文丨本刊記者 楊平

動力換擋傳動系在線檢測系統(tǒng)檢測臺

炎炎夏日，正是收麥的時節(jié)，在河南省臨潁縣王崗鎮(zhèn)的一個“智慧農(nóng)場”，農(nóng)場的工作人員首先對收割區(qū)域的4個點位進行軌跡定位，利用安裝在手機上的App，就可以指揮無人收割機自動作業(yè)。

“過去這片農(nóng)場要十幾個農(nóng)民進行耕地、施肥、收獲，哪個環(huán)節(jié)都少不了人，更不能馬虎。如今，我們農(nóng)場采用的全是無人機械設備進行操作。通過手機可以很方便地操控，如果在作業(yè)過程中遇到障礙物的話，它還能進行自動避障，這樣就大大提高了作業(yè)效率。同時，我們一臺手機可以操控多臺設備，大大降低了人工成本。”無人收割機操控人員李濤說。

李濤告訴記者，收割機無人作業(yè)特別適合成方連片的大田，只要規(guī)劃好航線，一天24個小時，可以連續(xù)工作，能夠做到不漏割不重割，自動完成田間掉頭和自動卸糧，這樣就提高了效率，精準作業(yè)，一天可以正常地收獲200畝左右。同時，機械化收割一畝地平均可減損30多斤小麥，機收損失率控制在1%以內(nèi)。

重創(chuàng)新 專項攻關彰顯大企擔當

“十三五”期間，科技部圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對高端技術和市場重大產(chǎn)品的緊迫需求，組織實施了國家重點研發(fā)計劃“智能農(nóng)機裝備”重點專項（以下簡稱“農(nóng)機專項”），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，為將“豐收在田”轉(zhuǎn)化為“豐收在手”提供了機械化硬核力量。

“智慧農(nóng)場”里“田間無人影、農(nóng)機獨自忙”場景的實現(xiàn)，源于中國一拖集團有限公司（以下簡稱“中國一拖”）的技術支撐。

中國一拖是國家“一五”時期156個重點建設項目之一，1955年開工建設，1959年建成投產(chǎn)。新中國第一臺履帶式拖拉機、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、零部件制造等協(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)”“丘陵山地拖拉機關鍵技術研究與整機開發(fā)”“農(nóng)機裝備智能化設計技術研究”“農(nóng)機裝備制造過程質(zhì)量檢測技術研究”“農(nóng)機裝備試驗驗證方法與技術研究”“基于北斗的農(nóng)機定位與導航技術裝置研究”“農(nóng)機作業(yè)與運維智能管理技術系統(tǒng)研究”等8個項目的研究工作，涉及10個課題。其中，牽頭承擔項目1個，承擔課題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)地位，對企業(yè)科研團隊建設和學術帶頭人培養(yǎng)、主營產(chǎn)品關鍵技術突破、成果轉(zhuǎn)化應用和引導企業(yè)產(chǎn)品發(fā)展等方面起到了積極的促進作用。

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、試驗設備研制等專業(yè)領域。通過課題參與，鍛煉了隊伍，擴大了技術交流合作，提升了企業(yè)科研人員的理論水平，開闊了視野，培養(yǎng)了一批具有承擔國家科研課題經(jīng)驗的技術骨干，為后續(xù)產(chǎn)品研發(fā)奠定了良好基礎。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術帶頭人。新型節(jié)能環(huán)保農(nóng)用發(fā)動機開發(fā)項目負責人趙剡水被專項管理單位中國農(nóng)村技術開發(fā)中心聘為農(nóng)機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。丘陵山地拖拉機關鍵技術研究與整機開發(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)機定位與導航技術裝置研究課題骨干陳松2019年被洛陽市委評選為“洛陽市第二屆優(yōu)秀科技杰出人才”。

重技術 無人農(nóng)機、智能檢測紛紛落地

農(nóng)機專項的實施突破了一批拖拉機、柴油機等農(nóng)機裝備關鍵核心技術，加快了轉(zhuǎn)化步伐，有力促進了企業(yè)技術進步和產(chǎn)品升級。

拖拉機自動駕駛技術，“基于北斗的農(nóng)機定位與導航技術裝置研究”項目成果，突破了精準農(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路徑規(guī)劃行駛控制、自動駕駛拖拉機安全控制等關鍵技術，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)”2項專利,研發(fā)了車輛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)，整體技術達到了國內(nèi)領先水平，其中地頭軌跡算法、作業(yè)軌跡控制技術達到了國際先進水平。2019年，500臺應用了此項技術成果的拖拉機服務于內(nèi)蒙古通遼的50萬畝甜菜種植作業(yè)。應用此技術研制的東方紅-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，該項技術的經(jīng)濟性將逐步顯現(xiàn)，拖拉機、收割機、植保機械等農(nóng)機產(chǎn)品將越來越多地應用自動駕駛技術。國內(nèi)外將出現(xiàn)越來越多的“智慧農(nóng)場”，通過安裝在田間的智能終端設備，在5G、大數(shù)據(jù)等新技術支撐下，智慧農(nóng)場的耕、種、收，實現(xiàn)了全程機械化、智能化。農(nóng)機管理部門也可以精準掌握農(nóng)機分布情況、作業(yè)情況，以便合理調(diào)度農(nóng)機。

