최근 지구 온난화와 이상기후로 농업 환경이 크게 변화되고 있다. 특히, 농작물의 생육환경이 변화됨에 따라서 새로운 농업기술의 개발이 필요한 실정이다. 따라서 최근 ICT 기술의 발전으로 농업 환경을 통제하고 효율성을 높이기 위한 '스마트 팜' 조성 기술이 도입되고 있다. 하지만 아직까지 스마트 팜 관리 환경에 영향을 미치는 다양한 인자와 관리 차원에서 체계적이고 객관적인 평가항목이 부재한 실정이다. 본 연구에서는 AHP 기법을 활용하여 스마트 팜을 구성하고 있는 요인들 간의 상대적 중요도를 도출하였다. 그 결과 스마트 팜의 종합적인 운영과 관리를 평가하기 위해서 센서 장비(55.6%)와 제어 및 정보 관리 시스템(44.4%) 등 2가지 평가 분야가 최상위 평가항목으로 선정되었다. 이러한 결과는 스마트 팜 적용 시 농작물의 생육 환경 정보의 파악과 생육 환경을 통제할 수 있는 시스템이 무엇보다 중요하다는 것을 의미한다. 본 연구의 결과는 향후 스마트 팜 기술 도입에 따른 평가 지표 마련에 기초 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.
최근 지구 온난화와 이상기후로 농업 환경이 크게 변화되고 있다. 특히, 농작물의 생육환경이 변화됨에 따라서 새로운 농업기술의 개발이 필요한 실정이다. 따라서 최근 ICT 기술의 발전으로 농업 환경을 통제하고 효율성을 높이기 위한 '스마트 팜' 조성 기술이 도입되고 있다. 하지만 아직까지 스마트 팜 관리 환경에 영향을 미치는 다양한 인자와 관리 차원에서 체계적이고 객관적인 평가항목이 부재한 실정이다. 본 연구에서는 AHP 기법을 활용하여 스마트 팜을 구성하고 있는 요인들 간의 상대적 중요도를 도출하였다. 그 결과 스마트 팜의 종합적인 운영과 관리를 평가하기 위해서 센서 장비(55.6%)와 제어 및 정보 관리 시스템(44.4%) 등 2가지 평가 분야가 최상위 평가항목으로 선정되었다. 이러한 결과는 스마트 팜 적용 시 농작물의 생육 환경 정보의 파악과 생육 환경을 통제할 수 있는 시스템이 무엇보다 중요하다는 것을 의미한다. 본 연구의 결과는 향후 스마트 팜 기술 도입에 따른 평가 지표 마련에 기초 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.
Recently, agriculture and the environment has changed dramatically due to global warming and abnormal weather. In particular, it is necessary to develop new agricultural techniques according to transforming the growing environment of agricultural crops. Therefore, "Smart Farm" building technology fo...
Recently, agriculture and the environment has changed dramatically due to global warming and abnormal weather. In particular, it is necessary to develop new agricultural techniques according to transforming the growing environment of agricultural crops. Therefore, "Smart Farm" building technology for controlling agricultural environment and improving efficiency for ICT technology development has recently been introduced. However, in reality, systematic and objective evaluation items are absent at various levels and management levels that affect the management environment of the smart farm. In this research, it derived the importance index among the factors associated with Smart Farm technology by AHP method. As a result, in order to evaluate comprehensive operation and management of the smart farm, the two evaluation fields(sensor device and control/information management system) were selected as the top evaluation items. These results mean that system that can detect the growth environment information of agricultural crops and control the growing environment is more important than anything, when smart farm is applied. It is judged that the results of this research can be used as basic data for making evaluation indicators associated with the introduction of smart palm technology in the future.
