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　　農(nóng)機(jī)研發(fā)路在何方？深度剖析智能農(nóng)機(jī)裝備重點(diǎn)方向

2019年7月18—20日，由農(nóng)業(yè)機(jī)械雜志社主辦的“2019第七屆中國農(nóng)機(jī)高端論壇暨2018中國農(nóng)業(yè)機(jī)械年度TOP50+頒獎盛典”在安徽省蕪湖市隆重舉辦。

本屆高端論壇主論壇上，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院楊炳南研究員作了題為《農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》的報(bào)告，他從歷次農(nóng)業(yè)科技革命中農(nóng)業(yè)機(jī)械的作用、地位，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的技術(shù)與裝備，“十三五”研發(fā)活動部署及研究重點(diǎn)，當(dāng)下應(yīng)該做的工作等方面，全面系統(tǒng)分析了我國農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，為相關(guān)科研單位、生產(chǎn)企業(yè)研制開發(fā)產(chǎn)品提供參考和借鑒。

農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要地位及發(fā)展機(jī)遇

楊炳南指出，在歷史上的3次農(nóng)業(yè)科技革命中，農(nóng)業(yè)機(jī)械在前兩次都具有標(biāo)志性地位。

第一次農(nóng)業(yè)科技革命的標(biāo)志是農(nóng)具科技革命。公元前770～476年，堅(jiān)硬鋒利的鐵制農(nóng)具替代了木制、石制和青銅農(nóng)具，使生產(chǎn)效率大大提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了飛躍式的發(fā)展。

第二次農(nóng)業(yè)科技革命的標(biāo)志是農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)化學(xué)的科技革命。19世紀(jì)中葉，蒸汽動力拖拉機(jī)及隨后的內(nèi)燃機(jī)動力拖拉機(jī)替代了人畜力，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率迅速增長，農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模大幅度增加。

第三次農(nóng)業(yè)科技革命的標(biāo)志是農(nóng)作物品種改良與應(yīng)用。20世紀(jì)40年代初，在充分機(jī)械化的基礎(chǔ)上，以農(nóng)作物品種為中心的革命是第三次農(nóng)業(yè)科技革命，又稱綠色革命。

即將發(fā)生的以生物、信息技術(shù)為代表的第四次農(nóng)業(yè)科技革命，也必然包含農(nóng)業(yè)機(jī)械新技術(shù)，而且將在其中扮演重要角色。新的農(nóng)業(yè)科技革命為農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

首先，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向社會化大生產(chǎn)快速邁進(jìn)，農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、集約化是大生產(chǎn)的必然趨勢。只有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，而且必須是經(jīng)過農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)機(jī)械才能勝任。

其次，人口、資源和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展問題的解決，只有依靠技術(shù)革命才能解決，而農(nóng)業(yè)機(jī)械正是農(nóng)業(yè)科技實(shí)施的有力武器。

再次，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的技術(shù)革命，意義遠(yuǎn)超過其技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用本身。它提供的技術(shù)思想和改造客觀世界的認(rèn)識思維，其影響更為深刻，工程裝備技術(shù)與各學(xué)科相互融合和滲透，是其孕育于農(nóng)業(yè)科技革命發(fā)展必然性之中的標(biāo)志。

“十三五”研發(fā)部署及重點(diǎn)方向

楊炳南介紹，國家一直高度重視農(nóng)機(jī)行業(yè)的發(fā)展，“智能農(nóng)機(jī)裝備”被列為國家“十三五”8個重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)之一，目的是要實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)自主化、高端裝備智能化和薄弱環(huán)節(jié)機(jī)械化。

1. “智能農(nóng)機(jī)裝備”研發(fā)內(nèi)容

“智能農(nóng)機(jī)裝備”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃共設(shè)置3個層面11項(xiàng)重點(diǎn)研究任務(wù)，包含47個項(xiàng)目。

（1）基礎(chǔ)技術(shù)研究。目的是突破土壤植物機(jī)器系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)，農(nóng)機(jī)作業(yè)傳感器、智能決策與控制、智能服務(wù)等技術(shù)，提升原始創(chuàng)新能力。重點(diǎn)任務(wù)是“農(nóng)機(jī)作業(yè)信息感知與精細(xì)生產(chǎn)管控應(yīng)用基礎(chǔ)研究”。

（2）關(guān)鍵共性技術(shù)與重大裝備開發(fā)。目的是突破智能設(shè)計(jì)、作業(yè)管理關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)大型與專用拖拉機(jī)、田間作業(yè)及收獲、設(shè)施精細(xì)生產(chǎn)等主導(dǎo)產(chǎn)品智能技術(shù)與制造質(zhì)量提升，創(chuàng)立自主的農(nóng)業(yè)智能化裝備技術(shù)體系。

該層面包含8項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，分別是“農(nóng)機(jī)裝備智能化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)研究”“農(nóng)機(jī)智能作業(yè)管理關(guān)鍵技術(shù)研究”“智能農(nóng)業(yè)動力機(jī)械研發(fā)”“高效精準(zhǔn)環(huán)保多功能農(nóng)田作業(yè)裝備研發(fā)”“糧食作物高效智能收獲技術(shù)裝備研發(fā)”“經(jīng)濟(jì)作物高效能收獲與智能控制技術(shù)裝備研發(fā)”“設(shè)施智能化精細(xì)生產(chǎn)技術(shù)及裝備”和“農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后智能化干制與精細(xì)選別技術(shù)裝備研發(fā)”。

