立体种苗工厂产品可行性研究报告.pdf

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1、0 自动化立体自动化立体移动苗床式移动苗床式种苗种苗生产生产工厂产品工厂产品 可行性报告可行性报告 杭州恒农科技股份有限公司杭州恒农科技股份有限公司 （浙江海创园重点项目推荐注册公司） 1 自动化立体移动苗床式自动化立体移动苗床式种苗种苗生产工厂可行性报生产工厂可行性报告告 第一章第一章 产品产品背景及意义背景及意义 立体种苗工厂是用自动介质搅拌机和自动播种机， 在标准穴盘上将 基质和种子播种在穴盘的每个穴孔后， 再将一车一车的穴盘送入催 芽室发芽。发好芽的穴盘，从催芽室取出后，都摆放在移动苗床上 后，再将移动苗床由智能搬运车送入一个立体层架的结构基础上， 用人为的提供包括光线，温度，植物营养

2、，水分等种苗生长必须的 元素， 让种苗在这种无土无菌栽培的环境下快速生长， 其产品可供 人类使用。一般来讲，光源是由高效能节能 LED 灯来提供。 立体植物工厂的概念在上个世纪六十年代在欧美就已经开始推广， 但因为当时的灯光效能较低， 不符合经济利益。 本世纪灯光技术突 飞猛进， 产生高功率的电灯例如 LED 光等， 才使得自动化立体植物 工厂盈利性大大的提高。 目前日本的立体植物工厂的技术， 在世界 上有较为领先的地位。 立体植物工厂的应用，概括地分为三大类：立体蔬菜工厂：以生产 蔬菜为主；立体花卉工厂：以生产花卉为主；立体种苗工厂：以生 产花卉， 蔬果， 苗木等的种苗为主。 种苗工厂是从种

3、子发芽到成苗， 再到育苗，及炼苗后，完成出货的生产工厂。 2 纵观目前国内外立体种苗工厂， 一般都在温室内的固定苗床架上进 行生产。但在高产能化上，仍未能实现流水线大型的生产方式。目 前国外先进国家的种苗工厂虽也有进入量产的， 但它仍未能达到完 全自动化的要求。主要原因有二： 1. 真正生产型的种苗工厂，必须要有全自动化的移动苗床系统全自动化的移动苗床系统， 利用机器人设备，自动将移动苗床从温室多层生长灌溉区域内 取出，移动到工作间收成或处理。然后将移动苗床清理干净， 种植新种苗后，再由机器人设备将移动苗床从工作间送入温室 内多层的生长灌溉区。如此，工人不进入温室生长区只在工作 间操作的流水线

4、生产方式的利用后，才能完成高效率的生产。 而靠人工种植，手动送入生长架上生长灌溉，手动从生长架上 取下收成的立体种苗工厂，只能小量生产。真正生产型的种苗 工厂需要靠全自动化的移动苗床系统全自动化的移动苗床系统，再在立体结构的移动苗 床摆放区，配置自动化控制的无土栽培自动化控制的无土栽培营养液营养液灌溉系统灌溉系统和自动自动 化的人工补光的光照控制系统化的人工补光的光照控制系统，就能大规模的进行种苗的生产 了。 2. 高效率种苗生产管理，必须要有能管理生长型植物的生产管理生长型植物的生产管理 软件系统软件系统， 必须对植物或种苗的订单处理，排产计划，工单 生成，工单执行，成本控制，和仓储管理等等

5、都能有效地掌控 才行。而一般现有的生产管理软件系统，都只能对永不改变的 3 零件或物种，进行精密生产的管理。对于一个会随着时间，随 着灌溉方式，随着生长的周期而不断变化节点的生长型植物种 子，就需要一套针对它的特性来管理生产的软件。这也是高产 能化植物或种苗生产的必要条件。 杭州恒农科技股份有限公司杭州恒农科技股份有限公司的开发的立体种苗工厂产品，硬体上， 利用自主研发成功的“全自动化全自动化立体移动苗床系统立体移动苗床系统”为基础，加上 电脑可控的“潮汐式或无土栽培式营养液循环灌溉系统潮汐式或无土栽培式营养液循环灌溉系统”和电脑 可控的“LEDLED 人工人工光照系统光照系统” 。这个立体移

