智能制造如何提升農(nóng)業(yè)機械化水平

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摘要：智能制造應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械對于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有重要作用，可以在提高農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率的同時降低農(nóng)民的勞動強度，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，降低人力成本，提升市場競爭力，提升農(nóng)業(yè)機械化水平。筆者結(jié)合實際情況，深入探討智能制造在農(nóng)業(yè)機械化建設(shè)過程中所具有的重要價值，分析了智能制造在提升農(nóng)業(yè)機械化水平方面存在的不足，并提出相應(yīng)解決措施，以提高農(nóng)業(yè)機械化水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；智能制造：全生命周期

1智能制造應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械化中的重要性

在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門對于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)機械化水平的提升更加關(guān)注，制定了很多鼓勵意見及指導(dǎo)措施。鼓勵擴(kuò)大機械化的生產(chǎn)，鼓勵引進(jìn)高度智能化的機械，鼓勵實現(xiàn)機械設(shè)備的智能化管理等。例如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的無人播種機器以及自動化收割機等儀器設(shè)備，在優(yōu)化生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)和流程時使用智能化管理軟件，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本得到進(jìn)一步控制，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，最終促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展[1]。在農(nóng)業(yè)機械化的生產(chǎn)過程中，通過將智能化工具作為農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的管理輔助，能夠更好地控制農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的損耗和成本問題，延長使用周期，在實踐的過程中獲得良好的效果，讓農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)機械的智能化產(chǎn)生更多的認(rèn)可，使農(nóng)民有更高的積極性，共同配合參與到農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)過程中，讓先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備功能得到更好發(fā)揮，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)不斷升級。

2智能制造在農(nóng)業(yè)機械化中的應(yīng)用與不足

2.1智能制造應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械整體作業(yè)環(huán)節(jié)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，不管是在播種、培育環(huán)節(jié)還是在收割環(huán)節(jié)，要實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的目標(biāo)，都需要發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的重要作用。在南方一些平原地區(qū)和東北等主要糧食產(chǎn)區(qū)，農(nóng)業(yè)機械化設(shè)備實現(xiàn)了廣泛的推廣應(yīng)用，通過使用與先進(jìn)的智能制造高度融合的農(nóng)業(yè)機械，這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平得到提高，農(nóng)民的勞動效率得到提高，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量得到保障。例如，在農(nóng)作物種植環(huán)節(jié)，嵌入農(nóng)作物播種檢測技術(shù)軟件的農(nóng)業(yè)機械，在耕種過程中可以對農(nóng)作物的均勻性進(jìn)行合理控制，也可以對種子的深度進(jìn)行控制，保證每株農(nóng)作物健康生長所需要的空間，也為農(nóng)業(yè)從業(yè)人員對農(nóng)作物的管理和控制提供便利[2]。我國幅員遼闊，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同，氣候條件及地理環(huán)境也都各不相同。北方地區(qū)在春秋開展農(nóng)作物的耕種收割活動，耕地零碎且多為山區(qū)旱地，不適宜大型機械。通過對農(nóng)作物的分析會發(fā)現(xiàn)，不管是農(nóng)作物的種植環(huán)節(jié)還是收割環(huán)節(jié)，農(nóng)業(yè)機械化都沒有得到完全的推廣和落實。在耕種工作中，很多比較復(fù)雜的流程及煩瑣的工序仍需采取人工處理的方式來完成，尤其是在農(nóng)村地區(qū)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中，如果農(nóng)村地區(qū)沒有進(jìn)行深入細(xì)致的改革，會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化腳步受到阻礙。為了避免這些問題，就需要在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中推廣高度智能化的機械。例如，更加適合農(nóng)村地理條件的定制化小型自動化播種機和收割機，靈敏度更高，爬坡能力更強，在廣大農(nóng)村地區(qū)推廣這種定制化小型農(nóng)業(yè)機械，可有效降低農(nóng)民的勞動強度，幫助農(nóng)民對農(nóng)產(chǎn)品的成本和質(zhì)量進(jìn)行控制，從而獲得更多的收益。

