摘要：目前中国智慧农业建设存在系统功能单一、资源不能共享等问题，究其原因在于缺乏全面有效的管理方法。从管理信息系统的角度，构建了智慧农业系统的功能结构、综合结构以及网络体系模型，对中国智慧农业的建设具有战略性意义。
关键词：管理信息系统；智慧农业；战略规划
Abstract： At present， there are many problems in the construction of the wisdom agriculture in our country，such as the function set is so simple and the resources can’t be shared. The reason lies in the lack of a comprehensive management method and effective guidance. From the perspective of management information system， a function structure was constructed， as well as an integrated network system structure model of wisdom agriculture system. It is a strategic significance for the construction of the wisdom agriculture in China.
Key words： MIS； wisdom agriculture； strategic planning
随着人们生活水平的不断提高，纯天然、无污染、安全营养的有机农产品开始受到人们的广泛关注，这为传统农业向智慧农业转型与升级提供了重要的契机。智慧农业是农业发展的高级阶段，集成应用计算机网络和通信技术、传感和测量技术、人工智能技术及自动控制技术等现代信息技术，通过部署在农业现场的各种传感器节点和通信网络实时收集并处理农业信息，实现农业生产的田间智慧种植、可视化管理、智能预警及智能化决策等。智慧农业利用现代技术全方位地监控、管理农场，通过网络实时向消费者提供农场及农产品的状态信息，拉近了消费者和有机产品的距离，使得消费者吃得更加放心。另外，顺丰速运的“鲜蔬当日达”、北京奥科美科技公司的冷藏柜服务也从根本上解决了有机农产品的冷链运输问题，运输过程简单便捷，节省了无谓的成本，使得有机农产品的价格也更实惠[1]。本研究从管理信息系统的角度构建了智慧农业系统的功能结构、综合结构以及网络体系模型，对中国智慧农业的建设具有战略性意义。
1 中国智慧农业存在的问题
中国智慧农业目前仍处于示范、推广阶段，智慧农业的建设依然面临着诸多挑战。
1）农产品的质量溯源方面。目前，有大量冒有机之名的农产品混淆市场，虽有各式认证，但消费者仍不易辨认真假。目前有机产业面临的最大问题不是质量问题，而是信任问题，加上不断发生的食品安全事件，消费者要求智慧农场产品能够回溯原料使用、种植加工过程与品质检验情况。
2）成本管理方面。目前，应用物联网技术的智慧农业系统仍处于试验、示范、推广阶段，智慧农业系统在成本规划、成本计算、成本控制和业绩评价方面还缺乏完整的系统规划以及设备售后服务落后、维护成本偏高。
3）智慧农业“孤岛”现象严重[2]。业务流程之间不能关联互助、信息不能共享互换，不同软件间，尤其是不同部门间的数据信息不能共享。“产供销严重脱节”、“财务账与实物账不同步”，其实质就是生产流程、供应流程、销售流程和财务流程都是孤立运行，未能形成一个有机的整体。另外，智能控制设备和控制系统与管理系统之间也存在脱离的现象，严重影响到控制系统作用的发挥。“孤岛”效应势必给农业企业的应用带来信息重复输入、信息大量冗余、产生大量的垃圾信息、信息交流的一致性无法保证等问题。
