馮帆

摘要：在介紹農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，論述自動化技術(shù)在各類農(nóng)業(yè)機械中的應用現(xiàn)狀，分析農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展的制約因素，為農(nóng)業(yè)機械的自動化及智能化發(fā)展提供有益參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；自動化技術(shù)；精準農(nóng)業(yè)；智能化

中圖分類號：S126 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）03-0043-02

農(nóng)業(yè)機械自動化是指將控制論、系統(tǒng)工程、計算機技術(shù)、電子學、液壓氣壓技術(shù)等廣泛應用到農(nóng)業(yè)機械設計上，使農(nóng)業(yè)機械可以完全不依靠人工操作而獨立地完成田間作業(yè)任務。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)進步和現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，就目前農(nóng)業(yè)機械發(fā)展方向來看，自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上的應用是未來農(nóng)業(yè)機械設計核心趨勢，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化高速發(fā)展過程中起著不可替代的作用。農(nóng)業(yè)機械自動化不僅能大大提高勞動生產(chǎn)效率、減輕勞動強度、改善勞動舒適性，還能解決農(nóng)村勞動力短缺問題。現(xiàn)今，各國都在大力開展農(nóng)業(yè)機械自動化研究，許多成果已經(jīng)達到實用化階段。

1 農(nóng)業(yè)機械自動化的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國外農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展迅速，自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上的應用已經(jīng)相當普遍，使比較尖端的GPS、激光、遙感等技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械完美結(jié)合，促使農(nóng)業(yè)機械達到高精尖水平。隨著我國農(nóng)業(yè)機械化整體水平的大幅提高，自動化控制技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械相結(jié)合是大勢所趨，近年來取得了一定進步，但由于歷史、觀念和技術(shù)等多方面原因，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械與發(fā)達國家相比仍存在很大差距。隨著自動化技術(shù)的深入研究和推廣，自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上的應用越來越受到重視。我國農(nóng)業(yè)機械自動化處于初級階段，需要各方面科技人員共同努力，學習和汲取國外相關(guān)新技術(shù)，是我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展核心趨勢。

在我國農(nóng)業(yè)發(fā)達地區(qū)，通過吸收和引進農(nóng)業(yè)機械自動化先進經(jīng)驗與應用情況，同時汲取國外先進經(jīng)驗、技術(shù)，使我國農(nóng)業(yè)機械的自動化裝置得到了補充和發(fā)展。目前，部分裝置自動化的農(nóng)業(yè)機械在我國農(nóng)村地區(qū)尤其是農(nóng)業(yè)發(fā)達地區(qū)得到了廣泛應用，而全自動農(nóng)業(yè)機械和農(nóng)業(yè)機器人還處在試驗階段，受成本和技術(shù)因素制約，無法進行廣泛推廣。

2 農(nóng)業(yè)機械自動化的應用

2.1 農(nóng)用機械中部分自動化技術(shù)的應用

我國農(nóng)業(yè)機械自動化成果已經(jīng)達到實用化階段，部分自動化技術(shù)應用已很普遍。例如：水稻插秧機的轉(zhuǎn)彎自動減速和機體水平控制裝置都是自動化與農(nóng)業(yè)機械的結(jié)合；在聯(lián)合收割機中，自動化應用更加明顯，如自動控制割茬高度的裝置，自動控制脫粒機的喂入量裝置，根據(jù)農(nóng)作物生長情況自動調(diào)節(jié)行進速度的裝置等；谷物干燥機是可以不受外界條件干擾、能自動維持熱風溫度的裝置，在停電或干燥機過熱的情況下，能夠自動切斷燃料供給。此外，很多農(nóng)業(yè)機械都應用自動控制技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)機械作業(yè)性能和操作性能。部分自動化控制技術(shù)促進了農(nóng)業(yè)機械水平的大幅提高，對農(nóng)業(yè)機械向高精尖發(fā)展起到了推動作用。

2.2 精準農(nóng)業(yè)中自動化技術(shù)的應用

精準農(nóng)業(yè)以信息技術(shù)為支撐，根據(jù)空間變異，定位、定時、定量實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理。精準農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)自動化向智能化發(fā)展的產(chǎn)物，不過分強調(diào)高產(chǎn)，主要強調(diào)效益，將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代，有助于我國農(nóng)業(yè)資源的高效利用和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護，是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的有效途徑。而在農(nóng)業(yè)機械設計中，廣泛引用微電子監(jiān)控技術(shù)并趨向智能化，可推動精準農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。

