農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化與智能化應(yīng)用分析

司李南

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所用到的農(nóng)業(yè)機(jī)械也逐漸自動(dòng)化與智能化，農(nóng)業(yè)機(jī)械的不斷發(fā)展與完善極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，然而從總體上看，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化與智能化方面發(fā)展依然存在著巨大的發(fā)展空間。通過(guò)闡述農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化與智能化現(xiàn)狀，分析當(dāng)前自動(dòng)化與智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，提出了農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化與智能化發(fā)展途徑，以促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)機(jī)械;自動(dòng)化;智能化

中圖分類號(hào)：S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.17.085

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)對(duì)于我國(guó)整體國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，農(nóng)業(yè)的發(fā)展不僅需要優(yōu)質(zhì)的品種和先進(jìn)的栽培技術(shù)，還需要依靠先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不斷提高，改變了我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，隨著國(guó)家政府對(duì)于農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策的逐漸完善，越來(lái)越多的農(nóng)民有了購(gòu)買農(nóng)機(jī)的能力，大量的農(nóng)機(jī)設(shè)備被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大大提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。目前，更多的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等被用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)和制作當(dāng)中，為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的發(fā)展提供了新的方向和思路，未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化與智能化應(yīng)用將迎來(lái)巨大的發(fā)展空間。

1 現(xiàn)狀

目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中得到了廣泛應(yīng)用，基本實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的機(jī)械化生產(chǎn)模式，極大地解放了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力，農(nóng)業(yè)機(jī)械化為農(nóng)民帶來(lái)諸多便利的同時(shí)受到農(nóng)民的高度認(rèn)可。但是作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，目前我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)水平依舊較低，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中使用的機(jī)械技術(shù)相對(duì)低下，對(duì)于人工操作存在較大的依賴性，主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛員需要對(duì)機(jī)械進(jìn)行全程操控，這在農(nóng)忙時(shí)節(jié)極大加重了農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛員的工作負(fù)擔(dān)，而長(zhǎng)期疲勞駕駛不僅影響機(jī)械化作業(yè)質(zhì)量，對(duì)于駕駛員身心健康也造成了一定影響。總體來(lái)看，目前我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展更多的是用于提升機(jī)械作業(yè)效率方面，缺乏自動(dòng)化、智能化相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。雖然目前國(guó)家對(duì)于農(nóng)機(jī)購(gòu)置有一定的補(bǔ)貼政策，但是對(duì)于農(nóng)民來(lái)說(shuō)價(jià)格昂貴的自動(dòng)化農(nóng)機(jī)設(shè)備依然是一筆不小的支出，因此更多的農(nóng)民選擇購(gòu)買價(jià)格較為低廉的中小型農(nóng)機(jī)設(shè)備，這也制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化與智能化發(fā)展。同時(shí)，雖然目前我國(guó)對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化與智能化方面的技術(shù)有了一定的研發(fā)，并取得了一定的成就，但是這種更為先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械在成本及售價(jià)方面也較高，而目前我國(guó)農(nóng)業(yè)依然以家庭耕作為主，農(nóng)民自身對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入與生產(chǎn)之間有一定的權(quán)衡，往往不會(huì)選擇售價(jià)昂貴的先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械，使得自動(dòng)化智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械難以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛普及[1]。

2 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化灌溉技術(shù)的應(yīng)用

與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比，自動(dòng)化灌溉技術(shù)能夠在農(nóng)田灌溉過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源、高效灌溉、精準(zhǔn)灌溉。目前，不少現(xiàn)代化農(nóng)田都采用自動(dòng)化灌溉技術(shù)，現(xiàn)階段自動(dòng)化灌溉技術(shù)能夠依據(jù)農(nóng)田自身土壤狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)化控制，能夠控制孔口出水流量，實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的灌溉，使得農(nóng)業(yè)灌溉更為科學(xué)合理。

