农机田间作业监控设备自愿性产品认证技术要求

胡继红，马玲娟

(农业农村部农业机械化总站，北京市，100122)

0 引言

农机田间作业监控设备(以下简称作业监控设备)是指安装在农机具上，一般由监测主机、机具识别器、定位模块、作业监测传感器、图像采集器等设备或其集成等部分组成，对农机具在土地耕整、播种插秧、植保施肥、收割收获等作业中的某种或多种作业状态、作业过程和作业效果等进行监测，并将采集的监测数据存储并传输至远程信息监控平台的设备。

近年来一些机构对农机田间作业监控设备(监测终端)研究并制定了一系列标准，如中国农机化协会于2017年制定了农机深松作业远程监测系统技术要求、2020年制定了精密播种机作业远程监测终端技术要求，分别对农机深松作业远程监测系统及精密播种机作业远程监测终端的术语和定义、系统架构、终端要求、平台要求、检测方法和检验规则做出了规定。农业农村部于2021年颁布了农机耕整地作业监测终端及农机播种作业监测终端推广鉴定大纲，分别规定了农机耕整地作业监测终端及农机播种作业监测终端推广鉴定的鉴定内容、方法和判定规则。本文主要介绍农机作业监控设备自愿性产品认证技术要求内容的确定，如认证模式怎么选择、认证单元如何选定划分、单元范围怎么界定、产品型式试验检验检查要求和技术要领、获证后监督中一致性检查核心内容、工厂质量保证能力要求的检查要点和技术要求等，便于企业和检验机构准确了解和掌握农机作业监控设备自愿性产品认证技术要求。

1 认证模式的选择

所谓认证，是一种信用保证形式。按照国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)的定义，是指由国家认可的认证机构证明一个组织的产品、服务、管理体系符合相关标准、技术规范(TS)或其强制性要求的合格评定活动。

认证按认证对象分为体系认证和产品认证，其中产品认证又按强制程度分为自愿性产品认证和强制性产品认证两种。强制性产品认证是政府为保护消费者人身安全和国家安全、加强产品质量管理、依照法律法规实施的一种产品合格评定制度，自愿性产品认证是企业针对强制性产品认证制度管理范围之外的产品或产品技术要求自愿向认证机构提出的认证申请。通过认证可帮助生产企业建立健全有效的质量体系并提高产品的市场竞争能力，通过认证也可指导消费者选购合格满意的产品。

认证模式就是认证在实施中的标准样式，按照实施认证中样品确定方式(送样、抽样)、是否审核质量保证体系、是否进行型式试验以及是否实施证后监督等8种产品认证模式。考虑到作业监控设备质量现状以及认证风险控制，作业监控设备产品认证应选择型式试验(企业送样)+获证后监督(包括质量保证能力审核)的认证模式。型式试验是为了验证产品能否满足产品标准的全部要求所进行的试验，一般是对一个或多个具有代表性的样品利用试验手段进行合格性评定。如果是企业送样，则要求所有检验项目均需符合规定。获证后监督的目的是为了证明产品质量持续符合认证要求，确定认证证书与认证标志能否持续使用。

2 认证单元的划分

产品认证一般要按照同一工厂生产、产品结构、关键件和质量特征基本相近以及依据产品标准相同的原则划分单元，同一单元只选择一个代表性机型进行型式试验，代表性机型型式试验通过则整个单元产品型式试验通过。根据当前应用的农机作业监控设备特点，可划分为两个单元。即耕整地作业监控设备单元和播种作业监控设备单元。

2.1 耕整地作业监控设备单元

耕整地作业监控设备单元指安装在耕整地作业机组上，一般由监测主机、机具识别器、定位模块、作业监测传感器、图像采集器等设备或其集成等部分组成，对耕整地作业中的作业状态(或作业深度)、机具识别、作业面积、重复作业等进行监测，并将采集的监测数据存储并传输至远程信息监控平台的设备。

