時間：2023-07-13 17:22:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇農(nóng)業(yè)機械智能化前景，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；精細化；綠色農(nóng)業(yè)
隨著科技的日益發(fā)展，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。我國農(nóng)業(yè)機械逐步向大型化，智能化，自動化，綠色化方向發(fā)展。農(nóng)機新技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率提高，成本降低，并且使得農(nóng)機安全性與舒適性得到提高，因此，農(nóng)業(yè)機械新技術(shù)的應(yīng)用會越來越廣泛。
1 農(nóng)業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用
第一，CAD技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用。在農(nóng)機企業(yè)中越來越多的二維交互式繪圖軟件得到了應(yīng)用，當前，隨著CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)機行業(yè)中三維參數(shù)繪圖軟件也開始得到應(yīng)用。基于特征設(shè)計的ProE三維造型軟件已經(jīng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計和制造中，CAD軟件的應(yīng)用，使得農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)與零件的配置實現(xiàn)了標準化，促進了農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展。
第二，液壓技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，液壓技術(shù)被越來越多的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械中，基于工業(yè)傳感技術(shù)，微電子技術(shù)以及控制技術(shù)的液壓技術(shù)，實現(xiàn)了對農(nóng)業(yè)機械故障的監(jiān)控，農(nóng)業(yè)機械數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用方面。液壓技術(shù)的應(yīng)用，使農(nóng)業(yè)機械機器系統(tǒng)的效率大幅度提高，從而使得農(nóng)業(yè)機械的動態(tài)特性，動力學性能得到提高，因此，也就使得農(nóng)業(yè)機械的安全性與可靠性提高。例如農(nóng)業(yè)機械中路由變量泵與頂差壓力進行控制的負載系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了對機械負載變化的控制。
第三，智能化，自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備中，電子智能化，自動化技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。農(nóng)機中智能化的應(yīng)用，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了精細化。農(nóng)業(yè)機械智能化自動化的應(yīng)用具有非常重要的作用：①農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化使得農(nóng)業(yè)機械作業(yè)技術(shù)的效率大幅度提高，同時實現(xiàn)了在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中全程監(jiān)控，通信；②通過農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化技術(shù)的應(yīng)用，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)降低了成本，并且和環(huán)境友好共存，因為農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化的應(yīng)用，能夠使得農(nóng)藥，化肥，燃料以及水資源等得到節(jié)約，從而降低了成本，使得環(huán)境得到了保護，從而降低了對水體，土壤等的污染；③農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)τ谕恋匦畔⒓皶r獲取，從而實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準操作；④農(nóng)業(yè)機械自動化與智能化技術(shù)的應(yīng)用使得勞動環(huán)境以及操作條件得到了大幅度的改善，通過機械智能化使得機械操作更加方便，安全。
第四，計算機視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用。基于圖象處理技術(shù)，計算機視覺技術(shù)被越來越多的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械中。計算機視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，對于提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有非常重要的意義。通過計算機視覺技術(shù)實現(xiàn)了對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)鑒定，利用計算機視覺技術(shù)，對于農(nóng)產(chǎn)品不需要進行接觸，就能夠?qū)r(nóng)產(chǎn)品表明圖象的信息進行獲取，從而進行農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的評定。和傳統(tǒng)的人工檢驗相比，基于計算機視覺的有著更高的優(yōu)越性，一方面，其檢測的效率非常高，另外一方面，其檢測的效果和標準也更高。
2 農(nóng)業(yè)新技術(shù)的發(fā)展前景
首先，為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)共存，要大力發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，因此，必須重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對于農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境以及農(nóng)業(yè)的資源能夠有效利用的農(nóng)業(yè)機械的使用。充分利用水資源，農(nóng)藥，化肥，土壤，能源等農(nóng)業(yè)資源，優(yōu)先發(fā)展具有節(jié)能型的機械，微灌，噴，滴等節(jié)水灌溉機械，大力推廣復(fù)合聯(lián)合作業(yè)機械以及化肥深施機械的使用。
第二，加大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中新技術(shù)的應(yīng)用，不斷使得農(nóng)業(yè)機械中科技含量提高，在農(nóng)業(yè)機械中要大幅度提高自動化，計算機，機電一體化，智能化等技術(shù)的利用程度。確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提高，并且要使得農(nóng)業(yè)機械作業(yè)性能得到保證。
第三，提高農(nóng)業(yè)機械品質(zhì)。在進行農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的設(shè)計時期，為了確保其質(zhì)量，必須通過CAD技術(shù)，不但要求產(chǎn)品的外在造型以及外觀，同時更要注重機械產(chǎn)品的機械處理，耐久性。加強對機械裝機前在質(zhì)量的檢驗，對于重要的零件，進行裝機前必須進行性能的測試，合格后才能進行裝機。為了確保農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的質(zhì)量以及可靠性，必須加強對農(nóng)業(yè)機械品質(zhì)的監(jiān)控。
【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化；設(shè)施農(nóng)業(yè)；機械化管理
我國目前的設(shè)施農(nóng)業(yè)科研投入不足，技術(shù)創(chuàng)新不夠，在溫室設(shè)計和制造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)展滯后。另外我國設(shè)施農(nóng)業(yè)中農(nóng)業(yè)機械化的程度非常低，存在設(shè)備簡易和機械化自動化程度低的突出問題。專業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù)人員也嚴重缺乏，使得農(nóng)戶技術(shù)水平低與設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求極不適應(yīng)。
1.設(shè)施農(nóng)業(yè)的組成體系
設(shè)施農(nóng)業(yè)的組成包含塑料大棚、溫室和工廠化栽培三種不同的技術(shù)層次。目前發(fā)展和應(yīng)用最多的主要是塑料大棚、溫室大棚和連棟溫室,也有少量采用先進工程技術(shù)的智能型溫室和大型溫室。這反映出現(xiàn)階段設(shè)施農(nóng)業(yè)的技術(shù)水平,而智能型溫室則更是代表了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向,是設(shè)施農(nóng)業(yè)的最高技術(shù)層次。
2.設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)狀
設(shè)施農(nóng)業(yè)機械就是指適合設(shè)施農(nóng)業(yè)耕作、栽培和收獲等農(nóng)藝特點，并主要在各類設(shè)施中工作的農(nóng)業(yè)機械。國外對溫室中作業(yè)機具進行了系統(tǒng)的開發(fā)、研究、推廣和應(yīng)用,許多作業(yè)項目都已實現(xiàn)了機械化。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)起步晚,設(shè)施農(nóng)業(yè)機械發(fā)展緩慢,應(yīng)用配套水平也不高。設(shè)施農(nóng)業(yè)的機械化作業(yè)水平低，與發(fā)達國家相比存在很大差距,這是我國綜合設(shè)施技術(shù)中的薄弱環(huán)節(jié)。
2.1我國目前的耕作機械
我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機械所需作業(yè)機具有些還是空白,而設(shè)施或大棚內(nèi)的耕作機械更是用戶急需的,現(xiàn)有產(chǎn)品的機型不多,應(yīng)用不夠普遍,多為借用現(xiàn)有的露地用小型耕耘機械,其存在適應(yīng)性差和生產(chǎn)效率低的問題而且作業(yè)質(zhì)量也不穩(wěn)定。近幾年針對溫室大棚等特殊耕作環(huán)境研制生產(chǎn)了一些小型耕作機械,有的微耕機還設(shè)計有多種作業(yè)功能,這就考慮了兼顧露地作業(yè)使得機械的使用效率相對提高，但是還存在喝多問題使其不能很好地推廣。如外型尺寸及結(jié)構(gòu)質(zhì)量大,操作不靈便。特別是從露地簡單轉(zhuǎn)移到大棚內(nèi)的機械,在設(shè)施內(nèi)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)移都十分困難,而且邊角地帶無法工作,漏耕現(xiàn)象嚴重。另外，還存在生產(chǎn)率低,適應(yīng)性差的問題,當土壤含水率較高時其碎土性能就會變差,耕作阻力變大。
2.2配套栽培機械種類
設(shè)施內(nèi)作物的栽培方法各種各樣,與之配套的作業(yè)機械也各有特點,各不相同，以下主要介紹幾種常見的配套栽培機械。
2.2.1移栽機
目前的配套機械主要有穴盤育苗及缽盤育苗設(shè)備、高效機械化制缽機等。移栽機能保證移栽深淺一致、間距均勻,有利于作物成活和生長。很多國家的小型移栽機廣泛應(yīng)用于設(shè)施內(nèi)作物的栽培,我國目前尚無此類小型移栽機。國家通過機械化育苗移栽工藝和機具設(shè)備的研究已研制成功自動缽苗移栽機及配套高效機械化制缽機,并取得了較好的試驗效果,但目前還不能進入設(shè)施內(nèi)作業(yè)。
2.2.2穴盤播種成套設(shè)備
地膜作物精播機和施肥鋪膜播種機已有不少研究成果,但也僅限于露地作業(yè)。國產(chǎn)穴盤播種機主要是真空吸附式播種器,播種精度不高,而且大多數(shù)穴播機不能滿足播種時行距和穴距可調(diào)的要求,急需開發(fā)小型精密或精量播種機,能達到行距、穴距及播深可調(diào)且控制準確適應(yīng)設(shè)施內(nèi)的作業(yè)要求。育苗播種成套設(shè)備配套的高效機械化能夠大大降低了勞動強度,提高了生產(chǎn)率,有利于培育健壯的缽苗。
2.3其他機械
與耕作及栽培有關(guān)的配套設(shè)施農(nóng)業(yè)機械還有地膜回收機和農(nóng)作物嫁接機等。機械回收殘膜有利于降低勞動強度,提高生產(chǎn)率,保護設(shè)施內(nèi)土質(zhì)使其符合環(huán)保要求。而合理嫁接可培育優(yōu)良品種,生產(chǎn)名優(yōu)產(chǎn)品,有效提高設(shè)施栽培效益。目前我國的這些配套機械的研制還處于起步試驗階段，應(yīng)用還不廣泛。
3.設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的研究方向及發(fā)展重點
各地資源狀況、氣候條件、生產(chǎn)水平和耕作制度有差異，所以各個地方應(yīng)該分別針對不同類別設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求，科學規(guī)劃了本地設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展應(yīng)在吸取國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,注重與設(shè)施農(nóng)業(yè)的特殊農(nóng)藝緊密結(jié)合，近期的研究方向及發(fā)展重點有以下幾點。
3.1開發(fā)專用微耕機合理選擇配套動力
設(shè)施農(nóng)業(yè)機械要求機體和質(zhì)量小、動力足,操作舒適,符合人機工程學的設(shè)計原理,這樣才能有效減輕操作者的勞動強度,盡量減少發(fā)動機對設(shè)施環(huán)境的污染。
3.2增強作業(yè)功能提高配套比
要求配套機具性能穩(wěn)定,工作可靠,操作方便,更換便捷,能分別進行旋耕、犁耕、開溝、做畦、起壟、筑埂、中耕、培土、鋪膜、打孔、播種、植保、灌溉和施肥等多種作業(yè),操作手柄能上下左右調(diào)整,以適應(yīng)設(shè)施內(nèi)的工作條件并方便田間轉(zhuǎn)移。
3.3開發(fā)穴盤育苗播種成套設(shè)備
在機械化育苗移栽工藝和機具設(shè)備研究成果的基礎(chǔ)上,應(yīng)該著重研究與微耕機配套的小型缽苗移栽機,先以半自動機型為主,逐步向標準化、系列化和規(guī)范化方向發(fā)展。
3.4研制播種機和地膜回收機
針對設(shè)施農(nóng)業(yè)的需求，研制適合設(shè)施內(nèi)作業(yè)的小型精密或精量播種機和地膜回收機。要求能達到精播機行距、穴距及播深可調(diào),且控制準確,能適應(yīng)設(shè)施內(nèi)的作業(yè)。兼顧露地作業(yè),作業(yè)機械可用于蔬菜露地、苗圃及果園的作業(yè)。
4.設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展前景
由于設(shè)施農(nóng)業(yè)的環(huán)境由人工控制,條件比一般大田簡單得多,智能化儀器、設(shè)備和機器等人工智能技術(shù)得到普遍應(yīng)用,所以智能化系統(tǒng)有可能在智能型溫室中率先實現(xiàn)。智能型設(shè)施農(nóng)業(yè)機械大量采用機電一體化技術(shù),使傳統(tǒng)機械無法作業(yè)的項目實現(xiàn)了機械化。未來農(nóng)業(yè)工程的發(fā)展重點是農(nóng)業(yè)人工智能化。智能化技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)上的研究運用將直接推進智能型設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展,使設(shè)施農(nóng)業(yè)整體機械化水平大大提高。
研發(fā)推廣適合于我國國情的溫室結(jié)構(gòu)及其配套設(shè)施、提高機械化作業(yè)水平，加大對環(huán)境污染清理和控制裝備、農(nóng)產(chǎn)品冷藏保鮮設(shè)備的推廣應(yīng)用。各地按照當?shù)貙嶋H情況開展包括技術(shù)培訓和法律知識、職業(yè)道德培訓等多種形式的教育培訓。完善監(jiān)測系統(tǒng)，加強對設(shè)施園藝生產(chǎn)作業(yè)過程的監(jiān)測和對設(shè)施養(yǎng)殖室環(huán)境建設(shè)的監(jiān)督檢查，加大對設(shè)施農(nóng)產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量監(jiān)測，保證食品質(zhì)量安全。
5.結(jié)語
設(shè)總體而言，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的科研投入力度不足，技術(shù)創(chuàng)新不夠，在溫室設(shè)計和制造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和創(chuàng)新技術(shù)很少。設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展比較滯后，設(shè)備比較簡易，環(huán)境控制能力差。另外我國農(nóng)業(yè)技術(shù)人員相對缺乏，農(nóng)戶技術(shù)水平低，這與我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標還相差甚遠，所以加強機械化管理在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用任重而道遠。 [科]
【參考文獻】
［1］羅炳蘭.加快基層農(nóng)機管理服務(wù)體系建設(shè)之我見[J].北京農(nóng)業(yè),2011,(09).
