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關鍵詞:機械;先進技術;農業生產;農產品
隨著我國經濟的不斷發展,機械化生產模式不僅僅在工業生產中得到推廣,并在我國農業生產中廣泛運用。機械作用于農業生產中改變了過去人力勞作下的現狀,提高了農業生產的效率。分析農業機械的幾種類型,研究先進技術在農業機械中的具體應用,對我國農業生產的發展有著重要意義。
1農業機械的種類研究
隨著我國農業經濟的不斷發展,農業生產活動逐漸走向機械化時代。在過去時代中農業生產活動主要是依靠農民的手工勞作,這種農業生產方式存在低效率、低質量等問題。在科學技術不斷進步的今天,農業機械的使用以及得到廣泛的普及。農業機械作用于農業生產不僅加快了農業生產的效率,還提高了農業生產的質量,并且還改善了過去形勢下手工作業存在的很多問題,如水資源浪費、農產品加工保護不到位等,還受到天氣、人身因素的限制。總之,農業機械的廣泛運用推進了我國農業經濟發展的進程,為我國總體經濟的發展奠定了基礎。根據農業生產活動的不同環節,可大致把農業機械分為以下幾種類型。
1.1農田建設
農田建設是農業生產極為重要的環節,利用農業機械進行農田建設可提高農田建設的效率和質量[1]。只有首先保證農田建設的較為完善且不存在問題,才能確保后續農業生產活動的順利進行。如水利建設對農業生產極為重要,優質的水利建設可確保在農業生產中有充足的水資源利用,甚至會對農田起到一定的保護作用,如防范水災等。
1.2土壤耕種
土壤的好壞直接影響到后續農業生產的效率及質量。在農業生產活動中,農作物的種植和培育都需要在符合農作物生長的土壤環境下進行。過去階段下,大多數農業生產活動中都利用動物勞作進行土壤耕種,如利用牛來翻土。雖然這種勞作方式節省了人力,但由于動物馴化難及存在一些不穩定因素,導致翻土效率并不是很高。利用農業機械進行土壤耕種,不僅提高了土壤耕種的效率,還加強了其質量,從而為農業生產提供良好的土壤環境。
1.3種植施肥
在農業生產過程中,農作物在生長過程中要不斷地進行施肥。施肥的目的是為了確保農作物在生長過程中擁有充分的養料,避免因為養分的缺乏導致農產品發育不良。過去階段中,農民單單依靠人力進行施肥,如手工噴灑等。這種施肥方式存在很多弊端,一是費時費力,往往完成一塊田的施肥工作需要很長時間;二是質量不高,存在噴灑不均勻等現象,導致農產品生長參差不齊[2]。而利用農業機械進行種植施肥工作,改變了過去階段中費時費力的現狀,還能均勻施肥,保證農作物均勻生長。
1.4農田灌溉
農田灌溉也是農業生產活動中極為重要的環節,農產品的生長過程中不僅需要一些必要的養分,還需要吸收一定分量的水。過去形勢下,農田灌溉工作主要是通過人力進行,在灌溉速度和效率上遠不如農業機械灌溉高;并且,利用灌溉類機械進行農田灌溉,灌溉范圍遠比手工灌溉大。
2先進技術種類研究
2.1水產品養殖技術
現階段,農業生產先進技術中,水產品的養殖技術具有較高的實用性價值。過去形勢下,我國水產品養殖由于沒有利用到科學的、先進的技術,生產效率和質量受到很多因素的制約。在制約因素中,最主要的還是養殖環節的問題。不同水產品對水環境的需求不一樣,如溫度、酸堿度等,沒有控制好這些因素,不僅會造成水產品養殖的產量達不到標準,甚至會造成養殖風險,如水產品大面積死亡等。我國過去由于水環境沒有控制到位的水產品生產活動,觸發養殖風險的事件屢屢發生。利用先進技術進行水產品養殖,不僅能提高水產品的產量,還降低了養殖風險發生的幾率,提高了農業生產的效率和效益。水產品養殖的先機技術內容繁多,大致是一些改善養殖環節或預防疾病等技術,如檢測水的酸堿度,利用化學物質進行合理調控。利用加溫、降溫技術,合理控制養殖環節的溫度。檢測水產品是否存在疾病隱患,出現疾病合理分析病因,并給出相應的解決措施。
2.2無公害蔬菜的種植技術
無公害蔬菜的種植技術也是現代農業技術中的重點內容。隨著我國農業經濟的不斷發展,農產品的生產效率及質量越來越高。但當今社會,農業生產不僅要滿足人民群眾基數造成的數量需求大的問題,還要滿足人民對農產品的安全需要。我國近些年來不斷曝光一些農產品的安全問題,如一些不法分子為了加快生產速度和數量,而利用對人體有害的化學物質進行生產,這種情況下生產出來的產品危害著人們的身體健康。并且,一些農作物還殘留農藥成分,也同樣帶來不安全因素。所以,在這種背景下,生產無公害蔬菜已成全民所向。無公害蔬菜的種植技術大體可分為改善土壤環節、杜絕有害化學物質的使用、利用綠色健康的生產技術等。如優化對肥料的使用,設計科學合理的肥料使用規劃,提高肥料使用效率。為避免利用化學物質進行除蟲除草,可利用生物技術或其他無公害技術等[3]。
3先進農業技術在農業機械中的具體應用研究
3.1節水灌溉
節約用水是現代社會每個公民所應有的責任,在任何行業生產活動中也必須貫徹落實節約用水的理念。水是人類生存所需要的必不可少的資源。近些年來,隨著現代化建設的不斷深入,對水資源的利用程度也越來越大,在這其中難免發生浪費水資源的問題。同樣,在農業生產中也需要充足的水資源,但過去形勢下由于科學技術不高,節約用水的意識淡薄,導致水資源的利用效率不高,并且存在浪費等現象。如進行農田灌溉,由于人工灌溉存在的缺陷,其灌溉極不均勻。現階段,農業灌溉機械中普遍應用了節水技術,通過節水技術不僅提高了灌溉的效率及質量,還避免水資源浪費的現象[4]。尤其是自動化灌溉機械,利用計算機進行控制,合理計算所需要灌溉水量的數值,呈網絡化分布式的灌溉手段,及時進行開關控制,從而避免水資源的浪費,提高灌溉效率。
3.2后續農作物加工
在農業生產活動中,一些特殊的農作物只有經過后續的加工之后才可以在市場上流通。如油菜籽,在油菜成熟以后,首先要進行收獲,但收獲來的油菜還需要進行加工獲得油菜籽才能進行相應的買賣活動。在過去,油菜籽的加工主要通過人力完成,利用一些木質或塑料工具,搖晃使油菜籽脫皮。這種方式需要付出大量的人力,效率低下,在量大時要勞作數天,并且部分油菜籽還沒有脫皮就被處理掉了,導致出現浪費現象。而運用機械化設備進行油菜籽脫皮工作時,可有效避免出現以上這些問題,不僅節省了油菜籽脫皮的時間,提高了油菜籽蛻皮工作的效率,還改善了過去浪費等現象,提高了農業生產的效益。
3.3農田保護技術
農田保護技術也是現代先進技術在農業機械中的應用成果。過去農業生產活動中,由于各種原因導致農田土質越來越差,過度地使用農藥或化肥改變了農田土壤的化學性質,久而久之就無法再進行種植。隨著科學技術的不斷發展,土質改良技術已經逐漸被運用到現代農業生產中。如改善土壤酸堿性、增加土壤肥力、消除土壤中殘留的化學物質等,可以通過配置無危害的改善藥劑,通過機械均勻噴灑來改善土質;還可以設計科學合理且具有針對性的水利工程,利用機械設備建設,從而避免因水的問題而導致土壤環境的變差。總之,先進技術應用在農業機械中,可以有效地保護農田,延長農田的耕種壽命,從而為農業生產活動建立良好的土壤環境[5]。
4結語
隨著科學技術的不斷發展,農業生產逐漸由過去的手工勞作逐漸轉化為機械勞作,大大提高了農業生產的效率及質量。并且,近些年來隨著一些農業生產先進技術的不斷研發,為農業生產帶來了新的格局。通過先進技術和農業機械相結合,發揮機械和先進技術的優勢,從而提高農業生產效率,提升農業生產質量[6]。
參考文獻
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[2]寇紅專.探析先進農業技術在農業機械運作過程中的應用[J].科技創新與應用,2012(33):239.