4）供应链管理方面。农产品由于受到行销通路及保质期的限制，常常不易以合理价格售出，消费者也不易以合理价格购入。因此智慧农业更需要建立全面有效的信息资讯服务平台，能连结上、下游供应链的电子商务平台及客户关系管理系统。然而，目前的智慧农业系统却实际仅涉及到生产管理方面的内容，完整应包括采购、销售、库存、人力资源管理、财务管理、物流管理、电子商务等方面的全产业链规划[3-5]。
智慧农业系统不是简单地建造数个智能大棚、农业信息服务站就能实现的，而是需要进行整体规划，从全局出发统筹考虑，从育种、生产、运输、销售等农业生产的各个环节提高信息化水平，逐步形成一个集约化、产业化、社会化、市场化的闭环现代农业模式。
2 管理信息系统在智慧农业中的应用
管理信息系统的创始人高登・戴维斯提出管理信息系统是一个利用计算机硬件和软件，手工作业，分析、计划、控制和决策模型以及数据库的用户――机器系统[6]。其能提供信息，支持企业或组织的运行、管理和决策功能。借助管理信息系统，可以解决农业企业信息化面临的以下诸多问题。
2.1 数据层面的集成
管理信息系统能够使来自2个或多个应用的数据实现共享或者合并，具体包括数据共享、数据转化、数据迁移及数据复制等，这是智慧农业实现信息共享最基本的需求。数据集成可以采用数据库中间件与XML-RDBMS中间件完成。
2.2 应用系统的集成
在企业内部网络系统和网络环境的建设过程中，以企业发展为目标的信息化需求日益迫切，企业的业务需要在统一的环境下，在不同部门之间完成处理，管理信息系统使得智慧农业不同应用系统之间相互调用信息得以实现。 2.3 业务流程的整合
通过管理信息系统中的业务流程优化重组解决方案，能将智慧农业所有应用、数据管理起来，使之贯穿众多应用系统、数据、用户和合作伙伴，这是任何一个信息系统都期望达到的最理想层次。
2.4 用户界面的集成
管理信息系统能够将各个应用程序的运行终端窗口一对一地映射到一个标准的界面（例如基于浏览器的图形用户界面），从而面向用户形成一个统一的表示层。用户界面集成对带有API或没有API的应用进行打包处理，使之可以被以组件为标准的最新应用（如Web应用）直接调用。
因此，管理信息系统的理论和方法应用到智慧农业的建设过程，必将会促进农业企业提高管理水平，适应管理信息化、办公自动化的市场需要，使企业保持持续旺盛的生命力。
3 管理信息系统视角下的智慧农业系统战略规划
3.1 智慧农业系统总体目标
智慧农业综合管理信息系统建设的目标是：以计算机网络为基础，以数据库为核心，建立一个集传感和测量技术、网络和通信技术、智能技术及自动控制技术等于一体的快速、准确、全面、规范的农业管理信息系统。该系统将农业信息采集、动态监测、分析、管理、决策与空间信息管理融为一体，直观、形象、动态地显示各种农业资源的状况及变化趋势等[7]。
3.2 智慧农业系统功能结构规划
智慧农业综合管理信息系统按照农业管理需要设计，包含供应链管理、生产管理、财务管理、人力资源管理、办公自动化OA、综合服务等[8-10]。系统功能结构如图1所示。
3.2.1 供应链管理 供应链管理帮助企业实现销售、生产、采购、财务部门的高效协同，逐步消除管理瓶颈，建立竞争优势。包括采购管理、销售管理、库存管理、客户关系管理（CRM）。
1）采购管理。对采购业务的全部流程进行管理，提供请购、订货、到货、入库、开票、采购结算的完整采购流程。
2）销售管理。提供了报价、订货、发货、开票的完整销售流程，支持普通销售、委托代销、分期收款、直运、零售、销售调拨等多种类型的销售业务，并可对销售价格和信用度进行实时监控。
3）库存管理。能够满足采购入库、销售出库、产成品入库、材料出库等业务需要，提供仓库货位管理、批次管理、保质期管理、出库跟踪入库管理、可用量管理、序列号管理、盘点管理等业务应用。
4）客户关系管理（CRM）。通过整合多种网络化、低成本营销手段和沟通方式，帮助企业建立与客户之间通畅的交流平台，全方位管理客户资源、提升客户价值、制定科学销售指标、监控项目进程、评估业务员绩效，以增强内部协同，合理调配企业资源。具有保存资料、快速查询资料、管理联系记录、统计分析、寻找销售机会、行程管理、提升销售成交率、降低客户流失率、权限设置等多种功能。
