文/本刊記者 楊平
目前,我國農(nóng)作物耕、種、收綜合機械化率超過67%,其中主要糧食作物耕種收綜合機械化率超過80%。
時任農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械化管理司副司長李安寧在2019 年中國農(nóng)業(yè)機械化展望大會上說,當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已從主要依靠人力畜力轉(zhuǎn)向主要依靠機械動力的新階段,農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展也進入了新時期。農(nóng)機制造水平穩(wěn)步提升,農(nóng)機裝備總量持續(xù)增長,農(nóng)機作業(yè)水平快速提高。機耕、機播、機收、機械植保和機電灌溉作業(yè)面積合計超過63億畝,農(nóng)機化服務(wù)總收入5400 億元。
我國農(nóng)機領(lǐng)域在“黃金十年”間,研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系逐步建立,產(chǎn)品技術(shù)和制造水平不斷提高,技術(shù)創(chuàng)新能力不斷增強,產(chǎn)品基本滿足了國內(nèi)市場需求。但產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時,行業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究薄弱、關(guān)鍵核心技術(shù)存在卡脖子技術(shù)瓶頸、核心部件和高端產(chǎn)品依賴進口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾以及產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新協(xié)同能力不強等問題凸顯。加快發(fā)展智能農(nóng)機裝備,對提升高端農(nóng)機裝備自主供給,縮小與國外主流產(chǎn)品差距,支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展,保障糧食和產(chǎn)業(yè)安全意義重大。因此,“十三五”期間,科技部圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對高端技術(shù)和市場重大產(chǎn)品的緊迫需求,設(shè)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(guān)鍵共性技術(shù)與重大產(chǎn)品智能化核心技術(shù),破解依賴進口、受制于人的技術(shù)瓶頸,開發(fā)大型與專用拖拉機、田間作業(yè)及收獲等主導(dǎo)產(chǎn)品智能技術(shù),建立農(nóng)業(yè)智能化裝備技術(shù)體系,創(chuàng)制丘陵山區(qū)、設(shè)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。
中國一拖集團有限公司是國家“一五”時期156 個重點建設(shè)項目之一,1955 年開工建設(shè),1959 年建成投產(chǎn)。新中國第一臺履帶拖拉機、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(nóng)用運輸車等重大新產(chǎn)品皆在這里誕生。經(jīng)過60 多年的發(fā)展,中國一拖已發(fā)展成了以農(nóng)業(yè)機械制造為核心,動力機械、零部件等協(xié)同發(fā)展的大型裝備制造企業(yè)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(chǎn)品近300 萬臺,為我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展作出了巨大貢獻。
作為行業(yè)龍頭企業(yè),中國一拖及其所屬企業(yè)共參與了“智能農(nóng)機裝備”重點專項中的“新型節(jié)能環(huán)保農(nóng)用發(fā)動機開發(fā)”“智能電動拖拉機開發(fā)”“丘陵山地拖拉機關(guān)鍵技術(shù)研究與整機開發(fā)”“農(nóng)機裝備智能化設(shè)計技術(shù)研究”“農(nóng)機裝備制造過程質(zhì)量檢測技術(shù)研究”“農(nóng)機裝備試驗驗證方法與技術(shù)研究”“基于北斗的農(nóng)機定位與導(dǎo)航技術(shù)裝置研究”“農(nóng)機作業(yè)與運維智能管理技術(shù)系統(tǒng)研究”等8 個項目的研究工作,涉及10 個課題。