[3]王偉妮.論先進農業技術在農業機械運作過程中的應用[J].現代農業科技,2010(23):236,242.
[4]趙宇,佟童,張佳麗,等.農業機械中先進農業技術的應用[J].農機使用與維修,2015(1):55.
[5]朱方長.我國農業技術推廣體系改革與創新的制度反思[J].中國科學論壇,2009(2):117-121.
當前,隨著我國工業化、信息化、城鎮化和農業現代化的迅猛的發展,工業化和和信息化已步入深入融合階段,信息化與農業現代化也進入蓬勃發展期,經濟全球化、貿易自由化和社會信息化倒逼我國農業現代化,現代農業機械只有通過信息化的手段進一步提高設計水平、降低生產成本,才能在激烈的市場競爭中取勝。如何有效的農機產品開發周期,如何達到最優農機產品質量,如何有效降低農業機械的成本與價格,如何完善農業機械的售后服務等,這一系列的問題不斷的拷問我國農業的現代化進程,信息化與數字化是解決上述的問題的有效手段。通過信息化與數字化的手段可以有效提高農業機械的設計水平,通過數字化設備能有效的調控農業機械的精密的制造與加工,通過企業信息化與數字化的管理手段能否實現嚴格的生產管理與用戶反饋。本文主要對農業機械產品研發的研究現狀及其發展趨勢,以及農業機械的數字化設計方法與技術,并結合從事農機產品多年的設計與制造經驗和數字化設計特點,以及 CAD/CAM/CAE、虛擬樣機、虛擬測試等新技術的應用加以深入的討論與研究。
一、數字化驅動下農業機械設計研發
農業機械是衡量一國農業現代化發展的水平的主要指標之一,因而提供數字化手段提高我國農業裝備的設計水平,對于在貿易全球化背景下提升農業裝備制造業企業在國際上的競爭力具有不言而喻的歷史意義。隨著信息技術與數字化技術的迅猛發展,數字化設計已經全方位多層次的滲透到農業機械設計、生產中的方方面面,也給農業設計帶來了巨大的變化。
1)信息技術與數字化的應用極大降低設計成本。
農業機械的產品創新設計涉及到數據開采、知識發現及其重用技術、知識的表達與組織、知識數據庫的開發、基于知識的決策技術等。農業機械的設計可以在線上進行互動設計,企業可以與用戶進行反饋論證與修改。設計者可以在線農業機械的設計效果,用戶可以在線反饋設計過程中存在的問題,相比于以前農業機械設計都在紙質上進行繪圖,在線農業機械設計的極大的促進農業機械設計與實踐; 以往產品創新主要集中于具體設計過程,如今從產品的概念設計到詳細設計的各個階段均強調創新設計。如基于藍牙技術的變量施肥機速度采集系統設計、溫室環境下黃瓜采摘機器人信息獲取設計、基于RFID 的農機安全監理現場巡檢系統設計、基于資源管理和Silverlight技術的農業裝備信息網絡平臺,以及Ajax 技術在農業裝備信息網中的應用。均是信息技術與數字化技術在農業設計領域中應用的典范
2)數字化技術強調產品協同設計。
農業現代化的發展催生了許多新需求,這些新需求也亟需新的設計的方法,就目前農業機械數字化設計水平來看主要三種主流的設計方法,一是德國設計理論的系統化設計方法,二是TRIZ(Theory of Inventive Problem Solving)三是公理設計(AxiomaticDesign,AD),對于目前我國而言,需要對先進的設計方法進行引進、消化、吸收再創新。更需要產品設計師跨區域的進行交流互動,跨部門甚至跨企業共同協作進行產品設計與制造等。數字化的設計平臺能夠為設計者之間提供實時的交流平臺。基于互聯網信息技術進行學習,可實現跨實現跨部門、跨行業、跨區域的設計者之間的溝通與交流。數字化虛擬設計實現了設計與需求的協同統一,鍛煉設計者虛擬想象空間,提升農業機械的設計水平,有效實現零污染的設計理念,促進綠色設計理念的形成與發展。如基于離散元法的數字化設計、精密播種機數字化設計、拖拉機隊列自動控制系統、秧盤育秧精準播種的穴孔同步對中裝置及其控制系統,以及基于力控組態軟件的溫室監控系統均是農業機械協同設計的樣例。
3)虛擬現實便捷了農業機械設計與展示。
虛擬現實技術獨特魅力之處在于能將農業機械的設計構思、實施及展現都表現為多媒體如三維圖形、語音和視頻,能然設計者和未來的潛在使用者身臨其境地體驗產品的設計整體過程。通過多媒體技術、互聯網技術來實現可以實現海量、實時、豐富的農業接卸虛擬設計素材。面向某些特色農業機械,其結構復雜、設計困難、設計周期長大大影響了農業現代化的進程。然而如果采用虛擬現實技術,可以有效的克服以上缺點,一方面可以利用虛擬現實技術模擬產品的某些性能,另外一方面也便于設計人員對產品的修改與調整。大大縮短了農機產品的設計、生產周期。滿足變化莫測的市場需求。如虛擬樣機技術在畜牧機械設計、基于ADAMS 的蓮藕切片虛擬樣機建模與仿真、基于Pro/E三軸臥式TMR 飼料車的建模及運動仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系統開發中的應用、蓮藕切片機慣性力平衡仿真優化、大型中空軸式靜壓軸承流固耦合數值模擬,以及電渦流緩速器制動力矩影響因素的仿真均是虛擬現實技術在農業機械化設計中的應用。
結論
本文首先細致的分析了農業機械設計特點與需求,以及存在的問題,針對數字化與信息技術的發展趨勢與特點,如CAD/CAE/CAM虛擬現實設計等技術的飛速發展深刻的改變了農業機械化設計的格局與模式,本文首先詳細梳理虛擬設計技術與理論研究現狀及發展趨勢,結合分析了農機產品設計制造現狀,進而細致深入地分析基于數字化技術農業機械產品設計的未來的發展趨勢,針對信息技術如互聯網、虛擬現實等技術對農業機械的數字化發展提供的歷史機遇,研究面向農機產品開發過程的數字化設計平臺體系與設計模式,采用數字化對農業機械產品進行設計所帶來的優點即在產品開發的不同階段運用數字化模型描述產品,并對產品進行設計、開發、評價、修改,通過這方面的討論,以期為我國農業機械的數字化設計探索提供有益參考的新途徑與新思路。
參考文獻
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(1)功能定義。由價值工程中的功能理論看來,農業機械產品的功能大可分為兩類:使用功能、美學功能。使用功能滿足的是用戶在使用過程中的實際的物質需求。例如:割草機的使用功能可定義成“清除青草”;收割機的使用功能可定義成“收獲作物”。美學功能指的是產品給人們帶來的美的感受和產品同使用環境的融合與呼吁。這些主要都是由產品的外觀形態、比例、色彩、材質等方面來體現。
