農業機械自動化發展現狀

馮帆

摘要：在介紹農業機械自動化發展現狀的基礎上，論述自動化技術在各類農業機械中的應用現狀，分析農業機械自動化發展的制約因素，為農業機械的自動化及智能化發展提供有益參考。

關鍵詞：農業機械；自動化技術；精準農業；智能化

中圖分類號：S126 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）03-0043-02

農業機械自動化是指將控制論、系統工程、計算機技術、電子學、液壓氣壓技術等廣泛應用到農業機械設計上，使農業機械可以完全不依靠人工操作而獨立地完成田間作業任務。隨著現代科學技術進步和現代高效農業不斷發展，就目前農業機械發展方向來看，自動化技術在農業機械上的應用是未來農業機械設計核心趨勢，在農業現代化高速發展過程中起著不可替代的作用。農業機械自動化不僅能大大提高勞動生產效率、減輕勞動強度、改善勞動舒適性，還能解決農村勞動力短缺問題。現今，各國都在大力開展農業機械自動化研究，許多成果已經達到實用化階段。

1 農業機械自動化的國內外發展現狀

國外農業機械自動化發展迅速，自動化技術在農業機械上的應用已經相當普遍，使比較尖端的GPS、激光、遙感等技術與農業機械完美結合，促使農業機械達到高精尖水平。隨著我國農業機械化整體水平的大幅提高，自動化控制技術與農業機械相結合是大勢所趨，近年來取得了一定進步，但由于歷史、觀念和技術等多方面原因，傳統農業機械與發達國家相比仍存在很大差距。隨著自動化技術的深入研究和推廣，自動控制技術在農業機械上的應用越來越受到重視。我國農業機械自動化處于初級階段，需要各方面科技人員共同努力，學習和汲取國外相關新技術，是我國農業機械化發展核心趨勢。

在我國農業發達地區，通過吸收和引進農業機械自動化先進經驗與應用情況，同時汲取國外先進經驗、技術，使我國農業機械的自動化裝置得到了補充和發展。目前，部分裝置自動化的農業機械在我國農村地區尤其是農業發達地區得到了廣泛應用，而全自動農業機械和農業機器人還處在試驗階段，受成本和技術因素制約，無法進行廣泛推廣。

2 農業機械自動化的應用

2.1 農用機械中部分自動化技術的應用

我國農業機械自動化成果已經達到實用化階段，部分自動化技術應用已很普遍。例如：水稻插秧機的轉彎自動減速和機體水平控制裝置都是自動化與農業機械的結合；在聯合收割機中，自動化應用更加明顯，如自動控制割茬高度的裝置，自動控制脫粒機的喂入量裝置，根據農作物生長情況自動調節行進速度的裝置等；谷物干燥機是可以不受外界條件干擾、能自動維持熱風溫度的裝置，在停電或干燥機過熱的情況下，能夠自動切斷燃料供給。此外，很多農業機械都應用自動控制技術，提高農業機械作業性能和操作性能。部分自動化控制技術促進了農業機械水平的大幅提高，對農業機械向高精尖發展起到了推動作用。

2.2 精準農業中自動化技術的應用

精準農業以信息技術為支撐，根據空間變異，定位、定時、定量實施一整套現代化農事操作技術與管理。精準農業是農業自動化向智能化發展的產物，不過分強調高產，主要強調效益，將農業帶入數字和信息時代，有助于我國農業資源的高效利用和農業環境保護，是發展可持續農業的有效途徑。而在農業機械設計中，廣泛引用微電子監控技術并趨向智能化，可推動精準農業快速發展。

目前自動化技術在精準農業中的應用越來越廣泛，例如：在拖拉機上安裝GPS導航電液控制，可以實現自動駕駛，提高拖拉機行走精度和行走速度，農民可以不受天氣和時間的控制隨時在田間進行作業，提高作業效率，減輕駕駛的勞動強度；在作物自動管理系統中應用計算機技術，根據農作物生長特點綜合分析各方面因素影響，制定可以獲得最佳經濟效益的管理方案；溫室大棚自動化控制系統包括溫濕度控制和噴滴灌控制，通過各種傳感器反饋溫室大棚中的溫濕度、土壤水分等數據，并發出控制信號控制通風系統和噴滴灌設備啟動或停止。

自動控制在精準農業中的應用已經取得了很大進步，但依然存在一些技術難題，應進一步加強、加快該領域的研究與應用。

2.3 農業機器人中自動化技術的應用

農機多年的發展經驗表明，智能化、自動化作業是農業發展的必然趨勢。隨著我國科學技術突飛猛進發展，人工智能、計算機視覺等技術逐漸應用到農業機械中。農業機器人是農業機電一體化與農業裝備融合的產物，改變了傳統的勞動方式和作業模式，減輕了農民的勞動強度，改善了操作者的舒適性和安全性，大大促進了現代農業發展。

在農業機器人研發及應用方面，我國已經取得顯著進步，研發出采摘機器人、嫁接機器人、除草機器人、分檢機器人、施肥機器人、噴藥機器人等。相信在不久的將來，農用機器人一定會在農用生產中發揮更大作用。

3 農業機械自動化發展過程中存在的問題

一是農業機械制造裝備水平低。同發達國家相比，我國農機制造水平不高，先進農機工業裝備少，高水平加工能力不足，生產靈活輕便、工藝精湛的農業機械存在一定困難，與農業生產結構調整、農業機械化和現代農業發展極不適應。因此，加大技術改造投入，用現代制造技術改造傳統農機制造業，提高農機制造裝備水平迫在眉睫。

二是研制自動化農業機械的動力不足。大型農機生產企業、科研院所和大專院校存在支持資金有限、分散、力度弱等問題，設計自動化程度較高的農業機械存在很大困難。國家應加大重點農機生產企業技術改造、技術中心建設資金投入，用于提升企業自主創新能力、調整農機產品結構、加快新產品研發。

三是自動化技術在農業機械中的應用不成熟。受制于我國農業發展水平及相關科學技術，我國農業機械自動化發展還不成熟，例如精準農業中的全球定位系統、地理信息系統、傳感器及檢測系統和變量執行設備的技術水平偏低，加之農業機械作業環境特殊，導致農業機械自動化發展緩慢。

四是大型自動化農業機械推廣難度大。和其他國家相比，我國的農機大戶總數遠遠未達到發達國家水平，示范戶少之又少，規模小，且機械價格昂貴，不利于大型自動化農業機械的示范與推廣，制約農業機械自動化的快速發展。

4 結語

近年來，自動化在農業機械上的應用越來越廣泛，技術水平也有了大幅提高。從應用情況上來看，精準農業越來越受到重視，人工智能將是未來農業發展的重點。雖然面臨很多困難和挑戰，但唯有認清發展制約因素，才能突破瓶頸，在農業機械自動化發展的道路上取得巨大進步。