農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)用研究

馮秀清

(黑龍江省大興安嶺地區(qū)農(nóng)林科學(xué)院，黑龍江 大興安嶺 165000)

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)械自動(dòng)化水平不斷提升，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)通過現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，代替人力勞動(dòng)開展農(nóng)業(yè)作業(yè)活動(dòng)。普及農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化，可有效節(jié)約大量的人力資源，控制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，保證農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍，但是機(jī)械自動(dòng)化方面還存在很大不足，精準(zhǔn)性水平還亟待提升。大量農(nóng)業(yè)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化作業(yè)，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)GPS、GLS技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的聯(lián)合應(yīng)用，促進(jìn)其精準(zhǔn)化作業(yè)，更好地開展農(nóng)業(yè)播種與收割。

在研發(fā)新型農(nóng)業(yè)自動(dòng)化設(shè)備方面還亟待提升。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械新型自動(dòng)化設(shè)備不足，導(dǎo)致農(nóng)耕生產(chǎn)水平較低，阻礙了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，所以必須要注重創(chuàng)新。農(nóng)業(yè)技術(shù)在現(xiàn)代信息技術(shù)的強(qiáng)大支撐下，獲得了極大的發(fā)展，同時(shí)也具有非常廣闊的發(fā)展前景。但是，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展仍有很多不足，難以跟上時(shí)代發(fā)展要求。雖然農(nóng)業(yè)制造業(yè)發(fā)展速度逐年加快，然而在研發(fā)高端的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品方面還存在很大不足。目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械化主要是工作類機(jī)械產(chǎn)品，這樣的產(chǎn)品適應(yīng)性不佳，難以在山區(qū)地帶開展相應(yīng)的作業(yè)活動(dòng)。雖然農(nóng)業(yè)機(jī)械價(jià)格不是很高，但是故障問題卻時(shí)有發(fā)生，高端性的插秧機(jī)還主要依靠進(jìn)口。今后，必須進(jìn)一步加強(qiáng)研發(fā)與創(chuàng)新，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的全面提升。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化與自動(dòng)化分類

農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化與自動(dòng)化可以分為以下三類：第一，農(nóng)業(yè)裝置或簡單用具自動(dòng)化。這類農(nóng)機(jī)設(shè)備的智能化和自動(dòng)化程度較低，以現(xiàn)有農(nóng)機(jī)裝置和農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行原理為基礎(chǔ)，通過提高和改善其工作性能，提升工作精度和作業(yè)效率，降低人員經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)或操作難度，能夠在一定程度節(jié)約生產(chǎn)資源。第二，簡單的農(nóng)業(yè)裝置和機(jī)械無人自動(dòng)化，這類農(nóng)機(jī)設(shè)備更便于操作，能初步實(shí)現(xiàn)無人操作，降低人員在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的危險(xiǎn)系數(shù)。但是，這一類農(nóng)業(yè)機(jī)械主要從事重復(fù)性或單調(diào)性作業(yè)，不具備顯著的智能化特點(diǎn)。第三，智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝置及機(jī)械，也稱為自動(dòng)機(jī)器人，其以信息處理技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，通過激光或遙感等方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作，可以適用于復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，完成較為煩瑣的農(nóng)業(yè)作業(yè)，能夠全面釋放勞動(dòng)力，提升生產(chǎn)效能，降低資源消耗。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 優(yōu)勢(shì)

一是安全性較高。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用越來越普遍，有效控制了人力勞動(dòng)的投入，提升了農(nóng)業(yè)種植效率，對(duì)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效起到了重要的促進(jìn)作用。在實(shí)際使用過程中，自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械一方面可以解放農(nóng)村生產(chǎn)力，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。另一方面，由于采取統(tǒng)一的作業(yè)方式，使得農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量可以得到有效保證。同時(shí)，這種機(jī)械設(shè)備一般具有自檢功能，在發(fā)生故障之后可以開展有效的自我修復(fù)和自我保護(hù)功能，遇到一些小的故障發(fā)生時(shí)可以進(jìn)行自我修復(fù)，不會(huì)因故障問題而影響農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)。如農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備具有漏電保護(hù)功能，發(fā)生此類故障時(shí)，能夠進(jìn)行自我修復(fù)，避免人員受到傷害，可以持續(xù)地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作。二是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用廣泛，避免了過大的人力勞動(dòng)投入。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備為技術(shù)密集型設(shè)備，解放了人們的雙手，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的高效率發(fā)展。

3.2 發(fā)展趨勢(shì)

