農機田間作業監控設備自愿性產品認證技術要求

胡繼紅，馬玲娟

(農業農村部農業機械化總站，北京市，100122)

0 引言

農機田間作業監控設備(以下簡稱作業監控設備)是指安裝在農機具上，一般由監測主機、機具識別器、定位模塊、作業監測傳感器、圖像采集器等設備或其集成等部分組成，對農機具在土地耕整、播種插秧、植保施肥、收割收獲等作業中的某種或多種作業狀態、作業過程和作業效果等進行監測，并將采集的監測數據存儲并傳輸至遠程信息監控平臺的設備。

近年來一些機構對農機田間作業監控設備(監測終端)研究并制定了一系列標準，如中國農機化協會于2017年制定了農機深松作業遠程監測系統技術要求、2020年制定了精密播種機作業遠程監測終端技術要求，分別對農機深松作業遠程監測系統及精密播種機作業遠程監測終端的術語和定義、系統架構、終端要求、平臺要求、檢測方法和檢驗規則做出了規定。農業農村部于2021年頒布了農機耕整地作業監測終端及農機播種作業監測終端推廣鑒定大綱，分別規定了農機耕整地作業監測終端及農機播種作業監測終端推廣鑒定的鑒定內容、方法和判定規則。本文主要介紹農機作業監控設備自愿性產品認證技術要求內容的確定，如認證模式怎么選擇、認證單元如何選定劃分、單元范圍怎么界定、產品型式試驗檢驗檢查要求和技術要領、獲證后監督中一致性檢查核心內容、工廠質量保證能力要求的檢查要點和技術要求等，便于企業和檢驗機構準確了解和掌握農機作業監控設備自愿性產品認證技術要求。

1 認證模式的選擇

所謂認證，是一種信用保證形式。按照國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)的定義，是指由國家認可的認證機構證明一個組織的產品、服務、管理體系符合相關標準、技術規范(TS)或其強制性要求的合格評定活動。

認證按認證對象分為體系認證和產品認證，其中產品認證又按強制程度分為自愿性產品認證和強制性產品認證兩種。強制性產品認證是政府為保護消費者人身安全和國家安全、加強產品質量管理、依照法律法規實施的一種產品合格評定制度，自愿性產品認證是企業針對強制性產品認證制度管理范圍之外的產品或產品技術要求自愿向認證機構提出的認證申請。通過認證可幫助生產企業建立健全有效的質量體系并提高產品的市場競爭能力，通過認證也可指導消費者選購合格滿意的產品。

認證模式就是認證在實施中的標準樣式，按照實施認證中樣品確定方式(送樣、抽樣)、是否審核質量保證體系、是否進行型式試驗以及是否實施證后監督等8種產品認證模式。考慮到作業監控設備質量現狀以及認證風險控制，作業監控設備產品認證應選擇型式試驗(企業送樣)+獲證后監督(包括質量保證能力審核)的認證模式。型式試驗是為了驗證產品能否滿足產品標準的全部要求所進行的試驗，一般是對一個或多個具有代表性的樣品利用試驗手段進行合格性評定。如果是企業送樣，則要求所有檢驗項目均需符合規定。獲證后監督的目的是為了證明產品質量持續符合認證要求，確定認證證書與認證標志能否持續使用。

2 認證單元的劃分

產品認證一般要按照同一工廠生產、產品結構、關鍵件和質量特征基本相近以及依據產品標準相同的原則劃分單元，同一單元只選擇一個代表性機型進行型式試驗，代表性機型型式試驗通過則整個單元產品型式試驗通過。根據當前應用的農機作業監控設備特點，可劃分為兩個單元。即耕整地作業監控設備單元和播種作業監控設備單元。

2.1 耕整地作業監控設備單元

耕整地作業監控設備單元指安裝在耕整地作業機組上，一般由監測主機、機具識別器、定位模塊、作業監測傳感器、圖像采集器等設備或其集成等部分組成，對耕整地作業中的作業狀態(或作業深度)、機具識別、作業面積、重復作業等進行監測，并將采集的監測數據存儲并傳輸至遠程信息監控平臺的設備。

2.2 播種作業監控設備單元

播種作業監控設備單元指安裝在播種作業機組上，一般由監測主機、機具識別器、定位模塊、作業監測傳感器、圖像采集器等設備或其集成等部分組成，對播種作業中的播種量統計、播種作業信息顯示、缺種堵塞報警等進行監測，并將采集的監測數據存儲并傳輸至遠程信息監控平臺的設備。