關(guān)鍵詞:設(shè)施農(nóng)業(yè) 機械化 擺脫 發(fā)展現(xiàn)狀
中圖分類號S232.3:文獻標識碼:A
一、設(shè)施農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系
設(shè)施農(nóng)業(yè)包含塑料大棚、溫室和工廠化栽培3種不同的技術(shù)層次。目前發(fā)展和應(yīng)用較多的主要有塑料大棚、溫室大棚和連棟溫室,也有少量采用先進工程技術(shù)的智能型溫室和大型溫室。前者反映現(xiàn)階段設(shè)施農(nóng)業(yè)的技術(shù)水平,而智能型溫室則更接近“工廠化農(nóng)業(yè)”,代表設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向,是設(shè)施農(nóng)業(yè)的最高技術(shù)層次。
二、設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的現(xiàn)狀
適合設(shè)施農(nóng)業(yè)耕作、栽培和收獲等農(nóng)藝特點并主要在各類設(shè)施中工作的農(nóng)業(yè)機械簡稱為設(shè)施農(nóng)業(yè)機械。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)起步晚,相比之下,設(shè)施農(nóng)業(yè)機械發(fā)展較慢,應(yīng)用較少,配套水平也不高。國外對溫室中作業(yè)機具進行了系統(tǒng)的開發(fā)、研究、推廣和應(yīng)用,許多作業(yè)項目如耕整地、播種、間苗、中耕和除草都已實現(xiàn)了機械化。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的機械化作業(yè)水平低,所有勞動和作業(yè)均為原始的手工勞動,強度大,工作環(huán)境差,效率低,人均管理面積僅相當于荷蘭的1/4,而且作業(yè)質(zhì)量差,產(chǎn)出不盡如人意,平均單產(chǎn)約為荷蘭的1/3～1/4,與發(fā)達國家相比存在很大差距,是綜合設(shè)施技術(shù)中的薄弱環(huán)節(jié),對設(shè)施技術(shù)的進一步發(fā)展已形成制約。
1.耕作機械
我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機械特別是各種栽培方法所需作業(yè)機具有些還是空白,而設(shè)施或大棚內(nèi)的耕作機械更是用戶急需的,現(xiàn)有產(chǎn)品的機型不多,應(yīng)用不普遍,多為借用現(xiàn)有的露地用小型耕耘機械,其適應(yīng)性差,生產(chǎn)效率低,而且作業(yè)質(zhì)量不穩(wěn)定。近幾年針對溫室、大棚等特殊耕作環(huán)境,國內(nèi)研制生產(chǎn)了一些小型耕作機械,有的微耕機還設(shè)計有多種作業(yè)功能,考慮了兼顧露地作業(yè),提高了機械的使用效率。但是由于產(chǎn)品大多存在以下問題,均未能很好地推廣。①外型尺寸及結(jié)構(gòu)質(zhì)量大,操作不靈便。特別是從露地簡單轉(zhuǎn)移到大棚內(nèi)的機械,在設(shè)施內(nèi)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)移都十分困難,而且邊角地帶無法工作,漏耕嚴重。②生產(chǎn)率低,適應(yīng)性較差,當土壤含水率較高(超過20%以上)時,其碎土性能就會變差,耕作阻力變大。③作業(yè)性能、可靠性和耐久性等方面還存在一些問題。
2.配套栽培機械
設(shè)施內(nèi)作物的栽培方法各種各樣,與之配套的作業(yè)機械也各有特點,各不相同。
(1)移栽機。設(shè)施內(nèi)缽苗栽植技術(shù)關(guān)鍵是缽苗移栽機,配套機械主要有穴盤育苗及缽盤育苗設(shè)備、高效機械化制缽機等。移栽機能保證移栽深淺一致、間距均勻,有利于作物成活和生長,促進高產(chǎn)。德國、意大利等國的小型移栽機廣泛應(yīng)用于設(shè)施內(nèi)作物的栽培,動力為2.94~4 . 41 kW的汽油機。我國目前尚無此類小型移栽機。國家“九五”攻關(guān)課題“機械化育苗移栽工藝和機具設(shè)備的研究”已研制成功4行自動缽苗移栽機、2行半自動缽苗移栽機及配套高效機械化制缽機,并取得了較好的試驗效果,但不是明確針對設(shè)施農(nóng)業(yè)而研制開發(fā)的,不能進入設(shè)施內(nèi)作業(yè)。
(2)穴盤播種成套設(shè)備。地膜作物精播機和施肥鋪膜播種機有不少單位研究,也有成熟產(chǎn)品,但也僅限于露地作業(yè)。國產(chǎn)穴盤播種機主要是真空吸附式播種器,播種精度不高,而且大多數(shù)穴播機不能滿足播種時行距和穴距可調(diào)的要求,急需開發(fā)小型精密或精量播種機,要求行距、穴距及播深可調(diào),且控制準確,能適應(yīng)設(shè)施內(nèi)的作業(yè)要求。與缽盤育苗播種成套設(shè)備配套的高效機械化制缽機生產(chǎn)率達5萬缽/h,可依次完成缽盤裝土、刮平、壓窩、播種、覆土和澆水等多道工序,已由南京農(nóng)機化研究所研制成功,該機大大降低了勞動強度,提高了生產(chǎn)率,有利于培育健壯的缽苗。
3.其他機械
與耕作及栽培有關(guān)的配套設(shè)施農(nóng)業(yè)機械還有地膜(殘膜)回收機、農(nóng)作物嫁接機等。機械回收殘膜有利于降低勞動強度,提高生產(chǎn)率,保護設(shè)施內(nèi)土質(zhì),使其符合環(huán)保要求。合理嫁接可培育優(yōu)良品種,生產(chǎn)名優(yōu)產(chǎn)品,提高設(shè)施栽培效益。目前這些配套機械的研制正處于起步試驗階段。
三、近期的研究方向及發(fā)展重點
我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展應(yīng)根據(jù)各地的氣候特點及土壤環(huán)境,在汲取國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,注重與設(shè)施農(nóng)業(yè)的特殊農(nóng)藝緊密結(jié)合。近期的研究方向及發(fā)展重點有以下幾點。
(1)開發(fā)專用微耕機,合理選擇配套動力。要求機體和質(zhì)量小、動力足,操作舒適,符合人機工程學的設(shè)計原理,減輕操作者的勞動強度,盡量減少發(fā)動機對設(shè)施環(huán)境的污染。動力以2. 21～4.41 kW為宜,最好是汽油機。
(2)增強作業(yè)功能,提高配套比。要求配套機具性能穩(wěn)定,工作可靠,操作方便,更換便捷,能分別進行旋耕、犁耕、開溝、做畦、起壟、筑埂、中耕、培土、鋪膜、打孔、播種、植保、灌溉和施肥等多種作業(yè),操作手柄能上下左右調(diào)整,以適應(yīng)設(shè)施內(nèi)的工作條件并方便田間轉(zhuǎn)移。
(3)開發(fā)穴盤育苗播種成套設(shè)備。在機械化育苗移栽工藝和機具設(shè)備研究成果的基礎(chǔ)上,著重研究與微耕機配套的小型缽苗移栽機,先以半自動機型為主,逐步向標準化、系列化和規(guī)范化方向發(fā)展。
(4)研制適合設(shè)施內(nèi)作業(yè)的小型精密或精量播種機和地膜回收機。要求精播機行距、穴距及播深可調(diào),且控制準確,能適應(yīng)設(shè)施內(nèi)的作業(yè)要求。
(5)兼顧露地作業(yè),作業(yè)機械可用于蔬菜露地、苗圃及果園的作業(yè),提高機械的利用率。
四、發(fā)展前景展望
【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)模塊化技術(shù)成本
美國的IBM公司首先應(yīng)用了模塊化的技術(shù)，開創(chuàng)了模塊化時代，繼而模塊化應(yīng)用在不同的行業(yè)。在我國現(xiàn)階段對于模塊化技術(shù)的應(yīng)用還不夠廣泛，尤其是在農(nóng)業(yè)機械中，本文對我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)中的模塊化理論和技術(shù)進行了討論，預(yù)測了模塊化在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)中的使用前途。
一、模塊化在農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用的含義
模塊化是指可以獨立的半自律的子系統(tǒng)。模塊化在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用包括機械產(chǎn)品的設(shè)計和模塊化的生產(chǎn)制造。模塊化可以劃分機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能，這樣就會形成模塊的設(shè)計標準，這樣的模塊通過一系列的集成后能夠組裝成完整的產(chǎn)品。依據(jù)模塊化設(shè)計的要求，對生產(chǎn)制造系統(tǒng)進行配置以及布局，模塊制造完后，組裝成成品，這就是一個完整的生產(chǎn)制造模塊化的過程。組織上的模塊化外包就是供應(yīng)商參與到制造商對模塊化設(shè)計中來，按照農(nóng)機產(chǎn)品模塊化設(shè)計的要求，獨自的完成模塊化的內(nèi)部的設(shè)計，設(shè)計的模塊要達到制造商的要求。然后采購各零配件，以此來達到模塊化的制造以及組裝，并配送給制造商。由上面的介紹可以知道，農(nóng)業(yè)機械的模塊化可由一個獨立的企業(yè)完成，而組織的模塊化就需要許多的不同企業(yè)通過合理的分工來一起完成。
二、模塊化在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用效果
1.模塊化在農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計、質(zhì)量以及成本中的應(yīng)用效果
目前農(nóng)業(yè)產(chǎn)品以及零件的設(shè)計存在著重復(fù)的現(xiàn)象，這樣樣就增加了農(nóng)機的研發(fā)周期，對于技術(shù)資源是一種嚴重的浪費。此外，一些農(nóng)業(yè)機械功能單一、單機的利用工率低、附加值也不高、技術(shù)性能較差，這些農(nóng)業(yè)機械的整體安全性差、制造的質(zhì)量低。
模塊化的設(shè)計能夠減少結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，使農(nóng)機研發(fā)的過程減少，還可以增加研發(fā)過程的成功率，耗時減少。模塊化具備產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟性和網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟性，在農(nóng)業(yè)機械的改進和開發(fā)過程中，采用已有的模塊能夠減少不必要的設(shè)計，這樣就會減少時間和費用。模塊化能夠很大程度的縮短開發(fā)的周期、減少研發(fā)的費、提高產(chǎn)品的安全性和產(chǎn)品的質(zhì)量。同時可以降低成本，對于開發(fā)中高端農(nóng)機產(chǎn)品起到了一定的推動作用。
2.模塊化可以滿足農(nóng)業(yè)機械的多樣性、個性化
目前的農(nóng)業(yè)機械的品種少，類型業(yè)非常的單一，無法滿足個性化的需要，這樣就使得農(nóng)戶的購買意愿不高，嚴重的障礙了農(nóng)業(yè)機械的普及。
產(chǎn)品化的生產(chǎn)具有品種的類型多、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度高以及專業(yè)性強的特點，這就是把產(chǎn)品的共性以及個性的不同部分區(qū)別開，將共性部分的零件進行批量制造，在個性部分的時候，根據(jù)客戶的需求完成制造以及成品的裝配，這樣就會縮短周期，提高制造效率。
以產(chǎn)業(yè)化的制造價格低廉，提供小批量、專業(yè)化、豐富化、個性化的農(nóng)業(yè)機械就可以達到不同農(nóng)戶的個性化、多樣化的需求，有利于開發(fā)新的市場，使農(nóng)業(yè)機械的普及率更加的廣泛，提高農(nóng)業(yè)機械的實際使用效果。
3.目前農(nóng)業(yè)機械技能水平的全面提高狀況包括的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
我國的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀大多數(shù)的農(nóng)用器具，至今還停留在國外20世紀八十年代的階段，也就是說宏觀看我們的技術(shù)水平還是相當落伍，創(chuàng)新能力薄弱也不夠積極，高技術(shù)農(nóng)用設(shè)施還要依靠進口。
模塊化的作用效果：農(nóng)機產(chǎn)品構(gòu)造要采取模塊化，因為此方案的實施有利于事后的選擇，所以說模塊化絕對是農(nóng)用時的優(yōu)先選擇。不同地方的模塊連結(jié)綜合使用能讓系統(tǒng)產(chǎn)生全新的改變，從而制造出新的體系。完成創(chuàng)造超前化，徹底除去舊的機械運作，模塊化的隱蔽技能躲避在黑箱里，也就是允許不確定性的現(xiàn)存，而且具備相對的適應(yīng)性。比如，在農(nóng)機產(chǎn)品買賣場地，買主的需求理念隨著時代的再進步也有所改變，農(nóng)業(yè)機械上也就要求更高。從而看出農(nóng)業(yè)機械市場需求變化和技能在發(fā)展上又上了一臺階，但某個地方還需改進時，可以對相關(guān)的某個部位模塊采取改進策劃，而且可以在復(fù)古的老產(chǎn)品，使用新模塊取代舊模塊的方法。所以一個模塊是可以遠離整個產(chǎn)品，能采取自行完善的。當然此狀況的產(chǎn)生也引發(fā)了模塊供應(yīng)商間的激烈競爭，不過這倒是加快了市場模塊的改進技術(shù)，而且還能直接使用經(jīng)過專業(yè)人員研究后的農(nóng)業(yè)機械。每個獨立模塊的日趨前進，加快了農(nóng)機產(chǎn)品引進新技能的速度，也促進了產(chǎn)品的全面發(fā)展，比如進行智能芯片的裝配，智能化農(nóng)機產(chǎn)品，芯片的硬件和軟件升級后，局部可以調(diào)換成智能防控模塊，要盡早的提升農(nóng)機，智能化，操作技術(shù)，不可以忽視整個農(nóng)機設(shè)施。
模塊化的發(fā)展前景：利用農(nóng)機產(chǎn)品需要進行某個部位的改進，就是盡早的抓住全新技術(shù)從而加以使用，完成更新?lián)Q代的理念，實現(xiàn)農(nóng)用機械的超前發(fā)展。熱賣中的農(nóng)機機械配置可以根據(jù)實際需要進行選擇，以滿足各個層次的消費水平。供應(yīng)商之間有力競爭使模塊設(shè)計又得到了一次質(zhì)的飛躍。
加快農(nóng)業(yè)技能結(jié)構(gòu)整合，與企業(yè)競爭力有密切的聯(lián)系。產(chǎn)業(yè)實際狀況分析：據(jù)統(tǒng)計，當今本國有機械制造企業(yè)8000多家，相關(guān)作業(yè)人員41萬人，可是80~90%的企業(yè)年銷售收入還不到500萬元，而且中檔機械產(chǎn)品和低檔農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品，成構(gòu)造過多的狀況，生產(chǎn)集中度慢，企業(yè)缺少創(chuàng)新觀念，市場競爭意識、管理不嚴密、設(shè)施工藝相當落后、規(guī)模太小、效益不好、亂競爭、導(dǎo)致了產(chǎn)業(yè)內(nèi)部惡性循環(huán)的形成，各個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景受到了一定的影響。
三、結(jié)論
