文/本刊記者 楊秋意
農(nóng)機博覽會現(xiàn)場(資料圖)
策劃語:
智能農(nóng)機裝備是集復雜農(nóng)業(yè)機械、智能感知、智能決策、智能控制、大數(shù)據(jù)、云平臺、物聯(lián)網(wǎng)等技術為一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備,通過對傳感器收集的各種信號進行邏輯運算、傳導、傳遞、進而在動態(tài)作業(yè)環(huán)境下發(fā)出適宜指令驅(qū)動農(nóng)業(yè)機械來完成正確的動作,實現(xiàn)工作效率化、作業(yè)標準化、人機交互人性化、操作傻瓜化、自主、高效、安全、可靠地完成農(nóng)業(yè)作業(yè)任務,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
在農(nóng)業(yè)智能裝備方面,我國已成功地將現(xiàn)代電子技術、控制技術、傳感器技術、農(nóng)機工程裝備技術集成應用于精準農(nóng)業(yè)智能裝備中。另外,結合多種作物農(nóng)業(yè)耕種要求,還開發(fā)了種肥同步施用的系列變量播種施肥機械裝備,如小麥免耕變量播種施肥機、玉米免耕變量播種施肥機、大豆精準變量播種施肥機、果園對靶噴藥機等,該系列裝備已達到了國際先進水平。在智能農(nóng)機發(fā)展進程中,國內(nèi)各大型企業(yè)在智能農(nóng)機研發(fā)實踐中發(fā)揮了使命擔當。
2020 年全國兩會期間,習近平總書記講了一個“金扁擔”的故事。當年,農(nóng)民們談起在吃飽吃好的基礎上,境界更高的愿望時說,將來上山干活就挑著金扁擔?!斑@個‘金扁擔’,我就理解為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。”習近平總書記說。地球之大,農(nóng)為邦本,在當今信息化智能時代,誰在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化上領跑,誰就擁有了金扁擔,可以衣食無憂。
20 世紀90 年代中期,美國最先將衛(wèi)星導航系統(tǒng)安裝在農(nóng)業(yè)機械上,從而開啟了農(nóng)業(yè)機械高科技、高性能、智能化的先河。隨后,德國政府大力投資農(nóng)業(yè)技術,并由大型企業(yè)牽頭發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),通過農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的大力建設為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了海量的基礎數(shù)據(jù),通過傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與機械制造的結合大大提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化水平。法國的聯(lián)合收獲機產(chǎn)量圖生成及質(zhì)量測定、施肥機械和植保機械利用GPS 和GIS 系統(tǒng)進行變量作業(yè)等成果突出。日本已有一半以上的農(nóng)戶選擇使用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術,不僅大幅提高了農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率與流通效率,還有效解決了農(nóng)業(yè)勞動人口老齡化和農(nóng)業(yè)勞動力不足的問題。
近年來,全球農(nóng)機產(chǎn)業(yè)發(fā)展維持在900 億-1000 億歐元左右,歐洲、美洲和亞洲的產(chǎn)業(yè)約占全球95%左右。農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品呈現(xiàn)智能化、精準化、高效化、大型化、節(jié)能化、服務化趨勢,技術上不斷融合液壓與電信、傳感與控制、環(huán)境與生物等高新技術成果,進入了“智慧化”高技術提升應用水平的階段。智能農(nóng)機裝備產(chǎn)業(yè)國際競爭激烈,產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高,競爭形式由技術主導向技術引導、資本主導轉變,歐、美、日等國家跨國企業(yè)以領先的技術優(yōu)勢占據(jù)產(chǎn)業(yè)價值鏈的高端,并通過強大的商業(yè)資本實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)整合,推動全產(chǎn)業(yè)鏈和跨國發(fā)展,企業(yè)競爭成為國家競爭的主要表現(xiàn)。約翰迪爾、凱斯紐荷蘭、愛科等歐美農(nóng)機企業(yè)在全球農(nóng)機產(chǎn)業(yè)中占據(jù)主導地位,久保田、洋馬等日、韓企業(yè)在中小型農(nóng)機裝備方面占據(jù)領先地位。
