基于集成制造系統模式的機械化農業生產系統的研究

王軍芳

(甘肅省酒泉農墾技工學校,甘肅酒泉 735000)

基于集成制造系統模式的機械化農業生產系統的研究

王軍芳

(甘肅省酒泉農墾技工學校,甘肅酒泉 735000)

科技在不斷的發展,生產力水平也在逐漸提高,為了適應現代化農業可持續發展的趨勢,需要建立科學合理的機械化模式,本文將集成制造系統模式和機械化生產系統相結合,提出了集成化農業生產系統模式,建立了集成化農業生產系統結構,農場作物、機器作業工藝以及機器設備也在優化配置,促進農業生產整體性提高。

集成 制造系統 機械化 農業生產

現代農業生產系統指由農業生產過程所涉及的人力資源、物理資源以及軟資源共同組成的一個具有特定功能的有機整體。該生產系統采用信息技術、生物技術、管理技術以及生產技術相結合，貫穿于農產品生產的整個過程中。將信息、資源、功能以及過程相結合，最終實現農業生產的信息流、價值流的集成，降低產品成本，提高產品質量、改善服務并且將資源合理配置，為全面提高農業生產的市場競爭力而不斷努力。

1 基于集成制造系統模式的機械化農業生產系統理論框架構建

1.1 制造系統及集成制造系統模式

主要從三個方面研究制造系統：(1)制造系統的結構方面，制造系統包括人員、生產設施、物料加工設備和其他附屬裝置等，把所有的硬件作為一個統一體。(2)其轉變特性：制造系統屬于生產要素的轉變過程，它能夠將原材料以最大生產率轉變為生產的產品。(3)制造系統的過程，將其定義為生產的運行過程，分別從計劃、實施和控制方面研究。在將制造理論、制造技術以及制造信息合成一體，最終構成制造系統。而在當前，制造系統主要朝著精密化、自動化、信息化以及柔性化、集成化、智能化的方向發展。

集成制造系統模式主要指信息技術、現代管理技術和制造技術共同組成，應用于企業產品全生命周期的各個階段。將信息集成、過程優化以及資源優化，最終實現管理、經營和技術要素的統一，提高企業新產品開發的時間和質量，將資源得到合理的配置，增強市場競爭能力。集成制造系統模式的主要特征包含：集成各種技術、經營措施和人員配置，最終實現系統全局動態最優化和總體最高效益；能夠充分利用信息技術的最新成就，實現產品全生命周期的各個階段的信息集成。

1.2 集成化制造系統模式的機械化農業生產系統

集成化農業生產系統是指農業生產過程所涉及的人力資源、物理資源以及軟資源共同組成的一個具備特定功能的有機整體，其定義還可以按照結構、功能以及過程來分析，集成化農業生產系統的結構中，農業生產過程是人力資源、物理資源組成的有機整體。按照其功能定義，集成化農業生產系統是將農業生產資源轉變為農產品的輸入和輸出系統。按照過程定義集成化農業生產系統屬于農業生產的運行過程，它是將市場分析、作業工藝規劃、生產實施、收獲以及銷售等環節連接在一起，促成了農業生產的整個過程。該系統的特征表現在：(1)整體性，集成機械化農業生產系統是將人力資源、物理資源以及軟資源組成而成的。(2)相關性，在資源的投入中，將系統機械化和自動化的程度不斷提高，形成現代化的農業生產模式，提高農產品的質量。(3)目的性，集成化農業生產系統有了明確的目的才能將資源配置到合理的生產環節中，最終變為農副產品。(4)環境適應性，集成化農業生產系統與環境之間有著重要的關系，將物質、能量以及信息促成交換，來提高市場環境。(5)動態性，農產品在生產的過程中一直處于動態變換過程中，無論是種子、化肥、能源等生產資源還是系統內部的硬件和軟件它都在動態變化中，在不斷調整和發展中，及時更新、完善，最終達到目的。(6)“三流”運動，整個系統運行中都在經歷物料流、信息流以及能量流的動態發展，最終使得農業生產企業的市場競爭力不斷提高。

