會(huì)聚視角下農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及路徑

中圖分類號(hào)：S23-01;S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2025）12-0268-09

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用范圍的不斷擴(kuò)大，以及全球精細(xì)農(nóng)業(yè)體系的形成，中國正步人“互聯(lián)網(wǎng) + ”“中國制造 2025”[1]“人工智能2.0”的新階段。在新時(shí)代農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，農(nóng)機(jī)與信息技術(shù)的產(chǎn)業(yè)融合趨勢日益明顯[2，這種融合主要體現(xiàn)在依托信息技術(shù)來提升農(nóng)業(yè)機(jī)械在技術(shù)、數(shù)據(jù)、管理、服務(wù)等多個(gè)方面的司農(nóng)水平，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)資源和生產(chǎn)要素的應(yīng)用效率。目前，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為支撐農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要?jiǎng)恿Γ钊敕治鰢鴥?nèi)外農(nóng)機(jī)信息化的相關(guān)核心技術(shù)，揭示我國農(nóng)機(jī)信息化高質(zhì)量發(fā)展路徑，對(duì)推進(jìn)我國建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)融合不斷為產(chǎn)業(yè)升級(jí)開拓新思路，從1963年Rosenberg第1次提出技術(shù)融合的概念以來，后續(xù)學(xué)者不斷為這一概念做出完善并演繹出技術(shù)會(huì)聚的概念[3-4]。技術(shù)會(huì)聚帶來的科技創(chuàng)新依據(jù)不僅是停留在產(chǎn)業(yè)內(nèi)部新技術(shù)的產(chǎn)生，更是產(chǎn)業(yè)間的技術(shù)擴(kuò)散構(gòu)成新整體的過程。國內(nèi)外關(guān)于跨領(lǐng)域技術(shù)會(huì)聚的研究均涉及對(duì)技術(shù)融合程度的測度，包括專利申請量、技術(shù)類別數(shù)目、共現(xiàn)頻次等計(jì)量指標(biāo)或網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中介中心性等網(wǎng)絡(luò)測量指標(biāo)等[5-9]。農(nóng)機(jī)信息化是指將現(xiàn)代信息技術(shù)融合并應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)，有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息的整合，提高產(chǎn)業(yè)資源、勞動(dòng)資源利用率[10]?，F(xiàn)有研究對(duì)農(nóng)機(jī)信息化發(fā)展分析可以劃分為定量分析與定性分析2種方法的研究，在定性分析研究方面，陳學(xué)庚等針對(duì)農(nóng)機(jī)信息化融合存在的問題，從標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培養(yǎng)、資金等方面提出技術(shù)融合發(fā)展方向[11-13];在定量分析研究中，王新迪等結(jié)合農(nóng)機(jī)信息化專利的相關(guān)數(shù)據(jù)，探究農(nóng)機(jī)信息化的發(fā)展對(duì)策[14-15]。綜上，現(xiàn)有研究對(duì)農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)融合發(fā)展的定量或定性分析多停留在產(chǎn)業(yè)分析的宏觀層面，未關(guān)注到農(nóng)機(jī)裝備與信息化融合的微觀技術(shù)層面。因此，本研究通過技術(shù)會(huì)聚的多樣性和凝聚性測度指標(biāo)系統(tǒng)梳理我國及幾個(gè)主要國家目前的農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，分析技術(shù)會(huì)聚過程中農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)結(jié)構(gòu)并識(shí)別其中的重要核心技術(shù)，進(jìn)而提出農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)會(huì)聚的高質(zhì)量發(fā)展路徑。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 研究方法

采用專利計(jì)量分析和信息可視化方法，以全球農(nóng)機(jī)信息化代表性國家及中國的相關(guān)專利為樣本，選取專利分類號(hào)、德溫特分類代碼、德溫特手工代碼、專利權(quán)人等字段信息，構(gòu)建共現(xiàn)矩陣及其網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，挖掘技術(shù)結(jié)構(gòu)中的關(guān)聯(lián)關(guān)系，探究產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征，發(fā)現(xiàn)我國農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域和具備發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域，并尋找產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑

