農業(yè)機械設計制造中自動化技術應用研究

解佳藝

（黑龍江工商學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

1 農業(yè)機械設計環(huán)節(jié)自動化技術應用的意義

1.1 可有效提高資源利用效率

就傳統(tǒng)農業(yè)生產機械而言，其對資源的利用率并不高，以至于在農業(yè)生產的過程中，造成了大量的農業(yè)原材料浪費，使農業(yè)生產效率受到影響。而與傳統(tǒng)的農業(yè)機械相比，自動化農業(yè)機械的運用能夠大大提升農業(yè)生產原材料的利用效率，并對農業(yè)生產過程進行精細化控制，進而有效提高農業(yè)生產效率，同時降低生產成本。事實上，我國的農業(yè)機械制造領域還處在粗放式階段，大部分的農業(yè)生產企業(yè)只重視眼前的產量，而對農業(yè)機械的創(chuàng)新研究工作不太關心。然而，這種方式會造成企業(yè)內部生產資源的浪費，進而影響到農業(yè)生產的效率，這其實是目光短淺的表現(xiàn)，于農業(yè)生產的長遠利益來看并不樂觀。對此，在自動化農業(yè)機械的研究進程中，研究人員應當不斷地對資源浪費問題的根源展開研究，并根據具體研究結果提高資源的利用效率，對農業(yè)生產加工的廢料進行二次處理。同時，研究者應當不斷優(yōu)化農業(yè)機械的運作流程，真正展現(xiàn)出自動化農業(yè)機械的優(yōu)勢[1]。

1.2 環(huán)保性能高

自動化農業(yè)機械的應用，使得農業(yè)生產過程體現(xiàn)出了更高的環(huán)保性。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，在自動化農業(yè)機械運作的過程中，能夠按照預先設定好的程序對生產材料進行選用，并能夠嚴格控制材料的使用量，在節(jié)約成本的同時，減少了材料浪費的現(xiàn)象。其次，自動化農業(yè)機械的使用使得更多的勞動力得到節(jié)省。在部分情況下，大量人力集中進行工作反而不利于農業(yè)生產工作的展開。最后，自動化農業(yè)機械的運用使得污染物的產量大大減少，事實上，傳統(tǒng)的農業(yè)機械對于環(huán)境的破壞性極大，且使用的能源量相較于自動化農業(yè)機械也大大增加。對此，使用自動化農業(yè)機械不僅能夠減少污染物排放，還能節(jié)省更多能源，從而大大提升環(huán)保效果。

2 農業(yè)機械設計制造中自動化技術的具體應用

2.1 農機定位技術

在農業(yè)生產中可以高效利用農機定位技術。應用此技術能夠使農民隨時掌握自動化農業(yè)機械的運行情況及其工作行進的路線，進而大大提高自動化農業(yè)機械的自動化運行水平。細化而言，引入農機定位技術，主要可以協(xié)助農民快速了解自動化農業(yè)機械的位置，并了解自動化農業(yè)機械的運行速度，進而達成遠程操控的目的，不需要由生產者親自前往查看操作。同時，借助農機定位技術，農業(yè)生產者可以更快速地擬定出作業(yè)計劃，進而使整個生產過程更科學且合理化。此外，在自動化農業(yè)機械運作工作中，還可以借助GPS提高遠程定位的精準度，進而提高自動化農業(yè)機械工作的安全性及科學性。

2.2 柔性自動化

柔性自動化技術注重生產靈活性，企業(yè)應根據機械設備制造的具體需求以及實際制造情況，靈活調整自動化技術應用，充分發(fā)揮自動化技術在農業(yè)機械設計與制造環(huán)節(jié)的適應能力。從應用現(xiàn)狀角度分析，很多農業(yè)機械設計制造企業(yè)多將自動化技術應用在鏈式制造流程中，并取得了良好的生產控制效果，而這也同樣凸顯出自動化技術對生產制造的適應能力。隨著農業(yè)機械設計與制造工作的不斷發(fā)展，柔性自動化技術可為企業(yè)實施管理改革提供更為便利的技術支持，企業(yè)管理者可根據柔性自動化技術形成全新生產線對生產人員隊伍進行調整，從而降低生產成本，減少資源與能耗投入。

