農(nóng)機(jī)大全網(wǎng)（www.121vipspeaking.com）最新農(nóng)機(jī)信息：[農(nóng)機(jī)信息]農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)融合發(fā)展現(xiàn)狀與方向，農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品,二手農(nóng)機(jī),農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼目錄,農(nóng)機(jī)價(jià)格查詢(xún),農(nóng)機(jī)報(bào)價(jià)大全，更多農(nóng)機(jī)車(chē)型大全請(qǐng)查看：農(nóng)機(jī)車(chē)型大全

　　農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)融合發(fā)展現(xiàn)狀與方向

農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)業(yè)裝備是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重點(diǎn)領(lǐng)域和核心支撐。2018年，《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見(jiàn)》做出了“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已從主要依靠人力畜力轉(zhuǎn)向主要依靠機(jī)械動(dòng)力并進(jìn)入了機(jī)械化為主導(dǎo)新階段”的重要判斷，指出了“當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡不充分”的突出問(wèn)題，明確了“推動(dòng)農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型和推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化向全程全面高質(zhì)高效升級(jí)”的總體要求?！多l(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》也指出，要著力加強(qiáng)重點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)數(shù)字化、智能化等先進(jìn)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的深度融合，顯著提高農(nóng)業(yè)機(jī)械有效供給能力，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展。落實(shí)上述文件精神，認(rèn)真了解國(guó)外農(nóng)業(yè)機(jī)械研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)而找準(zhǔn)中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的攻關(guān)目標(biāo)，對(duì)于推進(jìn)中國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展具有重要意義。

當(dāng)前，中國(guó)處于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要時(shí)期，對(duì)智能農(nóng)機(jī)裝備的需求也在持續(xù)增長(zhǎng)。然而國(guó)內(nèi)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備智能化水平低，與現(xiàn)在的自動(dòng)化與高效率作業(yè)需求不符，不利于中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展。未來(lái)一段時(shí)期，我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展面臨新機(jī)遇、新需求、新挑戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)裝備制造還有廣闊的發(fā)展空間，因此，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)裝備的智能化創(chuàng)新，用信息技術(shù)提升中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展緊迫又至關(guān)重要的任務(wù)。

信息技術(shù)的主體技術(shù)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)以及智能控制技術(shù)等。信息技術(shù)的發(fā)展正推動(dòng)著全球經(jīng)濟(jì)整體躍升和生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展，助推產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈和價(jià)值鏈重塑，使之煥發(fā)新的生機(jī)與活力。農(nóng)業(yè)信息技術(shù)指的是以農(nóng)業(yè)科學(xué)的基本理論為基礎(chǔ)，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)信息為對(duì)象，以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的信息技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域向智能化、精確化和數(shù)字化方向發(fā)展的方法。當(dāng)前，中國(guó)以物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)為主的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展迅速，由于中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化起步較晚，與信息化融合度還較低，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在差距。農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)融合是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要手段，能夠提高農(nóng)業(yè)資源利用效率，保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，加速推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程。

上世紀(jì)九十年代，美國(guó)、德國(guó)、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)已進(jìn)入高度機(jī)械化階段，農(nóng)業(yè)機(jī)械已向自動(dòng)化、信息化和智能化方向發(fā)展，在農(nóng)機(jī)現(xiàn)代化和信息化方面擁有較好的基礎(chǔ)和技術(shù)積淀。國(guó)外農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)融合發(fā)展的主要特點(diǎn)概括為以下五個(gè)方面。

近年來(lái)，數(shù)字信息化技術(shù)在全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用步伐加快，農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)與信息技術(shù)深度融合，先進(jìn)的農(nóng)業(yè)信息智能感知技術(shù)和智能農(nóng)機(jī)發(fā)展迅速。

美國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展建立在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度專(zhuān)業(yè)化、規(guī)模化、企業(yè)化的基礎(chǔ)上，信息化技術(shù)滲透到了美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷(xiāo)售的各個(gè)環(huán)節(jié)，直接促成了美國(guó)“精確農(nóng)業(yè)”的興起，極大程度上提高了美國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。自20世紀(jì)90年代起，美國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用衛(wèi)星遙感等數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)對(duì)大田作物進(jìn)行生產(chǎn)全周期的監(jiān)測(cè)與管理，在21世紀(jì)初已在大型農(nóng)場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)了“3S”技術(shù)，即遙感（Remote Sensing，RS）、地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）和全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS），以及網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)、智能機(jī)械系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。美國(guó)科研部門(mén)和大型農(nóng)機(jī)企業(yè)已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)通訊、電子計(jì)算機(jī)及衛(wèi)星遙感等現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到大型農(nóng)機(jī)具上，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)等農(nóng)機(jī)的自動(dòng)避障、自主作業(yè)、路徑規(guī)劃等自動(dòng)化、智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)。生產(chǎn)機(jī)械化輔以管理信息化，越來(lái)越多的勞動(dòng)力被替代下來(lái)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。

德國(guó)大型農(nóng)場(chǎng)均配有多樣性的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者素質(zhì)普遍偏高，管理非?，F(xiàn)代化。從德國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的應(yīng)用來(lái)看，主要集中在計(jì)算機(jī)知識(shí)模型、雜草自動(dòng)識(shí)別以及病蟲(chóng)害的診斷監(jiān)控等多項(xiàng)技術(shù)。德國(guó)政府對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械化極其重視，農(nóng)機(jī)企業(yè)也十分重視農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化生產(chǎn)，比如科樂(lè)收公司（CLAAS Group）擁有多條高度智能化的生產(chǎn)線(xiàn)，這些生產(chǎn)線(xiàn)上每一道工序都可通過(guò)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)進(jìn)行全程追溯。隨著越來(lái)越多高科技技術(shù)在農(nóng)機(jī)上的應(yīng)用，企業(yè)設(shè)置專(zhuān)門(mén)的技術(shù)培訓(xùn)中心對(duì)駕駛操作人員的操作技能進(jìn)行培訓(xùn)，提高了農(nóng)機(jī)設(shè)備效能的發(fā)揮。

日本為應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)資源環(huán)境與勞動(dòng)力短缺的困境并提高農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，重點(diǎn)推進(jìn)現(xiàn)代信息與通訊技術(shù)在家庭農(nóng)場(chǎng)作業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化與智能化，逐步形成了較為成熟的適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)型精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。比如，井關(guān)農(nóng)機(jī)公司（ISEKI & CO.， LTD.）與政府聯(lián)合研發(fā)了新型智能插秧機(jī)，這種插秧機(jī)可以通過(guò)傳感器確定行駛路線(xiàn)，即便是遇到淤泥也能自動(dòng)調(diào)整方向。此外，為了防止過(guò)量施肥影響作物品質(zhì)，這種插秧機(jī)可以通過(guò)土壤電導(dǎo)率測(cè)量傳感器檢測(cè)土壤的深度及有機(jī)質(zhì)含量，從而實(shí)現(xiàn)插秧與變量施肥同步。為解決農(nóng)戶(hù)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用成本高、農(nóng)戶(hù)經(jīng)營(yíng)分散等問(wèn)題，日本農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)為農(nóng)民生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的全程服務(wù)，并促進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的普及與利用。

農(nóng)機(jī)信息

智能制造的關(guān)鍵是數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是指通過(guò)產(chǎn)品描述為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)，在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中建立以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化計(jì)算機(jī)產(chǎn)品模型，不斷對(duì)開(kāi)發(fā)方式持續(xù)優(yōu)化，達(dá)到使設(shè)計(jì)成型的機(jī)械設(shè)備更具實(shí)用性、創(chuàng)新性并有效降低模型應(yīng)用的一種新型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)。