1.2 數(shù)據(jù)獲取

本研究參考能夠描述專利類型與國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)類型間映射關(guān)系的《國際專利分類與國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類參照關(guān)系表（2018）》（簡稱《行業(yè)分類關(guān)系表》）和包含九大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類與國際專利分類參照關(guān)系表（2021）（試行）》（簡稱《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類關(guān)系表》）2個(gè)對(duì)照表，以表中農(nóng)機(jī)行業(yè)代碼與新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)共同篩選相應(yīng)國際專利分類號(hào)，通過德溫特專利情報(bào)數(shù)據(jù)庫檢索專利文獻(xiàn)，截至2022年，選取所有包含1.1～1.5 共5個(gè)二層分類代碼的農(nóng)機(jī)信息化專利共25195件，其中申請數(shù)量較多的國家為中國、美國、日本、德國，占總數(shù)的 92.8% ，因此經(jīng)數(shù)據(jù)清洗后共獲取這部分專利共23415件。

1.3 分析維度

選取技術(shù)會(huì)聚評(píng)價(jià)指標(biāo)中能夠反映技術(shù)多樣性和凝聚性的專利計(jì)量分析視角，利用VOSviewer等軟件結(jié)合社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法研究農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)會(huì)聚過程產(chǎn)生的技術(shù)關(guān)聯(lián)，并圍繞新一代信息技術(shù)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)識(shí)別相關(guān)主要技術(shù)，掌握農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)發(fā)展態(tài)勢，構(gòu)建其高質(zhì)量發(fā)展路徑（表1）。

表1專利數(shù)據(jù)分析維度

2 實(shí)證結(jié)果與分析

為強(qiáng)化對(duì)比分析，依據(jù)專利檢索數(shù)據(jù)中國、德國、日本、美國4個(gè)國家農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)的專利申請趨勢展開分析，發(fā)現(xiàn)各國農(nóng)機(jī)信息化發(fā)展存在差異。從萌芽期看，美國、日本最早從20世紀(jì)60年代初開始出現(xiàn)農(nóng)機(jī)信息化專利申請，2國技術(shù)發(fā)展萌芽期維持到20世紀(jì)80年代中期；德國農(nóng)機(jī)信息化初始階段從20世紀(jì)70年代發(fā)展至90年代，起步稍落后于美國和日本，且專利申請數(shù)量較少；中國農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)起步始于20世紀(jì)90年代，明顯落后于其他3個(gè)國家，但萌芽期持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，維持到21世紀(jì)前10年。于20世紀(jì)90年代中后期至21世紀(jì)初，日、美2國在農(nóng)機(jī)信息化發(fā)展過程中出現(xiàn)1次小波峰，處于技術(shù)成長期，2國發(fā)展趨勢有明顯的趨同性，2008年后逐漸發(fā)展至成熟期。德國農(nóng)機(jī)信息化依賴于其電子計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在20世紀(jì)90年代技術(shù)從起步不斷發(fā)展，至今發(fā)展較平穩(wěn)。中國農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)雖然起步晚，但一直呈現(xiàn)積蓄式成長，專利數(shù)量穩(wěn)步增長，目前已經(jīng)進(jìn)入爆發(fā)式增長成熟期（圖1）。

圖1專利申請趨勢分析

2.1 多樣性視角

2.1.1技術(shù)領(lǐng)域我國農(nóng)機(jī)信息化專利數(shù)量有13212篇，涉及248個(gè)分類代碼，3977個(gè)手工代碼，包含“工程、電氣電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)控制、通信、車輛\"等技術(shù)主題，涉及“農(nóng)業(yè)、食品、煙草、照明、供暖、電話和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、警報(bào)、信號(hào)、遙測和遙控、工業(yè)電氣設(shè)備”等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。其中，前20個(gè)分類代碼中占比 71% 的八大技術(shù)領(lǐng)域具體內(nèi)容分別體現(xiàn)為農(nóng)畜養(yǎng)殖與護(hù)理、農(nóng)作物培養(yǎng)與乳制品、數(shù)字計(jì)算機(jī)、信號(hào)報(bào)警與遙控測控、過程與機(jī)器控制、照明、電話和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；前20個(gè)手工代碼中占比 63% 的九大技術(shù)領(lǐng)域具體內(nèi)容有改變植物生長的方法和裝置、驚嚇或捕捉或殺害動(dòng)物、無脊椎動(dòng)物、供水和管理、二維位置或路線、圍欄與動(dòng)物訓(xùn)練、條件響應(yīng)警報(bào)、電氣照明、魚類。