2.3 環(huán)境感知技術

現(xiàn)如今，農業(yè)生產過程與以往相比已經發(fā)生了巨大的變化。在此背景下，自動化農業(yè)機械的優(yōu)勢越發(fā)明顯。一方面，在生產過程中，自動化農業(yè)機械能夠根據種植環(huán)境及作物情況做出合理判斷，并借助自動化手段進行農業(yè)生產操作。目前，部分農業(yè)生產企業(yè)正在向農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用投入大量資金，而自動化農業(yè)機械的使用也的的確確能夠大幅度減少農業(yè)生產者的工作量，進而為這些企業(yè)節(jié)省大量的人力成本。另一方面，企業(yè)也應當不斷對自動化農業(yè)機械進行更新?lián)Q代，使用最新式的機械，以高效完成農業(yè)生產工作。

2.4 仿真和模擬技術

農業(yè)機械設計制造及自動化技術的革新是必不可少的，而為了使自動化的農業(yè)機械能夠滿足農民生產工作的多方面需要，研究人員可以借助計算機的仿真及模擬技術進行技術換代。例如，研究人員可以用模擬仿真技術對農田進行模擬，并建立與農田情況一致的3D模型。其中，使用自動化技術可以有效提升模型的構建效率，并使其中的多個零部件產生有機聯(lián)系，進而在仿真模擬的過程中能更好地實現(xiàn)對農業(yè)機械構造的優(yōu)化。與此同時，在研究人員對機器設備導入算法時，應當不斷精簡設計方案，并提高其科學性，使農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用在生產工作中更具有競爭力[2]。

2.5 在農業(yè)灌溉中的應用

有數據顯示，我國有灌溉條件地區(qū)的糧食產量是無灌溉條件地區(qū)的2倍左右，一些水資源稀缺的地區(qū)農業(yè)發(fā)展受到嚴重制約。電氣自動化技術與農業(yè)生產的有機結合可以做到對灌溉用水的動態(tài)管理，極大地提升了水資源在農業(yè)灌溉中的利用率，在保障農作物生產質量的同時減少從事農業(yè)工作的人力資源，節(jié)約人工成本。配合各種管道、孔口滴頭、過濾器及土壤濕度傳感器、氣體探測器等，電氣自動化系統(tǒng)可根據作物生長特性把握實際灌溉量，避免水分在輸送過程中流失。

2.6 在施肥過程中的應用

在農業(yè)生產中，不同的作物其生長的周期也各不相同。故而，在進行施肥作業(yè)時應當對不同農作物采取不同的施肥策略，且應當嚴格遵循當地的氣候條件進行。就以往的施肥作業(yè)而言，農民往往會依靠自己的經驗進行施肥工作，但這種方式無法兼顧到施肥的間距，對于施肥量也不能做到嚴格把控，這就會出現(xiàn)部分農作物施肥量不足，而另一部分則施肥量過多的情況。對此，農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用能夠有效改善這一情況，只要預先設置好參數，自動化農業(yè)機械就能夠根據農田的面積、當地的氣候以及農作物的種植密度等情況展開施肥作業(yè)，進而使施肥作業(yè)更科學高效。

2.7 在播種過程中的應用

在農業(yè)生產的播種作業(yè)中，可以有效引入農業(yè)機械設計制造及自動化技術進行工作。就以往的播種作業(yè)而言，往往依靠農民的生產經驗及播種技術展開，無法對播種的深度、種子間的距離進行控制。不過，在農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用下，農民可以利用先進技術控制播種操作的諸多參數，而自動化設備則會嚴格按照預設的參數進行工作，進而使播種作業(yè)的精確度大大提高，也有效減少了農民的工作量[3]。

2.8 農產品裝檢機械化

首先，農業(yè)機械自動化會促進現(xiàn)代農業(yè)生產結構的創(chuàng)新，優(yōu)化農業(yè)生產管理流程，并根據市場對農產品的實際需求調整供給模式，完善農產品質量檢測，改進農產品包裝模式。在傳統(tǒng)農業(yè)生產管理中，農業(yè)機械化、自動化技術水平低，人工是農產品包裝與質檢的主體。而隨著農業(yè)機械自動化發(fā)展，相關人員研發(fā)出“自動檢測包裝設備”，該設備的核心技術是自動控制技術，可以自動檢測農產品外觀、大小，對農產品進行合理的分類包裝。其次，在農產品裝檢機械化中，相關人員同樣可借助自動化影像技術，實時監(jiān)測農產品生長中的各項指標，全面監(jiān)控農作物種植區(qū)域。

