基于熵权-TOPSIS模型的植物工厂规模效益分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0531

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (17): 140-146.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0531

基于熵权-TOPSIS模型的植物工厂规模效益分析

陈文婷¹^,²(), 孙博¹^,², 李春生¹^,²^,³, 彭云¹^,²^,³, 李靖¹^,²^,³, 王静¹^,²^,³()

¹云南农业大学云南省高校城乡水安全与节水减排重点实验室，昆明 650201
²云南省智慧农业与水安全国际联合研发中心，昆明 650201
³云南农业大学水利学院，昆明 650201

收稿日期:2022-07-04 修回日期:2022-09-08 出版日期:2023-06-15 发布日期:2023-06-12
通讯作者: 王静，女，1973年出生，副教授，主要从事农业工程经济技术分析方面的研究。通信地址：650201 云南省昆明市云南农业大学452号， E-mail：lwj6973@163.com。
作者简介:
陈文婷，女，2001年出生，硕士研究生，主要从事工程经济技术管理方面的研究。通信地址：650201 云南省昆明市云南农业大学452号，E-mail：cwt18595317192@163.com。
基金资助:
云南省重大科技专项计划项目“云南高原特色数字农业关键技术研发与示范”(202002AE09001)

Scale Benefit Analysis of Plant Factory Based on Entropy TOPSIS Model

CHEN Wenting¹^,²(), SUN Bo¹^,², LI Chunsheng¹^,²^,³, PENG Yun¹^,²^,³, LI Jing¹^,²^,³, WANG Jing¹^,²^,³()

¹Yunnan International Joint R&D Center of Smart Agriculture and Water Security, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201
²Yunnan Provincial Intelligent Agriculture and Water Security International Joint R&D Center, Kunming 650201
³College of Water Resources and Hydraulic Engineering, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201

Received:2022-07-04 Revised:2022-09-08 Online:2023-06-15 Published:2023-06-12

摘要/Abstract

摘要：

旨在探讨植物工厂在何种种植规模及投资比例下能给投资者带来可观效益，为植物工厂产业推广与发展提供技术经济的量化分析参考。基于已建植物工厂实际工程投资造价及运维成本分析，选取建设成本、运维成本、光电能利用率、单位面积产量以及内部收益率5个植物工厂建设指标体系，结合国内外植物工厂相关建设规模分析不同种植规模植物工厂建设优化方案，在理想状态下采用指标扩大法对不同种植规模方案的植物工厂进行成本效益概算及修正，通过熵权-TOPSIS模型进一步测算并选取种植规模与经济效益最优方案，经TOPSIS模型对推算数据测算结果所得，标准化贴近度中种植面积为3000 m²的植物工厂与最优解距离最近，因此可得结论为植物工厂的收益情况并非是种植面积越大越优，主要与实际种植方案的固定资产投资比例以及运营建设方案相关。

关键词: 植物工厂, 规模效益, 熵权法, TOPSIS, 经济分析

Abstract:

The purpose of this study is to explore what kind of planting scale and investment ratio of plant factory can bring considerable benefits to investors, and provide quantitative reference for the promotion and development of plant factory industry. Based on the analysis of the actual project investment cost, operation and maintenance cost of the established plant factory, five indexes of a system for plant factory construction, including construction cost, operation and maintenance cost, light and energy utilization rate, yield per unit area and internal rate of return, were selected. Relevant construction scales of the plant factory at home and abroad were analyzed. The optimized scheme for plant factory construction of different planting scales was explored, the index expansion method was used to make cost-benefit estimates and corrections for plant factories of different planting scales under ideal conditions, and the entropy-TOPSIS model was adopted to further calculate the results and select the optimal planting scale. According to the normalized closeness calculated by the entropy-TOPSIS model on the estimated data, the planting area of 3000 m² is the closest to the optimal solution. It further shows that the benefits of plant factory are not in accordance with the increase of the planting area, it is mainly related to the fixed asset investment ratio of the actual planting scheme and the operation and construction plan.

Key words: plant factory, scale benefit, entropy weight method, TOPSIS, economic analysis

陈文婷, 孙博, 李春生, 彭云, 李靖, 王静. 基于熵权-TOPSIS模型的植物工厂规模效益分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(17): 140-146.

CHEN Wenting, SUN Bo, LI Chunsheng, PENG Yun, LI Jing, WANG Jing. Scale Benefit Analysis of Plant Factory Based on Entropy TOPSIS Model[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(17): 140-146.

图/表 7

参考文献 25

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光照强度/(μmol/m²·s)	耗电量/kw	电能利用率/%	光能利用率/%
300	13.98	0.93	3.75
350	16.32	0.95	3.11
400	18.65	0.65	2.64

光照强度/(μmol/m²·s)	耗电量/kw	电能利用率/%	光能利用率/%
300	13.98	0.93	3.75
350	16.32	0.95	3.11
400	18.65	0.65	2.64

方案	种植面积/m²	占地面积/m²	立体栽培架数量及层数	人工光照强度/[μmol/(m²∙s)]	管理人员数量
1	1000	400	125台4层	300	1
2	1920	750	160台6层	350	2
3	3000	750	250台6层	300	3
4	4000	750	250台8层	350	4
5	4800	750	300台8层	400	4

方案	种植面积/m²	占地面积/m²	立体栽培架数量及层数	人工光照强度/[μmol/(m²∙s)]	管理人员数量
1	1000	400	125台4层	300	1
2	1920	750	160台6层	350	2
3	3000	750	250台6层	300	3
4	4000	750	250台8层	350	4
5	4800	750	300台8层	400	4

方案	种植面积/m²	建设成本/万元	运维成本/万元	光电能利用率/%	单位面积产量/(kg/m²)	内部收益率/%
1	1000	1.95	1.45	2.34	2.38	15
2	1920	3.1	2.64	2.03	2.4	7
3	3000	4.81	4.34	2.34	2.38	16
4	4000	5.59	5.47	2.03	2.4	9
5	4800	6.31	6.49	1.65	2	17

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Scale Benefit Analysis of Plant Factory Based on Entropy TOPSIS Model

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