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　　農(nóng)機研發(fā)路在何方？深度剖析智能農(nóng)機裝備重點方向

2019年7月18—20日，由農(nóng)業(yè)機械雜志社主辦的“2019第七屆中國農(nóng)機高端論壇暨2018中國農(nóng)業(yè)機械年度TOP50+頒獎盛典”在安徽省蕪湖市隆重舉辦。

本屆高端論壇主論壇上，中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院楊炳南研究員作了題為《農(nóng)業(yè)裝備技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》的報告，他從歷次農(nóng)業(yè)科技革命中農(nóng)業(yè)機械的作用、地位，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的技術與裝備，“十三五”研發(fā)活動部署及研究重點，當下應該做的工作等方面，全面系統(tǒng)分析了我國農(nóng)業(yè)裝備技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，為相關科研單位、生產(chǎn)企業(yè)研制開發(fā)產(chǎn)品提供參考和借鑒。

農(nóng)業(yè)機械的重要地位及發(fā)展機遇

楊炳南指出，在歷史上的3次農(nóng)業(yè)科技革命中，農(nóng)業(yè)機械在前兩次都具有標志性地位。

第一次農(nóng)業(yè)科技革命的標志是農(nóng)具科技革命。公元前770～476年，堅硬鋒利的鐵制農(nóng)具替代了木制、石制和青銅農(nóng)具，使生產(chǎn)效率大大提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。

第二次農(nóng)業(yè)科技革命的標志是農(nóng)業(yè)機械和農(nóng)業(yè)化學的科技革命。19世紀中葉，蒸汽動力拖拉機及隨后的內(nèi)燃機動力拖拉機替代了人畜力，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率迅速增長，農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模大幅度增加。

第三次農(nóng)業(yè)科技革命的標志是農(nóng)作物品種改良與應用。20世紀40年代初，在充分機械化的基礎上，以農(nóng)作物品種為中心的革命是第三次農(nóng)業(yè)科技革命，又稱綠色革命。

即將發(fā)生的以生物、信息技術為代表的第四次農(nóng)業(yè)科技革命，也必然包含農(nóng)業(yè)機械新技術，而且將在其中扮演重要角色。新的農(nóng)業(yè)科技革命為農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展提出了新的機遇和挑戰(zhàn)。

首先，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向社會化大生產(chǎn)快速邁進，農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、集約化是大生產(chǎn)的必然趨勢。只有實現(xiàn)機械化，而且必須是經(jīng)過農(nóng)業(yè)新技術革命產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)機械才能勝任。

其次，人口、資源和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展問題的解決，只有依靠技術革命才能解決，而農(nóng)業(yè)機械正是農(nóng)業(yè)科技實施的有力武器。

再次，農(nóng)業(yè)機械化的技術革命，意義遠超過其技術系統(tǒng)應用本身。它提供的技術思想和改造客觀世界的認識思維，其影響更為深刻，工程裝備技術與各學科相互融合和滲透，是其孕育于農(nóng)業(yè)科技革命發(fā)展必然性之中的標志。

“十三五”研發(fā)部署及重點方向

楊炳南介紹，國家一直高度重視農(nóng)機行業(yè)的發(fā)展，“智能農(nóng)機裝備”被列為國家“十三五”8個重點研發(fā)專項之一，目的是要實現(xiàn)核心技術自主化、高端裝備智能化和薄弱環(huán)節(jié)機械化。

1. “智能農(nóng)機裝備”研發(fā)內(nèi)容

“智能農(nóng)機裝備”重點研發(fā)計劃共設置3個層面11項重點研究任務，包含47個項目。

（1）基礎技術研究。目的是突破土壤植物機器系統(tǒng)應用基礎，農(nóng)機作業(yè)傳感器、智能決策與控制、智能服務等技術，提升原始創(chuàng)新能力。重點任務是“農(nóng)機作業(yè)信息感知與精細生產(chǎn)管控應用基礎研究”。

（2）關鍵共性技術與重大裝備開發(fā)。目的是突破智能設計、作業(yè)管理關鍵技術，開發(fā)大型與專用拖拉機、田間作業(yè)及收獲、設施精細生產(chǎn)等主導產(chǎn)品智能技術與制造質(zhì)量提升，創(chuàng)立自主的農(nóng)業(yè)智能化裝備技術體系。

該層面包含8項重點任務，分別是“農(nóng)機裝備智能化設計與驗證關鍵技術研究”“農(nóng)機智能作業(yè)管理關鍵技術研究”“智能農(nóng)業(yè)動力機械研發(fā)”“高效精準環(huán)保多功能農(nóng)田作業(yè)裝備研發(fā)”“糧食作物高效智能收獲技術裝備研發(fā)”“經(jīng)濟作物高效能收獲與智能控制技術裝備研發(fā)”“設施智能化精細生產(chǎn)技術及裝備”和“農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后智能化干制與精細選別技術裝備研發(fā)”。

