自动化技术在农业机械中的应用特征与发展分析

0 引言

随着科学技术的快速发展，农业机械化生产已经得到了快速普及与应用，在农机购置补贴政策的支持下，农业机械的销售量不断提升，农业生产的机械化普及率也进步明显。在农业机械逐步应用的同时，农机产品的技术先进性、操作便捷性也成为了社会关注的焦点。自动化技术作为现代科技发展的重要技术，能够在很大程度上提升农业机械的产品性能，有利于进一步提升农业机械的工作效率、可靠性，进一步降低农业生产过程对人力的依赖，并促进生产方式的科学化转变。

1 自动化技术在农机中的应用情况

一直以来，农业生产的实施都是一项辛苦的工作，尽管近年来农业机械在很大程度上替代了传统的人力耕作，但是在生产经营和工作实施过程中仍需农民付出很大的时间和精力，农业生产的耕种、灌溉、植保、施肥等工作都仍需要农民亲力亲为地完成。同时，由于生产过程中使用的农业机械技术较为陈旧，农机作业过程中存在着故障频发、效率低下、资源浪费、环境污染等问题。为改善传统农机化生产的不足，具有自动化技术特点的农业机械被重点研发并逐渐应用到农业生产过程中。自动化技术在农业机械中的应用有效提升了农业生产的效率，降低了人员的工作强度，但是总体而言，这些先进的农机设备普及率仍不尽人意，自动化农机装备的应用与普及还有很多的工作要做

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（2）从提高油浆的净化效率的入手，开发高效催化油浆分离技术，并应用于实际生产，从源头提升催化油浆的品质，为下游企业开展深加工利用提供原料保障。

从我国农机技术研究与发展过程来看，现阶段的农业机械种类较为丰富涉及农业生产的各个领域，且在2004年以来，国家农机购置补贴政策有效激发了农民的购机热情。截至2020年底，我国农业机械总动力达到10.56亿kW，相比2019年增加2.79%，全国农作物耕种收综合机械化率达71.25%，相比2019年增加1.23%，机耕率、机播率、机收率分别达到85.49%、58.98%、64.56%，全国农机服务组织达到19.48万个，其中农机专业合作社7.5万个，农机户3 995.44万个，为全程机械化生产奠定了良好的基础。但从总体上看，我国现阶段应用的农业机械仍没有很好结合前沿科技，农业机械中配套的自动控制系统、传感器数量、PS 装置及 GIS 平台等高新科技比例不高，农业机械的加工制造过于粗放，价格较低的中小型农业机械和半自动化农机装备数量比例过大，精确农业、绿色农业、设施农业等先进理念的推广普及仍不彻底，农业机械与先进理念的结合仍不充分。据不完全统计，截至2020年底，我国的农机装备生产企业超过2 550个，而具有自主研发能力和大型农机生产能力的企业不足30%，农机现代化、自动化、智能化技术的研发能力仍不尽如人意。我国农机自动化技术的应用主要集中于国有农场、大型农机合作社及农机技术示范区，大部分分散经营的农业生产中仅依靠租赁大型农机或使用中小型农机作业，农业机械的自动化水平存在很大差异。从技术积累上看，我国农机自动化技术的科研成果十分丰富，近年来成果的产业化工作也得到了大力开展，但现今自动化农机技术的推广应用周期较长，自动化农机装备的市场价格较高，在一定程度上限制了自动化技术在农机生产中的应用

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2 农机自动化发展的制约因素

2.1 传统生产意识的制约

我国的农业生产环境相对闭塞，加之农民的知识水平和眼界受到生活环境的制约，常存在思想保守、安于现状的思维，往往不愿意接受现代化农机技术，也不愿意投入更多的资金来更新农机设备，导致技术先进的自动化农机产品销量达不到预期。部分农民对于已经购置的农业机械存在依赖情绪，常常认为农业机械还能运转就可以继续使用，导致大量的老旧农机甚至报废农机仍在农业生产中应用。加之农民的生产经营理念落后，仍然采用独自的小规模经营，不愿接受承包经营、联合经营等新模式，使技术先进、自动化程度高的中大型农机装备应用范围缩小

