農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用優(yōu)勢與技術特點分析

孟 龍

(正陽縣農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊，河南 正陽 463600)

0 引言

在農(nóng)業(yè)機械技術的快速發(fā)展下，我國自主生產(chǎn)的農(nóng)機產(chǎn)品在質(zhì)量、可靠性和作業(yè)能力方面都有了顯著的提升，農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的功能不斷豐富，駕駛操作的體驗也得到了顯著的優(yōu)化。在國家大力支持農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的形勢下，國家和地方政府紛紛推出了大量的農(nóng)機扶持政策，農(nóng)機購置補貼、農(nóng)機作業(yè)補貼的實施使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程的成本投入和實際收益都得到明顯改善，農(nóng)民對于新技術農(nóng)機的購買能力和使用熱情不斷提升。良好的農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)的形勢促進了農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，很多新型的農(nóng)機產(chǎn)品進一步與先進的自動化技術和信息化技術相結(jié)合，使農(nóng)機產(chǎn)品逐漸具有自動化特點，且向著高技術方向發(fā)展，這對于我國農(nóng)業(yè)機械化水平的提升和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有積極的促進作用。

1 農(nóng)機自動化技術的發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機械的自動化技術主要是利用先進的電氣控制、傳感器檢測、計算機處理和動作執(zhí)行等裝置進一步替代傳統(tǒng)的人工操作農(nóng)業(yè)機械的行為，大大減少人工作業(yè)的勞動負擔，并進一步提高農(nóng)業(yè)機械化的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。目前來看，農(nóng)機自動化技術在我國生產(chǎn)中的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是大田農(nóng)機的精確化作業(yè)，利用固定的傳感器設備來檢測農(nóng)田的溫度、濕度、風力、土壤肥力等參數(shù)，并生成作業(yè)的參考數(shù)據(jù)，從而實施變量施肥、精確噴施藥物，不僅降低生產(chǎn)成本，還能有效減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染和破壞；二是自動化的灌溉技術，主要是通過監(jiān)測氣候和土壤的濕度，當達到需要灌溉的參數(shù)時，就會自動控制水泵實施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的灌溉作業(yè)；三是溫室大棚的自動化監(jiān)控技術，利用溫室大棚的封閉空間能夠自動控制大棚內(nèi)部的溫濕度、空氣流通，并為農(nóng)作物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，自動化溫室大棚已經(jīng)成為設施農(nóng)業(yè)自動化技術的典型代表。

總體來看，現(xiàn)階段我國的農(nóng)業(yè)機械自動化技術應用還不全面，尤其是在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械設備上的普及率還不充足，由于我國的很多農(nóng)機技術是引進和借鑒國際先進機型和設備而研發(fā)的，在農(nóng)機自動化技術方面，自主技術的研究與應用仍然相對不足，同時農(nóng)機人才大多局限于機械專業(yè)人員，對于自動化和電氣控制專業(yè)人才的引進仍不充足，導致自動化農(nóng)機裝備的開發(fā)相對緩慢；此外，對于不同的地區(qū)來說，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展程度存在較大的差異，導致農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展水平參差不齊，加之生產(chǎn)習慣和種植模式的差異，導致農(nóng)機自動化產(chǎn)品的適用性存在較大局限，不利于長久發(fā)展。

2 農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用優(yōu)勢

2.1 顯著提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量

農(nóng)業(yè)機械的自動化技術使農(nóng)業(yè)機械的使用、調(diào)整、維護等過程變得更加便捷，農(nóng)民在使用農(nóng)業(yè)機械進行作業(yè)的過程中，無論是傳統(tǒng)的行進式機具作業(yè)，還是環(huán)境監(jiān)測、自動灌溉等輔助性工作，都能夠形成配合良好的有機整體，在進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，應用自動化技術的農(nóng)業(yè)機械在行駛過程中能夠自動調(diào)整關鍵結(jié)構(gòu)的作業(yè)狀態(tài)，有效改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過程中農(nóng)機使用不合理問題，使農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)在更加科學的模式下得以實施。

2.2 顯著提高作業(yè)精確度

對于自動化農(nóng)機裝備，其控制系統(tǒng)內(nèi)部采用了眾多的位置傳感器和光電傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)機作業(yè)動作執(zhí)行狀況的實時獲取，并利用獲取的位置信息，實時調(diào)整農(nóng)業(yè)機械作業(yè)過程的位置關系，使農(nóng)機作業(yè)的精確性大幅提升。同時由于引進了集成控制模塊，使機具在控制各個功能部件過程中的響應速度顯著提升，例如利用自動控制技術來控制精量播種機作業(yè)，能夠通過控制排種器轉(zhuǎn)速和補種裝置工作狀態(tài)來有效避免漏播重播問題的產(chǎn)生，從而在單位面積內(nèi)實施最合理的播種量作業(yè)。

2.3 顯著提高農(nóng)機作業(yè)可靠性

采用自動化技術的農(nóng)機裝備中應用了大量的運行狀態(tài)檢測元件，這些元件主要通過預設的監(jiān)測系統(tǒng)來控制、收集和處理相關的信息，這些檢測元件主要由傳感器組成，例如速度傳感器、加速度傳感器、稱重傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、煙感傳感器、光電傳感器等，這些傳感器能夠獲取到農(nóng)業(yè)機械的行駛、運轉(zhuǎn)、位置、狀態(tài)等眾多信息，并利用預設程序配合處理器對獲取的信息進行分析比對，從而得到農(nóng)機裝備實時的運行狀態(tài)情況。檢測技術的應用使農(nóng)機裝備在運行過程中的一些異常的狀態(tài)能夠在第一時間被檢測到，并將這種異常狀態(tài)通過儀表顯示、聲音警報等方式傳達給操作人員，提示操作人員及時對故障問題進行處理，使農(nóng)機的故障問題被第一時間解決，避免重大故障問題的發(fā)生，使農(nóng)機作業(yè)的可靠性大幅提升。

