智慧农机发展及其对策探讨

摘要：指出了农业机械化是现代农业的重要标志和物质技术基础，机械化程度对农业现代化发展影响越来越显著，推进农业现代化，必须加速农业机械化智能发展步伐。通过分析国内智能化农业机械发展现状，利用数据分析从不同的角度探究了我国智能化农机发展存在和面临的一些主要问题，并针对性提出了未来发展对策。研究可在一定程度上为智慧农机在现代农业发展中的应用提供参考价值。

关键词：智慧农机;现状;主要问题;对策

中图分类号：F323 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2020）2-0260-05

1 引言

2019年中央一号文件再次聚焦“三农”，提出了在全面建成小康社会中“三农”工作必须完成的硬任务，对“三农”工作作出了全面部署。连续16年聚焦，更突显出了中央对我国农业的重视。目前，我国农业正处在从传统农业转型到现代农业的关键时期，农机作为农业现代化程度的重要指标，随着计算机技术、信息技术、人工智能技术的发展，正向着智能化发展。

在“夯实农业基础，保障重要农产品有效供给”方面，今年的一号文件提出“加快突破农业关键核心技术，培育一批农业战略科技创新力量，推动生物种业、重型农机、智慧农业、绿色投入品等领域自主创新”，再次提到了智慧农业。本文拟通过分析智慧农机和智慧农业的关系，以及智能化农机在现代农业中的应用，总结国内农业机械智能化发展现状，从多个角度探究我国智能化农机发展面临的一些主要問题，并探讨相关对策，为我国农业的现代化发展建言献策。

2 智慧农机发展现状分析

2.1 智慧农机与智慧农业

随着农业科技的发展，“智慧农业”成为当前农业科学的研究热点。对“智慧农业”的定义，学术界至今还未形成共识，但都涉及了这几方面内容：采用高科技信息技术如云计算、大数据、物联网等，实现农业生产环境的智能化，能够根据生产环境的不同灵活的进行感知、预警、分析等，能为农业生产提供精准化种植、智能管理、智能决策等[1，2]。而智能化农业机械（简称为“智慧农机”）不仅是智能农业的重要组成部分，更是发展智慧农业的重要手段。从目前国内智能化农业机械发展有关情况来看，国内现有各种农业机械发展正积极向前进步发展，但是与发达国家水平相比较，不管是在作业功能上，还是效能和能源消耗等科技技术方面，还有一定的差距，同时农机的发展跟不上我国现代农业高速发展的需求。所以在当前大力推进现代农业发展的趋势下，改造现有农机装备、研制开发高效、节能、绿色环保的智能化农业机械势在必行，通过努力实现智能化农业机械作业精确化与高效益，能够高效推进现代农业发展。

智慧农机是智慧农业的重要组成部分，可以说智慧农机的发展是智慧农业发展的主要指标。智慧农机通俗化为智能化农业机械，是一种高科技现代化农业机械，利用计算机、信息、人工智能等技术，在机器装备上安装多种传感器和中央处理芯片，以及无线通讯系统、卫星定位监测系统等，使农机形成一种智能化动态作业系统，农业机械可以在不同的作业环境下，发出不同的指令，以使作业工作准确无误的完成[3]。该农机作业原理主要表现为：安装在农业机械上的卫星定位检测系统可以监测农机的各种作业信息，比如深松、播种、收割、玉米机收、插秧、旋耕、植保等作业，这些作业的深度、质量、面积等相关数据可以显示在信息平台上，并对这些数据进行分析、统计、处理;而传感器可以传输各种作业信号，这些作业信号可以通过农机上安装的微型电脑进行逻辑运算并传导，从而实现一个有机循环的动态作业系统，使农业生产和管理智能化，从而最终实现农业作业标准化、效率化、高产高质化[4]。有关智能化农业机械系统组成结构如图1所示。

智慧农机的主要特点体现在以下几点：①提升农机作业时控制、诊断和通信等操作技术;②绿色环保、改善生态环境、作业成本降低、效率增加，对动植物、土壤、水等环境的污染减少了，节省了物资和能源的消耗，提高了经济效益和环境效益;③操作过程精细化，能够立即获取信息和指令，针对不同的作业对象和环境精细执行控制命令以使准确作业;④卫星定位系统能够实时监测，实施精细的动态农作，自动且高效，增大了实用性和使用效率;⑤安全、可靠，良好的人机接口，操作便捷且舒适，改善了劳动者的操作环境和条件，在降低工作强度的同时也提高了工作效率。