2.2 自走式聯(lián)合收獲機(jī)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的聯(lián)合收割機(jī)在整個(gè)作業(yè)過(guò)程中需要人工操作，同時(shí)只能夠開(kāi)展農(nóng)作物簡(jiǎn)單的收割工作，而自走式聯(lián)合收獲機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)部分自動(dòng)化特征，例如其在收獲玉米作業(yè)中，不僅能夠輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)于玉米的摘穗、脫皮、收集，還能完成秸稈的處理，極大地解放了農(nóng)民的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。不僅如此，自走式聯(lián)合收獲機(jī)還加入了先進(jìn)的傳感器技術(shù)和視頻技術(shù)，用于全程監(jiān)測(cè)機(jī)器工作狀態(tài)，確保整個(gè)作業(yè)過(guò)程安全、有序，極大地降低了機(jī)械故障發(fā)生率，提升了作業(yè)質(zhì)量和效率[2]。

2.3 植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

植保無(wú)人機(jī)在歐美、日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用十分廣泛，從2016年開(kāi)始，我國(guó)植保無(wú)人機(jī)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。植保無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：1）加入了實(shí)際技術(shù)和圖像分析技術(shù)，可以通過(guò)攝像頭監(jiān)測(cè)農(nóng)作物，分析其生長(zhǎng)狀態(tài)，確保農(nóng)作物的健康生長(zhǎng);2）能夠自動(dòng)進(jìn)行噴霧作業(yè)，在噴霧作業(yè)過(guò)程中一旦出現(xiàn)電池電量不足或者農(nóng)藥用完的情況會(huì)及時(shí)返回，待問(wèn)題解決后繼續(xù)噴霧作業(yè)，對(duì)于農(nóng)藥噴施的用量掌握也更為科學(xué)，可以通過(guò)對(duì)病蟲害情況進(jìn)行分析自動(dòng)調(diào)節(jié)劑量大小，提升農(nóng)作物病蟲防治效果，減少農(nóng)藥噴施浪費(fèi)，降低農(nóng)藥造成的環(huán)境污染[3]。

2.4 智能化檢測(cè)技術(shù)

智能化檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。1）可以通過(guò)在耕地土壤中安裝相關(guān)檢測(cè)裝置，獲取該區(qū)域土壤的狀態(tài)、養(yǎng)分情況，并依據(jù)播種需求進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，使土壤狀態(tài)能夠滿足播種要求。2）在播種施肥作業(yè)時(shí)，可以對(duì)播種量、施肥量進(jìn)行智能化設(shè)置，以確保最佳種肥配比，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的豐產(chǎn)豐收。3）在糧食收獲季節(jié)分析農(nóng)田的產(chǎn)量情況，以確定合適的糧食收獲作業(yè)方案，同時(shí)通過(guò)糧食損失情況分析收獲機(jī)的工作狀態(tài)，以避免更大的糧食浪費(fèi)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化收獲作業(yè)。

3 發(fā)展途徑

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化與智能化技術(shù)是未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)，目前農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化智能化技術(shù)方面依然存在功能性不足、應(yīng)變性較差的問(wèn)題，因此隨著科技的不斷發(fā)展和成熟，農(nóng)業(yè)機(jī)械也應(yīng)當(dāng)更加自動(dòng)化與智能化。其發(fā)展途徑可以從以下4個(gè)方面進(jìn)行。

3.1 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)據(jù)分析和處理能力

將先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算等加入到農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化研究中，使得未來(lái)的智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，并通過(guò)對(duì)農(nóng)田生產(chǎn)環(huán)境經(jīng)過(guò)分析做出合理判斷，以有序開(kāi)展無(wú)人化作業(yè)，提升農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化作業(yè)能力。1）農(nóng)業(yè)機(jī)械需要提升無(wú)人駕駛技術(shù)，這要求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中能夠利用傳感系統(tǒng)獲取相關(guān)障礙物信息并自動(dòng)調(diào)節(jié)，完成行駛路線的重新規(guī)劃。2）需要對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行全面智能升級(jí)，可以通過(guò)加入計(jì)算機(jī)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械關(guān)鍵功能的精準(zhǔn)控制，例如在農(nóng)作物收獲作業(yè)時(shí)可以通過(guò)對(duì)某一區(qū)域農(nóng)作物產(chǎn)量情況進(jìn)行智能分析并合理調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)速度、作用頻次，以確保農(nóng)作物的收獲更加合理，避免農(nóng)作物的浪費(fèi)。3）通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行智能化控制，使農(nóng)業(yè)機(jī)械在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中更具穩(wěn)定性，農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠全面監(jiān)測(cè)自身工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)任何隱患及時(shí)修正調(diào)節(jié)參數(shù)，對(duì)于無(wú)法自我調(diào)節(jié)的及時(shí)報(bào)警，將相關(guān)信息第一時(shí)間傳達(dá)給生產(chǎn)管理者，生產(chǎn)管理者可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)遠(yuǎn)程操作對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行執(zhí)行指令的更改設(shè)置，重新規(guī)劃作業(yè)方案，從而使農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中更加高效便捷[4]。