模塊化理論與實際操作技術(shù)水平，使我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)得到了更好的發(fā)展，采取模塊化的解決方案，可使產(chǎn)業(yè)實際出現(xiàn)的問題和當前產(chǎn)業(yè)困難得到解決，所以要求全面發(fā)展有特色農(nóng)業(yè)，原生態(tài)農(nóng)業(yè)，進行農(nóng)產(chǎn)品的跨越式發(fā)展，使農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟更上一臺階。
參考文獻：
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變量技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用徹底解放了勞動力，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，為精準的農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了條件。簡要介紹的變量技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)從耕作、灌溉、播種、施肥到收割過程中機械化用作的方式，旨在為變量技術(shù)的進一步發(fā)展提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞
精準農(nóng)業(yè)；變量技術(shù)；農(nóng)業(yè)機械；應(yīng)用
精準農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是通過現(xiàn)代化的投入、生產(chǎn)及管理技術(shù)，以最節(jié)省的投入達到最高效的收入，實現(xiàn)各方面資源的可持續(xù)利用發(fā)展。它充分體現(xiàn)了因地制宜和可持續(xù)發(fā)展的理念。在精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，變量技術(shù)的發(fā)展為其提供了技術(shù)保障。近年來，變量技術(shù)普遍應(yīng)用于精準農(nóng)業(yè)中。變量技術(shù)的應(yīng)用是依據(jù)農(nóng)業(yè)機械所處的位置，包括土壤性質(zhì)、農(nóng)作物生長情況和氣候因素，自動調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)物料使用情況的技術(shù)。變量作業(yè)的核心技術(shù)是使用智能化技術(shù)控制，系統(tǒng)建模、自動定位調(diào)節(jié)，進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
1變量技術(shù)的工作原理
變量系統(tǒng)包括計算機控制器、定位系統(tǒng)、定時傳感器、地理信息系統(tǒng)和農(nóng)機具。計算機控制器作為變量系統(tǒng)的中心，依靠其他系統(tǒng)定位地理信息并將其輸入到計算機，系統(tǒng)中心依據(jù)經(jīng)過計算和校正的地理和物料信息，確定實際排放速率，連續(xù)控制變量作業(yè)。變量系統(tǒng)應(yīng)用于耕作、播種、除草、施肥、病蟲害控制、栽培以及灌溉等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，其精度越高，系統(tǒng)越復(fù)雜，成本越高。
2變量化農(nóng)業(yè)設(shè)備
大型農(nóng)業(yè)裝備在我國精準農(nóng)業(yè)及變量技術(shù)發(fā)展過程中起到了關(guān)鍵作用。除了實時配肥技術(shù)的施肥機，還有可自動選擇作物品種、可按處方圖調(diào)節(jié)播量和播深的谷物精密播種機；按配方進行實時配肥，按定位系統(tǒng)和處方管理系統(tǒng)的要求進行變量施肥機；基于計算機視覺技術(shù)的實時探測與控制技術(shù)的智能化精準除草機；聯(lián)合收割機產(chǎn)量分布實時檢測方法及具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)量流量測量方法[1]。另外，可分別控制噴水量的定位噴灌機均已有商品化產(chǎn)品。目前，變量化的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備還在不斷的完善與研發(fā)中。
3變量技術(shù)施用設(shè)備在國內(nèi)外的應(yīng)用
3.1變量技術(shù)在國內(nèi)農(nóng)場的應(yīng)用
我國大型化農(nóng)場相繼引進、投入使用變量化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，如2002年黑龍江精準化農(nóng)業(yè)示范基地引進的變量機械設(shè)備，包括播種機、施肥機和耕種機，已經(jīng)充分發(fā)揮了變量技術(shù)的作用，實現(xiàn)了自走式、均等化、智能化的變量操作，對示范基地的農(nóng)業(yè)精準化作業(yè)起到了推動作用。根據(jù)變量技術(shù)的應(yīng)用，迪爾公司設(shè)計生產(chǎn)的變量施肥播種機、自走式噴藥機于2003年被黑龍江大西江農(nóng)場引進，進一步完善了變量相關(guān)技術(shù)，成為農(nóng)業(yè)專業(yè)化發(fā)展的強勁推力。其基本原理是通過空氣式輸送，計算機中樞系統(tǒng)職能調(diào)控，根據(jù)反饋的信息制成處方圖，留檔備查。變量化機械在作業(yè)時，根據(jù)生成的處方圖自動化控制變量作業(yè)。現(xiàn)今，變量技術(shù)發(fā)展迅猛，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地。幾乎全部的農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)的龍頭企業(yè)在制定投資方案時，都將機械的變量化技術(shù)水平放在首要考慮的位置爭取盡快把數(shù)據(jù)處理的單項信息管理提升到全面信息化水平；其他大中型企業(yè)也都紛紛行動起來,進行項目論證和資金籌集，準備盡快完成信息化所需要的機器設(shè)備和技術(shù)等裝備。大型農(nóng)墾區(qū)的公共信息資源數(shù)據(jù)庫建立已經(jīng)具備成熟的條件,變量技術(shù)的發(fā)展必將受到工業(yè)企業(yè)和廣大農(nóng)戶的普遍歡迎,應(yīng)用前景十分廣闊。在現(xiàn)代化精準農(nóng)業(yè)中，變量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，播種、施肥、噴藥、灌溉等設(shè)備中變量技術(shù)的應(yīng)用，大大的提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
3.2變量技術(shù)在施肥機械中的應(yīng)用
以美國的變量施肥播種機及日本的水稻變量施肥機為代表，國外的變量技術(shù)研究以及應(yīng)用已經(jīng)相當成熟。美國公司研制的肥料播種車是精細化農(nóng)業(yè)播種作業(yè)的典型代表[2]。它采用吹氣原理，在工作室內(nèi)設(shè)置可以顯示施肥機器的儀表。操作員在駕駛室內(nèi)就可以清楚的觀測到肥料使用狀況，通過觀察這些具體信息來監(jiān)視施肥的行走軌跡。日本的水稻變量施肥研制公司，研制出的施肥機，配備了馬達、側(cè)連、噴肥管和施肥箱的裝置，在機器的行走過程中，根據(jù)機器所在的地為位置，變量化作業(yè)。高度智能化的操作方式及設(shè)備是國外再次領(lǐng)域的顯著特點。此外，俄羅斯研制的施肥機精細化了排肥口的裝置，用共振磁片智能化控制排肥速率和排肥的數(shù)量。德國在變量化裝置的感應(yīng)器上有了新的突破，通過安裝作業(yè)傳感器和液壓馬達，測得農(nóng)作物需要元素的含量，通過中央控制調(diào)配所需肥料的含量。法國的自動噴霧機，運用旋轉(zhuǎn)式的噴灑裝置，有效地解決了機器作業(yè)噴灑不均的問題，但也存在控制起來比較困難的問題。我國自主研發(fā)的變量施肥設(shè)備目前擁有的核心技術(shù)包括單片機連續(xù)控制施肥技術(shù)、田間作業(yè)實事計算、終端控制、低俗信號采集、輔助平行作業(yè)和電液比例閥控馬達等，基本上實現(xiàn)了變量機械化大面積作業(yè)。經(jīng)過積極研發(fā)，一種新的實時監(jiān)測系統(tǒng)在田間的應(yīng)用，實現(xiàn)了前進速度與施肥量相適應(yīng)的信息數(shù)據(jù)交換與共享。變量技術(shù)施肥機械自動化流程是先通過感應(yīng)器讀取DGPS信號，繼而經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)識別，讀取IC卡，控制施肥量。在此過程中，根據(jù)地輪脈沖調(diào)整前進速度，控制電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)變量施肥。
3.3變量技術(shù)在噴藥機中的應(yīng)用
在噴藥機的應(yīng)用中，操作員通過采集的土壤、植物空氣等樣本，為農(nóng)作物開具處方，變量噴藥機根據(jù)開具的處方和定位系統(tǒng)，進行藥劑調(diào)節(jié)，在噴灑過程中還要根據(jù)具體情況進行霧滴大小的調(diào)節(jié)。變量設(shè)備的操作中心是計算機控制器，參與設(shè)備有行走傳感器、注射器、泵、流量傳感器和吊桿閥。計算機一般在噴灑過程中起到中樞系統(tǒng)作用，藥劑箱中的藥物是根據(jù)處方調(diào)配好的合適比例的藥物，通過流量控制閥對注入吊桿閥中的藥劑進行實時監(jiān)測，系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)藥劑智能化噴灑。
3.4變量技術(shù)在灌溉機中的應(yīng)用
在全球范圍內(nèi)水資源緊缺的大環(huán)境下，實現(xiàn)精準灌溉是提高水資源利用效率的必經(jīng)之路。囿于條件及經(jīng)濟實力限制，變量技術(shù)灌溉，包括噴灌、滴灌、微灌和滲灌等高科技灌溉技術(shù)還不能廣泛應(yīng)用于灌溉的各個領(lǐng)域。根據(jù)不同作物、不同生育期間土壤墑情和作物需水量，實施實時灌溉，一勞永逸，將從根本上改變農(nóng)業(yè)領(lǐng)域水資源浪費現(xiàn)象，在很大程度上節(jié)約了水資源，有效提高水資源利用效率。
3.5變量技術(shù)在播種機中應(yīng)用
變量技術(shù)在播種機中的應(yīng)用原理類似于變量施肥，只是更多地將重點放在土壤監(jiān)測上，通過對土壤土質(zhì)、肥力的鑒定及對播種機播種軸的控制，調(diào)解播種深度和播種數(shù)量。變量技術(shù)的應(yīng)用解放了人力，機械化運作又能使苗床整齊劃一，并且提高農(nóng)作物產(chǎn)量。
3.6變量技術(shù)在聯(lián)合收割機中的應(yīng)用
變量技術(shù)在聯(lián)合收割機系統(tǒng)中的應(yīng)用表現(xiàn)在裝有智能化損失監(jiān)測設(shè)備和數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)，其基于GPS配備的智能化傳感器及其擁有的豐富接口、充足的數(shù)據(jù)存儲空間，不但能進行精確導(dǎo)航，還能監(jiān)測土質(zhì)和水分，確保損失率停留在一定單位內(nèi)[3]。變量技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械中，以實用性強、省工省力、低耗能和可持續(xù)的有點，成為我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展強勁的推動力。繼續(xù)研發(fā)并且推廣變量技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，具有極其重要的意義。
作者：張小莉 丁強 單位：新疆石河子職業(yè)技術(shù)學院 新疆科神農(nóng)業(yè)裝備科技開發(fā)股份有限公司
參考文獻
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關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；故障診斷；技術(shù)研究
因為各個地區(qū)的天氣或者季節(jié)的影響，就會使農(nóng)業(yè)機械經(jīng)常出現(xiàn)各方面的故障問題，尤其是在田間進行工作的時候，會因為地域或者時間上的不便，就會使機械設(shè)備無法得到及時的維修，從而就很容易就造成比較嚴重的經(jīng)濟損失。因此要對農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的現(xiàn)狀進行相應(yīng)的結(jié)合，也是農(nóng)業(yè)機械故障的診斷進行快速的發(fā)展，盡量的使農(nóng)業(yè)機械的故障造成的損失進行逐漸的減少，也是我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的過程當中需要及時進行解決的問題。
1研究的現(xiàn)狀
1.1震動的診斷。在農(nóng)業(yè)機械工作的時候，其中內(nèi)部的軸承的轉(zhuǎn)動，機械運轉(zhuǎn)的時候，齒輪和葉片的轉(zhuǎn)動都會引起相應(yīng)的振動，使用者也應(yīng)該對機械的這些部位在正常情況下轉(zhuǎn)動的聲音進行合理的掌握，在機械實際工作的時候，使用者就可以通過對振動的聲音和頻率來對機械判斷是否存在故障，這種方法也是我國目前對農(nóng)業(yè)機械故障的診斷最好掌握的一種技術(shù)，并且也在我國的各個地區(qū)進行廣泛的推廣和應(yīng)用。在正常的情況下，振動診斷的技術(shù)不會對機械的正常工作進行干擾，而且非常容易進行掌握和實施，而從實際應(yīng)用的角度來看，非常簡單而且方便。
1.2油樣的分析。農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)忙的時節(jié)應(yīng)用的頻率也是最高的，也是最容易出現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械故障問題的時候。一般機械在工作時候的環(huán)境會比較惡劣，會受到大風和土地以及季節(jié)的嚴重影響，機械在田間進行實際的運行當中，會將一些砂土卷到機械內(nèi)部的零件當中，軸承的轉(zhuǎn)動在帶動機械運行的時候，就會將這些砂土卷入油當中，而且齒輪在進行工作的時候也會因為相互的摩擦從而產(chǎn)生碎屑，這些碎屑最終也都會進入到油當中。因此通過對油進行提取，并且依據(jù)里面所含的雜質(zhì)成分和油體的粘稠程度以及污染的程度，就可以對機械目前的磨損情況進行深入的分析，并且可以找出機械當中存在的故障，從而對安全隱患進行排除。
1.3噪聲的監(jiān)測。隨著農(nóng)業(yè)機械在工作過程當中產(chǎn)生的機械振動，也會出現(xiàn)各種類別的音頻的噪音，農(nóng)業(yè)機械在正常運轉(zhuǎn)時候的噪音和故障時產(chǎn)生的噪音，在聲音上會有很大的區(qū)別，使用者就可以依據(jù)不同部位的噪音來對機械產(chǎn)生故障的位置進行合理的分辨。在進行農(nóng)業(yè)機械使用的時候，我們主要可以采取兩種方法來對噪音進行鑒別。一是人工檢測法，主要是對人的耳朵以及聲音的放大器進行利用，并且針對機械發(fā)出來的噪音來對機械的運轉(zhuǎn)是否出現(xiàn)故障問題進行深入的分辨，并且還要找出故障的大概位置。二是頻譜的分析法。主要是在機械發(fā)出噪音的幾個部分對分析噪音的儀器進行合理的安裝，并且通過采集噪音的級別和頻率生成的圖譜，從而來對機械在運轉(zhuǎn)的時候是否存在故障進行深入的分析。
