费县农业农村局 王素敏

农业机械工程自动化是提升农业生产效率，提升农业生产力水平的基本条件，是实现我国农业经济现代化目标的基本实现载体。在农业机械工程自动化体系中，合理应用智能化技术，不仅能够有效提升自动化系统运行水平，还能够推动农业生产模式根本变革，为我国农业经济发展，解决三农问题，实现乡村振兴奠定良好基础。

1 农业机械工程智能化的概念和意义

1.1 农业机械工程智能化的概念

农业机械是农业生产的基本载体，基于工程自动化技术的农业机械设备在农业生产活动中，不仅能够有效节约劳动力，提升农业生产效率，还能够提升农业生产核心竞争力，推动农业经济发展水平不断提升。农业机械工程智能化是指在自动化技术基础上，通过智能化技术的结合应用，使得机械在生产作业中，能够实现作业场景的智能化识别，更加精准地辨识作业对象，能够对作业流程进行智能化设计，最终达到以人类思维模式进行生产活动的新型技术体系[1]。在当前人工智能高速发展背景下，农业机械工程智能化在技术上已经具备发展和应用基础，但是受制于社会经济等因素限制，整体智能化水平还有待提升。

1.2 农业机械工程智能化的意义

自动化和智能化都是人类社会技术发展中具有里程碑意义的技术体系，对推动社会经济发展起着显性的促进作用。在实际应用中，自动化和智能化是相互关联而又截然不同的技术体系，二者在工业领域和科技领域已经有较为成熟的结合应用体系。但是受制于农业生产传统模式和经济效益等方面因素影响，在农业生产体系中的结合应用还处于起步阶段，发达国家在这方面的研究和应用相对较为成熟，近些年来，我国在这方面的研发投入也不断增加，而农业机械由于具备农业应用和工业生产的双重特征，成为农业智能化发展的重要突破点。在农业机械工程自动化体系中，合理导入智能化技术，能够有效提升农业机械生产的可靠性、安全性，有效提升整体作业的科学性、合理性，减少农业生产中人力资源投入，有效解决农村劳动力紧缺问题[2]。通过智能化技术的应用，还能够从根本上改变我国农业经济发展模式，满足新时期乡村振兴背景下农业生产体系变革的新型要求。从这些方面而言，推动农业机械智能化发展，是农业生产的根本趋势，是确保新时代社会主义建设目标实现的重要基础。

2 智能化在农业机械工程自动化中的应用形式

2.1 在生产计划制定中的应用

传统的农业经济发展模式，主要是以粗放式管理模式为主，农民和农业生产主体在制定农业生产计划时，主要是以市场和技术的感性分析为基本导向，由此造成种植项目选择与市场和社会需求产生偏差，甚至对生产项目经济效益产生负面影响。利用人工智能技术搭建农业生产规划模型，对区域范围内或特定作物类型历史数据进行全面采集，在完成智能化学习和模型优化后，不仅能够及时、准确、便捷地查询所需要的作物信息，给出精准的分析报告，还能够对作物种植和市场需求情况进行预测[3]。以此对种植户和种植企业进行指导，能够更好地提升相关资源利用效率，提升作物种植水平，更好地促进农业生产发展，全面提升农业产业经济效益。

2.2 在灌溉栽培管理中的应用

灌溉栽培管理是农作物生长质量控制的重要因素，传统农业生产体系中，灌溉栽培管理方面的机械自动化水平极为有限，在灌溉作业时，水资源浪费现象较为明显，不仅对农作物生长造成影响，同时会对周边生态环境保护造成负面影响。在农业生产管理精细化、生态化要求不断提升背景下，利用遥感监测技术，能够更加直接、准确地监测土壤情况和农作物生长情况，结合传感器所采集的数据，能够在智能化平台中，对农作物灌溉需求进行智能分析，由系统自动调控灌溉量和灌溉时段，实现对灌溉作业的动态管理。以此不仅能够有效降低生产管理人员劳动强度，还能够达到种植质量控制和环境保护的目的。同时，在农作物病虫害防治方面，智能化技术在相关设备中也具有较为广泛的应用，利用环境数据采集系统和智能中枢平台的数据处理，能够给出更为精准的病虫害防治方案。在部分农业企业管理中，还出现农业病虫害防治机器人，在中台给出作业要求后，由机器人自动喷洒农药，达到更高水平的智能化作业，更好地开展农作物保护工作。