2.2智能制造應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械的全生命周期管理

當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)機械化水平比以前已經(jīng)有了明顯的提高，但是和發(fā)達(dá)國家相比，仍然存在極為明顯的差距。主要體現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家的農(nóng)業(yè)機械整個生命周期都被智能制造所優(yōu)化，前期定制化程度高，農(nóng)業(yè)機械對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貼合度高；中期對農(nóng)業(yè)設(shè)備的追蹤程度高，保證維修及時又精準(zhǔn)；后期報廢回收再利用減少環(huán)境污染，降低使用者的成本。我國部分地區(qū)目前使用的農(nóng)業(yè)機械，前期定制由于對于農(nóng)情信息收集不足，生產(chǎn)制造企業(yè)及用戶之間溝通不流暢，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機械對實際生產(chǎn)的貼合度不高；使用前期培訓(xùn)不足，導(dǎo)致因錯誤操作引起不必要的損耗；中期追蹤及維修不及時；后期幾乎沒有回收服務(wù)。農(nóng)業(yè)機械的全生命周期管理是提升農(nóng)業(yè)機械化水平的重要環(huán)節(jié)，而目前的困境主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中缺乏專業(yè)的智能制造人才造成的。智能制造要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械的全生命周期管理中，就要求有既懂智能制造又懂農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的復(fù)合型人才，他們對于先進(jìn)的智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及設(shè)備的操作方式有著全面的掌握，同時也對農(nóng)情信息有著充分的了解。但是農(nóng)村地區(qū)的年輕人群體相對來說比較缺乏，接受高等教育的年輕人一般選擇脫離農(nóng)村定居城市，較低學(xué)歷的年輕人一般選擇外出務(wù)工，留下的一般是年紀(jì)比較大的老年人還有一些留守兒童。這些群體的受教育水平有限，理解能力和實踐能力也相對較差，甚至一些落后地區(qū)的村民對于先進(jìn)的技術(shù)以及新的思想存在極為明顯的排斥心理。農(nóng)村地區(qū)為技術(shù)人員設(shè)置的崗位缺乏吸引力，導(dǎo)致相關(guān)方面的專業(yè)人才不愿意從事這些崗位，即便有剛畢業(yè)的大學(xué)生愿意從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及種植和管理的工作，但他們?nèi)狈ο鄳?yīng)的經(jīng)驗，導(dǎo)致無法實現(xiàn)機械全生命周期管理基本理論與農(nóng)作物實際生產(chǎn)情況的有機結(jié)合，因此無法真正地發(fā)揮智能制造在農(nóng)業(yè)機械全生命周期管理中的作用[3]。

2.3高度智能化的農(nóng)業(yè)機械價格偏高

在實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)及規(guī)模化生產(chǎn)的地區(qū)，農(nóng)民對于高度智能化的農(nóng)業(yè)機械有著更大的需求，但高度智能化的農(nóng)業(yè)機械開發(fā)設(shè)計周期較長，在制造過程中也會存在更多困難，因此，這類農(nóng)業(yè)機械整體的售價相對來說比較高。落后地區(qū)的農(nóng)民本身經(jīng)濟(jì)收入比較匱乏，為了避免承擔(dān)購買高度智能化的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，他們依然會采取傳統(tǒng)的收割以及種植方式，難以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，難以提高農(nóng)民的勞動效率，也不利于先進(jìn)智能制造在農(nóng)業(yè)機械化過程中的推廣，無法發(fā)揮智能化農(nóng)業(yè)機械的價值[4]。政府部門對于高度智能化農(nóng)業(yè)機械的宣傳和推廣力度不足，導(dǎo)致農(nóng)民群眾對農(nóng)業(yè)機械化的接受度不高。農(nóng)民認(rèn)識不到智能化農(nóng)業(yè)機械的價值，短期看采用智能化農(nóng)業(yè)機械確實提高了生產(chǎn)成本，在一定程度上加重了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，但長期看生產(chǎn)成本呈不斷下降趨勢，而生產(chǎn)效率呈不斷提高趨勢，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量也呈不斷提高趨勢，最終必將獲得可觀的經(jīng)濟(jì)收益。