1.4紅外測溫。農(nóng)業(yè)機械在工作的時候，內(nèi)部的零配件會產(chǎn)生摩擦的現(xiàn)象，紅外的測溫主要是對紅外的測溫儀進行利用，從而對摩擦的溫度進行監(jiān)測，通過檢測尋找機械內(nèi)部是否存在溫度異常的地方。紅外的測溫儀也會將測溫處的溫度儀以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)在計算機的終端，如果機械的某個部位的溫度異常，系統(tǒng)就會自動報警提示使用人員，這一診斷技術(shù)也為了工作人員在維修設(shè)備的時候帶來了方便，并且對事故發(fā)生的次數(shù)逐漸的減少，也將農(nóng)業(yè)機械損壞的程度降到最低，對使用的年限進行延長。
2發(fā)展趨勢
2.1通用機械診斷技術(shù)的引入。我國目前的通用機械故障診斷的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，應(yīng)用和農(nóng)業(yè)機械故障的診斷主要有兩種，一是提取機械振動產(chǎn)生的信號為主的基礎(chǔ)的診斷技術(shù)，這類技術(shù)主要是將汽車部件的診斷技術(shù)移植到了農(nóng)業(yè)的機械上，主要包括信號的處理和計算機的網(wǎng)絡(luò)以及控制理論等專業(yè)的技術(shù)，二是針對性的對技術(shù)進行監(jiān)測，就是對關(guān)鍵的部位進行技術(shù)診斷，這個技術(shù)可以對農(nóng)機故障部位監(jiān)測的準確性不斷的提高，從而對機械內(nèi)部的情況進行更好的了解。
2.2智能化程度的提高。隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷加快和農(nóng)業(yè)化水平的不斷提高，農(nóng)業(yè)機械的類型也變得多種多樣，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜，在操作時候的智能性也在不斷的增強，對于農(nóng)業(yè)機械故障的診斷技術(shù)和對日常的監(jiān)測技術(shù)也越來越完善。在未來的農(nóng)業(yè)機械的診斷過程當中，將會針對故障的特點來選用針對性的遺傳算法，和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊邏輯等智能化的故障診斷的技術(shù)。我國現(xiàn)有的診斷技術(shù)為基礎(chǔ)，要依據(jù)農(nóng)業(yè)機械化運行當中故障產(chǎn)生的不同智能的故障，有針對性的研發(fā)出解決的措施，從而對農(nóng)機故障診斷的技術(shù)和綜合化的發(fā)展進行不斷的推動。
2.3多種技術(shù)的協(xié)調(diào)。隨著我國農(nóng)業(yè)機械類型不斷的增加，其他的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜化，也就使農(nóng)機故障的產(chǎn)生也變得多樣化，傳統(tǒng)的單一的解決措施已經(jīng)不能對農(nóng)機診斷現(xiàn)在的要求進行相應(yīng)的滿足，為了有針對性的對農(nóng)機的各類故障進行解決，就要采用多種技術(shù)相結(jié)合的方法，將各類診斷技術(shù)進行合理的融合，也已經(jīng)成為了我國農(nóng)機故障診斷技術(shù)向前發(fā)展和進步的一個必然的趨勢，并且也越來越受到了人們的重視和關(guān)注，除了對故障的診斷之外，還不斷的發(fā)展起了多故障的診斷模式。
結(jié)束語
綜合上文所述，根據(jù)實際情況的分析，我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機械故障的診斷技術(shù)雖然發(fā)展的比較快，各方面的技術(shù)水平也比較高，但是還是無法對復(fù)雜多樣的農(nóng)業(yè)機械故障的要求進行滿足，在實際的過程當中還存在著一定的不平衡性。因此只有不斷的對科學技術(shù)的發(fā)展進行推動，并且深入的對導(dǎo)致農(nóng)機故障的原因進行了解，也要對農(nóng)機故障診斷技術(shù)的研究進行不斷的加大，從而也對農(nóng)機能夠正常的運行進行保障，也是對農(nóng)機使用壽命進行延長的一個非常重要的手段。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；人工智能；作用與前景
在農(nóng)業(yè)機械化程度不斷提升的進程中，農(nóng)業(yè)規(guī)模化種植面積不斷擴大。不同類型的計算機智能技術(shù)的應(yīng)用，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出了現(xiàn)代化、信息化、科學化特點，在一定程度上降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者勞動強度，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益。因此，為充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中智能農(nóng)業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢，對智能農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進行適當分析就變得非常必要。
1智能農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用
一方面，我國地大物博，各地自然條件復(fù)雜程度較高。由于多種因素影響，我國有一部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)仍然處于人工勞作階段，整體管理模式存在嚴重的低效率、資源浪費嚴重問題。而利用智能化農(nóng)業(yè)技術(shù)可以進一步細化灌溉、施肥技術(shù)、農(nóng)藥施用標準，降低生產(chǎn)成本及資源浪費率，為我國農(nóng)業(yè)科技水平及生產(chǎn)效益穩(wěn)步提升提供依據(jù)。另一方面，智能農(nóng)業(yè)是以優(yōu)質(zhì)高效為目標的質(zhì)量效益型農(nóng)業(yè)。其可以在作物田塊內(nèi)，根據(jù)特定區(qū)域作業(yè)生長潛力，設(shè)置不同水平的播種量、噴藥量、施肥量。在降低作物中有毒物質(zhì)殘留量的同時，也可以有效保護環(huán)境，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。
2智能農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景
2.1農(nóng)業(yè)設(shè)備智能化
不斷進行的城市化，不僅進一步壓縮了農(nóng)村勞動力，而且為人工智能農(nóng)業(yè)的應(yīng)用提供了良好的機遇。在未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，基于人工智能系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)設(shè)備將大范圍應(yīng)用，進一步緩解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者負荷，降低土地對農(nóng)村勞動力需求量。通過遠程播種、遠程采摘、遠程分揀、遠程田間管理等機器人遠程自動化作業(yè)，可以有效提高農(nóng)業(yè)設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率穩(wěn)步提升提供依據(jù)。如利用智能播種機器人Prospero，可以通過探測裝置的合理設(shè)置，自動獲取土壤信息。隨后經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，獲得最優(yōu)化的播種密度指標。以此為依據(jù)，開展自動播種作業(yè)；而利用SeeSpray機器人，可以通過電腦圖像識別，獲取農(nóng)作物生長狀況。隨后通過機器學習，判定農(nóng)田中需要清除的雜草范圍及施肥、澆灌、除草劑噴灑等作業(yè)范圍。實現(xiàn)精準作業(yè)，降低農(nóng)田中除草劑過度噴灑導(dǎo)致的農(nóng)田污染情況。
2.2蔬菜果實生產(chǎn)預(yù)測及質(zhì)量分級鑒定
1）在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策主要是通過農(nóng)作物、農(nóng)產(chǎn)品外觀判定實現(xiàn)的，如農(nóng)作物病蟲害檢測、雜草辨別、水果品質(zhì)分級、果實成熟度判斷等。而在深度學習對機器應(yīng)用發(fā)展進程中，可以通過機器智能代替人工感官，實現(xiàn)對不同蔬菜果實生產(chǎn)品質(zhì)檢測識別。如利用Plantix深度學習應(yīng)用，可以預(yù)測不同溫度、環(huán)境濕度下農(nóng)作物表皮應(yīng)力。達到控制環(huán)境變量、降低農(nóng)作物表皮造成損失的目的；而VineView云端人工智能算法，可以收集無人機捕獲數(shù)據(jù)，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。利用水果汁或蔬菜汁的近紅譜折射系數(shù)，與人們對水果或蔬菜味覺質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)對比，確定水果或蔬菜味覺質(zhì)量。隨后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的BP算法，結(jié)合經(jīng)濟學中線性計量經(jīng)濟學信息，確定水果或蔬菜果實生產(chǎn)參數(shù)。2）通過將計算機圖像所采集的果實頂部外形特征輸入神經(jīng)特征，可以鑒別破損、變形、彎曲或其他發(fā)育不良的果實。同時利用果實色彩強度、酸堿度、亮度等輸入?yún)?shù)，可以將果實成熟度劃分為全熟、過熟、未熟、半熟等幾個程度，確定最佳收獲時期。在這個基礎(chǔ)上，通過計算機獲取圖像特征，將果實表面所獲取表面曲率特征及亮度、表面積等外部形態(tài)特征，可以區(qū)分果實表面?zhèn)邸⒄０纪骨闆r。進而為果實質(zhì)量鑒定分級提供依據(jù)。
2.3農(nóng)作物種植全過程優(yōu)化改進
智能農(nóng)業(yè)所具備的大數(shù)據(jù)集優(yōu)化功能，可以優(yōu)化單個或者一系列關(guān)鍵目標，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的疾病預(yù)防、成本效益等問題。因此，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)（育種、生產(chǎn)、消費、經(jīng)營）進行分析，可以利用人工智能及機器學習等智能農(nóng)業(yè)，精準生產(chǎn)決策及市場營銷。并挖掘數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)特征，判定事物發(fā)展趨勢，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)智慧化生產(chǎn)。如利用世界新型農(nóng)業(yè)操作系統(tǒng)AOS，可以根據(jù)市場，確定農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量[2]。同時以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，引入土質(zhì)分析、天氣模擬、農(nóng)作物根部特征等數(shù)據(jù)，構(gòu)建農(nóng)作物自然災(zāi)害保險應(yīng)急生產(chǎn)決策模型，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風險。同時利用數(shù)據(jù)挖掘、深度學習等人工智能技術(shù)，可以實時獲得應(yīng)用于農(nóng)事的不同類型操作過程反饋信息。進而優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理流程，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利益最大化的實現(xiàn)提供依據(jù)。此外，利用PepsiCo公司及PrecisionPlanting企業(yè)最新研制的農(nóng)作物管理系統(tǒng)、土壤相關(guān)數(shù)據(jù)分析軟件，可以根據(jù)不同區(qū)域位置、不同土壤情況變化，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，實現(xiàn)分區(qū)均勻播種及差異化施肥、灌溉，最大程度優(yōu)化各區(qū)域農(nóng)作物種植參數(shù)，達到農(nóng)作物增收的目的。
一 、我國農(nóng)業(yè)機械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
改革開放以后，雖然我國的制造業(yè)一直是國家重點發(fā)展的行業(yè)，但由干起步較晚，基礎(chǔ)設(shè)施落后，與工業(yè)發(fā)達國家相比還有不小的差距。其主要表現(xiàn)有：
1.設(shè)計方案及制造工業(yè)落后。西方發(fā)達國家完整經(jīng)歷了蒸汽時代和電氣時代的改革，傳統(tǒng)制造工藝手法成熟，制造業(yè)的高速發(fā)展時期也高于我國。相比工業(yè)強國的制造業(yè)技術(shù)，我國的制造業(yè)工藝粗糙，現(xiàn)在化水平較低，尖端技術(shù)仍在開發(fā)中。比如工業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)開始普及納米技術(shù)、微激光加工技術(shù)、復(fù)合型加工技術(shù)等，而我國大部分的制造業(yè)仍是農(nóng)間作坊的模式，雖有一定的機械工藝雛形，但仍缺乏高新技術(shù)。
2.制造行業(yè)的落后。工業(yè)強國經(jīng)過原始資本的積累和發(fā)展已經(jīng)制定出一套科學的行業(yè)制度，在體制內(nèi)的所有制造業(yè)企業(yè)都具備相應(yīng)的準則，而且企業(yè)的管理廣泛采用計算機管理，生產(chǎn)系統(tǒng)運行精確高校，生產(chǎn)模式更新?lián)Q代的周期短。二我國的制造業(yè)企業(yè)大都還處在摸索階段，只有少數(shù)的企業(yè)運用了計算機管理模式，而大部分小型企業(yè)仍然處于人工管理階段。
3.自動化生產(chǎn)程度低。發(fā)達國家已經(jīng)普及了計算機集成管理系統(tǒng)、自動化數(shù)控機床、柔性制造系統(tǒng)等全自動機械，實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化、集成化以及智能化。而我國僅有極少的大型企業(yè)采用柔性制造系統(tǒng)，大部分民間的制造企業(yè)處在剛性自動化階段，非常依賴人工管理。
4.企業(yè)管理方面。信息時代的到來使得發(fā)達國家將計算機運用制造業(yè)管理中。國外的企業(yè)更加重視企業(yè)的生產(chǎn)模式和組織管理，提出了精益生產(chǎn)、準時生產(chǎn)、高效生產(chǎn)都全新的管理思想。而我國進入信息時代較晚。計算機管理模式運用并不廣泛。
二、 農(nóng)業(yè)機械綠色制造的特點
