如何借助信息技术加强农业机械化

房 宏，刘宝珍

（济南市长清区文昌街道办事处，山东济南 250300）

0 引言

随着我国一系列支农惠农政策的实施，农业机械发展呈现出良好的势头，无论是企业还是农民都表现出了很高涨的购机、用机热情，这大大促进了农业机械化水平的提升。但不可否认的是我国的农业机械化水平相对于发达国家还有不小的差距。目前我国农业机械化表现出的主要问题有农机企业小、农机产品低端，高端农机产品仍主要依赖进口等。由于农业机械化的落后导致我国农业在发展过程中呈现出农业劳动生产力低、生产成本高、土地产出效率不高等问题，致使我国农业在国际市场上不具备很强的竞争力。解决上述问题的有效方法就是把信息技术与农业机械相结合。利用信息技术的先进性和智能化提升农业机械化水平。本文借鉴发达国家的农业机械化水平提升经验，用信息技术提升农业机械设计、制造、作业和管理水平，从而整体提升我国农业机械化水平。

1 我国农业机械化特点

当前情况下，我国所呈现出的农业机械化发展特征主要有下述几个方面：第一，设备数量持续增长。随着工业化水平不断提升，农产品销售不再单纯的直接售卖原材料，而是将农产品加工为成品或半成品，不断扩展农业生产面积，从而拉动农业经济增长。当前，农业生产对于农业机械设备提出更加迫切需求，农机企业开始生产设计出各种类型的农用机械设备，不仅农机设备的类别增多，数量也持续增加，充分体现出了农机设备的多样化和高性能特征。第二，农业作业水平显著提升。最初农业生产过程中主要采用了收割机这样的设备，随后又继续采用水稻栽植机这类设备，到最后大豆、玉米等农作物均有特定的农业机械设备，不仅节省农民的时间和精力，也大幅度提升农业生产作业水平。第三，农业改革工作持续推进。经过长时间的农业经济发展，农机设备生产企业数量不断增多，农机企业逐渐形成规模，在市场中占据的份额越来越高。在农机设备生产企业数量增多情况下，投入到设备研发设计方面的资金也随之增多，为农机设备的智能化、自动化发展做足更加充分准备，为农业机械化水平提升奠定基础。

虽然在我国发展农业机械化过程中面临诸多负面影响，但我国农业部门对于农业现代化推进工作越来越重视，将各类先进技术引入农机设备生产和农产品生产中，有效解决农业机械化发展中产生的问题，积极维系农业机械化的健康发展。

2 农业机械化发展中存在的负面影响因素

从高端信息技术人才的角度来讲，信息技术的普及范围越来越广。但是农村中留守的农民多以年龄大且受教育程度低的人为主，这部分农民本身不具备信息技术的基础，对于新知识的理解程度明显不足，部分村民本身思想比较保守，对于新技术和新思想产生排斥心理，不愿意接受信息技术的学习。大量具备高端信息技术专业知识的人才都在城市当中工作，乡镇或村屯所储备的技术岗位人才数量较少，导致农业新技术宣传工作落实不到位，农村地区的农业自动化水平相对落后。

从劳动力数量的角度来讲，经济发展新时期，各个行业保持高质量、可持续的发展，很多年轻人离开农村到城市中寻找新的生存空间，大量农村劳动力涌入城市，农村人口数量骤减，农业种植的人越来越少，对于农业机械设备的运用也越来越难以落实。

从农机产品价格的角度来讲，一些农业地区的农业种植范围比较广，为了提升农业种植效率，开始采用集约化种植方式，因此农民需要大量高质量的农业机械设备。在农机产品设计中需要投入较多的设计研发资金，生产成本居高不下，致使我国很多地区的农民经济水平明显不足以支撑花费高价格购买农机设备，一些农民仍会选择传统农耕方式，从而限制了现代农业科学技术推广，也影响信息技术在农业机械化方面的价值呈现。

3 信息技术对农业机械化的提升作用

为进一步调整农业发展模式，我国需要持续在农业生产中推广信息技术，充分凸显出信息技术对于农业机械化的提升作用。

3.1 提高农业机械设备设计水平

在农业机械设备设计过程中，因设备结构比较复杂，包含的各个机械构件比较多，需要花费大量的时间和精力完成设备的整体设计，这样不仅设计效率低下，还需要花费大量的设计成本。而将信息技术运用到农业机械设备设计领域以后，可借助计算机作为设计辅助，将设备的设计参数输入到计算机系统当中，按照实际设计意图在系统中调整设计参数，观察设计建模成果，了解机械设备的具体设计细节，不仅能够节省重新绘制设计图纸的时间，也能避免出现重复构建设计模型的情况。如今，农机产品设计主要采用了知识工程这种创新设计方法，不仅能够收集农机产品的设计表达观点，还能通过推理决策来构建符合农机产品设计需求的专家系统。尽管知识工程这项技术并不成熟，但在信息技术被运用到农机产品设计中以后，知识工程的设计方法已经能够对农机产品设计起到更加显著的协同作用，使设计工作更加流畅，设计水平也明显提升。

3.2 提高农业机械设备制造水平

随着全国农机商品供应量逐步扩大，在生产过程中也出现了不少问题，农机生产总体制造技术水平不高。主要体现在农业生产技术落后，农机生产制造质量相对低下，生产整机性能不高等方面。在农机生产制造过程中，利用计算机技术可以很好地克服上述问题，从而提升了农机生产总体制造技术水平。

