張玉蘭，王銀洲

（許昌電氣職業(yè)學(xué)院，河南 許昌 461000）

農(nóng)業(yè)是社會(huì)建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)，具有地域差異以及生產(chǎn)多樣化等特點(diǎn)，依賴(lài)土地資源為生產(chǎn)對(duì)象，廣義包括種植業(yè)、漁業(yè)、畜牧業(yè)等多種產(chǎn)業(yè)形式，產(chǎn)品更是多種多樣，是一個(gè)與人類(lèi)生存、生活質(zhì)量息息相關(guān)的行業(yè)。而智能化技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上而形成的智能化科學(xué)技術(shù)。機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)具有自主設(shè)計(jì)功能，以用戶(hù)需求為依據(jù)，模仿機(jī)械設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念，從而得到與用戶(hù)需求符合的設(shè)計(jì)方案。農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)使傳統(tǒng)手工作業(yè)向信息化智能機(jī)械作業(yè)進(jìn)化，使新的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品具有信息集成化、智能化等特點(diǎn)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)向國(guó)際化邁進(jìn)。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與意義

農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)將農(nóng)業(yè)機(jī)械與現(xiàn)代智能技術(shù)相結(jié)合，使農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)更加現(xiàn)代化，在技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展層面具有重要意義。

1.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)的必要性

我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展之路一開(kāi)始是非常艱難的，是一代人的辛勤付出，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，各行業(yè)技術(shù)都得以提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械化也變得十分常見(jiàn)。進(jìn)出口貿(mào)易的大力發(fā)展使我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品需求來(lái)源不再只面向國(guó)內(nèi)。如今，隨著科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，信息化、智能化時(shí)代的到來(lái)，各行業(yè)都面臨新一輪的技術(shù)改革，農(nóng)業(yè)作為我國(guó)的重要行業(yè)也需要與時(shí)俱進(jìn)，同時(shí)，我國(guó)人均受教育水平的提高和城市化加速也提高了農(nóng)業(yè)改革的速度。這些因素，促使我國(guó)走上了農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化道路。

1.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性

如今，我國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)械器具的生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)作物產(chǎn)量等方面依舊存在不足，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)的開(kāi)展，則有利于彌補(bǔ)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)不但能加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，還具有提高農(nóng)業(yè)行業(yè)效益和農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的作用。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的作用

2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)農(nóng)情信息采集的作用

農(nóng)情信息指影響農(nóng)作物生長(zhǎng)的全方位、各層面因素，包括土壤質(zhì)量、水質(zhì)量、空氣質(zhì)量、地質(zhì)環(huán)境、地理環(huán)境、氣候因素和農(nóng)產(chǎn)品具體的生產(chǎn)過(guò)程等信息的采集。以區(qū)域來(lái)劃分，將采集的農(nóng)情信息建立區(qū)域農(nóng)情信息數(shù)據(jù)庫(kù)，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)行業(yè)現(xiàn)代化高速發(fā)展。這一工作需要先進(jìn)的技術(shù)支持，才能使所采集到的農(nóng)情信息具備完整性、真實(shí)性、確定性和多維性等特點(diǎn)。目前，我國(guó)農(nóng)情采集設(shè)備存在一定的技術(shù)限制，而智能化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)農(nóng)情信息采集設(shè)備的研發(fā)具有重要作用。首先，在土壤信息采集過(guò)程中，智能化設(shè)計(jì)技術(shù)能提高農(nóng)情信息采集設(shè)備的工作效率，降低農(nóng)情信息采集設(shè)備的能耗；其次，將智能化設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)情況、病蟲(chóng)害發(fā)生情況的在線實(shí)時(shí)觀測(cè)。