其中,牽頭承擔(dān)項目1 個,承擔(dān)課題6 個,參與課題4個。參加課題數(shù)量和人數(shù)為企業(yè)前所未有,彰顯了企業(yè)的行業(yè)位勢,對企業(yè)科研團隊建設(shè)和學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)、主營產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)突破、成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用和引導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展等方面起到了積極的促進作用。
產(chǎn)品發(fā)車現(xiàn)場(圖/中國一拖)
中國一拖及其所屬企業(yè)共有232 人作為骨干成員參與了“智能農(nóng)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(shè)備研制等專業(yè)領(lǐng)域。通過課題參與,鍛煉了隊伍,擴大了技術(shù)交流合作,提升了企業(yè)科研人員的理論水平,開闊了視野,培養(yǎng)了一批具有承擔(dān)國家科研課題經(jīng)驗的技術(shù)骨干,為后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)。同時,通過國家科技課題的歷練,也為企業(yè)培養(yǎng)了拖拉機、柴油機等方面的高層次學(xué)術(shù)帶頭人。新型節(jié)能環(huán)保農(nóng)用發(fā)動機開發(fā)項目負責(zé)人趙剡水被專項管理單位中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心聘為本專項總體專家組成員。新型節(jié)能環(huán)保農(nóng)用發(fā)動機開發(fā)項目課題負責(zé)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(guān)鍵技術(shù)研究與整機開發(fā)項目課題骨干董昊2018 年榮獲“第六屆中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會青年科技獎”。新型節(jié)能環(huán)保農(nóng)用發(fā)動機開發(fā)課題骨干游海、基于北斗的農(nóng)機定位與導(dǎo)航技術(shù)裝置研究課題骨干陳松2019 年被洛陽市委命名為“洛陽市第二屆優(yōu)秀科技杰出人才”。2021 年,課題骨干曹六建、胡友耀、賈騰、羅明泉、苗紅波、史金鐘、王夢華、王興偉、韋明慧、吳利謙、楊東山、于碩、張永明、章明、周琨等15 人被中國一拖評為一級專家。
項目實施突破了一批拖拉機、柴油機等農(nóng)機裝備關(guān)鍵核心技術(shù),加快了轉(zhuǎn)化步伐,有力促進了企業(yè)技術(shù)進步和產(chǎn)品升級。
拖拉機自動駕駛技術(shù),“基于北斗的農(nóng)機定位與導(dǎo)航技術(shù)裝置研究”項目成果,成果突破了精準(zhǔn)農(nóng)藝約束下自動駕駛拖拉機整機作業(yè)智能控制、自動駕駛拖拉機精準(zhǔn)路徑規(guī)劃行駛控制、自動駕駛拖拉機安全控制等關(guān)鍵技術(shù),取得了一種無人駕駛拖拉機控制系統(tǒng)及控制方法、一種無人駕駛拖拉機控制系統(tǒng)兩項專利技術(shù)和車輛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(yè)控制系統(tǒng)和農(nóng)具自動控制系統(tǒng),整體技術(shù)達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平,其中地頭軌跡算法、作業(yè)軌跡控制技術(shù)達到了國際先進水平。成果于2020 年12 月通過了鑒定。2019 年,500 臺應(yīng)用本技術(shù)成果的拖拉機服務(wù)于內(nèi)蒙古通遼的50 萬畝甜菜種植作業(yè)。應(yīng)用本技術(shù)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(yè)設(shè)計創(chuàng)新大賽概念組金獎。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,該項技術(shù)的經(jīng)濟性將逐步顯現(xiàn),國內(nèi)外將出現(xiàn)越來越多的“智慧農(nóng)場”,拖拉機、收割機、植保機械等農(nóng)機產(chǎn)品將越來越多地應(yīng)用自動駕駛技術(shù)。