(2)功能分析。對于農產品的審美功能和如何實現審美功能進行整理。農產品造型:
①滿足結構要求———保護內部機構。
②提供人性化使用:使用安全性;符合用戶操作心理。
③符合使用者審美。
④與環境的協調。
⑤符合品牌形象。總之,產品的形態、色彩、材質、工藝等的設計作為產品造型要素,必須要滿足產品造型的總體功能和局部功能的兩大需求。
2造型設計
(1)形態設計。農業機械產品的造型形態的設計要為機械內部的結構和機構提供保護、支撐、安裝、美化等作用。不同的產品有著不同的功能和特點,就需提供不同的造型形態,機械的設計也要因物制宜。打捆包膜機的使用減輕了農民的工作量的同時也緩減了我國目前農村勞動力缺乏、緊張的問題。就目前有的電機、輸送裝置、滾筒、支架等組件構成了其基本的功能形態,但只有基本的功能形態是不能進入市場進行商品流通的。它還需要一個造型,一個能讓它成為人和環境和各個組件之間的媒介,使其成為真正的商品。在設計打捆包膜機的造型時除了將核心機構部分裝上外殼,還要把散露在外的零件包封起來,使其產品的整齊統一。將電機和傳動部分同打捆包膜部分進行形態之間的對比,體現其產品的均衡效果。直線和過渡圓角的造型特點,讓產品本身顯得更加的整體、簡潔、大方。關鍵部分的包裝處理也對產品起到了保護作用,同時也加強了造型的整體感。這樣的造型設計造成了飽滿、光滑、完美、充實、嚴謹的視覺效果和審美。
(2)色彩設計。農業機械產品的設計除了造型的設計,色彩的設計也是很重要的。農機產品的色彩設計要考慮到產品本身的功能和造型形態的適應性等問題。色彩的使用和搭配除了考慮對使用者的審美觀,也要考慮其產品的使用環境是否協調的關系,還要考慮到產品的品牌形象以及企業形象等問題。例如在案例打捆包膜機的色彩設計當中,就用了橙黃色與白色、黑色的搭配法。主橙色,暖色系,帶給人以火熱、激情、吉利、喜慶等色彩情感,可體現勞動人民豐收的喜悅之情。配色中有黑色、白色、橙色三色之間的小面積對比,與有白色和橙色之間的大面積協調。白色和橙色以明亮的特點給使用者以積極的影響,可相應的提高操作效率。總而言之,農機產品的色彩搭配可采取主色和輔色搭配的方法,主色占主導地位。一般來講,產品上的用色宜少不宜多,兩種到三種色彩為宜。色彩少而精,整體感就越強。用色過多,則給人一種雜亂之感。
(3)美學功能。在我國的傳統美學看來,趣味這種審美是人的一種生存狀況,是一種人生境界。用幽默、新奇而仿生的設計手法使日常用品具有趣味性,或是具有一定的藝術性,使得人們從中獲得更為豐富的美學的享受。也使產品更具特性,避免了人與產品之間互動的生硬性。然而農業機械產品的趣味化是一種新的創造性的審美藝術。古人重在“趣”的探討,最后演繹成為“趣味”,其意在于一中意味。文人墨客的眼中,在相應的情境當中自然而然的獲得一種特殊的美感,心靈的旨向就是趣味的主體所在。其能發現奇趣的所在,創造樂趣,品嘗趣味的美之所在,稱之為“趣味”。價值工程中把成本分為人力資源、物力資源和財力資源等的消耗。農業機械產品的成本有產品造型的設計費用和樣機的試制費用等。這些費用包含了產品前期的調研費用、設計的構思費用、產品形態的設計費用以及色彩設計和裝飾設計的費用;后期的新材料、新工藝的選用和改進的相關費用以及樣機的制作和調試費用等。因此在這些高昂的研發費用下,農業機械產品的造型設計要運用價值工程原理來進行科學的產品設計。不能為了審美而審美,設計一些高成本的產品。但是也不能完全摒棄外型,只一味的追求低成本的產品。由此可見“經濟”“適用”“美觀”三原則,在農業機械產品的形態設計上有著密切的關聯,適用處于主導地位,美觀處于從屬地位,經濟制約,將三者結合,是其在農業機械產品的生產過程中協調一致,才能保證農機產品在各個方面都表現出創造性和美感,保障產品更好的服務與農業生產。
3結語
關鍵詞:現代農業;農業機械化;關鍵
前言
近年來,我國農業發展迅速,農民生產成本降低,農產品附加值增加,使得農民受益明顯增多,其中農業機械化起到了重要的作用,是我國農業可持續發展的重要推動力。因此農業相關部門必須結合各地農業發展實際情況,出臺農業機械化發展指導政策,進而有效提升農業機械化水平,推動我國現代農業進一步發展。
1.農業機械化對現代農業的影響
農業機械化是現代農業發展的關鍵,對現代農業發展起到重要的推動作用,主要表現在如下方面:①農業機械化是農業科技發展的重要表現,科學技術是農業節本增效的關鍵,其中機械化作業占據重要地位,有利于促進農業增長方式的轉變,由傳統的投入型增長轉變為效益型增長模式,推動現代農業實現長效發展;②推動現代農業實現產業化發展,在現代農業發展中,產業化作櫓匾的經營模式,體現了現代農業的具體內涵。而農業機械化是實施產業化經營的重要手段,可促進農業集約化發展,提升了農產品質量與檔次,最終提高農業綜合效益。
2.農業機械化促進現代農業發展的有效措施
2.1合理規劃農業規模,適度提升農業機械化水平
農業現代化發展對農業規模提出了較高要求,在農業規模確定過程中,必須參考市場經濟體制和國家宏觀調控政策,以此為依據科學探究農村土地流轉情況,以此制定并完善土地經營規模的有效機制,并在具體發展過程中實現市場化發展。例如在我國北方某地區農業發展過程中,相關部門合理規劃農業規模,并以此為依據實施農機跨區域作業模式,農業相關部門聯合農機用戶成立了農機聯合發展協會,有效獲取各地農機用戶與非農機用戶信息,并將區域內全部農機使用進行聯合規劃,實現跨區域作業發展。以收割機為例,該區域在實施農機跨區域發展后,農機使用效率明顯提高,詳見表1。
2.2合理使用農業機械,有效提高土地利用率
土地是農業發展的關鍵資源,土地利用率在很大程度上決定了農業產出情況,其中土地利用率高低由已使用土地和區域內全部土地兩個指標決定,在土地總面積固定的情況下,土地利用率取決于土地的使用面積,基于此相關部門應結合區域實際情況,合理利用農業機械,以此提高土地的利用效率,增加農民收益。例如在我國北方某地區,農業部門結合當地土地使用情況,采取了土地流轉措施。鄉鎮政府聯合當地某煙草公司,將農戶手中的土地流轉到公司,公司將早稻改為烤煙,同時晚稻從種植到收獲均由公司負責,不收取農戶任何費用,以此作為土地流轉費,農戶足不出戶便可收獲晚稻產品。在這樣的模式下,極大地提高了土地使用效率,并且節省下的剩余勞動力可外出打工,增加了農民收入。
2.3加大政府扶持力度,開展有效的新技術示范工作