目前自動化技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應用越來越廣泛，例如：在拖拉機上安裝GPS導航電液控制，可以實現(xiàn)自動駕駛，提高拖拉機行走精度和行走速度，農(nóng)民可以不受天氣和時間的控制隨時在田間進行作業(yè)，提高作業(yè)效率，減輕駕駛的勞動強度；在作物自動管理系統(tǒng)中應用計算機技術(shù)，根據(jù)農(nóng)作物生長特點綜合分析各方面因素影響，制定可以獲得最佳經(jīng)濟效益的管理方案；溫室大棚自動化控制系統(tǒng)包括溫濕度控制和噴滴灌控制，通過各種傳感器反饋溫室大棚中的溫濕度、土壤水分等數(shù)據(jù)，并發(fā)出控制信號控制通風系統(tǒng)和噴滴灌設備啟動或停止。

自動控制在精準農(nóng)業(yè)中的應用已經(jīng)取得了很大進步，但依然存在一些技術(shù)難題，應進一步加強、加快該領域的研究與應用。

2.3 農(nóng)業(yè)機器人中自動化技術(shù)的應用

農(nóng)機多年的發(fā)展經(jīng)驗表明，智能化、自動化作業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著我國科學技術(shù)突飛猛進發(fā)展，人工智能、計算機視覺等技術(shù)逐漸應用到農(nóng)業(yè)機械中。農(nóng)業(yè)機器人是農(nóng)業(yè)機電一體化與農(nóng)業(yè)裝備融合的產(chǎn)物，改變了傳統(tǒng)的勞動方式和作業(yè)模式，減輕了農(nóng)民的勞動強度，改善了操作者的舒適性和安全性，大大促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

在農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)及應用方面，我國已經(jīng)取得顯著進步，研發(fā)出采摘機器人、嫁接機器人、除草機器人、分檢機器人、施肥機器人、噴藥機器人等。相信在不久的將來，農(nóng)用機器人一定會在農(nóng)用生產(chǎn)中發(fā)揮更大作用。

3 農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展過程中存在的問題

一是農(nóng)業(yè)機械制造裝備水平低。同發(fā)達國家相比，我國農(nóng)機制造水平不高，先進農(nóng)機工業(yè)裝備少，高水平加工能力不足，生產(chǎn)靈活輕便、工藝精湛的農(nóng)業(yè)機械存在一定困難，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)機械化和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展極不適應。因此，加大技術(shù)改造投入，用現(xiàn)代制造技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)機制造業(yè)，提高農(nóng)機制造裝備水平迫在眉睫。

二是研制自動化農(nóng)業(yè)機械的動力不足。大型農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)、科研院所和大專院校存在支持資金有限、分散、力度弱等問題，設計自動化程度較高的農(nóng)業(yè)機械存在很大困難。國家應加大重點農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)中心建設資金投入，用于提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力、調(diào)整農(nóng)機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加快新產(chǎn)品研發(fā)。

三是自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應用不成熟。受制于我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平及相關(guān)科學技術(shù)，我國農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展還不成熟，例如精準農(nóng)業(yè)中的全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、傳感器及檢測系統(tǒng)和變量執(zhí)行設備的技術(shù)水平偏低，加之農(nóng)業(yè)機械作業(yè)環(huán)境特殊，導致農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展緩慢。

四是大型自動化農(nóng)業(yè)機械推廣難度大。和其他國家相比，我國的農(nóng)機大戶總數(shù)遠遠未達到發(fā)達國家水平，示范戶少之又少，規(guī)模小，且機械價格昂貴，不利于大型自動化農(nóng)業(yè)機械的示范與推廣，制約農(nóng)業(yè)機械自動化的快速發(fā)展。

4 結(jié)語

近年來，自動化在農(nóng)業(yè)機械上的應用越來越廣泛，技術(shù)水平也有了大幅提高。從應用情況上來看，精準農(nóng)業(yè)越來越受到重視，人工智能將是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點。雖然面臨很多困難和挑戰(zhàn)，但唯有認清發(fā)展制約因素，才能突破瓶頸，在農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展的道路上取得巨大進步。