在現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)、虛擬仿真與虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證、知識(shí)工程技術(shù)（Knowledge Based Engineer，KBE）、基于PDM/PLM（Product Data Management/Product Lifecycle Management）的協(xié)同設(shè)計(jì)等相關(guān)技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。為提升新穎性與創(chuàng)新性，提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)效率，國(guó)外如愛(ài)科（AGCO）、約翰迪爾（John Deere）、久保田（Kubota）等農(nóng)機(jī)巨頭公司在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的不同階段普遍采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論和方法，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。這些農(nóng)機(jī)企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式也從集中式轉(zhuǎn)向分布式，特別是產(chǎn)品全生命周期PDM管理系統(tǒng)和基于網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品描述模型的應(yīng)用，逐漸建立了以PDM/PLM為支撐、結(jié)合高端工程技術(shù)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品研發(fā)體系和知識(shí)積累平臺(tái)。采用現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)不僅提高了產(chǎn)品技術(shù)水平，而且縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低了開(kāi)發(fā)成本。

農(nóng)業(yè)裝備使用可靠性和耐用度不足是中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的薄弱環(huán)節(jié)，也是中國(guó)農(nóng)業(yè)裝備在國(guó)際上話(huà)語(yǔ)權(quán)不強(qiáng)的主要因素。先進(jìn)制造技術(shù)在各個(gè)國(guó)家高端農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中的作用十分重要，是促進(jìn)農(nóng)機(jī)創(chuàng)新能力和制造水平，加快當(dāng)今世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)步伐的關(guān)鍵。

國(guó)外農(nóng)機(jī)企業(yè)特別關(guān)注產(chǎn)品的使用可靠性和耐用度，重點(diǎn)研發(fā)了農(nóng)機(jī)部件的金屬材料、加工工藝以及關(guān)鍵部件的精密制造技術(shù)，用汽車(chē)生產(chǎn)加工的技術(shù)去制造農(nóng)機(jī)具的部件和裝備。在發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)機(jī)企業(yè)車(chē)間內(nèi)，高柔性的自動(dòng)無(wú)人生產(chǎn)線(xiàn)、先進(jìn)的制造產(chǎn)業(yè)線(xiàn)已成為主要生產(chǎn)手段，自動(dòng)焊接及精密裝配機(jī)器人、精密鍛造等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用廣泛。先進(jìn)的制造技術(shù)如敏捷制造、并行技術(shù)、虛擬制造技術(shù)和智能制造技術(shù)的應(yīng)用可以充分保證制作過(guò)程的一致性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)全程可追溯。智能化生產(chǎn)線(xiàn)、制造模式柔性化、制造技術(shù)的敏捷化幫助提高生產(chǎn)制造質(zhì)量、效率和安全性，高度智能化的制造加工系統(tǒng)使得員工僅僅通過(guò)操縱軟件程序等即可輕松地完成生產(chǎn)加工任務(wù)。

發(fā)達(dá)國(guó)家十分注重畜牧業(yè)的發(fā)展，飼草業(yè)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值和種植面積已領(lǐng)先糧食作物，成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的最大產(chǎn)業(yè)。發(fā)達(dá)國(guó)家的畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比重一般在60%以上，飼草生產(chǎn)機(jī)械化已經(jīng)成為畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要發(fā)展方向。發(fā)達(dá)國(guó)家飼草生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了全面機(jī)械化，信息技術(shù)大量應(yīng)用于飼草機(jī)械，使得飼草機(jī)械的智能化程度不斷提高，處于領(lǐng)先地位的主要是美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。

圖1（a）所示的是德國(guó)Krone BiG X 1180自走式青貯飼料收獲機(jī)，配備了大功率發(fā)動(dòng)機(jī)、寬幅割臺(tái)，集自動(dòng)導(dǎo)航、石頭和金屬探測(cè)、切段長(zhǎng)度自調(diào)和籽粒破碎等功能于一體，代表了青貯飼料收獲機(jī)的先進(jìn)技術(shù)水平和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)［19］。BiG X 1180配置獨(dú)立式靜液壓四輪驅(qū)動(dòng)，獨(dú)立的車(chē)輪懸架帶來(lái)了極大的靈活性；位于割臺(tái)中央的傳感器臂可探測(cè)兩行作物之間的距離，引導(dǎo)機(jī)器自動(dòng)對(duì)行后沿壟前進(jìn)；在割臺(tái)收割器兩側(cè)配置有距離傳感器，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整割臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)方向，確保割茬高度一致；在割臺(tái)中央的光學(xué)傳感器能測(cè)量作物水分，根據(jù)作物的不同含水量來(lái)自動(dòng)調(diào)整切碎長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)相同壓實(shí)狀態(tài)下的同等青貯質(zhì)量；6個(gè)喂入輥裝置配備有石頭和金屬探測(cè)器，遇石頭或金屬物時(shí)割臺(tái)及喂入裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停機(jī)，駕駛員還可以調(diào)整檢測(cè)的靈敏度；裝備產(chǎn)量計(jì)量系統(tǒng)，可以獲得每塊地的計(jì)量和總的收獲量并打印成文件。Easyload是Krone的自動(dòng)填充系統(tǒng)，具有基于相機(jī)的3D圖像分析技術(shù)，如圖1（b）所示，可方便地對(duì)與收割機(jī)一起行走的拖車(chē)進(jìn)行飼料填充，該系統(tǒng)允許操作員選擇各種填充策略，在未來(lái)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)控制收割機(jī)后向拖車(chē)的自動(dòng)填充［20］。飼草機(jī)械上信息化技術(shù)的應(yīng)用減輕了傳統(tǒng)作業(yè)方式的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，是實(shí)現(xiàn)飼草產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和保障。

圖1 Krone BiGX 1180自走式青貯飼料收獲機(jī)[21,22]

Fig.1 Krone BiGX 1180 self-propelled silage harvester

法國(guó)KUHN公司是世界著名的牧草收獲和飼喂攪拌農(nóng)機(jī)生產(chǎn)商，現(xiàn)成為田間農(nóng)業(yè)耕作機(jī)械、精密播種機(jī)、牧草機(jī)械、飼料攪拌機(jī)與植保機(jī)械的大型綜合性農(nóng)機(jī)具制造商。KUHN的SPV系列自走式飼料攪拌機(jī)，具有取料頭下降速度的電子控制及液壓攪龍優(yōu)化管理系統(tǒng)。取料頭在青貯料堆藏表面的下降速度可以根據(jù)所裝載作物的密度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，可以保持纖細(xì)作物的顆粒大小均勻。從機(jī)械方面來(lái)看，減小了機(jī)器結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力，同時(shí)保護(hù)液壓回路以防達(dá)到壓力峰值。攪龍獨(dú)立于其他機(jī)器組件，能夠在達(dá)到所需的料位時(shí)開(kāi)始攪拌，因此能夠保持青貯等纖細(xì)作物的纖維度指標(biāo)，同時(shí)可以存儲(chǔ)并控制不同日糧的攪拌時(shí)間，從而降低了過(guò)度攪拌的風(fēng)險(xiǎn)。攪龍轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)際上由所選的模式?jīng)Q定，自動(dòng)攪龍轉(zhuǎn)速管理能夠?qū)τ秃倪M(jìn)行全面控制。在駕駛輔助方面，可以對(duì)功能順序進(jìn)行編程，在“飼喂”模式下為駕駛員提供輔助。

