農業、農村、自然資源的可持續管理和糧食安全與21世紀的發展和氣候變化挑戰有關。食品加工對氣候的影響已經證實，必須在整個價值鏈中很好地管理該區域傳統食品的生產過程。食品加工導致氣候變化、富營養化（湖泊等水生生態系統中磷、氮和其他植物營養素的濃度逐漸增加）、酸雨和生物多樣性的枯竭。傳感器可以精確監控每個參數，將傳統和本地食品的高效加工納入價值鏈中。
工業4.0正在改變產品、公司運營以及生產管理方式。這是製造創新的一大飛躍，它採用智能設備控制車間的機器，自主地"設備到設備"進行通信，以管理製造運營及其分銷。中小型食品企業可以從工業4.0中受益，特別是當採用工業共生作為促進本區域可持續性的一種方式時。企業管理層現在能夠實時訪問重要信息，因為它們能夠監控員工和機器的生產力和效率。這項新技術提供的另一個關鍵好處是公司與其客戶之間的反饋流一致，其中產品可以改進或受到最終用戶的影響，從而改變產品的設計和生產方式。
大數據、物聯網和高級分析的融合，為製造商提供了對製造性能、客戶行為和新產品開發的前所未有的洞察。其他支持工具，如雲計算和網絡物理系統，也作為數字推動因素引入製造業。例如，網絡物理系統研究可以通過精準農業、智能水管理和更高效的食品分配，提高食品消費效率和整體糧食生產能力，自動化、智能和協作也特別適用於智能製造、智能產品服務和智能城市。
區塊鏈技術通過分散的點對點網絡創建共享的分佈式交易分類賬。作為一種新興技術，需要根據用例要求來審查其適用性。在食品部門，從農場到超市貨架，可以追蹤各種食品的來源。通過創建區塊鏈網絡，汙染產品可以更快地追溯到其來源。區塊鏈的一些用途將改善業務，包括減少碳足跡、物聯網安全、減少合同欺詐、安全實時支付、供應鏈效率、業務協議和交易的明確性、提高可追溯性以及改善客戶體驗。在食品加工中使用區塊鏈將確保安全，因為食品成分可以很容易地跟蹤、監測和報告，從而在消費者之間建立信任。
區塊鏈作為用於記錄交易的分佈式共享分類賬，將徹底改變食品的交易和運輸、跟蹤受汙染物品以及減少欺詐和浪費。區塊鏈在提供所需的透明度方面擁有令人難以置信的希望，有助於在整個供應鏈中促進食品安全。在食品供應鏈中，不同的行為者，即種植者、供應商、加工商、分銷商、零售商、監管機構和消費者，可以訪問有關食品來源和狀態的信息。這將有助於解決由地理來源、生產方法、加工技術、成分等可能導致的真實性和食品欺詐問題。
數字化的好處似乎以兩種一般方式出現。第一種"廣泛"的流程包括利用信息和通信技術，改進糧食系統內幾乎所有傳統進程。第二種"密集"方式與系統內流程的重組有關。隨著工業4.0的革命性變革，一個特定的重組是從分層組織轉變為基於對等交互的橫向組織。
從廣義上講，數字化涵蓋了人際交流領域，這將在從國家到個人等各個層面提供更有效的信息交流。這將創造適當的條件，並導致出現其他渠道，使該區域人民能夠更好地獲得糧食，包括利用人口本身資源的人群原則基礎。
糧食系統數字化所提供的機會可以從目前可用和將來提供的機會來考慮，例如食品互聯網（IOF）。這些機會將為監測區域糧食系統創造新的可能性，以便為建立一個更安全的區域糧食系統作出更現代和更適當的決定提供信息。
信息和通信技術的廣泛使用，產生和積累了大量數據，為獲得獨特的原始數據（除了官方統計數據）開闢了道路，以在區域一級描述糧食系統的特殊方面。數字化提供了獲得涉及糧食系統若干行為者，包括個人和家庭的數據。可通過一般文本分析、意見、知識或數據挖掘技術以及需求分析和個性化技術，從這些數據中收集有益的信息。
為創造信息技術以支持糧食安全提供技術基礎的一項重要任務是建立和維護一個知識庫，作為數字化糧食系統重疊結構。理想的情況是，這種基礎應說明糧食系統的所有組成部分及其關係，以便提供自動推理的可能性，以支持糧食安全和風險管理方面的決策。創建知識庫是潛在使用區塊鏈、IOF 和其他技術的一項關鍵任務。知識庫為任何智能分佈式系統提供了必要的通用概念基礎。知識庫的一個基本特徵是內容的高度活力，它決定了技術實施的要求。在我們的現代世界中，新產品、成分、商標、供應鏈會隨著時間而迅速出現和消失。在這種情況下，僅僅依靠專家的知識，很難直接創造和維持知識庫的相關性。這增加了對智能信息系統的需求，反饋實現了"用戶作為專家"的原則。
在改變食品系統方面實現數字化的另一個機會是，廣泛可用的電子通信將為食品系統內的點對點網絡奠定基礎，其中包括客戶對客戶、企業對企業和企業對客戶（分別為 C2C、B2B 和 B2C 網絡）。該系統將小食品生產商（農民）和消費者聯合起來，為消費者提供直接從生產者訂購產品的方式，無需中間商。此外，該系統還考慮到消費者的實際需要，提供數量和分類的食品生產。這種食品生產和銷售模式使糧食系統更加多樣化，並能抵禦運輸等個別組成部分的干擾。數字現代通信技術在建立可持續分佈式食品系統，從技術上講，在利用這些技術建立類似的跨境網絡方面沒有障礙，包括為大型企業建立類似的網絡。
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