尚棟

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安 271018）

對農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化的研究

尚棟

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安 271018）

21世紀的世界是科技的世界，智能的世界，各行各業(yè)都踩著科技的肩膀飛速攀登，作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的自動化與智能化就尤為重要，農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化能有效的提高勞動生產(chǎn)率，提升勞動舒適性與工作準確性。本文基于我國農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題，為以后農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的自動化與智能化提出相應(yīng)的發(fā)展思路。

農(nóng)業(yè)機械；自動化；智能化

農(nóng)業(yè)發(fā)展一直是我們關(guān)注的話題，2015年，國家發(fā)布更好發(fā)展中國制造業(yè)的《中國制造 2025》計劃，其中，農(nóng)業(yè)機械裝備產(chǎn)業(yè)被國家評定為十大重點發(fā)展行業(yè)，并對如何更好地發(fā)展提出更加科學(xué)正確的引導(dǎo)，國家明確提出要更好地利用現(xiàn)代制造技術(shù)，推動產(chǎn)業(yè)升級，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重點研制掌握核心技術(shù)的高端產(chǎn)品，形成農(nóng)業(yè)機械裝備的國家品牌。作為農(nóng)業(yè)大國而農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化程度低的我國來說《中國制造2025》宏偉計劃的提出，為今后農(nóng)業(yè)機械裝備的發(fā)展指明了道路，即農(nóng)業(yè)機械裝備要向著自動化、智能化的方向前進。而且，隨著社會的進步，科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的效率，舒適程度及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等要求也逐步提高，充分利用自動化與智能化的農(nóng)業(yè)機械可實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升、生產(chǎn)成本降低、品質(zhì)的提高。所以，大力發(fā)展智能與自動化農(nóng)業(yè)機械裝備是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求。

1 農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化的分類

農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化按發(fā)展階段和智能程度可以劃分為三類，第一類是簡單的農(nóng)業(yè)用具機械化和裝置的部分自動化，該類的自動化與智能化程度最低，其自動化方式主要是基于已有的農(nóng)業(yè)機械或農(nóng)業(yè)裝置的運行操作原理，改善或提高原農(nóng)具或裝置的工作性能，實現(xiàn)作業(yè)效率及精度的提升、使用人員工作難度或負擔(dān)的降低、生產(chǎn)成本及資源的節(jié)約等；第二類是簡單農(nóng)業(yè)機械和裝置的無人自動化，該種自動化方式主要基于操作簡便、易于實現(xiàn)無人操作的裝置，主要應(yīng)用在危險系數(shù)大或者是單調(diào)重復(fù)性的工作過程當中；第三類是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能控制裝置，或是稱作農(nóng)業(yè)自動機器人，該裝置是由計算機技術(shù)，傳感與檢測技術(shù)，微機與信息處理技術(shù)，遙感與激光等技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計的智能自動化機械設(shè)備，用于適應(yīng)不同作業(yè)環(huán)境并能達到最大程度解放人力提高生產(chǎn)效率的目的。

2 國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化發(fā)展現(xiàn)狀

由于歷史及技術(shù)等原因，我國農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展與西方國家相比有很大差距，越來越成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要阻礙。近年來，國家出臺許多政策大力支持農(nóng)業(yè)機械的自動化與智能化發(fā)展。如今，自動化在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用愈加廣泛，圖像處理技術(shù)、計算機技術(shù)、遙感、傳感與檢測技術(shù)等在農(nóng)業(yè)上的結(jié)合應(yīng)用，極大的促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。國家農(nóng)業(yè)部門也發(fā)布了一些農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化的經(jīng)驗，像山東壽光的智能蔬菜大棚，自動化采摘裝置。同時也積極學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)與經(jīng)驗措施，例如日本發(fā)明的基于計算機控制的四行半喂入聯(lián)合收割機，英國通過對施肥機播撒肥料的動力測量來精確控制肥料的播撒量。在自我努力創(chuàng)新并虛心學(xué)習(xí)外國先進技術(shù)的過程中，逐漸形成了適應(yīng)我國農(nóng)業(yè)實際的自動化農(nóng)業(yè)機械技術(shù)系統(tǒng)。

