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智能农机的企业担当

2021-10-07杨秋意

中国农村科技 2021年9期
关键词:拖拉机农机装备

文/本刊记者 杨秋意

农机博览会现场(资料图)

策划语:

智能农机装备是集复杂农业机械、智能感知、智能决策、智能控制、大数据、云平台、物联网等技术为一体的现代农业装备,通过对传感器收集的各种信号进行逻辑运算、传导、传递、进而在动态作业环境下发出适宜指令驱动农业机械来完成正确的动作,实现工作效率化、作业标准化、人机交互人性化、操作傻瓜化、自主、高效、安全、可靠地完成农业作业任务,提升农业生产效率。

在农业智能装备方面,我国已成功地将现代电子技术、控制技术、传感器技术、农机工程装备技术集成应用于精准农业智能装备中。另外,结合多种作物农业耕种要求,还开发了种肥同步施用的系列变量播种施肥机械装备,如小麦免耕变量播种施肥机、玉米免耕变量播种施肥机、大豆精准变量播种施肥机、果园对靶喷药机等,该系列装备已达到了国际先进水平。在智能农机发展进程中,国内各大型企业在智能农机研发实践中发挥了使命担当。

2020 年全国两会期间,习近平总书记讲了一个“金扁担”的故事。当年,农民们谈起在吃饱吃好的基础上,境界更高的愿望时说,将来上山干活就挑着金扁担。“这个‘金扁担’,我就理解为农业现代化。”习近平总书记说。地球之大,农为邦本,在当今信息化智能时代,谁在农业现代化上领跑,谁就拥有了金扁担,可以衣食无忧。

农机智能化的国际竞争

20 世纪90 年代中期,美国最先将卫星导航系统安装在农业机械上,从而开启了农业机械高科技、高性能、智能化的先河。随后,德国政府大力投资农业技术,并由大型企业牵头发展智慧农业,通过农业数据库的大力建设为智慧农业的发展提供了海量的基础数据,通过传统农业生产与机械制造的结合大大提升了农业生产的自动化水平。法国的联合收获机产量图生成及质量测定、施肥机械和植保机械利用GPS 和GIS 系统进行变量作业等成果突出。日本已有一半以上的农户选择使用农业物联网技术,不仅大幅提高了农产品生产效率与流通效率,还有效解决了农业劳动人口老龄化和农业劳动力不足的问题。

近年来,全球农机产业发展维持在900 亿-1000 亿欧元左右,欧洲、美洲和亚洲的产业约占全球95%左右。农业机械产品呈现智能化、精准化、高效化、大型化、节能化、服务化趋势,技术上不断融合液压与电信、传感与控制、环境与生物等高新技术成果,进入了“智慧化”高技术提升应用水平的阶段。智能农机装备产业国际竞争激烈,产业集中度不断提高,竞争形式由技术主导向技术引导、资本主导转变,欧、美、日等国家跨国企业以领先的技术优势占据产业价值链的高端,并通过强大的商业资本实现产业整合,推动全产业链和跨国发展,企业竞争成为国家竞争的主要表现。约翰迪尔、凯斯纽荷兰、爱科等欧美农机企业在全球农机产业中占据主导地位,久保田、洋马等日、韩企业在中小型农机装备方面占据领先地位。

我国是智能农机装备制造和使用大国。近年来,我国智能农机装备技术和产业稳步发展,突破了一批数控、精量、自动等基础和关键技术,开发了多功能作业、大马力拖拉机、定位变量作业和健康养殖、设施园艺等智能装备,形成了从研发、制造、质量监督、流通销售到应用推广的产业体系,以及上中下游、大中小企业、高中低端协同发展的产业格局。根据中国农业机械工业协会统计,2019 年,我国农机装备市场规模约占全球27.4%,1900 家左右规模以上企业主营业务收入为2465 亿元,具备4000 多种农机产品研发生产能力,年生产主要农机产品50 多万台,保有量超过8000 多万台(套),农机总动力超过10 亿千瓦,满足国内90%以上的市场需求。

从发达国家历程看,农业装备科技的发展有其纵向的历史规律,即由机械技术到与机械与各种高新技术不断融合的历史过程,我国也不例外。农业装备科技的发展亦具有时代性,即与发展所处时期先进技术的不断融合与演进。

