• 제목/요약/키워드: Industry 4.0 Technologies

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Design and Implementation of IoT based Low cost, Effective Learning Mechanism for Empowering STEM Education in India

  • Simmi Chawla;Parul Tomar;Sapna Gambhir
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권4호
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    • pp.163-169
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    • 2024
  • India is a developing nation and has come with comprehensive way in modernizing its reducing poverty, economy and rising living standards for an outsized fragment of its residents. The STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) education plays an important role in it. STEM is an educational curriculum that emphasis on the subjects of "science, technology, engineering, and mathematics". In traditional education scenario, these subjects are taught independently, but according to the educational philosophy of STEM that teaches these subjects together in project-based lessons. STEM helps the students in his holistic development. Youth unemployment is the biggest concern due to lack of adequate skills. There is a huge skill gap behind jobless engineers and the question arises how we can prepare engineers for a better tomorrow? Now a day's Industry 4.0 is a new fourth industrial revolution which is an intelligent networking of machines and processes for industry through ICT. It is based upon the usage of cyber-physical systems and Internet of Things (IoT). Industrial revolution does not influence only production but also educational system as well. IoT in academics is a new revolution to the Internet technology, which introduced "Smartness" in the entire IT infrastructure. To improve socio-economic status of the India students must equipped with 21st century digital skills and Universities, colleges must provide individual learning kits to their students which can help them in enhancing their productivity and learning outcomes. The major goal of this paper is to present a low cost, effective learning mechanism for STEM implementation using Raspberry Pi 3+ model (Single board computer) and Node Red open source visual programming tool which is developed by IBM for wiring hardware devices together. These tools are broadly used to provide hands on experience on IoT fundamentals during teaching and learning. This paper elaborates the appropriateness and the practicality of these concepts via an example by implementing a user interface (UI) and Dashboard in Node-RED where dashboard palette is used for demonstration with switch, slider, gauge and Raspberry pi palette is used to connect with GPIO pins present on Raspberry pi board. An LED light is connected with a GPIO pin as an output pin. In this experiment, it is shown that the Node-Red dashboard is accessing on Raspberry pi and via Smartphone as well. In the final step results are shown in an elaborate manner. Conversely, inadequate Programming skills in students are the biggest challenge because without good programming skills there would be no pioneers in engineering, robotics and other areas. Coding plays an important role to increase the level of knowledge on a wide scale and to encourage the interest of students in coding. Today Python language which is Open source and most demanding languages in the industry in order to know data science and algorithms, understanding computer science would not be possible without science, technology, engineering and math. In this paper a small experiment is also done with an LED light via writing source code in python. These tiny experiments are really helpful to encourage the students and give play way to learn these advance technologies. The cost estimation is presented in tabular form for per learning kit provided to the students for Hands on experiments. Some Popular In addition, some Open source tools for experimenting with IoT Technology are described. Students can enrich their knowledge by doing lots of experiments with these freely available software's and this low cost hardware in labs or learning kits provided to them.