Recently, agriculture and the environment has changed dramatically due to global warming and abnormal weather. In particular, it is necessary to develop new agricultural techniques according to transforming the growing environment of agricultural crops. Therefore, "Smart Farm" building technology for controlling agricultural environment and improving efficiency for ICT technology development has recently been introduced. However, in reality, systematic and objective evaluation items are absent at various levels and management levels that affect the management environment of the smart farm. In this research, it derived the importance index among the factors associated with Smart Farm technology by AHP method. As a result, in order to evaluate comprehensive operation and management of the smart farm, the two evaluation fields(sensor device and control/information management system) were selected as the top evaluation items. These results mean that system that can detect the growth environment information of agricultural crops and control the growing environment is more important than anything, when smart farm is applied. It is judged that the results of this research can be used as basic data for making evaluation indicators associated with the introduction of smart palm technology in the future.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 스마트 팜의 구축 모델에 관한 평가 지표를 개발하고자 한다. 한국형 스마트 팜의 발전을 위해서는 현재 시공되어지고 있는 스마트 팜 기자재를 분석하고 그 기능들의 상대적 관련성을 파악하여 향후 발전적인 스마트 팜을 만들기 위한 평가 방법과 결과가 필요하기 때문이다.
본 연구는 스마트 팜 관리 환경에 영향을 미치는 다양한 인자를 설정하고 효율성 제고 관리 차원에서 체계적이고 객관적으로 평가할 수 있는 평가항목과 지표를 개발하기 위하여 AHP 분석을 이용하였다. 하지만 일부 계층에서는 일관성 지수가 수용할 수 없어 본 연구에서는 제외하였다.
본 연구에서는 전문가 집단을 대상으로 시설 원예 스마트 팜의 환경 개선을 위한 AHP분석을 실시하였다. AHP 분석은 두 개 이상의 요소를 비교하여 더 중요한 요소가 무엇인지에 대해 물어보는 방식이다.
이를 위해 AHP 기법을 활용하여 상대적 중요도 값을 도출하였으며, 이 값을 중심으로 최종적인 평가 지표를 도출하였다. 이 평가 지표를 통해 우리나라의 시설원예 스마트 팜 산업과 스마트 팜 환경을 분석하여 향후 시설원예 스마트 팜 산업이 나아가야할 방향과 기술 개발 수준을 알아보고자 하였다.
가설 설정
실제로 온도는 습도에 영향을 주고 온도와 습도는 작물의 생육에 많은 영향을 주기 때문이다. 둘째, 이런 온도를 통제하기 위해서는 온수/난방수 조절이 핵심적이다. 외부 환기 시스템도 중요하지만 이산화탄소와 산소 등의 농도를 고려한다면 스마트 팜에서는 환기 시스템 보다 온수/난방수 시스템이 더 필수적이다.
제안 방법
2013년 ‘농식품 ICT 융복합 확산대책’을 마련하여 생산, 유통, 소비 등 부문별 ICT 융복합 현황을 진단하고, 스마트 팜 보급, R&D, 산업 생태계 조성 등 정책 기본 방향을 설정하였다 [7].
AHP 설문에 응답자가 시설원예 스마트 팜에 대한 충분한 지식이 없거나 이해가 부족할 경우 객관적인 결과를 얻을 수 없기 때문에 대상자의 선정에 있어 대상자의 전공, 경력 등을 고려하였으며, 응답 시 사전설명을 통해 의사결정에 요구되는 일관성비율(Inconsistency rate)을 만족하도록 하였다.
또한 균형 잡힌 의견반영을 위하여 기술전문가 집단과 정책 및 경제 전문가집단으로 구분한 후 각각의 집단에서 최대·최소 점수를 제외하고 나머지 응답결과를 가지고 종합평점을 도출하는 것을 원칙으로 하였다.
계층적 의사결정론(AHP)은 서로의 상대적 중요도 정도를 짝을 지어 분석하는 방법이다. 본 연구에서는 스마트 팜 기자재들의 성격을 나누어 그 상대적 중요도 분석을 실시하였다.
본 연구에서는 스마트 팜과 관련된 전문가 10명의 표본수를 선정하였다. 설문도구는 두 가지 주제로 구성이 되어있으며 AHP 기법은 쌍대비교를 위해 9점 척도로 설계하였다. 스마트 팜의 계층 구성은 농촌진흥청에서 운영하고 있는 테스트 베드 시설을 기준으로 하였다.
