中國一拖：“三夏”里的機械化硬核力量

文丨本刊記者 楊平

動力換擋傳動系在線檢測系統檢測臺

炎炎夏日，正是收麥的時節，在河南省臨潁縣王崗鎮的一個“智慧農場”，農場的工作人員首先對收割區域的4個點位進行軌跡定位，利用安裝在手機上的App，就可以指揮無人收割機自動作業。

“過去這片農場要十幾個農民進行耕地、施肥、收獲，哪個環節都少不了人，更不能馬虎。如今，我們農場采用的全是無人機械設備進行操作。通過手機可以很方便地操控，如果在作業過程中遇到障礙物的話，它還能進行自動避障，這樣就大大提高了作業效率。同時，我們一臺手機可以操控多臺設備，大大降低了人工成本。”無人收割機操控人員李濤說。

李濤告訴記者，收割機無人作業特別適合成方連片的大田，只要規劃好航線，一天24個小時，可以連續工作，能夠做到不漏割不重割，自動完成田間掉頭和自動卸糧，這樣就提高了效率，精準作業，一天可以正常地收獲200畝左右。同時，機械化收割一畝地平均可減損30多斤小麥，機收損失率控制在1%以內。

重創新 專項攻關彰顯大企擔當

“十三五”期間，科技部圍繞現代農業發展對高端技術和市場重大產品的緊迫需求，組織實施了國家重點研發計劃“智能農機裝備”重點專項（以下簡稱“農機專項”），旨在突破信息感知、決策智控、試驗檢測等農機行業關鍵共性技術與重大產品智能化核心技術，破解依賴進口、受制于人的技術瓶頸，開發大型與專用拖拉機、田間作業及收獲等主導產品智能技術，建立農業智能化裝備技術體系，創制丘陵山區、設施生產及農產品產地處理等作業裝備，支撐全程機械化發展，為將“豐收在田”轉化為“豐收在手”提供了機械化硬核力量。

“智慧農場”里“田間無人影、農機獨自忙”場景的實現，源于中國一拖集團有限公司（以下簡稱“中國一拖”）的技術支撐。

中國一拖是國家“一五”時期156個重點建設項目之一，1955年開工建設，1959年建成投產。新中國第一臺履帶式拖拉機、第一臺輪式拖拉機、第一臺智能重型拖拉機、第一臺橡膠履帶推土機、第一輛軍用越野載重汽車、第一臺農用運輸車等產品皆在這里誕生。經過60多年的發展，中國一拖已發展成了以農業機械制造為核心，動力機械、零部件制造等協同發展的大型裝備制造企業集團，累計為社會提供大、中、小型拖拉機近400萬臺、動力機械等產品近300萬臺，為我國農業機械化發展作出了巨大貢獻。

作為行業龍頭企業，中國一拖及其所屬企業共參與了“智能農機裝備”重點專項中的“新型節能環保農用發動機開發”“智能電動拖拉機開發”“丘陵山地拖拉機關鍵技術研究與整機開發”“農機裝備智能化設計技術研究”“農機裝備制造過程質量檢測技術研究”“農機裝備試驗驗證方法與技術研究”“基于北斗的農機定位與導航技術裝置研究”“農機作業與運維智能管理技術系統研究”等8個項目的研究工作，涉及10個課題。其中，牽頭承擔項目1個，承擔課題6個，參與課題4個。參加課題數量和人數為企業前所未有，彰顯了企業的行業地位，對企業科研團隊建設和學術帶頭人培養、主營產品關鍵技術突破、成果轉化應用和引導企業產品發展等方面起到了積極的促進作用。

中國一拖及其所屬企業共有232人作為骨干成員參與了“智能農機裝備”重點專項10個課題的研究工作，涉及拖拉機、動力機械、智能控制、試驗檢測、試驗設備研制等專業領域。通過課題參與，鍛煉了隊伍，擴大了技術交流合作，提升了企業科研人員的理論水平，開闊了視野，培養了一批具有承擔國家科研課題經驗的技術骨干，為后續產品研發奠定了良好基礎。同時，通過國家科技課題的歷練，也為企業培養了拖拉機、柴油機等方面的高層次學術帶頭人。新型節能環保農用發動機開發項目負責人趙剡水被專項管理單位中國農村技術開發中心聘為農機專項總體專家組成員。新型節能環保農用發動機開發項目課題負責人商潭蘇2021年被中國一拖評為首席專家。丘陵山地拖拉機關鍵技術研究與整機開發項目課題骨干董昊2018年榮獲“第六屆中國農業機械學會青年科技獎”。新型節能環保農用發動機開發課題骨干游海、基于北斗的農機定位與導航技術裝置研究課題骨干陳松2019年被洛陽市委評選為“洛陽市第二屆優秀科技杰出人才”。