3智能制造促進(jìn)農(nóng)業(yè)機械化水平提升的路徑

3.1智能制造培育現(xiàn)代化新農(nóng)民

當(dāng)前疫情防控形勢之下，我們可以看到一個現(xiàn)象就是有一部分年輕人回流鄉(xiāng)村，利用現(xiàn)代智能化的設(shè)備與技術(shù)傳播鄉(xiāng)村生活、營銷農(nóng)產(chǎn)品發(fā)家致富。這一現(xiàn)象對于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)是一個良好的推廣，也是建設(shè)現(xiàn)代新農(nóng)業(yè)的良好開端，就是要利用可觀的經(jīng)濟(jì)收益吸引更多年輕人投入農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，吸引他們?nèi)マr(nóng)村創(chuàng)業(yè)，扎根基層，推動新時代鄉(xiāng)村振興。振興鄉(xiāng)村，不能就鄉(xiāng)村論鄉(xiāng)村，要強化以工補農(nóng)、以城帶鄉(xiāng)，加快形成工農(nóng)互促、城鄉(xiāng)互補、協(xié)調(diào)發(fā)展、共同繁榮的新型工農(nóng)城鄉(xiāng)關(guān)系[5]。根據(jù)當(dāng)前農(nóng)機化轉(zhuǎn)型升級新形勢、新要求，結(jié)合各地區(qū)不同農(nóng)業(yè)特點，利用智能制造技術(shù)搭建農(nóng)業(yè)機械大數(shù)據(jù)平臺，因地制宜對農(nóng)民進(jìn)行培訓(xùn)。整合各種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化管理的學(xué)習(xí)資源，整合各類機械專家和技術(shù)團(tuán)隊等人才資源，通過“云共享、云培訓(xùn)、云學(xué)習(xí)”的模式實現(xiàn)農(nóng)機化人才培訓(xùn)，通過智能制造大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建一種全新的農(nóng)業(yè)模式，使農(nóng)民這種古老而傳統(tǒng)的職業(yè)煥發(fā)生機。