Global Rice Production, Consumption and Trade: Trends and Future Directions

  • Bhandari, Humnath
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.5-5
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    • 2019
  • The objectives of this paper are (i) to analyze past trends and future directions of rice production, consumption and trade across the world and (ii) to discuss emerging challenges and future directions in the global rice industry. Rice is a staple food of over half of the world's 7.7 billion people. It is an important economic, social, political, and cultural commodity in most Asian countries. Rice is the $1^{st}$ most widely consumed, $2^{nd}$ largely produced, and $3^{rd}$ most widely grown food crop in the world. It was cultivated by 144 million farms in over 100 countries with harvested area of over 163 million ha producing about 745 million tons paddy in 2018. About 90% of the total rice is produced in Asia. China and India, the biggest rice producers, account for over half of the world's rice production. Between 1960 and 2018, world rice production increased over threefold from 221 to 745 million tons (2.1% per year) due to area expansion from 120 to 163 million ha (0.5% per year) and paddy yield increase from 1.8 to 4.6 t/ha (1.6% per year). The Green Revolution led massive increase in rice production prevented famines, provided food for millions of people, reduced poverty and hunger, and improved livelihoods of millions of Asians. The future increase in rice production must come from yield increase as the scope for area expansion is limited. Rice is the most widely consumed food crop. The world's average per capita milled rice consumption is 64 kilograms providing 19% of daily calories. Asia accounted for 84% of global consumption followed by Africa (7%), South America (3%), and the Middle East (2%). Asia's per capita rice consumption is 100 kilograms per year providing 28% of daily calories. The global and Asian per capita consumption increased from the 1960s to the 1990s but stable afterward. The per capita rice consumption is expected to decline in Asia but increase outside Asia especially in Africa in the future. The total milled rice consumption was about 490 million tons in 2018 and projected to reach 550 million tons by 2030 and 590 million tons by 2040. Rice is thinly traded in international market because it is a highly protected commodity. Only about 9% of the total production is traded in global rice market. However, the volume of global rice trade has increased over six-fold from 7.5 to 46.5 million tons between the 1960s and 2018. A relatively small number of exporting countries interact with a large number of importing countries. The top five rice exporting countries are India, Thailand, Vietnam, Pakistan, and China accounting for 74% of the global rice export. The top five rice importing countries are China, Philippines, Nigeria, European Union and Saudi Arabia accounting for 26% of the global rice import. Within rice varieties, Japonica rice accounts for the highest share of the global rice trade (about 12%) followed by Basmati rice (about 10%). The high concentration of exports to a few countries makes international rice market vulnerable to supply disruptions in exporting countries, leading to higher world prices of rice. The export price of Thai 5% broken rice increased from 198 US$/ton in 2000 to 421 US$/ton in 2018. The volumes of trade and rice prices in the global market are expected to increase in the future. The major future challenges of the rice industry are increasing demand due to population growth, rising demand in Africa, economic growth and diet diversification, competition for natural resources (land and water), labor scarcity, climate change and natural hazards, poverty and inequality, hunger and malnutrition, urbanization, low income in rice farming, yield saturation, aging of farmers, feminization of agriculture, health and environmental concerns, improving value chains, and shifting donor priorities away from agriculture. At the same time, new opportunities are available due to access to new technologies, increased investment by the private sector, and increased global partnership. More investment in rice research and development is needed to develop and disseminate innovative technologies and practices to overcome problems and ensure food and nutrition security of the future population.

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농업법인과 중소기업의 정보화수준 비교 분석 (A Comparative Analysis of Informatization Level for Agricultural Corporations and SMEs)

  • 박진;김배봉;이재근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권5호
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    • pp.892-902
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    • 2015
  • 최근 농업 분야의 경쟁력 강화를 위한 농식품 ICT융복합이 중요한 이슈로 제기되고 있다. 이러한 상황에서 본 연구는 농업법인의 정보화 수준을 진단하고 발전 방안을 도출하기 위해 농업법인 3,019개에 대해 설문조사를 진행하여 정보화수준 점수를 산출하였고, 농업도 점차 기업화되고 있는 농업법인이 늘어나고 있어 중소기업 정보화 수준 조사 결과와 비교분석을 진행하였다. 농업법인의 점수 산출을 위해 정보화수준 평가체계를 수립하였고, 평가 영역, 평가 지표, 평가 항목별 가중치 산출을 위해 AHP(Analytic Hierarchy Process) 기법을 사용하였다. 그 결과 평가 영역별로 보면 정보화 추진 환경 영역의 수준이 낮은 것으로 분석되었다. 조직형태별 분석 결과에서는 농업 회사법인의 정보화수준이 영농조합법인보다 높았으며, 경영유형별로는 가공 및 유통의 정보화수준이 다른 유형에 비해 높은 것으로 분석되었다. 농업법인의 정보화수준은 2013년 기준 중소기업(50.18점) 정보화수준 대비 80.0%, 대기업(67.64점) 대비 59.4%로 나타났다. 특히, 투자타당성 분석, 정보화 투자, 정보화 교육의 격차가 큰 것으로 나타나 개선방안이 필요할 것이다.