3.2.2 生产管理 就是要将3S技术、自动化技术、通信和网络等技术与地理学、植物生理学、生态学、土壤学等学科紧密地结合起来，建立一个包括对农作物、农业环境等宏观与微观监测系统，动态分析、诊断、预测、决策系统。
1）农业信息采集及动态监测。通过部署在农业现场的各种传感器节点，实时采集土地现状、农作物的生长及灾情分布情况等多种信息，并定期对采集到的农业资源数据进行处理分析，为用户宏观决策提供依据[11]。
2）MRP运算。在销售订单、预测单、物料清单（BOM）、企业参数设置以及生产数据（包括工厂日历、工作中心、标准工序、工艺路线等）的基础上依据MRP平衡公式进行运算，确定企业的生产计划和采购计划。解决企业生产什么、生产数量、开工时间、完成时间；采购什么、采购数量、订货时间、到货时间。
3）生产进度。车间为完成生产计划，进行车间的生产日程安排，确定何时、何地进行何种作业，并指定生产数量和完成各阶段生产日期，而后进行车间生产日程作业，控制和生产记录，确保生产均衡、平准的进行。
4）产品溯源。综合运用网络技术、条码识别等前沿技术，实现对农业生产、流通过程的信息管理和农产品质量的追溯管理、农产品生产档案（产地环境、生产流程、质量检测等）管理。
5）设备管理。提供设备的使用维护信息管理。设备的预防性维修同事后维修相结合，建立起一个包括设备计划、使用、保养、维修等功能为一体的设备管理系统；编制周期设备计划，并根据事先的计划或故障产生作业单，形成维修记录；提供丰富的设备报表，为管理提供依据，达到提高设备管理水平的目的。
3.2.3 财务管理 财务管理主要包含总账、应收款应付款管理、固定资产等[12]。
1）总账。用于进行凭证管理、账簿处理、个人往来款管理、部门管理、项目核算和出纳管理等。
2）应收款应付款管理。应收款管理系统，通过发票、其他应收单、收款单等单据的录入，对企业的往来账款进行综合管理，及时、准确地提供客户的往来账款余额资料，提供各种分析报表，帮助合理进行资金的调配，提高资金的利用效率。应付款管理系统，通过发票、其他应付单、付款单等单据的录入，对企业的往来账款进行综合管理，及时、准确地提供供应商的往来账款余额资料，提供各种分析报表，帮助合理进行资金的调配，提高资金的利用效率。
3）固定资产。用于进行固定资产管理、折旧计提等，可同时为总账系统提供折旧凭证。
3.2.4 人力资源管理 主要包括人力资源规划、薪资管理、绩效管理、招聘与培训及劳动关系管理[13]。
1）人力资源。根据其内外部环境的变化情况进行人力资源供需预测并使之平衡。
2）绩效管理。系统内置各岗位常用的绩效考核表，支持定性及定量两种绩效考核方式，考核结果自动记录在员工档案。
3）薪资管理。计算实现岗位工资、级别工资、工龄工资、学历津贴、考勤扣款、社保扣款、绩效奖、个人所得税等各类常见的工资项目。
4）招聘培训。用户可以制订招聘计划，可以详细记录应聘者资料及其在应聘各阶段的评价。各部门上报培训需求，汇总培训计划，由培训计划生成培训的实施方案，详细记录培训实施情况。
5）劳动关系。实现劳动合同管理，劳动纪律管理，定额、定员管理，工作时间与休假管理，考勤管理，劳动争议管理。
3.2.5 办公自动化OA 主要包括公文流转、日程安排、网上办事、电子邮件。
1）公文流转。实现农业部、省、市农业机构及单位内部的公文流转和处理。
2）日程安排。包含通知、会议、公务用车等的安排。
3）网上办事。用于实现农药、兽药、农机、饲料、无公害农产品的认证审批等行政许可事项的网上申请与受理，具有网上咨询、投诉、结果公告等功能。
4）电子邮件。开展邮件、短信等服务。
3.2.6 服务系统 主要包括BI、农业信息服务网站、农业电子商务。
1）BI。即商务智能，在农业资源综合数据库的基础上，将农业中现有的数据进行有效整合，快速准确地提供报表并给出决策依据的信息应用系统。可以实现土地、水、气候、肥料等农业资源的评估与管理；农作物长势预测与估产；病虫害、环境灾害等的预测与应急反应以及销售分析、商品分析及人员分析等。
