农业机械设备自动化及智能化发展与应用分析

徐永超

（德化县大铭乡社会事务服务中心，福建 泉州 362500）

我国属于传统农业大国，农业发展水平对于国家实力增长至关重要，更在社会生活中扮演着重要角色。从农业发展的角度看，其既需要依赖优良的品种及种植技术，也需要融入现代化的农业机械设备，以实现质量与效率的双向提升。随着我国农业现代化目标的推动，农业机械在其中占据着重要地位，特别是在网络信息技术不断发展的当下，在农业机械与信息技术之间，逐步找到了一种融合的平衡点，即依托技术的支持实现农业机械设备的自动化、智能化，极大地便利了农业生产生活，更是未来智慧农业的必然选择。

1 简述农业机械设备自动化及智能化

在国家各领域的快速发展过程中，尝试依据不同阶段的特点，将其划归为不同的时代。那么，早期的农业生产无疑属于1.0时代，农业机械设备的应用则属于2.0时代，而在自动化技术的推动下，农业机械设备逐步具备了自动化能力，这便是3.0时代，随着大数据、云计算、5G通信等技术的出现，农业机械设备具备了更先进的智能技术的加持，使之迈入了4.0时代。由此可见，无论是农业的生产还是农业机械设备革新，都是一个不断演变的过程，因此需要借助现有的技术能力，全面适应时代的发展特点和生产规律，满足农业生产领域的发展要求[1]。目前，我国农业机械设备发展取得了显著成效，农业机械应用正加紧向全程机械化作业转变，而在技术理论方面也适应了自动化发展要求，这为农业机械设备的自动化、智能化转换提供了契机和基础，使农业生产逐渐向无人化生产方式转变。

2 农业机械设备自动化及智能化发展现状

2.1 自动化设备发展现状

农业机械设备的自动化应用时间较早，主要源于自动化技术的发展，且现阶段已经进入成熟跃升期，尤其受农业机械化生产政策及理念的影响，各主要粮食产区为提升生产效率，开始大范围使用全程机械化作业，展现出农业机械设备自动化的价值，强化了我国农业机械设备的地位和作用[2]。通常而言，农业机械设备覆盖了各个生产阶段和过程，如联合整地机、播种施肥联合作业机、宽幅植保机、联合收割机、秸秆还田机、自动灌溉机等，针对不同的农业生产需求，各类机械设备也在不断创新和完善之中，建立了更加完善的机械设备保障体系，如图1。

图1

并且，利用自动化技术的优势，使各种生产和操作更加方便，能够在很大程度上取代人工操作，同时也注重生产前后方向的延伸，包括自动化筛选机、自动育秧机、自动烘干机及自动化粮食加工设备等。

2.2 智能化设备发展现状

毋庸置疑，智能化技术相较于自动化技术而言，其含有更高的科技含量，属于自动化技术升级变革的产物。在智能化技术应用中，能够使农业机械设备具备一定的自主性，进一步简化了人工的操作和管理流程[3]（见图 2）。

目前，智能技术在农业中应用涉及的主要领域包括多个方面。

一是农业植保的智能检测与智能化药物喷施。基于现代视觉技术、图像分析技术、地理仿真技术，在农业机械设备的应用中，可以依据机械设备系统的自主检测，分析植保的需求及病虫害情况，并在具体的农药喷施作业时依据图像所显示的病虫害情况，对喷药量实施自动调节，取代了传统操作中的人工决策，全面提升了作业的精确性，避免了生产成本的浪费，并有助于防治效果的提升。

二是定点土壤检测与智能化播种施肥。主要利用现代智能化技术，将电子感应及检测装置设置于土壤之中，以实时获取土壤的碱分及湿度信息，通过实时的状态检测为播种施肥提供数据支持[4]。在作业时，可以依据所收集的相关信息，合理调整作业方案，对播种时机、播种量、施肥量等进行科学设置，实现最佳的肥料配比，为农作物的生长创设最佳的环境，避免过量施肥导致的不良后果。

三是粮食收获状态的智能化检测。即利用GPS技术、GIS技术等，对农田基本情况实施分析，以数据的方式计算出产量及提供作业方案支持，再结合智能化农业机械设备实施作业，根据不同的作物情况智能调节转速、速度，优化作物的收获过程。

图2

3 农业机械设备自动化及智能化应用分析

3.1 深入开展农业机械化推广工作

农业技术及农业机械推广是一项重要内容，是推动农业现代化的关键渠道。为加强农业生产者对农业机械设备的认识，在实践中必须要注重宣传推广工作，积极与农业生产规律相结合，注重其功能性、实践性、优越性、可行性的验证，使农业生产者更加了解农业机械设备自动化及智能化的特点，并在亲身实践中感受其生产效果，只有这样才能够提升农业化发展水平。

