農業機械自動化技術要點及優化應用分析

張永峰 張亞紅

1、平泉市食用菌產業發展中心 2、平泉市農業農村局

前言

農業生產關乎民眾溫飽，社會和諧，關乎國計民生，作為人口大國的我國來說，一直以來，都十分重視農業生產活動的開展，致力于農業生產水平的提升，而農業生產水平的提升，與工具的應用與改良不無關系。從傳統的人工勞作，到機械化生產，是農業生產效率質的飛躍，而從農業機械化，到農業機械自動化的轉變與應用過程，是農業生產現代化、智能化的重要標志[1]。當前，我國的農業機械化應用已經十分普遍，農業機械化大大加速了現代農業的進程，擺脫了傳統農業對勞動力的高度依賴，在保障農業生產效率的同時，農業生產質量與效益也得到了顯著提升，同時使得農業經濟得到了飛速發展。隨著時代的發展，在先進技術的支持與作用下，各行各業各個領域的發展速度與發展質量都得到進步與提升。尤其是自動化技術的運用，改變了傳統的農業生產局面，農業機械的自動化水平更高，生產能力更強，生產效益更顯著，為我國現代農業，智慧農業的發展創造了良好的條件。盡管農業機械自動化對于現代農業的促進作用十分積極，但從當前我國農業機械自動化的實際應用情況來看，還有很大的提升空間。需要結合實際，不斷優化與深入，從而將自動化技術的特點與優勢更充分地發揮出來，更好地推動農業生產力水平的提升。

1 農業機械自動化技術在農業生產中的積極作用

1.1 有利于農業產業的調整與升級

現代先進技術在各行各業各個領域中的應用已經普遍，對于提升農業生產效率和質量的積極作用更是十分顯著。農業機械自動技術是機械制造與電子技術、信息技術深入融合的一種現代化技術形式。農業機械在沒有應用自動化技術之前，很大程度上需要人工操作與干預，無法實現智能化、自動化的傳動與控制，雖然在生產效率上相較于傳統農業形式有一定的優勢，但仍然存在不足與隱患，如在生產力水平上、在安全保障上，還有很大的提升空間[2]。而且在生產能力上，還較為單一，而農業機械自動化技術的應用，不僅提升了農業生產的技術與效率，同時也在很大程度上促進了農業產業結構的調整與升級，自動化技術在農業機械中的應用。首先，對于農機機械生產領域的調整與升級作用是顯著的。自動化技術的應用能夠有效改善傳統機械產業中的技術問題，調整落后的產業結構，使得農業機械生產產業得到優化。其次，對于農業生產領域的調整與升級作用也是顯著的，農業機械自動化技術的應用，在一些高端農產品的生產上有著顯著優勢，比如，可以利用自動化技術遠程控制農業生產，及時了解農作物的生長狀態，比如，通過自動化技術來控制農作物生產環境的溫度、濕度，監測光照情況，病蟲害情況，以高端農產品來淘汰生產價值低的產品類型，促進農業經濟效益的實現。

1.2 有利于保障農業生產安全

我國的農業生產顯著特點：一是面積廣，二是品種多，三是作業環境多樣化。這就在使得農業生產的復雜性更加顯著。農業機械自動化技術的應用，可以很好地突破傳統機械化半自動半人工的局限性。自動化技術可以最大限度地降低對人工的依賴，尤其在一些特殊環境，如山地生產中，極容易由于環境的不穩定而導致安全事故的發生[3]。不僅不利于農業生產效益的實現，同時也嚴重威脅了農民朋友的生命安全。而農業機械自動化技術的應用，能從根本上解決人頭戰的弊端，極大地降低了農業生產對人工的依賴，如在農產品包裝中應用自動化技術，不僅可以實現連續包裝作業，也避免了人為操作所出現的失誤問題。比如，在農業生產病蟲害的防治過程中，自動化機械設備不需要人工參與，這就減少了人工進行病蟲害防治時，化學藥物對人體的傷害。而且，需要人工進入生產一線的機會就大大減少，相應地，安全生產事故發生的概率也在不斷下降，這就從根本上保障了農業生產安全的實現。所以，無論是從經濟效益的角度來看，還是從生產安全管理的角度來看，農業機械自動化技術的應用對于提升農業生產效率、促進現代農業的進程作用都是十分積極的。

1.3 有利于農業產業的多元化

在當前社會發展形勢下單一化的農業生產形式顯然已經無法適應新時代背景下的市場形勢。為了更好地滿足市場發展，滿足不同層次、不同群體對農產品的需求，在農業生產上，就需要形成多元化的農業生產局面，一方面能夠有效地提升市場競爭能力，一方面可以形成多元化的市場局面。很顯然，多元化農業生產局面的形成，需要更多的技術理念與管理方法的支撐。這就需要充分發揮出農業機械自動化的優勢作用，通過將自動化技術的優勢性作用更好地融入農業機械設備中，如柔性自動化技術在農業機械設計制造中的應用能夠顯著改善人機交互界面的相關問題，通過對設備數據管理系統的進一步完善，人機交互流程得到顯著優化，從而使得農業機械設備的運作性能更優良[4]。當前，農業機械設計制造行業對于柔性自動化技術的應用程度非常高，因為柔性自動化模式不僅顯著提升了計算機管理水平，同時還能有效地在實際加工、生產和制造之間建立相應的聯系，以提升農業機械設備系統的自動化水平。以玉米的種植為例，不同地區對于玉米的生長是有一定的影響的，雖然玉米在我國各地都能夠得到很好的種植，但最終決定玉米是否高產卻是多方面因素決定的。這其中，農業機械自動化應用就是一個關鍵因素，通過應用農業機械自動化，如種肥同播機械設備，不僅有效地提升了播種效率，降低了生產成本，而且為后期的管理奠定了基礎。總而言之，農業機械自動化的推廣與應用，可以有效實現農業生產多元化局面，可以對農業產業結構進行有效的調整，這樣就避免了劇烈的市場競爭對農民經濟收益的影響。

