当前,国家持续推进农业现代化与乡村产业振兴建设,推动传统农产品初加工数字化、标准化、集约化升级,是激活乡村特色产业动能、拓宽农户增收渠道的关键举措。作为新疆标志性特色富民产业,吐鲁番葡萄产业坐拥数十万亩规模化种植基地,葡萄干产品是区域农业经济的核心支柱。但长期以来,当地沿用百年的传统荫房晾晒模式存在根深蒂固的产业短板,气流紊乱不均、晾晒环境无监测、果品霉变褐变高发、生产周期冗长、人工管护成本高昂、晾房季节性闲置严重等问题层层制约。传统纯自然晾晒、经验化管护的生产模式,缺乏科学标准化管控体系,不仅造成农产品损耗严重、优质果品产出率低,极大增加农户生产压力,也导致吐鲁番葡萄干产业长期存在品质参差不齐、产业附加值低、规模化发展受限等问题,成为制约新疆特色干果产业高质量发展的核心瓶颈。为破解传统农产品初加工痛点,新疆石河子职业技术大学青年科创团队紧扣国家智慧农业发展规划与新疆“农头工尾”产业布局,依托自主研发的仿生风场补偿、数字孪生智能预警、多场景共享运营三大核心技术,打造国内首个适配传统晾房的智能化升级整体方案,以科创赋能传统农业迭代,在守护本土晾晒工艺、保留天然果品风味的基础上,补齐产业发展短板,为新疆特色农业转型升级、乡村产业提质增效注入青年科创力量。
纵观吐鲁番葡萄干产业发展全过程,传统荫房晾晒模式的系统性弊端不断凸显,严重桎梏产业现代化发展步伐。在环境管控维度,传统晾房完全依托自然气候条件作业,内部温湿度、空气流动毫无规律,无智能感知、动态调控设备,无法根据果品晾晒阶段适配最优环境,致使葡萄干干湿程度不一、霉变褐变问题频发,果品报废损耗居高不下。在生产效率维度,自然晾晒周期不可控,极端天气极易延误生产进度,且全程依赖人工巡查、翻检管护,人力投入大、生产效率低,难以适配规模化、批量化生产需求。在资产利用维度,传统晾房专属葡萄采收季使用,全年有效运营时间占比仅11%左右,绝大多数时段处于闲置状态,大量农业固定资产资源浪费、利用率极低。在产业体系维度,传统晾晒、风险防控、日常管护、资产复用、产后服务各环节相互割裂,未形成闭环服务体系,行业缺少统一的智能化、标准化作业规范,整体产业处于粗放式发展阶段,难以适配新时代农产品市场化、品牌化、高品质发展需求。
聚焦新疆干果制干产业核心痛点,这支青年科创团队立足本土、深耕产业、精准破局,集结农业智能化、物联网技术、数字仿真建模、农产品加工、产业运营等多领域专业人才,组建跨学科、复合型科创研发队伍。团队跳出行业固有改造思维,摒弃高能耗、破坏原生风味的机械烘干模式,坚守“工艺传承、科技赋能、降本提质、盘活增效”的研发初心,创新构建智能硬件改造、全域环境监测、数字孪生管控、闲置资产共享、专业运维赋能五位一体创新发展模式,打通“智能改造—精准制干—风险预警—全年运营—长效服务”全产业链闭环,推动新疆传统干果晾晒产业从经验化、粗放式生产,全面迈向数字化、标准化、智能化、常态化的现代化农业发展新模式。
深耕原创技术攻坚,构筑传统晾房智能化升级核心壁垒
为从根本上破解传统晾晒损耗高、管控难、效率低、闲置多的行业难题,团队扎根新疆农业真实生产场景,持续深耕技术研发与产品迭代,攻克多项适配本土传统晾房的关键核心技术,实现传统干果制干智能化技术从无到有的突破,打造贴合新疆产业实际、可落地、可复制的科创解决方案,构筑差异化核心竞争壁垒。
团队依托三大原创核心技术,全方位、全维度赋能新疆农产品初加工产业革新升级。其一为仿生风场智能补偿技术,通过高精度分布式传感器,全方位采集晾房内部气流、温湿度等多维环境数据,借助边缘网关实现本地实时数据运算,动态调控智能风机阵列启停与功率,精准弥补传统晾房气流分布不均的缺陷。该技术无需改造、破坏传统晾房建筑结构,完整保留自然晾晒的天然风味与传统工艺特色,实现古法工艺与现代科技的完美融合。其二为晾房数字孪生与智能风险预警技术,依托数字建模技术搭建1:1实景晾房数字孪生系统,实时同步、可视化呈现晾房内部环境变化,精准捕捉果品霉变、褐变等风险隐患,提前预警、提前干预,彻底颠覆“靠天晾晒、凭经验判断”的传统作业模式,让干果晾晒全过程数据化、精准化、可控化。其三为多场景晾房共享运营技术,搭建数字化共享运营平台,打破晾房季节性使用局限,充分盘活非葡萄季闲置晾房资源,承接红枣、枸杞、辣椒、特色果脯等各类新疆特色农产品干制加工业务,将季节性闲置的传统农业设施,转型升级为全年高效运营的数字化农业资产。
基于三大核心技术,团队配套打造五大专业化服务产品,并推出基础版、标准版、智慧版三级差异化产品体系,精准覆盖个体农户、种植合作社、干果加工企业、现代农业园区四类核心客户群体。整套解决方案构建起“硬件智能化改造—环境实时感知监测—数字孪生可视化管控—风险智能预警—资源共享调度—全周期运维培训”的完整产业闭环。目前项目已完成模型研发、算法优化、多轮田间实测与产业调研,走遍吐鲁番核心产区、塔城、石河子等新疆多地农业基地与交易市场,系统稳定性、场景适配性、落地实用性得到充分验证,有效填补新疆传统干果智能晾晒领域的技术空白,为基层农产品初加工升级提供高性价比、轻量化的科创方案。
