農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)對措施

孫建業(yè)

(高唐縣農(nóng)機綜合服務(wù)中心，山東 高唐 252800)

0 引言

隨著人口老齡化和農(nóng)村勞動力城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)移的加劇，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動與農(nóng)村勞動力需求之間的矛盾日益突出，農(nóng)業(yè)機械自動化為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動效率，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本起到關(guān)鍵作用，近年來，大量科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械的融合發(fā)展，使我國農(nóng)業(yè)機械朝著自動化的方向快速發(fā)展，對于提升我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程具有重要意義。

1 農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展的意義

1.1 提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率

農(nóng)業(yè)自動化技術(shù)是在農(nóng)業(yè)機械化基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，其通過將現(xiàn)代控制理論對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械技術(shù)進行改造升級，使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械具有一定范圍內(nèi)的自動化性能，因此，農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用能有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。通過人機交互界面，操作者對作業(yè)內(nèi)容進行設(shè)定，設(shè)備根據(jù)傳感器及時感知外部環(huán)境，進而調(diào)整農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)狀態(tài)。如全自動藍莓采摘機，由于成熟藍莓果實易損壞，傳統(tǒng)的果實采摘技術(shù)不能直接應(yīng)用到藍莓的采摘過程中，通過設(shè)置傳感器，使得機械設(shè)備擁有對外部信息進行感知和判斷的能力，通過機器視覺，對成熟果實進行定位與采摘，進而提升了藍莓采摘的效率。

1.2 降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本

近年來，隨著人們對于美好生活的追求與實現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟收入成為農(nóng)業(yè)工作者的重點關(guān)注因素。人們追求在保證農(nóng)業(yè)產(chǎn)出一定的情況下，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益[1]。自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用與發(fā)展，為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益提供了新的技術(shù)手段。如旋耕機的全自動土地翻耕功能，通過搭載衛(wèi)星定位和自動駕駛技術(shù)的自動化旋耕機，人們將田地邊界數(shù)據(jù)、具體翻耕參數(shù)等進行設(shè)定，減少了農(nóng)戶在整個生產(chǎn)活動中的參與，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人工占用成本和時間成本，進而提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的產(chǎn)出投入比。

1.3 保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量直接影響到作物給農(nóng)戶帶來的經(jīng)濟效益，自動化技術(shù)的應(yīng)用能有效保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。通常情況下，可根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的階段和具體工作，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動分為翻耕、耕種、植保和收割4個階段。相對于其他產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程對于上游工序的要求較為嚴(yán)苛，必須保證每一環(huán)節(jié)的生產(chǎn)活動高質(zhì)量完成，才能保證最終農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的效果。但由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動通常是由工人手工完成，大家對于工作效果沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這也導(dǎo)致后續(xù)工序的參差不齊，不利于最終農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的管理。采用自動化技術(shù)，保證每一環(huán)節(jié)內(nèi)各項活動均有統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，因此自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用，保證了后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 自動化技術(shù)應(yīng)用廣泛但不深入

綜合我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)階段的發(fā)展情況，自動化技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用相對較為廣泛，常見的自動化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備有聯(lián)合收割機、插秧機、拖拉機、施肥播種機、噴霧機等。雖然我國自動化技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，但是可以發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的自動化程度相對較低，而且大多僅限于農(nóng)業(yè)設(shè)備的動力或者服務(wù)系統(tǒng)中，并未參與到農(nóng)業(yè)自動化生產(chǎn)過程中，即現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)自動化設(shè)備還只是給操作者提供較為便捷的操作支持，并未涉及到自主決策、減少人員參與的先進自動化技術(shù)應(yīng)用。

2.2 自主研發(fā)動力不足

農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)自主研發(fā)動力和能力不足是現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)發(fā)展的另一特點[2]，受限于研究經(jīng)費、設(shè)備資源、實驗場景的因素限制，我國農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)的自主研發(fā)能力相對較弱，同時，行業(yè)之間壁壘嚴(yán)重。如在校師生通過申請政府項目，有針對性地對某一領(lǐng)域內(nèi)容進行重點研究，但并未將研究成果進行有效轉(zhuǎn)化。另一方面，農(nóng)業(yè)機械相關(guān)的企業(yè)中，老員工占據(jù)著研發(fā)部門中的重要崗位卻未進行有效的信息更新，思維邏輯和技術(shù)能力還停留在過去，并不能及時根據(jù)市場進行調(diào)整，導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)研發(fā)動力不足。

