趙春江簡(jiǎn)介：

　　趙春江國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任。研究員，農(nóng)業(yè)信息工程技術(shù)專家。主要從事精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與智能系統(tǒng)研究。國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任，國(guó)家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心首席專家。先后獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、全國(guó)專業(yè)杰出專業(yè)技術(shù)人才、中華農(nóng)業(yè)英才獎(jiǎng)等榮譽(yù)稱號(hào)，2003年獲聯(lián)合國(guó)世界信息峰會(huì)大獎(jiǎng)（e-Science，WSA）。

　　　2016年11月26日，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)農(nóng)機(jī)化分會(huì)與農(nóng)機(jī)360網(wǎng)共同在海南博鰲舉辦主題為“提質(zhì)?增效?補(bǔ)短板?數(shù)字化”的2016中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化論壇。國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江應(yīng)邀出席活動(dòng)并作《“十三五”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向》的主題演講。
　　一、數(shù)字化、信息化、智能化：世界農(nóng)機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)
　　趙春江主任說道，從20世紀(jì)70年代開始，國(guó)外先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備已開始融合現(xiàn)代微電子技術(shù)、儀器與控制技術(shù)、信息通訊技術(shù)，向數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化和智能化方向快速發(fā)展。
　　在發(fā)展的歷史過程中，1900年主要還是機(jī)械動(dòng)力為主，到1940年演變成為以液壓動(dòng)力為主，1970年電子控制及電子控制單元開始，到現(xiàn)在導(dǎo)航已經(jīng)變得比較普遍了，目前正在向自主的無人系統(tǒng)方向發(fā)展。
　　演講現(xiàn)場(chǎng)，趙春江展示了一張美國(guó)某專家介紹美國(guó)農(nóng)機(jī)發(fā)展的一些典型性的歷史變化和特征的幻燈片。據(jù)幻燈片展示，美國(guó)農(nóng)剛開始還是簡(jiǎn)單的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，以后逐漸融入了電子技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)之后，就變成了一個(gè)信息化的產(chǎn)品，即信息化的農(nóng)機(jī)，或者是數(shù)字化農(nóng)機(jī)。再后來隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，一個(gè)機(jī)器往往不能很好地作業(yè)了，因?yàn)橄裨诿绹?guó)這種以機(jī)械化為主要特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，機(jī)器之間相互互聯(lián)變成了可聯(lián)網(wǎng)化的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，農(nóng)機(jī)之間可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同。
　　據(jù)介紹，從2000年以后，農(nóng)機(jī)生產(chǎn)廠家不再單獨(dú)關(guān)注農(nóng)機(jī)自身的問題，而是關(guān)心整個(gè)與農(nóng)機(jī)作業(yè)、生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)問題。他們認(rèn)為未來農(nóng)業(yè)和工業(yè)一樣，將逐漸走向機(jī)器人化和相互協(xié)同的農(nóng)機(jī)作業(yè)大系統(tǒng)。從美國(guó)農(nóng)機(jī)歷史的演變過程，可以發(fā)現(xiàn)信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的特征。
