Помимо стихийных бедствий, есть несколько факторов, которые угрожают продовольственной безопасности, такие как изменение предпочтений в еде, политические беспорядки и фальсификация продуктов питания. По данным Всемирного экономического форума (ВЭФ), в 2017 году около 108 миллионов человек столкнулись с серьезным глобальным кризисом в области продовольственной безопасности. Ожидается, что к 2050 году это число превысит 10 миллиардов, учитывая быстрый рост населения мира.

Увеличение спроса растущего населения на продукты питания, вероятно, усугубит отсутствие продовольственной безопасности с низким качеством продуктов питания, пищевыми отходами и неудовлетворительным мониторингом и тестированием по всей цепочке поставок продуктов питания. Поэтому для повышения и поддержания продовольственной безопасности необходима более устойчивая, измеримая и доступная в цифровом виде продовольственная система.

С этой целью можно использовать ИКТ для поддержки совместной работы, предотвращения мошенничества и обеспечения удаленного мониторинга в режиме реального времени. Инструменты ИКТ, такие как, изменили почти все отрасли и «в настоящее время представляют собой один из самых ярких трансформационных процессов в глобальных сельскохозяйственных и продовольственных системах». ​

В обзоре, проведенном Инженерно-технологическим институтом KPR, исследователи из Индии стремились обобщить, как различные инструменты ИКТ могут помочь «ощутить и количественно оценить» пищевую систему, а также выделить возможные улучшения, которые технологии Индустрии 5.0 могут принести пищевой промышленности. .

Индустрия 5.0: ЦТ, анализ данных и ИИ

Хотя многие предприятия по-прежнему сосредоточены на Индустрии 4.0 — по сути, четвертой промышленной революции, вызванной разработками в области ИТ, — а Индустрия 5.0 является несколько новой концепцией, в обзоре указано, что последняя является тем, на чем продовольственная система должна сосредоточиться для решения проблемы отсутствия продовольственной безопасности.

ЕС определяет Индустрию 5.0 как ту, которая «обеспечивает видение () отрасли, которая нацелена не только на эффективность и производительность, как на единственные цели» и «использует новые технологии для обеспечения процветания помимо рабочих мест и роста, соблюдая при этом производственные ограничения планеты». Другими словами, технологии должны использоваться для улучшения благосостояния общества.

Ключевыми движущими силами Индустрии 5.0 являются искусственный интеллект (ИИ), Интернет всего (IoE), технология связи 6G, технология блокчейна, цифровой двойник (DT), аналитика больших данных, облачные вычисления (CC) и совместные роботы (коботы). Эти факторы обладают огромным потенциалом для улучшения процессов по всей цепочке поставок продуктов питания, от процесса сельскохозяйственного производства до стадии распределения продуктов питания и розничной торговли.

Ожидается, например, что DT улучшит производство продуктов питания, поможет выявить сбои в цепочке поставок и их причины, а также оптимизировать процесс принятия решений и свести к минимуму потери продуктов питания. Предлагаемый DT для цепочки поставок продуктов питания включает три элемента: физический элемент, состоящий из нескольких датчиков для сбора данных о месте производства продуктов питания, цифровой элемент, содержащий соответствующую информацию, полученную от этих датчиков, и соединительный элемент, облегчающий взаимодействие первые два элемента.

Затем DT будет включать «различная аналитика данных, подходы к оптимизации и платформы моделирования» которые включают в себя программное обеспечение и методы искусственного интеллекта для выявления потенциальных проблем в пищевой промышленности, которые влияют на качество продуктов питания и приводят к потерям продуктов питания. Кроме того, он будет предоставлять обратную связь для улучшения производительности процесса и качества продукции, а также данные, которые можно использовать для принятия мер (например, оставшийся срок годности), чтобы помочь в процессе принятия решений. В то же время IoT обеспечивает «огромные возможности сбора данных» для этого потребуются новые схемы для обеспечения доверия и прослеживаемости в рамках продовольственной системы.

Большой объем собираемых данных требует надлежащей обработки данных для хранения и извлечения важной информации, и именно здесь на помощь приходит CC. Это позволяет пользователям напрямую и безопасно получать доступ к данным из облака для дальнейшего анализа. Затем они могут использовать соответствующие данные для прогнозирования тенденций и параметров качества в системах пищевой промышленности и отслеживания, тем самым улучшая управление поставками.

