自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用特征與發(fā)展分析

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)已經(jīng)得到了快速普及與應(yīng)用，在農(nóng)機購置補貼政策的支持下，農(nóng)業(yè)機械的銷售量不斷提升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機械化普及率也進步明顯。在農(nóng)業(yè)機械逐步應(yīng)用的同時，農(nóng)機產(chǎn)品的技術(shù)先進性、操作便捷性也成為了社會關(guān)注的焦點。自動化技術(shù)作為現(xiàn)代科技發(fā)展的重要技術(shù)，能夠在很大程度上提升農(nóng)業(yè)機械的產(chǎn)品性能，有利于進一步提升農(nóng)業(yè)機械的工作效率、可靠性，進一步降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程對人力的依賴，并促進生產(chǎn)方式的科學(xué)化轉(zhuǎn)變。

1 自動化技術(shù)在農(nóng)機中的應(yīng)用情況

一直以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實施都是一項辛苦的工作，盡管近年來農(nóng)業(yè)機械在很大程度上替代了傳統(tǒng)的人力耕作，但是在生產(chǎn)經(jīng)營和工作實施過程中仍需農(nóng)民付出很大的時間和精力，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕種、灌溉、植保、施肥等工作都仍需要農(nóng)民親力親為地完成。同時，由于生產(chǎn)過程中使用的農(nóng)業(yè)機械技術(shù)較為陳舊，農(nóng)機作業(yè)過程中存在著故障頻發(fā)、效率低下、資源浪費、環(huán)境污染等問題。為改善傳統(tǒng)農(nóng)機化生產(chǎn)的不足，具有自動化技術(shù)特點的農(nóng)業(yè)機械被重點研發(fā)并逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中。自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用有效提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，降低了人員的工作強度，但是總體而言，這些先進的農(nóng)機設(shè)備普及率仍不盡人意，自動化農(nóng)機裝備的應(yīng)用與普及還有很多的工作要做

。

（2）從提高油漿的凈化效率的入手，開發(fā)高效催化油漿分離技術(shù)，并應(yīng)用于實際生產(chǎn)，從源頭提升催化油漿的品質(zhì)，為下游企業(yè)開展深加工利用提供原料保障。

從我國農(nóng)機技術(shù)研究與發(fā)展過程來看，現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)機械種類較為豐富涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，且在2004年以來，國家農(nóng)機購置補貼政策有效激發(fā)了農(nóng)民的購機熱情。截至2020年底，我國農(nóng)業(yè)機械總動力達到10.56億kW，相比2019年增加2.79%，全國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達71.25%，相比2019年增加1.23%，機耕率、機播率、機收率分別達到85.49%、58.98%、64.56%，全國農(nóng)機服務(wù)組織達到19.48萬個，其中農(nóng)機專業(yè)合作社7.5萬個，農(nóng)機戶3 995.44萬個，為全程機械化生產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。但從總體上看，我國現(xiàn)階段應(yīng)用的農(nóng)業(yè)機械仍沒有很好結(jié)合前沿科技，農(nóng)業(yè)機械中配套的自動控制系統(tǒng)、傳感器數(shù)量、PS 裝置及 GIS 平臺等高新科技比例不高，農(nóng)業(yè)機械的加工制造過于粗放，價格較低的中小型農(nóng)業(yè)機械和半自動化農(nóng)機裝備數(shù)量比例過大，精確農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)等先進理念的推廣普及仍不徹底，農(nóng)業(yè)機械與先進理念的結(jié)合仍不充分。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年底，我國的農(nóng)機裝備生產(chǎn)企業(yè)超過2 550個，而具有自主研發(fā)能力和大型農(nóng)機生產(chǎn)能力的企業(yè)不足30%，農(nóng)機現(xiàn)代化、自動化、智能化技術(shù)的研發(fā)能力仍不盡如人意。我國農(nóng)機自動化技術(shù)的應(yīng)用主要集中于國有農(nóng)場、大型農(nóng)機合作社及農(nóng)機技術(shù)示范區(qū)，大部分分散經(jīng)營的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中僅依靠租賃大型農(nóng)機或使用中小型農(nóng)機作業(yè)，農(nóng)業(yè)機械的自動化水平存在很大差異。從技術(shù)積累上看，我國農(nóng)機自動化技術(shù)的科研成果十分豐富，近年來成果的產(chǎn)業(yè)化工作也得到了大力開展，但現(xiàn)今自動化農(nóng)機技術(shù)的推廣應(yīng)用周期較長，自動化農(nóng)機裝備的市場價格較高，在一定程度上限制了自動化技術(shù)在農(nóng)機生產(chǎn)中的應(yīng)用