2.3 在农作物收获环节的应用

在我国农业生产管理体系中，农作物收获环节机械化水平虽然相对较高，但是在具体作业过程中，依然需要投入大量人力物力资源，尤其是在水果产业中，多数水果在收获完成后，还需要进行二次分拣处理，对农户和企业经济效益造成影响[4]。在收割机械自动化控制基础上，加入智能化控制程序，利用视觉技术将农作物的颜色、形状及大小等进行精准分类，机械设备能够在收获过程中，根据农作物的成熟状况和分类要求进行自动分拣，以此有效减轻人力投入，更好地提升收获作业效率，为提升作物经济效益水平奠定良好基础。

2.4 在农业机械作业导航中的应用

在农作物耕种、除草、病虫害防治及收获过程中，更多的新型设备不断应用于生产作业流程，有效提升整体机械化水平。但是受到地块条件限制，传统的机械设备在作业过程中，无法达到精准化控制的目的，多数机械设备还需要人工操作，使得作业效率难以满足生产管理要求。利用全球卫星定位导航系统和智能化技术的结合，能够对农业生产现场影像进行还原处理，能够自动绘制现场作业图像，并根据智能化分析结果，对机械设备运行路线进行自动导航，从而更好地提升作业效率和作业精准度[5]。农业机械智能化导航系统在大型农场作业中，具有良好的应用前景，也成为我国农业机械工程自动化技术研究的主要方向，为农业生产模式变革奠定良好基础。在未来发展中，随着智能化技术水平的进一步提升，农业机械智能化运行将成为主要的耕作管理模式。

2.5 在农产品质量检测中的应用

农产品质量检测不仅是农业生产管理的重要环节，更是涉及消费者身心健康的重要影响因素。在我国农产品质量检测体系中，主要还是以抽样检测为主，农业机械设备使用范围受到限制，对农产品质量管理造成明显影响。依托智能化技术和网络技术相结合，构建完善的农产品质量监测体系，从农产品种植阶段入手，就由相应的传感设备自动采集肥料、农药和管理方面的数据，将数据导入智能化管理中台。在农产品销售流通环节，结合二维码技术的应用，能够实现对质量控制的全过程追溯，在出现质量问题时，能够在智能化系统中准确分析问题出现的环节，从而为农产品质量控制奠定坚实基础。

3 智能化在农业机械工程自动化应用中的问题

3.1 人工智能技术相对较为滞后

将智能化技术应用于农业机械工程自动化体系中，需要高水平的智能化技术作为支撑，需要精准算法作为基础。但是在当前人工智能技术研究体系中，多数技术研究主要是针对高科技产业和工业产业生产，专门针对农业生产需求开发的人工智能技术相对较为缺失。而农业机械运行体系中，需要处理的地块信息、农作物信息和自然环境信息较为复杂，需要人工智能算法具有较高的算力，由此使得农业机械工程自动化控制体系中，智能化技术水平还无法满足多数农业生产场景要求，数据处理还不够精确，使得机械设备自动化控制中会出现多方面问题，由此对农业生产精度造成影响。同时，人工智能快速发展过程中，还没有形成各个行业应用的规范体系，使得人工智能技术在农业机械工程自动化系统中的应用缺乏统一标准，对技术推广也造成不同程度负面影响。

3.2 智能化体系建设成本较高

我国是农业生产大国，不同地区农作物种植种类有较大差异，所需要的机械设备类型较为复杂，不同机械设备自动化水平也存在明显差异。但是就整体而言，农业产业经济效益水平较之工业还有明显差距，在智能化技术应用成本较高的情形下，使得多数农户和农业企业不愿意加强在智能化体系建设方面的投入[6]。同时，智能化体系研究开发还需要高技能水平人才作为支撑，但是我国高等教育体系中，人工智能专业教育相对较为滞后，能够流向农业产业项目，对农业生产规律较为了解的综合性人才明显不足，由此使得农业机械工程自动化体系中智能中台及管理系统开发成本较高，短期经济效益难以体现出来，使得智能化技术在农业生产体系中的推广应用受到影响。