德國(guó)Urban公司生產(chǎn)的Calfmom U40自動(dòng)犢牛飼喂機(jī)可以自動(dòng)為牛犢配制、加熱飼喂的牛奶，還配置了自動(dòng)添加藥物系統(tǒng)［24］。飼喂機(jī)上裝有質(zhì)量傳感器可以對(duì)剩余奶量進(jìn)行精確稱(chēng)量，可以對(duì)牛犢飲用的進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。飼喂機(jī)上先進(jìn)的飼喂管理系統(tǒng)可以讓飼養(yǎng)員直觀地用電腦控制犢牛飼喂。犢牛飼喂機(jī)配備犢牛自動(dòng)飼養(yǎng)軟件管理系統(tǒng)，記錄每頭犢牛的個(gè)體飼喂信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，還配置了電腦式操作顯示終端，可方便進(jìn)行犢牛注冊(cè)、檢查、機(jī)器設(shè)置等操作。飼喂管理系統(tǒng)具備“隨意、個(gè)體、保留”三種飼喂模式，可設(shè)置8種進(jìn)料曲線(xiàn)飼喂方案，便于針對(duì)不同犢牛情況設(shè)置不同飼喂方案，更加貼合犢牛的生長(zhǎng)發(fā)育。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化與信息化的融合發(fā)展有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題主要指人們對(duì)自然環(huán)境的干預(yù)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代科技成果的應(yīng)用帶來(lái)的資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)方式智能化水平低，如施藥或施肥機(jī)械多采用不間斷恒量噴藥或施肥作業(yè)模式，造成農(nóng)藥飄移和土壤板結(jié)的生態(tài)污染問(wèn)題，嚴(yán)重影響到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

上世紀(jì)八十年代以來(lái)，各個(gè)國(guó)家對(duì)資源高效利用的現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)裝備愈發(fā)重視［25,26]。多類(lèi)型、高精度的傳感器廣泛應(yīng)用于土壤養(yǎng)分探測(cè)、變量施藥的植保機(jī)械等，已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的主要趨勢(shì)。

精準(zhǔn)施肥的一個(gè)基本要求是首先要取得詳盡的土壤及作物養(yǎng)分信息。精準(zhǔn)土壤采樣技術(shù)是獲取土壤養(yǎng)分信息的重要手段，主要將農(nóng)田土壤進(jìn)行網(wǎng)格劃分，以一個(gè)地段內(nèi)各單元網(wǎng)格采取土壤養(yǎng)分測(cè)定值為依據(jù)，結(jié)合土壤供肥特性、農(nóng)作物需肥規(guī)律和肥料田間效應(yīng)，繪制農(nóng)田精準(zhǔn)施肥處方圖。

現(xiàn)在的精準(zhǔn)土壤采樣方法主要有土樣化驗(yàn)和土壤信息傳感器采集系統(tǒng)兩種?；谕翗踊?yàn)的施肥技術(shù)主要對(duì)土壤中的有機(jī)質(zhì)、pH值等進(jìn)行檢測(cè)，技術(shù)人員配制出不同土壤類(lèi)型的最佳施肥模式，提升耕地綜合生產(chǎn)能力，保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前美國(guó)測(cè)土配方已覆蓋了80%以上耕地面積，實(shí)現(xiàn)了全國(guó)范圍內(nèi)養(yǎng)分綜合管理［27］。其他發(fā)達(dá)國(guó)家如以色列、英國(guó)及荷蘭等國(guó)也很重視土壤化驗(yàn)施肥技術(shù)［28］。由于土樣化驗(yàn)在大面積土地調(diào)查中的效率太低，于是國(guó)外研發(fā)了車(chē)載土壤電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)。與此同時(shí)，國(guó)外也在研發(fā)各種土壤養(yǎng)分在線(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量傳感器。

美國(guó)Veris Technologies公司的iScan+ 多參數(shù)土壤理化性質(zhì)測(cè)繪系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)地原位測(cè)量土壤的電導(dǎo)、溫度和濕度值，此系統(tǒng)適用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、土壤調(diào)查及土地利用規(guī)劃等領(lǐng)域。利用GPS定位和數(shù)據(jù)處理測(cè)繪軟件，繪制出土壤理化性質(zhì)分布圖，全面反映土壤鹽堿度、土壤肥力、根系深度、土壤表層溫度等重要信息。通過(guò)測(cè)定土壤具體參數(shù)，了解土壤肥力信息及是否有金屬污染，為土地生產(chǎn)能力及產(chǎn)量預(yù)測(cè)提供重要依據(jù)，與GPS信息相結(jié)合可繪制田地土壤成分空間分布圖，方便制定精準(zhǔn)施肥處方圖從而實(shí)現(xiàn)田間的變量施肥，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益以及減少環(huán)境污染等具有重要意義。

變量施藥技術(shù)是采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System，GNSS）、GIS或?qū)崟r(shí)傳感器技術(shù)獲取農(nóng)田分塊區(qū)域內(nèi)病蟲(chóng)草害的差異性并制定不同區(qū)域的目標(biāo)施藥量，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力或流量大小等不同控制方式實(shí)現(xiàn)按目標(biāo)施藥量進(jìn)行噴藥作業(yè)［30］。與傳統(tǒng)的大面積均勻噴施技術(shù)相比，變量噴施技術(shù)能夠提高農(nóng)藥利用率、降低作業(yè)成本并減少環(huán)境污染。變量噴霧機(jī)在國(guó)外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)中應(yīng)用逐漸成熟，是現(xiàn)代植保機(jī)械的重要發(fā)展方向。

美國(guó)、歐盟和日本等國(guó)在施藥技術(shù)上結(jié)合信息化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精密、高對(duì)靶性及定量施藥，平均農(nóng)藥利用率在50%以上［31］。澳大利亞昆士蘭科技大學(xué)研發(fā)出一款自動(dòng)除草和施肥的機(jī)器人——Agbot II（圖2），它身上搭載先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，可精確分辨雜草與作物，在雜草檢測(cè)和分類(lèi)上的總體成功率超過(guò)90％［32］。Agbott II采用太陽(yáng)能供電，更加有利于節(jié)能環(huán)保，節(jié)省農(nóng)民預(yù)算。此外，Agbot II搭載的先進(jìn)傳感器、軟件和其他電子設(shè)備可以使機(jī)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航，對(duì)作物和雜草進(jìn)行檢測(cè)和分類(lèi)，并針對(duì)不同類(lèi)別的雜草自動(dòng)選擇機(jī)械剪除或化學(xué)施藥的方式來(lái)精確除草。除此以外，該機(jī)器人也可以用于精準(zhǔn)施肥。在未來(lái)的版本中，該機(jī)器人還可以在執(zhí)行操作時(shí)反饋有關(guān)土壤和作物的健康以及病蟲(chóng)害等數(shù)據(jù)信息。

圖2 除草施肥機(jī)器人——Agbot II[32,33]

Fig. 2 Weeding and fertilizing robot—Agbot II

農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備通過(guò)不斷改進(jìn)提高再創(chuàng)新，其質(zhì)量水平也不斷提升。農(nóng)業(yè)機(jī)械上采用高度自動(dòng)化的智能化輔助裝置，不僅可以提高田間工作效率，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，增強(qiáng)駕駛員的舒適感受，而且能提高產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的聲譽(yù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?？刂浦悄芑⒉僮髯詣?dòng)化和駕駛舒適化是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)智能裝備發(fā)展的重要方向。