2 農業機械自動化技術的優化應用

2.1 物聯網技術在農業機械自動化中的應用

農業機械自動化技術是以先進的信息技術為依托的一種農業機械驅動形式，而物聯網技術對促進農業機械自動化功能的實現是十分積極的。物聯網技術不僅在工業領域發揮出了巨大的優勢，對于農業生產的影響更是深遠的。在信息化時代背景下，打造智慧農業，推進現代農業發展的進程已經成為實現鄉村振興，推進共同富裕的必行之路。越來越多先進的農機設備、農機技術、管理方法被應用于農業生產過程中，顯著提升了農業生產質量與生產效率。而智慧農業、現代農業推進的背景顯然離不開先進技術的支持，尤其是物聯網技術的支持[5]。物聯網技術，顧名思義就是通過利用智能化設備實現物與物之間的有效相連。在農業機械自動化技術優化應用表現在于，能夠促進農業機械設備與設備之間的聯結，如遠程監控設備、與農機設備間的連接。物聯網技術在農機推廣中應用的有利性可以實現信息的傳播、數據的收集、圖片的識別、圖像的處理，指令的發出等多個功能。利用信息技術建立起來的物聯網網絡，能夠有效地提升農業機械設備的管理質量與管理效率，如能夠對農業生產場所的溫度與濕度進行監測，這是利用傳感器技術來實現的數據的收集、分析與匯總而實現的，并通過互聯網網絡對數據進行共享、發布，讓廣大農民朋友或是種植戶及時了解農業生產的狀態，以及農業機械設備的運行情況，結合這些情況對農業生產做出相應的調整。比如對農業機械設備進行及時監測，及時發現農機機械設備運行中的潛在問題，并及時進行改善，避免問題進一步擴大而影響農業生產，或是造成更大的損失。

2.2 5G通信技術在農業機械自動化中的應用

在農業生產中，為了保障生產質量，提升農業生產效率，就需要就農業生產活動，農作物的生長形勢，來進行必要的溝通與交流。而且，隨著我國農業生產規模化、集約化特征得越來越顯著，及時溝通與交流能夠有效提升農業生產管理水平。很顯然，這就需要良好的通信技術作為支持，而且大型的農業機械設備所應用的機電一體化技術中，也需要利用通信技術來進行數據的傳輸，以及來實現自動化生產，智能化管理。隨著信息技術的持續發展，5G技術商用應用越來越普遍[6]。當前，5G技術在農機技術推廣中的應用優勢主要表現在以下幾個方面。一是利用5G技術的應用對物聯網進行升級，構建智慧農業的物聯網系統，而且物聯網技術也是智慧農業的重要組成部分，眾所周知，農業生產涉及了不同的時期，而且農業生產過程中的細分項目極多，包括種子選擇、耕地準備、播種作業、水肥管理、田間管理、病蟲害監測管理等，不僅需要強大的技術支持，同時對于農業生產現場數據的采集、分析，圖像的識別與處理也極為重要。而這些技術的實現都是建立在物聯網之上的，很顯然，5G技術助力物聯網組網的無線傳感器網絡和遠程監測設備技術，能夠隨時掌握農業生產現場，以及農作物的生長狀態、天氣情況、水文情況、溫度濕度數據，以及農業機械設備的運行情況等各方面的參數，從根本上改變因人工造成的數據反饋不及時、數據記錄不詳細等問題，通過數據的自動采集與分析，確保及時性及精確性。及時發現異常，并及時處理。除此之外，還可以基于5G技術來搭載無人機，對農業生產現場進行無人值守和監控管理，包括農業生產場地的遠程監控與設備巡檢管理，為智慧農業、現代農業的發展提供強大的技術支持。

2.3 GIS技術在農業機械自動化中的應用

隨著農村人口結構的轉變，規模化農業正逐漸取代分散型生產，規模化農業生產多是采取機械化作業的形式。加強生產區域內農作物，以及農業機械設備狀態的監測，了解不同區域內農作物不同的生長狀態，就需要應用先進的信息技術來加強支持。GIS技術是一種地理信息管理技術，GIS是以地理空間數據庫為基礎，廣泛收集農業信息并進行科學化分析的一處技術手段。GIS相當于農戶的眼睛，能夠替代農戶對農業機械設備起到良好的監察作用，并且運用GIS地理信息系統在農業資源上的效果更加顯著。對于收集到的數據，經過相應地分析之后，能夠對土地的具體情況，包括氣候條件、農作物生長狀態等進行科學的預測，并結合預測結果為后續的農業生產計劃提供有價值的參考，不僅能為經驗不足的農戶提供更精準的技術支持，同時在農業生產的監管上也具有無可比擬的優勢性。尤其在病蟲害的監測及天氣的預測上，能夠通過預測結果對不利因素進行提前干預。

3 結語

綜上所述，要充分發揮出農業經濟的支柱性作用，大力推動現代農業、生態農業的發展，就需要結合當前農業生產的實際情況，農業生產水平中存在的問題，通過積極應用農業機械自動化技術，并在農業生產中不斷優化與應用農業機械自動化技術，切實提升現代農業生產的質量與效率，實現助力鄉村振興，促進農業經濟發展的目標。