。

2 農(nóng)機自動化發(fā)展的制約因素

2.1 傳統(tǒng)生產(chǎn)意識的制約

我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境相對閉塞，加之農(nóng)民的知識水平和眼界受到生活環(huán)境的制約，常存在思想保守、安于現(xiàn)狀的思維，往往不愿意接受現(xiàn)代化農(nóng)機技術(shù)，也不愿意投入更多的資金來更新農(nóng)機設(shè)備，導(dǎo)致技術(shù)先進的自動化農(nóng)機產(chǎn)品銷量達不到預(yù)期。部分農(nóng)民對于已經(jīng)購置的農(nóng)業(yè)機械存在依賴情緒，常常認(rèn)為農(nóng)業(yè)機械還能運轉(zhuǎn)就可以繼續(xù)使用，導(dǎo)致大量的老舊農(nóng)機甚至報廢農(nóng)機仍在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。加之農(nóng)民的生產(chǎn)經(jīng)營理念落后，仍然采用獨自的小規(guī)模經(jīng)營，不愿接受承包經(jīng)營、聯(lián)合經(jīng)營等新模式，使技術(shù)先進、自動化程度高的中大型農(nóng)機裝備應(yīng)用范圍縮小

。

2.2 農(nóng)機駕駛能力不足

對于技術(shù)先進的自動化農(nóng)機，盡管大部分駕駛操作由自動化技術(shù)完成，但面對新的農(nóng)機操作方法，很多農(nóng)民一時難以適應(yīng)，大部分農(nóng)民還是局限于傳統(tǒng)農(nóng)機的駕駛技術(shù)，不愿意花費更多的時間去了解和學(xué)習(xí)自動化農(nóng)機的駕駛技術(shù)和使用方法，部分農(nóng)民購置了新農(nóng)機，但不能進行規(guī)范使用，也不定期進行保養(yǎng)檢查，農(nóng)機很多先進的功能農(nóng)民不會使用，先進農(nóng)機仍按照傳統(tǒng)的方式駕駛，導(dǎo)致自動化農(nóng)業(yè)機械的優(yōu)勢得不到發(fā)揮，甚至出現(xiàn)故障頻發(fā)、作業(yè)質(zhì)量不佳等問題，影響了自動化農(nóng)機的口碑

。

在自動化農(nóng)機設(shè)備研發(fā)的過程中，往往會與國際國內(nèi)的先進生產(chǎn)理念相結(jié)合，使農(nóng)機產(chǎn)品具備新的技術(shù)特征。例如，電控水稻直播機的應(yīng)用，有效優(yōu)化了傳統(tǒng)水稻直播機操作復(fù)雜、易出現(xiàn)重播漏播等問題，通過電控排種、傳感器監(jiān)測不僅提高了水稻直播的質(zhì)量，還顯著改善了農(nóng)民對于水稻的種植理念，使農(nóng)民認(rèn)識到水稻的種植不僅可以通過插秧來實現(xiàn)，也可以通過與旱田類似的播種作業(yè)來實現(xiàn)。此外，隨著農(nóng)機自動化程度的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的形式、農(nóng)藝技術(shù)也將逐漸趨于統(tǒng)一，農(nóng)民的生產(chǎn)理念將進一步與時代接軌，形成生產(chǎn)技術(shù)與農(nóng)機技術(shù)相互促進的良好效果

。

2.3 基層農(nóng)機維修能力不足

現(xiàn)階段，農(nóng)村地區(qū)勞動力缺失，傳統(tǒng)農(nóng)機化生產(chǎn)所需的勞動力仍較大，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的人力資源雇傭成本持續(xù)上漲且用工短缺問題。自動化農(nóng)機設(shè)備功能進一步豐富，傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中的很多人工勞動工序進一步被農(nóng)業(yè)機械所取代，生產(chǎn)過程所需的人力資源得到有效縮減，隨著自動化技術(shù)的進一步應(yīng)用，農(nóng)業(yè)機械的自動行駛、無人化生產(chǎn)終將實現(xiàn)，將使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人力需求降到最低