　　縱觀世界，從機(jī)械化、數(shù)字化、自動(dòng)化到智能化，這是一個(gè)客觀發(fā)展的歷史軌跡，目前全世界特別是發(fā)達(dá)國(guó)家逐步走上該發(fā)展軌道。如果從客觀的實(shí)施情況分析，中國(guó)目前剛剛開始起步。
　　國(guó)際農(nóng)機(jī)化從機(jī)器設(shè)計(jì)，到自動(dòng)化制造，再到智能化、數(shù)字化機(jī)器，形成了完整的作業(yè)系統(tǒng)，有很多成熟的技術(shù)產(chǎn)品，已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中大面積應(yīng)用和發(fā)展。
　　趙春江展示的另外一張幻燈片，形象說明了農(nóng)機(jī)從機(jī)械化、數(shù)字化、自動(dòng)化到智能化的發(fā)展軌跡。他說道，作為拖拉機(jī)，過去主要是鐵制的特征，現(xiàn)在拖拉機(jī)的部件之間，機(jī)電傳動(dòng)、機(jī)電一體化、電控技術(shù)以及相配套、輔助的信息技術(shù)產(chǎn)品都能與機(jī)器進(jìn)行緊密連接，使機(jī)器變得數(shù)字化和智能化。特別是農(nóng)機(jī)，前一段時(shí)間，趙春江主任的一個(gè)朋友在美國(guó)三家農(nóng)機(jī)公司都從事過農(nóng)機(jī)相關(guān)工作，他建議趙主任，今后還要關(guān)注一下農(nóng)機(jī)的總線技術(shù)，如果總線技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用，對(duì)于后來把農(nóng)機(jī)推向智能化、可控化具有非常重要的意義和作用。
　　另外為了使機(jī)器變得智能化，作業(yè)更好，用戶操作更方便、簡(jiǎn)單，趙春江主任提出國(guó)際上一個(gè)重要的趨勢(shì)即人機(jī)界面交互，這種以電子信息為特征的操作界面，使操作人員從事農(nóng)機(jī)作業(yè)和生產(chǎn)變成了一件很輕松的事情。目前，該種嵌入式電子技術(shù)產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)機(jī)上的應(yīng)用非常普遍。
　　目前國(guó)際上還發(fā)展出前面帶有感知設(shè)備、自動(dòng)判斷作物養(yǎng)分狀況的施肥機(jī)械。車載式傳感器可以實(shí)現(xiàn)在作業(yè)過程中實(shí)時(shí)感知前面的信息，由田間計(jì)算機(jī)做出相關(guān)的決策和判斷分析。趙春江表示，目前我國(guó)的田間計(jì)算機(jī)還不成熟，主要應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)在農(nóng)田中作業(yè)，由于振動(dòng)和灰塵，產(chǎn)品使用性不強(qiáng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工業(yè)級(jí)封裝，國(guó)內(nèi)外差距較大。
　　信息化、數(shù)字化大大提升了農(nóng)機(jī)播種質(zhì)量。孟山都收購(gòu)了荷蘭的公司之后，構(gòu)建了智能化的精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)，因美國(guó)的播種是圓形的，越外圍，面積越大，如果按同樣的播種下種量，播種密度就不一樣。通過控制，越外圍，下種速度越快，到最后，越往里下種速度越慢，因?yàn)槊娣e小，整個(gè)播種作業(yè)質(zhì)量非常好。
　　通過展示對(duì)比圖可以得出國(guó)外播種即可可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)籽一棵苗，但國(guó)內(nèi)還要間苗，不僅浪費(fèi)種子還浪費(fèi)土壤養(yǎng)分。趙春江認(rèn)為，目前我國(guó)能不能做到這一步，情況還比較復(fù)雜，要融合農(nóng)機(jī)跟農(nóng)藝，尤其是要在農(nóng)藝方面下一部分功夫。從機(jī)械控制角度實(shí)現(xiàn)單粒播種實(shí)際上并不是很難，但是我國(guó)目前還存在很多問題，比如說種子，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)比較低，達(dá)到85%就可以，但國(guó)外要達(dá)到95%，這樣差距就顯示出來了。
　　另外在耕整地這一塊，國(guó)外也做得比較好。我國(guó)北方一年兩熟制和南方一年三熟制，這些地區(qū)復(fù)種指數(shù)較大，由于沒有時(shí)間很好地整地，種床就不是特別好。所以綜合考慮，中國(guó)也不一定完全照搬國(guó)外的情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)我國(guó)的精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)。
