人机交互在农产品加工机械中的应用研究

贾延琨

（山东华宇工学院，山东 德州 253000）

农产品加工业是农业的主要产业，是农业现代化的一个重要因素。农产品加工业的快速增长需要先进的技术和设备。对农产品加工技术和设备的新需求持续加大，以确保食品的营养、健康与安全，并适应人类饮食结构的变化，满足市场对扩大生产的需求；加强农业产品在市场上的竞争力，并增加农业资源的使用。这些因素结合在一起，为农业产品加工技术和设备带来了新的发展机会和挑战。

1 农产品加工业在我国经济发展中的重要地位

1.1 农产品加工业是我国经济发展的支柱产业

我国的农产品加工业可分为12个产业，这些产业都是和人们生活紧密相关的，为人们群众的生活提供基本保障的产业。在农产品加工业中，食品工业占农产品加工业总值一半左右，充分体现了农产品加工业相对于民生的重要地位。

1.2 产品加工业是新农村建设的经济基础

虽然农村工业发展和农民的繁荣是新农村结构建设的核心，但农产品加工业的发展是促进农民就业和创收的重要手段。通过促进农产品加工业大发展和实现农业产品的多环式和多层次转型价值，提高农业的整体利益，增加农民的收入。

农产品加工业的发展也是现代农业的关键。通过农产品加工业的领导作用，将产前、产中和产后之间的环节联系在一起，从而扩大了农业价值链，逐步实现农产品加工业的纵向一体化模式。加强专业化、标准化、扩大农业范围和销售，利用生物物质资源生产新的工业产品、替代能源、向农业提供发展动力、改变农业资源与增值加工产品的优势、提高农业系统的影响以及确定必要的农业转型入口。传统的现代农业，加强其在国内外的市场竞争力。农产品加工业是在国家范围内发展现代农业的有效手段，也是发展农业加工工业的重要手段，它是农产品加工业和现代农业的直接动力。

在我国，农产品加工业的区域特点更为明显，而发展模式则是最初形成的。根据资源和地理优势，以加工工业为主导以农业为基础，工业地区专门从事加工工业，乡村地区专门从事农业，有些地区则形成特有的经济结构。农业部根据13个不同的农业区的组成，改造了大城市郊区的农业地带和加工区，从而使农业产品的加工集中在生产区和大城市郊区，从而形成了一批主要的工业集团，这些集团从规模经济和区域和市场优势中充分受益，成为区域经济发展的主要动力，特别是在经济欠发达的地区。

图1

2 农产品加工机械发展现状及存在的问题

2.1 设备技术水平低

与先进的国际水平相比，我们的农业产品技术和加工设备一般落后10～20年，大约90%的中小企业技术设备落后，缺少高质量监测工具，甚至质量标准也相对偏低，更不用说质量保证系统。这主要表现在产品的多样性和加工不足；初级产品数量增加，加工产品数量减少；中产产品数量增加，价值较低，价值较高的产品和价值较高的产品数量减少；这样，企业的成本效益就会降低。

图2

2.2 成套性差、种类少

例如，在我国，目前种子加工机器仍然相对落后，运行水平不高，有些产品质量差。与国外先进水平相比，处理质量、可靠性和稳定性方面仍然存在巨大差距。

在经济发达国家，种子工业已成为一个与农业密切相关的新工业部门，拥有相对良好的种子培育、加工和传播系统，而且有一种趋势，即种子加工从一个机器转变为一个工厂。在欧洲和美国等国家，种子加工厂主要是由包装材料加工、先进加工设备和良好的监测系统组成的成套设备组成的，广泛使用物理、化学和生物措施对种子进行深入加工和包装，从而大大提高种子商品的质量和市场竞争力。

2.3 机械加工工艺和制造手段落后

大多数外国农业机械制造商都采用了计算机辅助设计和生产计算机辅助制造，从而提高了机械加工的精确度，并通过广泛应用光电子控制技术降低了劳动强度。德国的种子加工机器只需要一个或两个操作员来完成全部的种子加工设备，从而降低人工成本。当混合调控控制物质流量和药物体积时，参数可以轻易调整，以确保在种子与绞架混合之前均匀喷洒到种子表面，从而实现设备的良好运作。

2.4 质量控制快速检测方法落后

农业产品质量的测试，是独立于人类，而是完全依赖于机械。质量测试可以分为两部分：一种是坏的，另一种是不坏的。随着研究的深入，非破坏性质量测试和机械设备的开发正在得到广泛研究。我国的农业分类基本上是手工和机械的，导致我国农业产品质量下降，市场竞争力下降。

图3

3 农产品加工机械的人机交互设计的思路

人机互动是研究系统和用户之间相互关系的科学。这个系统可以是各种各样的装置，也可以是电脑和软件的系统。一般来说，人机系统的界面是指用户可以看到或触摸的部分，用户与系统互动，并通过人机系统的界面操作。例如无线电按钮、飞机上的信息板或电力控制室。人机的交互界面的设计应充分反映用户对该系统的理解，并确保其易于使用或使用。

提高农业加工机器的人工化程度的目的是为了在用户和生产者之间建立联系，以便使农业加工机器能适应用户的需要，并使用户能更好地与机器互动。

3.1 功能操作区的人机交互

功能操作区是人工操作的，具有一定的灵活性和反应速度，并努力确定适当的范围的地点。如果手动控制器的区域从开始就不移动，则该设施为圆圈的中心，半径为35.6cm，肩膀高度和下方；上述圆球区的半径可在移动该设施时扩大到40.6cm；当物体不移动肩膀中心位于直径为61cm的球状区域；上述半径可扩大到76cm，如果身体可以移动。这个区域的设计是，如果脚踏板在地面上工作，最好高度是在20cm以上或稍低一点，其运动控制器的高度不超过地面的55cm。控制器的设计必须考虑人的运动器官的视觉要求。

3.2 操作系统的人机界面

人机间的联系，是传递和交流信息的手段，也是用户与机器之间对话的一种方式。人与人之间的联系不仅包括点、线和面的直接联系，而且还包括信息传输和远程控制的实施情况。信息共享可以在“输入”和“输出”设备之间进行，由人自行操作装置，如手柄、开关、门、指令等，而输出是指来自装置或装置的信息，例如故障、警告、操作指令等等。

根据用户对未来操作系统的看法设计用户模板，使其符合完成后获得的系统的显示，以便用户对该系统感到满意并能够有效地使用该系统。因此，只有了解用户的情况，才能分析和正确判断用户的需要，并进行设计。

3.3 考虑界面设计中的典型问题设计

在任何计算机界面中，必须考虑到主要要素：系统响应时间、用户支持、错误信息处理和发布指令的方式。该系统的反应时间长短是用户最抱怨的问题，因为用户除了反应时间的长短之外，还对不同命令的反应时间的差异感兴趣，如果时间上的差异很大，这是难以接受的；用户助理最好使用一个综合系统，以避免用户要求某一证据，并且用户需要接触大量无关信息；错误信息和警告信息必须清晰、准确，而且还应包括关于追回错误的反馈。

4 结语

综上所述，在上述基础上，应当加大对农业加工机械的交互设计的投资，注重将人的互动概念应用于产品生产和营销的基础上，并向消费者提供满足其实际需要的农产品加工设备，这将大大提高农业加工的效率，并使这些机器的价值。