可持续发展理念下我国现代农业自动化技术发展面临的瓶颈及对策

孟令艳 乔永胜 姜 伟 柴润峰

（南阳飞凡电梯有限公司，河南 南阳 473000）

可持续发展理念作为指导当代经济社会发展的重要指导理念，对于现代农业自动化发展也有着重要的指导意义。当今，不断更新的科学技术推动着农业自动化技术朝着现代化、智能化、节能化和高效化方向发展。目前，尽管现代农业自动化技术在诸多领域的应用已实现突破，有力地促进了我国农业生产力的大幅度提升，但与发达国家相比，仍然存在一定差距，并有部分突出问题迫切需要解决。因此，有必要研究可持续发展理念下现代农业自动化技术的发展趋势，以进一步促进现代农业发展与进步。

1 我国现代农业自动化技术发展面临的瓶颈

1.1 能源紧缺，能耗控制严格

随着我国对于农业产业投入的稳步提高，农业产业链相关企业不同程度地引入了一批自动化设备。然而，我国能源紧缺现状以及农业生产过程中较为严格的能耗控制使得农业企业自动化发展颇为艰难，尤其是一些较为先进的自动化设备，常因为这两方面突出因素的影响，而不能全负荷运载［1］。

1.2 质量管理工作不到位

质量管理工作作为农业企业自动化技术应用中的重要环节，必须得到充分重视。如果不能将质量管理工作落到实处，则会严重影响自动化技术的科学、合理应用，同时会影响自动化设备的使用寿命。然而，从现实情况来看，大多数中小型农业企业往往缺乏规范化的质量管理制度。

1.3 自动化技术集成化程度低

未来农业自动化技术发展的重要方向之一是摆脱自动化系统在各功能及系统连接上的缺失，通过信息技术的联合应用实现资源共享，避免影响自动化系统作用的发挥。然而，当前农业企业自动化技术集成化程度低，导致与这一目标的实现依然存在较大差距。

2 可持续发展理念下我国现代农业自动化技术发展趋势

现阶段，“创新、协调、绿色、开放、共享”已成为可持续发展理念的基本要求，而新一轮技术创新所产生的现代农业自动化技术完全符合这一要求，而且规避了传统自动化技术遗留的问题。

2.1 自动化管理及运作更加高效

目前，自动化技术将先进的管理方式与设计理念带入现代农业生产管理体系中，能有效地提升农业企业对于自动化控制系统开发的基本要求。无论在管理层面，还是系统运作层面，效率均较高，提升了农业企业的开发绩效和实际产出效能。

2.2 农业生产管理更加精准

目前，大部分现代农业自动化技术的运行都需要借助互联网平台。在互联网平台的支持下，现代农业自动化技术能实现数据的高效传输。在此条件下，大数据、云计算及物联网技术得到了广泛的引入和应用，为实现农业生产精准管理奠定了基础［2］。

2.3 自动化技术集成化程度提高，生产成本进一步降低

随着农业自动化技术研发与推广力度的增强，传统依托人力或简单机械而开展的生产环节必然会被自动化生产所替代，同时相应的生产环节必然会融入现代农业自动化生产管理体系。自动化技术集成化程度不断提高，传统生产所需的能耗和经济成本将进一步降低，从而促进现代农业企业可持续发展。

3 可持续发展理念下现代农业自动化技术应用范例

3.1 智能配电系统

智能配电系统从最初的元件模拟到如今的智能模拟，应用范围不断扩大，实际应用效果大大提升，不仅能实现农业生产、储存和运输等不同场所的远程控制与监视，而且能通过故障预测来满足不同情形下现代农业生产对于服务的需求，同时能延长配电网络的整体寿命、保证配电网络的可靠性。目前，我国大型农业企业所采用的智能配电系统可以在标准的分组网络下，提供详细的设备状态信息，将点对点的通信系统废止，并依托传感器转换成为更加高效的状态。这有助于改变以往每个农业设备都需要专门通道才能连接完全的限制，使后台控制中心能在远程的状态下准确、快速地了解故障发生地，进而提醒企业及时委派维修人员开展保障维修工作。

目前，在我国电力系统中，终端负荷一般是低于间断性负荷的，最终用户即终端用户的一方。而在电压等级较低的农村地区供电系统中，通常采用更符合农业生产实际与节能要求的35 kV与10 kV供电系统类型，有助于保证系统自带功能的牢靠性。

3.2 智慧农舍

对建筑资源进行科学配置、满足不同需求的用户是智能建筑设计师的职责所在。现代农业企业所打造的智慧农舍不仅要保证建筑规划设计的科学性和合理性，而且在技术层面需要涉及电气自动化技术、物联网技术等多方面技术，以最大限度地实现智慧农舍高效运行［3］。由此可见，要想提高智慧农舍的资源利用率、降低资源空置率，必须科学合理地将自动化技术应用于智慧农舍。例如，智慧建筑中变电站的设计更需要电气自动化技术来使监控和管理更为自动化，大多数情况下需要将传统电力信号电缆替换为光纤通信电缆，将常规电磁式设备替换为全微机化设备。再如，电气安全是智慧农舍运行的关键环节，其代表着智慧农舍是否能够达到电路安全载流量的保障标准。将自动化技术引入智慧农舍，可以有效监控设备的绝缘性、人体与带电体的安全距离及电气安全性等。图1为蔬菜生产智慧农舍运行示意图。

图1 蔬菜生产智慧农舍运行示意图

3.3 GE Fanuc PLC自动控制系统

GE Fanuc PLC自动控制系统主要应用于现代农产品加工企业，其具有以下四方面优势。一是具有起、停预告信号的集控系统，故障出现时能及时、快速地传递紧急停车信号和报警信号。二是系统运行所需的设备通常安装有逆流闭锁，易出现堵料现象。这起初是由于机械故障造成的，并非是因为逆流闭锁的安装。GE Fanuc PLC自动控制系统可以对机械设备进行较为详尽的检查，故障报警后应立时停车进行处理，防止产生安全生产问题。三是实现集控系统高效运行。设备出现意外故障时，经过设立的集控系统，操作人员可以通过集中控制大批设备，时时检测生产状况。

4 可持续发展理念下促进现代农业自动化发展的建议

随着我国对农业自动化研发投入的逐步增加，未来市场中将会出现越来越多符合要求的农业自动化产品，我国农业企业的市场竞争力也将得到增强。

4.1 充分发挥政府的引导作用

为了更为有效地推动我国农业自动化技术的应用，各级政府及相关部门应进一步加大对现代农业自动化发展的支持力度，通过扶持农业企业购买相关设备来促进现代化农业自动化技术的普及［4］。与此同时，科技部门应支持新型现代农业自动化技术研发，加快研发产品的推广与应用。

4.2 努力提升我国农业自动化装备的制造水平

农业自动化装备的制造水平直接决定着我国农业自动化发展程度，因此，农业自动化装备制造企业一定要树立提升制造工艺水平的意识［5］。一方面，要努力提升农业自动化装备的使用寿命，确保其能在较为复杂的农业生产环境中正常工作，减少因为装备故障所造成的损失；另一方面，产品的研发应精准对接企业的实际需求，从而更好地促进装备的推广与应用。

4.3 强化农业自动化装备的应用管理

要想高效推广与应用农业自动化技术，强化农业自动化装备的应用管理非常重要。现代农业企业应建立符合农业自动化装备使用规律的管理制度，通过标准化管理来提高农业生产力。同时，将农业自动化装备与信息化技术进行联合应用，不断适应时代发展要求，推动农业企业可持续发展［6］。