國(guó)外著名農(nóng)機(jī)企業(yè)產(chǎn)品大多采用基于ISO 11783的ISOBUS農(nóng)用機(jī)械串行控制和數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)技術(shù)，此標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了智能農(nóng)機(jī)的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)、功能ECU（Electronic Control Unit）、CAN（Controller Area Network）總線(xiàn)通信及任務(wù)控制器結(jié)構(gòu)等?？偩€(xiàn)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械控制器之間的信息共享，為農(nóng)機(jī)裝備的控制智能化提供了重要基礎(chǔ)?？茦?lè)收公司的自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)GPS PILOT配有集成10.4英寸的觸摸屏和雙頻接收器的S10終端，還具有操作自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、可控制接入ISOBUS的機(jī)具等功能。約翰迪爾公司的ISOBUS TIM（拖拉機(jī)工具管理）系統(tǒng)可以同ISOBUS設(shè)備結(jié)合控制拖拉機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)為即插即用模塊，可在多臺(tái)機(jī)器上移植使用，也可對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。

在植保機(jī)械的控制智能化方面，加拿大NORAC公司設(shè)計(jì)了一種能使噴桿根據(jù)地形輪廓自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整的UC5噴桿控制系統(tǒng)。其裝載的超聲波傳感器可對(duì)高度變化迅速做出反應(yīng)，可在復(fù)雜地形作業(yè)中保持噴桿的離地高度，使噴頭維持在最佳的噴灑位置進(jìn)行均勻施藥，減少農(nóng)藥在噴藥過(guò)程中的漂移。UC5控制系統(tǒng)的識(shí)別模式有三種，分別為土壤模式、農(nóng)作物模式和混合模式。三種模式可隨時(shí)切換來(lái)感應(yīng)土壤面或農(nóng)作物高度，自動(dòng)進(jìn)行噴桿高度調(diào)整。此外，系統(tǒng)包含主動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度控制組件，使得噴霧機(jī)在變化多端的地形上駕駛，旋轉(zhuǎn)和控制中心部分也會(huì)增加兩翼的起升速度。這個(gè)控制系統(tǒng)有效降低了駕駛者的工作壓力和疲勞程度，當(dāng)在不平坦的農(nóng)場(chǎng)地形上噴藥時(shí)，可不用注重地形的實(shí)時(shí)變化，從而將更多精力放在噴藥工作和安全作業(yè)上，大大提高了工作效率和作業(yè)安全性。

目前，農(nóng)業(yè)裝備的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)起到了作業(yè)過(guò)程中的輔助駕駛作用，能減輕操作員疲勞，使得操作變得自動(dòng)化。約翰迪爾AutoTrac自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)可以安裝在各種農(nóng)機(jī)裝備上進(jìn)行田間作業(yè)，比如用于整地、播種、施藥、收獲等作物全周期的田間作業(yè)，起到按壟作業(yè)或走直線(xiàn)的效果，提高了操作便利性。最新StarFire6000接收器使用的SF3衛(wèi)星差分信號(hào)精度為±2.5 cm，兼容GPS、GNSS（Global Navigation Satellite System）和北斗等全球?qū)Ш较到y(tǒng)，與載波相位差分技術(shù)（Real-time Kinematic，RTK）設(shè)置基站方式相比，SF3信號(hào)不僅不需要RTK基站等基礎(chǔ)設(shè)施的投入，不受無(wú)線(xiàn)電和網(wǎng)絡(luò)局限，并且內(nèi)置地形補(bǔ)償模塊，可以確保坡地作業(yè)時(shí)的準(zhǔn)確性，特別契合跨區(qū)作業(yè)需求。SF3衛(wèi)星差分信號(hào)對(duì)作業(yè)路徑有存儲(chǔ)功能，可實(shí)現(xiàn)一年內(nèi)作業(yè)路徑可重復(fù)。系統(tǒng)對(duì)越過(guò)遮蓋區(qū)域后的信號(hào)搜索能力很強(qiáng)，能在通過(guò)遮蓋區(qū)域后快速恢復(fù)信號(hào)狀態(tài)，此外自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)還采用多衛(wèi)星跟蹤來(lái)保障信號(hào)的穩(wěn)定性，配合iTEC Pro轉(zhuǎn)向路徑規(guī)劃模塊，可使作業(yè)車(chē)輛在最大轉(zhuǎn)彎速度下實(shí)現(xiàn)最小轉(zhuǎn)彎路徑規(guī)劃。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的快速發(fā)展極大促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備的操作自動(dòng)化，衛(wèi)星導(dǎo)航提供的輔助駕駛功能大大提高了作業(yè)效率與作業(yè)質(zhì)量。

經(jīng)濟(jì)作物收獲機(jī)械采棉機(jī)的技術(shù)發(fā)展是技術(shù)難點(diǎn)，約翰迪爾CP690自走式打包采棉機(jī)（圖3）目前可實(shí)現(xiàn)不停機(jī)作業(yè)、邊采摘邊打包的功能。該采棉機(jī)采用ProDrive自動(dòng)換擋變速箱和防打滑系統(tǒng)等來(lái)確保田間作業(yè)時(shí)穩(wěn)定的前后牽引力。駕駛室多功能控制桿采用模塊化設(shè)計(jì)，一觸式操作即可實(shí)現(xiàn)棉包卸載。這種采棉機(jī)加注液體1次（柴油、清洗液和潤(rùn)滑脂）可以不間斷工作12小時(shí)，1分鐘內(nèi)從采摘模式切換到運(yùn)輸模式，輔助勞動(dòng)少，實(shí)現(xiàn)了采棉機(jī)的連續(xù)作業(yè)，效率提高了20%~30%。此外，采棉機(jī)配備RowSense對(duì)行行走系統(tǒng)，能自動(dòng)控制機(jī)器田間作業(yè)轉(zhuǎn)向，不僅使得行距中心線(xiàn)與采摘頭中心線(xiàn)對(duì)齊，保證采棉機(jī)準(zhǔn)確按照播種路線(xiàn)行走，還有利于黃昏和夜間的對(duì)行采摘作業(yè)，減輕人的疲勞強(qiáng)度。CP690棉花采收機(jī)標(biāo)配籽棉含水量實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，濕度傳感器安裝在棉花打包器上，在棉花打包過(guò)程中連續(xù)測(cè)量籽棉的濕度，駕駛員能通過(guò)濕度傳感器采回的含水率數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)整軋棉效率，有助于保證棉花打包的質(zhì)量。采棉機(jī)整車(chē)智能化、信息化水平高，監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)智能控制、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障自診斷和危險(xiǎn)報(bào)警等諸多功能，有效保證了棉花采收質(zhì)量和作業(yè)效率。

圖3 約翰迪爾-CP690自走式打包采棉機(jī)

Fig. 3 John Deere-CP690 self-propelled baling cotton picker

國(guó)外大型農(nóng)機(jī)企業(yè)的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)理念在逐漸變化，從以往通過(guò)產(chǎn)品推銷(xiāo)的傳統(tǒng)方式過(guò)渡到注重解決客戶(hù)問(wèn)題的營(yíng)銷(xiāo)理念上來(lái)。注重農(nóng)業(yè)裝備的駕駛舒適化已經(jīng)成為國(guó)外農(nóng)機(jī)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)之一。德國(guó)菲茨曼農(nóng)機(jī)公司（Fritzmeier Group）設(shè)計(jì)一種個(gè)性化的駕駛室需要三年左右的時(shí)間，其中包括一年半的安全測(cè)試和性能試驗(yàn)時(shí)間。測(cè)試項(xiàng)目包括頂棚抗擠壓安全、振動(dòng)舒適性能測(cè)試等，測(cè)試期間對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與分析，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。國(guó)外的部分拖拉機(jī)，如紐荷蘭TL-A系列輪式拖拉機(jī)、挑戰(zhàn)者M(jìn)T系列履帶拖拉機(jī)等駕駛室地板鋪設(shè)加厚覆蓋層，駕駛室內(nèi)部采用吸音、隔熱材料，能有效隔離室外溫度并降低噪音，駕駛室噪聲均達(dá)到75 dB（A）上下，已經(jīng)接近汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)。拖拉機(jī)駕駛室大多寬敞明亮，駕駛員在工作時(shí)可擁有更大方位的視角，帶有減震器的懸掛式座椅可調(diào)整，為駕駛員提供一個(gè)安全、舒適的作業(yè)環(huán)境。駕駛室內(nèi)操作面板和操控桿均勻分布在駕駛員的兩側(cè)，操縱配置更加合理，使駕駛員可根據(jù)不同體型及駕駛習(xí)慣調(diào)節(jié)位置。除踏板外，駕駛員兩側(cè)有多功能操縱桿、水杯座及折疊式副座等，副座多有安全防護(hù)裝置等。