2.3 設(shè)備推廣難度大

影響自動化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的推廣因素有兩個，分別為農(nóng)戶對新事物的接受能力和相關(guān)政府部門對于新型農(nóng)業(yè)機械的財政補貼。其中，農(nóng)戶對于新事物的接受能力是指農(nóng)業(yè)工作者對于新型設(shè)備的操作能力和對于新型設(shè)備的購買意向，這要求農(nóng)業(yè)自動化機械設(shè)備在設(shè)計時要充分考慮農(nóng)戶對于設(shè)備的功能需求，并將操作的復(fù)雜程度與農(nóng)戶的知識文化水平進行關(guān)聯(lián)分析，從農(nóng)戶的角度出發(fā)，保證農(nóng)戶購買的主動性。另一方面，政府部門關(guān)于新型自動化設(shè)備的補貼力度也直接影響到農(nóng)戶對于新型設(shè)備的購買意向。

3 發(fā)展前景及對策

根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗及上述關(guān)于我國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀，從學(xué)科協(xié)同化、設(shè)備智能化和綠色生態(tài)化三個方面對于我國農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)的發(fā)展前景和發(fā)展對策做出分析。

3.1 產(chǎn)學(xué)研多方聯(lián)合促進農(nóng)業(yè)機械多學(xué)科協(xié)同化發(fā)展

協(xié)同化發(fā)展是我國農(nóng)業(yè)機械自動化水平進一步提升的主要途徑[3]，現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備中，主要是通過燃油系統(tǒng)提供動力源，通過控制系統(tǒng)對各項動力進行分配和轉(zhuǎn)化，最后通過機械系統(tǒng)去執(zhí)行具體的作業(yè)內(nèi)容，該作業(yè)方式是通過不同系統(tǒng)對作業(yè)內(nèi)容進行劃分，最后實現(xiàn)預(yù)期作業(yè)目標(biāo)。該方法存在的問題為系統(tǒng)過分獨立，無替補方案，一旦某一系統(tǒng)出現(xiàn)故障，即導(dǎo)致整個機械設(shè)備的失效，因此下一階段，應(yīng)大力發(fā)展多系統(tǒng)多學(xué)科的協(xié)同發(fā)展模式，將產(chǎn)業(yè)、教育、研究機構(gòu)等多方資源進行聯(lián)合，尋求一種多方互補的伺服服務(wù)機制，減少過程中的不確定因素，進而在提升農(nóng)業(yè)機械自動化水平的同時保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

3.2 加大政府高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)引進力度，推動農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展

自動化是我國農(nóng)業(yè)機械朝向智能化發(fā)展的必經(jīng)階段。打破行業(yè)壁壘，增加相關(guān)產(chǎn)業(yè)的信息交流和資源共享，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械設(shè)備自動化快速發(fā)展的有效途徑?，F(xiàn)階段，隨著人們對于知識產(chǎn)權(quán)的保護意識越來越強，行業(yè)間的信息交流也越來越難，通過政府參與，建設(shè)公平公正的信息共享機制，將現(xiàn)階段各項智能技術(shù)選擇性地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械的自動化設(shè)計中，進而提高我國農(nóng)業(yè)機械的智能化水平。

3.3 優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)機械綠色生態(tài)化發(fā)展

我國國民經(jīng)濟發(fā)展的主要矛盾發(fā)生改變，要求現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須將生態(tài)環(huán)保等因素作為行業(yè)發(fā)展的基本原則，農(nóng)業(yè)機械綠色生態(tài)化是我國農(nóng)業(yè)機械發(fā)展必然趨勢。優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)機械綠色生態(tài)化發(fā)展可以從農(nóng)機設(shè)計、制造和使用過程三個階段進行說明。首先，通過精簡農(nóng)業(yè)機械結(jié)構(gòu)，從價值工程方面進行分析，找出產(chǎn)生能源浪費的部件進行相關(guān)功能替代，進而從根源上減少農(nóng)業(yè)機械能源的浪費。其次，在制造過程中的綠色環(huán)保，根據(jù)不同的部件功能特點，選用不同類型的材料，在保證各項功能的同時，減少材料的浪費。最后，使用過程，通過對使用方法的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，保證農(nóng)業(yè)機械的正常功能，減少不必要的故障和損壞，進而提高農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)效率，減少故障和維護成本。

4 結(jié)語

農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)的發(fā)展為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的提升做出巨大貢獻，綜合現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀和預(yù)測未來農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展方向并及時制定相應(yīng)的對策和發(fā)展建議對于保證農(nóng)業(yè)機械自動化水平快速提升具有重要意義。

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