3.3 农业生产管理理念较为滞后

我国是传统农业大国，但距离农业强国建设依然有较为明显的差距，在农业生产体系中，除技术方面的影响因素外，农业生产管理理念滞后，也是影响农业规模化发展和自动化、智能化技术推广的主要因素。在城镇化不断发展背景下，多数农村地区农业生产作业人员主要是以中老年群体为主，对智能化技术应用缺乏认识基础，在部分大型农业生产企业中，虽然智能化技术也在不同种类的农业机械中有所应用，但是整体占有量比较低，所能够起到的影响力极为有限。落后的农业生产管理理念，使得农业生产中智能化技术的推广应用依然需要经历较为漫长而复杂的过程。

4 智能化在农业机械工程自动化中的应用趋势

4.1 优化智能化应用形式

在乡村振兴战略引领下，我国农业生产类型将会向多元化方向发展，农业与工业、服务业的融合水平不断提升，为农业机械工程自动化系统中智能化的研究应用提供了良好的运行环境。在此背景下，技术人员应当紧随时代趋势，加强农业生产智能化研究，优化智能化应用形式。例如在农作物生长环境监测中，应当充分借助传感器技术发展优势，通过系统性建设，实时获取温湿度、光照和土壤信息，并结合5G技术将相应的数据信息传输至管理中台，由中台进行智能化分析后，将分析结果传输至农业管理和机械设备终端，对机械设备运行状态进行智能化调控[7]。例如在田间施肥和杂草处理等方面，可以利用计算机视觉技术和智能化技术，将相应的数据信息储存至管理中台，并由中台发出指令，对相应的设备进行智能化操作，同时完成数十台甚至上百台设备的同步控制。以此不仅能够有效提升作业效率，还能够通过图像采集的形式对比农作物生长状态，避免误操作对作物正常生长造成影响。

通过农业机械智能化运行模式的构建，在逐步改变农业机械生产运行模式的同时，还能够逐步改变农民和农业企业对智能化作业模式的认知，逐步接受和应用智能化农业机械作业方式，通过技术应用全面提升农业产业经济效益水平，为我国农业强国建设奠定坚实基础。

4.2 强化作业人员素质培养

强化农业产业从业人员综合素质培养，是实现农业机械工程由落后生产方式向智能化方向转变的重要基础。这方面工作开展需要注意如下方面要点：一是在智能化系统开发中，要能够遵从我国农业生产管理的一般特征，结合当前移动终端应用，对操作模式进行优化，尽量提升智能化技术应用的便利性，减少由于误操作或操作不当对农业机械设备正常运行造成的影响。二是在农技部门技术推广工作中，要逐步加强智能化技术应用方面的培训，从农业机械工程技术较为发达，应用基础条件较好的地区入手，逐步加强农业机械和技术方面的推广力度，使农户和农业生产企业更加主动地接受智能化机械，为农业生产管理水平提升奠定良好基础。再次是要结合农业生产特征，逐步构建具有特色、适用性的农业机械工程智能化发展规范，为相关技术研究和推广应用提供规程参考，有效提升智能化应用水平。

4.3 拓展智能化应用场景

结合乡村振兴项目实施需要，全面拓展智能化技术在农业机械工程自动化中的应用水平，是未来重要的发展趋势。例如在农业与旅游业相结合的乡村旅游项目中，就可以搭建覆盖农作物选种、种植、管理、采收、加工、消费等全流程的智能化管理体系，将游客在农业生产过程中的所有活动，以数据形式记录下来，由智能管理中台定期向游客推送作物生长和管理信息，由此不仅能够提升游客的参与水平和黏性，还能够更好地提升旅游项目运行水平，有效提升农业生产项目经济水平。

5 结语

智能化时代背景下，农业机械工程自动化体系不仅对农业生产管理模式优化具有重要的推动作用，还是我国农业生产模式变革的基本驱动力量，因此对相关技术部门而言，必须从自身理念革新入手，认识到智能化技术在农业机械工程建设中的作用，对技术应用模式进行优化，推动我国农业生产方式不断变革，为我国农业产业发展起到积极有效的促进作用。