農(nóng)業(yè)工程論文：山西農(nóng)業(yè)機(jī)器人推廣的制約因素及促進(jìn)建議

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1、農(nóng)業(yè)工程論文：山西農(nóng)業(yè)機(jī)器人推廣的制約因素及促進(jìn)建議 　摘要：　闡述了農(nóng)業(yè)機(jī)器人在山西省推廣應(yīng)用的可行性和必要性，分析了山西省農(nóng)業(yè)機(jī)器人推廣的制約因素，提出了促進(jìn)山西省農(nóng)業(yè)機(jī)器人推廣的措施與建議，以期為農(nóng)業(yè)機(jī)器人的推廣應(yīng)用提供參考。 　　關(guān)鍵詞：　農(nóng)業(yè)機(jī)器人; 智能化; 制約因素; 政策措施; 建議; 　　農(nóng)業(yè)機(jī)器人是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展出來(lái)的一種能夠代替部分人類(lèi)勞動(dòng)的智能化、精準(zhǔn)化的機(jī)械設(shè)備，多面向嬌嫩性和復(fù)雜性的作業(yè)對(duì)象、非結(jié)構(gòu)性的作業(yè)環(huán)境、特殊的使用對(duì)象和價(jià)格，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)，也是未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 　　1 、農(nóng)業(yè)機(jī)器

2、人在山西省推廣的可行性和必要性 　　隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率、勞動(dòng)效率等提出了更高的要求，使得新概念農(nóng)業(yè)機(jī)械—農(nóng)業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)符合我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的需求。另外科技的飛速發(fā)展使開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的成本不斷降低而性能卻大幅提高，因此以農(nóng)業(yè)機(jī)器人為代表的智能化、自動(dòng)化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的市場(chǎng)前景。我國(guó)農(nóng)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入新的歷史發(fā)展時(shí)期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模和模式將發(fā)生巨大的變化，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的結(jié)構(gòu)和性能提出更高的要求。工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程將要求新一代農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的數(shù)量大幅度減少而科技

3、素質(zhì)普遍提高，這必然帶來(lái)新技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的大量應(yīng)用，加快促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的更新和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展?？梢灶A(yù)計(jì)，21世紀(jì)將是智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展的重要時(shí)期。 　　1.1、 可能性 　　農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用首先受到經(jīng)濟(jì)效益因素的制約。按照經(jīng)濟(jì)效益的理論，若應(yīng)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人，可提高工作效率、降低生產(chǎn)成本、增加經(jīng)濟(jì)效益。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為一種繁重的生產(chǎn)活動(dòng)，人工成本支出占到總成本的50%。若采用農(nóng)業(yè)機(jī)器人能降低成本支出超過(guò)10%，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用就能實(shí)現(xiàn)。據(jù)測(cè)算，在大田作業(yè)中應(yīng)用除草機(jī)器人可使除草成本減少20%；而在有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中這一降低比例可達(dá)50%。另外，隨著人工智能、云

4、計(jì)算、計(jì)算機(jī)硬件等的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)制造成本降低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人工成本上漲。當(dāng)2種成本達(dá)到平衡點(diǎn)后，農(nóng)業(yè)機(jī)器人替代人工就成為必然。 　　1.2、 必要性 　　一方面，應(yīng)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人有助于緩解山西省農(nóng)村勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。山西省人口老齡化造成勞動(dòng)力減少，農(nóng)業(yè)作為勞動(dòng)艱苦、作業(yè)環(huán)境差的弱勢(shì)行業(yè)，勞動(dòng)力短缺更加突出，應(yīng)用無(wú)人駕駛農(nóng)機(jī)可以24 h進(jìn)行播種、施肥和耕作等生產(chǎn)作業(yè)。另一方面，應(yīng)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人有利于農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。為了解決溫飽問(wèn)題，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往以單純追求高產(chǎn)量為目標(biāo)，在土地上使用過(guò)多的化肥、農(nóng)藥，抽取更多的地下水資源進(jìn)行灌溉。在獲得高產(chǎn)的同時(shí)也導(dǎo)致農(nóng)

