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數(shù)字孿生賦能：條碼聯(lián)動(dòng)傳感器構(gòu)建虛擬農(nóng)田管理系統(tǒng)
“在電腦上模擬了 3 種灌溉方案，掃碼對(duì)比后選了‘夜間滴灌’，現(xiàn)實(shí)中用這個(gè)方案，小麥畝產(chǎn)多了 50 斤！” 河南種糧大戶用數(shù)字孿生系統(tǒng)，把灌溉管理做得更精細(xì)。
數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建 “虛擬農(nóng)田”，條碼聯(lián)動(dòng)傳感器提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，讓智慧灌溉從 “憑經(jīng)驗(yàn)” 變成 “可視化、可模擬” 的精細(xì)化管理，節(jié)水又增產(chǎn)。
掃碼建 “虛擬田”，和現(xiàn)實(shí)一模一樣
數(shù)字孿生的第一步，是給農(nóng)田 “造個(gè)數(shù)字雙胞胎”。
田間的土壤傳感器、流量計(jì)、水泵都貼有條碼：掃碼后，傳感器實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù) —— 土壤濕度 25%、水流速度 1.2m/s；條碼還記錄設(shè)備位置、型號(hào)等信息。數(shù)字孿生平臺(tái)把這些數(shù)據(jù) “拼” 起來(lái)，建出虛擬農(nóng)田：每塊地的形狀、作物長(zhǎng)勢(shì)、灌溉設(shè)備位置都和現(xiàn)實(shí)一樣，連水渠里的水流都能實(shí)時(shí) “動(dòng)” 起來(lái)。
管理人員在電腦上拖動(dòng)鼠標(biāo)，能 360 度查看虛擬農(nóng)田；點(diǎn)擊任意位置，彈出條碼關(guān)聯(lián)的詳細(xì)數(shù)據(jù)。“以前要到地里巡查才知道情況，現(xiàn)在在辦公室掃碼看虛擬田，全田狀況一目了然。” 某大型灌區(qū)管理人員說(shuō)。
灌溉方案先在虛擬田 “試錯(cuò)”，更優(yōu)方案再落地
不知道怎么澆水更科學(xué)？先在虛擬農(nóng)田里 “試一遍”。
系統(tǒng)提示 “未來(lái) 7 天干旱”，管理人員掃描虛擬地塊條碼，模擬三種方案：
方案 A：每天中午澆 1 小時(shí)；
方案 B：夜間滴灌，每天 2 小時(shí)；
方案 C：隔一天澆一次，每次 3 小時(shí)。
虛擬場(chǎng)景里，作物會(huì) “長(zhǎng)” 出不同結(jié)果：方案 A 因蒸發(fā)量大，產(chǎn)量一般；方案 B 節(jié)水且產(chǎn)量更高。選擇方案 B 應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)，果然效果好。某灌區(qū)用這招，灌溉水利用系數(shù)提高 15%，成本降 12%。
“就像玩模擬游戲，在虛擬田試錯(cuò)不用花錢(qián)，找到更優(yōu)方案再去現(xiàn)實(shí)中做，放心！” 技術(shù)員說(shuō)。
設(shè)備故障 “提前預(yù)警”，掃碼就知 “哪壞了、怎么修”
灌溉設(shè)備壞了才修？數(shù)字孿生讓維護(hù) “防患于未然”。
系統(tǒng)分析傳感器采集的設(shè)備數(shù)據(jù)和條碼記錄的維護(hù)信息：水泵軸承溫度比平時(shí)高 10℃，運(yùn)行噪音變大，條碼記錄上次換軸承是 8 個(gè)月前 —— 預(yù)測(cè) “故障概率 70%”。虛擬場(chǎng)景里，水泵會(huì)亮紅燈提醒，同時(shí)彈出維修建議：“需更換型號(hào) XX 的軸承，備件庫(kù)存 3 個(gè)”。
某農(nóng)場(chǎng)應(yīng)用后，設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間減少 50%，再也沒(méi)出現(xiàn) “關(guān)鍵時(shí)刻水泵壞了” 的情況?！耙郧笆窃O(shè)備壞了才著急修，現(xiàn)在掃碼看預(yù)警，提前安排維護(hù)，不耽誤農(nóng)時(shí)?！?農(nóng)機(jī)手說(shuō)。
讓技術(shù) “接地氣”，更多農(nóng)戶能用得起
不過(guò)，數(shù)字孿生目前成本高：建一套系統(tǒng)要幾十萬(wàn)元，中小農(nóng)戶難承受；而且需要高速網(wǎng)絡(luò)，偏遠(yuǎn)地區(qū)數(shù)據(jù)更新慢。
專業(yè)人士建議，研發(fā) “輕量化” 模型：用手機(jī)掃碼采集數(shù)據(jù)，生成簡(jiǎn)化版虛擬農(nóng)田，成本降到幾千元；加快 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，讓農(nóng)村也能流暢使用。某合作社試點(diǎn) “共享數(shù)字孿生”，幾戶合買(mǎi)一套系統(tǒng)，按條碼分權(quán)限管理，效果不錯(cuò)。
未來(lái)，也許農(nóng)民會(huì)說(shuō)：“現(xiàn)在在虛擬田里掃碼試了灌溉方案，明天就按這個(gè)來(lái)，保準(zhǔn)沒(méi)錯(cuò)！”
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