农业机械智能化设计技术发展现状与展望

张玉兰，王银洲

（许昌电气职业学院，河南 许昌 461000）

农业是社会建设与发展的基础，具有地域差异以及生产多样化等特点，依赖土地资源为生产对象，广义包括种植业、渔业、畜牧业等多种产业形式，产品更是多种多样，是一个与人类生存、生活质量息息相关的行业。而智能化技术是建立在计算机技术、互联网技术、大数据与信息数据库的基础上而形成的智能化科学技术。机械智能化设计技术具有自主设计功能，以用户需求为依据，模仿机械设计师的设计理念，从而得到与用户需求符合的设计方案。农业机械智能化设计技术使传统手工作业向信息化智能机械作业进化，使新的农业机械产品具有信息集成化、智能化等特点，使农业机械技术向国际化迈进。

1 农业机械智能化设计技术发展现状与意义

农业机械智能化设计技术将农业机械与现代智能技术相结合，使农业机械技术更加现代化，在技术的应用和发展层面具有重要意义。

1.1 农业机械智能化设计技术的必要性

我国农业的发展之路一开始是非常艰难的，是一代人的辛勤付出，随着工业的迅速发展，各行业技术都得以提高，农业机械化也变得十分常见。进出口贸易的大力发展使我国农产品需求来源不再只面向国内。如今，随着科学技术和计算机技术的进步，信息化、智能化时代的到来，各行业都面临新一轮的技术改革，农业作为我国的重要行业也需要与时俱进，同时，我国人均受教育水平的提高和城市化加速也提高了农业改革的速度。这些因素，促使我国走上了农业机械智能化道路。

1.2 农业机械智能化设计技术的重要性

如今，我国在农业机械器具的生产、农业机械化、农业生产效率、农作物产量等方面依旧存在不足，农业机械智能化设计技术的开展，则有利于弥补与发达国家之间的差距。农业机械智能化设计技术不但能加快农业机械化进程，还具有提高农业行业效益和农民经济收入的作用。

2 农业机械智能化设计技术发展的作用

2.1 农业机械智能化设计技术对农情信息采集的作用

农情信息指影响农作物生长的全方位、各层面因素，包括土壤质量、水质量、空气质量、地质环境、地理环境、气候因素和农产品具体的生产过程等信息的采集。以区域来划分，将采集的农情信息建立区域农情信息数据库，有利于促进农业行业现代化高速发展。这一工作需要先进的技术支持，才能使所采集到的农情信息具备完整性、真实性、确定性和多维性等特点。目前，我国农情采集设备存在一定的技术限制，而智能化设计技术对农情信息采集设备的研发具有重要作用。首先，在土壤信息采集过程中，智能化设计技术能提高农情信息采集设备的工作效率，降低农情信息采集设备的能耗；其次，将智能化设计技术结合定位系统、遥感、地理信息系统等技术实现对农作物生长情况、病虫害发生情况的在线实时观测。

2.2 农业机械智能化设计技术对农业机械导航的作用

农业机械导航以农情信息数据库为依据，智能化、自动化进行农作物的种植、防害、施肥、收获等过程，农业机械具有不间断作业的特点，在农情信息数据库的不断反馈和导航的指导运行下，无论是作业效率和作业精度都高于人工操作，具有自主控制运行、自主识别作业内容和目标、减轻农业机械操作人员的工作强度、提高农业生产效率和质量的作用。将农业机械智能化设计技术与各类导航技术相结合，可以降低农业生产成本，提高农业机械水平和效率，减少农业资源浪费，加快农业机械化进程。

2.3 农业机械智能化设计技术对农业机械作业的作用

农作物的生产包括耕地、种植、田间管理、收获4个阶段，将农业机械智能化设计技术与农业机械作业相结合，具有提高耕深测量精确度、提高播种均匀度效果、提高田间管理精准作业、提高收割效率等特点。

2.3.1 提高耕深测量精确度

耕地俗称翻地，是提高农作物种植效果的重要环节，不同农作物所需耕地的深度不同，将农业机械智能化设计技术与距离传感器等技术相结合，可以控制耕深、提高耕作质量。

2.3.2 提高播种均匀度效果

播种是农作物种植的重要环节，将智能化设计技术与定位系统、地理信息系统等技术相结合，利用排种器控制技术实现播种均匀、减少漏播和重播、精确控制播种距离的目标。

2.3.3 提高田间管理精准作业

田间管理包括对农作物的浇水、施肥、防病害、防虫害等，将农业机械智能化设计技术与信息技术相结合，准确把握农作物的生长信息，并根据农作物生长信息指标进行均衡灌溉、精准施肥、精准施药，从而保障农作物质量和产量。

2.3.4 提高收割效率

根据农作物种类的不同，收割方式也多种多样。将农业机械智能化设计技术与在线检测系统相结合，准确把握农作物成熟时间，通过在线检测系统控制谷物收割，降低谷颗粒损失率、提高收割效率。

3 农业机械智能化设计技术的发展方向

3.1 农业机械个性化定制

不同地区作物种类、地理位置、水土环境、种植规模、气候等各不相同，对农业机械的要求也不尽相同。农业机械智能化设计技术可以与大数据相结合，收集意向客户信息，再根据不同客户的不同需求，量身定制农业机械，使农业机械产业更加层次化、多样化。加强农业机械生产企业与客户之间的联系，在发展中摸索，加快农情信息数据库的建设，使农业机械设计更加科学化。

3.2 农业机械智能化设计建模技术

农业机械产品设计建模需要建立在机械产品生命周期、机械产品信息数据共享、机械技术信息共享、机械组件信息共享、农业产品信息共享等因素的基础上，确保农业机械产品的实用性和准确性，成为多层面、多角度、多系统、多环节的信息集合体。目前常用的机械建模技术有MAD和本体建模等，比较适用于目前阶段的农业机械智能化设计，具有提高农业机械智能化设计与生产之间的结合程度和研发效率的作用，并对农业机械的生产模式起到了改善和优化的作用。因此，农业机械智能化设计要以机械生命周期为设计的基本要求，使农业机械产品更加智能化。统一农业机械智能化设计技术的设计理念，结合机械知识、农业信息数据库以及农业机械产品生命周期，使农业机械智能化设计技术拥有信息共享和知识共用的特点，也是农业机械智能化设计技术未来的发现方向。

4 结语

综上所述，农业机械智能化设计是基于多方面信息共享的并行工程，农业机械智能化设计技术也是集成式的设计过程。在这个信息化、智能化的科技时代，农业机械智能化的实现有据可依，农业机械智能化设计技术的优势明显。科技与网络的发展，使许多企业都在收集信息建立大数据库，这也促使农业机械智能化设计技术进入快速发展阶段。