柔性制造技术能高效解决现代农业生产中对农机生产多样性的需求，能迅速响应现代先进农机生产制造业的新要求。柔性制造技术集成农业智能化、计算机技术和生产加工技术于一身，能很好地配合现代农机生产制造流程中的个性化设计和小批量生产等新特性，改善产品，增加产能，进而提高整体的农业机械制造水平；计算机集成技术是现代先进农业生产技术的主要部分，它是集成了数据管理、生产、智能化等各种功能的农业软件技术体系，能很好地配合现代农机生产技术在制造流程中的所有模块，使农业整个生产流程更加顺利有序。不但可以提升生产加工技术水平而且可以有效地提升生产水平，使农机生产整体制造技术水平得以有效改善。

3.3 提高农业机械设备作业水平

通过运用计算机技术使农业机械设备在生产作业流程中具备导航功能，使农用机械设备生产时能够自行沿着设定好的路径，或者能够自动识别行进路线完成作业，在大幅降低了生产作业人劳动强度的同时，也能够很好地提高生产作业效果与品质。比如，利用信息技术提高农业机械设备的自动化操作程度，保障农机全天候不间断连续作业，使农机作业的效能大大提高，还能准确进行农作物田间管理。田间管理主要涉及农作物浇水、施肥、除草和杀虫等管理工作，在田间管理中利用现代计算机技术可以精确地进行诊断，将耕地资源利用实现最优化。

4 信息技术在农业机械化中的具体应用措施

4.1 电子监控技术在农业机械化中的应用措施

电子监控技术在农业机械中的运用，主要是用来完成对农业机械自动运行状况的实时监控工作，利用完善的分布控制和网络技术，使工作人员可以即时监测农业机械的工作状况，而针对于某些大中型农机装置，如收割机等，结合ECU的使用，还可以促进农业智能化自动控制技术的高效实施，而使用预先设定的通信协议和标准接口，还可以完成对农业机械工作参数的在线解析与调节，从而促使农业机械智能化管理水平的进一步提升。

4.2 参数化设计技术在农业机械化中的应用措施

参数化设计技术强调从实际生产的现实需要入手，再经过对参数的调节与优选后，用产品模拟模型把产品设计的意图表达出来，可将它认为是计算机辅助设计的组成部分。在现代信息化背景下，伴随着科技的蓬勃发展，参数化产品设计的范畴也在进一步扩展。在参数化产品设计中，模型是基本环节，强调人们通过认识结构与行为的综合信息模型，以农机产品为例，对零件内部结构的说明越详尽，其产品设计流程也越是相似，所以人们在实现模型的过程中，就必须充分考虑可复用性问题，以减少产品设计的周期与成本。从目前情况来看，在农机产品中的参数化产品设计方式已有不少，而相关信息技知识系统工程基础理论的建立，也进一步带动了参数化产品设计技术发展。

4.3 KBE技术在农机产品设计中的应用措施

基于KBE的农机设计强调以知识库为基石，利用一定的知识存储、智能决策等技术手段，逐步建立起完整的专家制度，为农业生产实现了创新发展。在这种过程中，利用知识库表示的方式可以是语义型网络法、可以是面向对象法，也可能是产生型表示法等，还可以利用对知识库的提取、表示和综合利用，针对并不明确的农业知识进行推力，从而获得了一定的决策能力。在农业数字化设计中，由于KBE的知识库基石所在，它本身在农械设计的研发中也获得了一定程度的发展，比如可利用机械结构及运动控制模型，完成对农业自动化机器人连杆结构的解析与运动控制系统设计。但是就目前情况而言，KBE技术在农业机械化中的运用仍然面临着许多技术瓶颈问题，特别是面对大数据与云计算技术的新背景时，怎样合理选择知识，仍然是在农械产业技术创新中必须研究的问题。

4.4 柔性制造技术在农机产品制造中的应用措施

柔性制造技术强调面向各种形态加工对象进行的程序化柔性工艺，融合了电子计算机、农业智能化信息技术和加工科学技术，可以为新型的农械产品销售、小批量产品销售和个性化商品的加工制造提供安全保障。以柔性制造技术工业生产出来的农机产品，拥有较高的加工品质和较强的市场应变能力，而且生产制造流程运行更加灵活，可以使农业机械设备的生产成本减少70%以上。把柔性生产制造技术运用于农业生产制造中，可以提高农业机械设备使用率，降低农民机械设备投资，而且还能够提高农械产品销售的市场应变能力，从而促进了农械产品的生产自动化和智能化。同时柔性农业生产方式技术发展也可以在一定程度上促进农机生产方式更新，并减少其产品开发周期，对增强农机公司的核心竞争力意义巨大。正基于此，政府有关主管部门需要逐步加速柔性加工生产方式技术在农作物产品制造领域的运用，通过缩短农村生产制造工艺流程，缩短中间库存环节，减少农业生产周期，以促进农产品机械化生产水平的进一步提高。

5 结语

信息技术作为农业装配的主要技术类型，能够让农业信息化、智能化、自动化水平进一步提升，农业机械化发展是我国现代农业发展的主流，是促进农业可持续发展的必然手段。在农业机械化中应用信息技术能有效提升农业机械化设计水平、制造水平、作业水平及管理水平，缩短农机产品的设计周期，提高农机产品制造能力，提升农产品的产出率和资源利用率。农业机械与信息技术的深度结合，将会使农业机械在应用中更加安全、更加可靠，同时农业机械的信息化会使农机更加易用，能有效提高人与机、机与物之间的交互，让我国农业插上科技的翅膀，使我国农业快速高效发展，从而提升我国的核心竞争力。