关于农业过程装备与控制的思考.pdf

1882023 年 11 月上Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究关于农业过程装备与控制的思考吴海林（广东石油化工学院，广东 茂名 525099）摘要：农业过程装备与控制的现代化应用是提高农业生产效率、改善农产品质量、降低生产成本、保护环境资源和推动农业可持续发展的重要手段。笔者从技术创新与研发、提供培训与技术支持、降低装备成本、加强数据共享与整合、推动政策支持与激励、加强标准化与规范化等角度，分析了农业过程装备与控制的对策，阐述了加强农业过程装备与控制的必要性。结果表明，通过实施这些对策，可以促进农业装备与控制的应用和发展，推动农业现代化和可持续发展，为农业产业的健康发展和农民增收作出贡献。关键词：农业过程；农业装备；装备控制中图分类号：S126 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.21.051随着科技的发展和农业现代化的推进，农业装备和控制系统的应用越来越广泛。这些装备和控制系统包括自动化种植和收割机械、精准农业传感器和监测设备、智能灌溉系统以及远程监控和数据分析等。通过使用这些技术和设备，农民能够更加高效地管理农田、监测作物生长情况、精确施肥和灌溉，并实时获取和分析农业数据，从而提高农作物产量和质量，减少资源浪费，为农业可持续发展作出贡献。1 农业过程装备与控制的概述农业过程装备与控制是指在农业生产中运用各种技术和设备，以实现农业生产过程的自动化、智能化和精细化管理的概念。它涉及农田管理、作物生长监测、农业机械化、灌溉施肥、病虫害防治、采收加工等环节1。通过应用先进的装备和控制系统，例如传感器、自动化设备、远程监控和数据分析等，农民可以实现对农作物的精确管理，提高生产效率，减少资源浪费，并优化产量和品质。此概念的目标是实现农业的可持续发展，同时满足人们对食品安全和环境保护的需求。一般而言，农业过程装备与控制具有以下几方面的特点。1）自动化和智能化。农业过程装备和控制系统采用自动化技术和智能算法，实现农业生产过程的自动化操作和智能决策，减轻农民的劳动负担，并提高工作效率。2）精细化管理。通过使用精准的传感器和监测设备，农业过程装备和控制可以实时监测和控制农田环境、土壤水分、作物生长情况等关键参数，实现对农作物的精细化管理，从而提高农作物产量和品质2。3）数据驱动科学决策。农业过程装备和控制系统能够收集和分析大量的农业数据，包括气象数据、土壤分析数据、作物生长数据等，通过数据分析和预测模型，为农民提供科学决策支持，优化农业生产策略。4）节约资源和环保。农业过程装备和控制系统可以精确计量和控制农业生产中的水、肥料、农药等资源的使用，减少浪费和环境污染，实现资源的有效利用和环境的可持续保护。5）远程监控和管理。农业过程装备和控制系统可以实现远程监控和管理，农民可以通过手机或电脑等终端设备实时获取农田信息、作物状态和生产数据，进行远程操作和调整，提高农业生产的灵活性和便捷性。2 加强农业过程装备与控制的必要性农业过程装备与控制的加强具有一定的必要性，这是因为农业过程装备与控制的现代化应用可以有效提升农业生产效率、改善农产品质量、降低生产成本、保护环境资源、推动农业可持续发展。1）农业过程装备与控制的现代化应用可以显著提升农业生产效率。传统农业生产模式往往依赖人力劳动，工作效率低下，且容易受到自然因素的限制。而现代化的农业装备与控制技术能够自动化和智能化地实现农业生产过程的各项操作，如播种、施肥、灌溉、病虫害防治等，从而大幅提高生产效率。装备与控制的精确性和高效性可以保证作业质量和效果的稳定提升，同时减少了人力成本和人工错误的风险，使农业生产更加高效、可控3。2）农业过程装备与控制的现代化应用有助于改作者简介：吴海林（2001），男，广东陆丰人，本科，研究方向为农学。