關于農業機械化及自動化現狀與推進模式的研究

高國杰

（西北農林科技大學 機械與電子工程學院，712100，陜西咸陽）

伴隨著我國人們生活水平的提高和城市化進程的加快，廣大農村中青年向往城市生活，大量勞動力從農村流出，農村勞動力稀缺，城鄉人口結構不平衡。在大多數農村地區，中青年勞動力缺乏，這大大提高了對農業生產機械化的需求程度。從當前經濟發展的實際情況看，農業生產機械化將是現代農業發展的必然趨勢和要求。

近年來，一些發達國家積極致力于農機自動化的發展和研究，得到了社會各界和政府的大力支持。一些成功的研究成果已經應用到實際生產中。機械自動化研究的主要目的是降低農業生產成本，減少勞動力投入，在節約資源的同時不斷提高農產品質量。當前，集成電路、計算機等電子產品的質量不斷提高，而價格卻逐漸降低。將電子設備應用于農機自動化控制裝置的開發，可以有效地促進農業生產的發展。

1 農業機械自動化的現狀

農機自動化是指在農業生產發展過程中，借助科學的機械設備，實現人力資源的置換，進而替換農業勞動力完成農業生產任務，起到節約人力資源的作用。如果能推動農機自動化的普及，就能有效減輕農民的生產負擔，降低農業整體生產成本，提高農產品質量。隨著各項經濟改革措施的實施，我國社會經濟發展呈現平穩增長態勢，為農業發展注入了活力。

目前，新農村建設已取得初步成效，農業種植環節中不斷使用機械化設備，但機械自動化應用還存在一些問題。農機自動化設備精度不夠。分析發達國家農業發展的成功經驗，發現成功的關鍵是推動農機自動化向精細化方向發展。基于信息時代，相關研究人員應實現機械自動化技術、GPS 技術和GLS 技術的有機結合，不斷完善機械化設備，提高定位精度，為播種和收獲提供方便。

同時，新型農機自動化設備的研發不足，使得農業生產設備落后，限制了生產效率的提高。創新是一切工作發展進步的內在動力。現代信息技術的發展也為農業生產技術的發展打下了良好的基礎，農業機械自動化的發展呈現出良好的市場前景。然而，調查顯示，我國農機自動化發展滯后，不能適應時代發展的目標。我國農機自動化還處于初級發展階段，實現田間作業完全自動化還需要較長的發展階段，但這并不意味著農機自動化發展缺乏潛在的提升空間。因此，必須加強創新，促進農業生產效率的提高。

2 農業機械自動化的必要性

如今，農村大量的青壯年勞動力離開農村，奔向城鎮成為農民工。農村大學生更喜歡經濟發達地區和城市就業，一些高校學生擇業調查顯示，約80%的畢業生希望到發達城市工作，只有少數人愿意回家鄉發展事業。部分農村地區青壯年勞動力短缺，將在更大程度上對農機自動化產生需求，實現農業生產自動化是必然的。

隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，人們的觀念也日新月異。消費者不僅需要解決溫飽問題，而且需要更美味、更營養、更優質的產品。生產者對提高勞動生產率、提高勞動舒適度的要求也越來越高。而且，隨著經濟全球化，消費者對衣食的需求越來越大，面對農產品開放進口和市場競爭的壓力，現代農業只有進一步提高生產效率，降低生產成本，提高產品質量，才能得到有效發展。從這些新的要求出發，向高效、高精度的機械化、自動化方向發展是農業生產的必然選擇。

近年來，一些發達國家積極從事農業機械自動化的相關研究和開發，其中一些已經達到了實際應用階段。這些研究以降低生產成本為主要目標，達到節約資源、提高農產品質量、實現安全生產、適應老齡化社會的目的。隨著電子工業的快速發展，半導體集成電路、微處理器等電子產品質量提高和價格降低，將進一步推動農業機械自動控制裝置的發展，加快農業生產的自動化。

3 農業機械自動化的階段式推進

毫無疑問，農業機械自動化將在克服各種困難、不斷嘗試各種方案和方法的過程中不斷向前發展。結合當前農業生產條件和技術水平，筆者認為農業機械自動化應采取階段性推進策略，并組織開展相關研究工作。

3.1 自動化模式的選擇

首先，根據農業生產的實際情況和技術水平，為了提高作業效率和準確性，節約能源，提高安全性，應正確評價不同自動化模式的效果，進而選擇合適的自動化模式，以促進自動化分階段推進。

3.2 農用傳感器及控制系統的開發

在農產品生產、加工和流通過程中，缺乏能夠快速、準確、無損評價農作物或農產品的生物學特性和生物活性的傳感器，是農業機械自動控制裝置發展的最大難題。因此，我們應該研究和開發能夠準確檢測自然環境中這些特征和活動的傳感器及數據處理技術和設備，特別是開發能夠從田間和培養基上檢測作物生長發育信息的傳感器是工業和設施作物生產所必需的。此外，還需要對傳感器獲取的數據與控制參數之間的關系進行比較分析，開發相應的參數控制裝置。

3.3 耐久性和可靠性的提高

農業機械通常在惡劣的環境條件下工作，因此，產品的耐久性非常重要，尤其是對于自動化設備。由于需要使用半導體集成電路、微處理器等電子產品，提高產品的可靠性和耐久性顯得尤為重要。

3.4 認識主體的轉換

過去，為了提高農機自動化裝置的運行性能，大多是通過改進部分機械結構或增加一些裝置來實現的，這使得機械結構復雜，價格昂貴，維修難度加大。要從根本上解決這些問題，既要著眼于過去機械的改造，也要將農作物和土壤作為農業生產的基本對象，從最大化推廣普及的角度，發展適合實際生產、價格合理的自動化機械和低成本的中小型、多功能自動化機械。

4 結語

農業機械化是農業現代化的主導力量。社會的發展對農業機械化生產提出了更高的要求，即實現農機自動化。今后，農業機械化將在降低農業生產成本、提高農業生產系統效率方面發揮重要作用。繼續推進和實現農機自動化，是農業機械化工程技術人員面臨的一項長期任務和挑戰。隨著電子工業的快速發展，農業機械自動化將從農業機械的局部自動化發展到無人自動化和農業機器人，農業將成為一個高技術密集型產業。

合理推進農機自動化，應從生產實際出發，選擇推進自動化的重點，選擇合理的自動化模式，分階段推進自動化進程。農業機械的工作對象是土壤、農作物或具有復雜多樣物理特性的農產品，因此，在使用自動控制技術時，首先要考慮這些對象的物理和生物特性，在相應傳感器的開發和利用上做大量的工作，然后逐步著手研究提高自動化裝置的耐久性和可靠性。