3 型式試驗樣機確定和檢驗檢查要求

3.1 樣機確定

耕整地作業監控設備單元型式試驗樣機應選擇無線通信方式多、數據存儲功能及容量大、測量精度高的機型。播種作業監控設備單元型式試驗樣機應選擇GNSS定位天線及遠程傳輸天線配置數量多、種子傳感器通道數多、圖像采集分辨率高的機型。型式試驗樣機一般應是在6個月內按正常工藝生產、經自檢合格的產品，型式試驗樣本數一般為1套。除試驗樣機外，企業可根據需要提供備用樣機1套，備用樣機只在樣機本身質量問題造成無法正常檢驗時啟用。產品檢驗一般由認證機構指定的檢驗機構實施。

3.2 耕整地作業監控設備產品的檢驗檢查要求

耕整地作業監控設備組成至少應包括微控制器、衛星定位模塊、無線通信傳輸模塊、數據存儲模塊、電源處理模塊、顯示報警裝置、機具識別裝置、作業深度監測裝置、圖像采集裝置、衛星定位天線、無線通信天線等。耕整地作業監控設備產品應符合一般電子產品的安全要求、環境適應性要求和耕整地作業監控要求，具體應包括以下方面。

3.2.1 電子產品安全要求

電氣性能應滿足電源電壓波動范圍內的電壓適應性試驗、能承受1 min的極性反接試驗、能承受1 min的電源過電壓試驗，試驗后終端各項功能均應正常；電磁兼容應滿足能抗拖拉機點火干擾，終端在工作狀態下，進行拖拉機點火干擾時，各項功能應正常，終端試驗中及試驗后不應出現電氣故障。

3.2.2 環境適應性要求

氣候環境適應性應滿足終端的存儲溫度至少為-40 ℃～85 ℃，工作溫度至少為-10 ℃～65 ℃，相對濕度為10%RH～90%RH(無凝露)；機械環境適應性應滿足終端在承受振動、沖擊等機械環境試驗后，無永久性結構變形，無零部件損壞，無電氣故障，無緊固部件松脫現象，無插頭、通信接口等接插件脫落或接觸不良現象，其各項功能應保持正常，無試驗前存儲的信息丟失現象；防護等級應滿足終端部分安裝在拖拉機駕駛室內的裝置外殼防塵防水等級要求。

3.2.3 耕整地作業監控要求

定位性能應滿足支持北斗定位、接收靈敏度優于-130 dBm、作業條件下且水平定位精度不大于2.5 m、數據輸出更新頻率不低于1 Hz；作業深度測量誤差是指在機組上安裝終端進行田間作業時，用終端測量的平均作業深度與用耕深尺測量的實際平均作業深度差的絕對值，作業深度測量誤差應≤3 cm；作業面積測量精度是用1減去(終端測量的作業面積與實際作業面積之差的絕對值占實際作業面積的百分比)，作業面積測量精度應≥97%；重復作業檢測準確率(僅限深松作業)是用1減去(終端測量的重復作業面積與實際重復作業面積之差的絕對值占實際重復作業面積的百分比)，重復作業檢測準確率應≥85%。

3.3 播種作業監控設備產品的檢驗檢查要求

播種作業監控設備產品組成至少應包括微控制器、衛星定位模塊、無線通信傳輸模塊、數據存儲模塊、電源處理模塊、顯示報警裝置、機具識別裝置、作業深度監測裝置、圖像采集裝置、衛星定位天線、無線通信天線等。播種作業監控設備產品應符合一般電子產品的安全要求、環境適應性要求和播種作業監控要求，具體應包括以下方面。

3.3.1 電子產品安全

電氣性能應滿足電源電壓波動范圍內的電壓適應性試驗、能承受1 min的極性反接試驗、能承受1 min的電源過電壓試驗，試驗后終端各項功能均應正常；電磁兼容應滿足能抗拖拉機點火干擾，終端在工作狀態下，進行拖拉機點火干擾時，各項功能應正常，終端試驗中及試驗后不應出現電氣故障。