6、动苗床式的种苗生产工 厂， 利用机器人设备， 自动将移动苗床在温室多层生长灌溉区域和 工作间之间取出或送入。 工作人员集中在工作间高效率地工作， 完 全不需要进入温室的生长灌溉区域。所有营养液灌溉及光照活动， 都在电脑指挥下，每日自动进行。另外，在软件上，杭州杭州恒农科技恒农科技 也完成了自主研发的温室生长型植物生产管理软件温室生长型植物生产管理软件，在管理订单， 排产计划，工单执行，及仓储管理上，实施精密化的管理，能实现 流水线式高效率的种苗生产。 我国因为农地土地政策的缘故， 我们设计的自动化立体种苗工厂也 是利用农地玻璃温室来搭建。 自动化立体种苗工厂有多层种苗生长 架。 最上层利用温室

7、里的自然阳光源， 而其余多层都有 LED 灯光源 提供种苗生长的光源，光照的时间可以设定从零到 24 小时，光照 强度根据种苗种类的不同， 可以通过开启的 LED 灯管数量及开启的 4 时间长短来设定。灯源除了白光外，还有红光与蓝光，白光与蓝光 的作用是调节种苗的植物习性（Morphology） ，包括植株高度，开 花的引导，种苗内色素的生成等。 种苗生长的系统是先进的营养膜（NFT）技术，种苗生长在移动苗 床上的灌溉内胆上， 种苗生长所需的营养液存储在营养液槽内， 由 水泵沿着不同大小的塑料管最后通到每个移动苗床的灌溉内胆内。 营养液不停的流向种苗，种苗可以一直吸收其生长所需要的养分， 多余

8、的营养液再由 PVC 管流回营养液槽， 营养液不停的循环不停的 给种苗提供养分。 种苗在适当的光线强度与光照周期， 充分的营养 状态下快速生长。 光照强度，光照周期以及最适合种苗吸收的营养液的浓度（EC， Electrical Conductivity， 水的电导度，营养液的浓度越高，电 导度越强）与 pH 值一直由电脑侦测与调整。营养液的氮肥主要以 硝态氮为主，种苗吸收硝态氮后，pH 会升高，要用酸来降低 pH。 种苗吸收养分后，EC 会降低，就要加高浓度的营养母液到营养液 槽内。高浓度的营养母液会有浓度高而沉淀的情形， 所以要用两 个营养母液桶装营养母液。pH 值超出了设定的范围，电脑就会

9、把 酸槽的阀门打开，加酸，到了设定的点后，阀门就会关闭。EC 低 于设定的范围，电脑会把两个营养母液的阀门，加营养母液。打开 根据种苗的种类，可以随时变换不同的 EC 与 pH。 5 在种苗生长的过程中， 难免会有病菌产生， 最麻烦的病菌是腐霉病 与疫霉病，我们设计了营养液 UV 消毒系统，能杀死在营养液内的 病菌。 提高单位面积产能是现阶段种苗生产业发展的关键任务， 现阶段透 过种苗工厂立体式栽培可用最小的土地面积生产最大量的短期种 苗，亦可避免受到风灾、雨灾等的影响，加上逐年扩大产能更可避 免产销失衡， 避免现地耕除的浪费， 以及逐年减少对农业灾害损失 的补贴，满足消费者对食的安全的最基本

10、需求。 在荒漠，极端冷与热等地区，也可以建立自动化立体种苗工厂，而 电源可以由风力，太阳能而取得，可以达到节能减排，绿色食品的 目的。 最后要说明的是，杭州恒农科技杭州恒农科技的自动化立体种苗工厂产品， 也是 可以完全应用在密闭的厂房建筑内的。 立体的层数， 也不必限制在 4 层 （最多只能有 4 层生长灌溉层是被目前国内温室内的净使用高 度所限制的） 。另外，杭州恒农科技杭州恒农科技的自动化立体种苗工厂产品， 生产的对象， 并不限于种苗的生产。 它是完全可以应用在蔬菜的生 产，花卉的生产，和对生产环境有苛求的中草药类植物的生产的。 6 第二章第二章 市场分析及预测市场分析及预测 一、我国一、