2.4 進一步實現(xiàn)節(jié)本增效

自動化技術的應用使農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的精確性、可靠性進一步提高，一方面精確性的提高顯著節(jié)省了生產(chǎn)成本，例如播種、植保、收獲等自動化作業(yè)的過程，有效降低了種子、農(nóng)藥的使用量，并降低了收獲過程中的糧食損失問題，另一方面可靠性的提高有效減少了生產(chǎn)過程中的農(nóng)機故障維修費用，同時避免了因維修而耽誤過多農(nóng)時，使農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)忙季節(jié)的利用率進一步提高，機械化作業(yè)的經(jīng)濟收入也顯著提升。此外通過農(nóng)機自動化技術的不斷應用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程對于人力的需求不斷減少，農(nóng)業(yè)用工成本顯著降低，精細化作業(yè)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)更有保障，有利于實現(xiàn)經(jīng)濟效益的穩(wěn)步增長。

3 農(nóng)業(yè)機械自動化的技術特點

3.1 農(nóng)業(yè)機械與多學科技術相融合

隨著農(nóng)機自動化技術成為時代的主流，農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品從研發(fā)到實際生產(chǎn)與產(chǎn)品組裝的各個過程都發(fā)生了明顯的改變，其中一個最主要的特點就是農(nóng)業(yè)機械技術與傳統(tǒng)學科及新興學科的高度融合。與傳統(tǒng)學科的融合主要表現(xiàn)在機械技術與電氣技術及液壓技術的融合，以機電液一體化設計奠定農(nóng)業(yè)機械的主體結(jié)構(gòu)，同時還與新興的智能管理技術、信息技術、遙感技術、環(huán)境感知技術等相結(jié)合，在自動化程度上得到進一步的提高，使農(nóng)機產(chǎn)品作業(yè)過程具備自我感知和故障檢測等新功能。

3.2 由傳統(tǒng)的孤立作業(yè)向聯(lián)網(wǎng)作業(yè)發(fā)展

自動化農(nóng)機產(chǎn)品與衛(wèi)星定位、局域網(wǎng)技術、通訊技術的結(jié)合，使農(nóng)機產(chǎn)品的作業(yè)過程能夠被農(nóng)機管理部門實時監(jiān)測，隨著近年來作業(yè)補貼政策的逐步實施，農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)過程能夠通過自動化設備中的定位和通訊功能將實時的作業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡，實現(xiàn)作業(yè)面積的自動統(tǒng)計與記錄，農(nóng)機操作者也能夠通過農(nóng)機聯(lián)網(wǎng)功能與管理部門實現(xiàn)連通，對于作業(yè)質(zhì)量問題、農(nóng)機使用問題及時溝通并糾正。

3.3 需要更先進的生產(chǎn)裝配技術保障

農(nóng)機自動化產(chǎn)品需要在傳統(tǒng)農(nóng)機產(chǎn)品的基礎上進一步提升作業(yè)的精確度和農(nóng)機的可靠性，這就要求我國的農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自動化農(nóng)機產(chǎn)品的特點對現(xiàn)有的生產(chǎn)線、生產(chǎn)工藝、裝配工藝、裝配條件進行升級，使生產(chǎn)制造的農(nóng)機產(chǎn)品能夠達到自動化技術的精確控制和可靠執(zhí)行的要求，且在裝備工作過程中還需具備傳感器等先進電氣組件的裝配技術，確保自動化技術及功能的有效實現(xiàn)。

3.4 適合大面積固定模式的作業(yè)任務

自動化農(nóng)機裝備具備良好的使用便捷性和作業(yè)合理性，總體上講，自動化技術的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品多為先進的中大型農(nóng)機產(chǎn)品，這些產(chǎn)品具有更好的空間條件和制造品質(zhì)，更容易實現(xiàn)自動化元件及控制、通訊等線路的布局。此外自動化農(nóng)機產(chǎn)品十分適合在預設的工作條件下實施重復性的生產(chǎn)作業(yè)，這種作業(yè)方式在小面積農(nóng)田上的效率和經(jīng)濟優(yōu)勢并不明顯，而在大面積農(nóng)田應用時，更能發(fā)揮出機具的自動化作業(yè)優(yōu)勢。

4 結(jié)語

總體來講，我國常用農(nóng)機裝備的發(fā)展已經(jīng)具備了顯著的自動化特征，但整體的農(nóng)機自動化水平仍有較大的提升空間，很多偏遠地區(qū)或農(nóng)機不易作業(yè)的條件下所能應用的農(nóng)機裝備仍比較落后，且農(nóng)業(yè)機械的重點研究仍以產(chǎn)前和產(chǎn)中機械化為主，而產(chǎn)后農(nóng)機水平提升相對緩慢，造成了農(nóng)機自動化技術應用不均衡的問題。因此，農(nóng)業(yè)機械自動化技術的發(fā)展不僅要突破尖端技術的封鎖，還必須考慮到多種農(nóng)業(yè)機械的共同發(fā)展，在充分結(jié)合我國實際國情的情況下，以農(nóng)機市場為導向，借助國家政策支持，使先進適用的自動化農(nóng)機技術更好的在我國的農(nóng)村地區(qū)得以應用。

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