3 我國農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化發(fā)展過程中存在的問題

經(jīng)過近些年我國農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)機械的自動化與智能化上取得很大成就，如玉米自動收割與脫粒烘干于一體的自動化裝置，智能大棚的溫濕度及水肥一體化自動檢測與調(diào)節(jié)系統(tǒng)等，越來越多的農(nóng)業(yè)機械裝置中應(yīng)用到計算機信息處理技術(shù)，無線網(wǎng)絡(luò)，GPS定位等高端技術(shù)，但總體上我國的農(nóng)機自動化與智能化發(fā)展還有一些問題：一是農(nóng)業(yè)機械制造發(fā)展方式有待改善。近年隨著社會需求與對農(nóng)業(yè)重視程度的提高，農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，但與西方等發(fā)達國家相比仍然處于發(fā)展水平不高、真正掌握的核心技術(shù)不多、創(chuàng)新創(chuàng)造能力不足的階段。尤其是在最具前沿科技和發(fā)展前景的自動化與智能化農(nóng)機裝備的研發(fā)上，其發(fā)展方式主要還是單純的增添智能設(shè)備或?qū)C械結(jié)構(gòu)的改進，缺乏自主品牌和高水平、徹底的自動化制造能力，并且研發(fā)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機械智能化程度較低，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作性不人性化、價格高昂，這些因素都阻礙了農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化產(chǎn)品的推廣及應(yīng)用。二是對農(nóng)機市場主體培育不夠，農(nóng)機服務(wù)產(chǎn)業(yè)化程度低。在其他國家已經(jīng)形成較為完整的農(nóng)機市場推廣與服務(wù)產(chǎn)業(yè)一體化，而我國農(nóng)機專業(yè)服務(wù)組織、自動化與智能化農(nóng)機使用戶總數(shù)還遠遠未達到發(fā)達國家的水平，對農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化的推廣力度還不夠，自動化與智能化的農(nóng)機手持證率低，相關(guān)示范戶少之又少，并且自動化與智能化農(nóng)機裝備的后期維護保障服務(wù)體系不完善，維修不方便，代價高，這都成為限制自動化與智能化農(nóng)機裝備在我國農(nóng)村推廣的重要因素。三是農(nóng)業(yè)機械專項補貼資金不足。如今對農(nóng)業(yè)機械專項補貼雖然一直在增加，但是就目前的智能化與自動化農(nóng)機裝備的價格來說，目前的農(nóng)機補貼依然不夠，補貼資金缺口仍然比較大。在當前補貼資金有限的情況下，應(yīng)該堅持和完善“農(nóng)民自主、政府扶持、市場引導(dǎo)、社會服務(wù)、共同利用、提高效率”的農(nóng)機自動化與智能化道路，合理安排分配專項資金。

4 我國農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化的未來方向

如今，我國的農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化發(fā)展進程如火如荼，基于如此良好的發(fā)展態(tài)勢，自動化與智能化的推進方式就注定會有許多種，以下就階段式農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化發(fā)展進行研究闡述。

4.1 對原有農(nóng)業(yè)機械裝置的自動化與智能化升級與改造

通過近些年我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，不同農(nóng)業(yè)類型中都有一部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械實現(xiàn)了半自動化或具備完全自動化生產(chǎn)的能力。在今后繼續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)機械的自動化與智能化過程中，要注意有效利用已取得的成果，對原有的半自動化裝備進行改造，對已具備完全自動化生產(chǎn)能力的裝置進行升級，在保留原有設(shè)備優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，對機械裝置的控制系統(tǒng)、管理模式、信息處理方式進行升級改造，同時注意提高智能農(nóng)業(yè)機械裝備在不同環(huán)境下工作的適應(yīng)性，設(shè)備維護便利性與經(jīng)濟性。

4.2 加大對農(nóng)業(yè)所需傳感器及控制系統(tǒng)的研制開發(fā)

農(nóng)業(yè)機械化要智能發(fā)展，傳感器及控制系統(tǒng)的研發(fā)是重中之重，但是如今在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的傳感器及控制裝備，對農(nóng)產(chǎn)品的損壞較大，在種植、采摘、加工中或多或少都會對農(nóng)產(chǎn)品的生長或品質(zhì)有影響，要重點研發(fā)可以在自然生長環(huán)境中就農(nóng)作物的生長性狀進行檢測評定的傳感器，而本身對農(nóng)作物的影響要降到最低，并加大對從傳感器獲取數(shù)據(jù)信息進行處理分析的控制系統(tǒng)力度，實現(xiàn)對農(nóng)作物整個生長及加工過程數(shù)據(jù)信息的獲取與分析，農(nóng)產(chǎn)品效益最大化。

4.3 提高環(huán)境適應(yīng)能力與耐久性

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動環(huán)境的特殊性，農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化裝置會多應(yīng)用于環(huán)境較為惡劣的條件下，后期的維護保養(yǎng)工作也較為復(fù)雜，這就要求智能化自動化的農(nóng)機裝備必須具備一定的環(huán)境適應(yīng)能力與耐久性，并且自動化與智能化裝置構(gòu)造精細，核心部件因多采用半導(dǎo)體集成線路及微處理器等高端電子產(chǎn)品，對環(huán)境適應(yīng)能力及耐久性的要求就更高。

4.4 加強政策引導(dǎo)與扶持

良好的政策環(huán)境為農(nóng)機自動化與智能化的發(fā)展提供基礎(chǔ)和保障，如今國家已經(jīng)相當重視農(nóng)機裝備的發(fā)展，各級政府要根據(jù)當?shù)鼐唧w實際制定切實可行的政策，積極引導(dǎo)智能化農(nóng)業(yè)機械的研制開發(fā)走向，與目前國家積極倡導(dǎo)的節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)，對具有環(huán)保意義的新型智能與自動化農(nóng)業(yè)機械研發(fā)項目給予適當?shù)恼邇A斜與資金方面的支持。同時注意施加有效的監(jiān)管，確保我國自動化與智能化農(nóng)機行業(yè)健康科學(xué)的向前發(fā)展。綜上所述，自動化與智能化農(nóng)機裝備發(fā)展是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然趨勢。自動化與智能化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的推廣，對生產(chǎn)模式的改變，勞動力的節(jié)省，效率的提升甚至農(nóng)民科學(xué)文化素質(zhì)的提高都有質(zhì)的改變。如今國家大力發(fā)展精準農(nóng)業(yè)，生態(tài)農(nóng)業(yè)，而發(fā)展農(nóng)業(yè)機械的自動化與智能化是根本保證，時代的需求加上國家政策的支持，注定我國農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化向著更加光明的方向邁進。

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