스마트 팜의 역사가 깊지 않으며 기존의 선행 연구들이 없어 실증적으로 스마트 팜을 연구하는 농촌진흥청의 테스트 베드가 향후 한국형 스마트 팜 구축의 초석이 될 것으로 예상되어 이를 계층 구성의 모형으로 구성하였다.
시설원예 스마트 팜의 종합적인 운영과 관리를 평가하기 위하여 센서 장비와 제어 및 정보 관리 시스템 등2가지 평가 분야를 선정하였으며, 평가 분야 하위 항목으로 2계층에서 3가지 항목과 2가지 항목, 3계층에서 2가지, 5가지의 평가 항목을 선정하였다. 최상위 평가항목에서의 중요도는 센서 장비 55.
대상 데이터
2009년부터는 ‘농업에너지이용효율화사업’을 도입하여 다겹보온커튼, 지열냉난방설비와 같은 신재생에너지 시설로 지원 대상을 확대하였다.
그리고 일반인을 대상으로 하는 연구와 달리 전문가 집단을 대상으로 하기 때문에 설문응답자의 수 보다는 설문응답자의 전문성이 더 중요하기 때문에 표본의 수는 적정하다고 판단된다[11]. 본 연구에서는 스마트 팜과 관련된 전문가 10명의 표본수를 선정하였다. 설문도구는 두 가지 주제로 구성이 되어있으며 AHP 기법은 쌍대비교를 위해 9점 척도로 설계하였다.
설문도구는 두 가지 주제로 구성이 되어있으며 AHP 기법은 쌍대비교를 위해 9점 척도로 설계하였다. 스마트 팜의 계층 구성은 농촌진흥청에서 운영하고 있는 테스트 베드 시설을 기준으로 하였다.
시설원예 스마트 팜 개선을 위한 최종결론을 도출하기 위하여 토목, 환경, 정책, 기계 등 다양한 분야에서 전문가 10명의 협의를 통하여 결정하였다(Table 2). 조사대상은 시설원예와 관련한 경력이 평균 23년으로 나타났으며, 평균 학력은 석사 이상이다.
이론/모형
한국형 스마트 팜의 발전을 위해서는 현재 시공되어지고 있는 스마트 팜 기자재를 분석하고 그 기능들의 상대적 관련성을 파악하여 향후 발전적인 스마트 팜을 만들기 위한 평가 방법과 결과가 필요하기 때문이다. 이를 위해 AHP 기법을 활용하여 상대적 중요도 값을 도출하였으며, 이 값을 중심으로 최종적인 평가 지표를 도출하였다. 이 평가 지표를 통해 우리나라의 시설원예 스마트 팜 산업과 스마트 팜 환경을 분석하여 향후 시설원예 스마트 팜 산업이 나아가야할 방향과 기술 개발 수준을 알아보고자 하였다.
성능/효과
1계층 AHP 분석 결과를 보면 일관성 비율은 0.000으로 수용 가능한 일관성 비율을 나타냈다. 중요도 우선순위를 보면 센서 장비가 0.
388로 나타났다. 따라서 생육환경 시스템이 생육정보분석 시스템 보다 중요한 것으로 나타났다.
105로 수용 가능한 일관성 지수를 나타냈다. 따라서 외부 환경 센서에서 온도와 일사량 그리고 습도가 중요한 영향 요인으로 나타났다.
397로 나타났다. 따라서 통합제어 장비가 시설별 제어 장비보다 중요한 것으로 나타났다.
124로 수용 가능한 지수를 나타냈다. 따라서 통합제어 장비에서는 온수/난방수 조절이 가장 중요한 것으로 나타났다.
센서 장비의 3계층 분석 결과를 보면 외부 환경 센서에서 온도가 0.378로 가장 높게 나타났으며, 일사량이 0.236, 습도가 0.196, 강수가 0.112, 풍향/풍속이 0.078 순으로 나타났다.
영상 장비의 3계층 분석 결과를 보면 적외선 카메라가 0.600, DVR이 0.400으로 나타났다. 이때 일관성 지수는 0.
정보관리시스템의 3계층 분석 결과를 보면 일관성 비율이 0.000로 수용 가능한 일관성 비율을 나타냈다. 중요도 우선순위를 보면 생육환경 시스템이 0.
