中国一拖：“三夏”里的机械化硬核力量

文丨本刊记者 杨平

动力换挡传动系在线检测系统检测台

炎炎夏日，正是收麦的时节，在河南省临颍县王岗镇的一个“智慧农场”，农场的工作人员首先对收割区域的4个点位进行轨迹定位，利用安装在手机上的App，就可以指挥无人收割机自动作业。

“过去这片农场要十几个农民进行耕地、施肥、收获，哪个环节都少不了人，更不能马虎。如今，我们农场采用的全是无人机械设备进行操作。通过手机可以很方便地操控，如果在作业过程中遇到障碍物的话，它还能进行自动避障，这样就大大提高了作业效率。同时，我们一台手机可以操控多台设备，大大降低了人工成本。”无人收割机操控人员李涛说。

李涛告诉记者，收割机无人作业特别适合成方连片的大田，只要规划好航线，一天24个小时，可以连续工作，能够做到不漏割不重割，自动完成田间掉头和自动卸粮，这样就提高了效率，精准作业，一天可以正常地收获200亩左右。同时，机械化收割一亩地平均可减损30多斤小麦，机收损失率控制在1%以内。

重创新 专项攻关彰显大企担当

“十三五”期间，科技部围绕现代农业发展对高端技术和市场重大产品的紧迫需求，组织实施了国家重点研发计划“智能农机装备”重点专项（以下简称“农机专项”），旨在突破信息感知、决策智控、试验检测等农机行业关键共性技术与重大产品智能化核心技术，破解依赖进口、受制于人的技术瓶颈，开发大型与专用拖拉机、田间作业及收获等主导产品智能技术，建立农业智能化装备技术体系，创制丘陵山区、设施生产及农产品产地处理等作业装备，支撑全程机械化发展，为将“丰收在田”转化为“丰收在手”提供了机械化硬核力量。

“智慧农场”里“田间无人影、农机独自忙”场景的实现，源于中国一拖集团有限公司（以下简称“中国一拖”）的技术支撑。

中国一拖是国家“一五”时期156个重点建设项目之一，1955年开工建设，1959年建成投产。新中国第一台履带式拖拉机、第一台轮式拖拉机、第一台智能重型拖拉机、第一台橡胶履带推土机、第一辆军用越野载重汽车、第一台农用运输车等产品皆在这里诞生。经过60多年的发展，中国一拖已发展成了以农业机械制造为核心，动力机械、零部件制造等协同发展的大型装备制造企业集团，累计为社会提供大、中、小型拖拉机近400万台、动力机械等产品近300万台，为我国农业机械化发展作出了巨大贡献。

作为行业龙头企业，中国一拖及其所属企业共参与了“智能农机装备”重点专项中的“新型节能环保农用发动机开发”“智能电动拖拉机开发”“丘陵山地拖拉机关键技术研究与整机开发”“农机装备智能化设计技术研究”“农机装备制造过程质量检测技术研究”“农机装备试验验证方法与技术研究”“基于北斗的农机定位与导航技术装置研究”“农机作业与运维智能管理技术系统研究”等8个项目的研究工作，涉及10个课题。其中，牵头承担项目1个，承担课题6个，参与课题4个。参加课题数量和人数为企业前所未有，彰显了企业的行业地位，对企业科研团队建设和学术带头人培养、主营产品关键技术突破、成果转化应用和引导企业产品发展等方面起到了积极的促进作用。

中国一拖及其所属企业共有232人作为骨干成员参与了“智能农机装备”重点专项10个课题的研究工作，涉及拖拉机、动力机械、智能控制、试验检测、试验设备研制等专业领域。通过课题参与，锻炼了队伍，扩大了技术交流合作，提升了企业科研人员的理论水平，开阔了视野，培养了一批具有承担国家科研课题经验的技术骨干，为后续产品研发奠定了良好基础。同时，通过国家科技课题的历练，也为企业培养了拖拉机、柴油机等方面的高层次学术带头人。新型节能环保农用发动机开发项目负责人赵剡水被专项管理单位中国农村技术开发中心聘为农机专项总体专家组成员。新型节能环保农用发动机开发项目课题负责人商潭苏2021年被中国一拖评为首席专家。丘陵山地拖拉机关键技术研究与整机开发项目课题骨干董昊2018年荣获“第六届中国农业机械学会青年科技奖”。新型节能环保农用发动机开发课题骨干游海、基于北斗的农机定位与导航技术装置研究课题骨干陈松2019年被洛阳市委评选为“洛阳市第二届优秀科技杰出人才”。