（3）典型示范。目的是創(chuàng)制適合我國種植農(nóng)藝和地域特色的丘陵山區(qū)、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地處理等薄弱環(huán)節(jié)裝備，支撐全程全面機械化發(fā)展。包含“畜禽與水產(chǎn)品智能化產(chǎn)地處理技術裝備研發(fā)與示范”和“丘陵山區(qū)及水田機械化作業(yè)技術裝備研發(fā)與示范”兩項重點任務。

2. “智能農(nóng)機裝備”研究重點

（1）面向現(xiàn)實的迫切需求：增加品種。持續(xù)解決與完善主要農(nóng)產(chǎn)品、重點環(huán)節(jié)、關鍵節(jié)點中突出的機械化裝備技術問題，探索經(jīng)濟高效的機械化作業(yè)模式，提高集約化農(nóng)業(yè)的綜合機械化水平。

（2）滿足全面全程機械化：拓展領域。完善以糧食生產(chǎn)為主的機械化裝備體系，加快經(jīng)濟作物（纖維植物、果品、蔬菜、油料、糖料、能源作物）、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、微生物培養(yǎng)裝備技術的研究開發(fā)。

（3）推進作業(yè)集成化：完善功能。掌握功能拓展的設計/管控平臺技術，基于最低資源消耗、最短作業(yè)流程、最小環(huán)境負荷進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程多環(huán)節(jié)作業(yè)一體化的多功能裝置集成。

（4）追求智能精益高效化：提升水平。加強機電技術與現(xiàn)代液壓、儀器與控制、現(xiàn)代微電子和信息等高新技術融合，強化動植物生產(chǎn)性能、疫病形態(tài)表征信息的獲取和大數(shù)據(jù)解析、智能決策技術研究，開發(fā)高附加值具有精細作業(yè)能力的農(nóng)業(yè)裝備。

農(nóng)業(yè)裝備潛力空間及技術發(fā)展趨勢

1. 3大潛力空間

（1）中國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡的特征仍將長期存在，后發(fā)地域的農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)、市場需求的空間將存續(xù)持久，具有戰(zhàn)略縱深性。

（2）中國經(jīng)濟仍處于發(fā)展中的工業(yè)化初中期，農(nóng)業(yè)機械化仍是初級水平，先進地區(qū)地域廣大，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構多樣，全程、全面的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化仍需相當長的時間。

（3）中國農(nóng)業(yè)裝備的產(chǎn)業(yè)結構和產(chǎn)業(yè)布局，在體系完整性、全面性上具有比較優(yōu)勢。發(fā)達國家對南北緯35°以內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝備技術開發(fā)不足，與我國技術基礎差距不大，是我國農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)立足國內(nèi)、走向國際的具有戰(zhàn)略性機遇的市場。

2. 技術發(fā)展趨勢

農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)對象是土壤、動植物等有系統(tǒng)組織結構和生物活性的客體，它與農(nóng)業(yè)科學和生物與生命科學技術相互交叉、滲透、融合，才能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝技術要求。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的開放性，要求農(nóng)業(yè)機械適應農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的時空變化、動植物生理生態(tài)的變化，采取精確、恰當?shù)淖鳂I(yè)，計算機輔助決策技術、信息技術等高新技術的應用必然成為農(nóng)業(yè)機械技術發(fā)展變化的總體趨勢。

（1）嵌入式信息技術全面進入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。已開始配置的衛(wèi)星導引、機器操控、數(shù)據(jù)獲取、智能終端隨農(nóng)場多頻接入能力提升得到普遍應用。

（2）幾乎所有農(nóng)場設備都將配置付費即用型機載智能系統(tǒng)，信息技術質(zhì)優(yōu)價廉。

（3）數(shù)據(jù)獲取與分析功能強大、使用簡便，采集器自動獲取數(shù)據(jù)并充實農(nóng)場信息系統(tǒng)，支持決策和報告生成。

（4）手機、拖拉機、噴藥機、灌溉機組和辦公室、轎車、倉庫等農(nóng)場所有設備和設施都將實現(xiàn)同步互聯(lián)，車輛自動收集途經(jīng)地塊的作物數(shù)據(jù)并無線傳輸至辦公室以供分析。

（5）基于傳感器組網(wǎng)獲取土壤持水量和更準確的天氣預報，灌溉變得更加精確、均勻，更加高效智能；變量灌溉系統(tǒng)應用持續(xù)增長，水肥一體化的“全營養(yǎng)配置”灌溉系統(tǒng)應用更廣。

（6）結合免耕、條耕或者永久苗帶和固定軌跡行走系統(tǒng)的技術廣泛推廣，導航成為成熟的技術。

（7）噴藥和除草機器人將在果園和葡萄園廣泛使用，但大田作物生產(chǎn)還不會普遍使用。