政府扶持是農業機械化發展的關鍵,政府必須結合各地農機發展實際情況,加大扶持力度,針對新技術和新機具開展有效的示范工作,以此引導農戶了解農機使用的優勢,進而提高農機使用率。例如在我國北方某地區,政府對農機發展進行大力扶持,通過科研開發和示范推廣等工作,建立起以企業為主導,科研部門和推廣部門共同參與的農機技術創新體系。并且在具體工作開展中,當地政府選取重點鄉鎮建立“新技術、新機具示范園區”,為農機戶提供公益性的推廣和培訓服務,切實解決農機戶的實際問題。經過兩年發展,當地示范園區發展規模如表2所示。
結束語
綜上所述,農業機械化水平決定了農業現代化發展趨勢,在各地農業發展過程中,當地政府必須結合區域范圍內農業生產實際情況,提高農機使用效率,以此促進現代農業健康持續發展。
參考文獻:
關鍵詞:農業機械;產品質量;應用研究
引言
近年來,我國的農業機械化正處于發展和創新階段,農業機械裝備的發展空間較大。不過與發達國家相比,還有較大的差距,尤其是設備的質量及可靠性方面需要不斷完善和提升。2018年12月底,國務院頒發了《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》,其中第二條提出到2025年,實現我國農機裝備質量可靠性達到世界先進水平,在技術、產量及可靠性方面進入高質量發展階段;在第六條提出了一系列的關于提高農機裝備質量的指導意見。
1相關概念
所謂可靠性,一般指產品在使用條件下可以按照設定的時間內能夠持續不斷實現既定功能的能力。可靠性具有下面幾個主要特征:首先是故障方面,其次是故障發生的可能性可以用定量的形式來表示,最后對故障的影響程度可以進行測定。平均故障間隔時間(MTBF),是指用于對產品質量可靠性的定量及衡量參數,是一種概率。可靠性主要是指針對產品預計發生故障的頻率及所產生的危害程度,是產品內在的屬性之一。可靠性決定于設計者,因此設計階段非常重要,在設計階段就要考慮產品的可靠性,從而從根本上提前防范各類故障及問題的產生,提高產品的質量。
2可靠性與農機裝備產品關聯
為了清晰而準確的對可靠性進行定量,可以把農機設備的可靠性內涵規定為在一定的條件及時間下,裝備或系統能夠持續穩定實現既定功能的程度或能力。對設備來說,其可靠性越高越具有競爭力及實際使用效益。質量及可靠性越高,可以使用的時間越長,效率越高,成本越低,其無故障工作的時間就會越久。從狹義內涵來講,“可靠性”,是指農業機械設備在使用有效期內沒有產生故障的時間,從廣義方面來講,是指使用者對設備使用的滿意程度及信賴程度。
3開展可靠性工作的意義
1)能夠有效降低設備問題發生率,從而有效的提高安全性,尤其是一些設備需要人為進行操作,或者是與牲畜接觸較多,可以有效的避免對操作者及牲畜的傷害,提高農業生產的安全性。2)能夠有效提高設備的有效使用時間,避免出現故障造成設備維修產生的停機問題,從整體上提高設備實際的使用率。據相關統計,我國的一些農用聯合收割機、耕作設備等其平均故障間隔時間(MTBF)只有先進國家同類產品的1/3,其技術水平遠遠落后于國際領先水平,在使用過程中故障不斷,不僅需要較長的維修等待時間,同時安全性也不高,無法滿足規模化生產需求,降低了農機用戶的使用欲望。3)減少不必要的維修成本,降低使用成本,提高設備使用效益。4)對農機設備制造企業來說,提高設備的可靠性能夠有效增加公司的信譽,提高市場競爭力,尤其是隨著我國“一帶一路”政策的不斷深入實踐和發展,越來越多的企業面臨著走向世界的發展機遇,只有提高設備的質量及可靠性才能更好的推動企業更好的發展。
4農業機械可靠性工作內容
4.1可靠性設計
農機裝備在產品研發時,可以大致分為五個階段,第一階段為技術指標論證階段,第二階段為產生生產方案論證及制定階段,第三階段為工程研制階段,進行初步的產品設計及詳細的產品設計,第四階段為設計定型階段,第五階段才進入生產定型階段。所以在整個農機裝備的研制開發中,需要進行合理規劃,科學設計,每個步驟都要嚴陣以待,重視產品可靠性及質量的打造,提高設計的可靠性、生產的可靠性,最終打造具有高質量的農機裝備產品。而且,在這些具體過程中要重視活動開展的組織性,加強管理,做好相應的規劃,為提高產品的可靠性打下良好的基礎。
4.2可靠性建模及預計
所謂農機裝備及機械產品的可靠性模型,是指產品內部的子系統及組件之間的框圖(簡稱可靠性框圖)和相應的數學表達式,也就是系統成功概率及其構成單元成功概率間的關系式。通過建立可靠性模型,能夠對裝備進行可靠性分析,尤其對設備的可靠性進行科學預計。在進行可靠性預計時,通常是先對設備元器件及零部件進行失效率的預計,之后對農機裝備產品單元進行故障率的分析和預計,包括單元內的全部元器件和零部件,最后根據農機裝備產品的可靠性模型來求出這一設備的可靠性預計值。所以準確的可靠性模型是掌握和預計設備可靠性不可缺少的重要方面,特別是在預計任務可靠性時更是離不開。可靠性分配,是把農機設備的可靠性目標值根據相應的可靠性模型將其分配到具體的產品單元中,從而作為產品設計的依據,有利于提高產品可靠性及其支流,起到科學分配的標準功能。只有進行可靠性預計,才能有效提高農機裝備產品的可靠性,特別是在研發階段,有利于對產品研發的可靠性進行科學的管理和控制,在整個產品的預計及改進過程中,通過應用可靠性模型,可以對產品的可靠性不斷進行考察和更改,從而使得農機裝備產品在設計階段就達到良好的性能,滿足使用的高質量需求,提高有效使用率。
4.3故障模式影響分析(FMEA)
通常來說,一個系統由多個部分構成,如農機裝備產品,也包括了電源、處理器、存儲器、執行設備及相關的輔助設備等。在產品工作過程中,每一構成部分都需要在既定的時間及條件下,完成既定的功能。如果某個部位發生故障,就會影響整個機器的順利工作。從系統設計特征及工作要求來看,其組建故障模式及種類的不同與其所產生的故障影響也是不一致的。如聯合收割機的螺旋葉片如果出現故障,與切割底板間隙過大,會使得推運器產生故障,引起割臺螺旋的打滑,造成機器無法正常運作。所以,對于某一個農業設備要對其具體的構成部分進行逐一的分析,分析每個部位故障模式及其產生的影響,從而可以將故障出現的種類進行很好的預測及應對,掌握產品的薄弱環節及關鍵環節,為設備改進及進行預防控制提供積極而有效的基礎。
4.4故障樹分析(FTA)