2023 年 11 月上189Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究善农产品质量。传统农业生产模式中，人工操作的局限性和不稳定性可能导致农产品的质量参差不齐。而现代化的装备与控制技术可以实现对农作物生长环境和生产过程的精确监控和控制，包括温度、湿度、光照、水肥管理等方面。通过精准调控，可以优化农作物生长条件，提高产量和品质。此外，装备与控制技术还能实现对农产品的追溯和溯源，保证产品的安全和可追溯性，增强了消费者对农产品的信心。3）农业过程装备与控制的现代化应用可以降低生产成本。传统农业生产模式中，人力成本和资源浪费较高，劳动力的短缺和成本的上升给农业发展带来了很大压力。而现代化的装备与控制技术可以实现农业生产过程的自动化和智能化，减少了人工劳动力的需求。通过精确调控，可以实现农作物的精细管理，避免了资源的浪费和过度使用。此外，装备与控制的智能化还可以提供数据支持和决策辅助，优化农业生产方案，进一步降低生产成本。4）农业过程装备与控制的现代化应用有助于保护环境资源和推动农业可持续发展。农业生产过程中的大量化肥、农药和水资源的过度使用，给环境带来了严重的污染和破坏。而现代化的装备与控制技术可以实现农业生产的精细化管理，减少了化肥、农药和水资源的使用量，降低了对环境的污染和压力。同时，装备与控制技术还能够实现农业生产与生态环境的协同发展，如有机农业和精准农业的推广，促进了农业可持续发展4。3 加强农业过程装备与控制的对策思考3.1 技术创新与研发1）加强农业装备的研发和创新。通过持续的研发和创新，推动农业装备的技术进步和性能提升。例如，开发更先进的农业机械设备，如精准种植机、智能收割机等，以提高生产效率和质量。此外，还可以开发适用于农业生产的新型材料和技术，以提高装备的可靠性、耐用性和适应性，满足不同农业环境和作业需求。2）加强农业装备与信息技术的融合。结合信息技术的发展，如物联网、大数据、人工智能等，将其应用于农业装备与控制系统中，实现装备与设备之间的互联互通、数据共享和智能控制。例如，利用传感器和监测设备采集的数据，通过数据分析和智能算法，实现农田环境的实时监测与调控，从而优化农作物的生长条件。此外，利用大数据分析和预测模型，为农民提供决策支持和精细化管理，提高生产效率和决策水平5。3）促进农业装备研发和应用的产学研合作。加强企业、科研机构和高校之间的合作，共同开展农业装备的研发和应用。通过产学研合作，能够将科研成果快速转化为实际生产力，加速技术的推广和应用。同时，也能够使科研机构和高校更加贴近实际需求，根据农民和生产者的反馈，不断改进和优化农业装备和控制系统，提高其实用性和适应性。3.2 提供培训与技术支持1）加强农民培训，提升农民技能。通过组织培训班、技术交流会和示范现场等形式，向农民普及农业过程装备与控制的知识和技能。培训内容可以包括装备的操作和维护、数据收集与分析、智能决策等方面。通过提高农民的技术水平和专业素养，使他们能够熟练操作和有效利用农业装备与控制系统，提高生产效率和管理水平。2）建立技术支持体系，为农民提供及时的技术指导和问题解答。设立农业技术咨询热线、专家团队或技术服务中心，通过电话、在线平台或现场服务等方式，为农民提供技术咨询和指导。农民在使用农业装备和控制系统中遇到的问题和困惑，可以及时得到专业的解答和帮助，提高他们对装备和技术的理解和应用能力6。3）开展示范和推广应用，提高农民对农业装备与控制的认知和接受程度。通过建立示范基地和示范项目，向农民展示先进的农业装备与控制技术在实际生产中的应用效果。农民可以亲身体验和观摩，了解装备的优势和功能，从而增强对装备和控制技术的信心和兴趣。同时，通过示范项目的推广应用，将先进技术逐步普及到更多的农业生产领域，扩大装备与控制的影响范围。3.3 降低装备成本1）推动农业装备的产业化和规模化生产。