趙春江說道，目前國(guó)內(nèi)外知名農(nóng)機(jī)企業(yè)如約翰迪爾、克拉斯等都有自己的農(nóng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)，約翰迪爾甚至還有自己的衛(wèi)星?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多用戶購(gòu)買了國(guó)外的導(dǎo)航產(chǎn)品，剛開始還很便宜，但到后期卻要收取一定的運(yùn)維費(fèi)用。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，機(jī)器從開始作業(yè)，到測(cè)土配方，將決策動(dòng)態(tài)地傳輸給機(jī)器，這其中進(jìn)行的通訊并不是在某一個(gè)地塊，而是在幾百甚至上千公頃的范圍內(nèi)進(jìn)行通訊，所以美國(guó)這些大農(nóng)機(jī)公司，除了農(nóng)機(jī)產(chǎn)品自身的信息化以外，還投資不菲建設(shè)自身的農(nóng)機(jī)基礎(chǔ)信息化。
　　二、從研究應(yīng)用實(shí)踐，看農(nóng)機(jī)信息化對(duì)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的作用
　　趙春江主任表示，最近幾年他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做了幾件事，一個(gè)是關(guān)于農(nóng)田的激光平地。因?yàn)橼w主任本身是學(xué)農(nóng)學(xué)的，農(nóng)業(yè)上全苗狀是決定農(nóng)業(yè)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，目前我國(guó)在激光平地上，技術(shù)研究和產(chǎn)品有不少，但目前還沒有普遍意義上能夠推廣和應(yīng)用的。激光平地和非激光平地在灌溉時(shí)間和灌溉成本上的確非常明顯，成效顯著。
　　第二，圍繞農(nóng)機(jī)作業(yè)的監(jiān)控，他們還做了一項(xiàng)工作，這項(xiàng)工作主要解決政府部門對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)補(bǔ)貼的預(yù)計(jì)問題。同時(shí)，他們還研發(fā)了一個(gè)系統(tǒng)，針對(duì)實(shí)踐中檢核查員往往在田間地頭，不能對(duì)所有的作業(yè)面積進(jìn)行核實(shí)和核查。而實(shí)際上，農(nóng)機(jī)手卻非常聰明的，他們轉(zhuǎn)著麻花地作業(yè)，使得作業(yè)補(bǔ)貼有一部分用于這種不規(guī)范的作業(yè)，白花冤枉錢。有了該項(xiàng)技術(shù)之后，可以對(duì)機(jī)器在任何一個(gè)時(shí)間、空間的作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)面積、作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
趙春江介紹道，他們實(shí)施了兩年，2015年主要是在安徽和山東等在內(nèi)的13個(gè)省市安裝了6千臺(tái)。2016年在全國(guó)16個(gè)省市安裝了7千臺(tái)，加在一起是1.3萬(wàn)臺(tái)。這1.3萬(wàn)臺(tái)，把數(shù)據(jù)匯集之后，一個(gè)是給農(nóng)業(yè)部提供數(shù)據(jù)分析，同時(shí)還為省級(jí)農(nóng)機(jī)部門提供農(nóng)機(jī)深松作業(yè)的總體考慮和布局安排，供他們督導(dǎo)使用。兩年加在一起總共做了2000萬(wàn)畝，總作業(yè)時(shí)間達(dá)到22萬(wàn)天，80萬(wàn)小時(shí)，作業(yè)里程達(dá)到527萬(wàn)公里。特別是作業(yè)地塊數(shù)2千多萬(wàn)畝，不是自然地塊而是農(nóng)機(jī)作業(yè)劃定的地塊，通過該數(shù)據(jù)，可以看出目前我國(guó)的地塊還是比較小，單個(gè)地塊面積過于小，影響了農(nóng)機(jī)的作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效益。
2016年，他們累計(jì)獲得的總數(shù)據(jù)記錄達(dá)到90億條，750萬(wàn)張照片和9000G數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)還沒有進(jìn)行詳細(xì)分析，但初步達(dá)成了一些分析結(jié)果：第一，關(guān)于農(nóng)機(jī)動(dòng)力機(jī)械馬力和深松機(jī)械的匹配問題；第二，關(guān)于所有農(nóng)機(jī)具在作業(yè)期間使用的效率問題；第三，油耗問題，這些數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)機(jī)企業(yè)也是非常有用的。
