農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢探討

宋文彬

摘要：目前我國農(nóng)業(yè)發(fā)展形勢良好，社會大眾對農(nóng)業(yè)作業(yè)形式提出全新的要求及標準。傳統(tǒng)農(nóng)耕模式早已無法滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，而智能化農(nóng)業(yè)機械的應(yīng)用獲取廣泛的認可，成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。同時，我國人口數(shù)量眾多且人均耕地面積銳減，使得農(nóng)業(yè)資源利用率相對較低，嚴重阻礙農(nóng)業(yè)長遠發(fā)展。本文以農(nóng)業(yè)機械智能化為切入點，分析其發(fā)展現(xiàn)狀，進一步對其發(fā)展趨勢進行分析，旨在為相關(guān)從業(yè)人員積累更多的實踐經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械;智能化發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

中圖分類號：F323.3;S220.2文獻標識碼：A文章編號：1672-9129（2020）03-0042-01

Abstract：atpresent，China'sagriculturaldevelopmentsituationisgood，andthepublicputforwardnewrequirementsandstandardsforagriculturaloperationform.Traditionalfarmingmodehasbeenunabletomeettherequirementsofagriculturaldevelopment，andtheapplicationofintelligentagriculturalmachineryhasbeenwidelyrecognized，whichhasbecometheinevitabletrendofagriculturaldevelopment.Atthesametime，Chinahasalargepopulationandthepercapitacultivatedlandareahasdecreasedsharply，whichmakestheutilizationrateofagriculturalresourcesrelativelylow，whichseriouslyhindersthelong-termdevelopmentofagriculture.Thispapertakestheintelligentagriculturalmachineryasthebreakthroughpoint，analyzesitsdevelopmentstatusandfurtheranalyzesitsdevelopmenttrend，aimingtoaccumulatemorepracticalexperienceforrelevantpractitioners.

Keywords：agriculturalmachinery;intelligentdevelopmentstatus;developmenttrend

自動化控制技術(shù)占據(jù)著農(nóng)業(yè)機械設(shè)計極其重要的地位及作用，并且農(nóng)業(yè)機械運作環(huán)境及設(shè)計環(huán)節(jié)相對復(fù)雜，僅僅憑借傳感系統(tǒng)及控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)高效化生產(chǎn)的目標。由此可見，擴大智能化農(nóng)業(yè)機械的研發(fā)力度，能滿足高效收集、合理整合及妥善處理信息數(shù)據(jù)的要求，而此環(huán)境下智能化農(nóng)業(yè)機械應(yīng)運而生[1]。同時，智能化農(nóng)業(yè)機械能實現(xiàn)智能化處理傳感器反饋信號的目標，與控制系統(tǒng)及操作人員進行信息交互，極大程度上保證機械作業(yè)的效率性及可靠性。受現(xiàn)代化社會蓬勃發(fā)展的影響，自動化及智能化逐漸替代人力及機械化勞動，能保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。鑒于此，本文針對“農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢”進行分析研究具有重要的價值意義。

1農(nóng)業(yè)機械智能化的發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1模塊化設(shè)計。模塊化設(shè)計指分析產(chǎn)品功能性條件下設(shè)計一系列功能模塊，而上述模塊相結(jié)合能組合形成各種類型產(chǎn)品用于客戶進行選擇，并且農(nóng)業(yè)機械的類型相對復(fù)雜，模塊普遍無法自行適應(yīng)，可能出現(xiàn)無法發(fā)揮模塊化設(shè)計的應(yīng)用優(yōu)勢[2]。按手段類型，模塊手段可劃分為啟發(fā)式及聚類式。其中，啟發(fā)式主張立足于工程適用背景搭建教學(xué)規(guī)劃模型，利用相應(yīng)的算法獲取模塊劃分的最優(yōu)解法;聚類式指利用網(wǎng)絡(luò)及矩陣設(shè)計用于表現(xiàn)產(chǎn)品元素的拓撲關(guān)系，結(jié)合聚類算法計算出零部件的成組模塊區(qū)分，包括以DSM聚類為基礎(chǔ)的模塊劃分法及以圖論為基礎(chǔ)的模塊劃分法。

1.2計算機輔助建模。CAD計算機輔助系統(tǒng)可作用于建模階段，包括PTCCreo參數(shù)化建模技術(shù)等，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)機產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計領(lǐng)域。一般說來，產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)及標準無法有效支持幾何構(gòu)造歷史等設(shè)計理念傳遞，僅僅依靠以歷史為基礎(chǔ)的參數(shù)化建模手段能滿足運用宏命令交換CAD模型的要求。同時，CAD建模往往需要利用設(shè)計理論知識實現(xiàn)智能化設(shè)計的目標，而將計算機建模與設(shè)計知識相結(jié)合，能保證模型的適用性。CAD模型的設(shè)計知識劃分為材料特征、標準及尺寸等層面的隱性知識，而將NISTCPM為基礎(chǔ)面向并行工程的設(shè)計數(shù)據(jù)庫表示模型的知識描述可劃分為3個層面，提出以知識為基礎(chǔ)的參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)。