美國、日本、德國3國在戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的農(nóng)機(jī)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量共10203篇，涉及248個(gè)分類代碼，7523個(gè)手工代碼。對(duì)比分析各國在前20個(gè)代碼各占比 5% 以上的德溫特分類代碼與手工代碼發(fā)現(xiàn)，美國、日本、德國3國與我國技術(shù)領(lǐng)域交叉明顯，如計(jì)算機(jī)控制學(xué)科中過程與機(jī)器控制研究。相較于國外關(guān)注于土壤作業(yè)、種植與收獲研究，國內(nèi)在農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)中更傾向于植物培養(yǎng)、乳制品、農(nóng)畜養(yǎng)殖和護(hù)理研究。在照明、電話和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)字計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域研究較他國也更有優(yōu)勢，但在電氣自動(dòng)化、工業(yè)電器設(shè)備、外科診斷、分類清潔與廢物處理、電子攝像、車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電氣醫(yī)療設(shè)備、自然物與聚合物分析等方面研究內(nèi)容還稍顯不足（圖2）。

2.1.2申請主體農(nóng)機(jī)信息化中美日德四國專利排名前20申請主體見表2。排名前10的申請主體集中于日美2國，占有9席，擁有專利數(shù)量最多的3家企業(yè)分別為來自日本的久保田株式會(huì)社、洋馬動(dòng)力技術(shù)有限公司和來自美國的迪爾公司，且3家企業(yè)的專利申請數(shù)量處于遙遙領(lǐng)先的位置，屬于兩國農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)中的重點(diǎn)優(yōu)質(zhì)企業(yè)；排名在 11～20 名的申請主體在4國的分布相對(duì)均勻，專利數(shù)量較前10名差距明顯。進(jìn)一步分析4國農(nóng)機(jī)信息化專利申請主體發(fā)現(xiàn)，美日德3國申請主體類別全部分布在企業(yè)中，農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用成熟，技術(shù)成果已經(jīng)投人到市場競爭中，對(duì)比分析而言，中國申請主體除蘇州寶時(shí)得電動(dòng)工具有限公司外，其他則集中分布于研究型高校，且企業(yè)專利成果數(shù)量有明顯弱勢。從該角度看，為在市場中獲得優(yōu)勢地位，他國企業(yè)相較我國更加重視對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，具備較強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)，反映出國內(nèi)企業(yè)研發(fā)動(dòng)力不足的問題，需要圍繞重點(diǎn)技術(shù)、核心專利調(diào)整市場布局；另外還說明我國科研機(jī)構(gòu)對(duì)農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)一直不斷蓄力，積極投人到戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的農(nóng)機(jī)科研中，后續(xù)研究亟需以市場為導(dǎo)向，推動(dòng)高校科研技術(shù)成果進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換和實(shí)施2.1.3主要?jiǎng)?chuàng)新主體國內(nèi)外布局專利布局是指專利權(quán)人出于競爭目的，綜合產(chǎn)業(yè)態(tài)勢、市場、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等內(nèi)外部因素，有目標(biāo)、有策略地構(gòu)建嚴(yán)密高效的專利保護(hù)網(wǎng)絡(luò)[16]。本研究選取4國申請主體中排名前20名有顯著代表性的重要技術(shù)創(chuàng)新者，包括2家日本企業(yè)、2家德國企業(yè)、3家美國企業(yè)、1家中國企業(yè)以及兩所高校，以各國創(chuàng)新主體就農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)在全球布局的專利為對(duì)象，對(duì)專利申請布局國家/區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表3）。各主體專利布局涉及到26個(gè)國家和地區(qū)（頻次閾值為5），除本王國家外，整體而言在美國和伊朗布局的專利數(shù)量最多。日本農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)在中國、韓國、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織也均衡布局有專利申請；美國是4個(gè)農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)領(lǐng)頭國家中唯一對(duì)巴西、澳大利亞、加拿大大量進(jìn)行大量專利申請的國家，海外的專利布局最廣泛；德國專利雖然在數(shù)量上不占優(yōu)勢，但德國博世集團(tuán)的海外布局?jǐn)?shù)與專利總量比高達(dá)80.33% ，海外戰(zhàn)略布局能力較強(qiáng)；中國在專利總量上較多，但在海外專利數(shù)量及申請國家上都呈弱勢，布局空間最狹窄、海外壁壘最薄弱。海外農(nóng)機(jī)信息化專利呈現(xiàn)出美日德的國際專利保護(hù)網(wǎng)已經(jīng)形成、目標(biāo)明確且布局縝密的態(tài)勢，但中國在國內(nèi)外的專利網(wǎng)都尚未成型，與發(fā)達(dá)國家相比差距較大。

