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寻找农机展上的“智能农机”元素

发布日期:2019-11-21   来源:中国农机化信息网信息中心   作者:党东民
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在讲故事之前,让笔者把时间拉回到2017年5月。在举世瞩目的中国乌镇围棋峰会上,柯洁与AlphaGo(阿尔法狗)人机大战三个回合,这位人类目前排名第一的棋手虽拼尽全力最终仍以0:3告负。面对无懈可击的AlphaGo,相信全世界的观众都看到了柯洁赛后落泪的场面。“上一次它很接近人,这一次越来越接近围棋上帝了。”柯洁感叹。

不可否认,人类社会正在从数字化、网络化加速迈入智能化时代。新一代人工智能整体推进,从智慧交通、智慧医疗、智慧金融……再到智慧农业,带来更智慧化的生活和生产体验。今天,当我们享受智能社会释放的红利时,你可知道在无数“AlphaGo”的背后,其实是智能装备提供的技术支撑。

资料图

适逢2019中国国际农业机械展览会在青岛召开,请读者随笔者的文字去寻找“智能农机”的影子,探寻我国智能农机的发展之路。

研发和生产

为了叙述方便,笔者把农机暂且分为传统功能性农机和智能农机两大类。两者的不同在于,智能农机以电液控制技术为基础,集成了计算机技术和人工智能等高新技术;一个基本共识是,相对于传统农机,智能农机代表着农机制造的发展方向。实际上,当下许多农机企业正在竞相抢占智能农机这块“制造高地”。

当然,智能农机也不是让人无所适从,智能化越高,人的作用就越有限,其高级阶段就是所谓的“无人值守”。智能农机有两个类别:一是智能化农业动力机械,包括农用拖拉机、大型自走式农业机械(如联合收获机械植保机械),在行走、操控、人机工程等方面智能化;二是智能化作业机械,包括整地机械、播种机、施肥机排灌机械田间管理机械等,突出在作业方面的智能化。

雷沃阿波斯是国内企业开发智能化动力机械的代表。当走进阿波斯展台,似乎还是那些熟悉的面孔:阿波斯系、欧豹系拖拉机,谷神系收割机,雷沃系植保机械等,但产品其实已脱胎换骨,其中,阿波斯1404—1L拖拉机应是雷沃家族产品智能化升级的缩影。在智能化方面,采用新一代共轨发动机,搭载自动导航驾驶系统、全球卫星定位和行走作业传感器,实现了GPS自动导航、液压自动转向、作业机具自动升降、油门开度自动调节和紧急遥控熄火等自动化功能;在作业方面,实现了自动控制精量播种、精准施肥和精密起垄等作业,直线导航精度小于1.25cm,自动对行精度小于2.5cm。与传统功能性农机不同的是,驾驶室由普通仪表盘改为人机交互的终端,通过屏幕即可调用不同部位的运行信息。

据介绍,雷沃阿波斯全系如今均可提供“智能版”产品,从耕整、播种、植保到收获,实现了各个作业环节智能无人作业全程覆盖。尤为重要的是,随着智能化进程的加快,众多创新成果应用于产品研发,加快了产品升级换代步伐。例如,采用了单纵轴流脱粒分离技术的谷神GM80籽粒机,可全区域、全时段、全作物收获;谷神CB04玉米机、谷神GE80S—H小麦机、谷神RG50S水稻机PLUS、谷神RG60水稻机等收获类产品,对轴承、割台、剥皮机、切碎器等核心零部件优化升级,其共同特点是,喂入快、收割快、运粮快、清选干净、卸粮快,产品品质和各项性能指标得到全方位提升。

中联重科中联重科
买产品
应是在智能化作业机械方面持续发力的典型代表。据中联重科重机公司副总裁潘振洋介绍,早在2018年,中联重科就携手全球知名人工智能公司Landing.AI开启了转型升级战略。本次展会上,中联重科一口气发布了8款人工智能产品,包括:TE90、PL70收割机,3WP—600HA植保机,PL2304、PG2004、PS1604、AC90大型甘蔗机以及PH1204动力换挡/换向拖拉机等。笔者有幸聆听了中联重科重机公司高端农机研究所所长王保国王保国的介绍。

TE90、PL70智能小麦机整机搭载了AI处理器、控制器、传感器等智能元器件,通过在割台、脱离、粮仓等部位的摄像头,可在作业中实时采集作物倒伏、密度、潮湿度等信息,由机器实时做出自动调整作业速度、割台升降幅度、脱粒滚筒转速等操作,遇故障发出警报,实现了从智能识别、智能判断到智能调整的全流程智能化。

3WP—600HA无人智能植保机,拥有国内首创前置喷药、撒肥一体式垂直升降架;搭载变量喷洒系统,通过喷杆上的视觉摄像头,实时感知杂草和病虫害等信息,由处理器计算最佳喷药方案,自动控制电控喷头精准施药,减少了农药浪费和环境污染;如选装自动驾驶系统,可实现基于路径规划的导航和无人驾驶植保作业。

