“云物移大智”与农业机械化融合现状与对策

（山东农业工程学院，山东 济南 250100）

我国是一个农业大国，15亿人口中有近半数生活在农村。因此，农业与农村的健康发展始终关乎着社会的长远发展。“实施乡村振兴战略，要坚持农业农村农民优先发展”是十九大报告中重点指出的问题。作为国家基础产业的农业发展关系着国计民生，其信息化、智慧化的程度决定着农业信息化的发展程度，也是国家信息化的重要组成部分。农业生产从主要依靠人力畜力——主要依靠机械动力——并进入了机械化为主导新阶段，2018年，《国务院关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》指出：推动农机装备产业向高质量发展转型，同时推动农业机械化向全程、全面、高质、高效升级作为今后一个发展时期的总体要求[1]。2021年，习总书记在全国脱贫攻坚总结表彰大会上的讲话强调“坚持把解决好“三农”问题作为全党工作重中之重，坚持农业农村优先发展，加快农业农村现代化步伐”[2]。深刻学习上述文件和讲话精神，梳理国外农业机械化现状，找出差距和不出，进一步推进我国“三智农业”高质量健康发展。

充分利用现代信息技术，将 “云物移大智”（云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能）与农业机械化深度融合是加速农业机械更新升级和“三智农业”（智慧农业、智能农业、智造农业）发展的重要手段和有效途径。“云物移大智”信息技术主要包括云计算、物联网、移动互联、大数据、人工智能、传感器、GPS等。农业信息化是指在农业领域全面充分的应用以物联网、大数据、人工智能、云计算、移动互联为代表的现代信息技术，使之渗透到农业生产、存储、加工、运输、营销全过程进行智能化控制，发展精准农业、智慧农业，带动农村经济、技术等环节的全面发展，实现农业发展“新六产”[3]。目前，“云物移大智”信息化技术日新月异，但其渗透到“三智农业”发展的水平还较低，与国外发达国家相比还存在着较大的差距。

1 国外农业机械化发展的现状

二十世纪九十年代，几个比较典型的国家，如：欧美为代表的美国、德国，东南亚为代表的日本等经济发达国家的种植业和养殖业已进入高度机械化阶段，农业机械已向自动化、信息化和智能化方向发展[5]，即达到了农业4.0高级阶段。也有研究者认为国外农业机械化发展大致上都经历了三个阶段，从初步农业机械化时期——基本机械化时期——全面机械化(高度现代化)时期[4]。国外农业水平发展较好国家中在国家经济水平、农业机械作业规模、农作物种植种类、地理条件以及农业机械装备水平等方面各有不同，但又存在着共同特点，总结如下。

2.1 政策与法律支持

大多国家实行多项支持政策和法律用来促进农业机械化的发展，各国政府对农业机械化的支持方面主要是通过经济政策调控，如：实施直接补贴、低息或贴息、购机贷款担保等优惠贷款政策等方式，调动农民或大型农场购置大型农业机械的积极性和主动性。美国政府一直对农业机械用柴油实行免税政策[6]，早在1953年日本颁布《农业机械化促进法》，经过随后多次修订，在法律政策上保证农业机械化的健康发展[6]。

1.2 农业向数字化、智能化发展

随着信息化、智能化融入各行各业，先进的数字农业、智能农业也得到了迅猛发展。信息化技术渗透到了美国数字农业发展整个阶段，在农业生产、加工、运输、存储、销售的各个环节都有深刻的“烙印”，直接打造了美国“精准农业”，整个智能化过程提高了美国国家农产品的国际竞争力。日本在二十一世纪初已在大型农场中实现了遥感、地理信息系统和全球定位系统的“3S”技术，同时配备有网络信息服务、智能机械管理系统[7]。德国的农业信息技术发展主要集中在通过计算机知识建模进行杂草自动识别、病虫害诊断、无人驾驶采摘等多项技术[8]。其政府对于农业机械化极其重视，另外农机企业和组织也十分重视农业机械的现代化生产。每个农产品都可以通过无线射频识别技术进行回溯，提升了农业品的安全和可信度。