重型動力換擋拖拉機和大型聯(lián)合收割機制造過程質(zhì)量檢測存在行業(yè)共性技術問題，已嚴重影響農(nóng)機裝備技術進步與發(fā)展。針對兩大典型農(nóng)機裝備制造過程質(zhì)量檢測中存在的行業(yè)共性技術問題，中國一拖牽頭組織了9家高校、2家科研院所和3家重點企業(yè)進行攻關。

項目研究了關鍵部件及整機制造質(zhì)量在線檢測方法，突破了拖拉機動力換擋傳動系多傳感融合、故障隱患在線聲學和振動分析等技術難點攻克了聯(lián)合收割機多風道全壓參數(shù)及流線譜、總線型電液系統(tǒng)缺陷等檢測技術。創(chuàng)制了拖拉機、聯(lián)合收割機制造質(zhì)量在線檢測系統(tǒng)，建立了制造質(zhì)量數(shù)據(jù)庫和信息平臺，提高了我國農(nóng)機裝備制造過程智能化水平、產(chǎn)品制造質(zhì)量和市場競爭力。

拖拉機關鍵部件可靠性檢測技術研究與系統(tǒng)開發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化后，“多維動態(tài)特征狀態(tài)簇譜”可作為制造過程質(zhì)量評價標準。實現(xiàn)多離合器耦合性能的在線檢測和故障診斷，優(yōu)化制造過程工藝，保證下線產(chǎn)品質(zhì)量，降低返修率。成果廣泛推廣到各生產(chǎn)企業(yè)，增加產(chǎn)品平均無故障時間。動力換擋傳動系在線檢測系統(tǒng)檢測臺已應用于正在生產(chǎn)的東方紅LF904、LF1504、LF2204三個機型上的傳動系耐久試驗與故障診斷。

拖拉機整機檢測技術研究與系統(tǒng)開發(fā)成果分別在山東東汽農(nóng)業(yè)裝備有限公司、大陽通用機械有限公司、機械工業(yè)汽車產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心（長春）等單位進行應用。研究成果提高了產(chǎn)品質(zhì)量，整機性能故障造成的外賠率降低了8%。改善了作業(yè)環(huán)境，降低了勞動強度。通過整機檢測工藝流程優(yōu)化，減少了調(diào)試檢測人員36人，檢測效率提升了43%。

聯(lián)合收割機關鍵部件可靠性檢測技術研究與系統(tǒng)開發(fā)研究成果在濰柴雷沃重工股份有限公司進行了應用。研制的LHDJC-1型動平衡儀價格適中，便攜易用，易于推廣。銷售價在0.9萬元/臺左右，按年產(chǎn)1000臺計算，生產(chǎn)企業(yè)每年可新增銷售收入900萬元，而且隨著產(chǎn)銷規(guī)模增大單位成本將更低。該動平衡儀的批量生產(chǎn)，將帶動相關配套廠家和其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，經(jīng)濟和社會效益顯著。

整機智能終檢成套系統(tǒng)應用于濰柴雷沃重工輪式收獲機下線試車場。檢測效率提高了30%，為企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量自動化檢測和評價提供了客觀依據(jù)。整機電氣、裝配質(zhì)量振動檢測系統(tǒng)應用于天津勇猛整機裝配生產(chǎn)線。3年來累計檢測玉米收獲機2000余臺，積累了大量檢測數(shù)據(jù)。

動力換擋、無級變速拖拉機是今后產(chǎn)品發(fā)展方向，此成果為我國拖拉機產(chǎn)品關鍵部件制造過程質(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。

運用了聯(lián)合收割機關鍵部件可靠性檢測技術的無人拖拉機正在作業(yè)

重發(fā)展 為我國現(xiàn)代農(nóng)機持續(xù)發(fā)力

農(nóng)機專項的成功實施促進了我國農(nóng)機裝備制造產(chǎn)業(yè)向精益、智能方向發(fā)展，大幅提升我國智能農(nóng)機裝備技術水平，對于建設現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)強國具有重大的戰(zhàn)略意義。

中國一拖技術團隊通過參與專項自主創(chuàng)新，突破一個又一個核心技術，創(chuàng)制了動力換擋、無級變速、混合動力、無人駕駛拖拉機等具有行業(yè)重大意義的新產(chǎn)品，引領了行業(yè)技術進步，為成為全球農(nóng)業(yè)裝備一流研發(fā)機構(gòu)而努力。

“十四五”時期是我國開啟全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程的第一個五年，也是我國農(nóng)機工業(yè)從全球產(chǎn)業(yè)鏈中低端邁向中高端、農(nóng)機企業(yè)轉(zhuǎn)型升級和實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵時期。

中國一拖首席專家商潭蘇表示，基于“十三五”農(nóng)機專項的政策引導，中國一拖“十四五”產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)開始實施。發(fā)展高效、低排、智能農(nóng)機裝備，更好服務于智慧農(nóng)業(yè)是中國一拖“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。站在“十四五”新的歷史起點上，站在實現(xiàn)振興發(fā)展的主戰(zhàn)場上，中國一拖定能在諸多技術領域?qū)崿F(xiàn)國際引領，為成為全球農(nóng)業(yè)裝備一流研發(fā)機構(gòu)而努力。