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1我國(guó)農(nóng)機(jī)必須走自動(dòng)化、智能化的道路

1.1降低農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本的需要

近年來(lái),隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量有了大幅度的提高,由于加入WTO后農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格受到國(guó)際市場(chǎng)的沖擊,造成價(jià)格持續(xù)下滑,對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成很大的壓力,使得許多地方出現(xiàn)有地?zé)o人種的大面積撂荒現(xiàn)象。如內(nèi)蒙古全區(qū)的撂荒土地面積達(dá)到近4萬(wàn)hm2[1]。為降低農(nóng)產(chǎn)品成本,需對(duì)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本的主要構(gòu)成進(jìn)行分析,并與國(guó)外進(jìn)行對(duì)比(農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本與國(guó)外對(duì)比。我國(guó)的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本較國(guó)外高的主要原因是勞動(dòng)力所占比例太高,機(jī)械成本占有比例較低。所以如果我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)若能大幅度提高機(jī)械化和自動(dòng)化水平,必然可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率,達(dá)到降低農(nóng)產(chǎn)品成本的目的。

1.2從業(yè)人員出現(xiàn)高齡化、女性化

隨著改革開(kāi)放的不斷深化,農(nóng)村大量青壯年勞動(dòng)力都轉(zhuǎn)到第二、三產(chǎn)業(yè),使得從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人口出現(xiàn)老齡化的趨勢(shì)。如1990年調(diào)查,我國(guó)農(nóng)村60歲以上人口達(dá)7285萬(wàn),估計(jì)到本世紀(jì)20～30年代,我國(guó)農(nóng)村60歲以上老年人口將達(dá)到22%～24%[3];農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移的另一個(gè)結(jié)果是農(nóng)村勞動(dòng)力的女性化[4]。據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn),隨著社會(huì)工業(yè)化水平的高度發(fā)展,這一現(xiàn)象將不僅不會(huì)減緩,而是會(huì)加劇。如日本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從業(yè)人員平均年齡已達(dá)60歲以上。這樣,要保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)按農(nóng)時(shí)及時(shí)完成,減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度,并提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)效率,必須使農(nóng)業(yè)機(jī)械具有高度自動(dòng)化和智能化的功能。這樣,才能保證在農(nóng)業(yè)時(shí)令允許的范圍內(nèi)及時(shí)完成作業(yè)任務(wù)。

1.3提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的要求

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求已經(jīng)從過(guò)去的溫飽型變?yōu)閷?duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的追求,如國(guó)內(nèi)的水果市場(chǎng),過(guò)去由于產(chǎn)品稀缺,人們對(duì)其品質(zhì)、外觀沒(méi)有太多要求。但近年來(lái),由于水果生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及產(chǎn)量的提高,供給也越來(lái)越充足,人們開(kāi)始對(duì)水果外形、色澤以及口感等提出了嚴(yán)格的要求;另外,我國(guó)加入WTO后,國(guó)內(nèi)大量農(nóng)產(chǎn)品需出口到國(guó)外,參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),更提高了對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的要求(如出口日本的山東大蔥,對(duì)農(nóng)藥殘余量以及大蔥的長(zhǎng)短、粗細(xì)和形狀都有嚴(yán)格的要求)。顯然,要對(duì)種類繁多、數(shù)量很大、區(qū)分精細(xì)和作業(yè)單調(diào)的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)前管理、產(chǎn)后分類和加工,必須借助于自動(dòng)化和智能化的作業(yè)機(jī)械,才能在較高工作效率的前提下滿足對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)—分類—加工的需求。

1.4國(guó)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式競(jìng)爭(zhēng)的壓力

國(guó)外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)證明,采用智能化、自動(dòng)化的作業(yè)方式是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然趨勢(shì),是發(fā)展高效節(jié)本農(nóng)業(yè)的有效途徑。世界農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在采用了高度自動(dòng)化的作業(yè)機(jī)械后,不僅提高了工作效率,降低了作業(yè)成本,而且提高了其農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的數(shù)量和價(jià)格的相對(duì)優(yōu)勢(shì)。如果忽視高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用,那么與農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備方面的差距會(huì)越來(lái)越大,國(guó)外自動(dòng)化、智能化程度很高的作業(yè)工具將占領(lǐng)我國(guó)市場(chǎng),使我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)陷入困境。

2實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化、智能化的技術(shù)基礎(chǔ)

2.1傳感器技術(shù)

我國(guó)傳感器技術(shù)取得了很大進(jìn)步,其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。如在農(nóng)業(yè)、水利上所用的水位測(cè)定傳感器,實(shí)現(xiàn)了惡劣條件下對(duì)水位數(shù)據(jù)的直接讀取和數(shù)據(jù)的快速采集;在糧食干燥、儲(chǔ)存、生物肥加工、菌種發(fā)酵等領(lǐng)域傳感器的使用,解決了溫度測(cè)量的精度問(wèn)題和遠(yuǎn)距離非接觸式的測(cè)量;在收獲機(jī)上,通過(guò)谷物流量傳感器的應(yīng)用,可以快速測(cè)出收獲機(jī)單位時(shí)間收獲的谷物量,通過(guò)谷物濕度傳感器的使用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)收獲谷物和儲(chǔ)藏谷物濕度的在線測(cè)量和監(jiān)控。其他諸如速度傳感器、位移傳感器、力傳感器等的應(yīng)用技術(shù)更是廣泛,這些科研成果的取得為農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化、智能化打下了基礎(chǔ)。