重技術 無人農機、智能檢測紛紛落地

農機專項的實施突破了一批拖拉機、柴油機等農機裝備關鍵核心技術，加快了轉化步伐，有力促進了企業技術進步和產品升級。

拖拉機自動駕駛技術，“基于北斗的農機定位與導航技術裝置研究”項目成果，突破了精準農藝約束下自動駕駛拖拉機整機作業智能控制、自動駕駛拖拉機精準路徑規劃行駛控制、自動駕駛拖拉機安全控制等關鍵技術，取得了“一種無人駕駛拖拉機控制系統及控制方法”“一種無人駕駛拖拉機控制系統”2項專利,研發了車輛AMT變速器換擋控制嵌入軟件V1.0，研制了自動駕駛整機作業控制系統和農具自動控制系統，整體技術達到了國內領先水平，其中地頭軌跡算法、作業軌跡控制技術達到了國際先進水平。2019年，500臺應用了此項技術成果的拖拉機服務于內蒙古通遼的50萬畝甜菜種植作業。應用此技術研制的東方紅-LF2204無人駕駛輪式拖拉機2020年榮獲首屆全國機械工業設計創新大賽概念組金獎。

隨著城鎮化的發展和農業產業結構的調整，該項技術的經濟性將逐步顯現，拖拉機、收割機、植保機械等農機產品將越來越多地應用自動駕駛技術。國內外將出現越來越多的“智慧農場”，通過安裝在田間的智能終端設備，在5G、大數據等新技術支撐下，智慧農場的耕、種、收，實現了全程機械化、智能化。農機管理部門也可以精準掌握農機分布情況、作業情況，以便合理調度農機。

重型動力換擋拖拉機和大型聯合收割機制造過程質量檢測存在行業共性技術問題，已嚴重影響農機裝備技術進步與發展。針對兩大典型農機裝備制造過程質量檢測中存在的行業共性技術問題，中國一拖牽頭組織了9家高校、2家科研院所和3家重點企業進行攻關。

項目研究了關鍵部件及整機制造質量在線檢測方法，突破了拖拉機動力換擋傳動系多傳感融合、故障隱患在線聲學和振動分析等技術難點攻克了聯合收割機多風道全壓參數及流線譜、總線型電液系統缺陷等檢測技術。創制了拖拉機、聯合收割機制造質量在線檢測系統，建立了制造質量數據庫和信息平臺，提高了我國農機裝備制造過程智能化水平、產品制造質量和市場競爭力。

拖拉機關鍵部件可靠性檢測技術研究與系統開發成果產業化后，“多維動態特征狀態簇譜”可作為制造過程質量評價標準。實現多離合器耦合性能的在線檢測和故障診斷，優化制造過程工藝，保證下線產品質量，降低返修率。成果廣泛推廣到各生產企業，增加產品平均無故障時間。動力換擋傳動系在線檢測系統檢測臺已應用于正在生產的東方紅LF904、LF1504、LF2204三個機型上的傳動系耐久試驗與故障診斷。

拖拉機整機檢測技術研究與系統開發成果分別在山東東汽農業裝備有限公司、大陽通用機械有限公司、機械工業汽車產品質量檢測中心（長春）等單位進行應用。研究成果提高了產品質量，整機性能故障造成的外賠率降低了8%。改善了作業環境，降低了勞動強度。通過整機檢測工藝流程優化，減少了調試檢測人員36人，檢測效率提升了43%。

聯合收割機關鍵部件可靠性檢測技術研究與系統開發研究成果在濰柴雷沃重工股份有限公司進行了應用。研制的LHDJC-1型動平衡儀價格適中，便攜易用，易于推廣。銷售價在0.9萬元/臺左右，按年產1000臺計算，生產企業每年可新增銷售收入900萬元，而且隨著產銷規模增大單位成本將更低。該動平衡儀的批量生產，將帶動相關配套廠家和其他產業的發展，經濟和社會效益顯著。

整機智能終檢成套系統應用于濰柴雷沃重工輪式收獲機下線試車場。檢測效率提高了30%，為企業產品質量自動化檢測和評價提供了客觀依據。整機電氣、裝配質量振動檢測系統應用于天津勇猛整機裝配生產線。3年來累計檢測玉米收獲機2000余臺，積累了大量檢測數據。

動力換擋、無級變速拖拉機是今后產品發展方向，此成果為我國拖拉機產品關鍵部件制造過程質量監控提供了裝備支撐，有利于形成國內農機裝備完整的設計制造、試驗檢測和質量評價體系，實現我國農機裝備的精益制造，縮小與國外主流產品差距。

運用了聯合收割機關鍵部件可靠性檢測技術的無人拖拉機正在作業

重發展 為我國現代農機持續發力

農機專項的成功實施促進了我國農機裝備制造產業向精益、智能方向發展，大幅提升我國智能農機裝備技術水平，對于建設現代化農業強國具有重大的戰略意義。

中國一拖技術團隊通過參與專項自主創新，突破一個又一個核心技術，創制了動力換擋、無級變速、混合動力、無人駕駛拖拉機等具有行業重大意義的新產品，引領了行業技術進步，為成為全球農業裝備一流研發機構而努力。

“十四五”時期是我國開啟全面建設社會主義現代化國家新征程的第一個五年，也是我國農機工業從全球產業鏈中低端邁向中高端、農機企業轉型升級和實現高質量發展的關鍵時期。

中國一拖首席專家商潭蘇表示，基于“十三五”農機專項的政策引導，中國一拖“十四五”產品發展規劃已經開始實施。發展高效、低排、智能農機裝備，更好服務于智慧農業是中國一拖“十四五”產品規劃的主線，智能化貫穿于拖拉機、柴油機、收獲機、農機具等企業主營產品中。站在“十四五”新的歷史起點上，站在實現振興發展的主戰場上，中國一拖定能在諸多技術領域實現國際引領，為成為全球農業裝備一流研發機構而努力。