Удаление блокировщиков с помощью технологии блокчейн

Помимо мониторинга и сбора данных, безопасность и прозрачность данных необходимы для успеха Индустрии 5.0. До сих пор технология блокчейн обеспечивала более надежную защиту данных благодаря своим децентрализованным и распределенным системам реестров, которые используют алгоритмы шифрования и смарт-контракты для автоматизации процесса согласования между различными сторонами. На самом деле практически невозможно манипулировать записанными данными в блокчейне, и поэтому он может повысить доверие между теми, кто участвует в продовольственной системе.

Технология блокчейн играет важную роль в отслеживании цепочки поставок продуктов питания благодаря ее способности решать проблемы в ситуациях, когда есть несколько «ненадежные игроки». Это особенно важно при управлении безопасностью пищевых продуктов в цепочках поставок агропродовольственных товаров, где доверие между участниками имеет решающее значение. Во время кризиса технология блокчейна может оптимизировать процесс отслеживания операций цепочки поставок продуктов питания, чтобы определить источник таких проблем, как загрязнение продуктов питания.

Кроме того, системы на основе блокчейна более однородны и обеспечивают возможность взаимодействия между несколькими субъектами в цепочке поставок продуктов питания, а также между различными цепочками поставок. В обзоре отмечается, что это приведет «вынести на более высокий уровень вопросы прослеживаемости и возможности вывода продуктов питания с рынка», в соответствии со стандартами пищевой безопасности,

Такие компании, как Walmart, Nestlé, европейский ритейлер Carrefour, китайский гигант электронной коммерции JD.com и голландская сеть супермаркетов Albert Heijn уже начали внедрять эту технологию в цепочке поставок продуктов питания. Carrefour, например, использует его для проверки стандартов и отслеживания происхождения продуктов питания.

Коботы и 6G

Индустрия 5.0 стремится использовать возможности человека в сотрудничестве с роботами — коботами — для различных приложений. Коботы, как правило, оснащены высокочувствительными интеллектуальными датчиками, которые могут обнаруживать любую нежелательную активность. «предпочитаемые пользователями и ресурсосберегающие решения и быстрая доставка продуктов клиентам». Они также могут помочь повысить производительность цепочки поставок продуктов питания.

В обзоре говорится, что использование коботов, которые могут работать вместе с человеческим трудом, не было должным образом изучено и что их интеграция может «преобразовать пищевую промышленность, где безопасное сотрудничество с работниками-людьми может увеличить использование высококвалифицированных рабочих и снизить риски для здоровья». ​

В обзоре также отмечается, что быстрый рост потенциальных приложений существующей технологии связи 5G стимулирует новые технологические достижения для удовлетворения возникающих требований к пропускной способности и инфраструктуре. Это подводит нас к еще одному ключевому драйверу Индустрии 5.0, технологии 6G, которая, как ожидается, появится в следующем десятилетии.

6G может помочь выполнить требования к покрытию, надежности и скорости соединения, а также обеспечить поддержку. «высококачественные услуги в процессе цепочки поставок». Ожидается, что 6G расширит возможности существующих коммуникационных технологий. которые могут способствовать повышению производительности труда. Это, несомненно, окажет поддержку другим вышеупомянутым ключевым движущим силам Индустрии 5.0 и при этом создаст более эффективную, безопасную и надежную цепочку поставок продуктов питания, которая лучше оснащена для решения проблем, связанных с отсутствием продовольственной безопасности.

Дополнительные соображения

В обзоре сделан вывод о том, что, несмотря на в целом положительное влияние ИКТ на цепочку поставок продовольствия и, следовательно, на продовольственную безопасность, их внедрение не должно приводить к убыткам или уменьшению прибыли и должно подвергаться тщательной оценке.

В обзоре добавлено, что для того, чтобы пищевая промышленность могла извлечь выгоду из ИКТ, «Необходимо провести модернизацию объектов по хранению, переработке и распределению продуктов питания, а также сократить цифровой разрыв между разными странами, особенно в длинных и более сложных продовольственных системах». ​

Источник: Датчики

https://doi.org/10.3390/s22218377​

«На пути к лучшей продовольственной безопасности с использованием концепций Индустрии 5.0»

Авторы: Selvakumar Guruswamy, et al.