關(guān)于我國農(nóng)業(yè)精量灌溉裝備智能制造發(fā)展的幾點思考

董來全

摘要：全球化競爭加劇以及中國人力成本、原材料成本的上漲，使得中國必須由“制造大國”走向“制造強國”，中國制造企業(yè)要在全球市場贏得競爭，滿足大規(guī)模個性化需求的市場是必經(jīng)之路。建設(shè)智能工廠，實現(xiàn)智能制造，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本、產(chǎn)品不良品率和產(chǎn)值能耗將使國內(nèi)灌溉裝備制造業(yè)企業(yè)獲得更大競爭優(yōu)勢，贏得市場。本文是作者結(jié)合20多年農(nóng)業(yè)灌溉裝備現(xiàn)場管理經(jīng)驗，對我國農(nóng)業(yè)精量灌溉裝備制造業(yè)發(fā)展的幾點思考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)精量灌溉裝備；智能制造；發(fā)展；思考

我國糧食需求與農(nóng)業(yè)可供水量短缺矛盾日益凸顯，全國年缺水量高達300-500億方，節(jié)水灌溉是保障國家糧食安全、水安全、生態(tài)安全的重大舉措，提升節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)水平迫在眉睫。農(nóng)業(yè)精量灌溉就是適時適量地對作物進行灌溉，重點解決“何時灌”和“灌多少”的問題，精量灌溉裝備通過智能控制對作物進行精準灌溉，噴灌、微噴、滴灌、滲灌等是一種高效節(jié)水的灌溉方式。

一、我國農(nóng)業(yè)精量灌溉裝備制造業(yè)的現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉裝備在農(nóng)業(yè)節(jié)水中具有舉足輕重地位，我國現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)約二千多家，生產(chǎn)規(guī)?；緷M足國內(nèi)需要，其中微噴罐裝備產(chǎn)能發(fā)展速度居世界第一。水利協(xié)會統(tǒng)計，2015年全國高效節(jié)水灌溉總面積約5200萬畝，其中滴灌80%，管灌10%，噴灌8%，其它2%.以色列、美國、澳大利亞等國家關(guān)鍵裝備數(shù)控化率90.5%，智能制造技術(shù)先進；國內(nèi)單臺設(shè)備/生產(chǎn)線自動化、數(shù)控化程度較高，主要差距是：①關(guān)鍵裝備數(shù)控化率低，裝備聯(lián)動性差，工藝短路缺失；② 生產(chǎn)成本能耗偏高、運營效益利潤偏低；③產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重，研制周期長，低端過剩高端依賴進口；④ 難以滿足用戶區(qū)域化、個性化、多樣化需求。

農(nóng)業(yè)精量灌溉裝備智能制造要解決的主要問題：（1）農(nóng)業(yè)精量灌溉裝備生產(chǎn)的離散制造工藝高效銜接問題。目前國內(nèi)精量灌溉裝備生產(chǎn)環(huán)節(jié)各自獨立，物料的轉(zhuǎn)移配送人工操作，生產(chǎn)效率低、物料能源消耗大，這是行業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低成本的首要大事；（2）關(guān)鍵零部件滴頭的設(shè)計、研發(fā)和仿真、驗證周期較長，設(shè)計、制造、使用脫節(jié)，要形成研發(fā)設(shè)計與仿真驗證一體化平臺，解決客戶或項目個性化特殊需求響應慢難題；（3）滴灌管生產(chǎn)在線自動檢測和閉環(huán)控制問題.急需開發(fā)生產(chǎn)全流程質(zhì)量在線檢測系統(tǒng)、輔助控制及閉環(huán)調(diào)整系統(tǒng)，代替人工實現(xiàn)高效生產(chǎn)和品質(zhì)保障；（4）缺乏對生產(chǎn)過程的自動化、集成化、可視化全程管理.無法為管理層提供可視化生產(chǎn)全流程管控信息，當現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況時無法及時作出正確決策。

二、提升農(nóng)業(yè)精量灌溉裝備制造水平的對策

1、企業(yè)首先要做好智能制造的頂層設(shè)計

智能制造是基于新一代信息技術(shù)，貫穿設(shè)計、生產(chǎn)、管理和服務等制造活動各個環(huán)節(jié)，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等功能的先進制造過程、系統(tǒng)與模式的總稱。企業(yè)應根據(jù)規(guī)模、目標、環(huán)境、制造環(huán)節(jié)構(gòu)成，產(chǎn)品類型等要素，依據(jù)市場預測、經(jīng)營決策、產(chǎn)品設(shè)計、原料訂購與處理、生產(chǎn)加工、生產(chǎn)管理、原料產(chǎn)品儲運、產(chǎn)品銷售、研究與發(fā)展等的相互影響，使智能制造設(shè)計科學，避免建設(shè)過程走彎路和造成資源浪費。