改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)家部署實(shí)施大量農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新項(xiàng)目，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不論從機(jī)械裝備數(shù)量上還是農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)上都呈現(xiàn)穩(wěn)步提高的趨勢(shì)。中國(guó)已成為世界第一農(nóng)機(jī)生產(chǎn)和使用大國(guó)，實(shí)現(xiàn)了從主要依靠人力、畜力到主要依靠機(jī)械動(dòng)力的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，也正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期。從整體上來(lái)看，中國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化已經(jīng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)品呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì)。

中國(guó)已成為世界農(nóng)機(jī)大國(guó)，農(nóng)機(jī)工業(yè)產(chǎn)值世界第一，農(nóng)機(jī)使用量世界第一［17］。2018年，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力達(dá)到100,371.7萬(wàn)千瓦，在國(guó)家中央農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策的進(jìn)一步促進(jìn)下，2019年，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力有小幅增加，至102,708萬(wàn)千瓦［39］。2019年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部加快推進(jìn)農(nóng)機(jī)化轉(zhuǎn)型升級(jí)工作，全國(guó)農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率超過(guò)70%，提前一年實(shí)現(xiàn)“十三五”目標(biāo)。當(dāng)前，三大糧食作物——小麥、水稻、玉米的耕種收基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，其綜合機(jī)械化率均已超過(guò)80%［40］。全國(guó)農(nóng)機(jī)裝備結(jié)構(gòu)持續(xù)改善，農(nóng)業(yè)機(jī)械在集成技術(shù)、節(jié)本增效、推動(dòng)規(guī)模經(jīng)營(yíng)方面的重要作用充分顯現(xiàn)，強(qiáng)力支撐了主要農(nóng)產(chǎn)品的有效供給。

2018年底，全國(guó)已有300多個(gè)示范縣率先基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化［41］。在此基礎(chǔ)上，各類(lèi)新型主體不斷涌現(xiàn)，服務(wù)模式不斷創(chuàng)新，農(nóng)機(jī)合作社發(fā)展迅速，數(shù)量不斷增加［42］。2018年中國(guó)農(nóng)機(jī)作業(yè)服務(wù)組織達(dá)到18.7萬(wàn)個(gè)，其中農(nóng)機(jī)合作社7萬(wàn)個(gè)，全年重要農(nóng)時(shí)農(nóng)機(jī)服務(wù)面積累計(jì)超過(guò)400,000 khm2（60億畝），促進(jìn)了小農(nóng)生產(chǎn)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有機(jī)銜接［43］。全社會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的認(rèn)識(shí)不斷提高［44］，“農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化”已成為全社會(huì)的共識(shí)。

種植和收獲機(jī)械化是中國(guó)農(nóng)作物生產(chǎn)中突出的薄弱環(huán)節(jié)，如水稻的插秧、拋栽和直播環(huán)節(jié)、玉米的籽粒直收和馬鈴薯的收獲破損率高、棉花機(jī)采損失率偏高等?！爸饕r(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化推進(jìn)行動(dòng)”實(shí)施以來(lái)，企業(yè)、高校、科研院所等都在不斷加大薄弱環(huán)節(jié)機(jī)械化新技術(shù)和新機(jī)具的研發(fā)力度，積極探索主要農(nóng)作物的機(jī)械化生產(chǎn)模式，取得了顯著成效。水稻機(jī)械化播種和插秧種植面積持續(xù)提高，東北地區(qū)和江蘇水稻種植基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；玉米柔性揉搓式脫粒機(jī)理和關(guān)鍵脫粒機(jī)構(gòu)研發(fā)進(jìn)度加快，籽粒直收試驗(yàn)示范開(kāi)始起步；馬鈴薯的改良聯(lián)合收獲機(jī)械穩(wěn)步推進(jìn)，主產(chǎn)區(qū)各單項(xiàng)環(huán)節(jié)機(jī)械化作業(yè)已經(jīng)具備較高水平；棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化水平加速提升，采棉機(jī)摘錠生產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)、制造工藝取得突破，一批國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)開(kāi)始批量生產(chǎn)，適宜全程機(jī)械化生產(chǎn)的機(jī)采棉模式逐步成熟并得到較快推廣。

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的融合主要是為了創(chuàng)造高效的農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)體系，通過(guò)農(nóng)藝指導(dǎo)農(nóng)機(jī)發(fā)展方向，再由農(nóng)機(jī)作業(yè)實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝的相關(guān)要求。近年來(lái)，各級(jí)農(nóng)業(yè)管理部門(mén)加強(qiáng)對(duì)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合工作的實(shí)施，不僅強(qiáng)化了農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)于農(nóng)藝的改進(jìn)，還要求農(nóng)藝技術(shù)向著標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化方向發(fā)展，有效促進(jìn)了農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝技術(shù)相互推動(dòng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，既確保了農(nóng)業(yè)耕種制度與農(nóng)業(yè)機(jī)械相匹配，又確保了農(nóng)業(yè)機(jī)械滿(mǎn)足農(nóng)藝技術(shù)的種植和收獲要求。

以中國(guó)棉花主產(chǎn)地新疆地區(qū)為例，基于棉花主產(chǎn)區(qū)的氣候土壤特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效機(jī)械化生產(chǎn)為目標(biāo)，新疆建立了特色鮮明的棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)體系，突破了棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合關(guān)鍵技術(shù)。如圖4所示，研發(fā)出耕整地、精量播種、高效噴藥、機(jī)械采收等關(guān)鍵技術(shù)裝備，自主開(kāi)發(fā)了種床整備、立體噴施植保、高效籽棉貯運(yùn)等農(nóng)藝技術(shù)措施。農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)的深度融合，形成了特色鮮明的棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)體系，顯著提升了棉花生產(chǎn)水平。該技術(shù)體系在新疆應(yīng)用面積超過(guò)了80%，帶動(dòng)了中國(guó)棉花生產(chǎn)整體水平進(jìn)一步提升。

圖4 棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)體系示意圖

Fig. 4 Mechanized technology system for the whole process of cotton production

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)科研院所、高校和一些企業(yè)密切跟蹤國(guó)外智能農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展趨勢(shì)在智能農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械、智能裝備控制與導(dǎo)航技術(shù)、農(nóng)機(jī)裝備智能化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)、農(nóng)機(jī)智能作業(yè)管理關(guān)鍵技術(shù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的研究工作，形成了一批較為成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，并通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的集成和示范應(yīng)用取得了一定的成效。部分技術(shù)迭代成熟實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高了機(jī)械化作業(yè)質(zhì)量和工作效率。例如，廣州中海達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司農(nóng)機(jī)智能終端采用一體化設(shè)計(jì)，采用其獨(dú)有的Smart Heading 等多項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，可以顯示駕駛數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛的操控，用戶(hù)界面具有作業(yè)數(shù)據(jù)顯示、導(dǎo)航模式調(diào)整等功能。

