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摘要:自動化技術的應用是農業(yè)機械化發(fā)展的必然趨勢，能夠顯著改善農業(yè)生產的經營成本與運營模式，有利于農業(yè)生產效益進一步提升。從現階段農機自動化發(fā)展情況出發(fā)，分析了農機自動化發(fā)展的主要應用模式，并總結了農機自動化技術未來的發(fā)展趨勢。
關鍵詞:自動化技術;農業(yè)機械化;應用;發(fā)展趨勢
0引言
近年來，隨著農業(yè)機械的廣泛使用，我國的農業(yè)生產模式已經基本進入機械化時代，盡管農業(yè)生產的效率得到了顯著提升，但由于農業(yè)機械的使用對農民的依賴程度大，導致人力成本仍比較高，而且農機的作業(yè)效果受到駕駛人員技術能力的制約，使部分農機化作業(yè)的效果達不到高質量要求。從國際農機發(fā)展形勢看，自動化技術的應用顯著提高了農業(yè)機械的作業(yè)能力，能夠實現以最小的人力成本、最舒適的生產過程和最佳的生產質量完成復雜的農業(yè)生產任務。因此，在我國現階段農機化實施基礎上，進一步提升農機生產的自動化程度，有利于促進農業(yè)機械化生產向更科學方向進步。
1農機自動化發(fā)展情況
農業(yè)機械的大量使用使農民經營生產的收益也不斷增加，經濟能力的提升使農民有能力購置更加先進的農機裝備，以便于進一步提高生產效率，降低經營成本，從而獲得更高的收益。得益于我國經濟和科學技術的快速發(fā)展，農業(yè)機械的自動化技術近年來得到了明顯的提升，農機購置補貼政策和生產作業(yè)補貼政策的實施使更多先進的農業(yè)機械被購買與使用，例如糧食自動烘干設備、農業(yè)生長檢測設備的使用量都得到了明顯提升。與此同時，我國各地的農機管理部門紛紛結合地區(qū)特點建設了現代化的農機智慧平臺，進一步提高了農機自動化的應用效果與合理性，使農機自動化設備的發(fā)展趨于穩(wěn)定。
2影響農機自動化發(fā)展的因素
盡管現階段農業(yè)機械化發(fā)展的整體趨勢良好，但在先進技術應用和推廣過程中仍存在較多的不利因素，限制了先進的自動化技術與農機產品的快速普及。(1)生產經營形勢產生的限制。由于現階段我國農業(yè)生產仍以小規(guī)模經營為主，集中生產和承包經營所占的比例仍不大，導致存在著土地連片化不良、生產面積小，從而受限于經營成本而無法引進先進的自動化農機設備，且自動化農機設備在小面積農田的作業(yè)能力也不易發(fā)揮，自動化農機裝備的示范作用不易凸顯。(2)農業(yè)機械的技術能力不足。由于我國農業(yè)機械化發(fā)展時間相對較短，農業(yè)機械產品本身的成熟度不足，很難與先進的自動化技術相匹配。同時，很多農業(yè)機械廠家在自動化技術上研究與應用能力不足，或是對自動化技術的應用研發(fā)沒有給予足夠的重視，導致農業(yè)機械的自動化功能研發(fā)與應用緩慢，使市場上的農業(yè)機械產品長期處于技術含量低、功能落后的局面。(3)農業(yè)生產的基礎設施建設落后。農業(yè)機械自動化技術的實施需要很多現代化的基礎設施支持，例如GPS基站、互聯網覆蓋等，但我國很多農村地區(qū)尤其是偏遠地區(qū)和欠發(fā)達地區(qū)的農業(yè)基礎設施落后，使很多先進的自動化裝備難以應用。
