基于信息技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平提升措施

摘要：

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，是推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。不過(guò)，就目前而言，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平相對(duì)較低，農(nóng)機(jī)企業(yè)規(guī)模小，一些高端智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械依然以進(jìn)口為主。本文從我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的特點(diǎn)出發(fā)，就信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和討論，希望能夠借助信息技術(shù)來(lái)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平。

關(guān)鍵詞：

信息技術(shù)；農(nóng)業(yè)機(jī)械化；提升措施

中圖分類(lèi)號(hào)：S23

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190315023

前言

雖然在不斷的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)農(nóng)業(yè)取得了非常顯著的成果，農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程不斷加快，但是實(shí)際上，相比較發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平依然整體落后，自主生產(chǎn)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品以中小型低端產(chǎn)品為主，導(dǎo)致各類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本偏高，在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，一定程度上甚至影響了我國(guó)的糧食安全。對(duì)此，利用信息技術(shù)，提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，成為推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。

1我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的特點(diǎn)

當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展主要呈現(xiàn)出幾個(gè)比較顯著的特點(diǎn)：農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。受農(nóng)產(chǎn)品加工、規(guī)模化養(yǎng)殖以及作物大面積生產(chǎn)等現(xiàn)實(shí)需求的影響，市場(chǎng)對(duì)于新型農(nóng)業(yè)機(jī)械存在迫切需求，各種新的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備層出不窮，數(shù)量也在穩(wěn)步增長(zhǎng)，并且呈現(xiàn)出了高性能、多樣化的特征；農(nóng)機(jī)作業(yè)水平顯著提高。從最初的小麥?zhǔn)崭顧C(jī)，到后來(lái)的水稻栽植機(jī)，再到之后的玉米播種機(jī)、大豆收獲機(jī)等[1]，農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)水平不斷提高，標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程度也明顯增長(zhǎng)；農(nóng)機(jī)工業(yè)改革持續(xù)深入。在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量不斷增長(zhǎng)，并且初步形成了以國(guó)資控股大型企業(yè)為主導(dǎo)、以民營(yíng)股份合作企業(yè)為豬頭、以外資企業(yè)為補(bǔ)充的農(nóng)機(jī)工業(yè)體系，為農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。當(dāng)然，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程中，同樣存在不少問(wèn)題，如農(nóng)機(jī)裝備水平低、農(nóng)機(jī)科技創(chuàng)新力不足等，這些問(wèn)題的存在阻礙了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提升，需要相關(guān)部門(mén)重視起來(lái)，采取有效措施對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的健康發(fā)展。

2信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用

21電子監(jiān)控技術(shù)

電子監(jiān)控技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)完善的分布控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得管理人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)于一些大型農(nóng)機(jī)設(shè)備，如收割機(jī)等，配合ECU的運(yùn)用，能夠使得智能化自動(dòng)控制的有效實(shí)現(xiàn)，而利用預(yù)先設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)接口，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于機(jī)械設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的在線(xiàn)分析和調(diào)整，促進(jìn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化水平的提高[2]。

22參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)

參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)強(qiáng)調(diào)從產(chǎn)品的實(shí)際需求出發(fā)，通過(guò)對(duì)參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化，利用產(chǎn)品圖元將設(shè)計(jì)意圖反映出來(lái)，可以將其看作是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的一部分。信息化背景下，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念也在不斷延伸。在參數(shù)化設(shè)計(jì)中，建模是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)基于知識(shí)和行為的綜合信息建模，以農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)為例，零件結(jié)構(gòu)的描述越細(xì)致，則設(shè)計(jì)過(guò)程越相似，因此在進(jìn)行建模的過(guò)程中，應(yīng)該考慮可重用性問(wèn)題，縮短設(shè)計(jì)的周期和成本。就目前而言，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法有很多，而信息技知識(shí)工程理論的完善，更進(jìn)一步推動(dòng)了參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展[3]。

23基于KBE技術(shù)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

基于KBE的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以知識(shí)作為基礎(chǔ)，通過(guò)相應(yīng)的知識(shí)表達(dá)、智能決策等手段，構(gòu)建起完善的專(zhuān)家系統(tǒng)，就農(nóng)業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新。在這個(gè)過(guò)程中，知識(shí)表達(dá)的方法可以是語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)法、可以是面向?qū)ο蠓?，也可以是產(chǎn)生式表示法等，能夠通過(guò)知識(shí)的獲取、表達(dá)以及綜合利用，針對(duì)并不確定的知識(shí)進(jìn)行推力，獲取相應(yīng)的決策能力。在數(shù)字化設(shè)計(jì)中，KBE知識(shí)庫(kù)基礎(chǔ)所在，其本身在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的研究中同樣得到了一定程度的發(fā)展，如鄒湘軍通過(guò)相應(yīng)的水果采摘機(jī)械手機(jī)構(gòu)及控制的重視模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人連桿結(jié)構(gòu)的分析和運(yùn)動(dòng)控制。不過(guò)從目前來(lái)看，KBE技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化中的應(yīng)用依然存在不少瓶頸問(wèn)題，尤其是面臨大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的全新背景時(shí)，如何正確選擇知識(shí)，是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新中需要深入研究的問(wèn)題。