3 自動化技術在農業(yè)機械設計制造中應用現(xiàn)狀

3.1 技術水平較為滯后

現(xiàn)如今，我國步入了經濟發(fā)展的快車道，而農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用也隨著這一趨勢逐漸廣泛。然而，我國的農業(yè)機械設計制造及自動化技術應用尚存在技術水平不足、創(chuàng)新程度不高的問題，而資金投入不足是造成此類問題的重要原因。在進行相關技術的研發(fā)創(chuàng)新時，部分研究者又執(zhí)著于照搬國外的技術經驗，進一步使現(xiàn)實發(fā)展情況與理論基礎發(fā)生偏離，對農業(yè)機械設計制造及自動化技術體系的構建產生了掣肘[4-5]。

3.2 農民群眾的意識落后

目前我國城市化的進程逐漸加快，在這一時代背景下，愈來愈多的農村年輕人傾向于在城市工作、生活，如此一來，農村的勞動力便越來越少。對此，應當強化農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用，使得農業(yè)生產受勞動力的影響變小，以適應新時代的生產現(xiàn)狀。然而，大部分的農民知識水平并不高，涉及農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用時，他們往往一知半解甚至是毫無了解?？梢姡r業(yè)機械設計制造及自動化技術在農村的受重視程度并不高，且由于農民相關知識的缺乏，即使應用了自動化技術，其效果也是大打折扣的。故而，相關部門應當在宣傳與培訓方面做好工作，并不斷簡化農業(yè)機械設計制造及自動化技術應用的流程，讓更多農民即使在專業(yè)知識不足的情況下仍能正常使用農業(yè)機械[6]。

4 自動化技術在農業(yè)機械設計制造中的優(yōu)化措施

4.1 加強對農機專業(yè)人才的培養(yǎng)

隨著我國人口的不斷增多，第一產業(yè)即農業(yè)生產的重要性愈發(fā)明顯。相關部門應當采取措施切實提升農業(yè)生產水平，農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用為這一工作提供了新的可行路徑。在推進農業(yè)機械設計制造及自動化技術應用的過程中，各高校及相關部門應當逐步開展對自動化技術的教育培訓，使得高校學生、農業(yè)生產技術人員乃至普通農民都能精通或掌握自動化農業(yè)機械的使用。相關部門可以為高校內的相關專業(yè)學生提供實習機會，使其在就業(yè)時能具有更強的競爭力，更好地為農業(yè)生產服務。

4.2 加快農機自動化領域的研究步伐

我國的農業(yè)機械設計制造及自動化技術應用水平在不斷提升，同時科學技術水平的提高也在不斷推動農業(yè)機械設計制造及自動化技術的更新?lián)Q代。在此背景下，相關研究者應當以推動第一產業(yè)現(xiàn)代化為目標不斷進行相關技術的鉆研。此外，有關部門也應當不斷優(yōu)化農業(yè)機械設計制造及自動化技術應用的標準與規(guī)章制度，并加強宣傳推廣工作，使更多農業(yè)生產者能夠切實享受到科技發(fā)展的便利[7-10]。

4.3 推廣農產品檢測和包裝自動化技術

農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用使得農業(yè)從種植到收獲的過程發(fā)生了巨大變化。在農業(yè)生產的種子檢測、種子運輸及相關包裝作業(yè)中也可以應用自動化技術。就種子檢測與包裝的機械而言，其尚屬于新型的農業(yè)生產自動化機械，使用此類機械能夠使農業(yè)生產更具標準化特性，也可以進一步提升農業(yè)生產的質量與水平，提高第一產業(yè)的現(xiàn)代化水準。政府相關部門也應當不斷在農村進行自動化機械的普及，并大力投入資源以推動自動化機械研究水平的提升，從而在多個方面精準助推，切實提高我國農業(yè)生產的水平。

5 小結

隨著科學技術水平的不斷提升，農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用有利于實現(xiàn)農業(yè)農村的現(xiàn)代化。毋庸置疑，隨著我國經濟水平及科技水平的不斷提升，農業(yè)機械設計制造及自動化技術的應用也會愈來愈廣泛，其效果也會越來越強。農業(yè)生產中面臨的問題將會不斷得到解決，且生產過程與現(xiàn)代社會發(fā)展會愈加契合，進而有助于實現(xiàn)第一產業(yè)的全面升級換代。