淺談吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展短板*

趙新天 ， 王海龍 ， 王 瑩 ， 韓國(guó)靖 ， 黃先鵬

（1.吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院，吉林 長(zhǎng)春 130022；2.通化鋼鐵股份有限公司，吉林 通化 134003）

吉林省既是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出省區(qū)，也是全國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地、家畜養(yǎng)殖培育基地。近年來(lái)，吉林省糧食總產(chǎn)量穩(wěn)定遞增，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家糧食安全作出了巨大的貢獻(xiàn)。與我國(guó)平均水平相比，吉林省農(nóng)村人均耕地較多，而且降雨和光照情況好、雨熱同季、無(wú)霜期較短，屬典型的旱作農(nóng)業(yè)[1]。吉林省也是我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展較快、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)情況較好的區(qū)域之一。2011年至今，吉林省各農(nóng)機(jī)化主管部門(mén)根據(jù)國(guó)家農(nóng)機(jī)化管理委員會(huì)和全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村工作委員會(huì)的統(tǒng)一部署要求，圍繞著改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式、推動(dòng)糧食增產(chǎn)、提升農(nóng)村生產(chǎn)綜合能力、積極推進(jìn)國(guó)家農(nóng)村信息化工程這幾個(gè)核心目標(biāo)，扎實(shí)工作，奮力探索創(chuàng)新發(fā)展，在“十二五”的開(kāi)局之年取得飛躍式增長(zhǎng)，出現(xiàn)了農(nóng)機(jī)化建設(shè)全方位高速推進(jìn)的新局面[2]。農(nóng)業(yè)機(jī)械是中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個(gè)主要部分，對(duì)進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、擴(kuò)大農(nóng)民收入和推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)都起到了重要作用。因此，把握農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展動(dòng)態(tài)，發(fā)現(xiàn)農(nóng)機(jī)發(fā)展短板，是推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的關(guān)鍵。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械加工工藝與材料落后

國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械的部件制造精度普遍較低，零部件精度達(dá)不到要求，導(dǎo)致部件之間的配合不順暢，影響整機(jī)的作業(yè)效果，造成可靠性差、故障率高、質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。例如，吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院研制的八行集排氣力式播種機(jī)，機(jī)具中的排種輥筒是由1 mm的不銹鋼板卷制而成的，國(guó)內(nèi)制造企業(yè)卷制的輥筒相對(duì)于國(guó)外進(jìn)口的輥筒，在圓度上會(huì)有所偏差。由于精度不夠，排種輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)與機(jī)具其他部件產(chǎn)生刮碰與摩擦，播種機(jī)工作時(shí)會(huì)使輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)不順暢，增大了排種電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，從而導(dǎo)致排種器排種效果不理想，種子的均勻性差，影響播種機(jī)的作業(yè)質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)耕地區(qū)域比較分散、地區(qū)環(huán)境差異較大，所以各個(gè)地域種植方式都有所不同，從而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品種類(lèi)較多。在機(jī)械部件的加工方面很難形成大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，對(duì)加工工藝方面的提升有所影響，不少加工設(shè)備的精度、生產(chǎn)工人的經(jīng)驗(yàn)以及工廠的管理制度等都有待進(jìn)一步提升。

加工材料方面，目前我國(guó)普遍存在材料質(zhì)量不可靠，鋼材、標(biāo)準(zhǔn)件等的型號(hào)尺寸有偏差的現(xiàn)象，核心工藝材料缺少研發(fā)。例如，目前國(guó)內(nèi)的免耕播種機(jī)應(yīng)用比較廣泛，但無(wú)論是重型免耕播種機(jī)還是輕型免耕播種機(jī)的排種器、開(kāi)溝圓盤(pán)、波紋刀等部件大部分是國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的入土圓盤(pán)的耐久性、韌性等指標(biāo)與國(guó)外仍有較大差距，究其原因就是材料與工藝上的差距。

2 農(nóng)機(jī)科研水平有待提高

我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展較晚，現(xiàn)正處于發(fā)展中階段，能發(fā)展的空間依然很大。因此，需要重視并提高農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的科研能力。目前國(guó)內(nèi)科研成果轉(zhuǎn)化率低，在農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新方面，缺乏連續(xù)性，科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化有時(shí)存在脫節(jié)，“重研究、輕轉(zhuǎn)化”的觀念依然存在。