24柔性制造技術(shù)

柔性制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)針對(duì)不同形態(tài)加工對(duì)象開(kāi)展程序化柔性加工，集成了信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和加工技術(shù)，能夠?yàn)樾滦娃r(nóng)機(jī)產(chǎn)品、小批量產(chǎn)品或者個(gè)性化產(chǎn)品的生產(chǎn)提供可靠支撐。以柔性制造技術(shù)生產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品，具備較高的質(zhì)量和良好的應(yīng)變能力，生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行靈活，能夠?qū)⒃O(shè)備成本壓縮70%以上[4]。將柔性制造技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品制造中，能夠顯著提升設(shè)備利用率，減少設(shè)備投資，也可以強(qiáng)化農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)變能力，推動(dòng)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化。同時(shí)，柔性制造技術(shù)能夠在一定程度上加快農(nóng)機(jī)產(chǎn)品更新，縮短其開(kāi)發(fā)周期，對(duì)于提升農(nóng)機(jī)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力意義重大?；诖?，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該進(jìn)一步加快柔性制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，簡(jiǎn)化產(chǎn)品生產(chǎn)流程，減少中間庫(kù)存環(huán)節(jié)，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高。

25計(jì)算機(jī)集成技術(shù)

計(jì)算機(jī)集成技術(shù)包含的內(nèi)容眾多，如現(xiàn)代管理技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)工程等，這些技術(shù)能夠以計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中獨(dú)立存在的子系統(tǒng)整合起來(lái)。以此為基礎(chǔ)衍生出的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)包含了管理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造以及工程數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，尤其是工業(yè)40技術(shù)的出現(xiàn)，更是將未來(lái)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的制造模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖椭悄芗夹g(shù)提升硬件功能的全新模式[5]。針對(duì)計(jì)算機(jī)集成技術(shù)與計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的研究引起了世界各國(guó)的重視，與之相關(guān)的各種技術(shù)都得到了迅猛發(fā)展，早在20世紀(jì)90年代，我國(guó)將計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)作為了研究重點(diǎn)，并將其應(yīng)用到了很多領(lǐng)域，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)多數(shù)農(nóng)機(jī)企業(yè)在先進(jìn)制造技術(shù)方面發(fā)展緩慢，制造工藝和技術(shù)設(shè)備落后，加上缺乏現(xiàn)代化管理理念，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高。對(duì)此，應(yīng)該加快對(duì)計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的推廣和應(yīng)用，以先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，縮短產(chǎn)品制造周期，保證管理效果，促進(jìn)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)制造水平的整體提升。

26農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航

工業(yè)機(jī)械導(dǎo)航根據(jù)導(dǎo)航方式的不同，可以分為機(jī)械視覺(jué)導(dǎo)航、超聲導(dǎo)航、紅外導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航以及激光導(dǎo)航等，配合自動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化控制，技術(shù)人員可以依照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，設(shè)定好農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)跟蹤行走與自動(dòng)識(shí)別，通過(guò)這樣的方式，能夠有效減輕農(nóng)民勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。例如，西北農(nóng)林科技大學(xué)以農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)為基礎(chǔ)，研發(fā)出了一種果園激光測(cè)距儀移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化導(dǎo)航，完成水果采摘以及藥物噴灑的自動(dòng)化操作[6]。

3結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)中面臨的首要任務(wù)，而提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，則是促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措?，F(xiàn)如今，信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，為農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高帶來(lái)了新的契機(jī)，將信息技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造中，能夠取得相當(dāng)顯著的效果。當(dāng)前，相比較發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平整體偏低，雖然取得了一些進(jìn)展，但是也存在不少亟待解決的問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該重視起來(lái)，做好技術(shù)的創(chuàng)新工作，以先進(jìn)的信息技術(shù)為支撐，切實(shí)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平。

參考文獻(xiàn)

[1]

李雪鈺，程業(yè)炳.信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（11）：95-96.

[2] 韓振強(qiáng).信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的思考[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（20）：67.

[3] 歐泳杏.依托信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的措施[J].江西農(nóng)業(yè)，2018（16）：124.

[4] 劉斌.試論信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的對(duì)策[J].農(nóng)民致富之友，2018（15）：165-166.

[5] 陳聯(lián)飛.借助信息技術(shù)提升我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的措施研究[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（02）：74.

[6] 夏東興，索子玉，孫林達(dá).信息技術(shù)對(duì)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的意義[J].南方農(nóng)機(jī)，2017，48（06）：102.

作者簡(jiǎn)介：

馮驥（1976-），男，湖北武漢人，講師，碩士，研究方向：機(jī)電類(lèi)教育研究。