綠色制造技術在農業機械工程產品中的應用

李 成

（徐州開放大學，221000，江蘇徐州）

農業一直以來是我國得以快速發展的重要根基，是不可或缺的第一產業。之前很長一段時間里，我們國家對農業領域的關注重點更多集中在了農業生產效率上面，忽視了生產過程中出現的資源浪費、環境污染等問題。在綠色發展理念的滲透下，我國對于綠色農業給予了更多關注，并且提倡和支持在農業機械工程產品中盡可能多融入綠色制造技術，從技術層面來保證綠色農業的發展，借助先進的科學技術來推動農業發展實現質的飛躍。

1 綠色技術與綠色制造

1.1 綠色技術的含義

綠色技術，從理論層面來解釋，其主要指的是能夠降低環境污染程度、減少資源消耗量及改善生態系統的一種技術類型。綠色技術與我國所推行的可持續發展理念有著高度一致性，綠色技術在當前社會生產與人們生活領域都得到了滲透和推廣，在實際應用中也展現出比較理想的應用效果。在使用和生產過程中，綠色技術從理論上來講對環境的破壞性極低，綠色技術充分體現出了人類對自然的尊重及渴望與自然環境和諧相處的特點。

目前，綠色技術已經逐步發展成熟，也隨之建立起了一套相對完善的理論體系。綠色技術主要包括兩種技術類型，其一是核心技術，其二是輔助技術。綠色技術不僅帶動了相關領域和產業的發展進步，同時還呈現出越發顯著的推廣意義。就現階段社會發展的現實情況來看，各個領域都在進行著革新與升級，低能耗、低污染、高效率是普遍特征。可是在現實中我們國家的生態環境破壞依然很嚴重，雖然有綠色技術的引入和應用，并逐步展現出其優勢和作用，但是要想依靠綠色技術來解決長期以來生態環境與社會生產之間的矛盾，還需要歷經一個相對漫長的時間階段，而且需要同步采取多項措施，多管齊下以實現綠色環保、可持續發展的總體目標。

1.2 綠色制造的內涵

綠色制造，深入其本質進行探究，其面對的是整體環境，是基于現實環境基礎的一種制造類型。綠色制造主要是通過清潔循環的方式來實現工藝循環的目標，與此同時，綠色制造對實際生產和制造過程中所涉及的諸多要素都進行了充分考慮，實現了物盡其用。除此之外，綠色制造在很大程度上優化了生產與制造的工藝，正視和面對生產與制造過程中面臨的各種問題。還有，從實際應用效果來看，綠色制造充分考慮到了環境與生產效益這兩大核心內容，對環境與生產效益進行了有效平衡，從這一層面來講，綠色制造可謂實現了企業與環境二者的雙贏。

2 我國農業機械工程及其發展現狀

2.1 農業機械工程

眾所周知，農業是我國的第一產業，是我國建設和發展的根基，是不可或缺的核心產業類型。在現代農業生產過程中，農業機械扮演著至關重要的角色，發揮著不可替代的重要作用。目前來看，農業機械的種類越來越具多樣性，而且整體結構也越來越趨向于復雜化和專業化，農業機械工程已經逐步被廣泛應用到了傳動系統、動力系統及操作系統中。近些年，我國越來越關注和重視農業領域，對農業機械自然也表現出了更高的關注度，有越來越多的資源投入到了農業機械工程中。雖然我國當前的農業機械工程發展水平還是與發達國家存在很大的差距，但是相信隨著時間的推移和機械工程技術的不斷創新，我國農業機械工程水平會實現持續提升。

2.2 農業機械工程發展現狀

從國家的政策及實際措施中不難看出，我國近些年一直都在不斷加大對農業領域的財政投入力度，農業機械技術在此過程中也獲得了諸多創新和突破。目前來看，我國傳統農業機械正在逐步轉變和升級，農業傳統生產模式正朝著自動化、現代化、智能化方向發展。現階段我國農業領域中，智能化、功能健全的機械工程系統已經得到了初步發展，農業技術研究范疇也逐步得到了拓展，從最開始的農業生產向機械、氣象、信息及電子等專業不斷延伸，機電技術的研究方向越發明確。