智能化农机与传统功能性农机相比较，它有多方面的优势，具体如表1所示。

我国农机行业已经由黄金发展期步入了升级转型的调整期，因此发展智能制造是传统产业转型升级的必然趋势。我国农机化水平在农机购置补贴政策的推动下发生了巨大改变且在不断提高。智能制造相比传统的生产，不管是在人工成本方面还是产品同质化方面或是提高效率方面等，都越来越起着举足轻重的作用。伴随着实践“中国制造2025”的情境下，智慧农机将持续向智能化、高科技化、自动化、信息化等方向不断地快速发展[5]。

2.2 国内智能化农机发展现状

近些年来，国家已不断出台了一系列有关农机扶持政策以大力支持农业现代化，比如农机购置补贴、鼓励开拓国际农机市场、农机贸易出口退税等相关政策，有力促进了农机生产规模化和机械化;同时不断提升农业机械装备水平，小型和大型机农业械数量都在大幅增加，特别是大型农机。

根据全国农业普查数据，2016年底，全国联合收割机114万台，相比10年前的联合收割机55万台数量来说，增长了约107%，全国拖拉机2690万台，相比10年前农用大中小拖拉机1739万台数量来说，增长了约5. 5%。由于农业机械的规模化和农业机械装备水平的提升，小麦、稻谷、玉米这三大粮食作物的机械化耕收程度都在提高，其综合机械化率基本都达到了60%之多，特别是小麦综合机械化率达到了80%以上。

从农机行业运营情况来看，2017年农机12个子行业企业主营业务收入为4291. 35亿元，相比2016年增长了约6%，其中，子行业增速较高的是畜牧机械、林业机械和渔业机械，分别为26. 62%、44. 49%、54. 87%。

2018年底，国务院印发了《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》，该意见再一次体现了农业机械化推进农业现代化的重要性，意见中明确指出：“农业机械化和农机装备是转变农业发展方式、提高农村生产力的重要基础，是实施乡村振兴战略的重要支撑”。可见，发展农业现代化的重要标志和物质基础就是发展农业机械化。

2019年2月，农业农村部等七部门联合印发《国家质量兴农战略规划（2018～2022年）》，规划中提出加快农业绿色发展、推进农业全程标准化等7个重点任务，而农业机械化作为农业现代化重要的物质基础，农机的发展是农业绿色发展的必然需求。大力推广绿色高效的设施装备和技术，提升农机装备质量水平，推进农机高速发展。《中国制造2025》关于农业机械行业规划中谈到，到2020年，农业机械行业要构建形成核心功能部件与整机试验检测开发和协同配套能力，推动200马力以上大型拖拉机和采棉机等高端产品市场占有率持续提升，提升化肥和农药的利用率，并掌握农机的核心零部件制造和可靠性关键技术，提升拖拉机和联合收割机的平均无故障时间。

当前用于衡量各国农业机械化水平的一个非常重要指标就是农业机械总动力。用于农、林、牧、渔业的各种动力机械的动力总和称为农业机械总动力。图2是2008～2017年近10年我国农业机械总动力变化趋势图，2015年达到这10年内的最高峰值为111728. 07万kW，2016年的97245.6万kW相数值比于2015年的高峰时期数值有所明顯下降，但是2017年有出现回升趋势，接近10亿kW。

2016年农业机械总动力数值出现下降主要有2个原因，一是由于近几年一直在加速推进我国农业适度规模生产，淘汰了比较多的部分小功率农业机械以及环保水平不达标农机，取而代之的是效率更高的大功率农机，见图3走势情况;二是中央财政农机购置补贴从2008年开始一直是往上走的较高趋势，带动了农机更新换代速度的提高加，见图4农机补贴走势情况。

从图4我国农机购置补贴10年情况走势图来看，国家财政规划投入农机购置补贴约1826亿元，但从国家农机购置补贴政策实施以来，实际上已经累计投入资金2000多亿元，惠及3000多万农户，扶持4000多万套农机具给农民以及各类农业经营主体，农业机械化得到了跨越式发展。农机购置补贴政策以来，截至到2017年，全国大中型拖拉机拥有量达到670万台之多，每百户农民拖拉机拥有量达到13台，亩均动力达到0. 49 kW。

从图5全国耕种收综合机械化水平走势图来看，一直是稳步增长，到2018年，农作物耕种收综合机械化率已经达到了67%，相比2012年的57%，在6年里增加了10%，其中，小麦、稻谷、玉米这三大粮食作物的综合机械化率基本都达到了60%之多，特别是小麦综合机械化率达到了80%以上，农业机械化已进入发展阶段。