。

3 自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率

我所經(jīng)歷的第四個改革是土地使用商品化的改革。不知什么時候，也不知從哪里興起的，土地使用權(quán)可以買賣了。由此帶動了房地產(chǎn)熱，土地財政熱。房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了40多個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也帶動了政府的土地財政。房地產(chǎn)吸收了買房人大量的資金，使通貨膨脹化為無形（低通貨膨脹還是有的）。高杠桿帶來了系統(tǒng)性金融風(fēng)險，帶來了35萬億元的個人消費貸款。土地改革讓物流設(shè)施離城市越來越遠(yuǎn)，與政府提出的降低物流成本的要求越來越遠(yuǎn)。土地改革的好處是讓大家更珍惜土地，畢竟14億人飯碗要端在自己手里。唯一希望的是政府官員們不要浪費土地財政收來的錢，不要亂蓋大樓，亂鋪攤子。

3.2 有效提高農(nóng)機作業(yè)精確度

自動控制技術(shù)體系包含了可編程控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、可控電氣元件、信息傳輸技術(shù)等眾多技術(shù)，有利于現(xiàn)代化的生產(chǎn)理念在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用，例如，電氣自動化控制下的噴桿噴霧機作業(yè)，可通過程序控制結(jié)合環(huán)境感知，實現(xiàn)針對不同病蟲害問題和環(huán)境狀態(tài)的合理噴施，既減少了生產(chǎn)過程中的農(nóng)藥使用量，還通過精細(xì)化作業(yè)提高了噴霧植保的效果。自動化技術(shù)的應(yīng)用能有效改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的粗放作業(yè)模式，有利于生產(chǎn)資源的節(jié)約和生產(chǎn)質(zhì)量的提升。

智慧農(nóng)機是農(nóng)機技術(shù)未來發(fā)展的主要方向，而智慧農(nóng)機技術(shù)的實現(xiàn)是以農(nóng)機的高度自動化為前提。在自動化技術(shù)充分應(yīng)用的前提下，結(jié)合人工智能學(xué)科的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械在全面可控的同時具備了主動思維、工況判斷、故障分析等更多的功能，農(nóng)業(yè)機械的工作在計算機自動控制下全面實現(xiàn)無人化，實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的新型生產(chǎn)模式。智慧農(nóng)機的大面積應(yīng)用將進一步降低農(nóng)民負(fù)擔(dān)，幫助農(nóng)民從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)勞作者真正轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)經(jīng)營和管理者。

近年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的開展形式發(fā)生了很大的改變，合作經(jīng)營、承包經(jīng)營等中大規(guī)模經(jīng)營的農(nóng)田面積不斷擴大，為先進農(nóng)機的應(yīng)用創(chuàng)造了更好的條件。將自動化技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)機技術(shù)進行結(jié)合，能夠利用自動控制技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的狀態(tài)調(diào)整、農(nóng)機部件的狀態(tài)監(jiān)測、農(nóng)機故障的實時預(yù)警，不僅降低了農(nóng)機操作的復(fù)雜程度，還在一定程度降低了農(nóng)機故障的發(fā)生概率，有效保證了大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定實施。與此同時，自動化技術(shù)應(yīng)用較多的農(nóng)機裝備能在很大程度上替代傳統(tǒng)的人工檢查、調(diào)整工作，例如農(nóng)機結(jié)構(gòu)的升降、位置調(diào)整都可實現(xiàn)一鍵控制、位置自動記憶，且故障問題通過觀察儀表就能明確，有效降低農(nóng)機使用的檢查調(diào)整時間，使先進農(nóng)機裝備在農(nóng)忙時節(jié)能更多地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，發(fā)揮實際作用

。

3.3 有利于先進生產(chǎn)理念推廣

先進的手機終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及催生了種類眾多的APP，大學(xué)生的日常生活及學(xué)習(xí)方式均發(fā)生了巨大變化。大學(xué)生接觸到更多的外界信息，拓寬了獲取知識的渠道。同時，新媒體環(huán)境帶有極大的開放性和包容性，新媒體中出現(xiàn)的多種思想，讓大學(xué)生能從更加多元的視角來看待世界，這樣不但實現(xiàn)了學(xué)生思想的開放性發(fā)展，還能讓學(xué)生的創(chuàng)造性得以強化，而創(chuàng)造性的培養(yǎng)正是當(dāng)前教育體系中重點關(guān)注的方面。