舉例來說，在新型收割機、拖拉機等農業機械上已經成功安裝了自動導航系統，這對于推動農機的自動化、智能化、高效率、安全化生產有著至關重要的作用。在綠色制造技術的應用下，現代農業呈現出越發強勁的智能化發展趨勢，綠色制造技術不僅保證了農業產量，而且推動了農業發展實現質的飛躍。

3 農業機械工程領域推廣與應用綠色技術的必要性

3.1 提高機械生產作業自動化程度

在當前農業生產領域，機械代替人力已經成為一種必然發展趨勢，農業生產向自動化、智能化發展目標邁進了一大步。綠色技術的應用使得農業作業中融入了電子技術、遙感技術及系統工程等諸多要素，這對于提高農業機械化水平及農業機械自動化水平都有著非常大的幫助和作用。因為綠色技術的助力，農業機械工程領域的自動化水平得到了很大程度的提升，如此一來，農業作業的精細化特征越發顯著，而且還可以有效節省農業勞動成本，提高農業資源的使用效益。此外，綠色技術還在一定程度上提升了農業生產的安全性，農業生產效率也因此得到了有效保障。

3.2 減輕農業領域環境污染

就現階段發展情況來看，環境污染問題依然存在，而且環境污染程度也比較嚴重。現代農業生產作業中，會使用到大量的農藥和化肥來幫助農作物的生長，這些農藥和化肥除了被農作物吸收之外，剩余部分會慢慢滲透到地下，或者流入江河，久而久之，農村的自然環境必然受到影響。

例如，當前有很多農民選擇使用化肥、農藥，無論是化肥還是農藥，都存在著短時間內難以降解消除干凈的問題；但是如果應用綠色技術，就可以借助信息系統來精準確定農藥、化肥的用量，而且可以對生產資料進行科學配比。如此一來，便可以減少對環境的破壞，保證農業的科學化生產，滿足農業綠色發展的要求。

4 綠色制造技術在農業機械工程產品中的具體應用

4.1 以網絡為基礎的協同設計技術

之前農機研究工作是建立在高需求的資源投入基礎之上的，但當前綠色制造技術與之前的農業研究完全不同。綠色制造技術以計算機模擬仿真、虛擬現實技術作為技術支持，充分利用先進的計算機網絡系統，以實現農機的虛擬化設計和生產，再根據結果來進行科學合理的取舍。這樣不僅有效削減了之前諸多復雜繁瑣的工作環節，而且也在很大程度上減少了資源浪費，這對于推動農業機械工程朝著智能化、綠色化發展有著非常重要的作用。除此之外，因為有了網絡協同設計技術的支持和幫助，技術信息成功實現了分享，其中存在的問題也能及時得以發現。

4.2 綠色材料的正確選擇

綠色制造技術的應用使得相關主體對于綠色材料表現出了高度關注，選擇什么樣的材料會直接影響到后續生產作業的結果。在選擇材料時，不僅要關注材料基本使用性能的優質性，而且要盡可能避免出現一次性使用的情況。在之前傳統農業作業模式下，大部分材料都只能滿足一次性農業生產需求，每一次作業都需要換新的材料，這樣必然會加大整個農業生產的投入成本，而且還會出現不同程度的資源浪費情況。因此，在農業機械工程產品具體應用過程中一定要正確選擇綠色材料，進而為后續生產工作提供強有力的支持與保障。

4.3 加工工藝的優化

在產品制造過程中，優化整體的工作模式，從節約能源和降低能耗等不同的角度入手，防止在產品加工制造過程中出現故障。農業機械產品投入生產活動中，需要具備一定的自我修復能力，盡量避免對周邊環境產生不良的影響，同時保證其基本的使用功能。在綠色工藝實施過程中，包含表面處理和裝置控制等不同的環節，要將綠色裝置控制目標貫穿于工作的始終，加強對實際情況的了解及認識，不斷提高加工的效率和水平。