　　另外精量播種的監(jiān)控問題，也是利用信息化的技術(shù)確保種子會(huì)不會(huì)造成缺門斷檔的現(xiàn)象。農(nóng)機(jī)導(dǎo)航目前在東北地區(qū)基本上被美國(guó)的企業(yè)占領(lǐng)了大部分市場(chǎng)，甚至有國(guó)外大型企業(yè)利用在中國(guó)實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的事情，大量獲取我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)敏感信息，因此盡快發(fā)展我國(guó)自主的導(dǎo)航技術(shù)、導(dǎo)航系統(tǒng)，非常有必要。
　　經(jīng)過這幾年的研究，趙春江認(rèn)為只要我國(guó)的研發(fā)人員認(rèn)真去做，就能做出東西來，而且在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中很受歡迎。由于國(guó)產(chǎn)化，所以價(jià)格比較便宜，這些數(shù)據(jù)都掌握在中國(guó)人手里，對(duì)我國(guó)的土地安全也是一個(gè)很重要的保證。
　　我們也探索了該怎么利用信息技術(shù)精準(zhǔn)地應(yīng)用于施肥技術(shù)，測(cè)深施肥是農(nóng)學(xué)專家提出來的，通過把肥料投入到離秧苗很近的距離，地下的某一個(gè)深度，這樣可以提高10%的肥料利用率。該種技術(shù)的落實(shí)靠人肯定不行的，必須要靠智能化機(jī)器，所以我國(guó)要大力發(fā)展這種技術(shù)和產(chǎn)品。
　　另外像對(duì)靶施藥，技術(shù)原理很簡(jiǎn)單，如果把它應(yīng)用的話，就可以節(jié)省30%到40%的農(nóng)藥，如果再考慮數(shù)字大小來施藥，還可以進(jìn)一步節(jié)省農(nóng)藥。通過實(shí)踐研究，可以感覺到農(nóng)機(jī)的信息化、數(shù)字化、智能化對(duì)于提高未來農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的水平作用非常顯著。
　　三、思考和建議。
　　農(nóng)機(jī)信息化是利用現(xiàn)代信息技術(shù)，包括機(jī)械電子、自動(dòng)化、移動(dòng)互聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造、農(nóng)機(jī)裝備、農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)及農(nóng)機(jī)管理、服務(wù)等方面的滲透、應(yīng)用，以及在這個(gè)過程中衍生的理論、方法、技術(shù)、裝備熟化的過程。
　　農(nóng)機(jī)信息化的作用，即為提高產(chǎn)品價(jià)值，一般一個(gè)鐵疙瘩再加上智能控制，產(chǎn)品價(jià)值可提高30%到40%。農(nóng)機(jī)作業(yè)過程信息化，保證作業(yè)質(zhì)量和效率。農(nóng)機(jī)機(jī)組調(diào)度指揮信息化，保證協(xié)同工作。農(nóng)機(jī)產(chǎn)品銷售物流信息化，維護(hù)公司品牌、塑造公司形象。農(nóng)機(jī)配件倉(cāng)儲(chǔ)管理配送信息化，能夠第一時(shí)間滿足客戶的需求。農(nóng)機(jī)行業(yè)信息服務(wù)平臺(tái)，像農(nóng)機(jī)360網(wǎng)就屬于行業(yè)信息服務(wù)平臺(tái)，可以為農(nóng)機(jī)行業(yè)提供非常好的信息服務(wù)。
　　目前我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的問題還有很多，企業(yè)多、規(guī)模小，特別是中小型的低端產(chǎn)品比較多，自動(dòng)化程度比較低。其中一個(gè)很重要的問題就是，我國(guó)現(xiàn)在的農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼已經(jīng)達(dá)到235.7億元的規(guī)模，常規(guī)環(huán)節(jié)、常規(guī)品種基本處于飽和狀態(tài)，現(xiàn)在重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)向薄弱環(huán)節(jié)。
　　在常規(guī)環(huán)節(jié)中，基本的主機(jī)和機(jī)具都已經(jīng)到位，這些機(jī)器購(gòu)買了之后用到一定年限就要被淘汰。接下來，我們將迎來一個(gè)淘汰期，因此加快中高端農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)和加工，來滿足未來向精準(zhǔn)作業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化和信息化方向發(fā)展的要求非常有必要。
　　為此我提出這么幾個(gè)建議與思考：