相比起發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)目前尚缺乏成熟的產(chǎn)品，雖然國(guó)內(nèi)學(xué)者一直在進(jìn)行智能農(nóng)機(jī)裝備的研究開(kāi)發(fā)，但精度、可靠性、多環(huán)境下的適應(yīng)性較差等問(wèn)題使得國(guó)內(nèi)離大面積推廣使用還有差距。

通過(guò)多農(nóng)機(jī)作業(yè)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控與記錄，及時(shí)獲得農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)，建立農(nóng)情數(shù)據(jù)庫(kù)。天津、吉林等地建立了深松作業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械化作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用全球衛(wèi)星定位技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)具作業(yè)質(zhì)量監(jiān)管與跨區(qū)作業(yè)調(diào)度。黑龍江七星、紅星等農(nóng)場(chǎng)陸續(xù)建立了農(nóng)機(jī)作業(yè)管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的農(nóng)機(jī)作業(yè)路徑跟蹤定位、農(nóng)機(jī)作業(yè)視頻監(jiān)控、機(jī)車(chē)統(tǒng)一調(diào)度指揮、機(jī)車(chē)維護(hù)與保養(yǎng)和網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議等。

近年來(lái)，中國(guó)農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量快速提升。針對(duì)各地作物種植類(lèi)型和農(nóng)機(jī)需求類(lèi)型的不同，國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)企業(yè)不斷推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新，研發(fā)適合不同地區(qū)農(nóng)業(yè)和農(nóng)民需要，先進(jìn)適用的各類(lèi)農(nóng)機(jī)。農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝融合、系統(tǒng)化研究、全程機(jī)械化的創(chuàng)新理念逐步被廣泛接受。

以中國(guó)新疆地區(qū)棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)為例。1979年，新疆石河子墾區(qū)棉花種植引進(jìn)了地膜覆蓋技術(shù)，通過(guò)與不鋪地膜種植試驗(yàn)對(duì)比，棉花可以增產(chǎn)35%。雖然地膜種植模式大幅提高了增產(chǎn)效益的，但人工作業(yè)效率低的問(wèn)題導(dǎo)致地膜種植模式難以大面積推廣，亟須研發(fā)先進(jìn)適用的地膜植棉機(jī)械。通過(guò)鋪膜播種機(jī)的創(chuàng)新研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了從成果到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，系列產(chǎn)品迅速得到推廣應(yīng)用，新疆兵團(tuán)皮棉平均單產(chǎn)由1982年的579 kg/hm2 發(fā)展到1994年的1230 kg/hm2。20世紀(jì)90年代后期，在棉花地膜種植的基礎(chǔ)上，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)提出了基于機(jī)采棉條件下，植棉全程水肥調(diào)控的膜下滴灌、精量播種栽培新農(nóng)藝，為此研發(fā)了一次作業(yè)即能完成種床整理、鋪管鋪膜、精量播種、種孔覆土等8道工序的新機(jī)具，達(dá)到了播量精確、播深一致、株距均勻、適應(yīng)機(jī)采和高密度的農(nóng)藝技術(shù)要求（圖5）。2003年，機(jī)具通過(guò)省部級(jí)科研成果鑒定，整體達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。棉花膜下滴灌精量播種技術(shù)與裝備在新疆全面推廣，皮棉平均單產(chǎn)進(jìn)一步發(fā)展到2014年的2335.5 kg/hm2。

圖5 不同類(lèi)型的膜下滴灌精量播種機(jī)

Fig. 5 Different types of precision seeder for drip irrigation under film

近年來(lái)，新疆以機(jī)械化采收為主線(xiàn)，集成種子處理、種床整備、精量播種、脫葉催熟、機(jī)械收獲和儲(chǔ)運(yùn)加工等關(guān)鍵技術(shù)，建立棉花生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化推廣應(yīng)用。新疆兵團(tuán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化與信息化相結(jié)合，特別是在棉花生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中實(shí)施以“精細(xì)耕整地、精準(zhǔn)播種、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)田間生態(tài)監(jiān)測(cè)、精細(xì)收獲”為主要技術(shù)內(nèi)容的精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)，提高自動(dòng)化與智能化作業(yè)水平、作業(yè)質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)棉花生產(chǎn)的提質(zhì)增效。2018年，全國(guó)棉花種植面積5.0285×107 hm2，其中新疆3.737×107 hm2，占全國(guó)比例達(dá)到74.3%，表明新疆已成為中國(guó)最大的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地。

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展雖然取得了顯著進(jìn)步，但國(guó)家實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化提出了新的更高層次的要求。綜合分析，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不平衡、不充分，一些深層次的矛盾和問(wèn)題亟待解決［51］，智能化與信息化水平還很低，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在明顯差距。主要表現(xiàn)在以下四方面。

一是農(nóng)機(jī)信息化融合的區(qū)域及結(jié)構(gòu)發(fā)展不平衡。農(nóng)機(jī)信息不同于國(guó)外農(nóng)機(jī)發(fā)達(dá)的國(guó)家，中國(guó)地域遼闊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域復(fù)雜多樣，地理環(huán)境差異、農(nóng)作物種類(lèi)的多樣性及種植模式的差別決定了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備需求的多樣性。比如，很多丘陵地區(qū)受地勢(shì)形貌的影響，很難進(jìn)行規(guī)?；臋C(jī)械生產(chǎn)與采集，農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展缺乏必要條件，導(dǎo)致全國(guó)農(nóng)機(jī)信息化發(fā)展出現(xiàn)區(qū)域不協(xié)調(diào)的情況。整體表現(xiàn)為，農(nóng)業(yè)機(jī)械信息化水平西部地區(qū)落后于東部地區(qū)，山地丘陵地區(qū)落后于平原生產(chǎn)地區(qū)；作物種植業(yè)的農(nóng)機(jī)信息化水平較高，而畜牧業(yè)、漁業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品初加工的設(shè)施農(nóng)業(yè)信息化程度較低；小馬力中低端機(jī)具多，大馬力高端智能化農(nóng)機(jī)少；單一功能作業(yè)技術(shù)多，集成配套的機(jī)具作業(yè)技術(shù)較少；小規(guī)模自用型農(nóng)機(jī)戶(hù)較多，大規(guī)模專(zhuān)業(yè)化服務(wù)組織較少。

二是企業(yè)和農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械信息化的認(rèn)可度還不高。目前中國(guó)農(nóng)民勞作方式主要以家庭為單位，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式仍以家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主，類(lèi)似于國(guó)外大農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)模式仍處于發(fā)展階段，導(dǎo)致目前中國(guó)高度自動(dòng)化、信息化的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備無(wú)用武之地。由于許多農(nóng)機(jī)企業(yè)和部分地區(qū)農(nóng)業(yè)管理者過(guò)度追求眼前效益，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械信息化所帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展認(rèn)識(shí)不到位，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到中國(guó)農(nóng)機(jī)走“智能化、信息化”的發(fā)展道路是中國(guó)農(nóng)機(jī)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)，忽視了信息技術(shù)的應(yīng)用可以大幅提高傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)作業(yè)效率的巨大優(yōu)勢(shì)，種種原因?qū)е聝r(jià)格更高的信息化農(nóng)機(jī)設(shè)備目前在我國(guó)普及率不高。