由中国一拖、中科院计算所洛阳分所等单位联合发起成立的国家农机装备创新中心,研制出“超级拖拉机I号”的拖拉机,这是我国自主创新研发的真正意义上的第三代农机。

我国智能农机与时俱进

农业机械化和农机装备是转变农业发展方式、提高农村生产力的重要基础,是实施乡村振兴战略的重要支撑。“十三五”期间,科技部围绕现代农业发展对高端技术和市场重大产品的紧迫需求,设置了国家重点研发计划“智能农机装备”重点专项,旨在突破信息感知、决策智控、试验检测等农机行业关键共性技术与重大产品智能化核心技术,破解依赖进口、受制于人的技术瓶颈,开发大型与专用拖拉机、田间作业及收获等主导产品智能技术,建立农业智能化装备技术体系,创制丘陵山区、设施生产及农产品产地处理等作业装备,支撑全程机械化发展,为中国农机装备“走出去”提供科技支撑。

坐落在河南省洛阳市伊滨区两座新颖别致的现代建筑里,由中国一拖、中科院计算所洛阳分所等单位联合发起成立的国家农机装备创新中心,研制出“超级拖拉机I 号”的拖拉机,这是我国自主创新研发的真正意义上的第三代农机。

建设国家农机装备创新中心是“制造强国”战略的具体举措事宜,国家级制造业创新中心位居《中国制造2025》五大工程之首。截至2020 年,我国围绕《中国制造2025》重点领域重点形成15 家左右制造业创新中心。河南省依托农机装备的产业基础和中国科学院及清华大学等科技创新力量的帮助,成功建成农业机械装备领域的国家级制造业创新中心,承担解决农机领域低端产品产能过剩、高端产品原始创新能力不足、关键零部件依赖进口的问题。

农机领域的创新发展也是国际科技竞争的结果,2016 年以来,世界农机强国均开始布局以智能化为主要特征的第三代农机技术体系。国际竞争及我国复杂的地形地势决定了不能再靠简单引进推动我国农机产业发展,必须因地制宜构建自主可控的农机创新体系,充分利用国家战略契机,实现农机制造技术和装备水平提升。

目前,国家农机装备创新中心这一平台已经聚集了多家中国科学院内农机相关技术研究单位、7 所高校和30 余家企业,形成上中下游合作创新的科学布局。依托自主核心器件研制的第三代智能农机“超级拖拉机I 号”,能够在耕地、平地、覆膜、播种等作业过程中实现全程的自动作业,通过卫星定位导航,拖拉机可按预设路径自动巡航、匀速前进、精准播种。不仅可节省人力、提高效率,还能改变粗放的播种方式,覆膜、播种横平竖直,作业偏差小,提高了土地、种子、化肥的利用率。比如在实施的万亩级农机示范基地,只需要三四个人指挥近20 台智能农机,就能完成全部的耕地、播种、洒水、打药等作业。设定好时间和路线,它们甚至可以半夜“加班”,24 小时无休。

第三代超级拖拉机

2021 年是我国“十四五”规划的开局之年,规划中提出,要深入实施制造强国战略,坚持自主可控、安全高效,推进产业基础高级化、产业链现代化,保持制造业比重基本稳定,增强制造业竞争优势,推动制造业高质量发展。在农业机械制造业核心竞争力方面提出,要开发智能大马力拖拉机、精量(免耕)播种机、喷杆喷雾机、开沟施肥机、高效联合收割机、果蔬采收机、甘蔗收获机、采棉机等先进适用农业机械,发展丘陵山区农业生产高效专用农机。可见未来智能农机更接地气,更实用。

企业担当未来可期

开发智能型大马力拖拉机是发展的方向和要求。中国农机老牌国企悦达农装始终肩负着促进农业机械化发展的使命,是我国直联式全齿轮传动轮式拖拉机品种最全、谱系最宽的企业之一。根据国家规划,提出自己的“一大一小一水一电”产品布局战略。在大马力拖拉机方面,经过三年多的努力,已经完成了从132 到197 千瓦拖拉机的产品规划的生产和销售。该公司研发的“黄海金马”200-260 系列重型智能拖拉机产品造型美观、结构紧凑、功能齐全、动力性能好,且具有牵引力大、爬坡力强、转向灵活、操作轻便、保养方便等特点,最为显著的亮点便是实现了智能化和自动化。给农机装上了大脑,得益于悦达农装提出“双智能”规划。加快“双智能”改造升级进程,引领农机产业智能化发展。“双智能”发展规划在大马力拖拉机FPS-全动力换挡、CVT-无级变速、无人驾驶技术和CAN 总线技术等方面实现技术突破。产品配备了北斗卫星信号导航系统,能够准确定位行驶路线,实现区域内无人自动驾驶,这是高端智能农机装备迈出的重要一步。

