農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化技術(shù)及發(fā)展方向探討

周常志

（大連市金普新區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 大連 116100）

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化的定義和作用

農(nóng)業(yè)自動化系統(tǒng)包括田間機(jī)械、灌溉系統(tǒng)、溫室自動化、動物自動化系統(tǒng)和水果生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化。多年來，通過智能化、機(jī)械化和自動化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力顯著提高。這包括用于田間作業(yè)、動物系統(tǒng)和種植系統(tǒng)（溫室氣候控制、灌溉系統(tǒng)）的自動化農(nóng)業(yè)設(shè)備。農(nóng)業(yè)自動化的引入降低了生產(chǎn)成本，減少了體力勞動的繁重，提高了新鮮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，改善了環(huán)境控制。與處理簡單、重復(fù)、定義明確和先驗已知任務(wù)的工業(yè)應(yīng)用不同，農(nóng)業(yè)自動化需要先進(jìn)技術(shù)來處理復(fù)雜和高度多變的環(huán)境和生產(chǎn)。農(nóng)產(chǎn)品是自然對象，由于環(huán)境和遺傳因素，具有高度的可變性。農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)雜，結(jié)構(gòu)松散，田地之間甚至同一田地內(nèi)變化很大。必須開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)來解決困難問題，如不斷變化的條件、產(chǎn)品和環(huán)境的變化（尺寸、形狀、位置、土壤性質(zhì)和天氣）、精細(xì)產(chǎn)品和惡劣環(huán)境條件（灰塵、污垢和極端溫度和濕度）。智能控制系統(tǒng)對于環(huán)境和物體的動態(tài)、實時解釋是必要的。與工業(yè)自動化系統(tǒng)相比，農(nóng)業(yè)自動化系統(tǒng)的精度要求可能要低得多。由于所處理的產(chǎn)品成本相對較低，自動化系統(tǒng)的成本必須較低，以使其經(jīng)濟(jì)合理。農(nóng)業(yè)的季節(jié)性使其難以實現(xiàn)制造業(yè)的高利用率。

2 參數(shù)化設(shè)計

參數(shù)化設(shè)計技術(shù)是一種基于產(chǎn)品需求，通過參數(shù)調(diào)整和實時驅(qū)動產(chǎn)品要素來反映設(shè)計意圖的高效設(shè)計技術(shù)。它是計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）的主要內(nèi)容。如收獲機(jī)械變速箱的參數(shù)化設(shè)計農(nóng)業(yè)超聲霧化換能器等應(yīng)用信息和知識工程理論推動了參數(shù)化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)大了其在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用。建立合適的綜合數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并對機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化是極為重要的。

3 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)

以科學(xué)的做法得到大量的有利于農(nóng)作物的信息。以除雜草為例，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的除草機(jī)器人自主定位導(dǎo)航和避障的可行性，可以設(shè)計智能割草機(jī)的避障導(dǎo)航實驗。同時，設(shè)計了智能割草機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并配備了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位的導(dǎo)航模塊為了完成割草任務(wù)，有必要根據(jù)智能割草機(jī)機(jī)體的實際情況設(shè)計一種特殊的割草機(jī)構(gòu)。另外，為了適應(yīng)不同的草坪，割草機(jī)還應(yīng)具有高度調(diào)節(jié)和刀片更換功能。

4 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化發(fā)展方向

目前需要加強(qiáng)農(nóng)機(jī)與產(chǎn)業(yè)、研發(fā)的協(xié)同創(chuàng)新。一是協(xié)調(diào)高校、科研院所、生產(chǎn)企業(yè)、推廣部門，加快“產(chǎn)業(yè)需要、農(nóng)民急需”農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)，切實增強(qiáng)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品供應(yīng)保障能力。二是加強(qiáng)適應(yīng)機(jī)械化生產(chǎn)需要的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝一體化研究，完善品種選擇耕作制度和栽培養(yǎng)殖方式，加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施特別是機(jī)械化道路建設(shè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化種植養(yǎng)殖模式，進(jìn)一步改善設(shè)備運(yùn)行條件和環(huán)境。三是壯大農(nóng)機(jī)應(yīng)用型人才隊伍。依托農(nóng)機(jī)院校、產(chǎn)銷企業(yè)、社會培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，建立農(nóng)機(jī)實用人才教育培訓(xùn)基地，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)教育、職業(yè)技能培訓(xùn)和考核，加快培養(yǎng)農(nóng)機(jī)駕駛操作、維修等高技能人才和懂生產(chǎn)、會管理的新型農(nóng)機(jī)專業(yè)經(jīng)理。同時，通過定期組織農(nóng)機(jī)操作、維修等職業(yè)技能競賽等，激發(fā)農(nóng)機(jī)應(yīng)用型人才趕超學(xué)習(xí)，不斷提高業(yè)務(wù)技能，確保農(nóng)機(jī)設(shè)備的使用。四是進(jìn)一步完善農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼政策，鼓勵有條件的地方出臺第一套農(nóng)機(jī)設(shè)備引進(jìn)補(bǔ)貼政策，開展農(nóng)業(yè)特色產(chǎn)業(yè)農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼試點，逐步將適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新型農(nóng)機(jī)設(shè)備納入補(bǔ)貼范圍，進(jìn)一步推動政府農(nóng)機(jī)購置社會化政策的落實。