拖拉機動力換檔傳動系在線檢測系統(tǒng),“農(nóng)機裝備制造過程質(zhì)量檢測技術(shù)研究”項目成果。主要針對動力換擋拖拉機檢測設(shè)備缺失問題,通過多傳感檢測和多離合器耦合模式識別、動力換擋離合器電磁閥可變占空比PWM 控制、基于FPGA 現(xiàn)場可編程門陣列模塊和實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的嵌入式控制器構(gòu)建、高效油液透析系統(tǒng)研制、多品種同線生產(chǎn)用戶軟件架構(gòu)研制等關(guān)鍵技術(shù)研究,研制開發(fā)的在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有能量回饋、強化加載、多離合器協(xié)同換擋狀態(tài)參數(shù)檢測、換擋離合器故障智能診斷等功能,可檢測動態(tài)扭矩、工作轉(zhuǎn)速、帶載壓力、實時流量等參數(shù),主要用于250 千瓦以下拖拉機動力換擋傳動系功能檢測,保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量。該系統(tǒng)已在LF2204、LF1504、LF904 等機型上實現(xiàn)了應(yīng)用。成果于2020 年12 月通過了鑒定。動力換擋、無級變速拖拉機是今后產(chǎn)品發(fā)展方向,成果為我國拖拉機產(chǎn)品關(guān)鍵部件制造過程質(zhì)量監(jiān)控提供了裝備支撐,有利于形成國內(nèi)農(nóng)機裝備完整的設(shè)計制造、試驗檢測和質(zhì)量評價體系,實現(xiàn)我國農(nóng)機裝備的精益制造,縮小與國外主流產(chǎn)品差距。
非道路重型柴油機(圖/中國一拖)
YTN5-U4、YTN5-EU4 節(jié)能環(huán)保柴油機,“新型節(jié)能環(huán)保農(nóng)用發(fā)動機開發(fā)”項目成果,主要針對國產(chǎn)農(nóng)用柴油機整機強化、可靠性、排放、油耗、噪聲等方面與發(fā)達國家的差距以及作業(yè)環(huán)境復(fù)雜、用途多樣化、低速大扭矩等工況特點,集成研制的新一代節(jié)能環(huán)保中功率柴油機。已取得專利技術(shù)15 項。成果在動力性、經(jīng)濟性、環(huán)保性、NVH、耐久性等方面達到國際先進水平,對于提高行業(yè)的整體技術(shù)水平以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化具有明顯促進作用。因國內(nèi)相關(guān)排放法規(guī)將于2022 年12 月實施,成果尚處于技術(shù)儲備階段。
“基于‘十三五’智能農(nóng)機裝備重點專項的政策引導(dǎo),中國一拖企業(yè)‘十四五’產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃已完成制定并開始實施。發(fā)展高效、低排、智能農(nóng)機裝備,更好服務(wù)于智慧農(nóng)業(yè)是企業(yè)‘十四五’產(chǎn)品規(guī)劃的主線,智能化貫穿于拖拉機、柴油機、收獲機、農(nóng)機具等企業(yè)主營產(chǎn)品中。規(guī)劃將通過企業(yè)年度新產(chǎn)品研發(fā)計劃加以實施。同時,隨著農(nóng)機行業(yè)‘十四五’發(fā)展規(guī)劃的發(fā)布和母公司對農(nóng)機板塊發(fā)展的相關(guān)要求,該規(guī)劃將在實施中不斷補充和完善?!敝袊煌鲜紫瘜<疑烫短K對記者說道。
2021 年7 月中國機械工業(yè)集團有限公司在江蘇泰州召開了農(nóng)機板塊高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略研討會,會上集團黨委常委、副總經(jīng)理丁宏祥強調(diào),農(nóng)機板塊是集團總體戰(zhàn)略的重要組成部分,“十四五”期間要更好地發(fā)揮作用。要堅持走高質(zhì)量發(fā)展之路,強化戰(zhàn)略研究能力,加強對行業(yè)政策、新技術(shù)、新模式等方面的研判,加大在關(guān)鍵核心技術(shù)、智能化、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)等方面的投入,推動業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型升級,實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。同時要充分利用國機集團資源優(yōu)勢,建立健全協(xié)同、共享機制,打造“聯(lián)合艦隊”,推動農(nóng)機板塊協(xié)同發(fā)展、整體發(fā)展。國機集團的戰(zhàn)略意圖將通過中國一拖、中國農(nóng)機院等企業(yè)實現(xiàn)。