故障樹分析方法,可以通過這種故障分析方法將農機機械設備的故障進行系統分析,對故障原因由內而外、從簡入繁的進行層級分析,如樹干形狀,將復雜的故障進行系統化和簡單化和動態化,通過相應的試驗及使用進行相應的故障分析,這也是其他產品所較為常用的故障分析方法。故障樹這一分析方法,能夠將復雜的故障問題進行系統分析,使得分析具有系統性,從簡入繁,進行逐層演繹,可以綜合分析包括人為影響因素及環境影響因素在內的多種影響因素,并能夠通過圖形直觀顯示的方法,使得農機設備可以層次性的顯示出產品失效狀態,使中間事件的相互關聯更加清晰,故障分析更加直觀而清晰。
4.5最壞情況分析(WCA)
一般來說對于具有控制系統的農業設備,可以應用最壞情況電路分析方法來進行故障控制,在這種農業設備的控制系統中,需要設計和應用大量的有較高精密度的電路元器件。其故障預測分析方法可以采用WCA方法,通過采用模擬仿真分析,將電路可能經歷的多種極端狀況進行試驗和分析,模擬不同的生產工作環境,將可能出現失真或漂移現象預先進行分析,從而提高電路性能及元器件的應力分析能力。在進行最壞情況的電路分析及元器件應力分析條件下,能夠主動的找出影響電路性能的因素,以及元器件應力的影響因素,從而準確的找出產品的質量脆弱環節。尤其是通過開展電路漂移故障預測分析,能夠使得產品后期的改進方向得以明確,提高電路的固有可靠性。WCA主要包括以下2個方面:1)評價電路的性能及其漂移:通過合理分析方法,可以評估最壞情況條件下的電路性能及其漂移。2)元器件評價:通過分析最壞情況下的電路中元器件是不是有過應力,可以為后期科學的選擇元器件提供有效的數據支持,使得降額使用及設計更加合理,并有效的降低生產設計城堡,提品效益。在產品設計及開發階段,在進行電路設計改動時,需要重新開展WCA工作。而這一工作需要較大的工作量,在軟硬件、元器件模型庫和相關數據方面都需要相應的支持。而工程研制任務書及合同中也對WCA有明確的規定和要求。WCA能夠從各種產品層次開始,如電路系統、單元電路等。對于相互獨立的不同電路性能參數,WCA可對電路不同的性能參數分別進行。
4.6潛在電路分析(SCA)
對于一些大型的農機裝備產品,所涉及的電子及電氣系統是非常復雜的,所涉及的科研單位也較多,不同的設計隊伍及單位其設計水平存在較大的差異,而且在設計過程中產品需求及設計也不斷進行變更,所以在科研制作階段是不可避免地留下潛在電路問題,這就需要各級設計人員及負責人要有深刻的認識,對潛在問題電路要進行詳細的摸查,要系統掌握潛在電路的分析方法,在電路設計結束后,要避免將潛在電路分析遺漏,及時排除潛在存在問題的電路,加強跟蹤,通過應用相應的設計準則避免電路出現潛在的問題。
4.7可靠性試驗
對于農機裝備來說,其可靠性試驗的方法有多種,還可以進行可靠性強化試驗等。尤其是可靠性強化試驗,在產品的研制階段,可以采取比相關的技術規范更為嚴酷的試驗條件,來加速產品潛在缺陷的發生,從而為不斷改進產品和驗證產品質量提供條件。同時還可以結合農機裝備的不同英語區域,進行區域差別試驗,從而提高產品的區域適應能力。如在沿海地區,其土壤濕度大、鹽堿成分高,可以開展鹽霧試驗。
一、農業機械化與建設現代農業的關系
農業機械化大幅度提高農業勞動生產率,是現代農業的重要物質基礎。農業機械是農業生產的重要工具,是農業生產力的重要要素。發展農業機械化實質上是一場生產手段的技術革命。農業機械裝備突破了人畜力所不能承擔的農業生產規模的限制,機械作業實施了人工所不能達到的現代科學農藝要求,改善了農業生產條件,提高了農業勞動生產率和生產力水平,為農場規模擴大,農產品品質提高,形成專業化、商品化生產提供了可能。
農業機械化過程將產生內生增長的良性循環效應,是現代農業建設的重要內容。從一定意義上說,農業現代化是農村工業化過程,其中包含農業機械化過程。從各國推進農業機械化的內容和實現農業現代化的形式看,盡管各國選擇了不同的發展模式和途徑,但共同點都要解決農業機械化問題。可以說,農業機械化是農業現代化的重要內容。
由于農業機械化是對傳統農業改造的技術進步過程,農業機械化投入是農業生產方式除舊布新或推陳出新的新陳代謝過程。根據現代經濟增長理論,農業機械化投資會引致知識的積累,農業機械投入與知識積累形成一種有形投入與內生增長相結合的復合資本品,又將加快技術進步的進程,技術進步又可以提高農業機械化投資的效益,使農業經濟系統出現增長的良性循環,從而推進現代農業建設和農業現代化進程,促進長期經濟增長,提高競爭能力。
農業機械化為農業和國民經濟發展提供支撐和保障,是現代農業的重要標志。衡量農業現代化水平的主要指標是農業勞動生產率,而農業機械化是提高農業勞動生產率的主要手段。
二、我國農業機械化現狀及存在的主要問題
思想觀念不夠解放。農民傳統的耕種觀念沒有得到根本改變。目前,許多農民對科技含量高的農業新機具、新技術的接受處在猶豫觀望狀態,一些農民購買農業機械很大程度上是為了臉面,為了在人前抬起頭,這種思想與市場經濟的觀念是格格不入的。2 、農業機械裝備結構不合理。大中型農機具較少,小型農機具居多,配套率過低,農機作業范圍狹窄,致使其整體功能的發揮受到限制。在種植業和農產品粗加丁領域,機械化基本上取代了傳統的役畜生產,但機械多以小型為主,對農業增產增效的促進作用明顯減弱,從而影響了農業由粗放型生產向集約化生產的轉變。3、農戶經營規模小型化和大中型機械大規模作業的矛盾突出。土地屬分散經營,大片作業受到限制。4、作業成本居高,農民熱情降低。由于油料漲價、機車空行程多、機車老化耗油增大等諸多因素,使農民使用農業機械的積極性降低、在調查中發現,目前構成農機作業各項成本中,油料成本已變成主要成本。油料的價格變動對農機生產成本的影響最大,若成本過高,則農民對發展農業機械化的熱情急劇降低。5、農機化服務體系尚未健全。農機社會化服務程度不高,服務體系不健全。縣、鄉、村二級農機服務網絡缺乏服務手段,特別是在農機具作業過程小更顯得無所作為,使服務水平與農機現代化水平不相適應,阻礙了農業機械化發展,嚴重不適應市場化、國際化需要。
三、促進農業機械化發展的政策措施
加快農業機械化政策法規建設步伐。《中華人民共和國農業機械化促進法》已正式實施。圍繞該法,完善配套措施和保障手段,建立健全農業機械化行業宏觀管理的政策法規體系,進一步加大政策法規對農業機械化的支持保護力度。
進一步加大農業機械購置和使用補貼力度。從2000年開始,我國總體上已進入工業反哺農業的轉折期。我國已進入以工補農、以城帶鄉的發展階段。隨著國民經濟的快速、健康發展,進入反哺期和轉折期的省(市)和地區將繼續增加。因此,中央財政補貼應加大農業機械的購置補貼力度,以增加農業機械在農業生產中的運用,促進農業機械化水平的提高。
