新一代信息技術與傳統農機融合發展之路探討

龐亞茹

(雙遼市農業機械化技術推廣站，吉林 雙遼 136400)

0 引言

農業機械在解放勞動力、提高勞動效率、提升勞動質量方面發揮著重要作用。近年來，伴隨著土地承包性質的改變，傳統農機在進行大規模種植和耕作時表現出勞動能力有限、功能單一、對人的依賴性較強、維修難度大、安全性能低等不足，新一代信息技術的不斷發展為解決上述問題提供了技術支撐。

現階段，國內在農機裝備智能升級方面的研究大多集中在新型設備推廣和對融合發展的展望上，如張麗群[1]介紹了信息技術在農機推廣的思路和方法，馬雨秋、曹世龍等[2-3]介紹了現階段的智能農用裝備類型，陳學庚等[4]介紹了未來信息技術與農機融合發展的現狀和方向，但其均未對如何對傳統農機和新一代信息技術的融合方法進行探討和說明。本文以農機產品的全生命周期管理角度出發，詳細介紹了信息技術與傳統農機融合發展的技術和方法。

1 新一代信息技術賦能傳統農業機械的意義

農業機械是指在作物種植業和畜牧業生產過程中，以及農、畜產品初加工和處理過程中所使用的各種機械，通常包括農用動力機械、農田建設機械、土壤耕作機械、種植和施肥機械、植物保護機械、農田排灌機械、作物收獲機械、農產品加工機械、畜牧業機械和農業運輸機械等。新一代信息技術分為6個方面，分別是新一代通信網絡、物聯網、三網融合、新型平板顯示、高性能集成電路和以云計算為代表的高端軟件。新一代信息技術賦能傳統農機具有以下意義。

1.1 助力傳統農業轉型升級

將新一代信息技術與傳統農機融合發展是實施鄉村振興戰略的需求，2018年12月國務院就下發了《關于加快推進農業機械化和農機裝備轉型升級的指導意見》，要求推動農業機械裝備向高質量發展，升級設備性能、提升智能化程度，探索新一代信息技術與傳統農機的融合發展，以新一代信息技術促進傳統農機的優化升級將極大推動傳統農業的升級轉型。

1.2 提升農業生產效率，保障農業生產質量

傳統粗獷式農業生產方式多采用通用性的農業機械進行勞動作業，對農機能耗與農戶的時間和精力產生極大地浪費，該生產方式顯然不適合現代化農業生產勞動。將新一代信息技術與傳統農機融合發展，實現精細化作業，對減少農業生產過程中勞動力浪費、提升生產效率、保障生產質量具有重要意義。

1.3 科技成果鞏固創新、提升農業現代化水平

實踐是檢驗真理的唯一標準，農業機械的智能化升級是新一代信息技術的實際應用，并且檢驗和鞏固科技創新成果，拓寬技術的應用領域，對于新技術的應用發展和提升現代化農業水平同樣具有重要意義。

2 新一代信息技術助力傳統農機性能優化升級

全生命周期是指產品從收集需求到最終從市場消失的整個過程，是對產品進行升級增值活動分析的必要過程，設計者通過市場調研確定生命周期中各環節的增值過程和所增加的價值，對產品的結構、功能進行分配。農機作為產品的一種，其性能優化升級同樣可以從產品的生命周期內進行探討，產品的全生命周期通常包括需求分析、功能設計、研發試制、批量投產、售后服務和信息反饋6個關鍵環節。

2.1 需求分析階段

相對于傳統農機設計中的需求分析，新一代信息技術加持下的現代化農機設計需求分析更為快速和全面，通訊技術的發展使得整個生命周期內產品各階段形成信息回路，不同階段的產品信息及客戶均可對產品的性能進行評價并可以將反饋意見直接發送給農機設計者，極大減少了產品的需求分析階段信息把控不足、信息收集不全面等問題，是實現滿足客戶需求的重要保證。

2.2 功能設計階段

農機性能優化設計指在上一代產品的基礎上，考慮產品在使用過程中出現的新的功能需求，進行產品功能添加或優化設計。云端技術的出現使得各代產品均能將各自的數據進行共享，農機設計者在進行功能設計時可直接進行調用和更改，極大縮短了產品的設計周期。

2.3 研發試制階段

此階段主要完成的是產品的試制工作，通過虛擬軟件設計平臺，如Pro.E進行結構設計、ANSYS對各部件的強度、剛度、柔性及壽命進行試驗，將產品的細節和功能通過虛擬平臺進行展示，收集仿真過程產生的數據，并與需求進行對比分析，能減少在農機的研發試制階段產生的試機成本，且能對產品的性能屬性有數據化的結果展示。

2.4 批量投產階段

批量投產指經過前三階段設計無誤后，在生產中心進行大批量生產的過程，通過模式識別、云計算等技術能實現產品質量把控、生產計劃安排、產品物料配送、車間物流規劃等功能。

2.5 售后服務階段

有別于其他產品，農機的售后服務涉及到產品使用者的人身安全和勞作時間，具有時效性和危險性，新一代信息技術如位置信息、5G無延時通信技術等能極大地應對此類問題，通過遠程遙控指導和鎖定農機的位置信息，快速進行售后服務，且能極大避免農戶因不了解設備結構而導致的二次故障。

2.6 信息反饋階段

作為全生命周期中首尾相連的環節，同時也是整個生命周期中的重要環節，它將從售后階段收集到的設備故障信息和客戶的新需求通過各種形式傳達給需求分析端，用作下一代產品的需求分析中，使得整個農機設備生命周期形成閉環，為產品的升級換代提供數據支撐。

3 運用新一代信息技術構建新型農機適用的智慧農業生態集群

3.1 配套多形式操作培訓

農機的操作培訓與新一代信息技術的融合，是通過豐富的科學技術彌補傳統行業親身操作培訓的短板，相對于傳統農機操作說明書，新一代信息技術的發展為操作前培訓提供了豐富多樣的培訓模式，如全景照片模式為農機使用者提供新型農機的全景照片和動態演示，讓操作者完全了解設備的結構組成和工作原理，通過虛擬現實技術(VR)實現農戶操作前的崗前培訓，讓操作者在無危險情況下了解農機設備的操作方法和應急處理預案。

3.2 建設農機設備運行狀態監測機制

與現階段民用汽車相類似，建立農用機械中各關鍵部件的運行狀態實時監測機制，將各部件的運行狀態及時展示給操作者，并提供相應的建議，如通過內燃機和傳動裝置的信號傳感器，對內燃機和傳動裝置的運行狀態數據進行收集和處理，借助云端計算器等技術，分析并判斷部件的運行狀態，當出現異常時，及時向操作者發出警報，保證操作者的人身財產安全。

3.3 探索全覆蓋售后保障模式

農機的維修和服務問題一直是傳統農機使用過程中困擾用戶的大問題，新一代信息技術在農機維護中的使用將使這一問題得到解決。對于簡單的故障問題，可通過視頻通話、遠程操作等技術手段對設備進行維護，對于較為復雜的設備故障問題，可通過衛星定位技術快速鎖定農機的位置信息，選擇最近的服務網點安排人員進行現場維護，減少用戶的等待時間，同時可對故障信息進行收集和分類，為下一階段產品的升級提供數據支持。

4 結語

新一代信息技術的發展和應用，為傳統農機的換代升級提供了新的思路和方法。本文通過對傳統農機的全生命周期進行分析，對新一代信息技術與傳統農用機械的融合發展之路進行探討，并介紹了轉型升級過程中必須與之配套的培訓、狀態監測和售后服務等功能模塊，為后續農機的升級換代提供新的思路和參考。