从图6近几年我国农业机械制造行业收入规模走势图来看，2017年农机制造行业收入规模达到4291. 35亿元，相比2015年增长15%，比2016年增加6%。12子行业基本上都实现了正增长，虽然2017年农机购置补贴金额有所下降，但是对农机行业运行情况几乎没有影响，反而促进农机行业市场竞争力增强。

从图7的2015～2017年农机贸易近几年进出口情况走势图看，我国农机出口大于进口，出口性价比高的中小型机械偏多，进口变化平稳，而出口波动较大，从出口贸易变化来，2016年相对2015年出现滑坡，但是在接下来的2017年又马上回弹，主要原因两个方面：一是我国“一带一路”战略的稳步推进等等诸多利好因素力助了2017年农机出口贸易市场;二是少数国家由于贸易保护主义的升温偏离自由贸易原则和经济全球化轨道，导致贸易摩擦增多。

关于近些年有关推进农机发展的诸多政策性文件，如《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》《国家质量兴农战略规划（ 2018～2022年）》《中国制造2025》等给智能化农业机械的发展带来了挑战机遇，《中国制造2025》中提到要大力推动重点领域突破发展，而农机装备作为其中之一，当中指出“重点发展粮、棉、油、糖等大宗粮食和战略性经济作物育、耕、种、管、收、运、贮等主要生产过程使用的先进农机装备，加快发展大型拖拉机及其复式作业机具、大型高效联合收割机等高端农业装备及关键核心零部件，提高农机装备信息收集、智能决策和精准作业能力，推进形成面向农业生产的信息化整体解决方案[4]。

2.3 智慧农机在现代农业中的应用

在实践“中国制造2025”的大趋势下，中国农机行业迎来了发展机遇，农机企业在大趋势的推动下将进行智能化、自动化、信息化的大变革，以创新驱动引领企业转型升级，不断提升高端农业装备产品的研发能力和供给能力。

2018年国际农机展可以说是中国农机智能化发展进步的体现，产品展示了农机五大技术板块：农机北斗自动导航系统、农机作业远程监测系统、农机精准作业控制系统、智慧农机平台、智慧农场平台。智能化技术供应商在显著增加，智能化产品转向农机精准作业控制领域发展，农业装备制造企业转向打造智能化农业装备。如：深圳冰河展现了卫星平地仪等，该平地仪精度高，适宜多种复杂地形，且不受任何天气影响，作业范围大，利用率高;北京合众思壮展示了自动驾驶系统，该系统定位准确，还可以扩展功能和应用;苏测导航展示了北斗平地仪，打破了进口垄断，该平地仪定位精度高，且可进行高精度作业，如起垄、施肥等作业;雷沃重工推出了阿波斯1204拖拉机，该拖拉机有自动驾驶辅助系统和自动变量施肥系统，可进行24小时作业，且可实时定位和定向，全程自动化工作，适宜于精量播种等田间作业;湖南省龙舟农机研发的履带自走式旋耕机和水稻插秧同步精量施肥机，实现了一机多能，即：耕地、平田、开沟、起垄、埋茬、救援、推土、施肥八大功能集于一机，且少投入，快产出，该履带自走式旋耕机和水稻插秧同步精量施肥机已经应用于农业作业当中，2018年又新推出了旋耕深施肥机和4.0Z减重收割机，下一步将加大力度研发无人驾驶的旋耕机、插秧机、收割机，力图实现水稻全程智能机械化，让智能机械化进一步推进农业现代化。

