国家农机装备创新中心王云飞：数字化技术赋能农机行业高质量研发丨IFA 2020
来源丨国家农机装备创新中心总经理王云飞IFA 2020演讲实录
编辑丨廖芬
国家农机装备创新中心是全国正式批复建设的第12家国家制造业创新中心，也是河南省首个国家制造业创新中心。目前中心集聚了多个科研院所和高校的研发力量，在农机装备核心元器件、核心零部件、农业机器人、智慧农业装备、农机大数据平台等方向取得了阶段性成果。
近日，在2020国际未来农业食品百强·白马峰会（IFA 2020）上，国家农机装备创新中心总经理王云飞以“数字化技术赋能农机行业高质量研发”为主题发表了演讲，以下为演讲实录：
农机装备的发展趋势与挑战
首先感谢主办方给我这个机会，我是来自国家农机装备创新中心的王云飞。今天的分享包括三个方面内容，分别是农机装备发展现状及趋势、创新中心简介以及应用高端农机助力农业发展。
2018年，我国农作物耕种收综合机械化率超过68%，2019年达到69%，预计2020年将达到70%。我国是世界农机生产和使用大国，产业体系基本形成，产品结构持续优化。产业总体规模占全球30%左右，年国际贸易量占全球20%左右。2019年，规模以上企业营收超过2464亿元，中国农作物综合机械化率达69%。农业机械化一直受到国家重视，《中国制造》明确把农机作为重要发展方向，同时我国农机工业主要指标总量已位于世界前列。
农机的发展趋势，主要向多功能、大型化、信息化、智能化、环保化、高可靠等方向靠拢。在信息化、智能化等高科技层面我们与国外尚存差距，国外农业数字化设计与柔性化制造等组合技术广泛应用，应该说新技术在农机上的应用会越来越快。就农业整体的发展趋势来看，传统的农业装备正在不断地向智能化和数字化转变，从小农经济到规模农业再到数字农业不断地迭代。
对于农机系统来说，价值链不断演变，国内外领先企业战略发展方向基本都遵循这个过程：物理产品——智能互联产品——产品系统——集成化产品系统——农业管理体系，我们现在正在将农机装备与更多的传感器和物联网结合起来。随着信息化技术和网络技术的发展，满足农机装备数字化、智能化的发展趋势，急需通过数字化技术的应用，提升装备的可靠性，加快农机装备的迭代与优化。同时精准农业的发展对农机装备的数字化应用提出新的要求。
因此，农机装备研发面临着诸多挑战：第一是工况复杂，农机装备在设计时，通常需要考虑离散物料如粮食、种子和土壤的工况会影响机械的性能和耐用性，典型问题包含：收割机械中植物须、刀具磨损、种子分布不均及效率低等。第二个是难以预测，预测物料轨迹及其对机械的影响对于实现机械的高效性能至关重要，离散物料的复杂性和多样性使得农机的预测分析变得具有挑战性。第三个是测试周期长，通过物理测试来辅助新设备设计，成本高、耗时费力，且比较局限，特别是对农作物进行季节性测试的时候，不利的天气条件会严重拖迟新产品上市时间，造成不良影响。
解决我国农机发展的“卡脖子”问题
接下来介绍一下国家农机装备创新中心的情况。国家农机装备创新中心是在工业和信息化部指导下，在河南省人民政府、中国机械工业集团有限公司、中国科学院、清华大学等单位联合支持下，由中国一拖集团有限公司、中联重机有限公司、中国农业机械化科学研究院、江苏悦达智能农业装备有限公司、清华高端院洛阳基地、洛阳中科信息产业研究院等10多家单位联合出资组建的面向农机领域的创新平台，是我国农机行业首个国家级制造业创新中心。
国家农机装备创新中心围绕农机装备领域的重大需求，构建新一代农机装备开放标准架构，开展具有信息获取、智能决策和精准作业能力的高端农机产品及其制造技术的研究与产业孵化、解决关键材料、核心制造工艺与薄弱环节农机装备供给问题，打造农机领域原创科技的策源中心、行业技术进步的促进中心、并最终建设成为国际一流的农机装备创新平台。我们的主要任务是攻核心、补短板、强智能、建体系、延服务，重点解决制约我国农机发展整机装备水平提升的“卡脖子”问题。
农机装备数字化设计体系构建“技术研发/仿真——试验验证——应用服务”的一体化架构，构建产业协同闭环流通链，积累农机环境适用性和寿命可靠性基础数据库，缩短产品研制的生命周期。在总体布局里，主要围绕农业装备与新技术这两个纬度，第二个纬度围绕着智能化、网联化、信息化和新能源化构建研发路线。
在研发过程中，我们在关键共性技术的基础上，通过实现数字化设计及模拟仿真技术、材料研发与应用等先进技术工艺，提高农机的制造寿命。此外，无极变速器、农机导航与智能化控制作业系统、农机装备专用传感器应用等核心零部件的研发也在很大程度上补齐了国内企业在农机研发方面的重大短板。
国家农机装备中心的发展也得到了国家创新科技的支持与肯定，获批国家制造业创新中心，入选“新一代人工智能产业创新重点任务入围揭榜单位”、“2019年制造业双创平台”、“人工智能与实体经济深度融合”等国家级平台示范。
数字化技术在农机行业的应用现状
最后，我想谈一谈数字化技术在农机行业的应用现状。应该说建国六十年我们走的是农业机械化的道路，现在农作物耕种收综合机械化率超过69%，可以说农业机械化到农业智能化，引导精准农业技术应用，将带来巨大的商业价值并可能导致农业价值链的更替。农业实践变得更依赖数据和数据驱动，传感器和数据分析公司将发展壮大，占据整体价值链的一大部分。农机制造商逐步将产品设计为集群式的精准、轻型农业机器人，并成为可移动的、自主的数据获取平台。
在土壤、动植物、环境、机器等全生命周期、全链条智能感知及全要素数据挖掘应用方面不断研发出传感器及系统，支撑耕地整备、高效栽植、精量播施、智能收获等智能农业装备实现产业化。在昨天的会议和今天的会议中都提到农机装备控制智能化、操作自动化和作业精细化，在农机大数据管理与分析方面，我们实现了超过6万台农机装备实现在线数据实时采集，我们正在进行农机信息和农业信息的融合。智慧农业数据平台，可以提供农资管理、作业管理、气象监测、精准施肥、虫情监测、产量预估等服务；现代农业监管平台，能实现地块、农资、农机、作业质量等农业生产全要素的信息化管控。我们运用数据平台和农机平台，有效地提高农机的利用率。
同时我们现在也在推进更多传感器的研发，将数据平台和农业的信息紧密结合，我们与贵州航天智慧农业有限公司合作，传感器和智能装备在贵阳、遵义等农业项目中形成批量销售。现在我们大概开发了有30多种农业传感器，10余种执行设备，涵盖气象、虫情、墒情、作物养分含量、农药残留、水肥一体化、精准灌溉等装备，为农业生产提供检测和控制装备及溯源系统。
同时我们现在也在耕作平台，将农机物联、设施农业集中到一起，验证我们的无人农机、物联网、智慧农业的推广应用情况。当下我们正在构建一站式植物工厂，欢迎大家有机会到洛阳参观指导。谢谢大家！
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