农业机械自动化发展现状

冯帆

摘要：在介绍农业机械自动化发展现状的基础上，论述自动化技术在各类农业机械中的应用现状，分析农业机械自动化发展的制约因素，为农业机械的自动化及智能化发展提供有益参考。

关键词：农业机械；自动化技术；精准农业；智能化

中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）03-0043-02

农业机械自动化是指将控制论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术等广泛应用到农业机械设计上，使农业机械可以完全不依靠人工操作而独立地完成田间作业任务。随着现代科学技术进步和现代高效农业不断发展，就目前农业机械发展方向来看，自动化技术在农业机械上的应用是未来农业机械设计核心趋势，在农业现代化高速发展过程中起着不可替代的作用。农业机械自动化不仅能大大提高劳动生产效率、减轻劳动强度、改善劳动舒适性，还能解决农村劳动力短缺问题。现今，各国都在大力开展农业机械自动化研究，许多成果已经达到实用化阶段。

1 农业机械自动化的国内外发展现状

国外农业机械自动化发展迅速，自动化技术在农业机械上的应用已经相当普遍，使比较尖端的GPS、激光、遥感等技术与农业机械完美结合，促使农业机械达到高精尖水平。随着我国农业机械化整体水平的大幅提高，自动化控制技术与农业机械相结合是大势所趋，近年来取得了一定进步，但由于历史、观念和技术等多方面原因，传统农业机械与发达国家相比仍存在很大差距。随着自动化技术的深入研究和推广，自动控制技术在农业机械上的应用越来越受到重视。我国农业机械自动化处于初级阶段，需要各方面科技人员共同努力，学习和汲取国外相关新技术，是我国农业机械化发展核心趋势。

在我国农业发达地区，通过吸收和引进农业机械自动化先进经验与应用情况，同时汲取国外先进经验、技术，使我国农业机械的自动化装置得到了补充和发展。目前，部分装置自动化的农业机械在我国农村地区尤其是农业发达地区得到了广泛应用，而全自动农业机械和农业机器人还处在试验阶段，受成本和技术因素制约，无法进行广泛推广。

2 农业机械自动化的应用

2.1 农用机械中部分自动化技术的应用

我国农业机械自动化成果已经达到实用化阶段，部分自动化技术应用已很普遍。例如：水稻插秧机的转弯自动减速和机体水平控制装置都是自动化与农业机械的结合；在联合收割机中，自动化应用更加明显，如自动控制割茬高度的装置，自动控制脱粒机的喂入量装置，根据农作物生长情况自动调节行进速度的装置等；谷物干燥机是可以不受外界条件干扰、能自动维持热风温度的装置，在停电或干燥机过热的情况下，能够自动切断燃料供给。此外，很多农业机械都应用自动控制技术，提高农业机械作业性能和操作性能。部分自动化控制技术促进了农业机械水平的大幅提高，对农业机械向高精尖发展起到了推动作用。

2.2 精准农业中自动化技术的应用

精准农业以信息技术为支撑，根据空间变异，定位、定时、定量实施一整套现代化农事操作技术与管理。精准农业是农业自动化向智能化发展的产物，不过分强调高产，主要强调效益，将农业带入数字和信息时代，有助于我国农业资源的高效利用和农业环境保护，是发展可持续农业的有效途径。而在农业机械设计中，广泛引用微电子监控技术并趋向智能化，可推动精准农业快速发展。

目前自动化技术在精准农业中的应用越来越广泛，例如：在拖拉机上安装GPS导航电液控制，可以实现自动驾驶，提高拖拉机行走精度和行走速度，农民可以不受天气和时间的控制随时在田间进行作业，提高作业效率，减轻驾驶的劳动强度；在作物自动管理系统中应用计算机技术，根据农作物生长特点综合分析各方面因素影响，制定可以获得最佳经济效益的管理方案；温室大棚自动化控制系统包括温湿度控制和喷滴灌控制，通过各种传感器反馈温室大棚中的温湿度、土壤水分等数据，并发出控制信号控制通风系统和喷滴灌设备启动或停止。

自动控制在精准农业中的应用已经取得了很大进步，但依然存在一些技术难题，应进一步加强、加快该领域的研究与应用。

2.3 农业机器人中自动化技术的应用

农机多年的发展经验表明，智能化、自动化作业是农业发展的必然趋势。随着我国科学技术突飞猛进发展，人工智能、计算机视觉等技术逐渐应用到农业机械中。农业机器人是农业机电一体化与农业装备融合的产物，改变了传统的劳动方式和作业模式，减轻了农民的劳动强度，改善了操作者的舒适性和安全性，大大促进了现代农业发展。

在农业机器人研发及应用方面，我国已经取得显著进步，研发出采摘机器人、嫁接机器人、除草机器人、分检机器人、施肥机器人、喷药机器人等。相信在不久的将来，农用机器人一定会在农用生产中发挥更大作用。

3 农业机械自动化发展过程中存在的问题

一是农业机械制造装备水平低。同发达国家相比，我国农机制造水平不高，先进农机工业装备少，高水平加工能力不足，生产灵活轻便、工艺精湛的农业机械存在一定困难，与农业生产结构调整、农业机械化和现代农业发展极不适应。因此，加大技术改造投入，用现代制造技术改造传统农机制造业，提高农机制造装备水平迫在眉睫。

二是研制自动化农业机械的动力不足。大型农机生产企业、科研院所和大专院校存在支持资金有限、分散、力度弱等问题，设计自动化程度较高的农业机械存在很大困难。国家应加大重点农机生产企业技术改造、技术中心建设资金投入，用于提升企业自主创新能力、调整农机产品结构、加快新产品研发。

三是自动化技术在农业机械中的应用不成熟。受制于我国农业发展水平及相关科学技术，我国农业机械自动化发展还不成熟，例如精准农业中的全球定位系统、地理信息系统、传感器及检测系统和变量执行设备的技术水平偏低，加之农业机械作业环境特殊，导致农业机械自动化发展缓慢。

四是大型自动化农业机械推广难度大。和其他国家相比，我国的农机大户总数远远未达到发达国家水平，示范户少之又少，规模小，且机械价格昂贵，不利于大型自动化农业机械的示范与推广，制约农业机械自动化的快速发展。

4 结语

近年来，自动化在农业机械上的应用越来越广泛，技术水平也有了大幅提高。从应用情况上来看，精准农业越来越受到重视，人工智能将是未来农业发展的重点。虽然面临很多困难和挑战，但唯有认清发展制约因素，才能突破瓶颈，在农业机械自动化发展的道路上取得巨大进步。