5、產(chǎn)品品質(zhì)下降，土壤退化、養(yǎng)分流失，農(nóng)藥、化肥殘存流入地下水，污染河流、大氣，使生態(tài)環(huán)境遭到破壞。根據(jù)土壤、作物的具體情況應(yīng)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)化肥和農(nóng)藥施用量的精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。而采用施肥機(jī)器人可以根據(jù)不同類(lèi)型土壤的實(shí)際情況，制定針對(duì)性的施肥策略，準(zhǔn)確計(jì)算減少的施肥總量，在降低成本的同時(shí)，減少氮、磷元素等對(duì)土壤的影響，改善地下水質(zhì)，減少溫室氣體排放，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能耗。 　　2 、山西省發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)器人的制約因素 　　農(nóng)業(yè)機(jī)器人已有30年的發(fā)展歷史，雖然大量的問(wèn)題得到了解決，從而推動(dòng)了農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，使農(nóng)業(yè)機(jī)器人在一些國(guó)家率先得到了應(yīng)用；但

6、是由于技術(shù)、成本等多方面的原因，農(nóng)業(yè)機(jī)器人在我國(guó)尤其是山西省并未得到廣泛應(yīng)用。制約農(nóng)業(yè)機(jī)器人推廣與應(yīng)用的主要因素如下。 　　2.1、 購(gòu)買(mǎi)機(jī)器人的成本過(guò)高 　　因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的非結(jié)構(gòu)性，使農(nóng)業(yè)機(jī)器人成本比工業(yè)機(jī)器人高；因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性，目前農(nóng)業(yè)機(jī)器人只能應(yīng)用在某一種作物生產(chǎn)的某一環(huán)節(jié)或某一項(xiàng)作業(yè)中，導(dǎo)致使用效率低，增加了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用成本。農(nóng)業(yè)機(jī)器人性價(jià)比不能滿足市場(chǎng)的需要，是制約農(nóng)業(yè)機(jī)器人商業(yè)化的關(guān)鍵。以無(wú)人機(jī)為例，沒(méi)有配備相關(guān)專(zhuān)業(yè)設(shè)備的無(wú)人機(jī)還是相對(duì)便宜的，可是對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的幫助并不大。真正能夠用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的造價(jià)還是比較高的，這造價(jià)中也包含

7、了其中的硬件、軟件、工具和成像傳感器等。這么高的價(jià)格也是讓很多的農(nóng)民朋友望而卻步。 　　2.2、 缺乏科學(xué)化和智能化 　　農(nóng)業(yè)機(jī)器人要想在最大程度上代替人工，首先要在科學(xué)化和智能化上加以改進(jìn)和革新。目前現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，能完成基本的實(shí)際操作，代替部分人工生產(chǎn)活動(dòng)，但要想提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，就要對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人提出更高的要求。由于農(nóng)業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)程序的復(fù)雜、工作種類(lèi)的多樣，導(dǎo)致機(jī)器人很難在某一功能上得到徹底的智能優(yōu)化。從目前的科學(xué)技術(shù)上來(lái)看，自動(dòng)識(shí)別和自主移動(dòng)技術(shù)已經(jīng)逐步成型，能夠獨(dú)立完成基本操作，但是在智能化上做得還不夠好，目前許多智能化難題還未攻克，特殊的農(nóng)業(yè)工作方式很

8、難將智能化完全使用在機(jī)器人身上，再加上機(jī)器人的理論基礎(chǔ)和相關(guān)實(shí)踐技術(shù)尚未成型，在專(zhuān)業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際操作中還有很長(zhǎng)的路要走，導(dǎo)致目前的農(nóng)業(yè)機(jī)器人智能化水平不足，功能配置不夠科學(xué)等問(wèn)題。 　　2.3 、種類(lèi)少且類(lèi)型單一 　　首先是機(jī)器人種類(lèi)少、生產(chǎn)類(lèi)型單一，農(nóng)業(yè)所涉及的具體施工操作類(lèi)別多樣，施肥、耕地、播種、豐收等諸多流程，但農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用不能滿足農(nóng)業(yè)實(shí)際操作中的具體施工，例如施肥機(jī)器人僅僅能用來(lái)施肥，耕地機(jī)器人只能用來(lái)耕地，由于農(nóng)業(yè)的特殊性，導(dǎo)致一款農(nóng)業(yè)機(jī)器人只擁有一個(gè)功能或極少數(shù)功能，種類(lèi)過(guò)少、功能使用過(guò)于單一，導(dǎo)致工作效率低下、生產(chǎn)水平受到限制。其次是農(nóng)業(yè)機(jī)