除采取政府補貼、部分出資的政策扶持外,還可通過建立基金、提供優惠貸款等方式,積極引導農民和農機社會化服務組織發展農業機械化,發揮政策調控功能,以調整、優化我國農業機械裝備結構,適應農業結構戰略性調整的需要。
依法對農業機械作業繼續執行免稅政策,對標準化、規模化機械作業實行一定補貼政策,以充分發揮農業機械作業效率,降低作業成本,增強農機經營主體的競爭力。
加大財政對農業機械化科技的投入力度。科技進步和技術創新是提高農業機械化水平的決定性因素。國家應依法加大對有關科研機構和院校從事農業機械化科學技術研究的支持力度,應盡快建立農業機械科技開發專項基金,組織實施重大新型農業機械產品和配套機具的開發和生產。重點解決農業機械新技術、新機具科研開發總體滯后,不能滿足結構調整需求等問題。對市場需求大的短缺產品進行重點開發。通過政策扶持、科研開發和示范推廣,逐步建立以企業為主體,科研部門、推廣部門參與的農業機械化科技創新體系。
加強農業機械化新技術試驗、示范工作。結合農業機械化新技術的推廣應用,選擇有一定基礎、區域經濟明顯的市(縣),進行重點示范和扶持,提高農業機械裝備和機械化水平。國家設立的基層農業機械技術推廣機構應當以試驗示范基地為依托,為農民和農業生產經營組織無償提供公益性農業機械技術的推廣、培訓等服務。通過加強農業機械化示范基地建設,充分發揮項目示范作用。根據當地農業發展的需要,依照《中華人民共和國農業技術推廣法》和《中華人民共和國農業機械化促進法》的規定,向農民和農業生產經營組織推廣先進適用的農業機械產品。
目前,人們對于農產品的質量要求不斷攀升,農產品需求從數量追求擴大到質量追求。現代化農業生產環節中專業機械設備的應用是必然的,機械設備的安全穩定運行是保證農業產量的關鍵,滿足人民的實際需求標準。對于農業機械系統故障遠程監測技術進行深入分析,供相關人士進行參考。
關鍵詞:
農業機械;故障;監測;技術
目前,我國處在經濟與社會加速轉型的過程中,各行業領域體系不斷的完善改革。農業的長久性發展必須依靠機械設備和現代化專業處理技術的支撐,應用高效合理的方式對于農業機械設備的故障合理監測,加大設備問題的重視程度,采取措施積極預防或解決,才能滿足實際生產需求。
1模塊化原理
農業的機械系統整體是復雜且龐大的體系,應用模塊化將系統內部化繁為簡。對于農業系統內部存在的各種故障分析發現,系統內部不同的機械裝置單元和具體的結構特點完全不同,安裝的時候密集程度較高,故障檢測過程無法有效的展開故障定位。不同的機械裝置單元內部產生的故障對于系統的整體執行力產生影響,嚴重的時候會造成執行機構的故障。所以整個系統內部的機構模塊化,對于不同的裝置單元各種經常出現的故障展開全面的編碼、檢測,利用串碼讀取過程實現機械系統故障模塊的發現,對于出現故障的位置進行處理。例如獲取的終端編碼為D101的時候,經過編譯后獲得的信息是液壓泵的原動力無法滿足實際額定數字。那么相關管理人員直接的發現產生故障的位置,采取準確有效的措施及時處理,避免非必要的損失。
2遠程監測系統結構
國內的網絡傳輸方式包括無線傳輸和有線傳輸兩種,根據農業的實際生產過程和環境,保證系統終端的設備對于整個農業機械設備系統進行有效檢測的最快方式為無線傳輸。建立通信協議后,對于農業機械系統內部不同設備中的裝置單元故障設定對應的代碼,通過采集卡進行控制,即時的向系統服務中心的處理器傳遞數據包,將數據傳輸到終端設備上,最終實現管理人員對于設備的遠程管控和管理。針對故障的代碼進行采集的過程本質為比較的環節。將中心服務器存儲的不同故障和農業機械設備中的不同單元中的模擬量綜合對比分析,如果收集到的數據資源和故障模擬設定數值之間的結果比較接近,或是已經達到設定的數字標準狀況下,系統中心的服務器會將故障的模擬量轉化成為編碼,將具體的編碼通過輸出展示到終端的設備上。相反狀況的時候也輸入對應的代碼,終端顯示器上表達的數字為正常。系統中包括動力機構、傳動機構、電控機構、液壓機構、行走機構、執行機構、采集卡PLC、通過無線傳輸轉送到中心的數據處理服務器中,借助3G/4G/GPRS等展現在終端設備上。
3振動檢測
目前農業機械設備中最常見的一種處理技術為振動檢測診斷技術,其被應用在機械設備的故障類型、故障位置、故障原理的檢測工作中,振動檢測技術結合原本設備的固定振動方式和整體狀態綜合判定設備是否處于正常狀態下,進一步確定故障是否存在。利用機械信號的收取、放大、對于振動的峰值進行顯示。振動的信號是設備整個運行狀態的一種體現,其中含有豐富的故障信息,振動特點是運行狀態是否良好的標志。振動診斷技術的發展經歷較長時間,如今理論已經相對完善,綜合的診斷結果相對準確。不足之處在于其關系到信號處理知識、振動測試知識、信息傳感知識,對于工作人員的專業需求比較高。農業機械設備出現故障的狀況下,利用振動檢測方式關鍵對于葉片、曲軸、齒輪、軸承等轉動部件進行檢測,不同的部件在運行過程中會互相咬合,咬合后產生不同程度的振動,對于其振動的規律進行分析和掌握,進一步判定故障是否出現。振動檢測方式被廣泛的使用在初期的檢測診斷環節中,檢測過程依靠專業人員多年的工作經驗、眼力、聽力,對于設備的實際運行過程不會產生過多的干擾,檢測的方式簡單快捷。農業機械實際的運行過程中,專業的生產人員會對于設備的振動原因和具體的振動類型定期的進行記錄和總結分析,分析設備的振動幅度、振動速度、振動頻路等,結合特性參數綜合考慮,結合應用傳感器技術設備進行具體數據資源的收集和整理,借助現代化的模擬信號轉化器,將整理后的數據通過模擬變化成為數字的信號,最終將數字信號包含的信息轉移成為實驗的圖譜,顯示在操作終端上,專業的技術人員可以參考和分析。
4油分析
農業機械大部分應用在露天的自然環境下,幾乎每臺的專業機械設備作用與上百畝的土地,作業過程中受到陽光的暴曬,遭遇惡劣的陰雨風沙天氣。如果出現較嚴重的風沙,很多固體顆粒快速的聚集到農機內部的零部件中,長時間下去,農業機械內部的轉軸、齒輪、葉片等部位被顆粒影響,顆粒逐漸的進入到油中,對于的作用產生負面影響。對于機械設備中油集中的區域進行數據采集,通過實驗處理,分析最新的油液粘稠度,對于外在污染物的污染程度進行判斷,最終確定農業機械的磨損狀態,判定故障出現位置,對于很多的隱患進行處理。
5異響診斷
