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2020国际农机展回顾5:农机智能化升级加速

文章来源 : 中国工业新闻
2021年06月21日 11:45

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  20201113—15日,由中国农业机械流通协会、中国农业机械化协会、中国农业机械工业协会共同主办的2020中国国际农业机械展览会在青岛世博城国际展览中心召开。在新冠肺炎疫情防控进入常态化的背景下,本届展会成为2020年全球唯一顺利举办的国际农机大展。展览面积20万平方米,国内外展商1800余家,专业观众达12万人次。智能化”“信息化成为今年国际农机展会的关键词之一。展会期间,中国农业机械流通协会、中国农业机械工业协会共同举办了2020年农机行业经济运行与市场分析报告会。

  近年来,我国持续加快推进主要农作物生产全程机械化,2019年主要用于农、林、牧、渔业的各种动力机械的农业机械总动力达到10.27亿千瓦时,同比增长2.33%,全国农作物耕种收综合机械化率超过70%。农业机械化大大提高了农业作业效率,对保障粮食安全,加快实现农业现代化意义重大。在农机行业转型升级的过程中,农机行业的智能化、信息化发展也在逐渐加快,我国的智能化农机装备有了明显的发展,进一步推动了我国农机行业转型升级,向智能化方向迈进。

  农机行业迎来战略机遇期

  2014年以来,我国农机行业在经历了黄金十年后,进入深度调整期。近几年我国农机行业整体发展有所放缓,2019年我国农机市场中比重较高的传统农机市场拖拉机、插秧机等均出现不同程度的下跌,这造成整体市场规模出现下降。根据中国农业机械工业协会统计,2019年我国农业机械行业1900家左右的规模以上企业主营业务收入为2465亿元,降幅为4.4%2019年我国农业机械市场规模占全球农业机械市场规模的比重约为27.4%

  国家统计局的数据显示,今年1—9月,全国1769家规模以上农机企业主营业务收入总额达到1828.61亿元,同比增长3%,而骨干企业收入同比增长则达到20.33%。据中国农机工业协会统计,行业43%的骨干企业主营业务收入实现了30%以上的增长,7%的骨干企业实现20%以上的增长,7%的企业实现10%以上的增长。农机行业利润总额同比增长24.37%,其中拖拉机制造和棉花加工机械制造子行业表现尤为抢眼,其次为畜牧机械制造、机械化农业及园艺机具制造、农用及园林用金属工具制造行业。在中国机械工业各子行业中,农机行业属于表现较好的几个行业之一。中国农机工业景气指数(AII)也实现了由负转正,10月份达到了33,农机市场回暖趋势明显。

  在出口方面,受贸易战、疫情等因素影响,今年前三季度出口额同比下滑。出口业务主要集中在机械化农业及园艺机具制造、农用及园林用金属工具制造两个子行业,占比高达76.73%。不过农机出口在近期开始迅速恢复,据国家海关数据,9月份农机出口交货值同比增长18.01%,一些企业的出口订单排到了半年以后。其中,大中拖、圆盘耙、插秧机等产品出口形势乐观。

  在2020年农机行业经济运行与市场分析报告会上,中国农业机械工业协会执行副会长兼秘书长宁学贵表示,目前我国农机行业面临诸多挑战与机遇。一是无好机用,采棉打捆机、大马力拖拉机的可靠性是瓶颈,产品质量、精准高效作业机具研发、产品智能化技术仍需提升;二是无机可用,农业生产需要全程全面机械化,目前马铃薯、红枣收获,葡萄种植,丘陵山区通用底盘研发仍需加快;三是关于无人农场的市场需求,目前全面的解决方案、配套装备、技术等都还不完善、不成熟。

  中国农业机械流通协会行业信息部主任张华光表示,未来,我国农机市场将继续向结构性调整迈进,而从中长期来看,未来三五年,在“疫情影响”+“双循环的驱动下,我国农机行业正面临良好的战略机遇期,发展呈现五大趋势。一是低速发展成为新常态;二是市场需求呈现碎片化、细分化;三是在三大粮食作物的耕种收环节基本实现机械化之时,经济类作物的机械化问题变得更加突出;四是大型化与小型化并存;五是高端智能化成为主导方向。

