农业机械自动化技术要点及优化应用分析

2022-04-07张永峰张亚红

河北农机 2022年9期

张永峰张亚红

1、平泉市食用菌产业发展中心 2、平泉市农业农村局

前言

农业生产关乎民众温饱，社会和谐，关乎国计民生，作为人口大国的我国来说，一直以来，都十分重视农业生产活动的开展，致力于农业生产水平的提升，而农业生产水平的提升，与工具的应用与改良不无关系。从传统的人工劳作，到机械化生产，是农业生产效率质的飞跃，而从农业机械化，到农业机械自动化的转变与应用过程，是农业生产现代化、智能化的重要标志[1]。当前，我国的农业机械化应用已经十分普遍，农业机械化大大加速了现代农业的进程，摆脱了传统农业对劳动力的高度依赖，在保障农业生产效率的同时，农业生产质量与效益也得到了显著提升，同时使得农业经济得到了飞速发展。随着时代的发展，在先进技术的支持与作用下，各行各业各个领域的发展速度与发展质量都得到进步与提升。尤其是自动化技术的运用，改变了传统的农业生产局面，农业机械的自动化水平更高，生产能力更强，生产效益更显著，为我国现代农业，智慧农业的发展创造了良好的条件。尽管农业机械自动化对于现代农业的促进作用十分积极，但从当前我国农业机械自动化的实际应用情况来看，还有很大的提升空间。需要结合实际，不断优化与深入，从而将自动化技术的特点与优势更充分地发挥出来，更好地推动农业生产力水平的提升。

1 农业机械自动化技术在农业生产中的积极作用

1.1 有利于农业产业的调整与升级

现代先进技术在各行各业各个领域中的应用已经普遍，对于提升农业生产效率和质量的积极作用更是十分显著。农业机械自动技术是机械制造与电子技术、信息技术深入融合的一种现代化技术形式。农业机械在没有应用自动化技术之前，很大程度上需要人工操作与干预，无法实现智能化、自动化的传动与控制，虽然在生产效率上相较于传统农业形式有一定的优势，但仍然存在不足与隐患，如在生产力水平上、在安全保障上，还有很大的提升空间[2]。而且在生产能力上，还较为单一，而农业机械自动化技术的应用，不仅提升了农业生产的技术与效率，同时也在很大程度上促进了农业产业结构的调整与升级，自动化技术在农业机械中的应用。首先，对于农机机械生产领域的调整与升级作用是显著的。自动化技术的应用能够有效改善传统机械产业中的技术问题，调整落后的产业结构，使得农业机械生产产业得到优化。其次，对于农业生产领域的调整与升级作用也是显著的，农业机械自动化技术的应用，在一些高端农产品的生产上有着显著优势，比如，可以利用自动化技术远程控制农业生产，及时了解农作物的生长状态，比如，通过自动化技术来控制农作物生产环境的温度、湿度，监测光照情况，病虫害情况，以高端农产品来淘汰生产价值低的产品类型，促进农业经济效益的实现。

1.2 有利于保障农业生产安全

我国的农业生产显著特点：一是面积广，二是品种多，三是作业环境多样化。这就在使得农业生产的复杂性更加显著。农业机械自动化技术的应用，可以很好地突破传统机械化半自动半人工的局限性。自动化技术可以最大限度地降低对人工的依赖，尤其在一些特殊环境，如山地生产中，极容易由于环境的不稳定而导致安全事故的发生[3]。不仅不利于农业生产效益的实现，同时也严重威胁了农民朋友的生命安全。而农业机械自动化技术的应用，能从根本上解决人头战的弊端，极大地降低了农业生产对人工的依赖，如在农产品包装中应用自动化技术，不仅可以实现连续包装作业，也避免了人为操作所出现的失误问题。比如，在农业生产病虫害的防治过程中，自动化机械设备不需要人工参与，这就减少了人工进行病虫害防治时，化学药物对人体的伤害。而且，需要人工进入生产一线的机会就大大减少，相应地，安全生产事故发生的概率也在不断下降，这就从根本上保障了农业生产安全的实现。所以，无论是从经济效益的角度来看，还是从生产安全管理的角度来看，农业机械自动化技术的应用对于提升农业生产效率、促进现代农业的进程作用都是十分积极的。

1.3 有利于农业产业的多元化

在当前社会发展形势下单一化的农业生产形式显然已经无法适应新时代背景下的市场形势。为了更好地满足市场发展，满足不同层次、不同群体对农产品的需求，在农业生产上，就需要形成多元化的农业生产局面，一方面能够有效地提升市场竞争能力，一方面可以形成多元化的市场局面。很显然，多元化农业生产局面的形成，需要更多的技术理念与管理方法的支撑。这就需要充分发挥出农业机械自动化的优势作用，通过将自动化技术的优势性作用更好地融入农业机械设备中，如柔性自动化技术在农业机械设计制造中的应用能够显著改善人机交互界面的相关问题，通过对设备数据管理系统的进一步完善，人机交互流程得到显著优化，从而使得农业机械设备的运作性能更优良[4]。当前，农业机械设计制造行业对于柔性自动化技术的应用程度非常高，因为柔性自动化模式不仅显著提升了计算机管理水平，同时还能有效地在实际加工、生产和制造之间建立相应的联系，以提升农业机械设备系统的自动化水平。以玉米的种植为例，不同地区对于玉米的生长是有一定的影响的，虽然玉米在我国各地都能够得到很好的种植，但最终决定玉米是否高产却是多方面因素决定的。这其中，农业机械自动化应用就是一个关键因素，通过应用农业机械自动化，如种肥同播机械设备，不仅有效地提升了播种效率，降低了生产成本，而且为后期的管理奠定了基础。总而言之，农业机械自动化的推广与应用，可以有效实现农业生产多元化局面，可以对农业产业结构进行有效的调整，这样就避免了剧烈的市场竞争对农民经济收益的影响。