通过促进农业装备制造业的产业化进程，实现生产规模的扩大和生产效益的提高。降低生产成本，例如通过采用标准化零部件、优化生产流程、引入自动化设备等方式，降低生产成本。规模化生产可以减少单位产品的生产成本，提高装备的竞争力，从而降低农业过程装备的市场价格。2）推动农业过程装备的协同研发和共享平台建设。通过建立协同创新平台和共享资源，促进装备制1902023 年 11 月上Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究造企业、科研机构和农民之间的合作与交流。共同研发和共享农业过程装备的技术和资源，可以降低研发成本和生产成本。此外，共享平台还可以提供装备租赁、技术咨询和售后服务等支持，进一步降低农民使用装备的成本。3）推动政府支持和财政激励措施。政府可以通过出台政策和财政激励措施，降低农业装备的购买成本和使用成本。例如，减免农业装备的关税和税费、提供装备购买补贴和贷款优惠等政策，降低装备的购买和融资成本。此外，政府还可以加大对农业装备产业的扶持和投入力度，促进装备制造业的技术升级和创新，进一步降低装备成本7。3.4 加强数据共享与整合1）建立统一的数据标准和平台。制定统一的数据格式和标准，确保不同农业装备和控制系统之间数据的互通和共享。同时，建立农业装备与控制数据平台，集中存储、管理和分析各类农业数据。通过数据平台的建设，不仅可以实现数据共享，还能够提供数据分析和决策支持的功能，帮助农民和农业管理者更好地利用数据进行决策和管理。2）促进农业装备和控制系统的互联互通。推动不同装备和控制系统之间的互联互通，实现数据的实时传输和共享。例如，通过物联网技术，将农业装备和传感器连接到云平台，实现数据的实时监测和远程控制。通过互联互通，不仅可以实现装备之间的协同作业，还可以共享装备所采集的数据，为农业生产和决策提供更全面的信息支持8。3）促进数据整合和分析能力的提升。利用大数据分析和人工智能技术，对农业装备和控制系统采集的数据进行整合和分析，提取有价值的信息和知识。通过数据分析，可以实现对农业生产环境、作物生长状态、装备性能等方面的监测和预测，为农民和农业管理者提供决策支持。同时，还可以通过数据分析优化装备的使用和维护，提高装备的效能，延长装备寿命，降低生产成本。3.5 推动政策支持与激励1）出台支持政策，鼓励农民和农业企业采用装备与控制技术。政府可以通过减免关税、提供装备购买补贴和贷款优惠等措施，降低农民和农业企业采购农业装备与控制系统的成本。此外，还可以设立农业装备更新改造基金，支持农民和农业企业进行装备更新和升级，促进装备与控制技术的应用。通过政策支持，激励农民和农业企业投资农业装备与控制系统，推动装备的普及和应用9。2）加强知识产权保护和技术创新激励。建立健全的知识产权保护体系，加强对农业装备与控制技术的专利保护和扶持。鼓励农业装备制造企业加大技术研发投入，提高技术创新能力。政府可以通过设立科技创新基金、提供研发资金和税收优惠等方式，激励企业加强技术创新和研发。同时，建立技术创新成果转化和推广应用机制，将创新成果快速转化为实际生产力，推动农业装备与控制技术的更新换代。3）加强行业协作，共同推动政策的制定和落实。建立农业装备与控制技术发展联盟或协会，汇聚政府、企业、科研机构和农民等各方力量，共同研究和制定农业装备与控制技术发展的政策和规划。通过协作与合作，形成政府、企业和农民之间的良好互动机制，推动政策的落地和实施。同时，加强对政策效果的监测和评估，及时调整和优化政策措施，确保政策的有效性和可持续性10。3.6 加强标准化与规范化1）制定农业装备与控制的统一标准。建立适用于农业过程装备与控制的统一标准体系，涵盖设备设计、生产、安装、维护等方面。这些标准可以确保农业装备与控制系统的互操作性和兼容性，提高装备之间的协同作业效率。此外，统一标准还有助于提高产品质量和安全性，降低产品故障率和维修成本，推动农业装备与控制系统的可持续发展。