  宁学贵表示,在新冠肺炎疫情全球大爆发的背景下,农产品价格不断走高,粮食安全问题再次引起各国的高度重视。为农业发展提供装备支撑的农机行业,2021年或将是一个好的年景。

  智能化促农机产业转型升级

  目前,我国农机工业正在进入高质量的发展阶段,瓶颈问题包括提升可靠性、提升作业效率和提升绿色节能水平,而这些都要依赖农机的智能化才能实现,也只有不断提高农机智能化才能事半功倍。在1113日举行的2020年农机行业经济运行与市场分析报告会上,宁学贵表示,十三五期间,我国农机产品智能化有了很大的进步和发展,取得了显著的成效,在以下三大领域表现最为突出。

  一是农机具作业质量和作业效率的动态监管。农业农村部对深松作业、秸秆打包离田等给予财政作业补贴。为了对深松深度、深松面积、打捆数量等进行有效考核和监管,遏制和杜绝套补和骗补财政资金的行为,在深松机、打捆机等农机具上广泛使用了智能监管系统。该技术的实施,一方面促进了农机传感器、控制器等产品的研发和产业化;另一方面加快了农机化生产管理平台的建立和使用。另外从事无人农用飞机、精密播种、谷物烘干等农机企业也纷纷开发智能管理APP,提高了农机产品的智能化和服务水平,提高了企业市场竞争能力。

  二是北斗导航在农机产品的应用。近三年农机企业借力国家北斗产业发展政策,广泛应用导航技术和产品,农机导航技术应用发展得非常快。目前,北斗导航装置已经成为大中型动力农机(拖拉机、收获机、植保机等)的标准前装配置。北斗导航精准定位技术在农机产品的应用发展如此之快,是因为这项技术不仅为农机使用者、管理者带来了方便,也为农机制造企业带来了极大的收益,其实用价值得到青睐。北斗导航精准定位技术的实用价值主要体现在:我国农机实施“三包”服务,精准定位让企业服务非常便捷、及时、高效,大大降低了“三包”服务费用;位置服务为跨区作业机具和机手及时提供供需信息,提升了机器的作业能力;北斗导航农机能保障精准作业,如新疆棉花播种、中耕、收获各个环节借助北斗导航技术,提高了生产效率,为用户所接受和赞誉。

  三是自动驾驶技术的推广。东风井关、苏州久富等企业在建三江农场等地进行插秧无人化的试验和示范,目前已有了较好的进展。今年东北插秧机机手的费用每人每天700元,人工成本上升很明显。无人插秧实现了无人化或少人化,社会效益和经济效益显著。黑龙江、内蒙古、江苏等地也在积极进行无人农场、农机无人作业的试验工作。

  农机智能化推进亟需加快,除了市场迫切需求、政策大力支持外,还恰逢一个难得的发展机遇。宁学贵表示,国家实施发动机国四排放升级对农机智能化技术进步具有积极的、现实的意义。大数据管理平台,使农机排放监管从样机管理升华到行业监控,精准定位、位置上传才能实现标准配置。国四升级后大部分使用柴油机的农机产品都必须强制性地安装和使用导航系统,位置上传和定位服务为农机产品智能化提供了支撑,这是最有力的政策引导和政府支持。国四排放发动机ECU通过程序实现数字化的精确控制,让农机手和拖拉机、拖拉机和农具对话、信息反馈协调发力。中国农机工业协会呼吁,要借力国四排放升级,加快推进我国农机智能化技术进步和产业化。

  无人农场悄然兴起

  随着农业科技的跨越式发展,传统的“镐锄镰犁”正转变成为智能化的“金戈铁马”,无人驾驶旋耕机、无人驾驶水稻旱直播机、无人机播种施肥逐渐应用到农业生产中,将作业人员从繁重的农事劳动中解放出来,大大提高了作业效率,农业机械化呈现出一种“无人化”的趋势。

  中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文认为,农业1.0是以人力与畜力为主的传统农业,是农业社会的产物;农业2.0是指机械化农业时代,是工业社会的产物;农业3.0是指自动化农业时代,是信息社会的产物;农业4.0是以无人化为特征的智能农业时代,是智能社会的产物。无人农场是新一代信息技术、智能装备技术与先进种养殖工艺深度融合的产物,是对农业劳动力的彻底解放,代表着农业生产力的最先进水平。全天候、全过程、全空间的无人化作业是无人农场的基本特征。罗锡文认为,无人农场是智慧农业的一种生产方式,是实现智慧农业的一种途径。