2 农业机械自动化技术的优化应用

2.1 物联网技术在农业机械自动化中的应用

农业机械自动化技术是以先进的信息技术为依托的一种农业机械驱动形式，而物联网技术对促进农业机械自动化功能的实现是十分积极的。物联网技术不仅在工业领域发挥出了巨大的优势，对于农业生产的影响更是深远的。在信息化时代背景下，打造智慧农业，推进现代农业发展的进程已经成为实现乡村振兴，推进共同富裕的必行之路。越来越多先进的农机设备、农机技术、管理方法被应用于农业生产过程中，显著提升了农业生产质量与生产效率。而智慧农业、现代农业推进的背景显然离不开先进技术的支持，尤其是物联网技术的支持[5]。物联网技术，顾名思义就是通过利用智能化设备实现物与物之间的有效相连。在农业机械自动化技术优化应用表现在于，能够促进农业机械设备与设备之间的联结，如远程监控设备、与农机设备间的连接。物联网技术在农机推广中应用的有利性可以实现信息的传播、数据的收集、图片的识别、图像的处理，指令的发出等多个功能。利用信息技术建立起来的物联网网络，能够有效地提升农业机械设备的管理质量与管理效率，如能够对农业生产场所的温度与湿度进行监测，这是利用传感器技术来实现的数据的收集、分析与汇总而实现的，并通过互联网网络对数据进行共享、发布，让广大农民朋友或是种植户及时了解农业生产的状态，以及农业机械设备的运行情况，结合这些情况对农业生产做出相应的调整。比如对农业机械设备进行及时监测，及时发现农机机械设备运行中的潜在问题，并及时进行改善，避免问题进一步扩大而影响农业生产，或是造成更大的损失。

2.2 5G通信技术在农业机械自动化中的应用

在农业生产中，为了保障生产质量，提升农业生产效率，就需要就农业生产活动，农作物的生长形势，来进行必要的沟通与交流。而且，随着我国农业生产规模化、集约化特征得越来越显著，及时沟通与交流能够有效提升农业生产管理水平。很显然，这就需要良好的通信技术作为支持，而且大型的农业机械设备所应用的机电一体化技术中，也需要利用通信技术来进行数据的传输，以及来实现自动化生产，智能化管理。随着信息技术的持续发展，5G技术商用应用越来越普遍[6]。当前，5G技术在农机技术推广中的应用优势主要表现在以下几个方面。一是利用5G技术的应用对物联网进行升级，构建智慧农业的物联网系统，而且物联网技术也是智慧农业的重要组成部分，众所周知，农业生产涉及了不同的时期，而且农业生产过程中的细分项目极多，包括种子选择、耕地准备、播种作业、水肥管理、田间管理、病虫害监测管理等，不仅需要强大的技术支持，同时对于农业生产现场数据的采集、分析，图像的识别与处理也极为重要。而这些技术的实现都是建立在物联网之上的，很显然，5G技术助力物联网组网的无线传感器网络和远程监测设备技术，能够随时掌握农业生产现场，以及农作物的生长状态、天气情况、水文情况、温度湿度数据，以及农业机械设备的运行情况等各方面的参数，从根本上改变因人工造成的数据反馈不及时、数据记录不详细等问题，通过数据的自动采集与分析，确保及时性及精确性。及时发现异常，并及时处理。除此之外，还可以基于5G技术来搭载无人机，对农业生产现场进行无人值守和监控管理，包括农业生产场地的远程监控与设备巡检管理，为智慧农业、现代农业的发展提供强大的技术支持。

2.3 GIS技术在农业机械自动化中的应用

随着农村人口结构的转变，规模化农业正逐渐取代分散型生产，规模化农业生产多是采取机械化作业的形式。加强生产区域内农作物，以及农业机械设备状态的监测，了解不同区域内农作物不同的生长状态，就需要应用先进的信息技术来加强支持。GIS技术是一种地理信息管理技术，GIS是以地理空间数据库为基础，广泛收集农业信息并进行科学化分析的一处技术手段。GIS相当于农户的眼睛，能够替代农户对农业机械设备起到良好的监察作用，并且运用GIS地理信息系统在农业资源上的效果更加显著。对于收集到的数据，经过相应地分析之后，能够对土地的具体情况，包括气候条件、农作物生长状态等进行科学的预测，并结合预测结果为后续的农业生产计划提供有价值的参考，不仅能为经验不足的农户提供更精准的技术支持，同时在农业生产的监管上也具有无可比拟的优势性。尤其在病虫害的监测及天气的预测上，能够通过预测结果对不利因素进行提前干预。