表2農(nóng)機(jī)信息化專利申請主體分布情況

表3各國創(chuàng)新主體專利布局情況

注：表3僅列舉10個(gè)布局國家。

2.2 凝聚性視角

2.2.1技術(shù)主題劃分本研究借助cooc軟件繪制德溫特分類代碼的共現(xiàn)聚類網(wǎng)絡(luò)，以線條代表關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系，共現(xiàn)頻次越高，彼此間連接關(guān)系越復(fù)雜；節(jié)點(diǎn)大小表示關(guān)鍵詞點(diǎn)度中心性大小[17]，關(guān)鍵詞連接越多，節(jié)點(diǎn)越大；相同顏色表示相似度較高的同一主題，不同顏色聚類組成不同群組，呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)整體不同主題的技術(shù)結(jié)構(gòu)。

中國農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)結(jié)構(gòu)由4個(gè)群組組成，全部節(jié)點(diǎn)共147個(gè)。“農(nóng)畜管理及其醫(yī)療護(hù)理”主題的群組以農(nóng)畜養(yǎng)殖和護(hù)理為代表，包含消毒、電氣醫(yī)療設(shè)備、診斷、手術(shù)、殺菌劑等內(nèi)容；“作物培育及其數(shù)字安全檢測與信號(hào)報(bào)警”群組以數(shù)字計(jì)算機(jī)、植物培養(yǎng)為代表，內(nèi)含報(bào)警、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、機(jī)器控制、音視頻錄制、土壤處理與種植等；“作業(yè)牽引工具”含車輛結(jié)構(gòu)、水利工程、梯子等特殊結(jié)構(gòu)的建筑輔助設(shè)備等技術(shù)內(nèi)容；“產(chǎn)品加工與處理”主題包括過濾或離心分離、食品保存、垃圾收集等（圖3-a）。

美國農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)結(jié)構(gòu)由4個(gè)群組組成，共142個(gè)節(jié)點(diǎn)。“作業(yè)牽引工具”群組內(nèi)含電動(dòng)汽車、收割、噴灑、車輛結(jié)構(gòu)中配件和推進(jìn)裝置等；“作物培育及其數(shù)字安全檢測與信號(hào)報(bào)警”主題內(nèi)容有報(bào)警、遙測、雷達(dá)系統(tǒng)、動(dòng)物管理和護(hù)理等；“農(nóng)畜管理及其醫(yī)療護(hù)理”中含電氣醫(yī)療設(shè)備、診斷、手術(shù)、消毒、注射器、醫(yī)療輔助等；“產(chǎn)品加工與處理”中包括離散設(shè)備、機(jī)電轉(zhuǎn)換器、分揀、過濾或離心分離等（圖3-b）。