高端農(nóng)機(jī)的核心技術(shù)及關(guān)鍵零部件缺乏專(zhuān)業(yè)的研發(fā)和配套廠家，很多關(guān)鍵部件還依賴(lài)于進(jìn)口，例如播種機(jī)的指夾排種器、播種單組的開(kāi)溝圓盤(pán)、正壓風(fēng)機(jī)、彈簧等一些高品質(zhì)的關(guān)鍵部件。

近年來(lái)，吉林省甚至東北三省內(nèi)四平康達(dá)的重型免耕播種機(jī)應(yīng)用比較廣泛。該機(jī)型的核心部件為排種器，就是美國(guó)進(jìn)口的指夾排種器。國(guó)內(nèi)也有企業(yè)自己生產(chǎn)指夾排種器，但在質(zhì)量上和性能上還存在問(wèn)題。例如，指夾排種器里有一種拉簧，國(guó)內(nèi)的與國(guó)外的比較，使用壽命上和性能上都差距不小，因而目前還依賴(lài)于進(jìn)口。所以，我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備的技術(shù)水平處于發(fā)展中階段，關(guān)鍵作業(yè)裝置上依然存在技術(shù)瓶頸。

3 電子控制與傳感器落后

現(xiàn)階段，為控制機(jī)具的生產(chǎn)制造成本，智慧農(nóng)機(jī)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用較少。國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)具電子技術(shù)應(yīng)用大多數(shù)是在電子監(jiān)測(cè)、控制、報(bào)警等方面，而一些高端技術(shù)如電控傳動(dòng)系統(tǒng)、無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程監(jiān)控、高性能傳感器等技術(shù)的應(yīng)用還有待提高[3]。例如，吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院采購(gòu)的德國(guó)阿瑪松氣吹式播種機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)就是以電子控制系統(tǒng)替代機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。采用信息集成度高的控制面板來(lái)解決人機(jī)交互能力低的問(wèn)題。在播種質(zhì)量檢測(cè)方面，通過(guò)光電傳感器檢測(cè)排種器的漏播指數(shù)和重播指數(shù)，并統(tǒng)計(jì)粒距合格率和排種量；在基本參數(shù)檢測(cè)方面，可檢測(cè)播種機(jī)作業(yè)速度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)壓等作業(yè)參數(shù)；同時(shí)包含電池電量監(jiān)測(cè)與報(bào)警、種量肥量監(jiān)測(cè)與報(bào)警、電機(jī)負(fù)荷監(jiān)測(cè)與報(bào)警等功能。

該型號(hào)播種機(jī)的測(cè)速系統(tǒng)傳感器，采用的是多普勒雷達(dá)位移傳感器，測(cè)速精準(zhǔn)、誤差范圍小，對(duì)提高播種機(jī)的作業(yè)質(zhì)量起到了很大作用。此外，美國(guó)的凱斯拖拉機(jī)自帶無(wú)人駕駛功能，在田間播種時(shí)，尤其壟帶較長(zhǎng)的地塊，它能使機(jī)具保持直線行駛，相比于拖拉機(jī)駕駛員的技術(shù)，無(wú)人駕駛技術(shù)更有保障。

我國(guó)農(nóng)機(jī)具的傳感器等重要元器件長(zhǎng)期受制于人，這對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成了一定威脅。尤其是農(nóng)業(yè)傳感器等重要核心元器件都需要從海外公司進(jìn)口，危害了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主權(quán)。以中國(guó)進(jìn)口采棉機(jī)為例，由于配備了GPS和產(chǎn)量計(jì)算機(jī)，外國(guó)人就可以了解機(jī)器在哪里作業(yè)、采的哪些品種、產(chǎn)量多少，也能夠針對(duì)性地制定外貿(mào)政策。同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械與現(xiàn)代信息化的融合還不夠。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化與農(nóng)機(jī)裝備的工業(yè)發(fā)展技術(shù)水平還不均衡、不完善，一些較深層次的社會(huì)矛盾與問(wèn)題還有待解決，農(nóng)業(yè)智能化和信息化技術(shù)水平尚待進(jìn)一步發(fā)展。相對(duì)而言，美、德、日等先進(jìn)國(guó)家的農(nóng)機(jī)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)較為突出，并廣泛應(yīng)用了大數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿科技，中國(guó)農(nóng)機(jī)裝備向自動(dòng)化、智慧化、無(wú)人化的轉(zhuǎn)變也趨向明顯，并同時(shí)向一體化、多功能、復(fù)合型、精密化、專(zhuān)用化、綠色化過(guò)渡[4]。