11、我国立体立体种苗种苗工厂工厂情况情况 目前国内， 没有任何全自动化流 水线蔬菜方式的种苗工厂，更没有全自动化的立体种苗工厂。目前的 种苗工厂都在温室内单层的固定苗床架上生产的工厂。然而，国内农 业中，花卉，蔬菜，果类，苗木等等的生产，都急需大量的种苗工厂 来提供高质量的种苗。目前非自动化，低效率生产的种苗工厂，完全 无法满足当前种苗的供应量的。 二、世界主要国家二、世界主要国家立体立体种苗种苗工厂工厂情况情况 在全球范围内，美国， 及欧洲，都建有立体植物工厂。 日本也有数量较多的立体植物工厂， 有少部分的日本的立体植物工厂，已进入量产化的阶段了。在台湾， 也有一个欣阳企业，供应立体植物工厂的设

12、备。然而，这些立体植物 工厂都是以生产蔬菜为主的。其中进入量产化的立体蔬菜工厂，也没 有实施配套着无土栽培营养液灌溉系统无土栽培营养液灌溉系统和配套着人工光照系统人工光照系统的完 全自动化的立体移动苗床系统立体移动苗床系统。管理上，也没配有精密化的生产管理精密化的生产管理 软件系统软件系统，来配合达到高效率的生产。 三、三、自动化立体移动苗床式自动化立体移动苗床式种苗种苗工厂产品工厂产品市场分析市场分析 以杭州杭州恒农科技恒农科技开发的立体移动苗床系统为基础的立体种苗工 厂科产品，有以下的优势： 1. 价格价格优势： 是荷兰科迪马公司自动化移动苗床系统的一半左右 2. 节约耕地面积节约耕地面积

13、优势：移动苗床生长灌溉区域为立体层架构，在 7 温室内可以建造四层苗床摆放层，大量节约耕地面积 3. 可产业化可产业化优势：达到完全自动化的流水线种苗生产方式，较目 前国内外的立体种苗工厂，在高产能产业化上大幅领先 4. 完全安全食品完全安全食品优势：为无土（使用基质） ，无菌栽培，在可控 的环境下生产完全和绝对安全的种苗。在生产可食用类的种 苗如蔬菜，果类等种苗时，会有很大的竞争优势的。 5. 保证生产量保证生产量优势：为超级可控环境，不受室外天气，自然灾害 等影响，可保证生产到产能所达到的程度 6. 配套生产管理软件配套生产管理软件优势：配套的生长型植物生产管理软件，可 达到精密而且精准的

14、种苗生产管理 以杭州杭州恒农科技恒农科技自主开发的立体移动苗床系统为基础的立体种 苗工厂产品，不只在国内将有广泛的市场，即使在世界各地，也会有 极为广泛的市场。 第三章第三章 产品规模及产品产品规模及产品内容内容 一、产品一、产品规模规模：杭州杭州恒农科技恒农科技立体种苗工厂产品可按客户需求而 设计。因为目前此产品为国内首创，之前没有类似产品可供参考，所 以建议采取以下的模式来进行种苗生产： 1. 初期为试产模式试产模式：可以先建一个微型规模的全自动化立体种 苗工厂来进行种苗的试产。这个微型规模的全自动化立体种 8 苗工厂有大型立体种苗工厂所有的功能，但建在只占地 640 平米（32 米 X9

15、.6 米）的玻璃温室内。它有占地约 320 平米 的工作间，和一个占地 320 平米的生长灌溉区域（共 3 层， 每层 2 列苗床摆放列，共有约 700 平米总生长灌溉面积） 。设 计图如下： 工作间除了移动苗床系统的设备外，还配有一个催芽室。播 种好的穴盘，可以排放在手推车上，送入催芽室内进行发芽， 发芽好的穴盘，在从催芽室内放入移动苗床上后，送入温室 生长灌溉区域实施育苗及炼苗。 客户可以在此微型式的立体种苗工厂内，进行种苗试产的操 作，以确定生产什么类别的种苗，及在多少生长期间，可以 有多少实际的产值。此时，也可以熟悉杭州杭州恒农科技恒农科技提供的 温室生长型植物生产管理软件的操作，对生

16、产的精密度和精 准度有确切的掌控。 9 另外一种完全可扩展的模式为： 先在一个占地 6000 平米的玻 璃温室中， 只完成最边上 2000 平米部分如下图所示的工作间 部分： 这个部分，工作间 1500 平米在边上，另外有 500 平米的生长 灌溉区域。工作间内可以先建造一间催芽室和配套的介质搅 拌机和自动播种机。 在试产完成后， 可以将占地 6000 平米的温室内其他空余的跨 度上， 逐步扩建， 直到全部 6000 平米的所有跨度都建完为止。 每个温室生长灌溉区内每个单独跨度的设计图如下： 10 杭州恒农杭州恒农科技科技设计的机器人移动苗床搬运车，使用了无线遥 控通讯技术。在 5000 平米