德國農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)結(jié)構(gòu)由5個(gè)群組組成，共150個(gè)節(jié)點(diǎn)?！白魑锱嘤捌鋽?shù)字安全檢測與信號(hào)報(bào)警\"群組內(nèi)含土壤處理、數(shù)字計(jì)算機(jī)、報(bào)警、遙測、雷達(dá)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等；“農(nóng)畜管理及其醫(yī)療護(hù)理”主題包含動(dòng)物管理和護(hù)理、科學(xué)儀器、電氣醫(yī)療設(shè)備、診斷、手術(shù)等；“作物培育環(huán)境”中含有植物培養(yǎng)、照明、噴灑、電氣應(yīng)用等；“作業(yè)牽引工具”中包括車輛結(jié)構(gòu)中配件和推進(jìn)裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)輸、清潔設(shè)備等；“產(chǎn)品加工與處理”含有分揀、過濾或離心分離、電子照相、電描記術(shù)、打標(biāo)機(jī)等（圖3-c）。

日本農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)結(jié)構(gòu)由4個(gè)群組組成，共180個(gè)節(jié)點(diǎn)。“作物培育及其數(shù)字安全檢測與信號(hào)報(bào)警\"群組內(nèi)含數(shù)字計(jì)算機(jī)、土壤處理、報(bào)警、遙測、牽引車、雷達(dá)系統(tǒng)等；“農(nóng)畜管理及其醫(yī)療護(hù)理”主題下包含動(dòng)物管理和護(hù)理、計(jì)數(shù)、檢查、電氣醫(yī)療設(shè)備、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等；“作物培育環(huán)境”中含植物培養(yǎng)、照明、燈光控制、化學(xué)或生物處理等；“產(chǎn)品加工與處理”含分揀、過濾或離心分離、電子照相、電描記術(shù)、機(jī)械工程工具等（圖3-d）。

中國、美國、德國、日本聚類閥值分別設(shè)置為5、3、2、3

圖3中國、美國、德國、日本農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)主題劃分網(wǎng)絡(luò)

2.2.2主要技術(shù)識(shí)別《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類關(guān)系表》包含 1.1～1.5 共5個(gè)二層分類代碼分別指下一代信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)，電子核心產(chǎn)業(yè)，新興軟件和新型信息技術(shù)服務(wù)，互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)服務(wù)，人工智能[18]。結(jié)合德溫特手工代碼對(duì)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)構(gòu)建二元矩陣，使用Vosviewer軟件繪制產(chǎn)業(yè)-MC二元共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，有利于縱向分析新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部農(nóng)機(jī)相關(guān)技術(shù)分布情況。其中，產(chǎn)業(yè)分類代碼和德文特手工代碼均以節(jié)點(diǎn)表示，連線為兩者間的直接關(guān)聯(lián)關(guān)系，主節(jié)點(diǎn)大小表示農(nóng)機(jī)領(lǐng)域涉及的信息化戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)分布多少，作為次節(jié)點(diǎn)的手工代碼節(jié)點(diǎn)大小直觀反映出相關(guān)應(yīng)用的農(nóng)機(jī)信息化程度，整體揭示具有不同會(huì)聚程度的農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)，會(huì)聚度越高，在產(chǎn)業(yè)內(nèi)的重要性越明顯。

由圖4-a可知，美國農(nóng)機(jī)信息化重要技術(shù)多分布在1.1、1.4、1.5幾個(gè)二級(jí)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類中，其中下一代信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)中的重要技術(shù)涉及“灌溉/施肥/培養(yǎng)、土壤作業(yè)/播種/收割、與車輛類型相關(guān)的農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)相關(guān)細(xì)節(jié)、無線電鏈路”等，互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)服務(wù)則以“哺乳動(dòng)物、動(dòng)物訓(xùn)練、射頻識(shí)別/應(yīng)答器、動(dòng)物服裝”相關(guān)技術(shù)為特點(diǎn)；人工智能與“二維位置或路線、圖像分析、地理信息系統(tǒng)、土壤加工/播種/收割、收割機(jī)器、土壤作業(yè)機(jī)械或工具的其他結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)”等技術(shù)有關(guān)。其中，二維位置或路線、地理信息系統(tǒng)相關(guān)的多個(gè)相同技術(shù)在3個(gè)戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)中均處于重要地位，其技術(shù)融合廣度寬，多個(gè)不同技術(shù)在同一戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)在專利數(shù)量上有絕對(duì)優(yōu)勢，其在該產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)融合程度深，因此 1.1，1.4，1.5 是美國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)中的3個(gè)重要抓手，其中的各項(xiàng)技術(shù)是該國農(nóng)機(jī)信息化的關(guān)鍵技術(shù)。