農業機械運行時不同部位會由于高速的咬合作用形成機械性振動,振動同時產生聲音,振動是產生聲音的原因,如果聲音的反饋是正常表明振動正常,機械正常運轉,反之說明機械存在故障,不同類型的聲音異常或噪聲都是一種故障的反饋。部分具有工作經驗的人員對于故障形成的聲音和正常運行的聲音可以進行準確的判定,對于出現異常聲音的部位或區域鏈接段進行檢測,準確的判定故障位置。通常狀況下,不嚴重的故障出現后,通過人工對于機械噪音進行檢測就能夠判定,借助主體的能動性,配合輔助收聲器、或是人工的聲音放大器等,對于不同部位的噪聲判別,分析機械的運轉狀況,確定最終的故障位置。工作人員借助頻譜分析方式對于機械故障部位進行準確的定位,頻譜分析是利用儀器,對于機械發生的聲級、聲頻率、進行收集,制動具體的頻譜圖,對于噪聲綜合分析。
6紅外測溫
利用紅外測溫的儀器對于農業機械內部零部件的發熱溫度及時的檢測,該技術包含于儀器診斷技術類型中,全稱為紅外測溫診斷技術,應用的技術原理利用熱量升溫,農業機械設備經過長時間的工作后,機械內部的零部件由于摩擦會產生熱量,造成溫度變化。對于檢測區域單位進行控制,溫度超出正常的區間范圍時候,測定數據資源會通過數據線傳送到計算機中,電腦對于反饋的數據綜合判定,分析溫度異常的原因,系統發出提示,方便采取解決措施,避免事故的出現,延長整個設備的使用期限。
7智能化診斷
隨著科學技術的發展進步,農業機械設備得到快速發展,對應的具體應用的范圍更加廣泛,同時農業機械故障的診斷面向更加綜合、智能化、融合化、科技化的方向進步。智能化的機械故障診斷技術含有遙感技術、仿生學技術、電子信息技術、神經網絡技術、數據庫系統技術、計算機網絡技術、人工智能技術等。很多的技術已經被投入到實際應用中,借助計算機技術、數據庫技術、神經網絡技術綜合建立的智能化專家體系,對于各種機械故障進行隨時的診斷,系統內部包含農業生產行業的專業理論以及各種資源信息,還包括不同類型的機械故障診斷和維修資源,管理人員日常工作中將發現的問題通過系統上傳,最終獲取專家的解決方式。診斷樹是一種流程圖,建立在測試集、判據集、故障樹結果上的一種創新。對于故障進行確定,應用故障傳遞理論、判據集確定理論,對于全局進行優化搜索。診斷樹分析方式是從整體到各個環節的一種細化分析處理手段,對于系統的薄弱環節優化處理,對于農業機械設備的故障進行準確的預測和診斷。農業機械設備的運行環節是一種逐漸變化的動態,動態變化的過程中,機械由完好逐步發展到出現問題發生故障,中間狀態時利用模糊理論判定。故障的不明顯模糊集合,利用隸屬度函數,根據對應的隸屬度來分析癥狀的整體傾向性。模糊診斷方式根據特征和模糊關系建立矩陣,對于不同故障的原因隸屬度,分析最終的傾向性,避免很多不可避免因素形成的負面作用。總而言之,結合國際的技術發展水平,應用科學的手段對于農業機械設備的運行進行準確的診斷和監測,深入的分析農業機械系統出現故障的原因,采取有效的解決方式,降低維修的成本,延長使用期限,切實提升農業機械設備的性能,保證農業生產的良好發展,為國家經濟發展做出貢獻。
參考文獻:
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關鍵詞:農業機械化;持續發展
中圖分類號:G718文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2013)11-0284-01
1.農業可持續發展中存在的幾個問題
1.1我國農業資源豐富,但人口眾多,人均占有率很低,糧食產量的提高沒有消除我國的糧食危機,糧食安全問題仍然存在。
1.2隨著我國工業化程度的不斷提高,農業環境問題嚴重,耕地面積逐年減少,這就帶來諸多的問題。
1.3淡水資源短缺,農業用水緊缺,在我國北方大部分地區都會出現缺水的問題,再加上農業淡水利用率低,就更加影響了我國的農業發展。
1.4農產品生產加工與安全問題也日益嚴重,我國農產品加工利用率不及發達國家的四分之一,農產品的安全也存在著較大漏洞,尤其在我國的廣大農村。
2.農業機械化對農業可持續發展所起的作用
2.1農業機械化是農業生態環境的防護必要技術之一。現代農業生態環境問題主要指農業生產中應用現代科技成果帶來的環境破壞、環境質量下降、對人的健康和可持續發展造成的危害問題。在我國, 當前主要是化肥、農藥、地膜的大量使用和焚燒秸稈造成污加劇的問題。長期不科學施用化肥、農藥, 引起化肥、農藥大量流失到空氣、土壤、水中。我國131 個主要湖泊, 已有67 個出現硝酸鹽污染; 全國受化肥、農藥污染的2 800 多公里河段魚蝦基本絕跡; 糧食、水果、蔬菜等受到污染, 每年都有多起殘留藥物中毒事件發生; 殘留在土地里的地膜造成"白色污染"; 每年6 億多噸的秸稈, 大量被丟棄在田間或焚燒, 成為農業環境的新污染源, 甚至影響涉及國計民生的消防、航空安全。農業環境污染對農業可持續發展造成巨大威脅。解決農業環境污染越來越受到重視, 一些遏制農業環境污染的技術應運而生, 農業機械就是其中之一。
2.1.1發展機械深施肥技術。我國農業施肥十分不合理,為了增加糧食產量大量施肥,導致化肥的極大浪費,這不僅造成了農業資料花消的增加,農民單位土地收入的減少,而且對我國的農業生態環境也造成了更大的傷害。實施機械深施肥技術,不僅可以減少農民對土地的投入,增加他們的收入,而且對農業生態環境也有好處,所以,在我國現階段大力發展深施肥技術是農業可持續發展的必然選擇。
2.1.2發展機械精密噴灑農藥技術。國外的植保機械已大量采用靜電噴霧、低量噴霧、控滴噴霧等技術, 藥液在植物葉片上的有效沉積高達90% 以上。我國已達到國際80 年代水平的低量噴霧、噴霧防滴漏技術、彌霧噴粉、熱煙霧機和常溫煙霧機等技術, 可較落后的手動植保機具降低農藥用量20% , 降低用水量50%。但目前國內大量使用的植保機械還比較落后, 農藥在作物葉片上的沉積率只有40%。因此, 今后應致力于開展對低毒高效農藥、精密噴灑技術和生物防治等方面的研究, 以減少農藥對生態環境的污染。所以說,發展機械精密噴施農藥技術不僅可以減少投入,還會減輕農藥殘留對人體的傷害,機械精密噴施農藥技術對農業生態環境,農產品的質量和安全都起到極其重要的作用。
2.1.3機械秸稈粉碎還田技術。秸稈還田能改善土壤理化性狀, 減少地表水徑流量和水分蒸發, 提高土壤養分, 抑制雜草滋長。有關專家研究證明, 秸稈還田一公頃耕地相當于增加255 公斤磷、255 公斤氮、285 公斤鉀, 一般增產效果在5%~ 12% 之間, 具有肥田和防治污染的雙重效果。秸稈還田一般用秸稈粉碎還田機或帶有切碎裝置的收獲機械直接還田。
