動化的新消費體驗。
2.實體通路運作智慧服務新體驗及效率強化：為爭取顧客至實體通路消費，能創造新體驗價值就能多增添吸引力。如零售通路軟體系統供應商Blue Yonder開發補貨優化系統，針對生鮮食品進行內外部資料連結及每日消費數據監控分析等，以機器學習模式進行更具效率的自動補貨決策，為消費者提供更新鮮的產品。Walmart加入自動購物車機器人幫忙提貨，或推出Quality carts蔬果車，提升供貨流程透明度，增強顧客對賣場的信賴，同時強化親臨實體通路的感受價值。
3.虛擬通路擴增消費者接觸及通路優勢：虛擬通路強化智慧科技應用，開發新服務價值，強化與消費者的互動關係及黏著度。如Amazon為對付費會員提供全美兩天內到貨的承諾，導入Kiva搬貨機器人，提升狹窄空間的撿貨及出貨效率。另，Amazon挾通路品牌主導力量，推出咖啡、茶、零食、堅果及嬰兒食品等訴求可快速供應的自有品牌商品，強化對供應鏈掌握的優勢及價值，創造智慧零售新時代的品牌定位及營運模式。
結語
1.掌握及創造消費者需求是產業鏈升級改變的核心：過去食品製造業一直以產品為發展核心；未來透過物聯網、大數據和資訊通訊等技術及工具的串連及創新發想，可給予消費者什麼樣的創新體驗及消費者價值改變，將是食品供應鏈智慧化的真正目的及具體方向。不論是原料來源的穩定與安全，食品五感體驗或產品的客製化及製程透明精進，或延伸的服務及生活模式滿足，智慧科技皆有可善用之價值及效益。
2.跨業激盪及合作才能建置競爭門檻：食品智慧供應鏈生態的建立，新產品與服務的生成，或新商業模式的建立，跨領域能即時且有效的合作，共同解決產業問題或開創新應用情境，是食品供應鏈智慧化發展最具競爭力，也最難的關鍵。食品供應鏈智慧化發展是趨勢，但目前仍處試驗及萌芽期，相關新的智慧化產品及服務推出後，如何說服產業鏈合作夥伴共同支持，確認對供應鏈環節有務實且不可忽視的貢獻及價值，訂定適切且可獲利的商業模式，聆聽消費者需求的反饋，且能持續進行跨領域的產品及服務精進，才能確定長期發展的需求及價值。
3.關注數據應用對新模式與服務激發的直接效果：智慧化供應鏈取代原以機械和生產為重的經營模式，大量數據的蒐集和分析應用，扮演創新鏈結的重要角色。未來相關數據的應用，與生產製造、產品設計和服務交叉連結，可促成及強化消費需求主導的供應模式形成。不同規模、型式、價格及連結的客製化產品或服務，可預期將如雨後春筍的蓬勃發展，展現產品的差異化價值。
4.食品供應鏈主導權有反轉的可能性：虛擬或實體零售通路投入智慧科技的應用或消費購物情境的翻轉，相當積極，且視野長遠，視角廣闊，投入資金巨大。不論是Amazon或Walmart，應用智慧科技在消費者需求的觀察、新體驗的感動或新便利性的滿足，品牌影響力串連本身具有的大量消費者數據，反向主導食品開發及製造的力量已在醞釀。未來食品供應鏈的運作，是否反向從產品需求到訂單的製造生產，值得觀察。另，過去食品製造端關注產品上架等通路成本的壓力，未來智慧零售通路功能的強化及擴散，產品包裝有無支援感測器，亦可能成為新舊產品判別及是否可上架的關鍵。
(本文作者為食品所執行產業技術前瞻研究與知識服務計畫產業分析師)
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