9、器人實(shí)際操作能力差，由于技術(shù)水平不夠先進(jìn)，目前農(nóng)業(yè)機(jī)器人對(duì)土地環(huán)境的認(rèn)知能力還很差，不能有效識(shí)別農(nóng)作物，在實(shí)際作業(yè)中出現(xiàn)工作偏差。智能系統(tǒng)的發(fā)展還不夠完善，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的智能程度還不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，很多任務(wù)無(wú)法由農(nóng)業(yè)機(jī)器人單獨(dú)完成。 　　2.4、 缺乏專(zhuān)業(yè)人士 　　截至2018年底，山西省擁有農(nóng)機(jī)化作業(yè)服務(wù)組織4 705個(gè)、人員29 401名；農(nóng)機(jī)大戶510 966個(gè)、人員656 143名。這些農(nóng)機(jī)從業(yè)人員年齡偏大、文化知識(shí)水平低（以高中以下文化水平為主），制約了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的推廣應(yīng)用。以無(wú)人機(jī)為例，無(wú)人機(jī)的熟練操作比較困難，需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)培養(yǎng)，但是市場(chǎng)上符合

10、標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)人機(jī)駕駛員卻是十分匱乏，普通農(nóng)戶想要使用無(wú)人機(jī)就更需要參加專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，不然就要花高價(jià)雇傭?qū)I(yè)人員來(lái)操作無(wú)人機(jī)，無(wú)形之中也增加了不少成本，這樣的情況影響了農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的在普通農(nóng)戶中的使用，也造成了很多農(nóng)戶花了幾萬(wàn)買(mǎi)回來(lái)卻不會(huì)用，放到落灰的尷尬情況。 　　3、 促進(jìn)山西省農(nóng)業(yè)機(jī)器人推廣的措施與建議 　　3.1、 促進(jìn)規(guī)模經(jīng)營(yíng) 　　農(nóng)村的土地經(jīng)營(yíng)權(quán)和承包權(quán)分開(kāi)，農(nóng)民在保留承包權(quán)的前提下可以轉(zhuǎn)讓經(jīng)營(yíng)權(quán)，從政策上為規(guī)模經(jīng)營(yíng)創(chuàng)造了條件。農(nóng)民通過(guò)轉(zhuǎn)包、轉(zhuǎn)讓、入股、合作、租賃、互換等方式出讓土地經(jīng)營(yíng)權(quán)，將土地向?qū)I(yè)大戶、合作社等流轉(zhuǎn)，形成有特色的規(guī)模經(jīng)營(yíng)。

11、省政府職能部門(mén)應(yīng)根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)，指導(dǎo)規(guī)劃發(fā)展適合山西省的規(guī)模生產(chǎn)，形成規(guī)模效應(yīng)，為農(nóng)業(yè)機(jī)器人等高端農(nóng)業(yè)裝備的應(yīng)用和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化水平的提高創(chuàng)造硬件平臺(tái)。 　　3.2、 創(chuàng)建農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用示范基地 　　以農(nóng)谷為依托，向全省輻射，落實(shí)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展試驗(yàn)示范區(qū)的建設(shè)工作重點(diǎn)，規(guī)劃綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地，在大田生產(chǎn)上突出保護(hù)資源、綠色生產(chǎn)，通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用，采用變量施肥，使用非化學(xué)除草方式，降低化肥、農(nóng)藥使用量；通過(guò)推廣無(wú)人駕駛農(nóng)機(jī)生產(chǎn)作業(yè)，提高勞動(dòng)效率；通過(guò)示范基地的引領(lǐng)和示范，利用出租、出借等方式逐步推廣應(yīng)用成熟的機(jī)器人；鼓勵(lì)科研院所創(chuàng)建特色農(nóng)業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新中心，籌建山西

12、省農(nóng)業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新基地，加強(qiáng)對(duì)外合作，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。 　　3.3 、培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)型人才 　　農(nóng)業(yè)機(jī)器人等高端農(nóng)業(yè)裝備需要大量的專(zhuān)業(yè)人才，應(yīng)充分利用山西高等院校、科研機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)短期培訓(xùn)、職業(yè)教育、學(xué)歷培養(yǎng)等方式，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，培養(yǎng)一批懂農(nóng)業(yè)、愛(ài)農(nóng)村、愛(ài)農(nóng)民的專(zhuān)業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，建立以科研院所為主體的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合技術(shù)聯(lián)盟。 　　參考文獻(xiàn) 　　[1]林歡，林云.國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015,27(5):865-871. 　　[2]戴乃昌.業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用初探[J].機(jī)化研究,2009,31(2):241-244. 　　[3]崔勇.農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究與應(yīng)用淺探[J].南方農(nóng)機(jī),2008(1):35-37.