제어 및 정보 관리 시스템의 2계층 분석 결과를 보면 일관성 비율이 0.000로 수용 가능한 일관성 비율을 나타냈다. 중요도 우선순위를 보면 제어 장비가 0.
제어 장비의 3계층 분석 결과를 보면 일관성 비율이 0.000로 수용 가능한 일관성 비율을 나타냈다. 중요도 우선순위를 보면 통합제어 장비가 0.
시설원예 스마트 팜의 종합적인 운영과 관리를 평가하기 위하여 센서 장비와 제어 및 정보 관리 시스템 등2가지 평가 분야를 선정하였으며, 평가 분야 하위 항목으로 2계층에서 3가지 항목과 2가지 항목, 3계층에서 2가지, 5가지의 평가 항목을 선정하였다. 최상위 평가항목에서의 중요도는 센서 장비 55.6%, 제어 및 정보관리 시스템 44.4% 순으로 나타났다.
통합 제어 장비를 보면 온수/난방수 조절이 0.421로 가장 높게 나타났으며, 에너지 절감 시설이 0.397, 양액기 0.182 순으로 나타났다. 이때 일관성 지수는 0.
후속연구
AHP 분석은 두 개 이상의 요소를 비교하여 더 중요한 요소가 무엇인지에 대해 물어보는 방식이다. 결국 AHP 분석을 통해 시설 원예 스마트 팜을 구성하고 있는 각 요소들 간의 상대적 비교를 통해 중점 관리 대상을 파악 할 수 있게 된다.
하지만 일부 계층에서는 일관성 지수가 수용할 수 없어 본 연구에서는 제외하였다. 따라서 향후 연구에서는 일관성 지수가 떨어지는 평가 항목 및 지표에 대해서는 더 주의 깊은 연구가 필요할 것으로 보인다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스마트 팜이란 무엇인가?
스마트 팜을 좁은 개념으로 한정하면 정보통신기술을 비닐하우스·축산·과수원 등에 접목하여 원격·자동으로 작물과 가축의 생육환경을 적정하게 유지·관리할 수 있는 농장을 의미한다. 스마트 팜은 농·작물의 생육 데이터와 환경 데이터 등에 대한 정확한 정보를 기반으로 시가와 장소에 구애 없이 농·작물과 가축의 생육 환경을 점검할 수 있으며, 점검 내용을 기반으로 사전에 적기 처방을 함으로써 노동력과 에너지 양분 등을 현재 보다 덜 투입하고도 농산물의 생산성과 품질을 향상 시킬 수 있는 농업을 말한다. 이러한 스마트 팜 관리 및 운영을 위해서는 첫째, 생육 환경 데이터를 수집하고 관리할 수 있는 소프트웨어(S/W) 구축이 필요하다.
지구 온난화로 인한 이상기후 현상은 우리 생활에 어떤 영향을 미치는가?
지구 온난화로 인한 이상기후의 심화는 우리의 자연 환경을 그동안 경험해왔던 자연 환경과는 너무도 다르게 변화시켰다. 여름은 더 길어지고 겨울은 더 짧아지고 있다. 이런 변화는 우리의 삶의 양식까지 변화시키고 있다. 에어컨이 없는 여름은 상상할 수 없고, 평소 접하기 힘든 열대 과일도 국내에서 재배하기 시작했다. 뿐만 아니라 과거에 없던 새로운 병충해가 발생하고 질병의 전염 역시 과거와 달리 그 심각성이 더 커지고 있다[1].
스마트 팜 시스템 구축 시 발생할 수 있는 부정적 결과는 무엇인가?
스마트 팜 보급의 확대는 긍정적인 결과도 있지만 부정적 결과도 있다. 스마트 팜 시스템을 이해하고 적절히 활용하면 생산성 향상에 크게 기여하지만 많은 자원과 비용이 투입된 스마트 팜을 단동형 온실처럼 단편적으로 활용한다면 효용성 면에서 그 기능을 다하지 못하게 된다. 따라서 스마트 팜의 고유한 기능이 제대로 발휘되기 위해서는 스마트 팜에 대한 구축부터 운영 그리고 결과에 대한 평가가 필요하다.
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