2）推广标准化的装备选型和应用指南。制定装备选型和应用指南，指导农民和农业企业根据实际需求和标准要求选择合适的农业装备与控制系统。这些指南可以包括装备功能、性能参数、操作方法、维护要求等方面的详细说明，帮助用户合理选择和使用装备。通过推广标准化的选型和应用指南，能够提高装备的使用效率，降低用户的技术门槛，促进装备的普及和应用。3）加强对农业装备与控制系统的监督和检验。建立健全的监督和检验机制，对农业装备与控制系统进行质量把关和性能评估。加强对装备制造、销售和使用环节的监管，确保农业装备与控制系统符合标准要求和质量安全标准。通过严格的监督和检验，可以排除低质量和不合格的产品流入市场，保障用户的权益和安全。同时，还可以鼓励装备制造企业提高产品质量和技术水平，促进行业的健康发展。（下转第195页）2023 年 11 月上195Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究5 本刊.九十五载复兴路 千秋伟业绘蓝图 聚焦建党95周年J.中国金属通报，2016(7)：10-19.6 戴卫东，付文林，郭剑鸣，等.财经论丛 举办经济管理领域学术专家座谈会热议党的二十大报告 J.财经论丛，2022(11)：3-9.7 赵仕宇，陈天凡.新工科背景下高职机械制图与CAD 课程思政探索与实践J.宁德师范学院学报（自然科学版），2019，31(2)：192-196.8 高胜南，邢晓红，芦书荣.机械设计课程的教学实践案例分析J.电子技术，2021，50(4)：108-109.9 王金凤，张猜，张丽霞，等.计算机类专业课程思政探索与实践：以操作系统课程为例J.软件导刊，2022，21(7)：103-108.10 石彩华.课程思政在机械CAD软件教学中的实践J.西部素质教育，2019，5(21)：26-28.11 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结语综上所述，农业过程装备与控制的现代化应用是推动农业发展、提升农产品质量和效益、实现农业可持续发展的重要举措。通过加强标准化与规范化、提供培训与技术支持、降低装备成本、加强数据共享与整合、推动政策支持与激励等对策，可以进一步推进农业装备与控制的应用和发展。政府、企业和农民应共同努力，加强合作，推动农业装备与控制的现代化进程，为农业产业的健康发展和农民增收贡献力量。参考文献：1 常亚洲，边恺，潘海涛，等.农业装备工业互联网平台建设与应用前景J.农业工程，2022，12(4)：43-47.2 袁建霞，张秋菊，胡小鹿，等.农业装备物联网研究国际竞争态势与研究热点分析J.农业工程，2021，11(8)：9-18.3 林先卬，李云伍，赵颖，等.丘陵山区田间道路智能农业装备的自主避障算法研究J.西南大学学报（自然科学版），2022，44(12)：77-86.4 邹法毅.农业装备应用技术专业群课程思政教学策略J.中国科技期刊数据库 科研，2022(10)：90-93.5 牛晓硕，冯汝广，贾天具，等.聊城市设施农业装备发展现状分析及对策建议J.中文科技期刊数据库（全文版）农业科学，2023(4)：40-42.6 杨学坤，叶克，徐迪娟，等.智慧设施农业装备人才培养模式研究与实践：以北京市为例J.中国农机化学报，2022，43(5)：222-226.7 肖连军，黄家军.贵州丘陵山地农业装备制造业发展体系构建策略分析J.农机使用与维修，2022(9)：6-8.8 杨雷.浅谈5G时代背景下农业装备的发展方向J.南方农机，2022，53(14)：63-65.9 李敏，苗乃树，许宁.潍坊市农业装备产业发展现状与路径分析J.现代农机，2022(3)：16-18.10 庄志扬.农业技术推广与农业机械化存在的问题与思考J.南方农机，2020，51(1)：74.（上接第190页）