关于智能制造提升农业机械化水平的思考

2023-01-03杜书瑶

南方农机 2022年10期

杜书瑶

（运城职业技术大学，山西运城 044000）

1 智能制造应用于农业机械化中的重要性

在农业产业化发展进程中，农业生产部门对于农业产业机械化水平的提升更加关注，制定了很多鼓励意见及指导措施。鼓励扩大机械化的生产，鼓励引进高度智能化的机械，鼓励实现机械设备的智能化管理等。例如，在农业生产过程中的无人播种机器以及自动化收割机等仪器设备，在优化生产的结构和流程时使用智能化管理软件，使农业生产的成本得到进一步控制，农业生产效率得到提高，产品质量得到保障，最终促进农业经济持续健康稳定发展[1]。

在农业机械化的生产过程中，通过将智能化工具作为农业机械设备的管理辅助，能够更好地控制农业机械设备的损耗和成本问题，延长使用周期，在实践的过程中获得良好的效果，让农户对农业机械的智能化产生更多的认可，使农民有更高的积极性，共同配合参与到农业机械化生产过程中，让先进的农业机械设备功能得到更好发挥，促进农业产业不断升级。

2 智能制造在农业机械化中的应用与不足

2.1 智能制造应用于农业机械整体作业环节

农业生产过程中，不管是在播种、培育环节还是在收割环节，要实现规模化生产的目标，都需要发挥农业机械设备的重要作用。在南方一些平原地区和东北等主要粮食产区，农业机械化设备实现了广泛的推广应用，通过使用与先进的智能制造高度融合的农业机械，这些地区的农业生产水平得到提高，农民的劳动效率得到提高，农产品的质量得到保障。例如，在农作物种植环节，嵌入农作物播种检测技术软件的农业机械，在耕种过程中可以对农作物的均匀性进行合理控制，也可以对种子的深度进行控制，保证每株农作物健康生长所需要的空间，也为农业从业人员对农作物的管理和控制提供便利[2]。

我国幅员辽阔，不同地区的经济发展程度不同，气候条件及地理环境也都各不相同。北方地区在春秋开展农作物的耕种收割活动，耕地零碎且多为山区旱地，不适宜大型机械。通过对农作物的分析会发现，不管是农作物的种植环节还是收割环节，农业机械化都没有得到完全的推广和落实。在耕种工作中，很多比较复杂的流程及烦琐的工序仍需采取人工处理的方式来完成，尤其是在农村地区。

在现代农业产业化发展过程中，如果农村地区没有进行深入细致的改革，会导致农业产业化脚步受到阻碍。为了避免这些问题，就需要在农业发展的过程中推广高度智能化的机械。例如，更加适合农村地理条件的定制化小型自动化播种机和收割机，灵敏度更高，爬坡能力更强，在广大农村地区推广这种定制化小型农业机械，可有效降低农民的劳动强度，帮助农民对农产品的成本和质量进行控制，从而获得更多的收益。

2.2 智能制造应用于农业机械的全生命周期管理

当前，我国农业机械化水平比以前已经有了明显的提高，但是和发达国家相比，仍然存在极为明显的差距。主要体现在发达国家的农业机械整个生命周期都被智能制造所优化，前期定制化程度高，农业机械对于农业生产的贴合度高；中期对农业设备的追踪程度高，保证维修及时又精准；后期报废回收再利用减少环境污染，降低使用者的成本。我国部分地区目前使用的农业机械，前期定制由于对于农情信息收集不足，生产制造企业及用户之间沟通不流畅，导致农业机械对实际生产的贴合度不高；使用前期培训不足，导致因错误操作引起不必要的损耗；中期追踪及维修不及时；后期几乎没有回收服务。农业机械的全生命周期管理是提升农业机械化水平的重要环节，而目前的困境主要是农业生产过程中缺乏专业的智能制造人才造成的。

智能制造要应用于农业机械的全生命周期管理中，就要求有既懂智能制造又懂农业生产的复合型人才，他们对于先进的智能化农业生产技术以及设备的操作方式有着全面的掌握，同时也对农情信息有着充分的了解。但是农村地区的年轻人群体相对来说比较缺乏，接受高等教育的年轻人一般选择脱离农村定居城市，较低学历的年轻人一般选择外出务工，留下的一般是年纪比较大的老年人还有一些留守儿童。这些群体的受教育水平有限，理解能力和实践能力也相对较差，甚至一些落后地区的村民对于先进的技术以及新的思想存在极为明显的排斥心理。

农村地区为技术人员设置的岗位缺乏吸引力，导致相关方面的专业人才不愿意从事这些岗位，即便有刚毕业的大学生愿意从事农业生产以及种植和管理的工作，但他们缺乏相应的经验，导致无法实现机械全生命周期管理基本理论与农作物实际生产情况的有机结合，因此无法真正地发挥智能制造在农业机械全生命周期管理中的作用[3]。

2.3 高度智能化的农业机械价格偏高

在实现了农业集约化生产及规模化生产的地区，农民对于高度智能化的农业机械有着更大的需求，但高度智能化的农业机械开发设计周期较长，在制造过程中也会存在更多困难，因此，这类农业机械整体的售价相对来说比较高。

落后地区的农民本身经济收入比较匮乏，为了避免承担购买高度智能化的农业机械产生的经济负担，他们依然会采取传统的收割以及种植方式，难以提高农作物的产量，难以提高农民的劳动效率，也不利于先进智能制造在农业机械化过程中的推广，无法发挥智能化农业机械的价值[4]。

政府部门对于高度智能化农业机械的宣传和推广力度不足，导致农民群众对农业机械化的接受度不高。农民认识不到智能化农业机械的价值，短期看采用智能化农业机械确实提高了生产成本，在一定程度上加重了经济负担，但长期看生产成本呈不断下降趋势，而生产效率呈不断提高趋势，农产品质量也呈不断提高趋势，最终必将获得可观的经济收益。