三是基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵技術(shù)研究薄弱，農(nóng)機(jī)信息化水平含量低。國(guó)內(nèi)缺乏對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域長(zhǎng)期系統(tǒng)的研究與技術(shù)集成，關(guān)鍵技術(shù)與智能機(jī)具不足［52］，尚未形成完善的以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的全程機(jī)械化技術(shù)模式和高度智能化的機(jī)器配置系統(tǒng)。中國(guó)農(nóng)機(jī)長(zhǎng)期依靠引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外農(nóng)機(jī)技術(shù)，導(dǎo)致核心技術(shù)匱乏且缺乏基礎(chǔ)技術(shù)研究和自主創(chuàng)新技術(shù)能力。特別是高端機(jī)具配套的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、總線(xiàn)及控制系統(tǒng)嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)高端信息化農(nóng)機(jī)產(chǎn)品可靠性較低，產(chǎn)品故障率高，平均無(wú)故障時(shí)間均低于發(fā)達(dá)國(guó)家；作業(yè)效果難以保障，漏播、漏藥、糧食收獲損失大；安全環(huán)保性能差，產(chǎn)品服務(wù)體系不完善等，這些因素導(dǎo)致智能化農(nóng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)大面積長(zhǎng)期穩(wěn)定的田間作業(yè)。此外，農(nóng)業(yè)信息化專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員的欠缺、企業(yè)創(chuàng)新能力不足也是發(fā)展信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化結(jié)合發(fā)展的重要阻力，導(dǎo)致中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息化的融合難以短時(shí)間內(nèi)快速推進(jìn)。

四是農(nóng)機(jī)作業(yè)信息系統(tǒng)管理水平不高且缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各地?zé)o法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與多地區(qū)的聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的農(nóng)機(jī)信息化管理與遠(yuǎn)程調(diào)度發(fā)展雖然取得了明顯進(jìn)步，但是依然存在管理體制不完善、信息平臺(tái)建設(shè)缺乏統(tǒng)一指導(dǎo)與規(guī)劃、缺少政府宏觀管理等問(wèn)題［53］。各地區(qū)自行建設(shè)或引進(jìn)的信息系統(tǒng)平臺(tái)各有特色，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和多地的聯(lián)合調(diào)度，不能大范圍應(yīng)用與推廣；智能農(nóng)機(jī)裝備與信息管理平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通訊和信息接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)接口、功能和界面的標(biāo)準(zhǔn)化，可移植性和系統(tǒng)兼容性差，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)裝備與信息系統(tǒng)平臺(tái)的協(xié)同性也較差。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械裝有大量用來(lái)感知作業(yè)環(huán)境和機(jī)具本身作業(yè)狀態(tài)信息的傳感器。傳感器采集的信息對(duì)于機(jī)具田間作業(yè)的質(zhì)量極為重要。智能感知信息是智能農(nóng)業(yè)裝備精準(zhǔn)作業(yè)的關(guān)鍵，對(duì)于如何提高智能感知技術(shù)的精準(zhǔn)度、可靠性和實(shí)時(shí)性問(wèn)題是亟待解決的難題。

圍繞農(nóng)業(yè)精細(xì)生產(chǎn)需求，開(kāi)發(fā)基于先進(jìn)傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及智能決策等智能感知技術(shù)，開(kāi)展監(jiān)測(cè)土壤溫濕度、耕作阻力及有機(jī)質(zhì)含量、作物詳細(xì)養(yǎng)分信息的高精度檢測(cè)采集技術(shù)研究，同時(shí)研發(fā)對(duì)作物長(zhǎng)勢(shì)、農(nóng)田病蟲(chóng)草害等的作物信息感知傳感器，形成基于農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)的精細(xì)生產(chǎn)調(diào)控系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)基于信息傳感控制的耕整深度可調(diào)、精準(zhǔn)播種、精量施肥與施藥的精準(zhǔn)耕整地與植?？刂企w系，提高植保作業(yè)的自動(dòng)化和智能化水平，奠定農(nóng)機(jī)作業(yè)與先進(jìn)農(nóng)藝技術(shù)協(xié)調(diào)融合的理論基礎(chǔ)。

目前農(nóng)機(jī)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展相對(duì)成熟，可提供全天時(shí)、全氣候條件下的位置導(dǎo)航信息，但農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，磁場(chǎng)、極端天氣和復(fù)雜地形都會(huì)造成導(dǎo)航信號(hào)不同程度的丟失，所以開(kāi)發(fā)多信息融合的導(dǎo)航系統(tǒng)是提高智能農(nóng)機(jī)不間斷作業(yè)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。發(fā)展集GNSS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（Inertial Navigation System，INS）和機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)融合的高端導(dǎo)航系統(tǒng)是推進(jìn)未來(lái)無(wú)人農(nóng)機(jī)復(fù)雜場(chǎng)景作業(yè)的重點(diǎn)。

推進(jìn)以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化、自動(dòng)化農(nóng)機(jī)裝備的設(shè)計(jì)制造，實(shí)現(xiàn)信息化和智能化農(nóng)機(jī)裝備升級(jí)，適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)先進(jìn)適用農(nóng)業(yè)機(jī)械的要求，來(lái)提高中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備有效供給能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

一是推進(jìn)智能化、自動(dòng)化農(nóng)機(jī)裝備的設(shè)計(jì)制造。全面提升農(nóng)機(jī)信息化設(shè)計(jì)水平，推行產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)、知識(shí)工程技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)；建立先進(jìn)的產(chǎn)品試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)，縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低企業(yè)的研發(fā)費(fèi)用、試制費(fèi)用和田間測(cè)試費(fèi)用，從而有效提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量；要構(gòu)建以產(chǎn)品設(shè)計(jì)、精密制造、面向不同銷(xiāo)售對(duì)象和服務(wù)等環(huán)節(jié)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)信息平臺(tái)；采用先進(jìn)的制造技術(shù)和工藝，推行并行工程、虛擬制造、智能制造等先進(jìn)制造技術(shù)，提高加工效率，提高現(xiàn)代智能農(nóng)機(jī)的零部件和整機(jī)的精密制造水平。

二是對(duì)智能農(nóng)業(yè)裝備進(jìn)行信息化、智能化升級(jí)。首先是智能農(nóng)業(yè)動(dòng)力機(jī)械。利用多源信息融合技術(shù)、衛(wèi)星自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)、計(jì)算機(jī)總線(xiàn)通信技術(shù)、人機(jī)工程技術(shù)等來(lái)提高農(nóng)用拖拉機(jī)、大型自走式農(nóng)業(yè)機(jī)械的操控性、機(jī)動(dòng)性和人員作業(yè)舒適性［54］。開(kāi)發(fā)拖拉機(jī)的動(dòng)力換檔和無(wú)級(jí)變速箱、電子控制分置式液壓懸掛、電液提升器與懸浮式轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋等技術(shù)，研制全動(dòng)力換檔、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)、四輪制動(dòng)等系列大型拖拉機(jī)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)多樣化生產(chǎn)提供綠色高效動(dòng)力。特別是丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展要注重機(jī)具的地形適應(yīng)能力，研發(fā)具有地面仿形功能的主動(dòng)懸架，提高機(jī)具在山地作業(yè)的安全性。其次是智能化田間作業(yè)機(jī)械，開(kāi)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備參數(shù)信息獲取與控制智能一體化，包括提升耕整地機(jī)械、播種機(jī)、施肥機(jī)、收獲機(jī)械等作業(yè)機(jī)械的智能化。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的智能化田間作業(yè)裝備能大幅提高化肥和農(nóng)藥的利用率，比如耕整機(jī)械裝備可以結(jié)合土壤信息感知技術(shù)，在耕整地階段進(jìn)行全方位、多參數(shù)地感知土壤信息，建立土壤信息處方圖；變量噴霧機(jī)能提高農(nóng)藥利用率，減少污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；智能化施肥機(jī)械可以在施肥過(guò)程中根據(jù)作物密度、土壤肥力等參數(shù)控制施肥量，提高肥料利用率。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)各地區(qū)的農(nóng)機(jī)作業(yè)信息管理系統(tǒng)復(fù)雜多樣，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與多地的聯(lián)合統(tǒng)一調(diào)度。對(duì)各地區(qū)信息管理平臺(tái)與智能農(nóng)機(jī)裝備的接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一，增強(qiáng)監(jiān)控終端和操作系統(tǒng)的可移植性，統(tǒng)籌規(guī)劃建立全國(guó)統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)管理系統(tǒng)。運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”平臺(tái)，圍繞農(nóng)機(jī)作業(yè)耕、種、管、收等核心環(huán)節(jié)，通過(guò)車(chē)載GPS、攝像頭和多種作業(yè)狀態(tài)檢測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)多機(jī)型、多時(shí)段、多地域的遠(yuǎn)程作業(yè)路徑跟蹤定位，作業(yè)視頻監(jiān)控、農(nóng)機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況等的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，機(jī)車(chē)統(tǒng)一指揮調(diào)度、機(jī)具信息管理、機(jī)手管理等。標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)機(jī)作業(yè)信息管理系統(tǒng)的大面積推廣，使得各地農(nóng)機(jī)部門(mén)采用信息化手段快速科學(xué)地對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)具進(jìn)行調(diào)度，有效促進(jìn)了閑置農(nóng)機(jī)的應(yīng)用，由此提高農(nóng)機(jī)利用率，降低農(nóng)業(yè)機(jī)械化的運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)農(nóng)機(jī)作業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，將農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝融合起來(lái)形成耕種管收全生態(tài)鏈的信息感知大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，滿(mǎn)足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)健康、綠色、精準(zhǔn)和高效的需求。