1.3 农业向集约化、可持续化发展

“云物移大智”信息技术与农业机械化深度融合发展有利于促进农业生产成本的节约和生态环境的保护。传统农业机械作业方式水平还处于较低水平，如施撒农药或施肥过程中所造成农药飘移和土壤污染的生态污染问题，严重影响到农业耕地的使用，影响农业的的可持续发展。美国Veris Technologies公司的测绘系统可以远程测量土壤的温度、湿度值和电导性[9]，为土地生产量预测提供重要参考和依据，同时与GPS信息相结合绘制田地土壤成分分布图，从而实现田间的变量精准施肥和施撒农药，对提高经济效益、减少环境污染等具有重要意义。

2 我国农业机械化发展现状和不足

近年来，国家政府发布了一系列促进农业信息化发展政策和制度，中央提出“中国制造2025”主攻方向是智能制造，其中农业机械化农机装备也是发展的十大领域之一。政策和制度的方向引领使得我国农业机械化取得了一定的成效，但与发达国家相比，仍存在着不足。

2.1 我国农业信息化发展现状

2.1.1 政府主导加快信息化融入农业机械化发展

二十世纪九十年代后期，中国农业部农业机械化管理司就建设了中国农业机械化信息网，农业机械化信息网的建设带动了国内各省农业机械化政府网站建设。随后，在东南沿海一带福建、江苏、浙江，华中地区陕西，华北地区山东、河北等十多个省也陆续建立了农业机械化政务网站。农业机械网的建设给信息化融入农业机械化奠定了基础，促进了农业机械信息化发展的脚步。目前，国内已形成了中国农业机械化信息网为首，各省级农业机械化信息网为骨干，三大农业机械网站农机质量网、农机监理网和农机推广网三大农业机械为为支撑，以及一大批地县级农业机械化信息网的农业机械化管理信息网络体系结构[10]。

2.1.2 农业机械化广泛应用于地标作物

北方地区因受温度、湿度、雨季等地理环境的影响，习惯大规模的种植玉米、棉花农作物，这两类农作物相比其他农作物而言无论是播种还是收割，两种作物种植、成长、管理均需要大量的人力和物力参与。在传统以体力和畜力劳动为主的农作物种植时代，两种作物均需要大量和人力劳作，从而导致两种农作物的生产成本较高，农民劳作没有获得感、价值感。变相导致农村“留守儿童”的增多，不利于地域的均衡发展。因此，若不能合理的进行农业生产改革，将会严重影响着农业生产的整体性发展，在国家政策、政府支持、高校科研所、企业单位的共同努力下，将农业收割技术与信息技术进行有效融合，生产出了不同品牌的玉米收割机、棉花收割机，如：山东国丰机械有限公司的4YZ-2型自走式玉米收割机，大大提高了农业生产工作效率，降低生产成本，同时推动我国农业经济的持续增长。据统计，2018年底，全国已有300多个示范县率先基本实现玉米、棉花农业生产全程机械化[11]。

2.1.3 农业机械化管理平台发展迅速

近年来，随着农业机械化生产经营主体的增多，为满足农机作业过程中各类农业机械化信息需求，在全国各地开始启动农业机械作业管理信息平台建设。在所建设的农机信息化管理平台中，大致包含如下内容，农业机械信息化的智能监管运维平台构建与开发，将农业机械化管理部门、农业机械化合作社、农业机械化用户进行网络化对接，实现农业机械化信息的资源共享和科学管理。功能包括农业机械化管理、作业管理和农业机械化服务，农业机械化信息化智能监管运维展示与决策运营。通过设立省级监控平台、县域监管调度系统、农业机械化合作社管理三个辅助决策系统，进行可视化展示和信息决策，其中包括分级的农业机械化实时监控平台、调度和管理操作。如，山东省农机管理云平台就包括智能运维与管理模块，可以实现智能控制、远程管理、专家决策等多种功能(图1)；湖北省构建了“农机通”短信平台系统，可以用于给指定农机用户或经营主体、合作社发送农机作业当前状态短信，及时进行故障处理，以便进行远程控制运维和决策；安徽省则是使用“农机通”—农业机械远程控制管理与农业机械化信息服务系统,可以实现PC端、手机端信息的互连互通和共享，实现快捷、方便、有效的农业机械化信息服务，促进了农业机械化的高效大规模发展。