3 智能制造促进农业机械化水平提升的路径

3.1 智能制造培育现代化新农民

2017 年10 月18 日，习近平总书记在党的十九大报告中提出乡村振兴战略，指出农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题，必须始终把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重[4]。“三农”问题中的核心问题就是农民问题，人的因素是一切因素中最关键的部分。因此，要实现乡村振兴，要实现农业机械化，就要培育现代化的农业人才队伍。现代化新农民的培育，要从农业产业智能化管理、农业机械智能化管理和农业技术智能化推广三个维度来进行。

当前疫情防控形势之下，我们可以看到一个现象就是有一部分年轻人回流乡村，利用现代智能化的设备与技术传播乡村生活、营销农产品发家致富。这一现象对于农业产业是一个良好的推广，也是建设现代新农业的良好开端，就是要利用可观的经济收益吸引更多年轻人投入农业产业的发展，吸引他们去农村创业，扎根基层，推动新时代乡村振兴。

振兴乡村，不能就乡村论乡村，要强化以工补农、以城带乡，加快形成工农互促、城乡互补、协调发展、共同繁荣的新型工农城乡关系[5]。根据当前农机化转型升级新形势、新要求，结合各地区不同农业特点，利用智能制造技术搭建农业机械大数据平台，因地制宜对农民进行培训。整合各种现代农业机械化管理的学习资源，整合各类机械专家和技术团队等人才资源，通过“云共享、云培训、云学习”的模式实现农机化人才培训，通过智能制造大数据平台构建一种全新的农业模式，使农民这种古老而传统的职业焕发生机。

3.2 智能制造打通农业机械全周期管理流程

利用智能制造相关技术搭建农业机械大数据管理平台，实现多阶段农机串联化管理，降低能耗、节约成本，促进农业绿色低碳发展[6]。智能制造大数据平台的建设可以从以下四个方面推进。

3.2.1 农业机械设备生产端

智能制造大数据平台针对每个地区农业特征进行智能化的信息采集和分析，作为该地区农机定制的依据，提高农机与地域的贴合度，保障因地制机。将智能制造、农业机械化、地区农业特色化充分结合起来，发展地区特色农机，比如在山区果林农业就需要机动性强、底盘重心低、安全性高的农业机械。在前期的农情数据采集过程中，可以通过大数据平台定制地区特色农机设备，实现农机生产领域的供给侧结构性改革。

此外，智能制造在农机生产厂商的广泛应用可以提高农机产能，工厂通过构建厂区智能化无线网络，实现生产计划、调度、统计、工艺、质量、库存等管理数据的无线网络传输，提高各部门联络的准确性、及时性；通过采用数字化生产车间、机器人焊接技术等，缩短制造时间，提高农机产品的品质，提高工作效率，提升企业管理水平[7]。

3.2.2 农业机械设备运营端

在农业机械设备的关键部位加上控制系统，实时掌握和传递设备状态定位、运行概况、巡检情况、维修情况，实现农机管理的远程监测、智能感应和轨迹记录，提高农机运营效率和作业产能。例如，智能化无人驾驶拖拉机在北斗卫星导航系统导航下，按照事先设定好的路进行铺膜、耕地、播种等各项作业，并根据环境对作业程序进行优化调整，能有效节约春耕人力、物力[8-9]。此外，目前发展较好的地区采用无人自动犁田机、无人插秧机和无人喷洒农药机等新智能设备，为提高农作物产量和品质提供了有利条件，大大降低了棚农劳动强度，缩短了劳动时间，提高了经济价值，起到了示范带动作用[10]。

3.2.3 农业机械设备维护端

农业机械设备的运营情况在大数据平台上可以实时追踪，在农业机械设备维护端，实现一机一册的实时跟踪管理，落实机械设备维护责任。在巡检过程中，通过编制巡检程序、巡检记录、报修维修单、设备保养单等具体信息数据图表，将农机设备维护分步骤细化流程，对不同类型、不同功能的农机进行专业化维保。在维保过程中遇到相关疑难问题，也可以通过云平台大数据连线专家技术团队，实现有针对性的处理。根据农机设备维保日志，落实养护责任实体，对频繁出现的农机设备问题，也可以通过智能制造渠道进行记录，反馈给生产厂商，促进农机设备生产的优化升级。

3.2.4 农业机械设备报废端

一个完整的农业机械设备全周期管理流程，必然包含着生产、运营、维护、报废的过程。不同时期农业生产所需要的农业机械必然是不相同的，随着农业生产技术的不断革新换代，农业机械设备的淘汰也是一个合理的过程。我国作为一个发展不平衡的发展中国家，可以把东部地区淘汰的相关农机设备有序向中西部地区转移，一方面为东部地区农业升级腾挪空间，另一方面也使中西部地区农民获得价格相对低廉的农业机械设备。智能制造平台在收集分析需求信息的过程中，可以合理地对不同发展阶段地区的农机需求进行协调配置。

3.3 智能制造助力拓宽农业机械资金渠道

我国是一个发展中大国，当前社会基本矛盾是人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾，这就决定了我国农业机械设备领域的资金分配不平衡不充分的特征。政府部门应该完善农业机械补贴体系，尤其加大对高度智能化的农业机械的扶持力度，加大对经济不发达的贫困农户的补贴力度，为农业机械的智能化提供支撑。此外，发展农业合作社在智能制造大数据平台进行融资，让资金富裕的工厂、农机设备买家或者专家团队的闲置资金进入相对匮乏的地区，在把资本、土地、设备等生产要素融合的过程中可以发挥更精准、更广阔的作用。