最具有现实意义的产品是,智能烘干机械或者叫智能烘干工程。由于粮食烘干中的粉尘排放非常严重,国家对烘干企业空气洁净度和噪声标准有严格要求。由中联重科智能烘干机械打造的智能烘干工程,集成了自动控制技术、软件技术、通信技术、数据库技术、专家系统等技术手段,能有效控制烘干设备运行产生的粉尘排放和噪声污染,确保达到国家环保标准。

纵观本次展会,笔者看到的是,智能农机发展远比想象的要快,尤其在当前农机工业世纪大转型中,不论企业大小,智能化已经变成一种自觉行动。蒙力农牧业机械有限公司是近年来涌现出来的打捆机新锐,据白俊河总经理介绍,蒙力机械用了三年时间全部淘汰了传统圆捆机,配套链条、轴承等基础件与国际等效,对捡拾器、喂入系统、成型室、卸草装置重新优化设计,增加了防堵塞装置,下定决心打了一场产品升级战役,因为不升级没有出路。

据了解,蒙力机械全系四种规格打捆机都已过渡为“智能版”,机手只要通过显示屏,即可监视或控制上草卸草两个单元的工作流程,如果标配或选配物联网装置,就可在线监测打捆机作业参数,远程控制停机开机,实现真正意义上的“无人值守”。白俊河说,“智能版”打捆机具有高效率、高智能、高密度和高性价比优势。尤其在大地块作业,传统打捆机更是不可比拟。白俊河说,2019年“智能版”打捆机产销量占比达90%,现在只有少部分用户还需要传统产品。

最后,说到智能农机的研发和生产,无论如何也绕不开“农业机器人”这个话题。农机行业专家高元恩曾经说过,农业机械最终将被机器人替代,中国工程院院士赵春江也有过类似表述。由此可见农业机器人所占的重要地位。

广义说,农业机器人是一种特殊的“智能农机”。在这个意义上,农用无人机、无人驾驶拖拉机、智能养殖饲喂设备、智能温室等无人值守的智能农机,都可以看作是农业机械器人一种特殊形式,但这显然不是农业机器人研发的终极目标。其实,农业机器人应是智能农机的高级形态。由于农业生产的复杂性和特殊性,在许多领域即便是智能农机也可能无法企及。如,施肥机器人,会依据不同土壤肥情适量施肥;葡萄园机器人,可以完成修剪藤蔓、剪除嫩芽、监控土壤指标和藤蔓健康状况等工作,取代种植园工人;育苗机器人,由机器人自主感应秧盘生长状况,并按照设定地点等参数把秧苗移动到目的地;挤奶机器人,替代人工完成挤奶工作并检测奶质;牧羊机器人,能代替传统的牧羊人。

早在几千年前,不论是诸葛亮的木流马,还是犹太传说中的泥土巨人,或是希腊神话中的青铜巨人泰洛斯(Taloas),人类就渴望制造一种像人一样的机器,将人类从繁重的劳动中解脱出来。到了现代社会,以美国和日本为代表的机器人强国,在国际上处于技术领先地位,其基础雄厚、技术先进、适应性强,已经推出带有视觉、力觉的第二代机器人,从工业拓广到农、林、牧、渔,甚至在寻常百姓家,机器人的种类之多、应用之广、影响之深,都让我们始料未及。

我国机器人研发从80年代起步,农业机器人起步更晚晚,底子薄、投资规模小、发展速度缓慢,尤其是与欧美日发达国家相比,在可靠性、精确度和工作效率等方面差距很大。据报道,中国农大研制出蔬菜嫁接机器人,南京农业大学、上海交通大学、西北农林科技大学、陕西科技大学等高校成功研制出采摘机器人,可用于草莓、黄瓜、茄子、番茄等水果蔬菜的采收,也可用于果园打药除草。总体上看,这些成果还处于实验室,未见实用化农业机器人的案例,某种程度是一种模仿人工的简易机构。

笔者以为,智能农机包括农业机器人可以简单理解为“智能+农机”,即在传统农机上植入智能系统,但需要进行传动方式和可靠性的提升。在本次展会智慧专区,有北京奥腾岩石等近30家IT企业为农机企业提供智能化解决方案,足见目前智能农机研发方兴未艾。实际上,在所谓“农机制造大国”的背后,俨然是高端农机有效供给不足之痛,中国农机工业的智能化之路,正是一次实现向农机制造强国跨越的历史机遇。正是因为有这一共识,笔者欣喜地发现,有一批农机企业在智能农机研发和生产方面可谓不遗余力,除以上提及的外,中国一拖五征集团悦达集团、中科股份等一批企业也卓有成就。

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文章关键词: 农机展 智能农机
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