（3）典型示范。目的是創(chuàng)制適合我國種植農(nóng)藝和地域特色的丘陵山區(qū)、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地處理等薄弱環(huán)節(jié)裝備，支撐全程全面機(jī)械化發(fā)展。包含“畜禽與水產(chǎn)品智能化產(chǎn)地處理技術(shù)裝備研發(fā)與示范”和“丘陵山區(qū)及水田機(jī)械化作業(yè)技術(shù)裝備研發(fā)與示范”兩項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。

2. “智能農(nóng)機(jī)裝備”研究重點(diǎn)

（1）面向現(xiàn)實(shí)的迫切需求：增加品種。持續(xù)解決與完善主要農(nóng)產(chǎn)品、重點(diǎn)環(huán)節(jié)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中突出的機(jī)械化裝備技術(shù)問題，探索經(jīng)濟(jì)高效的機(jī)械化作業(yè)模式，提高集約化農(nóng)業(yè)的綜合機(jī)械化水平。

（2）滿足全面全程機(jī)械化：拓展領(lǐng)域。完善以糧食生產(chǎn)為主的機(jī)械化裝備體系，加快經(jīng)濟(jì)作物（纖維植物、果品、蔬菜、油料、糖料、能源作物）、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、微生物培養(yǎng)裝備技術(shù)的研究開發(fā)。

（3）推進(jìn)作業(yè)集成化：完善功能。掌握功能拓展的設(shè)計(jì)/管控平臺技術(shù)，基于最低資源消耗、最短作業(yè)流程、最小環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程多環(huán)節(jié)作業(yè)一體化的多功能裝置集成。

（4）追求智能精益高效化：提升水平。加強(qiáng)機(jī)電技術(shù)與現(xiàn)代液壓、儀器與控制、現(xiàn)代微電子和信息等高新技術(shù)融合，強(qiáng)化動植物生產(chǎn)性能、疫病形態(tài)表征信息的獲取和大數(shù)據(jù)解析、智能決策技術(shù)研究，開發(fā)高附加值具有精細(xì)作業(yè)能力的農(nóng)業(yè)裝備。

農(nóng)業(yè)裝備潛力空間及技術(shù)發(fā)展趨勢

1. 3大潛力空間

（1）中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的特征仍將長期存在，后發(fā)地域的農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)、市場需求的空間將存續(xù)持久，具有戰(zhàn)略縱深性。

（2）中國經(jīng)濟(jì)仍處于發(fā)展中的工業(yè)化初中期，農(nóng)業(yè)機(jī)械化仍是初級水平，先進(jìn)地區(qū)地域廣大，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多樣，全程、全面的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化仍需相當(dāng)長的時間。

（3）中國農(nóng)業(yè)裝備的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局，在體系完整性、全面性上具有比較優(yōu)勢。發(fā)達(dá)國家對南北緯35°以內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)裝備技術(shù)開發(fā)不足，與我國技術(shù)基礎(chǔ)差距不大，是我國農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)立足國內(nèi)、走向國際的具有戰(zhàn)略性機(jī)遇的市場。

2. 技術(shù)發(fā)展趨勢

農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)對象是土壤、動植物等有系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)和生物活性的客體，它與農(nóng)業(yè)科學(xué)和生物與生命科學(xué)技術(shù)相互交叉、滲透、融合，才能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝技術(shù)要求。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的開放性，要求農(nóng)業(yè)機(jī)械適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的時空變化、動植物生理生態(tài)的變化，采取精確、恰當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)，計(jì)算機(jī)輔助決策技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用必然成為農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)發(fā)展變化的總體趨勢。

（1）嵌入式信息技術(shù)全面進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。已開始配置的衛(wèi)星導(dǎo)引、機(jī)器操控、數(shù)據(jù)獲取、智能終端隨農(nóng)場多頻接入能力提升得到普遍應(yīng)用。

（2）幾乎所有農(nóng)場設(shè)備都將配置付費(fèi)即用型機(jī)載智能系統(tǒng)，信息技術(shù)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。

（3）數(shù)據(jù)獲取與分析功能強(qiáng)大、使用簡便，采集器自動獲取數(shù)據(jù)并充實(shí)農(nóng)場信息系統(tǒng)，支持決策和報(bào)告生成。

（4）手機(jī)、拖拉機(jī)、噴藥機(jī)、灌溉機(jī)組和辦公室、轎車、倉庫等農(nóng)場所有設(shè)備和設(shè)施都將實(shí)現(xiàn)同步互聯(lián)，車輛自動收集途經(jīng)地塊的作物數(shù)據(jù)并無線傳輸至辦公室以供分析。

（5）基于傳感器組網(wǎng)獲取土壤持水量和更準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)，灌溉變得更加精確、均勻，更加高效智能；變量灌溉系統(tǒng)應(yīng)用持續(xù)增長，水肥一體化的“全營養(yǎng)配置”灌溉系統(tǒng)應(yīng)用更廣。

（6）結(jié)合免耕、條耕或者永久苗帶和固定軌跡行走系統(tǒng)的技術(shù)廣泛推廣，導(dǎo)航成為成熟的技術(shù)。

（7）噴藥和除草機(jī)器人將在果園和葡萄園廣泛使用，但大田作物生產(chǎn)還不會普遍使用。