4.4 虛擬樣機建模仿真技術

之前大部分農業研究工作都是按照統一的流程，即設計理念—繪圖—生產樣機—樣機的反復試運行—改進—成功投產。這樣的研究過程本身就極具復雜性，風險程度也很高。在實際研究中會出現反復的樣機生產與實驗而增加勞動量的情況，這必然會造成研究成本的增加。而風險性則體現在研究及運行中，隨時有可能會出現各種風險，甚至會對生命與財產安全造成威脅。因此，之前傳統的農業研究工作方式需要優化升級，新的農業研究要緊密圍繞綠色發展的要求來組織開展。從目前農業機械工程中應用綠色制造技術的情況來看，比較具有代表性的技術之一當屬于虛擬樣機建模仿真技術，依托計算機系統提供的虛擬樣機模型，無須生產實體樣機，就可以模擬機械的運轉水平；同時，可以實現動力學、靜力學等多方面的分析，從而分析該機械設備的性能，再經過多重的對比、分析來逐步優化設計圖紙，最終形成最優設計方案，再一步到位地生產實體樣機。虛擬樣機建模仿真技術的應用有效減少了農機設計生產制造的繁瑣環節，同時，也控制了試驗次數，節省了資源，控制了成本，帶來了良好的綠色經濟效益。

4.5 綠色評價指標系統

在農業機械工程中應用綠色制造技術，綠色制造技術雖為核心要素，但是綠色制造技術所產生的應用效果及效益還需要多方要素的配合與輔助。其中綠色評價指標系統便是不可或缺的一項內容，農機研發綠色水平的評價需要一個足夠健全和完善的評價系統進行輔助。就現階段農業機械工程中應用綠色制造技術的情況來看，已經有越來越多先進技術類型融入其中，而且涉及領域越來越具廣泛性。這便對綠色評價指標系統的健全與完善提出了更高的要求。關于進一步完善綠色評價指標系統，具體可從如下幾個方面來著手進行：其一，豐富和優化評價標準系統的內容；其二，明確適用和更具科學性與合理性的求解算法；其三，創建由多方專家參與的在線評價系統，盡可能邀請更多專家共同參與探究和討論，將綠色評價指標系統升級成為一個具有多目標、多維度特點的評價決策系統，進而更好地服務于綠色制造技術在農業機械工程中的應用。

5 以綠色制造技術為核心的農業機械工程產品案例

5.1 福建人工智能5G 農業機器人

該農業機器人是當前農業機械工程領域比較具有代表性的一種產品類型，其功能優勢主要集中在兩個方面，其一是數據采集，其二是實景智能巡檢。該農業機器人的腳可以自由移動，可結合實際作業需求全方位旋轉成任何一個角度，因此它在農業園中是可以任意行動的，遇到障礙物也會自動繞開。該款農業機器人還可以完成一系列自動作業流程，諸如自動巡檢、轉彎、采集及充電等。該款農業機器人的眼睛、嘴巴、耳朵、頭頂都應用了先進的人工智能技術，可實現對農業生產環境的智能感知、實時采集。

5.2 聯合收割機故障監測技術

聯合收割機故障監測技術可以根據采集到的相關數據判斷出聯合收割機當前的作業狀態，可以根據當前狀態為聯合收割機維護提供指導性意見。圖1 所示為聯合收割機故障監測技術工作原理。

6 結語

綠色制造技術生產效率高、自動化水平高、環境污染程度低，這對于現代農業的可持續發展而言是不可或缺的重要技術元素。在當前農業機械工程中，綠色制造技術的應用范圍越來越廣泛，實踐證明綠色制造技術在提升農業機械工程產品品質中的確發揮著非常重要的作用。未來伴隨著綠色制造技術的不斷創新與優化，其在農業機械工程領域中將扮演越來越重要的角色，在實際農業機械工程產品中，綠色制造技術也會展現出更重要的價值和作用。在現代農業機械工程中，綠色制造技術的影響力不容小覷。