農業(yè)機械自動化與智能化的研究

謝召舉

（齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

作為世界上最大的農產品出口國之一，農業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展中始終占據(jù)著舉足輕重的地位。《中國制造2025》明確提出了未來要發(fā)展農業(yè)機械裝備產業(yè)，并對其發(fā)展規(guī)劃進行了指導。該文件的發(fā)布，為我國農業(yè)的發(fā)展指明了方向。隨著信息化技術的不斷發(fā)展，農業(yè)生產者也對農產的質量和品質等方面提出了更高的要求。為此，適時利用新式的技術設備和手段提高農業(yè)的生產效率，達到降低成本的目的，成為許多農業(yè)生產者和相關專家、學者重點關注的問題。由此可見，研究農業(yè)機械自動化和智能化具有積極的社會意義。

1 農業(yè)機械自動化與智能化概述

從機械自動化的程度來看，農業(yè)機械自動化與智能化主要可以分為以下三個主要的發(fā)展階段。

在發(fā)展初期，該技術只能夠實現(xiàn)對部分機械個別功能的自動化，并且其應用要求較高，難以在社會層面得到廣泛的應用。主要是通過對內部功能的改善，提高農業(yè)機械的操作性能，從而達到提高生產效率、減少人力成本投入的目的[1]。

隨著社會的不斷發(fā)展，對農業(yè)機械自動化進行不斷更新之后，出現(xiàn)了簡單的農業(yè)機械無人自動化。該機械因其靈活性較強、使用的限制性條件較少，能夠被投入大部分農業(yè)的生產活動中。即使是在一些危險系數(shù)較大，或者一些復雜性的工作環(huán)境中，其也能夠發(fā)揮自身的作用。

當前階段，投入農業(yè)生產活動的智能化裝置主要是農業(yè)自動機器人。從其概念來看，該技術充分融合了計算機技術、人工智能技術、大數(shù)據(jù)技術、遙感技術等多種現(xiàn)代化的技術。將這種智能化的裝置投放到農業(yè)的生產活動中，對于農業(yè)生產經(jīng)濟效益的提升發(fā)揮了重要的作用；還能夠在一定程度上避免人為觀因素對生產活動產生影響，推動農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 我國農業(yè)機械自動化與智能化發(fā)展現(xiàn)狀

我國由于工業(yè)化起步較晚，相較于西方國家，在一些生產技術和手段方面還有著明顯的差距。這不僅制約了我國農業(yè)的進一步發(fā)展，同時和其他國家之間的差距也越來越大。

為此，我國開始積極鼓勵農業(yè)機械自動化與智能化的發(fā)展。根據(jù)對相關的調查和研究可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的自動化技術在農業(yè)的生產活動中已經(jīng)得到了廣泛應用。近年來，快速發(fā)展的智能化技術、計算機技術、遙感技術等，不僅提高了我國農業(yè)發(fā)展的機械化和自動化水平，同時也為農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了一定的思路[2]。

在國家層面的農業(yè)自動化與智能化發(fā)展的過程中，也積累了一系列豐富的經(jīng)驗，如山東壽光的蔬菜大棚。從山東省的氣候特點來看，其晝夜溫差大、光照強，能夠有效滿足農作物生長的各項需求。但是，冬季時受外界溫度的影響，農作物很容易出現(xiàn)凍害的現(xiàn)象。為此，將蔬菜大棚和自動化的裝置有效結合，便可以有效避免上述問題的發(fā)生。同時，利用自動化的采摘裝置，減少了不必要的人力成本投入。

現(xiàn)階段，我國在農業(yè)發(fā)展過程中還積極吸收國外的先進經(jīng)驗，在結合國外先進技術的基礎上，根據(jù)國家對農業(yè)未來的發(fā)展規(guī)劃和農業(yè)生產者的相關要求，不斷加強對農業(yè)機械的研究，為我國農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展制定更為完善、科學的發(fā)展規(guī)劃，以促進農業(yè)生產效益的提升[3]。

3 我國農業(yè)機械自動化與智能化發(fā)展過程中存在的問題

任何事物都存在著兩個方面，即都有自己的優(yōu)點和缺點，獲得農業(yè)機械自動化與智能化成就的同時，也需要看到其在發(fā)展過程中存在的一些限制性的因素和其他弊端。主要內容如下。

1）在農業(yè)機械制造的發(fā)展方面。在人們日常需求不斷增加和我國技術水平得到有效提升的背景下，雖然我國農業(yè)機械制造行業(yè)得到了快速的發(fā)展，并且取得了較為突出的成就。但是和西方國家相比，還存在較為明顯的差距，如我國的核心技術掌握力度不足、創(chuàng)新能力還有待提高。在現(xiàn)階段的農業(yè)機械制造研發(fā)的過程中，過度地依靠國外的技術力量，或者是對其裝備加以改進，并未從根本上進行自我研究。另外，由于技術掌握不足，在進行生產過程中需要耗費大量的資金，機械裝置投入農業(yè)生產活動中也會產生巨額的成本[4]。