17、温室两端的 96 米宽度线上，可以 自动行走辨认每个跨度上的移动苗床摆放列，并能升到每一 层的位置。所以，无论温室的生长灌溉区有几个跨度，都能 自动取出或送入移动苗床。所以任何跨度个数的生长灌溉区 域，都能实现所有的自动化功能。 11 2. 第二期为推广模式：可以将先前的微型规模扩大为占地 6000 平米的四层立体种苗工厂规模。在此推广期，利用杭杭州州恒农恒农 科技科技提供的生产管理软件，做更大规模的生产操作。也可将 不同种类的种苗做出规划性试产，为下阶段大规模生产做准 备。 下图为一个占地 6000 平米的立体种苗工厂 （其他 2000、 3500、 4500 平米的种苗工厂只需调整全四层结

18、构立体植物生产灌溉 区的跨度即可） ： 12 占地 2000 平米工厂：1 个工作间跨度+1 个生长灌溉跨度 生长灌溉区总面积=2000 平米 占地 3500 平米工厂：1 个工作间跨度+4 个生长灌溉跨度 生长灌溉区总面积=8000 平米 占地 4500 平米工厂：1 个工作间跨度+6 个生长灌溉跨度 生长灌溉区总面积=12000 平米 占地 6000 平米工厂：1 个工作间跨度+9 个生长灌溉跨度 生长灌溉区总面积=18000 平米 3. 第三期为大规模生产：重复每个 6000 平米的四层立体种苗工 厂，即可建造成大规模量产的立体种苗工厂来满足大城市内 大量人口需要的安全种苗量。 【注：一

19、个 6000 平米（52 米 X115.2 米）的玻璃温室是最佳 的大小。它 52 米的深度，能有最有效的抽风、水帘的降温效 果。它 115 米长度，对我们设计的智能车，也能达到最佳使 用效果】 13 二、产品二、产品内容内容 1) 每个占地 6000 平米以下的立体种苗工厂都只需配有一个工 作间： 工作间有 3 段工作台，2 个旋转台及 2 台机器人移动苗床搬 运车，这些设备提供种苗发芽后，由移动苗床为载体，进出 温室生长区域灌溉及生长等功能。 工作间内有配套的介质搅拌机和自动播种机，它们能将种子 及基质自动播种到标准的穴盘上。 工作间内建有 2 个 10 米 X10 米的催芽室， 供播种好

20、的穴盘在 内发芽之用。 2) 每个 9.6 米 X52 米温室跨度可以建成一个四层苗床生长灌溉 区： 14 每个跨度有 8 个移动苗床摆放列，配有移动苗床 192 个，灌 溉内胆 192 个，营养液槽，水泵，供液管道及回也管道的灌 溉系统，最上层利用自然光照，下三层配有人工光照系统， 全部电脑可控。 跨度可以从 1 个（加工作间总占地为 2000 平米温室）增加到 9 个（加工作间占地为 5000 平米温室）视客户需求而定。 3) 最大单个立体四层种苗工厂为占地 6000 平米温室： 因为我们设计的智能搬运车有效操作最大距离为 100 米以 15 下，所以温室加大到 6000 平米占地面积为限

21、。如果客户需要 更大生产面积， 就需要重复建造另一个或数个 6000 平米温室 种苗工厂来满足客户需要。 4) 移动苗床和灌溉内胆： 5) 每个独立立体种苗工厂，杭州杭州恒农科技恒农科技都提供生长型植物生 产管理软件系统一套： 16 第四第四章章 效益分析效益分析 一、经济效益分析一、经济效益分析 我们以占地 5000 平米的立体种苗工厂，生产各类种苗为例， 来分析它的经济效益： 占地占地 60006000 平米温室平米温室 4 4 层移动种苗工厂（加播种机搅层移动种苗工厂（加播种机搅 拌机及催芽室合计拌机及催芽室合计 110110 万元设备）万元设备） 46,100,000 46,100,0

