對農業機械自動化與智能化的研究

尚棟

（山東農業大學，山東 泰安 271018）

對農業機械自動化與智能化的研究

尚棟

（山東農業大學，山東 泰安 271018）

21世紀的世界是科技的世界，智能的世界，各行各業都踩著科技的肩膀飛速攀登，作為農業大國，農業機械發展的自動化與智能化就尤為重要，農業機械自動化與智能化能有效的提高勞動生產率，提升勞動舒適性與工作準確性。本文基于我國農業機械的發展現狀和存在的問題，為以后農業機械發展的自動化與智能化提出相應的發展思路。

農業機械；自動化；智能化

農業發展一直是我們關注的話題，2015年，國家發布更好發展中國制造業的《中國制造 2025》計劃，其中，農業機械裝備產業被國家評定為十大重點發展行業，并對如何更好地發展提出更加科學正確的引導，國家明確提出要更好地利用現代制造技術，推動產業升級，調整產業結構，重點研制掌握核心技術的高端產品，形成農業機械裝備的國家品牌。作為農業大國而農業機械自動化與智能化程度低的我國來說《中國制造2025》宏偉計劃的提出，為今后農業機械裝備的發展指明了道路，即農業機械裝備要向著自動化、智能化的方向前進。而且，隨著社會的進步，科技的發展，農業生產者對農業生產過程的效率，舒適程度及農產品品質等要求也逐步提高，充分利用自動化與智能化的農業機械可實現生產效率的提升、生產成本降低、品質的提高。所以，大力發展智能與自動化農業機械裝備是農業發展的必然要求。

1 農業機械自動化與智能化的分類

農業機械自動化與智能化按發展階段和智能程度可以劃分為三類，第一類是簡單的農業用具機械化和裝置的部分自動化，該類的自動化與智能化程度最低，其自動化方式主要是基于已有的農業機械或農業裝置的運行操作原理，改善或提高原農具或裝置的工作性能，實現作業效率及精度的提升、使用人員工作難度或負擔的降低、生產成本及資源的節約等；第二類是簡單農業機械和裝置的無人自動化，該種自動化方式主要基于操作簡便、易于實現無人操作的裝置，主要應用在危險系數大或者是單調重復性的工作過程當中；第三類是農業生產智能控制裝置，或是稱作農業自動機器人，該裝置是由計算機技術，傳感與檢測技術，微機與信息處理技術，遙感與激光等技術為基礎設計的智能自動化機械設備，用于適應不同作業環境并能達到最大程度解放人力提高生產效率的目的。

2 國內農業機械自動化與智能化發展現狀

由于歷史及技術等原因，我國農業機械的發展與西方國家相比有很大差距，越來越成為制約農業發展的重要阻礙。近年來，國家出臺許多政策大力支持農業機械的自動化與智能化發展。如今，自動化在農業上的應用愈加廣泛，圖像處理技術、計算機技術、遙感、傳感與檢測技術等在農業上的結合應用，極大的促進了現代農業的發展。國家農業部門也發布了一些農業機械自動化與智能化的經驗，像山東壽光的智能蔬菜大棚，自動化采摘裝置。同時也積極學習國外先進技術與經驗措施，例如日本發明的基于計算機控制的四行半喂入聯合收割機，英國通過對施肥機播撒肥料的動力測量來精確控制肥料的播撒量。在自我努力創新并虛心學習外國先進技術的過程中，逐漸形成了適應我國農業實際的自動化農業機械技術系統。