我國是智能農(nóng)機裝備制造和使用大國。近年來,我國智能農(nóng)機裝備技術和產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,突破了一批數(shù)控、精量、自動等基礎和關鍵技術,開發(fā)了多功能作業(yè)、大馬力拖拉機、定位變量作業(yè)和健康養(yǎng)殖、設施園藝等智能裝備,形成了從研發(fā)、制造、質(zhì)量監(jiān)督、流通銷售到應用推廣的產(chǎn)業(yè)體系,以及上中下游、大中小企業(yè)、高中低端協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。根據(jù)中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2019 年,我國農(nóng)機裝備市場規(guī)模約占全球27.4%,1900 家左右規(guī)模以上企業(yè)主營業(yè)務收入為2465 億元,具備4000 多種農(nóng)機產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)能力,年生產(chǎn)主要農(nóng)機產(chǎn)品50 多萬臺,保有量超過8000 多萬臺(套),農(nóng)機總動力超過10 億千瓦,滿足國內(nèi)90%以上的市場需求。
從發(fā)達國家歷程看,農(nóng)業(yè)裝備科技的發(fā)展有其縱向的歷史規(guī)律,即由機械技術到與機械與各種高新技術不斷融合的歷史過程,我國也不例外。農(nóng)業(yè)裝備科技的發(fā)展亦具有時代性,即與發(fā)展所處時期先進技術的不斷融合與演進。
由中國一拖、中科院計算所洛陽分所等單位聯(lián)合發(fā)起成立的國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心,研制出“超級拖拉機I號”的拖拉機,這是我國自主創(chuàng)新研發(fā)的真正意義上的第三代農(nóng)機。
農(nóng)業(yè)機械化和農(nóng)機裝備是轉變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、提高農(nóng)村生產(chǎn)力的重要基礎,是實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐?!笆濉逼陂g,科技部圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對高端技術和市場重大產(chǎn)品的緊迫需求,設置了國家重點研發(fā)計劃“智能農(nóng)機裝備”重點專項,旨在突破信息感知、決策智控、試驗檢測等農(nóng)機行業(yè)關鍵共性技術與重大產(chǎn)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(fā)大型與專用拖拉機、田間作業(yè)及收獲等主導產(chǎn)品智能技術,建立農(nóng)業(yè)智能化裝備技術體系,創(chuàng)制丘陵山區(qū)、設施生產(chǎn)及農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地處理等作業(yè)裝備,支撐全程機械化發(fā)展,為中國農(nóng)機裝備“走出去”提供科技支撐。
坐落在河南省洛陽市伊濱區(qū)兩座新穎別致的現(xiàn)代建筑里,由中國一拖、中科院計算所洛陽分所等單位聯(lián)合發(fā)起成立的國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心,研制出“超級拖拉機I 號”的拖拉機,這是我國自主創(chuàng)新研發(fā)的真正意義上的第三代農(nóng)機。
建設國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心是“制造強國”戰(zhàn)略的具體舉措事宜,國家級制造業(yè)創(chuàng)新中心位居《中國制造2025》五大工程之首。截至2020 年,我國圍繞《中國制造2025》重點領域重點形成15 家左右制造業(yè)創(chuàng)新中心。河南省依托農(nóng)機裝備的產(chǎn)業(yè)基礎和中國科學院及清華大學等科技創(chuàng)新力量的幫助,成功建成農(nóng)業(yè)機械裝備領域的國家級制造業(yè)創(chuàng)新中心,承擔解決農(nóng)機領域低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、高端產(chǎn)品原始創(chuàng)新能力不足、關鍵零部件依賴進口的問題。