2.2 播种作业监控设备单元

播种作业监控设备单元指安装在播种作业机组上，一般由监测主机、机具识别器、定位模块、作业监测传感器、图像采集器等设备或其集成等部分组成，对播种作业中的播种量统计、播种作业信息显示、缺种堵塞报警等进行监测，并将采集的监测数据存储并传输至远程信息监控平台的设备。

3 型式试验样机确定和检验检查要求

3.1 样机确定

耕整地作业监控设备单元型式试验样机应选择无线通信方式多、数据存储功能及容量大、测量精度高的机型。播种作业监控设备单元型式试验样机应选择GNSS定位天线及远程传输天线配置数量多、种子传感器通道数多、图像采集分辨率高的机型。型式试验样机一般应是在6个月内按正常工艺生产、经自检合格的产品，型式试验样本数一般为1套。除试验样机外，企业可根据需要提供备用样机1套，备用样机只在样机本身质量问题造成无法正常检验时启用。产品检验一般由认证机构指定的检验机构实施。

3.2 耕整地作业监控设备产品的检验检查要求

耕整地作业监控设备组成至少应包括微控制器、卫星定位模块、无线通信传输模块、数据存储模块、电源处理模块、显示报警装置、机具识别装置、作业深度监测装置、图像采集装置、卫星定位天线、无线通信天线等。耕整地作业监控设备产品应符合一般电子产品的安全要求、环境适应性要求和耕整地作业监控要求，具体应包括以下方面。

3.2.1 电子产品安全要求

电气性能应满足电源电压波动范围内的电压适应性试验、能承受1 min的极性反接试验、能承受1 min的电源过电压试验，试验后终端各项功能均应正常；电磁兼容应满足能抗拖拉机点火干扰，终端在工作状态下，进行拖拉机点火干扰时，各项功能应正常，终端试验中及试验后不应出现电气故障。

3.2.2 环境适应性要求

气候环境适应性应满足终端的存储温度至少为-40 ℃～85 ℃，工作温度至少为-10 ℃～65 ℃，相对湿度为10%RH～90%RH(无凝露)；机械环境适应性应满足终端在承受振动、冲击等机械环境试验后，无永久性结构变形，无零部件损坏，无电气故障，无紧固部件松脱现象，无插头、通信接口等接插件脱落或接触不良现象，其各项功能应保持正常，无试验前存储的信息丢失现象；防护等级应满足终端部分安装在拖拉机驾驶室内的装置外壳防尘防水等级要求。

3.2.3 耕整地作业监控要求

定位性能应满足支持北斗定位、接收灵敏度优于-130 dBm、作业条件下且水平定位精度不大于2.5 m、数据输出更新频率不低于1 Hz；作业深度测量误差是指在机组上安装终端进行田间作业时，用终端测量的平均作业深度与用耕深尺测量的实际平均作业深度差的绝对值，作业深度测量误差应≤3 cm；作业面积测量精度是用1减去(终端测量的作业面积与实际作业面积之差的绝对值占实际作业面积的百分比)，作业面积测量精度应≥97%；重复作业检测准确率(仅限深松作业)是用1减去(终端测量的重复作业面积与实际重复作业面积之差的绝对值占实际重复作业面积的百分比)，重复作业检测准确率应≥85%。

3.3 播种作业监控设备产品的检验检查要求

播种作业监控设备产品组成至少应包括微控制器、卫星定位模块、无线通信传输模块、数据存储模块、电源处理模块、显示报警装置、机具识别装置、作业深度监测装置、图像采集装置、卫星定位天线、无线通信天线等。播种作业监控设备产品应符合一般电子产品的安全要求、环境适应性要求和播种作业监控要求，具体应包括以下方面。

3.3.1 电子产品安全

电气性能应满足电源电压波动范围内的电压适应性试验、能承受1 min的极性反接试验、能承受1 min的电源过电压试验，试验后终端各项功能均应正常；电磁兼容应满足能抗拖拉机点火干扰，终端在工作状态下，进行拖拉机点火干扰时，各项功能应正常，终端试验中及试验后不应出现电气故障。

