探討農業機械化自動化的現狀與推進模式

喬國立 張春霞 張文祥 邢 丹

（1.吉林省白城市蘆葦研究所，吉林白城137000;2.吉林省白城市農牧機械化研究院，吉林白城137000）

農業是涵蓋著農作物的種植加工、儲存運輸的復合型產業，在農業生產的過程中多會受到社會條件及自然環境的影響，傳統的農業種植方式以解決糧食供應為重點，側重以農業技術的開發實現種植產量的增加，而在溫飽問題基本解決的當今社會中，人們對農業生產過程的舒適性、高效性及農產品的品質等要求逐步提高，充分利用農業機械化自動化可實現生產效率的提升、生產成本及資源的節約、農產品品質及生產安全效能的提升。

一、農業機械化自動化的現狀

1農業機械化自動化及分類

所謂的農業機械化自動化是指在農業機械、裝置的運行操作中，以不依賴于人的感官系統，以部分或完全脫離手工方式而實現的自我運轉控制。農業機械化自動化控制裝置是自動化中的重要組成，已經在傳感器技術、微處理機技術的發展推動之下，由傳統單一的輸入輸出模式轉變為多輸入輸出的模式，自動化裝置的逐步完善推動著農業機械化自動化水平的提升。

農業機械自動化大體可以分為三類，農業機械化和裝置部分自動化，該種自動化方式主要是提高目前已具備的農業機械及農業裝置的運行操作性能，實現作業效率及精度的提升、操作人員工作負擔的降低、生產成本及資源的節約等；農業機械和裝置無人自動化，該種自動化方式主要應用于操作簡便、易于實現無人操作的設備中，主要進行危險系數大、單調重復性的工作過程中；農業機器人，是由不同的計算機軟件程序控制具備檢測及驗算功能的無人操作的自動化機械設備，用于適應不同作業并能感知適應農作物生長環境及種類變化。

2機械化自動化的現狀

以三類農業機械化自動化設備為依據重點闡述我國農業機械化自動化的發展現狀，其中農業機械和裝置部分自動化是以提升機械設備及農業裝置的操作性能及作業性能為主要目的，在常用的農業拖拉機中應廣泛采用機械油壓式的三點連接位調節裝置及力調節系統，目前較為新穎的裝置主要是采用電磁或微機操控的控制閥實現連接裝置的優化改善，已顯著的提升力調節及位調節的操作控制水平；為提升旋耕機的生產作業精度，已在農業拖拉機上采用耕深及水平控制系統，其中耕深控制系統可將旋耕機運行作業過程中的耕深保持在較為適宜的范圍內，而水平控制系統可實現左右輪不均勻下沉現象的控制，將旋耕機的左右方位長時間保持在平衡狀態。

農業機械化和農業裝置無人自動化的典型代表有田間式作業機械及固定式作業機械。田間式作業機械可依據農作物及土壤的特性，以觸覺實現信息的收集，無人操作的實現方法有直接導向法及通過無線遙調遙控的間接法，直接導向法控制之下的無人自動化機械有旋耕機、自走農藥噴霧器、自走聯合收割機等，間接法控制之下的機械有割草機及插秧機等。固定式作業機械的典型事例為全自動式谷物干燥機及自動溫室、全自動式分選機等，其中全自動式谷物干燥機可實現熱風溫度及風量的自動控制，并在干燥后的谷物達到規定含水量時自動的停止運行，自動化系統中涵蓋點火燃燒、速度循環、燃燒器內部空氣含量、送風量、含水率及燃料掐斷等自動化控制功能。

農業機器人，目前發達國家已進入以農業機器人的開發研究推動科研成果的應用及農業機械化水平提升的重要階段，如水果蔬菜自動采摘機、視覺監測設備、自動擠奶裝置、自動剪毛裝置等，就自動剪毛裝置而言，是將羊的形態進行圖形化處理，在剪刀設備上嵌入自動感知系統裝置，以剪刀感知羊的皮膚進行剪毛作業，可實現生產成本的降低和生產效率的提升。

二、農業機械化自動化的推進模式

就農業機械化自動化的發展現狀及應用需求而言，在自動化領域中必將嘗試各種方案及方式實現農業機械化自動化的推進，綜合當前農業生產的現實條件及技術水平，可被采用的農業機械化自動化推動模式較多，文章就階段式農業機械化自動化推動模式進行研究闡述。

首先是合理的選定自動化模式。綜合當前農業生產的技術水平及現實狀況，確立下作業效率及精度提升、資源節約、生產安全性能提升等自動化運行標準，就不同的農業機械化自動化模式進行全面系統的評定，按照順序選擇自動化模式，以便于階段式農業機械化自動化推進模式的踐行。

其次是農業生產領域中所需的傳感器和控制系統的研發。農產品種植加工及運輸流通環節中可以快速準確并不造成農作物及產品破壞的評價其性狀及活動的各類傳感器相對缺乏，要重點研發可以在自然生長環境中就農作物的性狀活動進行檢測評定的傳感器，以及對所獲取的信息數據進行處理的裝置或系統，實現數據及控制參數之間關系的控制處理。

再者是農業機械化自動化設備及裝置的可靠性及耐久性的提升。農業機械化自動化裝置多應用于環境較為惡劣的條件下，后期的維護保養工作也較為復雜，因此設備及裝置的耐久性及可靠性非常重要，尤其是自動化裝置，因多采用半導體集成線路及微處理器等高端電子產品，設備及裝置的可靠性及耐久性就更為重要。

最后是對農業機械化自動化推進模式的認知改變。在人們的傳統認知及做法中，農業機械的機械化及自動化裝置作業性能及操作性能的提高，多是以機械結構的部分改進優化或部件裝置的增設來實現，這樣多會使得農業機械裝置的結構變得更為復雜，在提升機械造價的同時增加維修保養的難度，該類問題的根本解決是要將農作物作為研究對象，從農作物自身習性及生長實際出發，研究適用性強且造價合理的機械化、自動化設備，如大型的農業機械向中小型多功能機械化自動化設備的轉化。

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