2）在農業(yè)生產活動的服務方面。根據(jù)對其他國家的研究調查可以發(fā)現(xiàn)，其已經(jīng)形成了完善的農業(yè)市場推廣服務體系，農業(yè)種植者和生產者能夠根據(jù)市場的需求有效調整自己的生產活動，一定程度上避免了農產品滯銷現(xiàn)象的發(fā)生，對種植者經(jīng)濟效益的提升發(fā)揮了重要的作用；而我國的農業(yè)市場推廣服務體系還有待完善[5]。

3）技術方面的推廣力度不夠。許多農業(yè)種植者并未充分認識到機械自動化裝置的優(yōu)勢，在種植和生產的活動中，仍采取傳統(tǒng)小農生產的方式，限制了農業(yè)的長遠發(fā)展。后期的農業(yè)機械服務體系和保障體系方面建設得也不夠完善，大部分農戶在農業(yè)機械出現(xiàn)了問題之后，因無人維修，只能被迫地將其擱置[6-7]。

4）政府的補貼政策有待加強。由于農業(yè)機械技術化水平較高，因此其價格也相對較為高昂。在一些農業(yè)機械自動化水平較低的地區(qū)，當?shù)剞r民難以有余量資金購買農業(yè)機械，從而使農業(yè)機械難以在農村地區(qū)得到大范圍的推廣普及。

4 我國農業(yè)機械自動化與智能化的未來方向

經(jīng)過多年的努力，我國農業(yè)機械自動化與智能化的研發(fā)工作已經(jīng)取得了一定的成就，將這些生產裝置投入農業(yè)生產活動后，能有效提高農業(yè)的生產效率和自動化的水平，如玉米自動收割機與脫粒烘干的一體化裝置。該裝置的應用，能夠有效監(jiān)測大棚中的溫度、濕度、肥料等，并且能夠根據(jù)玉米的生長需求對其進行調整。現(xiàn)階段，我國許多農業(yè)自動化裝置中都充分融合了計算機技術、GPS 技術等新興的高端技術，未來的發(fā)展呈現(xiàn)出一片良好的態(tài)勢[8]。

4.1 升級改造原有農業(yè)機械的自動化與智能化

近年來，我國的農業(yè)機械化不斷發(fā)展的過程中，在半自動化裝備的研發(fā)方面已經(jīng)取得了一定的成效，并且積累了豐富的經(jīng)驗。為此，相關技術人員需要不斷加大技術研發(fā)力度，將半自動化裝置作為研發(fā)的重點，在研究的過程中不斷積累經(jīng)驗、總結錯誤，從而為全自動化裝置的研究和應用提供可參考的經(jīng)驗。另外，還需要對這些裝備進行不斷改進，從人們的日常需求和國家未來發(fā)展規(guī)劃的角度出發(fā)，使研發(fā)出來的半自動化裝置能夠在農業(yè)生產活動中得到廣泛的應用，并保障其積極作用的有效發(fā)揮[9-10]。

4.2 加強對農業(yè)所需傳感器及控制系統(tǒng)的研制開發(fā)

在農業(yè)機械化發(fā)展的過程中，需要借助傳感器和控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。為此，在今后的工作中，相關研發(fā)人員需要提高對傳感器和控制系統(tǒng)研發(fā)的重視度。

根據(jù)相關調查和研究發(fā)現(xiàn)，當前階段的農業(yè)種植活動中所利用的各項裝置對農產品的傷害較大，并且在種植、采摘、后期的加工活動中都會對其品質產生或多或少的影響，有礙農產品經(jīng)濟效益的提升。因此，在后期的研發(fā)過程中，需要著重考慮自然環(huán)境對農作物生長的影響，改進技術和相關裝備，使得農業(yè)機械能夠對農作物周圍生長的環(huán)境進行有效監(jiān)測，從而降低自然環(huán)境對農作物生長的影響。在此基礎之上，農業(yè)的種植者能夠根據(jù)裝置所反映的各項數(shù)據(jù)，對作物生長環(huán)境進行有效的改善，為其創(chuàng)造一個良好的外部環(huán)境[11-12]。

4.3 提高環(huán)境適應能力與耐久性

從農業(yè)生產活動的特點來看，其多是被暴露在外界的自然環(huán)境之中，并且一些暴雨、大雪等天氣會對裝置的正常使用和后期的維護產生一定的影響。為此，在進行裝置的研發(fā)過程中，技術人員需要著重考慮外界自然環(huán)境的影響，并不斷提高裝備的耐久性和環(huán)境的適應能力，為農作物的正常生長創(chuàng)造良好的環(huán)境。

5 結束語

總體來看，實現(xiàn)農業(yè)機械自動化與智能化是未來農業(yè)發(fā)展的必然趨勢。技術的推廣能夠有效改變傳統(tǒng)的生產模式中所存在的各種弊端，推動農業(yè)的健康發(fā)展。同時，自動化與智能化機械的使用，也有效避免了不必要的人力成本，能更好地提高農業(yè)生產的經(jīng)濟效益，而且自動化裝置的研發(fā)還能夠為其他行業(yè)的發(fā)展提供一定的參考經(jīng)驗。因此，在今后的工作中，相關技術研發(fā)人員需要根據(jù)我國對農業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，加大對農業(yè)機械技術的研發(fā)力度，以促進農業(yè)的發(fā)展，提高我國農業(yè)的整體發(fā)展質量。