3.3.2 环境适应性指标

气候环境适应性应满足终端的存储温度至少为-40 ℃～85 ℃，工作温度至少为-10 ℃～65 ℃，相对湿度为10%RH～90%RH(无凝露)；机械环境适应性应满足终端在承受振动、冲击等机械环境试验后，无永久性结构变形，无零部件损坏，无电气故障，无紧固部件松脱现象，无插头、通信接口等接插件脱落或接触不良现象，其各项功能应保持正常，无试验前存储的信息丢失现象；防护等级应满足终端部分安装在拖拉机驾驶室内的装置外壳防尘防水等级要求。

3.3.3 播种作业监控指标

定位性能应满足支持北斗定位、接收灵敏度优于-130 dBm、作业条件下且水平定位精度不大于2.5 m、数据输出更新频率不低于1 Hz；播种量统计误差率是在播种机组上安装终端，不安装或抬起覆土镇压轮，实际播种总量与终端统计的播种总量之差的绝对值占实际播种总量的百分比，作业播种量统计误差率应≤1%。缺种报警准确率是在播种机组上安装终端，不安装或抬起覆土镇压轮，终端缺种报警成功次数占试验次数的百分比，缺种报警准确率应≥95%。堵塞报警准确率是在播种机组上安装终端，不安装或抬起覆土镇压轮，终端堵塞报警成功次数占试验次数的百分比，堵塞报警准确率应≥95%。

4 获证后监督

4.1 获证后监督频次的确定

获证后监督频次与获证产品生产企业质量保证能力相关、与出现产品质量事故给认证机构带来的风险相关，根据作业监控设备生产企业的质量保证能力和产品质量状况，借鉴其他产品认证的实践，作业监控设备证后监督可在证书有效周期内每两年监督一次。第一次获证后跟踪监督一般在认证证书颁发之后3个月内完成，之后的获证后监督间隔一般不超过24个月。如产品质量风险增大可以增加监督频次。

4.2 获证后的监督内容

获证后监督采用工厂检查方式，第一次检查内容为产品一致性检查+工厂质量保证能力要求全部条款。每个认证单元至少抽取一个型号产品进行产品一致性检查。之后的监督检查内容为产品一致性检查+工厂质量保证能力要求部分条款。

4.2.1 产品一致性检查

产品一致性是指工厂批量生产的产品与型式试验送样机型的检验报告及经认证机构已确认样机的关键件明细表参数一致。产品一致性检查的目的是通过检查工厂对其批量生产产品的一致性控制情况，来判定工厂是否具备持续稳定的生产符合相关认证要求的产品的能力。产品一致性检查内容还包括：获证后，如工厂发生工厂搬迁、认证证书有关信息、认证产品的变更等是否向认证机构申请变更并获得批准，如产品发生严重安全质量问题、重大用户投诉、国家监督抽查不合格等是否向认证机构申报备案。

耕整地作业监控设备获证后监督的产品一致性检查内容包括：生产厂产品型号及名称、生产者名称(与营业执照相同)、生产企业名称(与营业执照相同)、产品照片、主机(型号、软件版本、卫星定位、无线通信、数据存储功能及容量、断网数据缓存最大时间)、显示报警装置(型号、软件版本、作业信息显示、故障报警、分辨率)、作业状态监控装置(型号、软件版本)、作业深度监控装置(如有)(型号、软件版本、测量精度、深度监测)、机具识别装置型号及软件版本、图像信息采集装置(型号、分辨率)等。对有型式试验报告的产品，确认依据为型式试验报告中产品技术参数；对无型式试验报告的产品，确认核查依据为企业申报的关键件明细表。最终确认的技术参数与确认依据值不应有显著差异，考虑测量误差原则上不大于3%。如确认的产品技术参数与原申报值变化大于3%，企业应向认证机构提出变更申请在获得批准后应修改相关文件的产品技术参数，如产品标准、产品铭牌、产品说明书、检验文件等。