由圖4-b和圖4-c可知，德、日專利成果布局有所區(qū)別，德國多分布在1.1、1.5，日本多分布在1.5，但分布在不同戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)內(nèi)容都偏向于集中在“二維位置或路線、土壤加工/播種/收割、土壤作業(yè)/播種/收割、土壤作業(yè)機(jī)械或工具的其他結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)”產(chǎn)業(yè)，此外日本的關(guān)鍵技術(shù)還覆蓋“谷物和草、地理信息系統(tǒng)、收割機(jī)器或割草”等，兩者的重要技術(shù)在戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的布局較單一。

由圖4-d可知，中國農(nóng)機(jī)信息化重要技術(shù)多分布在1.1、1.2、1.5等幾個(gè)二級(jí)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類中，其中下一代信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)中的重要技術(shù)涉及“響應(yīng)警報(bào)、供水和管理、住房和圍欄”等，電子核心產(chǎn)業(yè)包含“用于改變植物生長的方法和裝置、電氣照明、恐嚇捕捉或殺害動(dòng)物、無脊椎動(dòng)物”等，人工智能中包含重要技術(shù)與“圖像分析、二維位置或路線、農(nóng)業(yè)或園藝”等有關(guān)。中國較德日2國在幾個(gè)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中分布重點(diǎn)突出，但較他國在分布的均衡性上又有所不足，較少涉及如1.3、1.4產(chǎn)業(yè)。因此，重要產(chǎn)業(yè)需要加強(qiáng)全面布局，弱勢產(chǎn)業(yè)需要深人研究關(guān)鍵核心技術(shù)。

3 研究路徑分析

3.1技術(shù)會(huì)聚視角下農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)特征

由表4可知，美、德、日農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)應(yīng)用集中，專利申請呈現(xiàn)企業(yè)主導(dǎo)型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀。3個(gè)國家農(nóng)機(jī)信息化的技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)集中、技術(shù)性特征明顯，重要技術(shù)圍繞二維位置或路線、土壤作業(yè)進(jìn)行研究，兩者專利占比反映發(fā)達(dá)國家的農(nóng)業(yè)導(dǎo)航機(jī)械設(shè)備的技術(shù)成熟度，充分體現(xiàn)了人工智能與物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用。同時(shí)，3國的農(nóng)機(jī)信息化主體皆是以企業(yè)為主，總體體現(xiàn)出專業(yè)化、精準(zhǔn)化、企業(yè)化的特征，著力于以農(nóng)機(jī)裝備與信息化融合推進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

我國農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)應(yīng)用廣泛，專利申請呈現(xiàn)科研主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)覆蓋的農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀。國內(nèi)的農(nóng)機(jī)信息化涉及較多技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)覆蓋面廣，其中關(guān)于下一代信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的重要信息化技術(shù)圍繞響應(yīng)警報(bào)技術(shù)與農(nóng)機(jī)設(shè)備開展融合，協(xié)助物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)度和管理；關(guān)于電子核心產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)圍繞改變植物生長的方法和裝置技術(shù)開展融合，通過提供集成式高精度電子元件和先進(jìn)的控制系統(tǒng)感知農(nóng)田環(huán)境、作物生長狀況以及機(jī)械自身狀態(tài)，為農(nóng)機(jī)提供智能化、自動(dòng)化的功能；關(guān)于人工智能的重要技術(shù)圍繞圖像分析技術(shù)開展融合，用于農(nóng)作物的病蟲害識(shí)別、生長狀態(tài)監(jiān)測等。相關(guān)專利申請主體以研究型高校為主，雖然涉及田間作業(yè)、作物運(yùn)輸與加工、環(huán)境監(jiān)測等多個(gè)環(huán)節(jié)，但科研深耕度不夠，仍處于技術(shù)探索階段，科研與市場的協(xié)同作用失衡明顯，總體呈現(xiàn)出我國成果轉(zhuǎn)化率低、結(jié)構(gòu)多元的農(nóng)業(yè)作業(yè)技術(shù)特點(diǎn)。