양계산업에 있어서 생산성 향상방안에 대한 조사 연구 (Investigation on a Way to Maximize the Productivity in Poultry Industry)

  • 오세정
    • 한국가금학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.105-127
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    • 1989
  • 우리나라 양계산업은 일진일보, 발전되어 왔으나 선진국에 비교하면 아직도 미흡한 점이 너무 많다. 현하 국제화로 무역의 자유화가 고조되고 있어 양계생산물도 수입자유화가 멀지 않을 것으로 예상되어 이에 대처한 국제경쟁력을 갖지 않으면 아니 되게 되었다. 그러므로 창의적 연구와 개선으로 생산능력을 극대화하며 생산원가를 절감하고, 상품성을 향상시키는 고도의 과학적 기술과 경영조직체계의 개선이 시급한 과제로 되어 있다. 이에 본 논자는 문교부의 해외파견연구 교수로서 '88년 9월∼'89년 8월까지 1연간 일본에 체재하면서 선진 된 기술과 경영체계를 조사 연구하여 양계산업의 생산성 향상방안을 구명 제시함으로써 국제경쟁력을 가지는 양계산업으로 발전시키고자 하는 목적과 취지에서 본 논문을 쓰는 바이다. (1) 일본의 양계산업은 거의 전업화, 기업으로 통합경영, 계열화, 협업경영으로 상업적경 영에서 공업적 집중형 양계로 발전되어 국제경쟁력을 갖추고 있었다. (2) 사육농가호수는 '60년에 3,839천호에서 '88년에 102천호로 감소추세이며 전업화, 기업화 되고있다. (3) 사육수수는 '60년에 54,627천수에서 '65년에 114,222 천수로 수적증대를 하였으며 '88년도에는 총 179.396천수중 성계수가 138.459천수로 인구수를 상회하여 사육되며, 국민 1인당 307개의 난을 소비하고 있다. (4) 사육규모는 1만수이상의 사육농가가 3.2%로서 77.6%의 사육수수를 가지며, 앞으로 사육농가수는 감소하고 더욱 규모가 확대될 것으로 예상된다. (5) 경영형태는 전업화, 통합양계, 복합양계, 상사양계로 되며 계약생산, 계열화로 협동화와 상사경영 형태로 되어가고 있다. (6) 난가는 난가안정기금이 적립되어 경영의 안정화를 도모하고 있으며 육계는 거의 계약, 계열화가 되어 안정된 경영을 하고 있다. (7) 조계구조는 개인업체는 유한회사, 농사조합법인체, 주식회사로 되어 있으며, 서로 협력, 협동하는 조직 단체를 만들어 공생, 공존, 공영, 공익의 경제행위를 하고 있다. (8) 생산능력을 제고시키는 방법으로 생존율이 입추하여 산란, 도태까지 최고 97.5%의 잔존율을 보이며, 90%이상이었다. (9) 산란량은 1월 1수당 평균 48∼50 g이며, 최고 54 g의 생산능력을 높이고 있다. (10) 사료요구율은 최고 1.99이며, 평균 2.1∼2.3정도이었다. (11) 파난, 격외난 감소로 상품성을 향상시키는데 주력하고 있으며, 파난율이 최고 0.7%이며 평균 1.5%이하이었다. (12) 방역위생 대책은 명책공히 철저하였으며, 그러하므로 생존율이 97.5%까지 되고있는 것이었으며, 평균 90%정도이었다. (13) 환경관리의 개선은 시설환경여건을 고려하여 최대한 쾌적한 환경과 안정된 여건을 부여하도록 노력하고 있었다. (14) 영양비관리와 사양은 가장 과학적이고, 경제적인 방법을 연구하여 자기실정에 맞는 사양관리를 하고 있으며, 특수난도 생산하고 있었다. (15) 계획성 있는 생산체계로 경영과 운영의 합리화를 기하도록 계획성 있는 실천을 하고 있었다. (16) 생산비절감을 위하여 업체간의 비교분석을 하여 자체 개선점을 모색하고 있었다. (17) 사료비절감은 생산비의 60∼70%를 차지하고 있으므로 공동구인 자가배합을 하여 자기실정에 맞는 경영체질로 운영하고 있었다. (18) 인건비가 생산비의 15∼20%의 비율이며 또한 사람 구득난이라 가족노동을 최대한 활용, 관리를 하고 있으며 생력화를 위해 기계화, 자동화되어 가고 있었다. 