我國對于農(nóng)業(yè)發(fā)展投資力度不斷加大，促進了農(nóng)業(yè)發(fā)展的進程，也同時為農(nóng)業(yè)機械提供了強大的發(fā)展空間。農(nóng)業(yè)機械綠色制造在傳統(tǒng)機械生產(chǎn)的基礎(chǔ)上融入了現(xiàn)代先進微電子、儀器等信息控制技術(shù)，綜合我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的特點以及基本環(huán)境，創(chuàng)造出的更適合可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)應(yīng)用機械設(shè)備，對農(nóng)業(yè)綠色經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械綠色制造涉及到電子信息技術(shù)、機械制造技術(shù)、農(nóng)業(yè)以及氣象環(huán)境等多方面領(lǐng)域，整個生產(chǎn)制造是多領(lǐng)域共同參與的系統(tǒng)工程。除了具備一般機械生產(chǎn)的共性特征與需求條件，農(nóng)業(yè)機械綠色制造業(yè)具有其自身的特點。
1.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械綠色制造具有自動化程度高，作業(yè)速度快的優(yōu)勢
農(nóng)業(yè)機械綠色制造的不斷發(fā)展，為我國農(nóng)業(yè)復(fù)式作業(yè)機具與專業(yè)化生產(chǎn)機械的協(xié)調(diào)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，不僅促進了機械制造技術(shù)的快速進步，提高自動化水平，也同時促進了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率、質(zhì)量等方面的提升。提高自動化程度，改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中機械使用的安全性與舒適性，為推廣使用新技術(shù)、進一步降低作業(yè)成本創(chuàng)造了條件，順應(yīng)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢。
2.農(nóng)業(yè)機械綠色制造具有減少環(huán)境污染，提高生產(chǎn)效率的優(yōu)勢
隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們在生產(chǎn)制作的過程中消耗掉大量的自然能源，并造成一定的能源再利用不足等現(xiàn)象，在很大程度上阻礙了可持續(xù)經(jīng)濟的發(fā)展；同時，由于人們關(guān)注度的不足，大量的開發(fā)生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生的廢氣物質(zhì)對周邊環(huán)境造成巨大的影響，污染世界環(huán)境。利用先進的農(nóng)業(yè)機械綠色制造應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以進一步收集和積累農(nóng)業(yè)發(fā)展信息，對于肥料、農(nóng)藥、以及能源的使用上利用綠色環(huán)保的觀念精確使用份量和時間，大大提高了農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)量，減少了環(huán)境污染，在農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)經(jīng)濟觀念的正確引導(dǎo)下，更好地滿足人類對農(nóng)產(chǎn)品的需求。
3.對于現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機械綠色制造的發(fā)展在一定程度上緩解了傳統(tǒng)機械生產(chǎn)使用產(chǎn)生的原材料與能源的浪費
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品周期缺乏全局性與一致性，在使用年限后不能繼續(xù)作業(yè)，廢舊或者閑置設(shè)備的回收率也沒有得到充分的重視，造成了每年均要消耗大量的資源和能源，同時廢棄的農(nóng)機產(chǎn)品給環(huán)境帶來極大的壓力。機械的綠色制造，很大程度上改善了以上難題，節(jié)約人力、物質(zhì)、能源和財力的投入，從而在全生命周期意義上實現(xiàn)資源利用率高和環(huán)境污染小的綠色設(shè)計制造，以計算機模擬仿真等技術(shù)投入，在農(nóng)業(yè)機械制造上產(chǎn)生明顯的“綠色經(jīng)濟效應(yīng)”，提高信息共享度。
三、 農(nóng)業(yè)機械綠色制造的發(fā)展趨勢
對于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械綠色制造來說其是從社會、經(jīng)濟、環(huán)境3個主要因素的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用高科技的手段和方式，實現(xiàn) 3 者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的健康可持續(xù)發(fā)展。由于農(nóng)業(yè)機械綠色制造涉及科學、環(huán)境等多方領(lǐng)域的綜合研究和發(fā)展，因此，目前還處于不斷完善的情況中。在帶動農(nóng)業(yè)，甚至國家經(jīng)濟發(fā)展同時，還將在我國可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟的道路上具有非常好的前景，并在今后的發(fā)展過程中出現(xiàn)更加完美的發(fā)展趨勢。
另外，綠色設(shè)計與制造的決策目標體系是現(xiàn)有制造系統(tǒng)目標體系與環(huán)境影響和資源消耗的集成，農(nóng)業(yè)機械綠色制造需要人工智能技術(shù)的參與，并且綠色設(shè)計與制造的實施將導(dǎo)致一批新?d產(chǎn)業(yè)的形成，包括廢棄物的回收處理裝備制造業(yè)、廢棄物回收處理的服務(wù)產(chǎn)業(yè)、綠色產(chǎn)品設(shè)計與制造業(yè)以及實施綠色設(shè)計與制造的軟件產(chǎn)業(yè)等。
關(guān)鍵詞：機械設(shè)計制造；自動化；發(fā)展前景；綜合技術(shù)
在機械設(shè)計和生產(chǎn)的過程中，需要用到計算機技術(shù)、信息化技術(shù)等許多知識，這絕不只是單純的簡單的制造業(yè)而已。機械設(shè)計制造及自動化是依托于現(xiàn)代化的科學技術(shù)和理論知識，不斷的改善工業(yè)生產(chǎn)中遇到的問題，最終將工業(yè)機械的水平提升到一個新臺階。
一、機械設(shè)計制造及其自動化的優(yōu)勢以及作用
（一）生產(chǎn)能力強，工作質(zhì)量高
全新的自動化設(shè)施在投入使用后，能夠直接分析出輸入者的意圖，從而指揮各個部分的機器進行自動化生產(chǎn)。比起過去的人力調(diào)配和管理，能夠在工作效率上得到極大的進步。先進的科學技術(shù)為我們帶來了全新的工作體驗，調(diào)配機器進行生產(chǎn)不再是耗時費力的工作，完全能夠滿足現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)速率提高對相應(yīng)設(shè)備的要求，并且在系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配下可以保證生產(chǎn)不出差錯，能夠提升產(chǎn)品的質(zhì)量。
（二）應(yīng)用安全
我們在進行機械設(shè)計生產(chǎn)過程中，能否獲得經(jīng)濟利益和機械應(yīng)用過程中是否安全是兩個基本點，我們必須要提起十二分的重視，工作中的一切努力都是為了提升產(chǎn)品的經(jīng)濟收益和使用安全性能。而應(yīng)用自動化的機械設(shè)計生產(chǎn)流程后，能夠提升生產(chǎn)流水線的安全性，即使在工作崗位無人監(jiān)管的時候，也能夠避免發(fā)生安全事故。
二、機械設(shè)計制造及其自動化的實際應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，
（一）在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是我們國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和速度對于推進中國經(jīng)濟社會發(fā)展有著非同尋常的意義，而機械自動化設(shè)備的應(yīng)用就能夠很好的滿足當前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進行保駕護航。比起美國的已經(jīng)比較成熟的農(nóng)場式農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式，我們國家在農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)方面還存在著許多不足。經(jīng)過實際的調(diào)查和資料的查閱我們可以發(fā)現(xiàn)，中國農(nóng)業(yè)的缺陷大概包括水資源和肥料的浪費兩方面，為了解決這種狀況，我們可以把自動化的農(nóng)業(yè)機械加以應(yīng)用并推廣開來，舉個例子來說，如果我們能夠利用自動化的機械，就能夠?qū)γ刻烀總€時段的給水量進行非常準確的控制，既能保證農(nóng)作物正常生長，又能在水的節(jié)約方面收到很好的成果。為了全面推進機械設(shè)計生產(chǎn)自動化進程，我們要不斷的將高精尖的技術(shù)引進來，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上下大功夫，依據(jù)多年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)低效化的生產(chǎn)實際，立足于不斷發(fā)展的高新科技，生產(chǎn)出更加符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求、節(jié)省資源的自動化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標準化、高效化打下堅實基礎(chǔ)。
（二）在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
在工業(yè)領(lǐng)域，機械生產(chǎn)的自動化的優(yōu)良性能更加能夠得到體現(xiàn)。舉個例子來說，Pro/E數(shù)控加工的過程中，最為重要的一點就是數(shù)字控制系統(tǒng)的編寫，根據(jù)工作人員輸入的指令和設(shè)計圖紙，通過信息化的運算，將產(chǎn)品的各項數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，進而完成整個生產(chǎn)過程。在我們對各項數(shù)據(jù)進行收集和核對的過程中，如果能夠應(yīng)用到機械生產(chǎn)自動化技術(shù)，將能夠大大的提升工作效率，減少工作時間，增加單位時間內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量，更能夠減少生產(chǎn)行業(yè)對于人力資源的依賴性，進而減少員工培養(yǎng)以及聘請上的資金投入，獲取更大的經(jīng)濟效益，不斷推動零件生產(chǎn)行業(yè)的迅猛發(fā)展。
三、機械設(shè)計制造及其自動化的創(chuàng)新發(fā)展
（一）與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)相互結(jié)合
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)成功的應(yīng)用到了許多行業(yè)之中，機械設(shè)計制造及自動化中也可以推廣大數(shù)據(jù)分析，從而提升生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸納整理和探究速率，為機械生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展提供保障。提到自動化，有的人可能會提到傳感器，有的人則會想起網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，這從一個側(cè)面反應(yīng)出了自動化系統(tǒng)的多樣性和普適性，在我們將大數(shù)據(jù)分析與機械制造業(yè)有機的結(jié)合之后，能夠節(jié)省許多不必要的工作步驟和工作時間，有效的提升工作質(zhì)量。除了機械生產(chǎn)制造行業(yè)以外，大數(shù)據(jù)還有著許多應(yīng)用，比如說在結(jié)合交通行業(yè)的時候，就能夠利用自動化的智能傳感器、影像傳輸?shù)鹊龋瑢⒔煌ㄐ袠I(yè)中獲取的數(shù)據(jù)準確、高效的整理歸納出來，而在結(jié)合氣象預(yù)報工作的時候，就可以通過智能化的溫度濕度檢測系統(tǒng)，收集到大氣中的氣象變化，進而利用大數(shù)據(jù)進行分析，從而準確的預(yù)判出未來一段時間內(nèi)的天氣情況。
（二）基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的機械設(shè)計制造及其自動化
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”模式的影響范圍逐漸擴大，機械設(shè)計制造及其自動化在數(shù)據(jù)信息安全方面的管理備受關(guān)注。為了提升設(shè)備數(shù)據(jù)信息安全，大數(shù)據(jù)不斷地研發(fā)，與機械設(shè)計制造及其自動化分析處于以及數(shù)據(jù)信息的深度挖掘相互結(jié)合。在這樣的技術(shù)結(jié)合模式下，能夠改善傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信息保護中存在的問題。在傳統(tǒng)的信息模式下，當信息安全出現(xiàn)危機時，系統(tǒng)需要對信息進行事后修補，在信息管理中處于被動地位。而引入了大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)?shù)據(jù)信息的安全進行事前預(yù)測。并且，在自動化技術(shù)下，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的機械設(shè)計制造及其自動化能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的安全測評，并自動制定應(yīng)急處理方案。換言之，在機械設(shè)計制造及其自動化數(shù)據(jù)信息能夠進行自動防護。
四、結(jié)語
綜上所述，機械設(shè)計制造及其自動化正在向機電一體化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化和綠色化方向發(fā)展。它增強了機械制造的可靠性和安全性，為自身發(fā)展提供了廣闊的空間。照目前而言，我國的機械技術(shù)制造應(yīng)該克服當前存在的技術(shù)問題，不斷進行完善，適應(yīng)世界的發(fā)展，加快發(fā)展機械制造產(chǎn)業(yè)，樹立中國的良好國際形象，為中國的經(jīng)濟發(fā)展提供動力，使中國成長為經(jīng)濟強國。
（作者單位：邵陽學院）
指導(dǎo)老師：鄧巍偉
作者簡介：李亞龍（1994～），男，學士學位，研究方向為機械設(shè)計制造及其自動化。
