关于农业机械化及自动化现状与推进模式的研究

高国杰

（西北农林科技大学 机械与电子工程学院，712100，陕西咸阳）

伴随着我国人们生活水平的提高和城市化进程的加快，广大农村中青年向往城市生活，大量劳动力从农村流出，农村劳动力稀缺，城乡人口结构不平衡。在大多数农村地区，中青年劳动力缺乏，这大大提高了对农业生产机械化的需求程度。从当前经济发展的实际情况看，农业生产机械化将是现代农业发展的必然趋势和要求。

近年来，一些发达国家积极致力于农机自动化的发展和研究，得到了社会各界和政府的大力支持。一些成功的研究成果已经应用到实际生产中。机械自动化研究的主要目的是降低农业生产成本，减少劳动力投入，在节约资源的同时不断提高农产品质量。当前，集成电路、计算机等电子产品的质量不断提高，而价格却逐渐降低。将电子设备应用于农机自动化控制装置的开发，可以有效地促进农业生产的发展。

1 农业机械自动化的现状

农机自动化是指在农业生产发展过程中，借助科学的机械设备，实现人力资源的置换，进而替换农业劳动力完成农业生产任务，起到节约人力资源的作用。如果能推动农机自动化的普及，就能有效减轻农民的生产负担，降低农业整体生产成本，提高农产品质量。随着各项经济改革措施的实施，我国社会经济发展呈现平稳增长态势，为农业发展注入了活力。

目前，新农村建设已取得初步成效，农业种植环节中不断使用机械化设备，但机械自动化应用还存在一些问题。农机自动化设备精度不够。分析发达国家农业发展的成功经验，发现成功的关键是推动农机自动化向精细化方向发展。基于信息时代，相关研究人员应实现机械自动化技术、GPS 技术和GLS 技术的有机结合，不断完善机械化设备，提高定位精度，为播种和收获提供方便。

同时，新型农机自动化设备的研发不足，使得农业生产设备落后，限制了生产效率的提高。创新是一切工作发展进步的内在动力。现代信息技术的发展也为农业生产技术的发展打下了良好的基础，农业机械自动化的发展呈现出良好的市场前景。然而，调查显示，我国农机自动化发展滞后，不能适应时代发展的目标。我国农机自动化还处于初级发展阶段，实现田间作业完全自动化还需要较长的发展阶段，但这并不意味着农机自动化发展缺乏潜在的提升空间。因此，必须加强创新，促进农业生产效率的提高。

2 农业机械自动化的必要性

如今，农村大量的青壮年劳动力离开农村，奔向城镇成为农民工。农村大学生更喜欢经济发达地区和城市就业，一些高校学生择业调查显示，约80%的毕业生希望到发达城市工作，只有少数人愿意回家乡发展事业。部分农村地区青壮年劳动力短缺，将在更大程度上对农机自动化产生需求，实现农业生产自动化是必然的。

随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们的观念也日新月异。消费者不仅需要解决温饱问题，而且需要更美味、更营养、更优质的产品。生产者对提高劳动生产率、提高劳动舒适度的要求也越来越高。而且，随着经济全球化，消费者对衣食的需求越来越大，面对农产品开放进口和市场竞争的压力，现代农业只有进一步提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量，才能得到有效发展。从这些新的要求出发，向高效、高精度的机械化、自动化方向发展是农业生产的必然选择。

近年来，一些发达国家积极从事农业机械自动化的相关研究和开发，其中一些已经达到了实际应用阶段。这些研究以降低生产成本为主要目标，达到节约资源、提高农产品质量、实现安全生产、适应老龄化社会的目的。随着电子工业的快速发展，半导体集成电路、微处理器等电子产品质量提高和价格降低，将进一步推动农业机械自动控制装置的发展，加快农业生产的自动化。

3 农业机械自动化的阶段式推进

毫无疑问，农业机械自动化将在克服各种困难、不断尝试各种方案和方法的过程中不断向前发展。结合当前农业生产条件和技术水平，笔者认为农业机械自动化应采取阶段性推进策略，并组织开展相关研究工作。

3.1 自动化模式的选择

首先，根据农业生产的实际情况和技术水平，为了提高作业效率和准确性，节约能源，提高安全性，应正确评价不同自动化模式的效果，进而选择合适的自动化模式，以促进自动化分阶段推进。

3.2 农用传感器及控制系统的开发

在农产品生产、加工和流通过程中，缺乏能够快速、准确、无损评价农作物或农产品的生物学特性和生物活性的传感器，是农业机械自动控制装置发展的最大难题。因此，我们应该研究和开发能够准确检测自然环境中这些特征和活动的传感器及数据处理技术和设备，特别是开发能够从田间和培养基上检测作物生长发育信息的传感器是工业和设施作物生产所必需的。此外，还需要对传感器获取的数据与控制参数之间的关系进行比较分析，开发相应的参数控制装置。

3.3 耐久性和可靠性的提高

农业机械通常在恶劣的环境条件下工作，因此，产品的耐久性非常重要，尤其是对于自动化设备。由于需要使用半导体集成电路、微处理器等电子产品，提高产品的可靠性和耐久性显得尤为重要。

3.4 认识主体的转换

过去，为了提高农机自动化装置的运行性能，大多是通过改进部分机械结构或增加一些装置来实现的，这使得机械结构复杂，价格昂贵，维修难度加大。要从根本上解决这些问题，既要着眼于过去机械的改造，也要将农作物和土壤作为农业生产的基本对象，从最大化推广普及的角度，发展适合实际生产、价格合理的自动化机械和低成本的中小型、多功能自动化机械。

4 结语

农业机械化是农业现代化的主导力量。社会的发展对农业机械化生产提出了更高的要求，即实现农机自动化。今后，农业机械化将在降低农业生产成本、提高农业生产系统效率方面发挥重要作用。继续推进和实现农机自动化，是农业机械化工程技术人员面临的一项长期任务和挑战。随着电子工业的快速发展，农业机械自动化将从农业机械的局部自动化发展到无人自动化和农业机器人，农业将成为一个高技术密集型产业。

合理推进农机自动化，应从生产实际出发，选择推进自动化的重点，选择合理的自动化模式，分阶段推进自动化进程。农业机械的工作对象是土壤、农作物或具有复杂多样物理特性的农产品，因此，在使用自动控制技术时，首先要考虑这些对象的物理和生物特性，在相应传感器的开发和利用上做大量的工作，然后逐步着手研究提高自动化装置的耐久性和可靠性。