關于我國農業精量灌溉裝備智能制造發展的幾點思考

董來全

摘要：全球化競爭加劇以及中國人力成本、原材料成本的上漲，使得中國必須由“制造大國”走向“制造強國”，中國制造企業要在全球市場贏得競爭，滿足大規模個性化需求的市場是必經之路。建設智能工廠，實現智能制造，提高生產效率，降低生產成本、產品不良品率和產值能耗將使國內灌溉裝備制造業企業獲得更大競爭優勢，贏得市場。本文是作者結合20多年農業灌溉裝備現場管理經驗，對我國農業精量灌溉裝備制造業發展的幾點思考。

關鍵詞：農業精量灌溉裝備；智能制造；發展；思考

我國糧食需求與農業可供水量短缺矛盾日益凸顯，全國年缺水量高達300-500億方，節水灌溉是保障國家糧食安全、水安全、生態安全的重大舉措，提升節水農業技術水平迫在眉睫。農業精量灌溉就是適時適量地對作物進行灌溉，重點解決“何時灌”和“灌多少”的問題，精量灌溉裝備通過智能控制對作物進行精準灌溉，噴灌、微噴、滴灌、滲灌等是一種高效節水的灌溉方式。

一、我國農業精量灌溉裝備制造業的現狀

農業節水灌溉裝備在農業節水中具有舉足輕重地位，我國現有生產企業約二千多家，生產規模基本滿足國內需要，其中微噴罐裝備產能發展速度居世界第一。水利協會統計，2015年全國高效節水灌溉總面積約5200萬畝，其中滴灌80%，管灌10%，噴灌8%，其它2%.以色列、美國、澳大利亞等國家關鍵裝備數控化率90.5%，智能制造技術先進；國內單臺設備/生產線自動化、數控化程度較高，主要差距是：①關鍵裝備數控化率低，裝備聯動性差，工藝短路缺失；② 生產成本能耗偏高、運營效益利潤偏低；③產品同質化嚴重，研制周期長，低端過剩高端依賴進口；④ 難以滿足用戶區域化、個性化、多樣化需求。

農業精量灌溉裝備智能制造要解決的主要問題：（1）農業精量灌溉裝備生產的離散制造工藝高效銜接問題。目前國內精量灌溉裝備生產環節各自獨立，物料的轉移配送人工操作，生產效率低、物料能源消耗大，這是行業提高生產效率、降低成本的首要大事；（2）關鍵零部件滴頭的設計、研發和仿真、驗證周期較長，設計、制造、使用脫節，要形成研發設計與仿真驗證一體化平臺，解決客戶或項目個性化特殊需求響應慢難題；（3）滴灌管生產在線自動檢測和閉環控制問題.急需開發生產全流程質量在線檢測系統、輔助控制及閉環調整系統，代替人工實現高效生產和品質保障；（4）缺乏對生產過程的自動化、集成化、可視化全程管理.無法為管理層提供可視化生產全流程管控信息，當現場出現緊急情況時無法及時作出正確決策。

二、提升農業精量灌溉裝備制造水平的對策

1、企業首先要做好智能制造的頂層設計

智能制造是基于新一代信息技術，貫穿設計、生產、管理和服務等制造活動各個環節，具有信息深度自感知、智慧優化自決策、精準控制自執行等功能的先進制造過程、系統與模式的總稱。企業應根據規模、目標、環境、制造環節構成，產品類型等要素，依據市場預測、經營決策、產品設計、原料訂購與處理、生產加工、生產管理、原料產品儲運、產品銷售、研究與發展等的相互影響，使智能制造設計科學，避免建設過程走彎路和造成資源浪費。

2、企業智能制造的設計原則

在做好頂層設計的前提下，必須堅持的設計原則：（1）先進性，（2）可靠性及穩定性，（3）安全性，（4）可擴展性，（5）可操作。

3、夯實六層級智能制造系統、大數據和云服務二大平臺基礎，提升企業核心競爭力

（1）智能裝備層和優化控制層：針對滴灌帶、管件、管材三大類產品存在工藝銜接性差、原料混配工序短路、質檢計量與物流儲運不規范等問題，建設原料混配中心、原料輸送設備、滴頭加工中心、滴頭智能選配站、滴灌管智能加工中心、智能倉庫、自動輸送設備等七個制造中心，實現產品全流程自動化控制；建設在線監測優化系統、智能管控優化系統、工作站操作優化系統、物料輸送優化系統等四個系統提升現場精量控制水平。

（2）智能生產執行層：建設智能制造執行MES系統、生產智能調度系統、全過程質量管控系統、智能物流調度系統等4大系統。采用智能優化模型和排產算法，構建起智能計劃調度系統，以運營部為基礎，搭建起設備-車間-工廠生產計劃優化排程、調整、執行、跟蹤和完工全流程一體化管控體系。

（3）智能協同管理層：建設涵蓋企業資源管理層面的ERP系統、個性化營銷系統、遠程運維服務系統、企業門戶等，通過已有基礎升級改造實現系統集成和互聯，為客戶提供高效服務。以銷售訂單為主線，優化實現全業務流程信息化、集成化管控，實現精益管理。

（4）智能協同研發層：在企業已有CAD軟件/測繪軟件/工程管理軟件/高效節水灌溉設計軟件，構建產品全生命周期管理系統、數字化三維設計仿真系統等的基礎上，通過升級改造，集成產品設計、工藝、制造、使用、維護、報廢等全生命期數據管控模式，創新數據應用及個性化擴展。

（5）智能決策層：建設產品質量、設備能效、成本狀態及售后營銷采購服務智能分析決策系統，提升企業管理層、決策層把握商機、合理排產、控制風險，快速反應能力和決策效率。

（6）工業大數據平臺：持續完善基礎自動化裝備及生產、工藝、物料、質量、成本等方面的數據采集和處理，集成企業資源管理、生產、經營、社交及電子商務，進行建模分析和預測，為管理層決策提供分析支持

（7）智慧云服務平臺：服務于國內外農戶、代理商、上下游單位、科研研發機構及國外客戶，并提供體驗中心、培訓服務等，強化服務及管理能力，實現企業流程、業務縱橫向全覆蓋。

三、結語

智能制造新模式的建設應用必將縮小我國農業灌溉裝備智能制造業與國際先進水平的差距起到良好示范帶動作用。但要使其能夠健康發展，還必須注意以下幾點：（1）企業高層重視是保證項目實施效果的有力保證；（2）一份投入一份收獲，前期必要的資金投入是智能制造的基礎；（3）符合國家產業發展方向，爭取國家、省市的專項支持非常重要；（4）通過自主專利新技術的應用、核心裝備的智能制造轉型升級，提質增效，綠色低耗才能使企業發展駛入快車道。

參考文獻：

[1]王新.智能制造模式在水利制造企業的應用[J].浙江水利科技：2016，11（06）：27-29.