21世紀，人類將逐步進入知識經(jīng)濟的時代，迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動人們在科學利用資源潛力，發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式，改善和保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)基于信息和知識的生產(chǎn)過程管理決策方面，突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念，開拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系，以支持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在實踐當今新的農(nóng)業(yè)科技革命中，九十年代初以來在一些發(fā)達國家開展的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實踐，就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想，已經(jīng)引起一些國家政府和科技決策部門的重視。美國國家研究委員會（NationalResearchCouncil）為此曾專門立項組織了一批多學科著名專家對有關(guān)發(fā)展研究進行了評估，研究報告經(jīng)過由美國科學院，工程院和醫(yī)學科學院院士組成的評估組進行審議后，于1997年發(fā)表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究專著，全面分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟效益提供的巨大潛力，闡明了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀，面臨的問題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究的機遇。
近兩年來，我國科技界在研究推進新的農(nóng)業(yè)科技革命中，對國外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報導(dǎo)，有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗示范工程準備工作,國內(nèi)外的學術(shù)交流與合作聯(lián)系開始活躍，國外有關(guān)產(chǎn)業(yè)界開始向我國推薦其技術(shù)產(chǎn)品，密切關(guān)注中國走向21世紀實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化中這一巨大的潛在技術(shù)市場。可以預(yù)言：“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究，將在世紀之交成為推進我國新的農(nóng)業(yè)科技革命中的重要研究課題。信息技術(shù)革命為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應(yīng)用研究領(lǐng)域中，發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機遇性的挑戰(zhàn)。
主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達國家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學等多種學科知識的組裝集成，其應(yīng)用研究發(fā)展必將帶動一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開發(fā)，對推動我國基于知識和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，具有深遠的戰(zhàn)略性意義。“精細農(nóng)業(yè)”，即國際上已趨于共識的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報導(dǎo)中目前尚有各種不同的譯法和對其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準農(nóng)業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”、“精細農(nóng)業(yè)”等。實際上，目前國外關(guān)于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細作”技術(shù)。因此，作者認為采用“精細農(nóng)業(yè)”或“精細農(nóng)作”譯名來表達當前實踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠然，當今實踐的“精細農(nóng)作”技術(shù)思想，應(yīng)該擴展到設(shè)施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細經(jīng)營管理方面，而形成為完整的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。
“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實踐，在發(fā)達國家始于八十年代初期從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲草害管理的農(nóng)學家在進行作物生長模擬模型、栽培管理、測土配方施肥與植保專家系統(tǒng)應(yīng)用研究與實踐中進一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件的明顯時空差異性，從而提出對作物栽培管理實施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來的；在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實用化而推動的農(nóng)業(yè)機械裝備的機電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展，加上八十年代各發(fā)達國家對農(nóng)業(yè)經(jīng)營中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和減少環(huán)境后果的迫切需求，為“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準備了條件。海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟領(lǐng)域的應(yīng)用研究獲得迅速發(fā)展，也推動了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術(shù)支持的作物科學、農(nóng)藝學、土壤學、植保科學、資源環(huán)境科學和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)等，在GPS、GIS空間信息科技支持下組裝集成起來，形成和完善了一個新的精細農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農(nóng)業(yè)”示范應(yīng)用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應(yīng)用中預(yù)示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數(shù)千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術(shù)會議或?qū)W術(shù)刊物；每年都舉辦專題“國際精細農(nóng)業(yè)學術(shù)研討會”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會；在萬維網(wǎng)上設(shè)置有多個專題網(wǎng)址，可以及時查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息；美、英、澳、加等國一些著名大學設(shè)立了“精細農(nóng)業(yè)”研究中心，開設(shè)了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓課程；日、韓等國近年來已加快開展研究工作，并得到了政府部門和相關(guān)企業(yè)的大力支持。國際上對這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯?yīng)用前景有了廣泛的共識，將成為世紀之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用研究的重要課題。“精細農(nóng)作”技術(shù)思想的核心，是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實踐，提供了先進的技術(shù)手段。
千百年來的作物生產(chǎn)，都是以地區(qū)或田塊為基礎(chǔ)，在區(qū)域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量的認識水平，很少顧及對農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗積累的適于當?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實際上，即使在同一農(nóng)田內(nèi)，地表上、下影響作物生長條件和產(chǎn)量的明顯時空分布差異性，包括農(nóng)田內(nèi)作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區(qū)發(fā)生，再逐步按時空變化蔓延的特性，早已為人們所認識。幾世紀前，農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營，正是受到對作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術(shù)，也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量，只是沒有現(xiàn)代科學方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產(chǎn)力。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產(chǎn)量和田間土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田間分布具有明顯的差異性。1929年，Illinois大學C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應(yīng)繪制自己田區(qū)內(nèi)的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石灰的建議。
之后，一直都有關(guān)于農(nóng)田土壤和收獲量空間變異性研究的報導(dǎo)。八十年代以來，關(guān)于在農(nóng)田中實施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術(shù)研究受到廣泛的重視。世界著名廠商先后向市場提供了裝有空間定位和產(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機，已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對應(yīng)地理坐標位置的數(shù)據(jù)，并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的最大差異可以超過100％。由于作物生產(chǎn)還受到氣候變異的影響，經(jīng)連續(xù)多年對同一田區(qū)積累的數(shù)據(jù)表明，同一小區(qū)年際間的產(chǎn)量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內(nèi)產(chǎn)量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力。現(xiàn)代農(nóng)學技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)展，為定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異性信息，實施基于知識和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控，達到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟產(chǎn)量成為可能。圖1是精細農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機每秒自動采集田間定位及對應(yīng)小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)通過計算機處理，生成作物產(chǎn)量分布圖根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數(shù)的空間數(shù)據(jù)分布圖，作物生長發(fā)育模擬模型，投入、產(chǎn)出模擬模型，作物管理專家知識庫等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖根據(jù)處方圖采用不同方法與手段或相應(yīng)的處方農(nóng)業(yè)機械按小區(qū)實施目標投入和精細農(nóng)作管理。由圖1可以看出，這一技術(shù)思想是通過多次循環(huán)的實踐，來不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境，積累知識，逐步達到作物生產(chǎn)管理精細化的過程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時空變化因素的影響，利用生產(chǎn)潛力的處方措施，還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標，因此，其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“準確”。事實上，目前應(yīng)用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15m2,獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細到60m左右。在實際操作上，對獲取的空間信息還需要通過模糊聚類處理，生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的處方圖來指導(dǎo)處方農(nóng)作，因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進步，特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術(shù)的突破，農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細化。上述精細農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達國家的試驗和應(yīng)用表明，可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力，節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入，獲得良好的經(jīng)濟效益，受到農(nóng)戶的歡迎。