　　第一，信息化促進(jìn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的戰(zhàn)略思維?，F(xiàn)代農(nóng)機(jī)化有六大環(huán)節(jié)，從耕整、種植、管理、收獲、儲(chǔ)運(yùn)、秸稈處理這六大環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝的融合，是否應(yīng)該把農(nóng)機(jī)和信息的融合也作為一個(gè)重點(diǎn)？過去很多農(nóng)機(jī)在大規(guī)模、大尺度、精細(xì)化方面考慮得比較多，家庭農(nóng)場(chǎng)小尺度該怎么考慮，這是一個(gè)很重要的問題。
　　第二，推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)品的智能化。對(duì)于智能化的裝備，趙春江有一個(gè)簡(jiǎn)單的定義，即綜合運(yùn)用機(jī)械電子、光學(xué)物理、傳感控制、信息通訊等現(xiàn)代信息技術(shù)，使機(jī)器能夠高效、簡(jiǎn)便、安全、可靠地完成作業(yè)任務(wù)。和傳統(tǒng)機(jī)器相比，它有更好的應(yīng)用性、可靠性和有效性，人與機(jī)器、機(jī)器與物之間的交互性，工作運(yùn)行表現(xiàn)為效率更高、跑得更快、作業(yè)效率更好。未來智能化農(nóng)機(jī)裝備也是我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備發(fā)展的重要方向。
　　圍繞主要農(nóng)田作業(yè)和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)全過程機(jī)械化的要求，積極發(fā)展中高端智能化農(nóng)機(jī)裝備，提高機(jī)電一體化技術(shù)水平，提高農(nóng)業(yè)裝備的附加值，升級(jí)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。
第三，農(nóng)機(jī)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造、精益管控物聯(lián)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用。目前我國(guó)很多農(nóng)機(jī)企業(yè)精益制造和智能制造的理念氛圍比較弱，將來做農(nóng)機(jī)的智能制造生產(chǎn)車間，要廣泛應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)，使生產(chǎn)效率大幅度提升。
第四，突破農(nóng)機(jī)裝備信息化、智能化關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)。國(guó)外已經(jīng)演進(jìn)出完整的農(nóng)業(yè)解決方案，大的農(nóng)機(jī)公司都有應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)的完整的解決方案，它不單考慮一件事情，而是考慮機(jī)器和人、機(jī)器和作物、機(jī)器和土壤之間的關(guān)系，做出智能化、信息化的系統(tǒng)。
　　五，建設(shè)農(nóng)機(jī)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。雖然我國(guó)的農(nóng)機(jī)動(dòng)力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國(guó)，但農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上美國(guó)，其中一部分原因是，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械還承載著運(yùn)輸機(jī)械的功能，能不能把它們細(xì)分出來客觀地評(píng)價(jià)與分析如：我國(guó)的農(nóng)機(jī)具到底有多少，薄弱環(huán)節(jié)差多少，農(nóng)機(jī)的作業(yè)質(zhì)量如何、農(nóng)機(jī)手與農(nóng)機(jī)合作社有多少等。這些問題梳理清楚以后，對(duì)于滿足我國(guó)農(nóng)機(jī)管理部門的需要，對(duì)農(nóng)機(jī)手、合作社的發(fā)展都大有益處。
　　第六，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)扶持政策。標(biāo)準(zhǔn)非常重要，沒有標(biāo)準(zhǔn)將來不能融合。農(nóng)機(jī)裝備的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、輸入輸出接口標(biāo)準(zhǔn)、控制類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，都非常重要。