2.2電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)

20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)的高新技術(shù)得到了迅速發(fā)展。小型化、微型化芯片的出現(xiàn),加快了電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、森林、禽牧、農(nóng)產(chǎn)品加工等8大類電子技術(shù)正在興起,僅“九五”期間,國(guó)家農(nóng)業(yè)電子總投資超過(guò)20億元,開(kāi)發(fā)項(xiàng)目1000種以上[5];另一方面,計(jì)算機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)短短十多年的發(fā)展,已經(jīng)成功研制了超大規(guī)模集成芯片,從而使其處理數(shù)據(jù)的能力越來(lái)越強(qiáng),速度越來(lái)越快,為農(nóng)業(yè)技術(shù)的數(shù)字化、智能化、便攜化發(fā)展創(chuàng)造了條件。

2.3遙測(cè)遙感技術(shù)

近年,我國(guó)的航天遙測(cè)在服務(wù)于航天測(cè)量的同時(shí),開(kāi)始大范圍的輻射于其他領(lǐng)域。先后研制出幾代遙測(cè)系統(tǒng),服務(wù)于海、陸、空軍及民用領(lǐng)域,甚至實(shí)現(xiàn)了小型化、系列化、模塊化[6]。遙感技術(shù)在我國(guó)起步較晚,但由于該技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用,其發(fā)展也非常迅速。如我國(guó)研制的遙感器,具有寬視場(chǎng)、遠(yuǎn)距離全景掃描等特點(diǎn);研制的返回式衛(wèi)星遙感,可以根據(jù)需要視場(chǎng)角在70°～120°范圍調(diào)整,分辨率達(dá)到米級(jí),且目前建成的返回式衛(wèi)星遙感地面應(yīng)用系統(tǒng),在測(cè)繪及國(guó)土資源調(diào)查中發(fā)揮了的巨大作用。氣象衛(wèi)星的應(yīng)用為防御自然災(zāi)害提供了先進(jìn)手段。

2.4機(jī)器人技術(shù)的日益成熟

機(jī)器人技術(shù)在很大程度上可以體現(xiàn)該國(guó)家智能化、自動(dòng)化技術(shù)水平。對(duì)機(jī)器人技術(shù)的研究,使得我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,并從實(shí)際出發(fā),研制出了工業(yè)用的焊接、裝配機(jī)器人;細(xì)小管道裂縫探測(cè)、疏通機(jī)器人[7];在農(nóng)業(yè)方面也隨著蔬菜嫁接機(jī)器人、植物栽培用機(jī)器人[8]農(nóng)產(chǎn)品收獲機(jī)器人、農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)機(jī)器人的出現(xiàn),使我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了新的階段。

2.5設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)

我國(guó)工廠化農(nóng)業(yè)得到一定推廣發(fā)展,為我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)行智能化、自動(dòng)化提供了許多機(jī)遇。在工廠化農(nóng)業(yè)中,可以使在大田作業(yè)中諸如溫度、濕度、二氧化碳濃度等對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很大影響、難以控制的環(huán)境因素得以人為控制,從而大大簡(jiǎn)化了作業(yè)難度,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件;另外,設(shè)施農(nóng)業(yè)由于環(huán)境可控、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)周期短,特別適宜使用高效、精密的作業(yè)機(jī)具,因此為智能化、自動(dòng)化的新型作業(yè)機(jī)具的開(kāi)發(fā)提供了發(fā)揮作用的廣闊天地。

3我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化的發(fā)展方向

3.1加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)研究

在日本,由于對(duì)蔬菜特性的研究比較充分,所以在蔬菜的育苗、栽植、收獲等環(huán)節(jié)上基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,不僅減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且大大提高了作業(yè)效率。美國(guó)在大力開(kāi)發(fā)自動(dòng)化作業(yè)機(jī)具的基礎(chǔ)上,充分利用衛(wèi)星定位系統(tǒng),試驗(yàn)了如谷物收獲作業(yè)等環(huán)節(jié)的無(wú)人操作。我國(guó)盡管不可能短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化,但必須將其作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向,加快該領(lǐng)域技術(shù)的研究。

3.2調(diào)整高校學(xué)科發(fā)展方向,培養(yǎng)專業(yè)人才

近年來(lái),由于種種原因,從事農(nóng)業(yè)裝備的科研人員越來(lái)越少。要改善這種局面,應(yīng)該調(diào)整相關(guān)專業(yè)的發(fā)展方向,大力培養(yǎng)農(nóng)業(yè)裝備自動(dòng)化、智能化專業(yè)人才,從而吸引更多的人投入到農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究行列。

4結(jié)束語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化,在我國(guó)還需一個(gè)比較長(zhǎng)的過(guò)程。因?yàn)樵摷夹g(shù)不僅需要其他方面的技術(shù)支持,而且要與我國(guó)農(nóng)業(yè)作業(yè)體系充分結(jié)合起來(lái),所以除應(yīng)加快開(kāi)發(fā)研究智能化、自動(dòng)化作業(yè)機(jī)具,還應(yīng)加大對(duì)作業(yè)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)化的研究與推廣,為最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化打好基礎(chǔ)。