2、企業(yè)智能制造的設(shè)計原則

在做好頂層設(shè)計的前提下，必須堅持的設(shè)計原則：（1）先進性，（2）可靠性及穩(wěn)定性，（3）安全性，（4）可擴展性，（5）可操作。

3、夯實六層級智能制造系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)和云服務二大平臺基礎(chǔ)，提升企業(yè)核心競爭力

（1）智能裝備層和優(yōu)化控制層：針對滴灌帶、管件、管材三大類產(chǎn)品存在工藝銜接性差、原料混配工序短路、質(zhì)檢計量與物流儲運不規(guī)范等問題，建設(shè)原料混配中心、原料輸送設(shè)備、滴頭加工中心、滴頭智能選配站、滴灌管智能加工中心、智能倉庫、自動輸送設(shè)備等七個制造中心，實現(xiàn)產(chǎn)品全流程自動化控制；建設(shè)在線監(jiān)測優(yōu)化系統(tǒng)、智能管控優(yōu)化系統(tǒng)、工作站操作優(yōu)化系統(tǒng)、物料輸送優(yōu)化系統(tǒng)等四個系統(tǒng)提升現(xiàn)場精量控制水平。

（2）智能生產(chǎn)執(zhí)行層：建設(shè)智能制造執(zhí)行MES系統(tǒng)、生產(chǎn)智能調(diào)度系統(tǒng)、全過程質(zhì)量管控系統(tǒng)、智能物流調(diào)度系統(tǒng)等4大系統(tǒng)。采用智能優(yōu)化模型和排產(chǎn)算法，構(gòu)建起智能計劃調(diào)度系統(tǒng)，以運營部為基礎(chǔ)，搭建起設(shè)備-車間-工廠生產(chǎn)計劃優(yōu)化排程、調(diào)整、執(zhí)行、跟蹤和完工全流程一體化管控體系。

（3）智能協(xié)同管理層：建設(shè)涵蓋企業(yè)資源管理層面的ERP系統(tǒng)、個性化營銷系統(tǒng)、遠程運維服務系統(tǒng)、企業(yè)門戶等，通過已有基礎(chǔ)升級改造實現(xiàn)系統(tǒng)集成和互聯(lián)，為客戶提供高效服務。以銷售訂單為主線，優(yōu)化實現(xiàn)全業(yè)務流程信息化、集成化管控，實現(xiàn)精益管理。

（4）智能協(xié)同研發(fā)層：在企業(yè)已有CAD軟件/測繪軟件/工程管理軟件/高效節(jié)水灌溉設(shè)計軟件，構(gòu)建產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)、數(shù)字化三維設(shè)計仿真系統(tǒng)等的基礎(chǔ)上，通過升級改造，集成產(chǎn)品設(shè)計、工藝、制造、使用、維護、報廢等全生命期數(shù)據(jù)管控模式，創(chuàng)新數(shù)據(jù)應用及個性化擴展。

（5）智能決策層：建設(shè)產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備能效、成本狀態(tài)及售后營銷采購服務智能分析決策系統(tǒng)，提升企業(yè)管理層、決策層把握商機、合理排產(chǎn)、控制風險，快速反應能力和決策效率。

（6）工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺：持續(xù)完善基礎(chǔ)自動化裝備及生產(chǎn)、工藝、物料、質(zhì)量、成本等方面的數(shù)據(jù)采集和處理，集成企業(yè)資源管理、生產(chǎn)、經(jīng)營、社交及電子商務，進行建模分析和預測，為管理層決策提供分析支持

（7）智慧云服務平臺：服務于國內(nèi)外農(nóng)戶、代理商、上下游單位、科研研發(fā)機構(gòu)及國外客戶，并提供體驗中心、培訓服務等，強化服務及管理能力，實現(xiàn)企業(yè)流程、業(yè)務縱橫向全覆蓋。

三、結(jié)語

智能制造新模式的建設(shè)應用必將縮小我國農(nóng)業(yè)灌溉裝備智能制造業(yè)與國際先進水平的差距起到良好示范帶動作用。但要使其能夠健康發(fā)展，還必須注意以下幾點：（1）企業(yè)高層重視是保證項目實施效果的有力保證；（2）一份投入一份收獲，前期必要的資金投入是智能制造的基礎(chǔ)；（3）符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，爭取國家、省市的專項支持非常重要；（4）通過自主專利新技術(shù)的應用、核心裝備的智能制造轉(zhuǎn)型升級，提質(zhì)增效，綠色低耗才能使企業(yè)發(fā)展駛?cè)肟燔嚨馈?/p>

參考文獻：

[1]王新.智能制造模式在水利制造企業(yè)的應用[J].浙江水利科技：2016，11（06）：27-29.