此外，推行建立農(nóng)業(yè)機(jī)具數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)機(jī)作業(yè)離線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)和農(nóng)機(jī)政務(wù)信息資源庫(kù)，生成農(nóng)業(yè)裝備作業(yè)處方圖來(lái)指導(dǎo)農(nóng)機(jī)裝備進(jìn)行智能化作業(yè)，為農(nóng)業(yè)機(jī)械化大數(shù)據(jù)分析利用做好準(zhǔn)備。建設(shè)農(nóng)場(chǎng)管理遠(yuǎn)程咨詢(xún)系統(tǒng)、農(nóng)場(chǎng)咨詢(xún)系統(tǒng)和涉農(nóng)技術(shù)中心網(wǎng)站等能為農(nóng)民獲取信息服務(wù)提供重要載體，提高農(nóng)民技術(shù)水平和信息選擇能力。

無(wú)人農(nóng)場(chǎng)是新一代信息技術(shù)、智能裝備技術(shù)與先進(jìn)農(nóng)藝深度融合的產(chǎn)物，也是未來(lái)農(nóng)場(chǎng)的發(fā)展方向。目前搭載衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的輔助駕駛農(nóng)業(yè)裝備是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備的主流，隨著農(nóng)業(yè)信息化和智能化的發(fā)展，開(kāi)展對(duì)無(wú)人農(nóng)機(jī)路徑規(guī)劃及導(dǎo)航?jīng)Q策、自主避障、多機(jī)協(xié)同作業(yè)技術(shù)的研究是未來(lái)無(wú)人農(nóng)機(jī)自主作業(yè)的關(guān)鍵。

無(wú)人農(nóng)場(chǎng)的關(guān)鍵技術(shù)在于智能感知、智能導(dǎo)航與智能決策等方面。農(nóng)業(yè)裝備的作業(yè)環(huán)境是復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，農(nóng)機(jī)自主作業(yè)對(duì)裝備的信息感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)有更高的要求。設(shè)計(jì)結(jié)合農(nóng)機(jī)自身傳感器對(duì)作業(yè)環(huán)境信息進(jìn)行路徑規(guī)劃的算法，解決導(dǎo)航?jīng)Q策的魯棒性和抗干擾性，開(kāi)發(fā)多機(jī)協(xié)同作業(yè)任務(wù)分配算法，為農(nóng)機(jī)的自主作業(yè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。利用衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)拍照、車(chē)載多功能傳感器等技術(shù)實(shí)現(xiàn)作物土壤探測(cè)、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)與病蟲(chóng)害等信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。依托無(wú)人農(nóng)場(chǎng)智慧管理云平臺(tái)，通過(guò)信息化手段，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的生產(chǎn)指揮調(diào)度和生產(chǎn)要素的全面管理。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的全程無(wú)人化，能大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，改善人力勞作的農(nóng)業(yè)模式。

為加快信息化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用，建議依托聯(lián)盟、學(xué)/協(xié)會(huì)等團(tuán)體和組織，建立對(duì)農(nóng)業(yè)智能裝備領(lǐng)域常用術(shù)語(yǔ)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系；對(duì)農(nóng)機(jī)裝備上的智能監(jiān)控終端、編寫(xiě)數(shù)據(jù)接口規(guī)范、無(wú)線(xiàn)通訊協(xié)議等農(nóng)機(jī)裝備的共性通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先集中發(fā)布實(shí)施。

大力建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綜合示范基地，多鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)外大型農(nóng)機(jī)企業(yè)入駐，對(duì)農(nóng)機(jī)信息化產(chǎn)業(yè)鏈中關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)給予資金支持，促進(jìn)行業(yè)的快速技術(shù)革新。加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械管理人員的培訓(xùn)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，可以有效地加快農(nóng)業(yè)機(jī)械信息化的建設(shè)，重點(diǎn)培養(yǎng)適合農(nóng)業(yè)機(jī)械化信息建設(shè)的專(zhuān)業(yè)性人才，從而全面促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化水平。

發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程都伴隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展，從農(nóng)業(yè)機(jī)械化開(kāi)始實(shí)行到基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化要經(jīng)歷20~30年的時(shí)間。目前發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品需求向著成套化、自動(dòng)化和精準(zhǔn)智能化方向發(fā)展。

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)出農(nóng)作物薄弱環(huán)節(jié)機(jī)械化快速推進(jìn)、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝快速融合、智能裝備研發(fā)穩(wěn)步推進(jìn)及農(nóng)業(yè)機(jī)械信息化發(fā)展等新的特點(diǎn)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展相比，國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)的技術(shù)性、效率性、持續(xù)性等方面沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)融合不足，總體仍存在一些不平衡、不充分的問(wèn)題。

中國(guó)地形地貌復(fù)雜，種植結(jié)構(gòu)多樣，農(nóng)業(yè)人口眾多，目前的農(nóng)業(yè)發(fā)展方向是既要精細(xì)化耕作保證糧食安全，又要借助高效農(nóng)機(jī)降低農(nóng)業(yè)成本。信息技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力，對(duì)轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展方式有重要推動(dòng)作用。農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)融合是今后中國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)和發(fā)展的重點(diǎn)，中國(guó)應(yīng)不斷提高農(nóng)業(yè)機(jī)械信息化發(fā)展的能力和水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)的進(jìn)一步融合，推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，將其作為推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械與信息技術(shù)的高度融合，形成規(guī)?；?、集約化的生產(chǎn)模式，使信息化成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械效益增長(zhǎng)的重要手段，推進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收。

作者：陳學(xué)庚、溫浩軍、張偉榮、潘佛雛、趙巖

來(lái)源：智慧農(nóng)業(yè)

（內(nèi)容版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請(qǐng)立即與我們聯(lián)系，我們將及時(shí)處理）

---

農(nóng)機(jī)大全網(wǎng)（www.121vipspeaking.com）·(2022-06-12 08:24:31)