3.2 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化管理系統(tǒng)的研發(fā)

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化與智能化水平逐漸提高，能夠?qū)r(nóng)田生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行更為全面科學(xué)的評(píng)估分析，從而確定合理的作業(yè)方案和工作狀態(tài)，因此需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械管理系統(tǒng)的研發(fā)。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化管理平臺(tái)功能還不夠完善，其主要研究方面集中于對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械工作數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和管理，而對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的發(fā)展及智能化的功能研究及利用不足。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化管理系統(tǒng)的研發(fā)需要加強(qiáng)對(duì)智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的控制操作、智能化作業(yè)方案設(shè)置及相關(guān)決策指導(dǎo)，同時(shí)還需要對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化作業(yè)中涉及到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，并以此為基礎(chǔ)指導(dǎo)后期的農(nóng)業(yè)作業(yè)，不斷升級(jí)完善農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)不斷發(fā)展，能夠在農(nóng)業(yè)活動(dòng)中發(fā)揮更大的作用。

3.3 加強(qiáng)機(jī)器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)被越來(lái)越多地運(yùn)用到各行各業(yè)，改變了許多傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)模式。而作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)可以將機(jī)器人技術(shù)充分運(yùn)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，以進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的精準(zhǔn)程度，同時(shí)在眾多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)代替農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行一系列難度較大的農(nóng)業(yè)活動(dòng)的完成。例如，對(duì)于果實(shí)的采摘，運(yùn)用機(jī)器人可以充分發(fā)揮機(jī)器人自身靈活性和柔韌性特點(diǎn)，可以高質(zhì)高效完成，進(jìn)行除草除蟲作業(yè)時(shí)，可以根據(jù)不同區(qū)域的草害蟲害進(jìn)行更為精準(zhǔn)的農(nóng)藥劑量的控制，對(duì)于一些復(fù)雜地勢(shì)，農(nóng)業(yè)機(jī)械可能難以進(jìn)行施展，則利用機(jī)器人則更加方便[5]。因此，機(jī)器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用能夠使農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化功能得到全面覆蓋，提升其智能化程度。

3.4 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械集中化管理

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的不斷普及，越來(lái)越多的智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械需要具備專業(yè)技術(shù)知識(shí)的人員進(jìn)行管理和維護(hù)，而我國(guó)大多數(shù)農(nóng)民普遍缺乏這種專業(yè)能力，因此需要建立現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)機(jī)械管理平臺(tái)，為農(nóng)民朋友解決農(nóng)業(yè)機(jī)械使用的后顧之憂。對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行集中管理，不僅能夠提升農(nóng)業(yè)機(jī)械使用效率，延長(zhǎng)農(nóng)業(yè)機(jī)械使用壽命，同時(shí)也極大地解放了農(nóng)村勞動(dòng)力，使農(nóng)民可以將更多的時(shí)間用于其他方面的生產(chǎn)工作。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)家對(duì)于農(nóng)業(yè)問(wèn)題日益重視，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度得到了很大地提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械越來(lái)越得到農(nóng)民的認(rèn)可，同時(shí)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)也給予了更高的期望，未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)必定是更加自動(dòng)化智能化。因此，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化和智能化技術(shù)的研發(fā)是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求，同時(shí)也是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）