  罗锡文表示,无人农场需依托三大技术支持:生物技术、智能农机和信息技术。生物技术为无人农场生产提供适应机械化作业的品种和栽培模式;智能农机主要为无人农场生产提供智能感知、智能导航、智能作业(精准作业)和智能管理;信息技术主要为无人农场生产的信息获取、传输和处理,农机导航与自动作业,农机远程运维管理提供支持。在智能农机及信息技术方面,主要依托北斗导航定位系统和5G通信系统。无人农场应该有五个功能:耕种管收生产环节全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控、智能决策精准作业全无人。

  据罗锡文介绍,农作物生产全程无人自主作业包括耕整、种植、田间管理和收获各环节。如生产环节无人化包括从机库到田间及完成作业后回到机库的全过程,需要无人驾驶耕整作业机械、无人驾驶种植机械、无人驾驶田间管理机械和无人驾驶收获机械的支撑。同时,农作物生长全程自动监控包括从耕整到收获各阶段作物的生长状况及输水、施肥和喷药的监测及决策。

  据罗锡文院士介绍说,目前可称之为无人农场的见诸报道的案例有华南农业大学水稻无人农场和英国哈普阿丹姆斯(Harper Adams)大学小麦无人农场。

  2017年年9月,英国哈普阿丹姆斯(Harper Adams)大学与Precision Decision公司合作的项目Hands Free Hectare收割了全球第一批全过程没有人工直接介入的麦子。在这个试验田里,拖拉机、探测车、收割机等都是在传统机器的基础上进行改造得到的。这一项目并非是完全无人操作的,除了无人机的某些工作需要人工操纵之外,机器的作业也需要受到监控,而人们只需待在田地后面的操作间里就可以完成这些工作。最终,项目的麦子收成是4.5/公顷,虽然远远低于人力密集型种植方式每公顷产6.8吨麦子的平均值,但也意味着迈出了“无人农场”的第一步。

  自2004年,罗锡文团队就开始研究农业机械导航及自动作业,突破了十大关键技术,先后研制出无人驾驶旋耕机、播种机、插秧机、高地隙宽幅喷雾机和收获机,实现了耕整、种植、田间管理和收获全程无人机械化作业。今年53日,华南农业大学无人农场采用无人驾驶旋耕机完成土地耕整;59日采用无人驾驶水稻旱直播机进行水稻播种;之后采用无人驾驶高地隙喷雾机和无人直升机完成了施肥和施药等作业;830日,由无人驾驶收获机和运粮车协同完成收获作业,在收获现场,专家组采用五点抽样法测产,无人农场的水稻理论亩产量为558.6公斤。

  华南农业大学水稻无人农场已经出产了首批大米,这批大米的耕、种、管、收均由无人驾驶的农机完成,在国内尚属首次。目前,罗锡文团队已与上海、山东等地确定了初步合作意向,计划试验种植面积逾万亩。“9月份,我们将在佛山市进行花生无人农场试验。罗锡文曾透露,完成水稻无人农场的首轮试验后,11月将在该地块上进行油菜无人农场的试验。

  今年1011日,碧桂园农业联合北大荒集团在黑龙江建三江举行了一场农机无人驾驶作业演示会,现场展示了农作物种植生产全流程无人化作业的场景,其中包括无人驾驶拖拉机、插秧机、收割机、喷药机、无人机等不同的农具或装置,从耕整地、播种、插秧、喷药、喷肥、收获到运粮等进行农业生产全过程演示,总共20项生产环节全部无人化作业。这是碧桂园宣布进军现代农业以来,首次向公众展示无人化农业领域现阶段的最新进展。罗锡文对该项目给予了高度评价:北大荒建三江和碧桂园农业联合组织实施的这个无人化农场试验示范项目,是目前国内外针对主粮作物的规模最大、参加试验示范的农机设备最多、作业环节项目最全、无人化技术最先进、农机田间作业无人化程度最高的一个无人化农场项目,也是迄今为止全球首个超万亩的无人化农场试验示范项目。” (国际农机展CIAME

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