图1 农机故障自动预警诊断工作原理图

2.2 我国农业信息化发展不足

2.2.1 农村对机械化的认识不够深入

受传统方式的影响，当前我国农村的劳作方式大多仍是以家庭为单位，部分采用合作社方式，相对于国外大规模、大农场式的生产模式还有很大差距。因此促使我国农业机械化、农业机械自动化、信息化的“智慧农业、智能农业、智造农业”发展的大型农机设备无法施展力量。同时，存在着部分农机企业和农业主题过度追求短期效益，对“智慧农业、智能农业、智造农业”所带来的长远发展认识不到位，没有深刻认识到“智能化农业、智慧化农业、智造化农业”的发展道路。多种原因导致价格偏高、性能好的农业机械化设备使用率不高。

2.2.2 多元化投融资体制机制尚未健全

在国内农业机械化迅速发展的同时需要大量资金的投入，而我国农业机械化信息化建设资金仍以政府财政投入、财政补贴为主，在一定程度上不仅存在着资金总量不足，同时存在专项资金的缺乏。用于专项关键技术研发经费不足，各农业机械应用系统后期维护和升级改版经费严重不足。在某些地方，即使资金总量充足，但存在着资金分配不合理，市场还存在着很大的欠缺空间尚未得到充分发挥，投资融资的方式体制机制还不完善，存在着发展较大发展空间。

2.2.3 区域发展不平衡、核心技术存在差距

虽然智能化农业机械在国内有了一定了应用规模，但其研发技术还处于较低水平，现有的大多数农业机械仅适用品种少、要求低、可靠性低的农作物大规模作业，还不能适应现代农业生产高水平、种类全、可靠性高农作物发展的需要。如，农业机器人技术总体上还处于模仿发达国家技术阶段，或是在实验室开发样机阶段，对目前要求较高的智能化农业机械还有差距。设施农业机械化设备智能化水平低，在诸如温室温湿度控制、人工智能无人操控、网络通信技术应用等方面存在很大发展空间。

2.2.4 人才投入力度不足

目前，国内农业机械化行业建设的专门机构和专门人才数量较少，投身于建设农业机械化信息化研究的人才更是少之又少。同时现有农业机械化人才伍专业知识储备量不足、学习力较弱，由于存在着对农业的偏见，也存在新入人才不足等现象，不能满足当前农业机械化信息化的要求。在国内广大农村也存在着严重缺乏会使用、能使用智能化农机设备、农机管理信息系统的人才，对乡村振兴的发展也存在着滞后性。

3 推动我国“三智农业”发展的对策

3.1 建立健全多元化的扶持力度

多种途径强化顶层设计，进一步加大政府在农业机械化信息化投入力度。政府主导通过政策支持、项目创新帮扶、科技引导等多种方式，鼓励和引导高校参与农业信息化科研、企业进行农业机械化生产、民间组织进行农业机械化作业等方式促进农业机械化信息化发展，通过示范、帮扶项目工程，带动一部分地区先富起来，将农业机械化信息化成果进行推广，以先富带动后富，最终实现全面农业机械化信息化智慧化的农业生产、储存、加工、流通与消费，最终促进农业经济发展。

3.2 积极推动县域农业机械化信息化系统建设

为满足现代农业机械化信息化的建设需求，建立统一、有效的智能农机互联网平台系统与数据可视化管理平台，并对各类数据进行有效的数据统计和分析，得出有助于农业发展的决策信息，是当前建立农业机械化信息系统的初衷和目标。

因此，目前围绕当前县域农机作业存在的数据信息采集与互动不完善现象、作业管理不规范、资源配置不合理情况等突出问题，以满足农业机械高精度的实时定位、信息状态参数采集、远程监管的迫切需求，建设县域范围内农机状态监控体系，构建县域玉米联合收获机械农机信息化智能监管运维平台，全面提升县域范围内农业机械化水平的监管与服务水平成为当务之急。

3.3 建立示范基地加大人才培养

拓展各种渠道，加强与农业类高校的合作，成立组建农机行业信息化技术创新战略联盟，进行“校企合作”+“校政合作”，联盟进行联合协同创新与联合攻关，创建省际农机信息化科研及创新基地，培养农业科研人才和创新团队，服务于农业机械化信息化发展。加强对基层农业机械化管理人员、农业机械化合作社人员、农业机械化操作人员的培训和学习，不断提高农业机械化应用主体的综合能力和素养。