3 我國農業機械自動化與智能化發展過程中存在的問題

經過近些年我國農業機械自動化與智能化的發展，在農業機械的自動化與智能化上取得很大成就，如玉米自動收割與脫粒烘干于一體的自動化裝置，智能大棚的溫濕度及水肥一體化自動檢測與調節系統等，越來越多的農業機械裝置中應用到計算機信息處理技術，無線網絡，GPS定位等高端技術，但總體上我國的農機自動化與智能化發展還有一些問題：一是農業機械制造發展方式有待改善。近年隨著社會需求與對農業重視程度的提高，農業機械制造行業發展態勢良好，但與西方等發達國家相比仍然處于發展水平不高、真正掌握的核心技術不多、創新創造能力不足的階段。尤其是在最具前沿科技和發展前景的自動化與智能化農機裝備的研發上，其發展方式主要還是單純的增添智能設備或對機械結構的改進，缺乏自主品牌和高水平、徹底的自動化制造能力，并且研發生產的農業機械智能化程度較低，并且結構復雜、操作性不人性化、價格高昂，這些因素都阻礙了農業機械自動化與智能化產品的推廣及應用。二是對農機市場主體培育不夠，農機服務產業化程度低。在其他國家已經形成較為完整的農機市場推廣與服務產業一體化，而我國農機專業服務組織、自動化與智能化農機使用戶總數還遠遠未達到發達國家的水平，對農業機械自動化與智能化的推廣力度還不夠，自動化與智能化的農機手持證率低，相關示范戶少之又少，并且自動化與智能化農機裝備的后期維護保障服務體系不完善，維修不方便，代價高，這都成為限制自動化與智能化農機裝備在我國農村推廣的重要因素。三是農業機械專項補貼資金不足。如今對農業機械專項補貼雖然一直在增加，但是就目前的智能化與自動化農機裝備的價格來說，目前的農機補貼依然不夠，補貼資金缺口仍然比較大。在當前補貼資金有限的情況下，應該堅持和完善“農民自主、政府扶持、市場引導、社會服務、共同利用、提高效率”的農機自動化與智能化道路，合理安排分配專項資金。

4 我國農業機械自動化與智能化的未來方向

如今，我國的農業機械自動化與智能化發展進程如火如荼，基于如此良好的發展態勢，自動化與智能化的推進方式就注定會有許多種，以下就階段式農業機械自動化與智能化發展進行研究闡述。

4.1 對原有農業機械裝置的自動化與智能化升級與改造

通過近些年我國農業機械化的發展，不同農業類型中都有一部分農業生產機械實現了半自動化或具備完全自動化生產的能力。在今后繼續發展農業機械的自動化與智能化過程中，要注意有效利用已取得的成果，對原有的半自動化裝備進行改造，對已具備完全自動化生產能力的裝置進行升級，在保留原有設備優勢的基礎上，對機械裝置的控制系統、管理模式、信息處理方式進行升級改造，同時注意提高智能農業機械裝備在不同環境下工作的適應性，設備維護便利性與經濟性。

4.2 加大對農業所需傳感器及控制系統的研制開發

農業機械化要智能發展，傳感器及控制系統的研發是重中之重，但是如今在農業生產中應用的傳感器及控制裝備，對農產品的損壞較大，在種植、采摘、加工中或多或少都會對農產品的生長或品質有影響，要重點研發可以在自然生長環境中就農作物的生長性狀進行檢測評定的傳感器，而本身對農作物的影響要降到最低，并加大對從傳感器獲取數據信息進行處理分析的控制系統力度，實現對農作物整個生長及加工過程數據信息的獲取與分析，農產品效益最大化。

4.3 提高環境適應能力與耐久性

由于農業生產活動環境的特殊性，農業機械自動化與智能化裝置會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，這就要求智能化自動化的農機裝備必須具備一定的環境適應能力與耐久性，并且自動化與智能化裝置構造精細，核心部件因多采用半導體集成線路及微處理器等高端電子產品，對環境適應能力及耐久性的要求就更高。

4.4 加強政策引導與扶持

良好的政策環境為農機自動化與智能化的發展提供基礎和保障，如今國家已經相當重視農機裝備的發展，各級政府要根據當地具體實際制定切實可行的政策，積極引導智能化農業機械的研制開發走向，與目前國家積極倡導的節能減排的可持續發展相適應，對具有環保意義的新型智能與自動化農業機械研發項目給予適當的政策傾斜與資金方面的支持。同時注意施加有效的監管，確保我國自動化與智能化農機行業健康科學的向前發展。綜上所述，自動化與智能化農機裝備發展是農業現代化的必然趨勢。自動化與智能化農業機械設備的推廣，對生產模式的改變，勞動力的節省，效率的提升甚至農民科學文化素質的提高都有質的改變。如今國家大力發展精準農業，生態農業，而發展農業機械的自動化與智能化是根本保證，時代的需求加上國家政策的支持，注定我國農業機械自動化與智能化向著更加光明的方向邁進。

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