重技术 无人农机、智能检测纷纷落地

农机专项的实施突破了一批拖拉机、柴油机等农机装备关键核心技术，加快了转化步伐，有力促进了企业技术进步和产品升级。

拖拉机自动驾驶技术，“基于北斗的农机定位与导航技术装置研究”项目成果，突破了精准农艺约束下自动驾驶拖拉机整机作业智能控制、自动驾驶拖拉机精准路径规划行驶控制、自动驾驶拖拉机安全控制等关键技术，取得了“一种无人驾驶拖拉机控制系统及控制方法”“一种无人驾驶拖拉机控制系统”2项专利,研发了车辆AMT变速器换挡控制嵌入软件V1.0，研制了自动驾驶整机作业控制系统和农具自动控制系统，整体技术达到了国内领先水平，其中地头轨迹算法、作业轨迹控制技术达到了国际先进水平。2019年，500台应用了此项技术成果的拖拉机服务于内蒙古通辽的50万亩甜菜种植作业。应用此技术研制的东方红-LF2204无人驾驶轮式拖拉机2020年荣获首届全国机械工业设计创新大赛概念组金奖。

随着城镇化的发展和农业产业结构的调整，该项技术的经济性将逐步显现，拖拉机、收割机、植保机械等农机产品将越来越多地应用自动驾驶技术。国内外将出现越来越多的“智慧农场”，通过安装在田间的智能终端设备，在5G、大数据等新技术支撑下，智慧农场的耕、种、收，实现了全程机械化、智能化。农机管理部门也可以精准掌握农机分布情况、作业情况，以便合理调度农机。

重型动力换挡拖拉机和大型联合收割机制造过程质量检测存在行业共性技术问题，已严重影响农机装备技术进步与发展。针对两大典型农机装备制造过程质量检测中存在的行业共性技术问题，中国一拖牵头组织了9家高校、2家科研院所和3家重点企业进行攻关。

项目研究了关键部件及整机制造质量在线检测方法，突破了拖拉机动力换挡传动系多传感融合、故障隐患在线声学和振动分析等技术难点攻克了联合收割机多风道全压参数及流线谱、总线型电液系统缺陷等检测技术。创制了拖拉机、联合收割机制造质量在线检测系统，建立了制造质量数据库和信息平台，提高了我国农机装备制造过程智能化水平、产品制造质量和市场竞争力。

拖拉机关键部件可靠性检测技术研究与系统开发成果产业化后，“多维动态特征状态簇谱”可作为制造过程质量评价标准。实现多离合器耦合性能的在线检测和故障诊断，优化制造过程工艺，保证下线产品质量，降低返修率。成果广泛推广到各生产企业，增加产品平均无故障时间。动力换挡传动系在线检测系统检测台已应用于正在生产的东方红LF904、LF1504、LF2204三个机型上的传动系耐久试验与故障诊断。

拖拉机整机检测技术研究与系统开发成果分别在山东东汽农业装备有限公司、大阳通用机械有限公司、机械工业汽车产品质量检测中心（长春）等单位进行应用。研究成果提高了产品质量，整机性能故障造成的外赔率降低了8%。改善了作业环境，降低了劳动强度。通过整机检测工艺流程优化，减少了调试检测人员36人，检测效率提升了43%。

联合收割机关键部件可靠性检测技术研究与系统开发研究成果在潍柴雷沃重工股份有限公司进行了应用。研制的LHDJC-1型动平衡仪价格适中，便携易用，易于推广。销售价在0.9万元/台左右，按年产1000台计算，生产企业每年可新增销售收入900万元，而且随着产销规模增大单位成本将更低。该动平衡仪的批量生产，将带动相关配套厂家和其他产业的发展，经济和社会效益显著。

整机智能终检成套系统应用于潍柴雷沃重工轮式收获机下线试车场。检测效率提高了30%，为企业产品质量自动化检测和评价提供了客观依据。整机电气、装配质量振动检测系统应用于天津勇猛整机装配生产线。3年来累计检测玉米收获机2000余台，积累了大量检测数据。

动力换挡、无级变速拖拉机是今后产品发展方向，此成果为我国拖拉机产品关键部件制造过程质量监控提供了装备支撑，有利于形成国内农机装备完整的设计制造、试验检测和质量评价体系，实现我国农机装备的精益制造，缩小与国外主流产品差距。

运用了联合收割机关键部件可靠性检测技术的无人拖拉机正在作业

重发展 为我国现代农机持续发力

农机专项的成功实施促进了我国农机装备制造产业向精益、智能方向发展，大幅提升我国智能农机装备技术水平，对于建设现代化农业强国具有重大的战略意义。

中国一拖技术团队通过参与专项自主创新，突破一个又一个核心技术，创制了动力换挡、无级变速、混合动力、无人驾驶拖拉机等具有行业重大意义的新产品，引领了行业技术进步，为成为全球农业装备一流研发机构而努力。

“十四五”时期是我国开启全面建设社会主义现代化国家新征程的第一个五年，也是我国农机工业从全球产业链中低端迈向中高端、农机企业转型升级和实现高质量发展的关键时期。

中国一拖首席专家商潭苏表示，基于“十三五”农机专项的政策引导，中国一拖“十四五”产品发展规划已经开始实施。发展高效、低排、智能农机装备，更好服务于智慧农业是中国一拖“十四五”产品规划的主线，智能化贯穿于拖拉机、柴油机、收获机、农机具等企业主营产品中。站在“十四五”新的历史起点上，站在实现振兴发展的主战场上，中国一拖定能在诸多技术领域实现国际引领，为成为全球农业装备一流研发机构而努力。