“精細農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性，為實現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對實現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)；未來大量地理空間數(shù)據(jù)的更新，需要遙感技術(shù)(RS)的支持；作物產(chǎn)量計量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產(chǎn)量和對應(yīng)地理坐標位置的智能型收獲機械，以及計算機數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實時采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號處理技術(shù)；按小區(qū)實施自動處方農(nóng)作、調(diào)控目標投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機械；制定科學的農(nóng)作處方需要農(nóng)學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個能協(xié)調(diào)運作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標準化技術(shù)的研究等等。
迄今“精細農(nóng)業(yè)”在發(fā)達國家也不過五、六年的應(yīng)用試驗歷史，部分支持技術(shù)手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究還比較薄弱。“精細農(nóng)業(yè)”應(yīng)用實踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會、經(jīng)濟條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護環(huán)境的目標，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學化與精細化水平。其中，獲取農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量空間分布的差異性信息是實踐“精細農(nóng)作”的基礎(chǔ)。有了小區(qū)產(chǎn)量分布圖，農(nóng)戶既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗知識，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟適用的對策，在現(xiàn)實可行條件下采取適當措施實施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展的條件，利用先進的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動調(diào)控。
“精細農(nóng)業(yè)”研究的革命性的意義是提出了一種經(jīng)營現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新技術(shù)思想并付諸于實踐，發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統(tǒng)戈爾第一次提出要建立以1米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認識世界科技進步對未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念。“精細農(nóng)業(yè)”的實踐將在下一世紀開發(fā)“數(shù)字地球”的實踐中占有十分重要的地位。我國農(nóng)業(yè)仍處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的歷史過程中，全面實踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術(shù)的示范與實踐研究，將有利與推動實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識化與信息化進程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農(nóng)用先進支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。在“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品。
為支持當前的“科技興農(nóng)”服務(wù)。在發(fā)展研究中，個人認為需要重視如下問題：
加強對國際有關(guān)發(fā)展信息和經(jīng)驗的研究，提出符合國情的發(fā)展戰(zhàn)略。九十年代以來，國外許多單位已經(jīng)積累了一大批示范試驗數(shù)據(jù)與支持技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)研究成果。可以采取引進技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合。找準切入點，注重其支持技術(shù)產(chǎn)品的國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。“精細農(nóng)作”的技術(shù)思想在國際科技界共識的基礎(chǔ)上有其特定的涵義，即認識農(nóng)田內(nèi)小區(qū)產(chǎn)量和影響作物生長條件的空間差異性，實施定位處方農(nóng)作。它是適應(yīng)集約化、規(guī)模化程度高的作物生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標而提出的，在我國可先在規(guī)模化農(nóng)場、部分大城市郊區(qū)和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗區(qū)，力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進行研究與實踐。我國廣大農(nóng)村農(nóng)田經(jīng)營規(guī)模小，生產(chǎn)手段仍較落后，實現(xiàn)廣域的現(xiàn)代農(nóng)田精細經(jīng)營尚需有較長的發(fā)展過程，有條件的地區(qū)可先以村片、農(nóng)田的尺度上對精細農(nóng)作的技術(shù)思想進行示范試驗研究，并可著重結(jié)合發(fā)展農(nóng)村社會化服務(wù)方式創(chuàng)新中，開拓出新的服務(wù)領(lǐng)域。這樣，既可以使我國的研究實踐與國際上的研究發(fā)展趨勢相接軌，又可以探索形成具有國情特色、有利于在農(nóng)村逐步推廣先進的農(nóng)作技術(shù)體系。
關(guān)鍵詞：多功能；收割機；環(huán)保；智能；便捷
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.204
1 引言
1.1 研究背景及意x
本產(chǎn)品其創(chuàng)新之處在于其集合自動收割、捆綁、施肥于一體，其一體化的設(shè)計很好地解決了手工方式耗時時間長、工作效率低、工作質(zhì)量差等問題，大大滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。[1]傳統(tǒng)的韭菜收割機僅僅支持收割技術(shù)，其工作方式比較單一，而我們的全自動韭菜收割機在此基礎(chǔ)上添價了電機傳輸動力、自動捆綁、自動施肥等技術(shù)，使收割機的功能更加全面。 其次其項目成本低、效率高，有效地提高我國韭菜的加工質(zhì)量和水平，將會在未來市場贏得先機，應(yīng)用前景十分廣闊。
1.2 研究現(xiàn)狀分析
據(jù)了解，韭菜屬于蔥科多年生宿根蔬菜，適應(yīng)性強，抗寒耐熱，全國各地到處都有栽培，南方不少地區(qū)可常年種植。近年來，隨著蔬菜生產(chǎn)機械化的快速發(fā)展，涉及韭菜的種植面積逐漸擴大并形成產(chǎn)業(yè)，這對于實現(xiàn)韭菜優(yōu)質(zhì)高效的周年供應(yīng)具有非常重要的意義。[2]但是，相對于國外韭菜生產(chǎn)的全程機械化而言，國內(nèi)很多地方設(shè)施韭菜的機械化水平仍然較低，機械應(yīng)用的覆蓋范圍還不高，許多種植戶在韭菜生產(chǎn)過程仍然使用大量的人工勞力，而隨著勞動力緊缺、人工費用上漲，韭菜的生產(chǎn)成本迅速增加，急需設(shè)施韭菜的全程機械化生產(chǎn)技術(shù)。因此，全自動韭菜收割機有很好的開發(fā)市場，將來的需求量也一定很高，所以該收割機有很好的研發(fā)價值。
2 技術(shù)指標
3 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 傳送機構(gòu)設(shè)計
在傳送機構(gòu)的設(shè)計過程中，我們采用了傳送獨立電機的動力傳輸方式，整個傳送過程共用了三個電機，在調(diào)試的過程中，大大方便了傳送帶速度的調(diào)節(jié)，為了更好了調(diào)節(jié)韭菜傳送的速度，以及傳送過程中韭菜的損失。[3] 其中輸送鏈條對軸的扭矩T=9550*（0.0733/24.72）=28.32N?m。
在小傳送帶的傳送部分，有水平傳送和旋轉(zhuǎn)傳送兩種選擇，但是，考慮到韭菜有一定質(zhì)量，以及采用水平傳送會增大其生產(chǎn)成本，因此我們最終選用了旋轉(zhuǎn)傳送的方法，利用兩個旋轉(zhuǎn)90度設(shè)計的傳送帶，利用傳送帶的速度以及傳送帶之間的摩擦，將收割后的韭菜很好的傳送至大傳送帶上。輸送帶速度則應(yīng)該按指定的蔬菜堆厚度使輸送帶單位時間內(nèi)的韭菜輸送量和機器收量相等而確定[4]。
式中
―機器前進速度（ m/s）；
―韭菜生產(chǎn)密度（株/）；
―割幅（ m）；
一輸送帶速度（ m/s）；
d―韭菜在輸送帶的夾持厚度（ mm）；
―為蔬菜在輸送帶上的集聚密度（m/s）；
輸送帶受力條件：
式中 m―蔬菜的質(zhì)量（ kg） ；
r―輸送輪的半徑（ mm） ；
ω ―輸送帶輪的角速度（ rad /s） ；
g―重力加速度（）；
α ―輸送帶的傾角。因此有
又因
所以
當 cosα =1 時為最不利的情況，其最低極限值為
其中，為輸送帶的最低極限值。所以綜上所述二級輸送帶的速度大于。
3.2 原地旋轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計
采用鏈輪與鏈條傳動。鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，
過載能力強，相同工況下的傳動尺寸小；所需張緊力小，作用于軸上的壓力小。
4 分析與結(jié)論
4.1 設(shè)計創(chuàng)新點
（1）全自動韭菜收割機操作簡單，結(jié)構(gòu)簡單。
（2） 可實現(xiàn)自動收割，捆綁，施肥于一體，保證機械運行的高效性。
（3）一體機運行非常平穩(wěn)，安全系數(shù)高。
（4）體積和質(zhì)量都不大，成本低。
（5）市場上無同類產(chǎn)品，有較好的前景。
4.2 前景展望
相對于國外韭菜生產(chǎn)的全程機械化而言，國內(nèi)很多地方設(shè)施韭菜的機械化水平仍然較低，機械應(yīng)用的覆蓋范圍還不高，許多種植戶在韭菜生產(chǎn)過程仍然使用大量的人工勞力，而隨著勞動力緊缺、人工費用上漲，韭菜的生產(chǎn)成本迅速增加，急需設(shè)施韭菜的全程機械化生產(chǎn)技術(shù)。[7]
本產(chǎn)品的主要功能是對于韭菜的收割流程以及對韭菜進行施肥，在目前國內(nèi)的市場，沒有能夠滿足大眾需要的韭菜收割機，而我們的收割機，面對的主要對象就是大眾消費群體，其操作簡單，制作成本較低，能夠達到大眾的消費觀念。鑒于該產(chǎn)品功能強大，但是出售價格相對比較合理，因此，該產(chǎn)品有很好的應(yīng)用前景，尤其在當今社會，隨著工業(yè)4.0的到來，機械勞動漸漸的代替人工勞動，智能化的韭菜收割機更加會受到廣大消費者的喜愛。
4.3 結(jié)論
全自動韭菜收割機設(shè)計理念是一切為了便捷、實用，保證使用者最大化利益。其中全自動的特點大大節(jié)約了人力資源，而且該裝置通過運用收割機構(gòu)、傳送機構(gòu)、施肥機構(gòu)和原地旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，實現(xiàn)了自動收割、捆綁、施肥功能。此外，獨立電機動力傳輸機構(gòu)也大大減少了故障的發(fā)生。但為了更好保證收割的質(zhì)量，我們還需對整機進行大量的實地試驗。
相比傳統(tǒng)的收割裝置，本文所設(shè)計的全自動韭菜收割機具有操作簡單，功能多樣化，工作效率高的特點。此外，目前市場上缺少同類產(chǎn)品。因此，全自動韭菜收割機具有很大的推廣價值和應(yīng)用前景，但在裝置中我們還需更進一步改進，以確保設(shè)備最優(yōu)化、農(nóng)民利益最大化。
參考文獻
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[2]周振和，呂維.韭菜種植技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2005.
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[4]高國訓，靳力.韭菜生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)百問百答（第2版）[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社出版社，2009.
論文關(guān)鍵詞：精確林業(yè) GPS GIS
論文摘要：概述了“精確林業(yè)”的內(nèi)涵及其主要支撐技術(shù) (包括 GPS、GIS、RS、DBMS、DSS、VRT等 )、操作過程和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ，并對精確林業(yè)在中國的發(fā)展前景進行了探討。
在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)的推動下，林業(yè)正在進入以知識高度密集為主要特點的知識林業(yè)發(fā)展階段，于是，“精確林業(yè)(Precision Forestry)”應(yīng)運而生。所謂精確林業(yè)，即在林業(yè)生產(chǎn)過程中運用視覺傳感器、衛(wèi)星定位等高新技術(shù)，實時測知工作對象所需工作的質(zhì)、量和時機等數(shù)據(jù)，通過對影響林木生長的環(huán)境因素實際存在的時空差異性的分析，判別林木長勢優(yōu)劣，確定影響長勢的原因，提出科學處方，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施，消除和減少這些差異，按需定量實施灌溉、施肥和噴藥，以實現(xiàn)最小資源投入、最大林業(yè)收益和最少環(huán)境危害。
1、精確林業(yè)的主要支撐技術(shù)
精確林業(yè)以3S技術(shù)、信息技術(shù)、智能化決策技術(shù)、可變量控制技術(shù)等為技術(shù)支撐體系，以生態(tài)學、造林學、工程學、系統(tǒng)學、控制學、測繪學為指導(dǎo)，能在自動化、智能化、一體化、時效性、準確性、可靠性等方面滿足人們的需要，它的建立依賴于地球空間信息基礎(chǔ)理論及其它高新科學技術(shù)的發(fā)展。
1.1 全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)(GPS)是＿種可供全球享用的空間信息資源，具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆蓋范圍廣、定位速度快、抗干擾性強和自動化程度高等特點。在精確林業(yè)中，它主要實現(xiàn)對采集的林間信息進行空間定位，實時、快速地提供包括各類傳感器(如CCD攝像頭)和運載平臺(如作業(yè)車輛、飛機等)目標的空間位置，輔助作業(yè)機械完成處方實施.