一是有效推動(dòng)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的普及應(yīng)用，提高其應(yīng)用價(jià)值。在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)方面，還應(yīng)加大研究力度，實(shí)現(xiàn)全新突破，提升其安全性能，進(jìn)一步增強(qiáng)其作業(yè)精度，確保良好的工作效率。對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用效果進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)，進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化模式。二是由于當(dāng)前農(nóng)業(yè)自動(dòng)化設(shè)備在精準(zhǔn)性方面還存在很大不足，因此應(yīng)將現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用其中，將自動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化設(shè)備與傳感器互相融合，更好地掌握農(nóng)作物生長狀況，并對(duì)其相關(guān)信息進(jìn)行及時(shí)反饋，采用有效的生產(chǎn)管理方式，推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展。三是相較于其他行業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境相對(duì)較差，機(jī)械設(shè)備作業(yè)過程中會(huì)受到很多因素的影響，這對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備工作而言是極為不利的。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)半導(dǎo)體集成電路研究與應(yīng)用，提升設(shè)備的耐久性，促進(jìn)高效作業(yè)，減少農(nóng)業(yè)成本投入。

4 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化及自動(dòng)化的意義和價(jià)值

4.1 降低農(nóng)機(jī)操作難度

隨著我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要性和作用性逐漸凸顯，其已經(jīng)成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)支撐。農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)智能化及自動(dòng)化，可以降低農(nóng)機(jī)操作難度，符合農(nóng)民的勞動(dòng)能力和文化素質(zhì)要求，緩解了農(nóng)村地區(qū)勞動(dòng)力不足的問題，讓更多在農(nóng)村地區(qū)留守的老人和婦女可以從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和效率的重要途徑。

4.2 節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本

農(nóng)業(yè)在我國擁有悠久歷史，但是受到固化思維和傳統(tǒng)耕作模式的影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度較低。隨著改革開放的深入發(fā)展，農(nóng)機(jī)雖然得到一定程度的應(yīng)用，但是依然長期處于半機(jī)械化的生產(chǎn)模式，具有粗放型特點(diǎn)，大量能源和資源用于生產(chǎn)消耗，生產(chǎn)成本居高不下。同時(shí)，一些農(nóng)戶為了提升種植效益，大量使用除草劑、農(nóng)藥以及化肥，對(duì)周邊環(huán)境造成大量污染，提高了農(nóng)業(yè)環(huán)境成本。為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化及信息化發(fā)展，可以提升設(shè)備生產(chǎn)效能，有效節(jié)約生產(chǎn)資源。例如，使用節(jié)水設(shè)備和節(jié)能設(shè)備，可以減少機(jī)械運(yùn)行和灌溉作業(yè)中對(duì)能源和水源的消耗，使用施肥設(shè)備可以精準(zhǔn)控制農(nóng)藥和化肥用量，使用生物技術(shù)可以減少除蟲劑和除草劑的用量，對(duì)提升生產(chǎn)效能、降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

4.3 提升生產(chǎn)安全性

以往的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以手工勞作和半機(jī)械化為主，雖然應(yīng)用簡單的農(nóng)機(jī)設(shè)備可以提升生產(chǎn)效能，但是由于設(shè)備的智能化和自動(dòng)化程度較低，對(duì)人力的需求量依然較大，很多機(jī)械都需要人力進(jìn)行操作，在人工與機(jī)械交叉作業(yè)下，經(jīng)常出現(xiàn)由于機(jī)械故障或者操作不當(dāng)而誘發(fā)的機(jī)械傷人事件，對(duì)生產(chǎn)安全帶來巨大影響。農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)智能化及自動(dòng)化，可以提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力，減少人工操作行為，降低人工與機(jī)械交叉作業(yè)頻率，在釋放農(nóng)村勞動(dòng)力的同時(shí)，還可以保證生產(chǎn)安全。同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化還可以提升機(jī)械的自我防護(hù)水平，當(dāng)發(fā)生故障后及時(shí)停止運(yùn)行，為安全生產(chǎn)提供保障。

4.4 緩解生態(tài)污染情況

我國過去的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要采用粗放式的生產(chǎn)模式，生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的矛盾日益突出，大量的污染物排放對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境成本居高不下。因此，想要徹底改變這一現(xiàn)狀，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色可持續(xù)發(fā)展，需要積極應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，利用節(jié)能、節(jié)電以及節(jié)水的智能化和自動(dòng)化設(shè)備，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來的影響。

5 結(jié)語

隨著信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要力量。應(yīng)充分利用現(xiàn)代科技，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，加速產(chǎn)業(yè)升級(jí)和設(shè)備創(chuàng)新，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供支撐。智能化和自動(dòng)化作為農(nóng)機(jī)發(fā)展的重要方向，可提升生產(chǎn)效率，節(jié)約人力成本，釋放勞動(dòng)力，對(duì)促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展具有重要價(jià)值。