22、00 元元 营业总收入营业总收入（见年收入计算表） 19,035,648 19,035,648 元 营业总支出营业总支出 10,949,397 10,949,397 元 人工成本（工人 25 人，每年每人 40,000 元） 1,000,000 元 种子成本（每穴盘 6 元） 1,866,240 元 17 肥料成本(每穴盘 0.5 元） 155,520 元 包装成本（每穴盘 2 元） 622,080 元 生产耗材成本(每穴盘 2.5 元） 777,600 元 人工光照电费成本(见人工光照计算表） 2,311,168 元 租地费用（每年 1000 元/亩） 9,000 元 折旧（净剩率 5%，1

23、5 年折旧期） 2,919,667 元 系统维修费用（折旧费用的 5%） 145,983 元 销售费用(总收入 3%） 571,069 元 管理费用(总收入 3%） 571,069 元 营业利润营业利润 8,086,251 8,086,251 元 净利润（扣除净利润（扣除 25%25%营业利润所得税）营业利润所得税） 6,064,688 6,064,688 元 回收率 13.2 % 占地占地 60006000 平米温室立体移动种苗工厂造价平米温室立体移动种苗工厂造价 46,100,000 46,100,000 元 元 年收入计算表年收入计算表 总移动苗床摆放列个数（18X4) 72 列 每移动

24、苗床摆放列的移动苗床个数 24 个 每个苗床可放置穴盘个数 45 个 总穴盘个数 77,760 77,760 个 每年可以生产种苗周期次数 4 次 每年可以生产穴盘个数 311,040 个 每个穴盘（288 孔）每次可以生产种苗数(存活率 85%） 244.80 棵 每棵种苗出厂价格 0.25 元 整个工厂每年总收入整个工厂每年总收入 19,035,648 19,035,648 元 元 人工光照成本计算表人工光照成本计算表 18 补光光照 LED 灯管 16 W 需要补光的移动苗床摆放列上灯管数量（40X24） 960 个 需要补光的移动苗床摆放列个数（18X3) 54 列 总补光灯管功率额

25、KW 数（16X1080X56/1000) 829 KW 每日晚间补光时间 12 小时 每年使用的补光总 KW 数（968X12X365） 3,632,947 KW 其他用电（50KWX12 小时 X365) 219,000 KW 每年补光所需费用（农业晚间用电每年补光所需费用（农业晚间用电 0.60.6 元元/KW)/KW) 2,311,168 2,311,168 元 元 总结，总投资额为 4 46 6,100,000 ,100,000 元， 每年总收入为 19,035,64819,035,648 元 每年折旧为 2,919,6672,919,667 元 每年总支出为 10,949,3971

26、0,949,397 元 每年净利润为 6,064,6886,064,688 元，为投资总额的 13.2% 二、社会效益分析二、社会效益分析 中国人口众多，而粮食与蔬果为民生所必须，所以粮食与蔬果的 供应是一个重要的民生问题。另外，随着人民生活水准的提供，对于 苗木花卉的需求也急速增加。 现代化农业生产， 也是以分工方式完成。 粮食，蔬果，花卉及苗木的生产，首环就是各类种苗的生产。也就是 说，种苗的生产也决定了现代化农业的发展。一个现代化，自动化， 智能化的种苗生产工厂，将给社会的稳定，和谐和幸福，奠定坚固的 基础。 已久一来， 国内农业食品使用农药过量， 造成种苗食品安全问题， 已叫国人心惧不

27、已。近来，国内土地重金属污染逐渐严重，国人对于 种苗的安全性又再度加深了恐惧心里。解决种苗的安全生产，已到了 19 非常严峻及迫切的地步。 中国特色的社会主义政府的职责，首当解决人民的民生基本问 题。 政府对解决此问题， 是责无旁贷的， 也一直在苦苦寻找可行方案。 然而，在此之前，一个能将立体植物或立体种苗工厂从展示型转为生 产型的系统，迟迟未能出现。 现在，杭州恒农科技杭州恒农科技开发成功的立体移动苗床式，加上自动无土 栽培营养液灌溉和立体人工光照系统的立体种苗工厂产品， 基本上可 以满足解决此民生问题的要求。杭州恒农科技杭州恒农科技自主研发完成的的温室温室 生长型植物生产管理软件生长型植物生产管理软件，也能实现流水线式高效率的种苗生产。这 个产品的社会效益，将远远大于它的经济效益的。 我们希望政府在了解了杭州恒农科技杭州恒农科技的立体植物工厂或立体种 苗工厂产品后，也能在立体植物工厂的产业化上，开始大力的投入。 使得民生种苗供应的问题，能得到根本上的解决。