锚定田间落地实效,打造农研共生助农兴农全新范式
科创技术的核心价值在于落地实干、赋能产业、惠及民生。针对农业科创研发与田间实际生产脱节、技术落地难、普及范围窄的行业普遍问题,团队始终坚守立足乡土、服务三农、赋能产业、普惠基层的发展理念,搭建“科创团队研发、行业专家指导、田间实景落地、市场全域赋能”的多方协同机制,打通科创成果从工作室走向田间地头、服务万千农户的全链条通道。
项目研发全过程立足一线、扎根一线、服务一线,团队深入吐鲁番各大葡萄种植示范田、农产品交易市场、种植专业合作社,走访塔城、石河子多地农业产业园与烘干加工基地,全面摸排传统晾晒模式的短板痛点、不同经营主体的生产需求以及基层设施改造难点。结合农户作业习惯、合作社经营模式、基层农业发展现状,持续迭代优化硬件设备、智能算法、操作流程与改造方案,最大程度降低改造成本、简化操作难度,让智能晾晒技术真正适配基层农业生产场景。同时,团队构建分层定制化服务体系,为农业经营主体提供设备改造、系统运维、技术培训一站式解决方案;为广大种植农户提供晾晒风险预警、标准化作业指导、降本增效专项服务;为农业产业提供资源整合、品类拓展、标准化升级赋能服务。目前项目已在吐鲁番落地示范应用,产业成效十分显著,晾晒周期缩短20%-30%,果品霉变坏果损耗降低50%以上,葡萄干一级优质品率提升20%-30%,晾房年度利用率从11%提升至41%-49%,大幅减轻农户人工管护压力,盘活闲置资产创造增收效益,真正以科创力量助力乡村产业提质、农户增收。
在产业化运营层面,团队构建稳健多元、可持续的商业运营体系,以智能晾房硬件改造、设备安装运维、数字平台授权为核心营收板块,叠加共享交易佣金、农业数据增值服务、政府示范项目合作等多元补充业务,形成良性循环的产业运营模式。市场推广采用“示范试点先行、标杆效应引领、全疆梯度复制”的发展策略,以吐鲁番为核心试点区域,逐步辐射哈密、石河子等全疆特色干果产区,持续扩大产业赋能范围与市场影响力。
标准化闭环迭代,树立青年科创赋能乡村产业发展标杆
为推动科创成果标准化、规范化、可复制、规模化推广,团队搭建“研发攻关—实地验证—落地转化—运维服务—迭代升级”的全闭环科创运营体系,有效破解农业科创项目落地零散、标准缺失、持续性弱、难以推广的行业痛点。团队精细化划分研发、落地、市场、运维四大职能板块,各模块分工明确、高效联动、协同发力,保障项目全流程规范化、专业化、标准化运转。
在标准化建设层面,团队联合智慧农业、林果产业、农产品加工、农业工程等多领域权威专家组建顾问委员会,全程参与产品性能评测、智能晾晒标准制定、改造方案优化、运维体系搭建等核心工作,逐步形成传统晾房智能化改造、数字平台运维、标准化晾晒作业等一系列行业规范,填补新疆特色干果智能晾晒领域的标准化空白。在服务保障层面,打造“线下驻点技术支持+线上全天候运维”双轨服务模式,快速响应设备调试、系统优化、技术答疑、故障处置等各类需求,持续保障基层智能晾晒生产稳定有序开展。凭借硬核的技术实力、完善的运营体系、显著的助农成效,该项目已然成为新疆青年科创赋能智慧农业、助力乡村振兴的典型标杆案例。
坚守科创初心担当,以数字农业护航丝路特色产业新未来
立足新质生产力发展时代浪潮,深度契合国家智慧农业建设、农产品初加工升级、乡村全面振兴以及新疆“农头工尾”产业发展等多重战略导向,本项目以物联网传感、仿生智能调控、数字孪生三大前沿技术为支撑,聚焦新疆传统干果晾晒产业升级痛点,实现数字智能技术与特色农业的深度融合,有效补齐传统农产品加工数字化、标准化、智能化短板,重构新疆特色干果制干产业服务体系,为全国传统果蔬干制产业智能化革新输出成熟可借鉴的丝路科创方案。
面向未来,这支青年科创团队将持续深耕新疆智慧农业细分赛道,稳步推进产品迭代优化、大范围临床验证、医疗器械合规完善、设备量产落地等重点工作,持续提升设备调控精度、智能预警准确率与平台综合服务能力。在产业布局上,以吐鲁番葡萄干智能晾房改造为核心基点,逐步辐射全疆特色农产品产区,远期面向全国果蔬制干产业输出全套智能制干解决方案;在协同发展上,持续深化农产学研用一体化合作,扩大基层合作覆盖面,完善全链条助农服务体系,带动智能硬件制造、数字农业服务、特色农产品加工等上下游产业协同发展。团队将始终坚守青年科创使命与责任,以技术创新破解农业生产难题,以数字科技激活乡土产业活力,持续赋能新疆特色农业高质量发展,为乡村全面振兴、现代农业转型升级、区域人口经济均衡发展贡献坚实的青年科创力量。

团队成员在学校工作台制作晾晒房模型

团队成员在新疆石河子市农业科学研究院葡萄研究所门口照片