3.2智能制造打通農(nóng)業(yè)機械全周期管理流程

利用智能制造相關(guān)技術(shù)搭建農(nóng)業(yè)機械大數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)多階段農(nóng)機串聯(lián)化管理，降低能耗、節(jié)約成本，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展[6]。智能制造大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)可以從以下四個方面推進(jìn)。3.2.1農(nóng)業(yè)機械設(shè)備生產(chǎn)端智能制造大數(shù)據(jù)平臺針對每個地區(qū)農(nóng)業(yè)特征進(jìn)行智能化的信息采集和分析，作為該地區(qū)農(nóng)機定制的依據(jù)，提高農(nóng)機與地域的貼合度，保障因地制機。將智能制造、農(nóng)業(yè)機械化、地區(qū)農(nóng)業(yè)特色化充分結(jié)合起來，發(fā)展地區(qū)特色農(nóng)機，比如在山區(qū)果林農(nóng)業(yè)就需要機動性強、底盤重心低、安全性高的農(nóng)業(yè)機械。在前期的農(nóng)情數(shù)據(jù)采集過程中，可以通過大數(shù)據(jù)平臺定制地區(qū)特色農(nóng)機設(shè)備，實現(xiàn)農(nóng)機生產(chǎn)領(lǐng)域的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。此外，智能制造在農(nóng)機生產(chǎn)廠商的廣泛應(yīng)用可以提高農(nóng)機產(chǎn)能，工廠通過構(gòu)建廠區(qū)智能化無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃、調(diào)度、統(tǒng)計、工藝、質(zhì)量、庫存等管理數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，提高各部門聯(lián)絡(luò)的準(zhǔn)確性、及時性；通過采用數(shù)字化生產(chǎn)車間、機器人焊接技術(shù)等，縮短制造時間，提高農(nóng)機產(chǎn)品的品質(zhì)，提高工作效率，提升企業(yè)管理水平[7]。3.2.2農(nóng)業(yè)機械設(shè)備運營端在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的關(guān)鍵部位加上控制系統(tǒng)，實時掌握和傳遞設(shè)備狀態(tài)定位、運行概況、巡檢情況、維修情況，實現(xiàn)農(nóng)機管理的遠(yuǎn)程監(jiān)測、智能感應(yīng)和軌跡記錄，提高農(nóng)機運營效率和作業(yè)產(chǎn)能。例如，智能化無人駕駛拖拉機在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航下，按照事先設(shè)定好的路進(jìn)行鋪膜、耕地、播種等各項作業(yè)，并根據(jù)環(huán)境對作業(yè)程序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，能有效節(jié)約春耕人力、物力[8-9]。此外，目前發(fā)展較好的地區(qū)采用無人自動犁田機、無人插秧機和無人噴灑農(nóng)藥機等新智能設(shè)備，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提供了有利條件，大大降低了棚農(nóng)勞動強度，縮短了勞動時間，提高了經(jīng)濟(jì)價值，起到了示范帶動作用[10]。3.2.3農(nóng)業(yè)機械設(shè)備維護(hù)端農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的運營情況在大數(shù)據(jù)平臺上可以實時追蹤，在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備維護(hù)端，實現(xiàn)一機一冊的實時跟蹤管理，落實機械設(shè)備維護(hù)責(zé)任。在巡檢過程中，通過編制巡檢程序、巡檢記錄、報修維修單、設(shè)備保養(yǎng)單等具體信息數(shù)據(jù)圖表，將農(nóng)機設(shè)備維護(hù)分步驟細(xì)化流程，對不同類型、不同功能的農(nóng)機進(jìn)行專業(yè)化維保。在維保過程中遇到相關(guān)疑難問題，也可以通過云平臺大數(shù)據(jù)連線專家技術(shù)團(tuán)隊，實現(xiàn)有針對性的處理。根據(jù)農(nóng)機設(shè)備維保日志，落實養(yǎng)護(hù)責(zé)任實體，對頻繁出現(xiàn)的農(nóng)機設(shè)備問題，也可以通過智能制造渠道進(jìn)行記錄，反饋給生產(chǎn)廠商，促進(jìn)農(nóng)機設(shè)備生產(chǎn)的優(yōu)化升級。3.2.4農(nóng)業(yè)機械設(shè)備報廢端一個完整的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備全周期管理流程，必然包含著生產(chǎn)、運營、維護(hù)、報廢的過程。不同時期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的農(nóng)業(yè)機械必然是不相同的，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷革新?lián)Q代，農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的淘汰也是一個合理的過程。我國作為一個發(fā)展不平衡的發(fā)展中國家，可以把東部地區(qū)淘汰的相關(guān)農(nóng)機設(shè)備有序向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，一方面為東部地區(qū)農(nóng)業(yè)升級騰挪空間，另一方面也使中西部地區(qū)農(nóng)民獲得價格相對低廉的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備。智能制造平臺在收集分析需求信息的過程中，可以合理地對不同發(fā)展階段地區(qū)的農(nóng)機需求進(jìn)行協(xié)調(diào)配置。

3.3智能制造助力拓寬農(nóng)業(yè)機械資金渠道

我國是一個發(fā)展中大國，當(dāng)前社會基本矛盾是人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾，這就決定了我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)備領(lǐng)域的資金分配不平衡不充分的特征。政府部門應(yīng)該完善農(nóng)業(yè)機械補貼體系，尤其加大對高度智能化的農(nóng)業(yè)機械的扶持力度，加大對經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的貧困農(nóng)戶的補貼力度，為農(nóng)業(yè)機械的智能化提供支撐。此外，發(fā)展農(nóng)業(yè)合作社在智能制造大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行融資，讓資金富裕的工廠、農(nóng)機設(shè)備買家或者專家團(tuán)隊的閑置資金進(jìn)入相對匱乏的地區(qū)，在把資本、土地、設(shè)備等生產(chǎn)要素融合的過程中可以發(fā)揮更精準(zhǔn)、更廣闊的作用。

4結(jié)語

綜上所述，在我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的過程中，智能制造的應(yīng)用極為廣泛，尤其是在農(nóng)業(yè)機械制造的過程中占據(jù)了較高的地位。智能制造的應(yīng)用，不但能夠提高農(nóng)業(yè)機械化建設(shè)水平，也能夠保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，這就要求有關(guān)方面提高重視程度，繼續(xù)發(fā)揮智能制造的重要價值，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

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作者：杜書瑤 單位：運城職業(yè)技術(shù)大學(xué)