中联农业机械股份有限公司在拖拉机研发方面的技术优势,比如18.5-222 千瓦、传动覆盖机械换挡、啮合套换挡、动力换挡拖拉机产品技术,其中,2015 年完成开发的48-193 千瓦欧洲平台的拖拉机整体性能及智能化达到国际水平,排放达到欧Ⅳ标准;RK604、RK704、RM804、RM904 型轮式水田拖拉机产品,在作业动力性能、防沉陷、通过性、产品关键部位采防水、防尘及密封防腐和轻量化工作方面积累了大量的数据和设计经验;52 千瓦履带式水田拖拉机,从结构上解决传统拖拉机深泥脚作业易漏油、操纵卡滞现象,且行走系统采用双静液压无极变速装置(HST)。

在智能化开发方面,自主研发的农机自动驾驶与辅助视觉导航系统,可实现拖拉机按照预定路径进行自动行进、自动对行、自动避障、定量播种等精准作业。同时,产品搭载智能物联网终端,通过公司农机远程物联网服务平台,与用户手机应用端进行连接,实现服务点位置智能推送、故障告警及大数据挖掘、安全防护等功能,并可在后台监测农机作业时的各项关键参数,将数据分析汇总,实现智能故障预判,还可实现运行轨迹跟踪查询、计亩等功能,为用户提供更智能、更精准、更便捷的机械化生产解决方案。

四川川龙拖拉机制造有限公司通过高通过性、高稳定性和高山地适应性丘陵山地拖拉机的开发,进一步探索丘陵山区农业作业的特殊性,通过试验验证,确保技术可行性,为今后丘陵山地拖拉机的创新发展奠定基础,提供可参考实例;对丘陵山地拖拉机与农机具的实际使用进行深入的研究,对丘陵山地拖拉机、自走式作业机械底盘及行走装置的结构、姿态调整、四轮转向、姿态调整控制策略设计等方面奠定了研究思路与设计制造基础;为丘陵山区农业机械化的提高提供支撑,为丘陵山地拖拉机与农业机械设计、制造、使用的技术进步起到有效的推动作用。

智能监控与无人机结合农耕进入管理新时代(资料图)

2021 年1 月6 日,潍柴集团宣布正式完成对雷沃重工的战略重组。在潍柴重组雷沃之后,科技创新能力和生产制造能力得到了大幅度提升,为继续保持技术和产品国内领先创造了良好的条件,具有明显的发展优势和广泛的行业影响力。依托潍柴集团液压、电控、动力总成核心技术优势,潍柴雷沃重工的产品和技术得到了升级,创造了新的增长动能。2021 年上半年农业装备销量同比增长44%,营业收入同比增长49%,取得了让同行业瞩目的经济效益。以潍柴雷沃重工为核心,通过广泛整合行业资源,打造新型高端农机装备产业集群,打造现代化产业发展新生态,已经形成了包含研发、采购、制造、质量、营销、服务等各环节在内、行业一流的生态价值体系,带动产业转型升级面向“十四五”,潍柴雷沃重工将开启未来十年向千亿级龙头企业迈进的新征程,致力于为现代农业提供智能科技整体解决方案。公司将继续以科技引领创新,依托CVT 无级变速技术、动力换挡技术、智能化控制技术等核心技术,实现拖拉机产品向高端、重型、智能化全面升级。面向大型谷物联合收获机高端需求和未来战略需求,突破222 千瓦以上5-6 级15 千克大喂入产品;面向欧美和中国高端市场产品需求,重点拓展播种机械和牧草机械的核心技术产品。聚焦高端农业装备,聚力打造世界一流的农业装备集团,2025 年前总营业收入实现500 亿元,进入全球前五位;2030 年前实现营业收入1000 亿元,进入全球行业前三位。

从我国第一代引进苏联的履带式农机体系和第二代意大利中大马力轮式农机体系,到自主创新研制第三代超级拖拉机、新能源动力拖拉机、农机控制芯片、农机大数据平台等一批科技创新成果,我们看到一个国家的强盛,企业的责任担当,中国农业,未来可期!

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