東北地區(qū)農(nóng)業(yè)機械調(diào)配路徑優(yōu)化研究

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機械工程科學(xué)研究院,哈爾濱 150081)

0 引言

農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)主要內(nèi)容之一,持續(xù)推進農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展與創(chuàng)新,是加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新必備技術(shù)之一。隨著我國農(nóng)業(yè)機械化的迅速發(fā)展,自改革開放以來,我國農(nóng)機總動力截至2021年已增長至10.56億kW,與1978年1.17億kW的農(nóng)機總動力相比,增長了近10倍,我國農(nóng)作物耕種收機械化水平達到了70%以上[1-3]。

在“十四五”期間,我國農(nóng)業(yè)機械發(fā)展水平實現(xiàn)了快速進步,但是農(nóng)業(yè)機械化水平在不同區(qū)域、不同作物和不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中表現(xiàn)出發(fā)展不平衡的問題。農(nóng)業(yè)機械保有量、農(nóng)業(yè)機械總動力和農(nóng)業(yè)機械化區(qū)域布局都存在發(fā)展不協(xié)調(diào)的問題,區(qū)域農(nóng)業(yè)機械裝備閑置率高、利用率低。農(nóng)機裝備資源沒有得到充分利用和農(nóng)業(yè)機械調(diào)配不合理等問題依然十分突出[4-5]。因此,通過合理的農(nóng)業(yè)機械管理手段和科學(xué)發(fā)展技術(shù),降低農(nóng)業(yè)機械分配資源不合理及調(diào)配路徑不科學(xué)等問題,是全面提升不同區(qū)域農(nóng)業(yè)機械化水平提升的重要技術(shù)保障。

針對以上問題,本研究以調(diào)配路徑優(yōu)化和共享經(jīng)濟為農(nóng)業(yè)機械管理發(fā)展理論基礎(chǔ),提出將其運用至農(nóng)業(yè)機械管理與優(yōu)化中,充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械利用效率,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入成本,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械與合作社之間的良性互動發(fā)展,緩解農(nóng)業(yè)機械閑置等問題。研究結(jié)果以期為相關(guān)農(nóng)機管理部門和農(nóng)機服務(wù)組織提供理論參考與借鑒。

1 農(nóng)業(yè)機械共享與合理調(diào)配的必要性與發(fā)展特點

1.1 必要性

1.1.1 農(nóng)業(yè)機械大量閑置

基于大量閑置資源的積累,相關(guān)研究人員提出了共享經(jīng)濟發(fā)展模式,實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。結(jié)合目前我國農(nóng)業(yè)機械保有量與發(fā)展情況分析,隨著大量農(nóng)業(yè)機械的投入使用,我國各項農(nóng)作物耕種收機械化水平較高,糧食產(chǎn)量及農(nóng)業(yè)效益不斷提升,但是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有時效性,各類農(nóng)業(yè)機械的使用時間較為集中,所以導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械閑置率較高,資源利用效率較低,因此,有必要進行農(nóng)業(yè)機械資源的優(yōu)化發(fā)展。

1.1.2 農(nóng)業(yè)機械購置成本較高

農(nóng)業(yè)機械購置成本較高,少則幾萬,多則上百萬,該問題也是進行農(nóng)業(yè)機械共享的必要性之一。農(nóng)機購置成本高是影響農(nóng)業(yè)機械使用的主要因素。目前,農(nóng)機購置渠道主要包括自籌和貸款兩種方式,對于農(nóng)戶來說是一筆不小的開支,另一方面,農(nóng)用燃油價格昂貴也是限制農(nóng)業(yè)機械購買和使用的主要因素之一。因此,結(jié)合農(nóng)業(yè)機械自身特點分析,有必要進行農(nóng)業(yè)機械資源共享發(fā)展。

1.2 發(fā)展特點

1.2.1 農(nóng)業(yè)機械共享目標較為分散

農(nóng)業(yè)機械與其他行業(yè)相比,其顯著特征就是較為分散。我國農(nóng)業(yè)耕作范圍較廣,農(nóng)業(yè)耕地較為分散,一些農(nóng)業(yè)耕地往往是在偏遠地區(qū),因此,農(nóng)業(yè)機械共享具有一定的分散性。

1.2.2 關(guān)注程度較高

農(nóng)業(yè)機械是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、保障糧食安全的重要技術(shù)條件之一,糧食安全是保障國家發(fā)展和人類生存的基礎(chǔ)條件,直接影響著人們的日常,因此,關(guān)注度較高。

1.3 以合作社為載體進行農(nóng)業(yè)機械共享的必要性

1.3.1 合作社是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組織

農(nóng)業(yè)合作社在降低農(nóng)戶生產(chǎn)成本,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和促進農(nóng)業(yè)穩(wěn)步運行起到了重要作用,是實現(xiàn)不同區(qū)域農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的主要組織,是農(nóng)戶生產(chǎn)與政府政策發(fā)布的互動媒介之一,起到承上啟下的作用。