2）农业信息服务网站。农业综合信息对外发布的窗口，可为互联网用户提供农业新闻、农业政策、产品推荐、科技推广等方面的信息服务。
3）农业电子商务。实现农产品产-供-销一体化。农产品通过电子商务交易平台，打破了时间和地域的限制，扩大了产品的流通半径，减少了供应链中的牛鞭效应，使生产者避免盲目生产，同时也更快地销售，减少不必要的中间环节。农业电子商务将商家、农户、消费者、认证中心、配送中心、物流中心、金融机构、监管机构、政府等通过网络有机组织在一起[14]。
3.3 基于管理信息系统的智慧农业综合结构
企业中的管理者具有不同的层次。按照管理任务的层次进行分层，任何一个企业的管理信息系统都可划分为战略管理层、管理控制层、运行控制层及业务处理层[15-18]。战略管理层主要规定企业的目标、政策和总方针，企业的组织层次，决定企业的任务等；管理控制层完成资源的获得与组织、人员的招聘与培训、资金监控等；运行控制层是有效地利用现有设备和资源，在预算限制内活动；业务处理层则涉及企业的每一项生产经营和管理活动。
各个层次的管理者都有着自己特殊的信息需求，完成相应的功能以支持其管理决策活动。如制造企业的管理信息系统通常由销售与市场子系统、生产子系统、物资供应子系统、财务和会计子系统、人力资源子系统、信息处理子系统及办公自动化子系统构成。
企业中的每个管理者即使其管理层次和职能部门之间存在明显的差别，但是所有的管理者都履行相同的职能，起着相同的作用，只是所强调的方面也许会有不同。在市场营销、生产制造、财务、人力资源等每一个职能系统中都具有战略管理层、管理控制层、运行控制层以及业务处理层的划分；同时，在每一个管理层次中，也都有不同的职能划分。所以，可以将其按照职能和管理层次进行综合，构建了如图2所示的智慧农业系统综合结构。
3.4 智慧农业系统网络体系结构
智慧农业系统的网络体系结构可以划分为感知层、网络层和应用层3个层次，如图3所示。
1）感知层主要由传感器、RFID、视频监控等数据采集设备组成，实现将采集获取到的数据通过ZigBee节点、控制器节点等模块传送至智能网关，做到现场数据信息实时采集与动态监测。此外，上层系统下发的控制命令通过智能网关传送到控制器设备，远程控制设备的开关等。
2）网络层通过LAN、WLAN、CDMA和3G等相互融合，实现农业现场数据和上层控制命令进行传输与交互。
3）应用层主要包括智慧农业生产管理、供应链管理、人力资源管理及电子商务等农业应用系统，实现对由感知层采集的海量数据进行分析和处理以及对生产现场进行智能化控制等。
4 小结
智能农业综合管理信息系统是结合各级农业管理单位、农业组织、农户、消费者和有关机构的需求而设计的集信息采集、处理、存储、发布、开发应用为一体的综合系统，可以为农业管理部门、普通农户、消费者和有关机构提供农业资源管理与决策支持手段，为社会提供全方位的农业信息服务。智能农业系统的合理规划及有效利用有利于从整体上提高农业工作的智慧化水平。基于管理信息系统视角对智慧农业进行系统规划，对于中国今后智慧农业建设有着重要的战略意义。
然而智慧农业综合管理信息系统的实施也存在许多现实的问题，如数据共享方面仍涉及数据格式的转换、数据冗余以及数据完整性保持等诸多难题；农业的种植、养殖业的物品都属于生物资产，是自然状态下培育的过程，智慧农业物料的特殊性，决定了智慧农业在开展管理信息系统的过程中在选型上也有其特殊性；农业具有明显的地域性、季节性的特点，要将不同区域、不同季节的农业品联系起来，需要在农业与电子商务平台之间建立行之有效的供应链系统以及为农业供应链服务的农业物流系统，还要利用现有的配送企业，充分发挥分工的优势，实现客户所需要的资料、信息、品种、农业物资的及时配送。
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