人機交互在農產品加工機械中的應用研究

賈延琨

（山東華宇工學院，山東 德州 253000）

農產品加工業是農業的主要產業，是農業現代化的一個重要因素。農產品加工業的快速增長需要先進的技術和設備。對農產品加工技術和設備的新需求持續加大，以確保食品的營養、健康與安全，并適應人類飲食結構的變化，滿足市場對擴大生產的需求；加強農業產品在市場上的競爭力，并增加農業資源的使用。這些因素結合在一起，為農業產品加工技術和設備帶來了新的發展機會和挑戰。

1 農產品加工業在我國經濟發展中的重要地位

1.1 農產品加工業是我國經濟發展的支柱產業

我國的農產品加工業可分為12個產業，這些產業都是和人們生活緊密相關的，為人們群眾的生活提供基本保障的產業。在農產品加工業中，食品工業占農產品加工業總值一半左右，充分體現了農產品加工業相對于民生的重要地位。

1.2 產品加工業是新農村建設的經濟基礎

雖然農村工業發展和農民的繁榮是新農村結構建設的核心，但農產品加工業的發展是促進農民就業和創收的重要手段。通過促進農產品加工業大發展和實現農業產品的多環式和多層次轉型價值，提高農業的整體利益，增加農民的收入。

農產品加工業的發展也是現代農業的關鍵。通過農產品加工業的領導作用，將產前、產中和產后之間的環節聯系在一起，從而擴大了農業價值鏈，逐步實現農產品加工業的縱向一體化模式。加強專業化、標準化、擴大農業范圍和銷售，利用生物物質資源生產新的工業產品、替代能源、向農業提供發展動力、改變農業資源與增值加工產品的優勢、提高農業系統的影響以及確定必要的農業轉型入口。傳統的現代農業，加強其在國內外的市場競爭力。農產品加工業是在國家范圍內發展現代農業的有效手段，也是發展農業加工工業的重要手段，它是農產品加工業和現代農業的直接動力。

在我國，農產品加工業的區域特點更為明顯，而發展模式則是最初形成的。根據資源和地理優勢，以加工工業為主導以農業為基礎，工業地區專門從事加工工業，鄉村地區專門從事農業，有些地區則形成特有的經濟結構。農業部根據13個不同的農業區的組成，改造了大城市郊區的農業地帶和加工區，從而使農業產品的加工集中在生產區和大城市郊區，從而形成了一批主要的工業集團，這些集團從規模經濟和區域和市場優勢中充分受益，成為區域經濟發展的主要動力，特別是在經濟欠發達的地區。

圖1

2 農產品加工機械發展現狀及存在的問題

2.1 設備技術水平低

與先進的國際水平相比，我們的農業產品技術和加工設備一般落后10～20年，大約90%的中小企業技術設備落后，缺少高質量監測工具，甚至質量標準也相對偏低，更不用說質量保證系統。這主要表現在產品的多樣性和加工不足；初級產品數量增加，加工產品數量減少；中產產品數量增加，價值較低，價值較高的產品和價值較高的產品數量減少；這樣，企業的成本效益就會降低。

圖2

2.2 成套性差、種類少

例如，在我國，目前種子加工機器仍然相對落后，運行水平不高，有些產品質量差。與國外先進水平相比，處理質量、可靠性和穩定性方面仍然存在巨大差距。

在經濟發達國家，種子工業已成為一個與農業密切相關的新工業部門，擁有相對良好的種子培育、加工和傳播系統，而且有一種趨勢，即種子加工從一個機器轉變為一個工廠。在歐洲和美國等國家，種子加工廠主要是由包裝材料加工、先進加工設備和良好的監測系統組成的成套設備組成的，廣泛使用物理、化學和生物措施對種子進行深入加工和包裝，從而大大提高種子商品的質量和市場競爭力。

2.3 機械加工工藝和制造手段落后

大多數外國農業機械制造商都采用了計算機輔助設計和生產計算機輔助制造，從而提高了機械加工的精確度，并通過廣泛應用光電子控制技術降低了勞動強度。德國的種子加工機器只需要一個或兩個操作員來完成全部的種子加工設備，從而降低人工成本。當混合調控控制物質流量和藥物體積時，參數可以輕易調整，以確保在種子與絞架混合之前均勻噴灑到種子表面，從而實現設備的良好運作。

2.4 質量控制快速檢測方法落后

農業產品質量的測試，是獨立于人類，而是完全依賴于機械。質量測試可以分為兩部分：一種是壞的，另一種是不壞的。隨著研究的深入，非破壞性質量測試和機械設備的開發正在得到廣泛研究。我國的農業分類基本上是手工和機械的，導致我國農業產品質量下降，市場競爭力下降。

圖3

3 農產品加工機械的人機交互設計的思路

人機互動是研究系統和用戶之間相互關系的科學。這個系統可以是各種各樣的裝置，也可以是電腦和軟件的系統。一般來說，人機系統的界面是指用戶可以看到或觸摸的部分，用戶與系統互動，并通過人機系統的界面操作。例如無線電按鈕、飛機上的信息板或電力控制室。人機的交互界面的設計應充分反映用戶對該系統的理解，并確保其易于使用或使用。

提高農業加工機器的人工化程度的目的是為了在用戶和生產者之間建立聯系，以便使農業加工機器能適應用戶的需要，并使用戶能更好地與機器互動。

3.1 功能操作區的人機交互

功能操作區是人工操作的，具有一定的靈活性和反應速度，并努力確定適當的范圍的地點。如果手動控制器的區域從開始就不移動，則該設施為圓圈的中心，半徑為35.6cm，肩膀高度和下方；上述圓球區的半徑可在移動該設施時擴大到40.6cm；當物體不移動肩膀中心位于直徑為61cm的球狀區域；上述半徑可擴大到76cm，如果身體可以移動。這個區域的設計是，如果腳踏板在地面上工作，最好高度是在20cm以上或稍低一點，其運動控制器的高度不超過地面的55cm。控制器的設計必須考慮人的運動器官的視覺要求。

3.2 操作系統的人機界面

人機間的聯系，是傳遞和交流信息的手段，也是用戶與機器之間對話的一種方式。人與人之間的聯系不僅包括點、線和面的直接聯系，而且還包括信息傳輸和遠程控制的實施情況。信息共享可以在“輸入”和“輸出”設備之間進行，由人自行操作裝置，如手柄、開關、門、指令等，而輸出是指來自裝置或裝置的信息，例如故障、警告、操作指令等等。

根據用戶對未來操作系統的看法設計用戶模板，使其符合完成后獲得的系統的顯示，以便用戶對該系統感到滿意并能夠有效地使用該系統。因此，只有了解用戶的情況，才能分析和正確判斷用戶的需要，并進行設計。

3.3 考慮界面設計中的典型問題設計

在任何計算機界面中，必須考慮到主要要素：系統響應時間、用戶支持、錯誤信息處理和發布指令的方式。該系統的反應時間長短是用戶最抱怨的問題，因為用戶除了反應時間的長短之外，還對不同命令的反應時間的差異感興趣，如果時間上的差異很大，這是難以接受的；用戶助理最好使用一個綜合系統，以避免用戶要求某一證據，并且用戶需要接觸大量無關信息；錯誤信息和警告信息必須清晰、準確，而且還應包括關于追回錯誤的反饋。

4 結語

綜上所述，在上述基礎上，應當加大對農業加工機械的交互設計的投資，注重將人的互動概念應用于產品生產和營銷的基礎上，并向消費者提供滿足其實際需要的農產品加工設備，這將大大提高農業加工的效率，并使這些機器的價值。