4 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)落后

我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械液壓系統(tǒng)的應(yīng)用大部分是在液壓油缸方面，主要用于機(jī)具的提升或降落，而在液壓傳動(dòng)方面的應(yīng)用很少。國(guó)內(nèi)機(jī)具傳動(dòng)方式絕大多數(shù)還是機(jī)械傳動(dòng)。對(duì)于傳動(dòng)過(guò)于復(fù)雜的裝置，應(yīng)用液壓傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，液壓傳動(dòng)只需一個(gè)液壓馬達(dá)和液壓油管即可代替結(jié)構(gòu)繁復(fù)的機(jī)械傳動(dòng)，可以簡(jiǎn)化機(jī)具結(jié)構(gòu)、提高機(jī)具可利用空間[5]。

吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院研制的四行氣吹式油莎豆播種機(jī)，該機(jī)具的正壓風(fēng)機(jī)就是以液壓馬達(dá)作為動(dòng)力源，而市場(chǎng)上大部分的氣力式播種機(jī)都是采用機(jī)械式傳動(dòng)。兩者相比較，無(wú)論是正壓風(fēng)機(jī)還是負(fù)壓風(fēng)機(jī)，使用機(jī)械式傳動(dòng)都會(huì)存在消耗拖拉機(jī)動(dòng)力過(guò)大、噪聲大等問(wèn)題，同時(shí)由于機(jī)械式傳動(dòng)的動(dòng)力是由拖拉機(jī)后輸出軸提供的，而后輸出軸的轉(zhuǎn)速會(huì)隨著拖拉機(jī)的油門(mén)大小而產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，影響工作時(shí)風(fēng)量的穩(wěn)定性，最終會(huì)使氣力式排種器的充種效果受到影響。而使用液壓馬達(dá)就不會(huì)存在上述問(wèn)題，可以通過(guò)液壓控制閥來(lái)調(diào)節(jié)液壓油量，能有效保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。液壓傳動(dòng)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)還有著性能穩(wěn)定、節(jié)能省耗、減小噪聲等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)該加大在液壓傳動(dòng)方面推廣與應(yīng)用的力度。

5 人才培養(yǎng)和研發(fā)落后

我國(guó)在科研人才培養(yǎng)以及人才儲(chǔ)備方面不足，導(dǎo)致研發(fā)缺乏原始創(chuàng)新，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在差距[6]。建議引進(jìn)高素質(zhì)農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)人才，優(yōu)化農(nóng)機(jī)科研人才結(jié)構(gòu)，提升農(nóng)機(jī)科研的整體水平；培育人才，為年輕科研工作者投身農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)創(chuàng)造條件；整合科研力量，組建綜合的農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

高校要根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)合理選擇農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)課程，增加一些新興技術(shù)課程，如單片機(jī)技術(shù)、智慧農(nóng)業(yè)、自動(dòng)控制、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化等。此外，及時(shí)更新實(shí)驗(yàn)室相關(guān)的設(shè)備與用具，提高實(shí)驗(yàn)課質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力[7]。

學(xué)校和專(zhuān)業(yè)教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生，高效、保質(zhì)保量地完成專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，打好專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，要不斷學(xué)習(xí)農(nóng)機(jī)相關(guān)的技術(shù)和理念，了解國(guó)內(nèi)與國(guó)外農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展情況。此外，還可以在自己感興趣的方向上做進(jìn)一步的研究，更加深入地培養(yǎng)自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能。實(shí)驗(yàn)課程非常重要，實(shí)驗(yàn)課程要求學(xué)生通過(guò)使用眼睛、手和大腦，應(yīng)用理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐。因此，這不僅是結(jié)合理論和實(shí)踐的過(guò)程，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分。通過(guò)研究實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力是專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的重要組成部分[8]。