2.1.4機械回收地膜技術。全國每年地膜用量500 多萬噸, 由于連年鋪膜回收不凈, 帶來了白色污染, 包括地上污染和土層內污染。有關研究機構正在開發以紙漿或淀粉為原料的可自然降解地膜和地膜清理回收機械。原國家計委和科委都把機械殘膜回收技術列為"九五"國家科技攻關項目, 新疆、黑龍江、內蒙古等地都在進行對比研究。從研究情況看, 在秋后地表殘茬多、地膜破損嚴重的地方, 收膜難度較大。
2.2農業機械化對抵御自然災害起到重要作用。我國是一個自然災害頻繁的國家,每年都會有很多地區發生不同程度的旱澇病蟲害等自然災害。2006年,我國東南部沿海地區發生了罕見的自然災害,西南四川、重慶地區發生了五十年不遇的旱災。在這些自然災害中,農業機械都起到了很大的作用,無論是沿海地區的農民轉移還是四川、重慶地區的飲用水的運輸都離不開農業機械的幫助。再有就是,我國積極發展的農田水利建設中,農業灌溉機械,農業運輸機械等在其中也發揮了很大作用,可以說農業機械在抵御農業自然災害上發揮了不可替代的作用。
關鍵詞:農業機械;能耗分析;節能減排
中圖分類號:F064 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)17-0098-02
在生產生活中,機械化水平越高就意味著能耗越高、污染程度越高。在實現農業大規模生產和作業的時候,也會隨之產生一些問題,例如機械的耗能過高,農民難以支付,或者是農業機械化過程中對原有的生態破壞較大,對土地造成一定的污染,破壞了原有的作物生長環境。在進行農業機械化進程中需要不斷探究如何實現能耗低的機械化生產,同時盡量減小對原來的生態環境和地表土壤造成的破壞。
1 農業機械化進程及面臨的主要問題
農業機械化是指農業的發展不單單只是人力勞動來獲得收入,而是加大機械的投入力度,擴大機械化的生產規模,打破原有的小農經濟的生產模式,通過機械化的生產提高農作物單位面積的產量。
但是在進行農業機械化的進程中也面臨著一系列的問題,例如大部分的農業能耗都很高,在資金投入上面臨很大的壓力,還有就是農業機械化比原有的手工勞動破壞力度大、浪費多。在進行機械化進程中也有很多的機械生產改變了原有的生態系統,對當地環境造成破壞,甚至很多大型機械改變了原有的地表結構,降低了很多土地的糧食產出率。
2 農業機械的能耗分析
2.1 農業機械能耗分析
在全國范圍內,農業機械所使用的機械占到全國整體柴油使用量的35%左右。根據以前的調查,2010年的農機動力配備達到4.13kW/hm2,而西方的一些發達國家僅僅是
1kW/hm2左右,這樣就明顯增大了我國農業機械的能耗度。大體上就是農業的動力配備存在不足,并且機械的利用率不高,機械生產過程中耗柴油量多,面臨很大的問題。
2.2 導致我國農業機械能耗高的因素
我國的農業機械大部分是小型的,這必然會導致耕種相同面積內使用的農業能耗要高,而且污染更重。并且我國的農業機械大部分是使用柴油機,這樣導致很大的耗油量。還有就是我國的農業生產并不沒有形成大規模化、集約化生產,很多的機械都是小型,在進行農業機械化生產時需要不斷地換工作場地,這樣會導致農業機械的利用效率低,浪費時間,同時產生很大能耗。
2.3 能耗高的弊端
農業機械的能耗高會導致很多的農民難以支付農業機械的日常使用和維護,使農民喪失了機械化進程的信心,很難以接受更加先進的機械使用到新的農業生產當中去。機械化水平的提高雖帶來農作物的好收成,但卻導致大量資金的投入,很多的農民難以從農業生產中獲得收益,只能放棄從事農業,大批流向城市,進城打工,給整個社會也埋下了很多的隱患,制造出了很多不穩定因素。
3 如何在農業機械化進程中實現節能減排
3.1 提高農民素質
農民才是整個農業生產中的主體,只有他們掌握了節能減排的技術才可以真正幫助整個農業機械化進程的節能減排。對此,相關工作人員需要定期在農村進行節能減排的宣傳活動,并且鼓勵農民爭先創優,爭做“節能減排”排頭兵,帶動整個節能減排事業的發展。
3.2 集約化生產
現如今農業發展面臨高能耗的現狀,很大一部分原因是因為我們農業生產的分散性,很多家庭都是各自分別生產,使用小型機械,這樣造成了很大的浪費。對此,應該鼓勵集約化生產,建立生產合作社,由相關技術負責人承包,集中使用大型機械進行大規模的生產,保證農業的按時耕種。集約合作化生產還需要有先進的機械化水平和高科技素質的農民,對此需要加大資金和技術上的支持。這樣不僅僅提高了農業產品的產出量,同時也在很大程度上降低了農業機械的能耗。
3.3 大力推廣農業機械節能技術
在進行機械化的進程中,減少農業機械的耗能才能夠真正幫助農民脫貧致富。因此負責農業機械化的相關部門和工作人員需要高度重視農業機械節能技術的推廣。首先需要研發出一些節能型的先進機械,根據當地的實際需要進行分門別類使用,在研發之后把節能技術推廣到田間地頭,幫助農民更好更節能地使用新型農業機械。例如滴水排灌、節肥、低耗油技術的研發與推廣,農作物免耕種等等節能的技術都有利于整個農業節能減排技術的推進。
3.4 改善農業機械設備
以前我國的農機動力配備達到4.13kW/hm2,而西方的一些發達國家僅僅是1kW/hm2左右,這很大程度上導致了農業機械的高能耗。對此,應該在進行農村機械化進程中淘汰一些過舊的、能耗高的機械,改善一些燃油系統,使農機動力配備降低。同時,需要積極招商引資,擴大資金投入,引進節能減排水平更高的機械投入到農業化生產當中去。
3.5 秸稈還田
在進行大規模機械化生產之后,很多的土地失去了原有的養分,并且機械化操作導致很多的糧食秸稈沒有得到循環利用,造成很大的浪費。對此,應該在進行機械化生產之后大力推廣秸稈還田的機械化技術,并且加大宣傳力度使農民投入到這一項生產當中去。秸稈還田不僅僅可以有效節約,還可以保護土壤的肥料,提高土地的再利用率,為整個的農業生產形成一個良性循環系統。
4 結語
我國是農業大國,農業機械化的進程也不斷加快。但是事物的發展都是對立統一的,在機械化水平提高、糧食產量上升的過程中也產生了一系列的問題,機械化的水平并沒有達到一定的程度,大部分農業機械都是高能耗的,帶來很大的資源浪費,另外就是農業機械化給當地的土地質量甚至周圍的環境造成了很大的破壞。對此,我們在大力推進機械化進程的同時需要進行系統地分析當前農業機械的能耗現狀以及農業機械產生的主要環境問題,具體問題具體分析,加大農業機械節能減排的研究力度。
參考文獻
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