2 整個機械化農業系統的模式構架

集成化農業生產系統是在計算機網絡以及數據庫知識的應用下，根據我國農業生產現狀，有效的集成各種生產資源，最終形成的一種機械化農業生產系統。在計算機技術的應用下，完成信息聯系，最終形成一套綜合的集成化機械農業生產系統。每個分系統在生產過程中與其他分系統之間是相互聯系的，為了提高集成化農業生產系統的效率，對資源和環境合理地的分配，這些都需要在機械設備中實施具體的作業，這樣能夠得到精確的控制，保證向田間的投入是科學的。另外，生產過程產生的各種信息應該傳輸到相應的分系統中，在分配中應用的軟件是全球定位系統、遙感技術、傳感器等，做好信息鏈接，促進種子、化肥、農藥的合理使用，加強農機技術、提高生產過程的質量，使得資源得到合理配置。

集成化制造系統模式下農業生產系統的特征表現在：集成化，通過科學技術將人、技術和組織結合起來，實現信息集成、功能集成以及過程集成，以系統作為保障來提高經濟效益、社會效益以及農產品的生態效益，提高農產品的市場競爭力。信息化，采用科學技術，從農作物的育種、生產到出售和服務等，在計算機技術的應用下，將信息加工和傳遞，實現對農業生產的優化方案。系統化，整個生產模式突破了機械化農業生產系統，并且將其注入到生產經營活動中，促成有機的整體。綠色化，農業生產機械化的生產系統，強調的是資源節約和注重環境保護，改變傳統的農業生產形式，實現可持續發展戰略，在生產中最終的產品呈現的是綠色化，提高人們的生活質量。網絡化，該系統是在計算機技術應用下進行的，信息在傳輸過程中，形成一體化。集成制造系統模式的機械化農業生產系統將資源合理配置，提高了農業企業的市場競爭力，實現了信息流以及價值流的優化運行，該模式采用的是因地制宜的生產，加快了機械化的發展。

3 整個機械化農業系統的模式設計思路分析

集成化農業生產系統是由人力資源、物理資源以及軟件資源組成的有機體。其中物理資源包括生產設施設備、土地、生產資源和各種輔助裝置；軟件資源包括生產技術和生產信息，集成化農業生產系統的設計主要是從物理資源的組織和軟資源方面設計的。該系統在設計中需要考慮的是作物種植計劃、機器作業工藝選擇以及農業機器配備最終達到質量、成本、時間、服務、資源以及環境的綜合優化，另外還需要注重目標的設定，需要該系統對環境以及農產品的產量，調整好規模，實現系統最優化。最終提出了OSED組合設計法，集成運籌學、計算機模擬、專家系統等，組合成一體，采用計算機應用改善農業的耕作方式。在選擇好作物種植計劃、機器作業工藝及農業機器配備后，將其靈活地運用到現代化農業生產過程中，提高機械化操作水平，實現社會效益、市場效益以及經濟效益的統一。

4 應用案例探索

將集成化制造系統模式應用到某農場種植中，種植優質桃樹，為種植中做好灌溉提供可靠的方案。首先要對農場進行總體規劃，注重對種植人員的素質要求，按照農場實際來提高人的技術知識，實現人與技術的集成。下來是構建物理資源系統，確保機械化灌溉、機械化收獲系統、施肥系統等。全面提升生產技術系統，應用先進的生物技術、生產技術以及管理技術具體落實。做好信息化支持系統，以計算機技術和數據庫應用作為基礎，將生產技術分系統模式、生產過程分系統模式、質量保證分系統模式、資源物料分系統模式以及環境評估分系統模式相統一。由于水果最需要的種植條件是灌溉，結合當地的自然資源，以及地形地貌特征，合理應用水資源，將信息集成、資源集成、功能模式集成、過程集成，最終實現桃樹種植的質量好、成本低、以及資源節約等，提高農產品的市場競爭力。由于該農場地處西北地區比較干旱，水資源缺乏，本文針對機械化農業生產系統，提出了對農作物的機械化灌溉，根據山地丘陵提出了設計方案，具體的措施是：高效利用水資源，結合山地丘陵提出了自壓和機壓相結合的截水灌溉技術，保證了農作物的生長條件，平衡水土成分，最終達到產品質量提高的目的，實現集成制造模式下機械化農業生產系統的優化。為桃樹種植帶來了更大的經濟效益、社會效益，提高了市場競爭力。

5 結語

本文分析了集成化農業生產系統中的生產模式，運用現代制造業的集成制造系統與機械化農業生產相結合，整個過程將人力資源、物理資源以及軟件資源相結合在應用信息集成、資源集成、功能集成以及過程集成的前提下，形成了一個有機整體，同時結合計算機技術以及數據庫完成了對農作物生產系統的整個過程，在合理的成本控制中，提高了農產品的質量，提高了效率以及市場綜合力。為實現現代化農業的可持續發展奠定了一定的基礎。

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