6 生產(chǎn)企業(yè)與產(chǎn)業(yè)鏈落后

農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)狀是多、散、小，缺乏技術(shù)創(chuàng)新的動(dòng)力和能力，大多處于低水平的惡性競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，制約了農(nóng)機(jī)工業(yè)的發(fā)展。規(guī)模以上企業(yè)少，小企業(yè)多，這些小企業(yè)很多只是具備基本的生產(chǎn)條件，生產(chǎn)能力和技術(shù)水平較差，難以保障產(chǎn)品質(zhì)量。即便是規(guī)模以上企業(yè)同樣存在科研投入少，即所謂的原始創(chuàng)新乏力，自主研發(fā)能力不足等問(wèn)題，制約了農(nóng)機(jī)行業(yè)總體技術(shù)水平的提升[9]。

要重視產(chǎn)業(yè)鏈的建立，包括整機(jī)與零部件企業(yè)、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、電子控制、液壓技術(shù)等多行業(yè)技術(shù)的協(xié)同。國(guó)外的農(nóng)機(jī)企業(yè)，基本都是分好類(lèi)別，哪個(gè)企業(yè)做什么類(lèi)別的機(jī)型，包括農(nóng)機(jī)配件都已形成有序、固定的生產(chǎn)模式；而國(guó)內(nèi)的農(nóng)機(jī)市場(chǎng)亂象頻出，同一類(lèi)產(chǎn)品，多家都在仿制生產(chǎn)，同樣的農(nóng)機(jī)配件廠家，大大小小的企業(yè)比比皆是。這樣會(huì)造成農(nóng)機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，很多企業(yè)都在同一領(lǐng)域、同一機(jī)型去生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)，很少有企業(yè)去開(kāi)發(fā)、研究新產(chǎn)品并改進(jìn)新機(jī)型，很不利于農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展。

要注重產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督管理，提高機(jī)具在安全性、可靠性、穩(wěn)定性方面的性能。在產(chǎn)品質(zhì)量方面就如上述所說(shuō)，由于生產(chǎn)廠家過(guò)多，用戶在購(gòu)機(jī)時(shí)就會(huì)存在價(jià)格的比較，生產(chǎn)廠家會(huì)想盡各種方法來(lái)降低成本，這樣就會(huì)使機(jī)具的質(zhì)量得不到保障，造成惡性循環(huán)，阻礙了農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的前進(jìn)步伐。因此，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督管理部門(mén)的職責(zé)具有十分重要的意義。此外，不同地區(qū)耕作制度、生產(chǎn)習(xí)慣差異較大，作業(yè)機(jī)具難以滿足地域多樣化、作物多元化和農(nóng)藝不同的復(fù)雜情況[10]。

農(nóng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)不全。研發(fā)過(guò)程中缺少標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型。例如，對(duì)于寬窄行插秧機(jī)，有人說(shuō)20/40最好，有人說(shuō)17/33最好，各家企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一、自行其是。在播種機(jī)方面這種現(xiàn)象更是普遍，各個(gè)省份甚至各個(gè)縣市在玉米播種株距和行距方面都存在差異，株距有大有小，行距有寬有窄，很難形成統(tǒng)一，這樣就給農(nóng)業(yè)機(jī)械研究與制造帶來(lái)了難度。為此，課題組建議，政產(chǎn)學(xué)協(xié)同合作，制定業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，提升農(nóng)機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)化水平。

7 總結(jié)

本文從農(nóng)業(yè)機(jī)械加工工藝、電子控制與傳感器、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、人才培養(yǎng)和研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)與產(chǎn)業(yè)鏈五個(gè)方面分析了吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展短板，通過(guò)對(duì)吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的各種制約因素進(jìn)行探尋，提出了一系列針對(duì)性很強(qiáng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展舉措，以助推吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械化更快更好發(fā)展。