1.3.2 合作社的本質(zhì)特征

合作社主要是進行農(nóng)業(yè)服務(wù)的經(jīng)濟組成,不是以獲取利潤為目的的組織類型之一。合作社一方面可以促進農(nóng)民增收,另一方面,合作社以集體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的成本投入,并及時獲取市場交易行情,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)戶提供相關(guān)市場信息。

2 農(nóng)業(yè)機械調(diào)配研究現(xiàn)狀

2.1 農(nóng)業(yè)機械調(diào)配

早在20世紀中后期,相關(guān)學(xué)者就開始對農(nóng)業(yè)機械裝備優(yōu)化進行相關(guān)研究,主要是利用線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃的方法,以農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)最小成本為主要目標[6],以相關(guān)外界環(huán)境參數(shù)等為限制因素,實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械的優(yōu)化。后期,逐漸考慮到農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的季節(jié)性和時效性,以最短的農(nóng)業(yè)機械作業(yè)時間為目標構(gòu)建農(nóng)業(yè)機械調(diào)配和優(yōu)化模型。近年來,隨著數(shù)學(xué)模型和經(jīng)濟學(xué)統(tǒng)計模型的應(yīng)用與發(fā)展,在考慮農(nóng)業(yè)機械使用成本與作業(yè)時間的基礎(chǔ)上,考慮農(nóng)業(yè)機械在數(shù)量上的優(yōu)化與配置,提高農(nóng)業(yè)機械作業(yè)效率。

2.2 農(nóng)業(yè)機械調(diào)配路徑優(yōu)化

隨著農(nóng)業(yè)機械共享與優(yōu)化的逐漸發(fā)展,后期逐漸發(fā)展到不同區(qū)域之間的農(nóng)業(yè)機械作業(yè)調(diào)配與優(yōu)化問題,在這一時期,相關(guān)研究學(xué)者針對這一問題開展了相關(guān)研究。農(nóng)業(yè)機械在不同區(qū)域之間的調(diào)配優(yōu)化問題主要基于車輛路徑優(yōu)化問題逐漸發(fā)展起來,約束條件一般選擇貨物所需量、使用時間、車輛行駛路程和成本等問題,車輛路徑優(yōu)化問題基本分類如表1所示[7]。

表1 車輛路徑優(yōu)化問題分類

2.3 農(nóng)業(yè)機械調(diào)配管理信息系統(tǒng)

近年來,隨著計算機技術(shù)、信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展,農(nóng)業(yè)管理信息化也逐漸得到應(yīng)用與推廣,目前,農(nóng)業(yè)機械調(diào)配和共享系統(tǒng)主要包括農(nóng)業(yè)機械管理決策系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)管理信息系統(tǒng)和耕地經(jīng)營管理系統(tǒng)等。

3 發(fā)展建議

為了提升農(nóng)業(yè)機械的合理共享與調(diào)配優(yōu)化效率的提升應(yīng)將信息化技術(shù)融入其中,構(gòu)建農(nóng)業(yè)機械共享平臺,可以通過首頁大屏、作業(yè)監(jiān)測、運營管理、作業(yè)報表、安全監(jiān)管、數(shù)據(jù)對接幾大模塊構(gòu)成。系統(tǒng)利用農(nóng)機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)輔助管理人員對作業(yè)數(shù)據(jù)進行采集,有效節(jié)省人工成本、提高工作效率、減少人為因素產(chǎn)生的錯誤。并最終以管理模塊作為載體,來管理工作的整個流程,使管理人員上報數(shù)據(jù)更便捷,領(lǐng)導(dǎo)查看項目進展更及時,進而達到流程管理規(guī)范化、工作效率最大化、管理成本最小化,基本組成與結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)機械共享平臺基本組成與結(jié)構(gòu)

該平臺可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控現(xiàn)場作業(yè),提供豐富的農(nóng)業(yè)機械資源信息與服務(wù),對農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)可視化工況信息管理,相關(guān)管理者可以實時掌握農(nóng)業(yè)機械的運行位置與運行狀態(tài),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的“實時調(diào)度”“站點尋車”“資訊發(fā)布”“就近服務(wù)”“軌跡監(jiān)控”和“機械定位”。

4 結(jié)論

資源共享與合理調(diào)配是實現(xiàn)我國經(jīng)濟發(fā)展的新型模式,如近年來的共享單車和共享住房等,對資源合理優(yōu)化與利用效率提升具有重要發(fā)展意義。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,由于農(nóng)業(yè)機械種類較多,保有量較高,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械資源閑置率較高和利用效率低等問題。針對以上問題,本研究以共享經(jīng)濟和資源優(yōu)化調(diào)配為切入點,提出以合作社為載體的東北地區(qū)農(nóng)業(yè)機械調(diào)配與共享發(fā)展模式。研究結(jié)果對于改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,提高資源共享渠道和降低農(nóng)戶生產(chǎn)成本提供技術(shù)參考與發(fā)展建議。