3.2技術(shù)發(fā)展路徑

通過對(duì)專利布局現(xiàn)狀進(jìn)行分析，針對(duì)信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械的融合與生產(chǎn)應(yīng)用，我國與發(fā)達(dá)國家之間對(duì)功能性機(jī)械的使用基本相似，但在技術(shù)內(nèi)容中存在明顯的區(qū)別和差距，發(fā)達(dá)國家在技術(shù)成熟度方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)換，且產(chǎn)業(yè)規(guī)劃目標(biāo)清晰，而我國在技術(shù)科研中仍處于由簡到繁量變積累的追趕狀態(tài)，技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)分散。基于上述技術(shù)特征差異及目前會(huì)聚模式的分析，本研究提出“科研機(jī)構(gòu)持續(xù)發(fā)力 + 企業(yè)推廣 + 政府導(dǎo)向”的發(fā)展路徑，以三者間的相互作用協(xié)同推進(jìn)農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)結(jié)構(gòu)升級(jí)和調(diào)整（圖5）。

3.2.1科研機(jī)構(gòu)發(fā)力，引領(lǐng)科技對(duì)申請主體、德溫特分類代碼與手工代碼等多維度進(jìn)行測度和會(huì)聚研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)機(jī)與信息化技術(shù)的發(fā)展需要有科研機(jī)構(gòu)的持續(xù)發(fā)力，促進(jìn)跨領(lǐng)域技術(shù)的融合，加強(qiáng)核心技術(shù)的研發(fā)與集成?？蒲袡C(jī)構(gòu)作為技術(shù)研發(fā)方，立足核心技術(shù)，要根據(jù)市場需求，從現(xiàn)實(shí)和前瞻2個(gè)角度出發(fā)，進(jìn)行中長線的技術(shù)研發(fā)。一方面，除了聚焦持續(xù)提升農(nóng)機(jī)裝備與下一代信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)、電子核心產(chǎn)業(yè)和人工智能3個(gè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)融合外，還應(yīng)攻關(guān)新的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)方向的深度融合，如互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)服務(wù)等，推進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展；且針對(duì)我國農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)領(lǐng)域相對(duì)分散的特征，雖然技術(shù)結(jié)構(gòu)多元，但對(duì)于復(fù)合型農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)與應(yīng)用明顯不足，因此除完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系外，還亟需加大對(duì)此類復(fù)合型設(shè)施農(nóng)機(jī)的科研深耕度；另一方面，持續(xù)關(guān)注在聚類網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出較高點(diǎn)度中心度的農(nóng)畜管理及其醫(yī)療護(hù)理機(jī)械（以P14動(dòng)物管理與護(hù)理、S05電氣醫(yī)療設(shè)備為突出代表）、作物培育及其數(shù)字安全檢測與信號(hào)報(bào)警機(jī)械（以P11土壤耕作、種植、W01電話和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為代表）作業(yè)牽引機(jī)械（以TO6－B01A二維位置或路線、Q17車輛結(jié)構(gòu)、配件、推進(jìn)裝置、Q42水利工程、土壤遷移和污水處理為例）產(chǎn)品加工與處理機(jī)械（如JO1固體分離、D13其他食品和處理），促進(jìn)不同二級(jí)子產(chǎn)業(yè)間的技術(shù)交流和應(yīng)用，發(fā)展和應(yīng)用與TO1－J07D3A地理信息系統(tǒng)、P42噴灑、霧化、T01-J07D1車載微處理器系統(tǒng)等體現(xiàn)農(nóng)業(yè)集成化、數(shù)字化、精準(zhǔn)化的相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械;此外，科研機(jī)構(gòu)還應(yīng)提高技術(shù)創(chuàng)新的專注度和深度，通過加強(qiáng)與外部企業(yè)、研究型高校的合作，形成產(chǎn)學(xué)研一體化的創(chuàng)新模式。