애정과 정성심있는 관리로 닭을 스트레스를 주지 않게 하기 위해 가족관이, 기계자동화가 중요한 역할을 하고 있었다. (19) 시설기구와 육성상각비를 줄이기 위해 관리자의 변동이 없고, 종신직장으로서 긍지와 자부심을 가지고 늑무하고 있었다. 이는 사업경영과 발전에 원동역이 되고 있으며 창의적 연구와 노력 및 책임 있는 관리자세는 높이 평가될 만한 점이다. (20) 기지 제비용도 가족과 같이 종신직장인의 정신으로 사업을 발전시키고자 노력하고 있기 때문에 합심 협력하여 절약하고 아끼고 있었다. (21) 생산물의 부가가치 향상과 유리한 판매를 위해 자체 GP센터, 가공공장, 처리시설을 갖추어 복합, 수직경영을 하고 있었다. 또한 계약판매, 계약생산도 하고 있었다. (22) 유통체계는 직매 또는 소매점에 직거래를 많이 하고 있으며, 계약공급으로 하는 데에는 다원화되어 있으며, 신용거래를 하고 있었다. 또 한편 기업종합상사가 유통 수급판매에 참여하여 가격에 안정과 품질을 개선하는데 기여하고 있었다. (23) 중량별, 등급 규격별로 포장되어 위생적이고, 신선도를 유지시켜 판매되고 있다. 파난과 실격난은 시판되지 않고 액난으로 하여 가공용으로 전부 이용되고 있다. (24) GP센터에는 냉장실, 냉동실을 갖추어 보관관리가 잘 되어 있으며, 위생적 처리와 손실양을 극소화하고 있었다. (25) 폐계 및 사계는 부산물공장에서 처리하며, 노계는 육가공장, 애완동물의 사료로 이용되고 있다. (26) 계분은 건조, 발효처리하여 고급특수비료를 제조하고 있으며 공해, 환경오염을 철저히 방지하고 있었다. (27) 육계는 계열주체가 계약 위탁 사육하여 전량판매를 담당하고 있으며 위탁도계는 볼 수가 없었다. (28) 기호성과 소비확대를 위해 특수난 즉, 옥도난, 영양난, 자연난, 유정난, 지계란 등으로 고가로 판매되고 있었다. 그리하여 식생활에 계란의 소비가 확대 이용되고 애용되고 있다. (29) 경영조직체계는 전문분업화되고, 한편 소규모양계는 농협조직을 활용한 집단, 단지양계를 하며 규모가 큰 것은 통합, 복합양계, 대기업은 상사양계로 경영하고 있었다. 그리하여 합심협력하여 경영개선을 도모하고 있다. (30) 지역별, 뜻을 같이하는 사람이 단체, 협회, 연구소를 조직하여 기술과 정보를 입수하여 대처하고 개선에 노력하고 있다. (31) 일본양계업은 수입자유화에 대처하여 국제경쟁력을 가지며, 복합, 수직통합 경영으로 생업을 발전 유지하고자 기술적, 경영면에 총력을 기울이고 있다. 이상 일본에서 조사 견이한 것을 편견이 될지 모르나 보고하며 논술하는 바이다. 요는 국제화시대에 대처하여 경쟁력을 가지는 양계산업으로 발전시키자면 고도의 과학적인 사양관리 기술로 생산능력을 극대화시키며, 나아가 생산비를 절감하여 원가를 싸게 생산하는 동시, 품질을 개선하여 상품성을 제고시켜 판매수입을 증가시키며, 부가가치를 향상시켜 소득을 증대로, 종합양계업의 생산성 제고에 있다고 사료된다. 여기에 재강조하여 첨언할 것은 관리자나 경영자의 정신적 자세가 기본이 되는 것으로 부단한 창의적 연구와 노력이 있어야 하며, 국제경쟁에 대처하여 양계업을 유지 발전시키고자 하는 필사적 노력과 개선 실천하는 정신자세가 필수적 요건이 된다고 사료된다.

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