3.3.2 環境適應性指標

氣候環境適應性應滿足終端的存儲溫度至少為-40 ℃～85 ℃，工作溫度至少為-10 ℃～65 ℃，相對濕度為10%RH～90%RH(無凝露)；機械環境適應性應滿足終端在承受振動、沖擊等機械環境試驗后，無永久性結構變形，無零部件損壞，無電氣故障，無緊固部件松脫現象，無插頭、通信接口等接插件脫落或接觸不良現象，其各項功能應保持正常，無試驗前存儲的信息丟失現象；防護等級應滿足終端部分安裝在拖拉機駕駛室內的裝置外殼防塵防水等級要求。

3.3.3 播種作業監控指標

定位性能應滿足支持北斗定位、接收靈敏度優于-130 dBm、作業條件下且水平定位精度不大于2.5 m、數據輸出更新頻率不低于1 Hz；播種量統計誤差率是在播種機組上安裝終端，不安裝或抬起覆土鎮壓輪，實際播種總量與終端統計的播種總量之差的絕對值占實際播種總量的百分比，作業播種量統計誤差率應≤1%。缺種報警準確率是在播種機組上安裝終端，不安裝或抬起覆土鎮壓輪，終端缺種報警成功次數占試驗次數的百分比，缺種報警準確率應≥95%。堵塞報警準確率是在播種機組上安裝終端，不安裝或抬起覆土鎮壓輪，終端堵塞報警成功次數占試驗次數的百分比，堵塞報警準確率應≥95%。

4 獲證后監督

4.1 獲證后監督頻次的確定

獲證后監督頻次與獲證產品生產企業質量保證能力相關、與出現產品質量事故給認證機構帶來的風險相關，根據作業監控設備生產企業的質量保證能力和產品質量狀況，借鑒其他產品認證的實踐，作業監控設備證后監督可在證書有效周期內每兩年監督一次。第一次獲證后跟蹤監督一般在認證證書頒發之后3個月內完成，之后的獲證后監督間隔一般不超過24個月。如產品質量風險增大可以增加監督頻次。

4.2 獲證后的監督內容

獲證后監督采用工廠檢查方式，第一次檢查內容為產品一致性檢查+工廠質量保證能力要求全部條款。每個認證單元至少抽取一個型號產品進行產品一致性檢查。之后的監督檢查內容為產品一致性檢查+工廠質量保證能力要求部分條款。

4.2.1 產品一致性檢查

產品一致性是指工廠批量生產的產品與型式試驗送樣機型的檢驗報告及經認證機構已確認樣機的關鍵件明細表參數一致。產品一致性檢查的目的是通過檢查工廠對其批量生產產品的一致性控制情況，來判定工廠是否具備持續穩定的生產符合相關認證要求的產品的能力。產品一致性檢查內容還包括：獲證后，如工廠發生工廠搬遷、認證證書有關信息、認證產品的變更等是否向認證機構申請變更并獲得批準，如產品發生嚴重安全質量問題、重大用戶投訴、國家監督抽查不合格等是否向認證機構申報備案。

耕整地作業監控設備獲證后監督的產品一致性檢查內容包括：生產廠產品型號及名稱、生產者名稱(與營業執照相同)、生產企業名稱(與營業執照相同)、產品照片、主機(型號、軟件版本、衛星定位、無線通信、數據存儲功能及容量、斷網數據緩存最大時間)、顯示報警裝置(型號、軟件版本、作業信息顯示、故障報警、分辨率)、作業狀態監控裝置(型號、軟件版本)、作業深度監控裝置(如有)(型號、軟件版本、測量精度、深度監測)、機具識別裝置型號及軟件版本、圖像信息采集裝置(型號、分辨率)等。對有型式試驗報告的產品，確認依據為型式試驗報告中產品技術參數；對無型式試驗報告的產品，確認核查依據為企業申報的關鍵件明細表。最終確認的技術參數與確認依據值不應有顯著差異，考慮測量誤差原則上不大于3%。如確認的產品技術參數與原申報值變化大于3%，企業應向認證機構提出變更申請在獲得批準后應修改相關文件的產品技術參數，如產品標準、產品銘牌、產品說明書、檢驗文件等。