3 智慧农机发展存在的主要问题分析

综合分析来看，中国农机的发展不在于技术，农机智能化科技技术相对国外落后仅仅只是一小部分原因，还存在深层的间接问题，智能化农机发展拟存在的主要问题总结如下：

3.1 机械应用智能化还没有足够支撑的环境

美国农业部数据显示，在2017年，其国内农场有205万个，农业机械化水平很高，粮食作物和经济作物的全程机械化早在20世纪六七十年代就已经实现了，而中国具有农场数据2016年的统计数据仅1780多个，占总耕地的面积比例非常小，可以说还有很大的空间可开发。同时，根据统计局全国第三次农业普查数据显示，截至2016年，①从农业生产经营人口数量和结构来看，受教育程度初中以下的比例非常之高，约91. 8%，高中或中专占7. 1%，而大专及以上仅1.2%，年龄在36岁之上的占了80. 9%，有92. 9%的人员集中从事种植业，林业和畜牧业仅2. 2%、3.5%，②从规模农业经营户农业生产经营人员数量和结构来看，受教育程度在初中及以下也占到了89. 6%，大专及以上的仅1.5%，年龄在36岁以上的人员有79%，67. 7%人员主要从事种植业，21. 3%人员从事畜牧业，林业为2.7%，③从农业经营单位农业生产经营人员数量和结构来看，受教育程度在初中及以下的人员占72. 3%，大专及以上仅8%，年龄36岁以上的人员占80. 3%，有50. 3%人员从事种植业，林业和畜牧业分别为16. 4%和6.6%。不管从哪个角度，数据都有力的说明了农业经营者文化程度偏低数量比重较大，所以非常需要提升农民对智能化农机的认知水平。

3.2 中小型规模农户购买意愿较低，对于智能农机认识不够

首先，由于我国农业经营人员受教育程度偏低占比较大，所以很多智能农机的认识度不高，其次，智能农机系统成本很高，一套农机具需要大约十几万元的投入成本，每套系统的成本大约是3～5万元，而一台拖拉机产品的年均工作时间大致是200～400 h左右，所以投资大，成本高，回本时间长，导致农户购买意愿非常低。

3.3耕地环境复杂，智能化农机应用场景不足，发展不平衡

比较先进的智能农机还处于试验阶段，短期内产量肯定不高，加上我国的耕地比重偏小，山地多，平地少，山区占了2/3，而平地仅1/3，所以耕地情况比较复杂，自动驾驶系统的农机很难适应这样复杂的工作环境，应用场景还很少。同时，发展不平衡、不协调，生产机械化发展比较快的主要集中在粮食作物领域，还有一些领域发展缓慢，比如棉油糖等经济作物、畜牧业、渔业、农产品初加工等领域;由于我国地形地势气候等因素，北方平原和旱田地区较多，所以北方较南方发展较快，而南方因水田地区偏多特别是西南丘陵山区，所以较北方发展缓慢。

3.4 农机产品区域适应性小，市场面较小

从农机产品出口贸易来看，我国农机出口个性化特征较为显著，出口商品方面，一是主要出口有较大性价比且价格优势比较强的商品;二是出口商品偏向以中小型农机居多;出口区域方面，多集中在经济欠发达区域;所以我国农机企业有必要加大农机区域的拓展力度，从而进一步提高我国农机产品的区域适应范围。

3.5 农机社会化服务质量低，流通服务网络不够健全

农机社会化服务涉及到农机作业、农机修理、技术推广以及农机整机和配件等方面内容，而农机基层体系较弱，同时缺乏相关的专业技术人才，管理和监督机制都不太规范，经营缺乏竞争力，未形成一个系统培训的农机信息服务队伍，所以难以跟上社会化服务的需求。

4 智慧农机发展对策建议

我国农业机械化已进入发展阶段，在“十三五”规划中，明确指出加快農业机械化，推进主要作物生产全程机械化[6]，“智能农机装备”纳入了国家重点研发计划，可见机械化程度对农业现代化发展影响越来越显著，不只是替代人工劳力、减轻劳动强度的生产工具，更重要的是它影响着农业生产成本和农民种植意愿以及农业生产经营方式的改变，关系到农业投入品减量化使用率和废弃物资源化利用率，同时，更进一步地关系到农业结构调整、产业链条延伸、农产品市场竞争力提升和农业可持续发展。

农业现代化的重要标志就是农业机械化，而农业机械化也是农业现代化的物质技术基础。所以加快农业机械智能发展步伐对于推进农业现代化发展起着至关重要的作用。笔者从政府层面和企业层面两个方向提出智能化农机发簪对策的几点建议。

4.1 政府层面

4.1.1 用大数据引领智慧农机发展

当今已步人大数据信息时代，数据作为当今的重要元素，同时也将当之无愧成为现代化农业生产的新兴要素;大数据作为推动全国农业现代化的新动力，更是启动农业生产向智慧型转变升级的助力器，所以加快现代农业大数据建设已成为现代农业发展的新趋势。可以通过积极推动国家大数据综合试验区建设，建立数据创新应用示范区和创新应用先行，以及全国各种重要大数据创新创业基地等;还可以采用物联网技术，卫星定位，RFID，GPS实时定位等多种技术获取大数据，构筑智慧农机综合服务平台。