播种作业监控设备获证后监督的产品一致性检查内容包括：生产厂产品型号及名称、生产者名称(与营业执照相同)、生产企业名称(与营业执照相同)、产品照片、车载显示单元(主板固件版本、播种及报警信息显示、GNSS定位、远程传输、报警消除)、播种信息采集单元(主板固件版本、种子传感器通道数、数据接口类型、种子传感器主板固件版本、种子传感器输出信号类型、显示终端尺寸及分辨率(如有)、作业状态感知传感器型号规格(如有))、报警装置(型号规格、接口类型、图像输出制式)、图像采集单元(型号规格、接口类型、图像采集分辨率、图像像素)、集成部分组成。

4.2.2 工厂质量保证能力要求

工厂质量保证能力要求是对企业能满足批量生产合格认证产品的最低工厂生产条件要求。具体内容包括：基本生产条件、技术文件要求、采购关键件和材料控制、关键过程控制、例行检验、检验试验仪器设备、不合格品控制、产品一致性控制、产品防护、认证证书和标志共10项。

(1)基本生产条件：工厂应建立保证作业监控设备产品一致性所需的生产设施、人力资源及生产环境，如固定的厂房和库房，保证正常生产、检测的水电供应等。(2)技术文件要求：应制订作业监控设备产品的相关过程有效运作和控制需要的文件，如作业监控设备产品的出厂技术条件，自制和整机装配工艺文件等。(3)采购关键件和材料控制要求：应建立作业监控设备的采购关键件和材料(如主机软件、卫星定位模块及天线、数据存储卡、显示屏、图像采集摄像头等)控制文件，制定合格供应商的评价管理办法，制定采购关键件和材料的安全技术要求和检验或验证规范等。(4)关键过程控制要求：应建立作业监控设备生产的全过程控制工艺文件，应识别作业监控设备如各电路部件组装及封装、主机组装、显示报警装置部装、作业状态监测装置部装、机具识别装置部装、图像采集装置部装、各部件线路管路连接、整机组装和测试等关键工序和工艺并适时监控和记录，应保证生产所需工作环境、生产设备和人员能力等满足正常生产要求。(5)例行检验要求：例行检验是指在产品生产的最终阶段对产品进行的100%检验，也称为出厂检验。作业监控设备的例行检验项目应包括：组成、铭牌、标志说明书和产品防护。(6)检验试验仪器设备要求：工厂应配备足够的检验试验仪器设备，检验试验仪器设备应按规定的周期进行校准或检定并保存校准或检定记录，检验试验人员能力满足要求。作业监控设备检验试验仪器设备还应包括生产中测试电脑、与产品型号各部件匹配的软件版本等。(7)不合格品控制要求：工厂应建立并保持不合格品控制程序，内容应包括不合格品的标识、隔离和处置及纠正措施要求。如经返修、返工后的产品应重新检测。对重要部件或组件的返修、返工应做相应的记录。(8)产品一致性控制要求：工厂应对批量生产产品的一致性进行控制，保证批量生产的产品与型式试验合格或经认证机构确认的样机一致。工厂应建立并保持产品关键件和材料、产品结构等影响产品符合规定要求因素的变更控制程序。(9)产品防护要求：工厂在采购、生产制造、检验等环节所进行的产品防护，如标识、搬运、包装、贮存、保护等工厂应建立产品出入库台账。(10)认证证书和标志要求：工厂对认证证书和标志的管理及使用应符合认证机构相关规定。

5 结语

应用作业监控设备可以提高机具作业质量、提高作业效率，越来越受到农民的欢迎。为了促进作业监控设备产品的质量提升以及行业健康发展，发挥认证的引导作用，推进实施自愿性产品认证，很有必要。在实施农机田间作业监控设备自愿性产品认证过程中，生产企业、检验机构、认证人员准确掌握技术要求的内容，非常关键。在确定技术要求时，要执行国家有关认证工作的规定，要反映使用者对产品的期望，还要降低认证机构的风险。综合各方因素和要求，本文介绍了认证技术要求的具体内容，期望对生产企业申请认证、检验人员检验产品、认证人员实施审核能有所帮助。通过对农机田间作业监控设备实施自愿性产品认证，能为使用者选购产品提供有益的帮助，促进产品质量的持续提升。