播種作業監控設備獲證后監督的產品一致性檢查內容包括：生產廠產品型號及名稱、生產者名稱(與營業執照相同)、生產企業名稱(與營業執照相同)、產品照片、車載顯示單元(主板固件版本、播種及報警信息顯示、GNSS定位、遠程傳輸、報警消除)、播種信息采集單元(主板固件版本、種子傳感器通道數、數據接口類型、種子傳感器主板固件版本、種子傳感器輸出信號類型、顯示終端尺寸及分辨率(如有)、作業狀態感知傳感器型號規格(如有))、報警裝置(型號規格、接口類型、圖像輸出制式)、圖像采集單元(型號規格、接口類型、圖像采集分辨率、圖像像素)、集成部分組成。

4.2.2 工廠質量保證能力要求

工廠質量保證能力要求是對企業能滿足批量生產合格認證產品的最低工廠生產條件要求。具體內容包括：基本生產條件、技術文件要求、采購關鍵件和材料控制、關鍵過程控制、例行檢驗、檢驗試驗儀器設備、不合格品控制、產品一致性控制、產品防護、認證證書和標志共10項。

(1)基本生產條件：工廠應建立保證作業監控設備產品一致性所需的生產設施、人力資源及生產環境，如固定的廠房和庫房，保證正常生產、檢測的水電供應等。(2)技術文件要求：應制訂作業監控設備產品的相關過程有效運作和控制需要的文件，如作業監控設備產品的出廠技術條件，自制和整機裝配工藝文件等。(3)采購關鍵件和材料控制要求：應建立作業監控設備的采購關鍵件和材料(如主機軟件、衛星定位模塊及天線、數據存儲卡、顯示屏、圖像采集攝像頭等)控制文件，制定合格供應商的評價管理辦法，制定采購關鍵件和材料的安全技術要求和檢驗或驗證規范等。(4)關鍵過程控制要求：應建立作業監控設備生產的全過程控制工藝文件，應識別作業監控設備如各電路部件組裝及封裝、主機組裝、顯示報警裝置部裝、作業狀態監測裝置部裝、機具識別裝置部裝、圖像采集裝置部裝、各部件線路管路連接、整機組裝和測試等關鍵工序和工藝并適時監控和記錄，應保證生產所需工作環境、生產設備和人員能力等滿足正常生產要求。(5)例行檢驗要求：例行檢驗是指在產品生產的最終階段對產品進行的100%檢驗，也稱為出廠檢驗。作業監控設備的例行檢驗項目應包括：組成、銘牌、標志說明書和產品防護。(6)檢驗試驗儀器設備要求：工廠應配備足夠的檢驗試驗儀器設備，檢驗試驗儀器設備應按規定的周期進行校準或檢定并保存校準或檢定記錄，檢驗試驗人員能力滿足要求。作業監控設備檢驗試驗儀器設備還應包括生產中測試電腦、與產品型號各部件匹配的軟件版本等。(7)不合格品控制要求：工廠應建立并保持不合格品控制程序，內容應包括不合格品的標識、隔離和處置及糾正措施要求。如經返修、返工后的產品應重新檢測。對重要部件或組件的返修、返工應做相應的記錄。(8)產品一致性控制要求：工廠應對批量生產產品的一致性進行控制，保證批量生產的產品與型式試驗合格或經認證機構確認的樣機一致。工廠應建立并保持產品關鍵件和材料、產品結構等影響產品符合規定要求因素的變更控制程序。(9)產品防護要求：工廠在采購、生產制造、檢驗等環節所進行的產品防護，如標識、搬運、包裝、貯存、保護等工廠應建立產品出入庫臺賬。(10)認證證書和標志要求：工廠對認證證書和標志的管理及使用應符合認證機構相關規定。

5 結語

應用作業監控設備可以提高機具作業質量、提高作業效率，越來越受到農民的歡迎。為了促進作業監控設備產品的質量提升以及行業健康發展，發揮認證的引導作用，推進實施自愿性產品認證，很有必要。在實施農機田間作業監控設備自愿性產品認證過程中，生產企業、檢驗機構、認證人員準確掌握技術要求的內容，非常關鍵。在確定技術要求時，要執行國家有關認證工作的規定，要反映使用者對產品的期望，還要降低認證機構的風險。綜合各方因素和要求，本文介紹了認證技術要求的具體內容，期望對生產企業申請認證、檢驗人員檢驗產品、認證人員實施審核能有所幫助。通過對農機田間作業監控設備實施自愿性產品認證，能為使用者選購產品提供有益的幫助，促進產品質量的持續提升。