关于我国农业精量灌溉装备智能制造发展的几点思考

董来全

摘要：全球化竞争加剧以及中国人力成本、原材料成本的上涨，使得中国必须由“制造大国”走向“制造强国”，中国制造企业要在全球市场赢得竞争，满足大规模个性化需求的市场是必经之路。建设智能工厂，实现智能制造，提高生产效率，降低生产成本、产品不良品率和产值能耗将使国内灌溉装备制造业企业获得更大竞争优势，赢得市场。本文是作者结合20多年农业灌溉装备现场管理经验，对我国农业精量灌溉装备制造业发展的几点思考。

关键词：农业精量灌溉装备；智能制造；发展；思考

我国粮食需求与农业可供水量短缺矛盾日益凸显，全国年缺水量高达300-500亿方，节水灌溉是保障国家粮食安全、水安全、生态安全的重大举措，提升节水农业技术水平迫在眉睫。农业精量灌溉就是适时适量地对作物进行灌溉，重点解决“何时灌”和“灌多少”的问题，精量灌溉装备通过智能控制对作物进行精准灌溉，喷灌、微喷、滴灌、渗灌等是一种高效节水的灌溉方式。

一、我国农业精量灌溉装备制造业的现状

农业节水灌溉装备在农业节水中具有举足轻重地位，我国现有生产企业约二千多家，生产规模基本满足国内需要，其中微喷罐装备产能发展速度居世界第一。水利协会统计，2015年全国高效节水灌溉总面积约5200万亩，其中滴灌80%，管灌10%，喷灌8%，其它2%.以色列、美国、澳大利亚等国家关键装备数控化率90.5%，智能制造技术先进；国内单台设备/生产线自动化、数控化程度较高，主要差距是：①关键装备数控化率低，装备联动性差，工艺短路缺失；② 生产成本能耗偏高、运营效益利润偏低；③产品同质化严重，研制周期长，低端过剩高端依赖进口；④ 难以满足用户区域化、个性化、多样化需求。

农业精量灌溉装备智能制造要解决的主要问题：（1）农业精量灌溉装备生产的离散制造工艺高效衔接问题。目前国内精量灌溉装备生产环节各自独立，物料的转移配送人工操作，生产效率低、物料能源消耗大，这是行业提高生产效率、降低成本的首要大事；（2）关键零部件滴头的设计、研发和仿真、验证周期较长，设计、制造、使用脱节，要形成研发设计与仿真验证一体化平台，解决客户或项目个性化特殊需求响应慢难题；（3）滴灌管生产在线自动检测和闭环控制问题.急需开发生产全流程质量在线检测系统、辅助控制及闭环调整系统，代替人工实现高效生产和品质保障；（4）缺乏对生产过程的自动化、集成化、可视化全程管理.无法为管理层提供可视化生产全流程管控信息，当现场出现紧急情况时无法及时作出正确决策。

二、提升农业精量灌溉装备制造水平的对策

1、企业首先要做好智能制造的顶层设计

智能制造是基于新一代信息技术，贯穿设计、生产、管理和服务等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。企业应根据规模、目标、环境、制造环节构成，产品类型等要素，依据市场预测、经营决策、产品设计、原料订购与处理、生产加工、生产管理、原料产品储运、产品销售、研究与发展等的相互影响，使智能制造设计科学，避免建设过程走弯路和造成资源浪费。

2、企业智能制造的设计原则

在做好顶层设计的前提下，必须坚持的设计原则：（1）先进性，（2）可靠性及稳定性，（3）安全性，（4）可扩展性，（5）可操作。

3、夯实六层级智能制造系统、大数据和云服务二大平台基础，提升企业核心竞争力

（1）智能装备层和优化控制层：针对滴灌带、管件、管材三大类产品存在工艺衔接性差、原料混配工序短路、质检计量与物流储运不规范等问题，建设原料混配中心、原料输送设备、滴头加工中心、滴头智能选配站、滴灌管智能加工中心、智能仓库、自动输送设备等七个制造中心，实现产品全流程自動化控制；建设在线监测优化系统、智能管控优化系统、工作站操作优化系统、物料输送优化系统等四个系统提升现场精量控制水平。

（2）智能生产执行层：建设智能制造执行MES系统、生产智能调度系统、全过程质量管控系统、智能物流调度系统等4大系统。采用智能优化模型和排产算法，构建起智能计划调度系统，以运营部为基础，搭建起设备-车间-工厂生产计划优化排程、调整、执行、跟踪和完工全流程一体化管控体系。

（3）智能协同管理层：建设涵盖企业资源管理层面的ERP系统、个性化营销系统、远程运维服务系统、企业门户等，通过已有基础升级改造实现系统集成和互联，为客户提供高效服务。以销售订单为主线，优化实现全业务流程信息化、集成化管控，实现精益管理。

（4）智能协同研发层：在企业已有CAD软件/测绘软件/工程管理软件/高效节水灌溉设计软件，构建产品全生命周期管理系统、数字化三维设计仿真系统等的基础上，通过升级改造，集成产品设计、工艺、制造、使用、维护、报废等全生命期数据管控模式，创新数据应用及个性化扩展。

（5）智能决策层：建设产品质量、设备能效、成本状态及售后营销采购服务智能分析决策系统，提升企业管理层、决策层把握商机、合理排产、控制风险，快速反应能力和决策效率。

（6）工业大数据平台：持续完善基础自动化装备及生产、工艺、物料、质量、成本等方面的数据采集和处理，集成企业资源管理、生产、经营、社交及电子商务，进行建模分析和预测，为管理层决策提供分析支持

（7）智慧云服务平台：服务于国内外农户、代理商、上下游单位、科研研发机构及国外客户，并提供体验中心、培训服务等，强化服务及管理能力，实现企业流程、业务纵横向全覆盖。

三、结语

智能制造新模式的建设应用必将缩小我国农业灌溉装备智能制造业与国际先进水平的差距起到良好示范带动作用。但要使其能够健康发展，还必须注意以下几点：（1）企业高层重视是保证项目实施效果的有力保证；（2）一份投入一份收获，前期必要的资金投入是智能制造的基础；（3）符合国家产业发展方向，争取国家、省市的专项支持非常重要；（4）通过自主专利新技术的应用、核心装备的智能制造转型升级，提质增效，绿色低耗才能使企业发展驶入快车道。

参考文献：

[1]王新.智能制造模式在水利制造企业的应用[J].浙江水利科技：2016，11（06）：27-29.