比如，立足于农村地区的农业机械化推广服务中心，注重日常农机宣传推广服务研究，竭力使现代化的农业机械设备走近农户，帮助其感受现代农业机械设备的优势。首先，服务中心应积极寻求与各方之间的合作及支持，大力做好宣传推广工作的筹划，夯实宣传的渠道基础。其次，拓展推广沟通与保障深度，即为种植户提供样机，并且在宣传推广过程中注重技术讲解和培训，使其深入了解技术性能、参数指标及使用成本等，并对于使用者加强维保技术传导，形成一体化的保障体系。最后，加强日常的技术指导，避免和减少技术问题，帮助其提升自动化、智能化农机设备的使用效率；应当实施巡访和检修机制，确保服务到位，保证设备安全使用，并提供相应的技术升级服务。

3.2 革新技术理念与推动能力创新

目前，我国农业技术仍然处于高速升级转换期，在农业机械设备的应用中，应当强化与现代技术的融合应用，切实改变传统的农业生产方式，逐步适应农业现代化的发展需要。一方面，应当加强技术理念的革新，特别是利用现代科技的支持和保障，改变对自动化、智能化农业机械设备的认识，并且解决在实际应用中面临的问题，与现代农业发展保持高度的一致性和统一性。而其中的关键因素无疑是技术理念的转变，即在农业机械设备的发展中，投入更多的精力和人才加强优化，挖掘自动化及智能化的潜在利用价值，化被动接受为主动研发，积极反馈农业机械设备的需求和技术问题，实现全程管理与优化。另一方面，要注重推动能力创新，即将自动化及智能化意识与技术发展保持同步，面对农业生产中复杂的作业环境，始终能够突出农业机械设备的应用优势，因地制宜地突出实践能力，不断拓展农业生产中的技术环节创新能力，切实推动农业机械设备的自动化、智能化转型。

3.3 融合最新技术实现农业可持续发展

在大数据时代背景下，农业机械设备的研发与生产更加注重自动化及智能化，这些技术的应用能够为农业生产提供最大的便利，增强其实用性与经济性，并与我国整体的农业现代化保持密切关联。尤其是在科技高速发展中，应当将最新的技术引入基础农业之中，以促进农村地区的经济发展，提升农业生产的经济效益[5]。比如，将智能气象技术与农业机械设备相融合，让作业人员可以实时掌握气候信息，以选择最佳的作业条件。再如，将图像分析系统融入农业机械设备之中，使操作人员只需要完成启动和关闭操作，农业机械设备便能够自主作业，高质量地完成相应农业生产，如图3。

图3

如此一来，势必会大幅提升农业技术渗透性，加上灌溉、施肥、除草、收割、智慧管理等系统，全面简化了农业生产操作流程，进一步体现出现代农业、智慧农业的发展特征。另外，为实现农业可持续发展，仍然需要依托农业机械设备的自动化、智能化优势，平衡农业成本与农业收益之间的矛盾，在“互联网+”和“大数据”等技术应用中，逐步提升生产效率，降低生产成本，提升农业收益，切实缩短产品生产周期，为农产品竞争力提升奠定基础。

3.4 持续推进无人化智慧农业进程

智慧农业的发展并非一蹴而就的，而是不断向前迈进的过程。我国作为农业生产大国，同样也是农产品消耗大国，如今为了更好地提升农业生产效率，逐步实现了管理科学化、生产标准化和营销网络化，而反观农业机械设备的推广应用领域，仍然道阻且长。因此，必须要保持不断革新的意识，在自动化、智能化技术融合的背景下，要主动探索更新技术领域，特别是智慧农业发展理念的提出，更坚定了未来农业机械设备的发展方向。其中，最为关键的是实现智慧化和无人化，即利用更丰富的无人农业机械设备（如图4）实现更高级的自动化农业生产，而操作者仅需要预先设定程序和参数，便可以一键完成。这种全新的变革无疑是未来的主要发展方向。

图4

比如，已经逐步实现的无人机作业，必须要解决好诸多的技术革新问题，一方面是应用农业自动驾驶技术，即利用各种网络信息保障渠道、无线控制技术、智能感知技术、图像处理技术等，使自动驾驶更加智能，能够自主选择速度、高度、路线及躲避障碍物，大幅减少人工对智慧农机的干预。另一方面，要注重智能控制的稳定性，即依托科学参数设定的同时，要始终保持设备的使用稳定，避免在实际应用中出现问题，降低在维保领域的成本投入，进一步建立稳定的技术供给渠道。因此，智能感知技术将是农机智能化发展的主要技术突破口，只有在这两方面加强技术攻关，才能促进智慧农机技术的早日成熟。

4 结束语

综上所述，伴随信息时代的来临，深刻改变着农业生产的方式。农业机械设备作为其中的重要部分，应当充分挖掘其应用潜力，注重与现代科技之间的融合效应，既要注重农业生产技术的指导，更要创新农业机械设备的应用理念，适应农业现代化的需求和规律。尤其是借助农业机械设备的自动化及智能化升级，提升现代农业的生产质量和水平，真正实现以效率换效益，使农业生产更加科学高效，逐步实现由机械化农业向智慧农业升级。