農(nóng)機領域的創(chuàng)新發(fā)展也是國際科技競爭的結果,2016 年以來,世界農(nóng)機強國均開始布局以智能化為主要特征的第三代農(nóng)機技術體系。國際競爭及我國復雜的地形地勢決定了不能再靠簡單引進推動我國農(nóng)機產(chǎn)業(yè)發(fā)展,必須因地制宜構建自主可控的農(nóng)機創(chuàng)新體系,充分利用國家戰(zhàn)略契機,實現(xiàn)農(nóng)機制造技術和裝備水平提升。
目前,國家農(nóng)機裝備創(chuàng)新中心這一平臺已經(jīng)聚集了多家中國科學院內(nèi)農(nóng)機相關技術研究單位、7 所高校和30 余家企業(yè),形成上中下游合作創(chuàng)新的科學布局。依托自主核心器件研制的第三代智能農(nóng)機“超級拖拉機I 號”,能夠在耕地、平地、覆膜、播種等作業(yè)過程中實現(xiàn)全程的自動作業(yè),通過衛(wèi)星定位導航,拖拉機可按預設路徑自動巡航、勻速前進、精準播種。不僅可節(jié)省人力、提高效率,還能改變粗放的播種方式,覆膜、播種橫平豎直,作業(yè)偏差小,提高了土地、種子、化肥的利用率。比如在實施的萬畝級農(nóng)機示范基地,只需要三四個人指揮近20 臺智能農(nóng)機,就能完成全部的耕地、播種、灑水、打藥等作業(yè)。設定好時間和路線,它們甚至可以半夜“加班”,24 小時無休。
第三代超級拖拉機
2021 年是我國“十四五”規(guī)劃的開局之年,規(guī)劃中提出,要深入實施制造強國戰(zhàn)略,堅持自主可控、安全高效,推進產(chǎn)業(yè)基礎高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化,保持制造業(yè)比重基本穩(wěn)定,增強制造業(yè)競爭優(yōu)勢,推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。在農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)核心競爭力方面提出,要開發(fā)智能大馬力拖拉機、精量(免耕)播種機、噴桿噴霧機、開溝施肥機、高效聯(lián)合收割機、果蔬采收機、甘蔗收獲機、采棉機等先進適用農(nóng)業(yè)機械,發(fā)展丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效專用農(nóng)機??梢娢磥碇悄苻r(nóng)機更接地氣,更實用。
開發(fā)智能型大馬力拖拉機是發(fā)展的方向和要求。中國農(nóng)機老牌國企悅達農(nóng)裝始終肩負著促進農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的使命,是我國直聯(lián)式全齒輪傳動輪式拖拉機品種最全、譜系最寬的企業(yè)之一。根據(jù)國家規(guī)劃,提出自己的“一大一小一水一電”產(chǎn)品布局戰(zhàn)略。在大馬力拖拉機方面,經(jīng)過三年多的努力,已經(jīng)完成了從132 到197 千瓦拖拉機的產(chǎn)品規(guī)劃的生產(chǎn)和銷售。該公司研發(fā)的“黃海金馬”200-260 系列重型智能拖拉機產(chǎn)品造型美觀、結構緊湊、功能齊全、動力性能好,且具有牽引力大、爬坡力強、轉向靈活、操作輕便、保養(yǎng)方便等特點,最為顯著的亮點便是實現(xiàn)了智能化和自動化。給農(nóng)機裝上了大腦,得益于悅達農(nóng)裝提出“雙智能”規(guī)劃。加快“雙智能”改造升級進程,引領農(nóng)機產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展?!半p智能”發(fā)展規(guī)劃在大馬力拖拉機FPS-全動力換擋、CVT-無級變速、無人駕駛技術和CAN 總線技術等方面實現(xiàn)技術突破。產(chǎn)品配備了北斗衛(wèi)星信號導航系統(tǒng),能夠準確定位行駛路線,實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)無人自動駕駛,這是高端智能農(nóng)機裝備邁出的重要一步。
中聯(lián)農(nóng)業(yè)機械股份有限公司在拖拉機研發(fā)方面的技術優(yōu)勢,比如18.5-222 千瓦、傳動覆蓋機械換擋、嚙合套換擋、動力換擋拖拉機產(chǎn)品技術,其中,2015 年完成開發(fā)的48-193 千瓦歐洲平臺的拖拉機整體性能及智能化達到國際水平,排放達到歐Ⅳ標準;RK604、RK704、RM804、RM904 型輪式水田拖拉機產(chǎn)品,在作業(yè)動力性能、防沉陷、通過性、產(chǎn)品關鍵部位采防水、防塵及密封防腐和輕量化工作方面積累了大量的數(shù)據(jù)和設計經(jīng)驗;52 千瓦履帶式水田拖拉機,從結構上解決傳統(tǒng)拖拉機深泥腳作業(yè)易漏油、操縱卡滯現(xiàn)象,且行走系統(tǒng)采用雙靜液壓無極變速裝置(HST)。