3.2.2企業(yè)助力，轉(zhuǎn)化成果分析申請主體和國內(nèi)外專利布局現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，他國以企業(yè)為主體的研發(fā)形式在將科研運(yùn)用到解決農(nóng)機(jī)實(shí)際問題和提升企業(yè)競爭力中有明顯優(yōu)勢，我國的研發(fā)主體在于高校，與科研和市場存在斷層，因此高校科研與市場需求間的協(xié)同鏈接不容忽視。作為技術(shù)實(shí)施方，其一，企業(yè)應(yīng)發(fā)揮其鏈接作用，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)，按實(shí)際需求開發(fā)和推廣信息化農(nóng)機(jī)裝備，定位區(qū)域的農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)并正確把握科研的技術(shù)發(fā)力點(diǎn)，如丘陵山區(qū)所需的智能、復(fù)式農(nóng)業(yè)機(jī)具；同時(shí)持續(xù)關(guān)注與地理信息系統(tǒng)、警報(bào)技術(shù)、導(dǎo)航控制等表征出具有精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢的相關(guān)技術(shù)，不斷拓展農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域；其二，對(duì)比發(fā)達(dá)國家的強(qiáng)戰(zhàn)略布局能力，國內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新主體以高校為主，且僅一家企業(yè)獨(dú)秀，技術(shù)成果轉(zhuǎn)化率不明顯，難以形成國內(nèi)專利保護(hù)網(wǎng)，因此亟需借鑒經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本土農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)中的實(shí)際問題，以增強(qiáng)高校與企業(yè)之間合作的方式，提升技術(shù)成果的市場轉(zhuǎn)化率和專利保護(hù)，將技術(shù)發(fā)展落實(shí)到市場與應(yīng)用中，形成具有競爭力的專利保護(hù)網(wǎng)。

3.2.3政府導(dǎo)向，健全制度從我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢來看，政府應(yīng)根據(jù)農(nóng)機(jī)信息化發(fā)展現(xiàn)狀，制定相應(yīng)的發(fā)展策略，推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)中信息化機(jī)械裝備重要技術(shù)朝著管理專業(yè)、控制精準(zhǔn)的方向發(fā)展，鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開發(fā)響應(yīng)警報(bào)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)與農(nóng)機(jī)設(shè)備的融合創(chuàng)新，以及基于圖像分析技術(shù)的人工智能應(yīng)用；同時(shí)政府也需要通過政策引導(dǎo)和資金支持，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律法規(guī)建設(shè)，實(shí)時(shí)追蹤政策實(shí)施效果、引領(lǐng)和鼓勵(lì)企業(yè)重視專利投入，致力于提高農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)品的市場占有率、核心技術(shù)把握度以及國內(nèi)外市場的競爭力，明確專利布局的目標(biāo)。

4結(jié)論

現(xiàn)階段，我國農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出積極的態(tài)勢且已經(jīng)初具規(guī)模，專利申請數(shù)量的持續(xù)上升表明行業(yè)對(duì)農(nóng)機(jī)與信息化技術(shù)融合的重視程度。然而，國內(nèi)外專利申請的技術(shù)內(nèi)容及主體仍存在差異，國內(nèi)以高校為主導(dǎo)的研發(fā)體系與國外以企業(yè)為主導(dǎo)的研發(fā)體系在技術(shù)方向上也存在明顯區(qū)分。因此，我國在農(nóng)機(jī)信息化發(fā)展過程中，需要充分發(fā)揮科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新中的作用，同時(shí)加強(qiáng)政府的引導(dǎo)和支持。不僅要關(guān)注現(xiàn)有的重要技術(shù)，還要注重不同主體間的聯(lián)動(dòng)創(chuàng)新，不斷完善戰(zhàn)略布局，提高農(nóng)機(jī)與信息化技術(shù)的會(huì)聚質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)農(nóng)以及加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的目標(biāo)。

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