3．1農機導航技術與自動駕駛的應用。現階段，很多農機裝備配套了衛(wèi)星定位技術，使大田農業(yè)機械實現了半自動化作業(yè)，衛(wèi)星導航技術能夠輔助駕駛員進行駕駛判斷，幫助提供駕駛路線規(guī)劃、行駛狀態(tài)監(jiān)測等功能，有利于農業(yè)機械在大面積農田作業(yè)時按照預計的方案執(zhí)行，同時能夠獲取附近其他農機的位置信息，避免作業(yè)范圍重合及農機碰撞事故的發(fā)生。對于很多新興的農機裝備，例如農業(yè)植保無人機、大棚果蔬采摘設備，衛(wèi)星導航能夠實現精確定位和行駛路線控制功能，幫助實現高精度的自動化作業(yè)。以無人機為例，衛(wèi)星導航技術不僅實現了植保作業(yè)按預先設計的方案路線形式實施，并能控制多組無人機同時進行無干涉的作業(yè)(如圖1所示)，同時還實現了定點懸停、斷點續(xù)噴等更多先進功能，有效提升了農機使用的便捷性。
3．2在農機故障檢測上的應用。傳統(tǒng)的農業(yè)機械在參與農業(yè)生產的過程中，若出現了故障問題或零部件損壞問題，駕駛員很難及時的發(fā)現并進行處理，往往造成較大的農業(yè)機械故障而影響農業(yè)生產效率。通過故障自動檢測和診斷技術，在傳統(tǒng)的農機裝備關鍵工作位置布置傳感器設備，檢測農業(yè)機械工作過程中的振動、運轉頻率、溫度狀態(tài)等信息，并通過可編程控制器設置合理的參數范圍，當農業(yè)機械的某些運行參數超出正常工作范圍，會通過控制面板顯示相應的故障問題，提醒駕駛員注意可能存在的異常風險。例如，對播種機排種器排種數量進行監(jiān)測，當排種數量不足時可及時檢查是否存在堵塞問題;對農機液壓系統(tǒng)進行溫度監(jiān)測，溫度過高及時提醒駕駛員檢查是否存在散熱不良、液壓油變質等問題。
3．3在智能大棚生產中的應用。相對于傳統(tǒng)的大田生產方式，大棚生產具有更好的環(huán)境可控條件，且基礎設施的配置也更全面。現階段，很多先進的自動化技術在農業(yè)大棚生產中得到了應用。例如，通過溫濕度傳感器檢測大棚內的溫濕度(如圖2所示)，從而控制通風設備、遮陽設備、灌溉設備的自動開啟與關閉，保證大棚內作物始終獲得最佳的生長環(huán)境;通過應用視覺檢測技術，能夠時時獲取農作物的生長信息，并與圖像分析處理技術結合，能快速準確地判斷農作物的健康狀態(tài)，對可能存在的病蟲害問題進行及時預警，確保農作物的產量與品質。
3．4在農產品后處理中的應用。近年來，農機自動化技術應用逐漸向產后農機裝備延伸，使農產品后處理機械的先進性得到了顯著提升。例如，將自動控制技術應用于谷物烘干設備，通過溫濕度傳感器感知谷物和烘干氣流的含水率，從而自動控制烘干氣流的溫度、流速變化，使谷物在無人看管下達到最佳的烘干品質;自動控制技術在果蔬產品的自動分級和檢測包裝領域也應用廣泛，利用視覺技術能夠對輸送線上存在損傷、腐爛的果蔬進行準確去除，并實現果蔬按重量、體積的自動分選，以便于通過分級銷售獲得更高的經濟效益。
4農機自動化技術發(fā)展趨勢
(1)對現有農機裝備進行自動化功能升級。農業(yè)機械的自動化技術要實現快速的發(fā)展，不能單純依靠先進農機裝備的銷售，還應當加強對現有農機裝備的優(yōu)化升級工作，通過相對更少的成本，使傳統(tǒng)的農機設備具備自動控制、制動檢測等功能，能實現最快速的農業(yè)生產自動化升級，并有效提高農機作業(yè)能力和生產效率。(2)進一步與網絡化和信息化相結合。隨著高集成電路、微電腦技術逐漸向農機自動化領域應用，農業(yè)機械通過網絡和通信技術的控制能力不斷加強，農機作業(yè)逐漸擺脫單純的執(zhí)行方式，而是在作業(yè)中實時獲得眾多信息數據支持，使生產過程與地形、天氣等相關信息相結合，使實際的作業(yè)能力與品質進一步提升。(3)向農機系統(tǒng)化控制方向發(fā)展。隨著農機自動化程度的提升，自動化控制應不再局限于控制單一的農業(yè)機械生產作業(yè)，而是逐漸將農業(yè)生產基礎設施控制、不同工序農業(yè)機械控制進行結合，形成系統(tǒng)的控制形式，并逐漸向智能化方向發(fā)展。
作者:姜振龍 單位:哈爾濱市呼蘭區(qū)蓮花鎮(zhèn)鄉(xiāng)村振興發(fā)展服務中心