4.1.2 增强完善智慧农机管理系统工作

增强智慧农机管理系统对农机作业进行实时监管，通过系统实现自动生成作业面积、实时测亩、实时定位和轨迹查询;实现内部办公与业务自动化，建立农机监理、农机管理、农机推广和农机化服务等农机业务管理信息系统，培养一支系统性、科学性的农机信息服务队伍，提高社会化质量，将农机业务管理和社会服务完成有效融合。

4.1.3 优化农机购置补贴政策

完善扶持农业机械化发展的政策体系，对购置重点机具的经营者实施补贴，必要时可以加大力度;开展以旧换新业务，提高农机利用率;开展农机新产品和大型农机具金融租赁等示范试点;支持智能农机装备研发项目快速启动实施;积极探索农业机械化科研和成果转化的投融资渠道;加大支持对智能农机新技术示范推广和应用的力度;健全便民利民政策保障制度和体系，提供农机具抵押贷款、担保贷款、贷款贴息、保险补助等通道，以便降低农机经营风险，拓宽农机市场。

4.1.4 培养高科技创新人才

社会的进步离不开创新型科技人才，人才也是国家发展进步的核心竞争力，可以健全政策措施营造良好的创新创业环境，提供法治保障;增强农机软科学研究，培养农机科技领军队伍，包括管理人才、专业技术人才，推广人才、企业家人才等，保障农机发展软实力支撑。

4.1.5 营造良好氛围，支持丘陵山区农业机械智能化

加快开展丘陵山区农业机械化发展扶持政策的研究，推进丘陵山区农业机械化智能化发展项目;丘陵山区受自然环境影响因素相对较大，出现无机可用的严重现象，应大力支持骨于企业针对丘陵山区适宜农机具的研发和供给;鼓励多种多样的形式适度进行规模经营发展，比如构建家庭农场、农民合作社等经营体系。

4.2 企业层面

4.2.1 开拓市场，市场是智慧农机发展的根本

中国是一个农业大国，农机市场广阔。市场是农机工业发展的根本和依托，加大力度开发高端产品的新兴市场，增强研发能力和供给能力，促进行业持续稳定发展;开展多元化经营方式，提供优质的服务和高质量的产品以满足社会多样化需求。

4.2.2 围绕实施“一带一路”战略，引领农机产品走出去

围绕“一带一路”战略的实施，充分发挥国内农机制造品牌企业在创新中的主体作用和引领作用，加快创制高效、节本、绿色化、智能化农机产品和关键零部件，提升产品的质量和产品可靠性。贯彻实施《农业科技创新能力条件建设规划（2016 - 2020年》，建设农业机械化科研基地，积极推进科技进步带动农业现代化，让更多高质量、高效、可靠、自主研发的高端农机产品走向国际。

4.2.3 全程机械化和全面机械化

全程机械化就是全过程机械化，包括产前、产中和产后所有过程;全面机械化是指所有作物和所有地区的生产过程都实现机械化。目前国际上对农业机械产品的归类大概有大约7000多种，而我国目前只拥有约3000多种，我国的丘陵山区农业装备还很传统，产前、产后的机械装备仍有很多空余，所以企业有很大空间扩大智能化机械产品线。

4.2.4 提升机械装备水平，实施“互联网+”农业机械化

一是把发现人才、培训人才和使用人才作為最重要的发展条件和部门职责;二是不断引进、消化和吸收国内外最先进的机械装备，着力推进农业机械化大数据应用。实施“互联网+”农业机械化，利用“大数据十云计算”等先进技术构建农机物联网管理平台，农机生产作业时进行实时监控;还可以通过搭建互联网电商平台和互联网保险服务平台，方便农机的选购以及保障农机作业的风险。

参考文献：

[1]郑文钟，国内外智能化农业机械装备发展现状[J].现代农机，2015（6）：4-8.

[2]李道亮，农业4.O即将来临的智能农业时代[M].北京：机械工业出版社，2018.

[3]武欣竹，杨继盛.我国智能化农业机械应用及发展建议[J].农业工程，2017（7）：41-59.

[4]国务院.关于印发《中国制造2025》的通知[Zl.北京：国务院，2015.

[5]刘辉等.农业机械智能化发展现状及趋势[J].信阳农林学院学报，2017（3）：86-89.

[6]农业部.关于印发《全国农业机械化发展第十三个五年规划》的通知[EB/OL]. http：//www. moa. gov. cn/nybgb/2017/dyiq/201712/t20171227—6129917. htm.

作者简介;周中林（1964-），男，博士，正高级经济师，研究方向为企业管理及农业经济管理。