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2.2 农机驾驶能力不足

对于技术先进的自动化农机，尽管大部分驾驶操作由自动化技术完成，但面对新的农机操作方法，很多农民一时难以适应，大部分农民还是局限于传统农机的驾驶技术，不愿意花费更多的时间去了解和学习自动化农机的驾驶技术和使用方法，部分农民购置了新农机，但不能进行规范使用，也不定期进行保养检查，农机很多先进的功能农民不会使用，先进农机仍按照传统的方式驾驶，导致自动化农业机械的优势得不到发挥，甚至出现故障频发、作业质量不佳等问题，影响了自动化农机的口碑

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在自动化农机设备研发的过程中，往往会与国际国内的先进生产理念相结合，使农机产品具备新的技术特征。例如，电控水稻直播机的应用，有效优化了传统水稻直播机操作复杂、易出现重播漏播等问题，通过电控排种、传感器监测不仅提高了水稻直播的质量，还显著改善了农民对于水稻的种植理念，使农民认识到水稻的种植不仅可以通过插秧来实现，也可以通过与旱田类似的播种作业来实现。此外，随着农机自动化程度的提高，农业生产的形式、农艺技术也将逐渐趋于统一，农民的生产理念将进一步与时代接轨，形成生产技术与农机技术相互促进的良好效果

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2.3 基层农机维修能力不足

现阶段，农村地区劳动力缺失，传统农机化生产所需的劳动力仍较大，造成农业生产过程中的人力资源雇佣成本持续上涨且用工短缺问题。自动化农机设备功能进一步丰富，传统生产过程中的很多人工劳动工序进一步被农业机械所取代，生产过程所需的人力资源得到有效缩减，随着自动化技术的进一步应用，农业机械的自动行驶、无人化生产终将实现，将使农业生产的人力需求降到最低

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3 自动化技术的应用优势

3.1 显著提高农业生产效率

我所经历的第四个改革是土地使用商品化的改革。不知什么时候，也不知从哪里兴起的，土地使用权可以买卖了。由此带动了房地产热，土地财政热。房地产业的发展带动了40多个产业的发展，也带动了政府的土地财政。房地产吸收了买房人大量的资金，使通货膨胀化为无形（低通货膨胀还是有的）。高杠杆带来了系统性金融风险，带来了35万亿元的个人消费贷款。土地改革让物流设施离城市越来越远，与政府提出的降低物流成本的要求越来越远。土地改革的好处是让大家更珍惜土地，毕竟14亿人饭碗要端在自己手里。唯一希望的是政府官员们不要浪费土地财政收来的钱，不要乱盖大楼，乱铺摊子。

3.2 有效提高农机作业精确度

自动控制技术体系包含了可编程控制技术、传感器技术、可控电气元件、信息传输技术等众多技术，有利于现代化的生产理念在农业机械上的应用，例如，电气自动化控制下的喷杆喷雾机作业，可通过程序控制结合环境感知，实现针对不同病虫害问题和环境状态的合理喷施，既减少了生产过程中的农药使用量，还通过精细化作业提高了喷雾植保的效果。自动化技术的应用能有效改善传统农业生产过程中的粗放作业模式，有利于生产资源的节约和生产质量的提升。

智慧农机是农机技术未来发展的主要方向，而智慧农机技术的实现是以农机的高度自动化为前提。在自动化技术充分应用的前提下，结合人工智能学科的发展，农业机械在全面可控的同时具备了主动思维、工况判断、故障分析等更多的功能，农业机械的工作在计算机自动控制下全面实现无人化，实现智慧农业的新型生产模式。智慧农机的大面积应用将进一步降低农民负担，帮助农民从传统的农业劳作者真正转换为生产经营和管理者。