3.4 有利于緩解勞動力緊缺問題

現(xiàn)階段，我國基層農(nóng)機維修點的條件十分有限，僅能應(yīng)付常規(guī)的農(nóng)機維修工作，而對于技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的自動化農(nóng)機設(shè)備的很多故障問題難以及時、合理地進行維修，導(dǎo)致農(nóng)民購買農(nóng)機后僅能依靠廠家的售后服務(wù)進行農(nóng)機的故障處理，或長途跋涉到鎮(zhèn)級、縣級的大型農(nóng)機維修機構(gòu)進行維修，導(dǎo)致農(nóng)機使用成本過高，影響了農(nóng)民對自動化農(nóng)機的接受能力。

4 自動化技術(shù)的應(yīng)用趨勢

4.1 向智慧農(nóng)機技術(shù)發(fā)展

在學(xué)生閱讀理解的過程中，恰當(dāng)?shù)剡\用“以寫促讀”策略，可以反饋前面學(xué)習(xí)的效果，有利于教師有的放矢地教學(xué)，還可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，從而實現(xiàn)更深層次的理解，真正在閱讀教學(xué)中實現(xiàn)以學(xué)生為基點。

4.2 向精確農(nóng)業(yè)方向發(fā)展

總體來講，我國現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是粗放型為主，其主要原因之一就是農(nóng)業(yè)機械技術(shù)的落后，在農(nóng)機自動化技術(shù)應(yīng)用的過程中，為提高自動控制的合理性，農(nóng)機設(shè)計人員會在傳統(tǒng)農(nóng)機技術(shù)的基礎(chǔ)上進一步結(jié)合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際情況，分析農(nóng)機控制的實際需求使農(nóng)機技術(shù)的工作行為更加合理。同時，為保證農(nóng)機控制的有效實施，農(nóng)業(yè)機械在加工制造、細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計、安全性設(shè)計等方面會進行全面升級，農(nóng)民購置的自動化農(nóng)機產(chǎn)品逐漸具備更精確、更合理的功能和執(zhí)行能力

。

4.3 向農(nóng)業(yè)全覆蓋方向發(fā)展

自動化技術(shù)的應(yīng)用有利于農(nóng)業(yè)機械功能的豐富，很多傳統(tǒng)農(nóng)機設(shè)計難以實現(xiàn)的功能通過自動控制技術(shù)快速實現(xiàn)，機械、電子與液壓技術(shù)的深度融合突破了傳統(tǒng)機械設(shè)計的思維，使農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域逐漸誕生更多的新產(chǎn)品，并覆蓋到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的更多領(lǐng)域。在自動化技術(shù)的支持下，農(nóng)業(yè)機械技術(shù)的升級將從以產(chǎn)前產(chǎn)中為重點，向產(chǎn)前產(chǎn)中產(chǎn)后和食品深加工方向延伸，還將進一步覆蓋大部分經(jīng)濟作物、中藥材、大棚生產(chǎn)環(huán)境，使農(nóng)業(yè)機械化的綜合實力得到顯著提升。

4.4 向經(jīng)濟環(huán)保方向發(fā)展

自動化技術(shù)的應(yīng)用會持續(xù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，在農(nóng)機自動化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的過程中，還應(yīng)重視利用自動化技術(shù)進一步降低故障維修成本、人力雇傭成本、燃油消耗成本、種子及農(nóng)藥化肥購置成本，從而有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。同時，還要充分考慮傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的弊端，研究如何利用自動化技術(shù)改善現(xiàn)階段土壤退化、環(huán)境污染、水源浪費等問題，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所示，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，具有自動化技術(shù)特點的農(nóng)業(yè)機械具備更強的生產(chǎn)力，不僅能夠更好地節(jié)約人力資源，還能有效促進增產(chǎn)增收目標(biāo)的實現(xiàn)。在自動化農(nóng)機裝備的研發(fā)過程中，還應(yīng)重視農(nóng)機功能與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的更好結(jié)合，提高農(nóng)機產(chǎn)品的適用性。與此同時還應(yīng)加強對于先進農(nóng)機裝備的技術(shù)宣傳與應(yīng)用普及力度，使農(nóng)民在思想上接受自動化農(nóng)機的優(yōu)勢，并提升對于先進農(nóng)機的使用能力，確保農(nóng)機自動化技術(shù)更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

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