2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的作用

農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航以農(nóng)情信息數(shù)據(jù)庫(kù)為依據(jù)，智能化、自動(dòng)化進(jìn)行農(nóng)作物的種植、防害、施肥、收獲等過(guò)程，農(nóng)業(yè)機(jī)械具有不間斷作業(yè)的特點(diǎn)，在農(nóng)情信息數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷反饋和導(dǎo)航的指導(dǎo)運(yùn)行下，無(wú)論是作業(yè)效率和作業(yè)精度都高于人工操作，具有自主控制運(yùn)行、自主識(shí)別作業(yè)內(nèi)容和目標(biāo)、減輕農(nóng)業(yè)機(jī)械操作人員的工作強(qiáng)度、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的作用。將農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)與各類(lèi)導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合，可以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械水平和效率，減少農(nóng)業(yè)資源浪費(fèi)，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程。

2.3 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的作用

農(nóng)作物的生產(chǎn)包括耕地、種植、田間管理、收獲4個(gè)階段，將農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)相結(jié)合，具有提高耕深測(cè)量精確度、提高播種均勻度效果、提高田間管理精準(zhǔn)作業(yè)、提高收割效率等特點(diǎn)。

2.3.1 提高耕深測(cè)量精確度

耕地俗稱(chēng)翻地，是提高農(nóng)作物種植效果的重要環(huán)節(jié)，不同農(nóng)作物所需耕地的深度不同，將農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)與距離傳感器等技術(shù)相結(jié)合，可以控制耕深、提高耕作質(zhì)量。

2.3.2 提高播種均勻度效果

播種是農(nóng)作物種植的重要環(huán)節(jié)，將智能化設(shè)計(jì)技術(shù)與定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)相結(jié)合，利用排種器控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)播種均勻、減少漏播和重播、精確控制播種距離的目標(biāo)。

2.3.3 提高田間管理精準(zhǔn)作業(yè)

田間管理包括對(duì)農(nóng)作物的澆水、施肥、防病害、防蟲(chóng)害等，將農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合，準(zhǔn)確把握農(nóng)作物的生長(zhǎng)信息，并根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)信息指標(biāo)進(jìn)行均衡灌溉、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)施藥，從而保障農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量。

2.3.4 提高收割效率

根據(jù)農(nóng)作物種類(lèi)的不同，收割方式也多種多樣。將農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)與在線檢測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，準(zhǔn)確把握農(nóng)作物成熟時(shí)間，通過(guò)在線檢測(cè)系統(tǒng)控制谷物收割，降低谷顆粒損失率、提高收割效率。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械個(gè)性化定制

不同地區(qū)作物種類(lèi)、地理位置、水土環(huán)境、種植規(guī)模、氣候等各不相同，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的要求也不盡相同。農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)可以與大數(shù)據(jù)相結(jié)合，收集意向客戶(hù)信息，再根據(jù)不同客戶(hù)的不同需求，量身定制農(nóng)業(yè)機(jī)械，使農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)更加層次化、多樣化。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)與客戶(hù)之間的聯(lián)系，在發(fā)展中摸索，加快農(nóng)情信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)更加科學(xué)化。

3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)建模技術(shù)

農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模需要建立在機(jī)械產(chǎn)品生命周期、機(jī)械產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)共享、機(jī)械技術(shù)信息共享、機(jī)械組件信息共享、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品信息共享等因素的基礎(chǔ)上，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)用性和準(zhǔn)確性，成為多層面、多角度、多系統(tǒng)、多環(huán)節(jié)的信息集合體。目前常用的機(jī)械建模技術(shù)有MAD和本體建模等，比較適用于目前階段的農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)，具有提高農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)之間的結(jié)合程度和研發(fā)效率的作用，并對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)模式起到了改善和優(yōu)化的作用。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)要以機(jī)械生命周期為設(shè)計(jì)的基本要求，使農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品更加智能化。統(tǒng)一農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合機(jī)械知識(shí)、農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品生命周期，使農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)擁有信息共享和知識(shí)共用的特點(diǎn)，也是農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)未來(lái)的發(fā)現(xiàn)方向。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)是基于多方面信息共享的并行工程，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)也是集成式的設(shè)計(jì)過(guò)程。在這個(gè)信息化、智能化的科技時(shí)代，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的實(shí)現(xiàn)有據(jù)可依，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯?？萍寂c網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使許多企業(yè)都在收集信息建立大數(shù)據(jù)庫(kù)，這也促使農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段。