1.2 地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)(GIS)可以在計算機硬件、軟件系統(tǒng)的支持下，存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)，把地理位置和相關(guān)屬性有機地結(jié)合起來，根據(jù)用戶需要將空間信息及屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出。在精確林業(yè)中，它主要實現(xiàn)對多種來源的時空數(shù)據(jù)進行存儲、分析和處理，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制電子地圖，作為新的集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。
1.3 遙感
遙感(RS)是一種多平臺、多波段、高分辨率和全天候的對地觀測技術(shù)，主要通過遙感器獲取地球表面(層)自然界目標的波譜特征信息及對這些信息進行加工、處理，從而達到認識自然界的目的。在精確林業(yè)中，它主要用于實時地獲取樹木生長環(huán)境、生長狀況和空間差異的大量時空變化信息，及時對GIS進行數(shù)據(jù)更新。
1.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)使存儲和查找數(shù)據(jù)最優(yōu)化，實現(xiàn)了﹁體化存儲和初步的一體化查詢，具有很好的完整性，避免了數(shù)據(jù)過于瑣碎帶來的不便。在精確林業(yè)中，它主要用于建立包含林木長勢、自然條件和歷史數(shù)據(jù)等信息的數(shù)據(jù)庫，同時，它使GIS軟件能充分利用商用數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成熟的眾多特性，如快速索引、數(shù)據(jù)完整性和一致性保證、安全和恢復(fù)機制及分布式處理機制，明顯提高GIS軟件管理空間數(shù)據(jù)的能力。
1.5 決策支持系統(tǒng)
決策支持系統(tǒng)(DSS)綜合了專家系統(tǒng)(ES)和模型系統(tǒng)(SS)，它根據(jù)專家在長期生產(chǎn)中積累的知識，建立作物栽培模型、統(tǒng)計趨勢分析與預(yù)測模
1.6 可變量控制技術(shù)
可變量控制技術(shù)(VRT)就是根據(jù)不同位置及要求自動改變施用比率的技術(shù)。它通過計算機控制，對林木所需用的水、肥料、農(nóng)藥等變量的類別和數(shù)量進行判斷，根據(jù)需要調(diào)控如植保機械向林間噴灑這些變量的速率，使系統(tǒng)能在特定時間對特定目標進行操作規(guī)劃，以達到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的，體現(xiàn)了“對癥下藥”、“按需給予、”“變量投入”的原則，它的實施可有效避免傳統(tǒng)粗放型林業(yè)生產(chǎn)活動中造成的資源浪費和伴隨的環(huán)境污染問題。在精確林業(yè)中，它主要實現(xiàn)對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，合理地進行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪制電子地圖，生成林木長勢情況分布圖，分析此圖，獲得林區(qū)內(nèi)樹木長勢的差異程度一根據(jù)該圖，對影響樹木成長的各項因素進行分析，將地形、土質(zhì)、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲害、病害發(fā)生情況空間數(shù)據(jù)輸入計算機，利用樹木生長發(fā)育模型、相關(guān)作業(yè)的專家知識庫等建立空間智能決策支持系統(tǒng)，確定產(chǎn)生長勢差異的原因，生成林木管理處方圖一根據(jù)處方圖，生成響應(yīng)林業(yè)機械的智能控制軟件，按照按需投入、區(qū)別對待的原則，利用可變量控制技術(shù)實施施肥、噴藥等操作一對其執(zhí)行效果進行評估。
2、精確林業(yè)的基本操作過程
精確林業(yè)的出現(xiàn)，使定量獲取影響樹木長勢情況的因素及最終生成的空間差異性信息，實施可變量投入，達到低成本、低消耗、高效率、環(huán)保好等目標成為可能。圖1是精確林業(yè)基本操作過程的示意圖，其實施過程可描述為：帶GPS和實時傳感器的作業(yè)機械隨時間和空間變化自動采集林間定位及對應(yīng)林班的樹木長勢情況數(shù)據(jù)一通過型、空間分析與技術(shù)經(jīng)濟分析模型，通過用戶選擇最優(yōu)模型，輸入模型的參數(shù)，獲得仿真運算結(jié)果，從而為決策提供輔助支持的依據(jù)。在精確林業(yè)中，它主要實現(xiàn)對樹木長勢、病害、蟲害的發(fā)生趨勢進行分析模擬，針對林木生長環(huán)境和生長條件的時空差異性，生成處方圖，提供各林班施肥噴藥方案，對精確林業(yè)的實施效果、經(jīng)濟效益進行評估。
3、精確林業(yè)的研究現(xiàn)狀
3.1 國外研究動態(tài)
一些發(fā)達國家在精確林業(yè)相關(guān)技術(shù)的研究方面發(fā)展較快，如在森林土壤類型分析、林地適應(yīng)性評價、森林生態(tài)環(huán)境模擬、林木育種以及生長監(jiān)測和森林收獲等領(lǐng)域已有成熟的應(yīng)用。
美國林務(wù)局為每個林管局和林業(yè)研究所配備了資源級GPS接收機，主要用于災(zāi)害監(jiān)測和防治的飛機導(dǎo)航、林相圖的自動更新和林區(qū)作業(yè)的定位服務(wù)。
美國林務(wù)局和伊利諾大學聯(lián)合開發(fā)的Smart Forest軟件，實現(xiàn)了森林景觀的可視化，以DTM三維顯示技術(shù)為基礎(chǔ)，使用GIS作為決策支持媒介來考察景觀尺度的資源狀況，在林業(yè)信息的支持下，可以從不同視角模擬觀察森林景觀及其變化。
美國太空成像公司對原有的利用衛(wèi)星RS數(shù)據(jù)監(jiān)測火災(zāi)的技術(shù)和方法進行了歸納、整理和合并，形成了一套基于Internet影像查詢系統(tǒng)的、實用的火災(zāi)探測算法，該算法具有自適應(yīng)和區(qū)域性敏感的特點，所以適合于區(qū)域和全球火災(zāi)監(jiān)測，可以實時獲取火災(zāi)位置等信息。
Reid等人(2001)研究開發(fā)了FIAMODEI。來存儲和分析林業(yè)數(shù)據(jù)，主要具有森林現(xiàn)狀分析、發(fā)展趨勢預(yù)測、森林生態(tài)景觀分析、觀光風景區(qū)內(nèi)的森林布局等功能，同時，它還可提供林道、河流、邊界等數(shù)據(jù)的查詢。
Dimitru和Olson運用空間信息系統(tǒng)集成和衛(wèi)星數(shù)據(jù)來確定森林覆蓋率。技術(shù)路線是，通過像素尺寸的變化來判別樹種是否有所增加，對比Landsat TM和SPOY—XS遙感衛(wèi)星攝像2、3、4波段得到的數(shù)據(jù)，可以得到林區(qū)內(nèi)較為準確的信息。
美國克羅拉多大學研究開發(fā)了一套航空錄像的自動配準和校正系統(tǒng)，它是實時獲取資源信息的RS工具，克服了影像配準與幾何校正的時間太長、費用太高、與精確GIS匹配能力有限的缺點，在不增加過多硬件的基礎(chǔ)上，極大降低了人為干預(yù)的操作，主要用于監(jiān)測森林病蟲害。
3.2 國內(nèi)研究動態(tài)
福建農(nóng)林大學交通學院研究開發(fā)了基于GIS的木材運輸決策支持計劃系統(tǒng)，它綜合運用線形規(guī)劃和GIS技術(shù)，可以協(xié)助計劃者確定最小費用集運材路徑、確定最佳楞場空間位置和木材流分配，目標是在需材單位定貨和森林資源條件的約束下，木材集運綜合成本最低。
東北林業(yè)大學完成了基于WEB和3S技術(shù)的森林防火智能決策支持系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了林火數(shù)據(jù)庫、林火預(yù)報預(yù)防、林火蔓延模型、撲火指揮決策等方面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化管理，使系統(tǒng)能夠在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)運行和信息傳輸，自動優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)和自動修正模型參數(shù)，形成撲火指揮決策支持專家系統(tǒng)。
南京林業(yè)大學機電學院開展了利用以機器視覺、圖像處理、GPS、GIS、DBMS、DSS、VRT為代表的高新技術(shù)從事精確林業(yè)的構(gòu)成、實現(xiàn)、應(yīng)用等研究，開發(fā)了基于機器視覺的室內(nèi)農(nóng)藥自動精確施用系統(tǒng)。該系統(tǒng)以實驗室環(huán)境中所建的試驗?zāi)Ｐ蜑檠芯繉ο螅M農(nóng)藥施用的真實情況，用總結(jié)出的一套算法進行圖像處理，并以此為依據(jù)做出決策控制噴頭實現(xiàn)農(nóng)藥的精確施用，分析和探索了在自然環(huán)境中基于實時視覺傳感技術(shù)的農(nóng)藥精確施用的可行性和效果。在實驗室內(nèi)開展了一系列的試驗和研究，對施藥過程中的運動模擬、樹木圖像采集、圖像分割、施藥決策、數(shù)據(jù)交換、噴霧執(zhí)行等主要問題和技術(shù)難點做了較為深入的探討和研究，涵蓋了基于實時視覺傳感技術(shù)的農(nóng)藥精確施用的主要技術(shù)要點。實驗室測試表明，該系統(tǒng)運行良好并有很好的戶外應(yīng)用前景，特別適用于路旁樹木的病蟲害防治，林木栽植株距較大時，和常規(guī)施藥方法相比，可節(jié)省50%以上的用藥量。
此外，該學院還開展了農(nóng)藥精確噴霧機時空數(shù)據(jù)分析與融合研究，目標是建立集CCD攝像頭、GPS、GIS為一體的移動式農(nóng)藥精確噴霧系統(tǒng)，圖2為該系統(tǒng)的技術(shù)路線圖，它的設(shè)計思路是：將CCD實時立體攝像系統(tǒng)、GPS、GIS在線地安裝在高射程噴霧機上，隨著噴霧機的行駛，所有系統(tǒng)均在同一時間脈沖控制下進行實時工作，把GPS精確定位數(shù)據(jù)和CCD獲取的林木數(shù)字圖像通過處理隨時送人GIS中，而G1S中已經(jīng)存儲有電子地圖信息和林班圖，在GIS平臺上有效集成時空數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)歷史上病蟲害發(fā)生情況和植物保護專家在長期生產(chǎn)中獲得的知識，進行病蟲害統(tǒng)計趨勢模型和技術(shù)經(jīng)濟分析，建立農(nóng)藥使用技術(shù)專家系統(tǒng)，并根據(jù)實時數(shù)據(jù)分析、圖像處理、噴霧目標特征和病蟲害防治目標閾值，建立智能決策支持系統(tǒng)，從而可針對當時當?shù)氐纳植∠x害防治實際需要確定農(nóng)藥投入的種類、數(shù)量等，指導(dǎo)自動執(zhí)行變量投入決策，控制可變量噴頭實現(xiàn)農(nóng)藥精確定量噴霧。根據(jù)不同林業(yè)生產(chǎn)情況及病蟲害發(fā)生類型、程度，利用此系統(tǒng)來對應(yīng)控制特定區(qū)域做出可變量控制決策而實現(xiàn)農(nóng)藥精確對靶噴霧，在最大程度上杜絕非目標農(nóng)藥沉積，減輕環(huán)境污染。
4、精確林業(yè)在我國的發(fā)展前景
我國已經(jīng)進行了一定規(guī)模的精確農(nóng)業(yè)試點工作，部分技術(shù)、產(chǎn)品已趨成型，如由北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)中心承擔的北京市小湯山精確農(nóng)業(yè)示范工程已進行了谷物測量、水分在線測量、田間信息采集、RS監(jiān)測作物長勢、水分、病蟲草害、防治環(huán)境監(jiān)測、GPS采樣定位、導(dǎo)航、農(nóng)業(yè)ES分析、農(nóng)業(yè)機械的實時在線控制等試驗。林業(yè)與農(nóng)業(yè)相比有諸多不同，如森林資源類型多、區(qū)域差異大、周期長、干擾多、變化快、條件復(fù)雜，決定了精確林業(yè)實現(xiàn)的難度要比精確農(nóng)業(yè)大。