在智能化開發(fā)方面,自主研發(fā)的農(nóng)機自動駕駛與輔助視覺導航系統(tǒng),可實現(xiàn)拖拉機按照預定路徑進行自動行進、自動對行、自動避障、定量播種等精準作業(yè)。同時,產(chǎn)品搭載智能物聯(lián)網(wǎng)終端,通過公司農(nóng)機遠程物聯(lián)網(wǎng)服務平臺,與用戶手機應用端進行連接,實現(xiàn)服務點位置智能推送、故障告警及大數(shù)據(jù)挖掘、安全防護等功能,并可在后臺監(jiān)測農(nóng)機作業(yè)時的各項關鍵參數(shù),將數(shù)據(jù)分析匯總,實現(xiàn)智能故障預判,還可實現(xiàn)運行軌跡跟蹤查詢、計畝等功能,為用戶提供更智能、更精準、更便捷的機械化生產(chǎn)解決方案。
四川川龍拖拉機制造有限公司通過高通過性、高穩(wěn)定性和高山地適應性丘陵山地拖拉機的開發(fā),進一步探索丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)作業(yè)的特殊性,通過試驗驗證,確保技術可行性,為今后丘陵山地拖拉機的創(chuàng)新發(fā)展奠定基礎,提供可參考實例;對丘陵山地拖拉機與農(nóng)機具的實際使用進行深入的研究,對丘陵山地拖拉機、自走式作業(yè)機械底盤及行走裝置的結構、姿態(tài)調(diào)整、四輪轉向、姿態(tài)調(diào)整控制策略設計等方面奠定了研究思路與設計制造基礎;為丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)機械化的提高提供支撐,為丘陵山地拖拉機與農(nóng)業(yè)機械設計、制造、使用的技術進步起到有效的推動作用。
智能監(jiān)控與無人機結合農(nóng)耕進入管理新時代(資料圖)
2021 年1 月6 日,濰柴集團宣布正式完成對雷沃重工的戰(zhàn)略重組。在濰柴重組雷沃之后,科技創(chuàng)新能力和生產(chǎn)制造能力得到了大幅度提升,為繼續(xù)保持技術和產(chǎn)品國內(nèi)領先創(chuàng)造了良好的條件,具有明顯的發(fā)展優(yōu)勢和廣泛的行業(yè)影響力。依托濰柴集團液壓、電控、動力總成核心技術優(yōu)勢,濰柴雷沃重工的產(chǎn)品和技術得到了升級,創(chuàng)造了新的增長動能。2021 年上半年農(nóng)業(yè)裝備銷量同比增長44%,營業(yè)收入同比增長49%,取得了讓同行業(yè)矚目的經(jīng)濟效益。以濰柴雷沃重工為核心,通過廣泛整合行業(yè)資源,打造新型高端農(nóng)機裝備產(chǎn)業(yè)集群,打造現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)發(fā)展新生態(tài),已經(jīng)形成了包含研發(fā)、采購、制造、質(zhì)量、營銷、服務等各環(huán)節(jié)在內(nèi)、行業(yè)一流的生態(tài)價值體系,帶動產(chǎn)業(yè)轉型升級面向“十四五”,濰柴雷沃重工將開啟未來十年向千億級龍頭企業(yè)邁進的新征程,致力于為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供智能科技整體解決方案。公司將繼續(xù)以科技引領創(chuàng)新,依托CVT 無級變速技術、動力換擋技術、智能化控制技術等核心技術,實現(xiàn)拖拉機產(chǎn)品向高端、重型、智能化全面升級。面向大型谷物聯(lián)合收獲機高端需求和未來戰(zhàn)略需求,突破222 千瓦以上5-6 級15 千克大喂入產(chǎn)品;面向歐美和中國高端市場產(chǎn)品需求,重點拓展播種機械和牧草機械的核心技術產(chǎn)品。聚焦高端農(nóng)業(yè)裝備,聚力打造世界一流的農(nóng)業(yè)裝備集團,2025 年前總營業(yè)收入實現(xiàn)500 億元,進入全球前五位;2030 年前實現(xiàn)營業(yè)收入1000 億元,進入全球行業(yè)前三位。
從我國第一代引進蘇聯(lián)的履帶式農(nóng)機體系和第二代意大利中大馬力輪式農(nóng)機體系,到自主創(chuàng)新研制第三代超級拖拉機、新能源動力拖拉機、農(nóng)機控制芯片、農(nóng)機大數(shù)據(jù)平臺等一批科技創(chuàng)新成果,我們看到一個國家的強盛,企業(yè)的責任擔當,中國農(nóng)業(yè),未來可期!