近年来，我国农业生产的开展形式发生了很大的改变，合作经营、承包经营等中大规模经营的农田面积不断扩大，为先进农机的应用创造了更好的条件。将自动化技术与传统农机技术进行结合，能够利用自动控制技术实现农业机械的状态调整、农机部件的状态监测、农机故障的实时预警，不仅降低了农机操作的复杂程度，还在一定程度降低了农机故障的发生概率，有效保证了大规模农业生产的连续稳定实施。与此同时，自动化技术应用较多的农机装备能在很大程度上替代传统的人工检查、调整工作，例如农机结构的升降、位置调整都可实现一键控制、位置自动记忆，且故障问题通过观察仪表就能明确，有效降低农机使用的检查调整时间，使先进农机装备在农忙时节能更多地应用于农业生产，发挥实际作用

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3.3 有利于先进生产理念推广

先进的手机终端设备和网络技术的普及催生了种类众多的APP，大学生的日常生活及学习方式均发生了巨大变化。大学生接触到更多的外界信息，拓宽了获取知识的渠道。同时，新媒体环境带有极大的开放性和包容性，新媒体中出现的多种思想，让大学生能从更加多元的视角来看待世界，这样不但实现了学生思想的开放性发展，还能让学生的创造性得以强化，而创造性的培养正是当前教育体系中重点关注的方面。

3.4 有利于缓解劳动力紧缺问题

现阶段，我国基层农机维修点的条件十分有限，仅能应付常规的农机维修工作，而对于技术先进、结构复杂的自动化农机设备的很多故障问题难以及时、合理地进行维修，导致农民购买农机后仅能依靠厂家的售后服务进行农机的故障处理，或长途跋涉到镇级、县级的大型农机维修机构进行维修，导致农机使用成本过高，影响了农民对自动化农机的接受能力。

4 自动化技术的应用趋势

4.1 向智慧农机技术发展

在学生阅读理解的过程中，恰当地运用“以写促读”策略，可以反馈前面学习的效果，有利于教师有的放矢地教学，还可以激发学生的主观能动性，从而实现更深层次的理解，真正在阅读教学中实现以学生为基点。

4.2 向精确农业方向发展

总体来讲，我国现阶段的农业生产还是粗放型为主，其主要原因之一就是农业机械技术的落后，在农机自动化技术应用的过程中，为提高自动控制的合理性，农机设计人员会在传统农机技术的基础上进一步结合我国农业生产的实际情况，分析农机控制的实际需求使农机技术的工作行为更加合理。同时，为保证农机控制的有效实施，农业机械在加工制造、细节结构设计、安全性设计等方面会进行全面升级，农民购置的自动化农机产品逐渐具备更精确、更合理的功能和执行能力

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4.3 向农业全覆盖方向发展

自动化技术的应用有利于农业机械功能的丰富，很多传统农机设计难以实现的功能通过自动控制技术快速实现，机械、电子与液压技术的深度融合突破了传统机械设计的思维，使农业机械领域逐渐诞生更多的新产品，并覆盖到农业生产的更多领域。在自动化技术的支持下，农业机械技术的升级将从以产前产中为重点，向产前产中产后和食品深加工方向延伸，还将进一步覆盖大部分经济作物、中药材、大棚生产环境，使农业机械化的综合实力得到显著提升。

4.4 向经济环保方向发展

自动化技术的应用会持续提升农业生产的效率，在农机自动化技术研发与应用的过程中，还应重视利用自动化技术进一步降低故障维修成本、人力雇佣成本、燃油消耗成本、种子及农药化肥购置成本，从而有效提高农业生产的经济效益。同时，还要充分考虑传统农业生产的弊端，研究如何利用自动化技术改善现阶段土壤退化、环境污染、水源浪费等问题，促进农业生产与生态环境的和谐发展。

5 结语

综上所示，在农业生产过程中，具有自动化技术特点的农业机械具备更强的生产力，不仅能够更好地节约人力资源，还能有效促进增产增收目标的实现。在自动化农机装备的研发过程中，还应重视农机功能与我国农业生产需求的更好结合，提高农机产品的适用性。与此同时还应加强对于先进农机装备的技术宣传与应用普及力度，使农民在思想上接受自动化农机的优势，并提升对于先进农机的使用能力，确保农机自动化技术更好地为农业生产服务。

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