1.3虛擬仿真。融入生物技術(shù)及農(nóng)藝技術(shù)是集結(jié)先進制造技術(shù)、智能化控制技術(shù)及全新材料等先進技術(shù)手段的集中體現(xiàn)。從本質(zhì)角度來看，農(nóng)業(yè)機械仿真學(xué)理論涵蓋控制學(xué)、機械學(xué)及農(nóng)業(yè)科學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域。即便仿真工具能徹底解決大多數(shù)仿真問題，但是無法滿足農(nóng)業(yè)機械復(fù)雜及物理耦合的具體要求，往往需要全面分析各個農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的仿真工具應(yīng)用情況。同時，VR技術(shù)的大范圍推廣對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的影響相對深遠，尤其是對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且設(shè)計難度大的大型農(nóng)業(yè)機械，利用VR技術(shù)手段能完成建模結(jié)構(gòu)性、功能性及外觀性的任務(wù)。此外，VR技術(shù)能滿足虛擬作業(yè)的要求，能全面評價產(chǎn)品的功能性及設(shè)計方案。

2農(nóng)業(yè)機械智能化的發(fā)展趨勢分析

自動化控制技術(shù)占據(jù)著農(nóng)業(yè)機械設(shè)計極其重要的地位及作用，并且農(nóng)業(yè)機械運作環(huán)境及設(shè)計流程相對復(fù)雜，僅僅憑借傳感系統(tǒng)及控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)生產(chǎn)高效化的目標。而從農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展趨勢來看，具體趨勢如下：

2.1個性化趨勢。從農(nóng)業(yè)機械角度來看，客戶的要求及選擇呈現(xiàn)出多樣化及層次化的狀態(tài)，而靈活運用大數(shù)據(jù)技術(shù)手段能收集整理客戶信息數(shù)據(jù)，分析客戶的具體需求及個人偏好，研究出農(nóng)業(yè)機械使用、管理及客戶要求三者間的聯(lián)系性，最終形成用戶需求模型。除此之外，全面分析客戶要求及產(chǎn)品設(shè)計間的轉(zhuǎn)化方式，例如：AD理論及人工智能算法等，實現(xiàn)客戶域至功能及結(jié)構(gòu)域間聯(lián)系性表現(xiàn)的目標，有助于設(shè)計出更加符合高性能及科學(xué)性的農(nóng)業(yè)機械，方可滿足客戶多樣化的使用要求。

2.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和互作原理趨勢。即便推動農(nóng)業(yè)發(fā)展及保證糧食生產(chǎn)安全性是農(nóng)業(yè)機械的主要發(fā)展目標，但是對于農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的數(shù)據(jù)信息相對缺乏，極易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不足的問題，而結(jié)合土壤-機械-作物系統(tǒng)的規(guī)律，研究相關(guān)裝置及工具技術(shù)，能重點解析構(gòu)建出網(wǎng)絡(luò)化的農(nóng)田土壤力學(xué)參數(shù)及農(nóng)業(yè)機械物理特性指標，并且不得脫離工程材料及農(nóng)業(yè)機械荷載結(jié)構(gòu)力學(xué)等理論知識的支持，形成農(nóng)業(yè)機械通用的組件數(shù)字化設(shè)計數(shù)據(jù)庫，為形成農(nóng)業(yè)機械智能化設(shè)計方案提供強有力的支持，大大提高機械設(shè)計的合理性。

3結(jié)語

通過本文探究，認識到現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展無法脫離智能化農(nóng)業(yè)機械的支持，主張利用先進科學(xué)的智能化技術(shù)手段與農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造相結(jié)合，能大大提高農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)效率，突出其使用功能，進一步推動現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。因此，全面分析農(nóng)業(yè)機械智能化的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢占據(jù)著極其重要的地位及作用，不止能決定未來農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展進程，更能集中體現(xiàn)其農(nóng)業(yè)發(fā)展的應(yīng)用價值。

參考文獻：

[1]崔躍峰.農(nóng)業(yè)機械智能化設(shè)計技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020（06）：9.

[2]高文英.淺議現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械智能化的應(yīng)用與發(fā)展[J].南方農(nóng)機，2020，51（11）：65.