农机装备展览
农机装备是“国之重器”,是发展新质生产力的重要方向,也是保障粮食安全、全面推进乡村振兴、实现农业农村现代化、建设农业强国的重要支撑。当前,全球农机装备科技创新和产业变革加速,中国式农业农村现代化需求迫切,亟须加快发展农机装备新质生产力,推进农机化和农机装备产业高质量发展,助力新型工业化和建设农业强国。
一、坚持以习近平总书记重要指示批示精神为指引谋划发展农机装备新质生产力
(一)习近平总书记高度重视农机装备创新发展
习近平总书记指出要“大力推进农业机械化、智能化”“加快补上烘干仓储、冷链保鲜、农业机械等现代农业物质装备短板,特别是要加大农业重要装备自主研制力度”“提升农机装备研发应用水平”“以农业关键核心技术攻关为引领,以产业急需为导向,聚焦关键农机装备等领域,构建农业科技创新体系”,为发展新质农机装备生产力提供了根本遵循。
发展农机装备新质生产力,要以科技创新为引领,攻核心、强体系、补短板、促应用,走中国式农业机械化、智能化发展道路。
(二)习近平总书记关于新质生产力的重要论述精神为发展农机装备新质生产力指明方向
习近平总书记指出要“积极培育新能源、新材料、先进制造、电子信息等战略性新兴产业,积极培育未来产业,加快形成新质生产力,增强发展新动能”“发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点”“要牢牢把握高质量发展这个首要任务,因地制宜发展新质生产力”。
推进农机装备新质生产力发展,要坚持立足产业实际,把握产业发展与创新规律,因地制宜,以高质量发展为核心,以培育产业新动能为主要方向。
(三)国家重大战略规划和部署为发展农机装备新质生产力明确了重点
农机装备是《中国制造2025》十大重点领域之一。《国家十四五经济社会发展规划及2035远景目标纲要》提出要“加强大中型、智能化、复合型农业机械研发应用”。
党的二十大报告提出“强化农业科技和装备支撑”。2024年中央一号文件提出“大力实施农机装备补短板行动”。推进农机装备新质生产力发展,要锚定建设农业强国目标,坚持以保障国家粮食安全、全面推进乡村振兴为战略重点,既要补齐“一大一小”短板,也要强化原创性引领性创新,更要大力发展战略性新兴产业,前瞻谋划未来产业。
二、深刻把握全球农机装备科技产业发展趋势为发展农机装备新质生产力提供借鉴
一是发达国家强化农机装备新兴领域战略布局
领先的农机装备产业是世界主要农业强国的重要特征。美国、德国、日本等农机装备强国具有的产业主导优势持续增强,2023年,全球农机产业规模达到1650亿欧元左右。近年来,美国、德国、日本等强化农业人工智能、农业机器人、智慧农业、农业传感器等新兴领域布局,抢占创新高地。
美国《至2030年推动食品和农业研究的科学突破》将农业传感技术,以及数据科学、信息技术、人工智能等技术在农业中应用作为2030年战略突破的技术;《国家人工智能研发战略计划》把农业机器人作为“发展更高效、更可靠机器人”战略任务的重点方向。欧盟“农场到餐桌”战略(F2F)、德国2035土地耕作战略和德国国家生物经济战略等都将数字化、智能化、精准技术作为发展重点。日本出台《智慧农业促进综合方案》《日本机器人新战略》等,将智慧农业、农业机器人作为重点方向。
二是领军的跨国企业加速推进智能转型
欧美农机跨国企业占据产业链、价值链高端局面依旧稳固,美国约翰迪尔、凯斯纽荷兰、爱科代表了全球领先农机装备水平,2023年,营业收入分别达到612亿美元、247亿美元、144亿美元,位居全球第一、二、四位;日本久保田位居全球第三位,2023年营业收入约合193亿美元,洋马、井关、三菱在中小型、水田农机方面全球领先;德国克拉斯位居全球第五位,2023年营业收入约合66亿美元,雷肯、阿玛松等在经济作物生产装备、播种机、植保机方面全球领先;法国库恩公司、意大利赛迈道依茨法尔公司也具有优势。
近年来,全球领先的跨国企业纷纷提出面向下一代智能农业的发展战略,并购机器人、人工智能、新能源、农业软件等领域企业,加速智能转型。
约翰迪尔实施智能工业战略转型,提出了“下一次飞跃”(NEXT LEAP)计划,推进网联化、电动化和数字化。凯斯纽荷兰公司“开辟新天地”(Breaking New Ground)战略提出要发展自动化、无人驾驶、设备互联生态系统以及可替代能源,实现完全无人农业循环。
爱科公司“农民优先战略”(Farmer-First Strategy)提出,到2030年提供全自动解决方案,开发电动、氢能源和替代柴油动力等下一代可持续动力系统。雷肯公司提出了“下一代农业”(Next Level Farming),推进农业作业自主化、数字化。久保田公司提出了三级自动化和无人化路线图,在实现了拖拉机、联合收割机、水稻插秧机的全系列无人驾驶作业基础上实现远程监控下无人作业。
三是高效绿色智能农机装备技术变革深入推进
农机装备大型化、绿色化、智能化,大幅提高了作业效率和质量,是发达国家规模化农业高质高效生产的关键。拖拉机主流机型达到300~500马力,约翰迪尔公司将于2025年推出的可自主作业的9RX拖拉机达到了830马力,凯斯Steiger 715 Quadrac拖拉机达到778马力,克拉斯XERION 12.650 TERRA TRAC拖拉机达到653马力。
电动、混合动力、甲烷动力等拖拉机也相继进入市场应用,约翰迪尔收购奥地利的Kreisel Electric公司,开发高密度、高耐久性的电池模块和电池组,推出了输出功率500kW概念电动拖拉机;斯太尔混合动力CVT拖拉机最大功率260马力;芬特公司e100/e107 V Vario纯电动拖拉机电池100千瓦时,可满足4~7小时连续作业;纽荷兰公司商业化T4全电动自动化多用途拖拉机,达到120马力,可节省成本90%;纽荷兰T7液化天然气拖拉机,最大达到270马力,具有与传统柴油拖拉机相同的功率和扭矩。
库恩公司的播种技术可以精确施用两种、三种或四种植物到3种不同播种深度。格兰公司Optima SX高速播种机,工作速度可高达18公里/小时,每个播种单元电驱独立控制,其Geoseed系统可精确和均匀控制播种行宽以及株距。美国大平原制造公司播种机作业幅宽达到18米,其AccuShot精确施肥系统利用每行安装传感器,为每粒种子选择精确的肥料剂量,并将肥料喷洒在与单个种子的合理距离。
雷肯公司的中耕机安装iQblue刀具监控系统,可在作业过程中检测可能的刀具损失和犁刀磨损情况。德国豪狮公司Leeb VL系列喷药机工作幅宽可达48米,地隙高度最大为2米,轮距调节范围可达1米,可在32公里/小时作业速度下稳定控制喷杆。克拉斯Lexion 8900TT联合收割机达到790马力,收获效率达到94吨/小时,可自适应调节脱粒滚筒速度、凹板间隙等。芬特Ideal10T联合收割机收获效率140吨/小时,可自主识别并调整喂入量,满足坡地作业需求,损失率控制在1%以内。
四是人工智能和机器人化将成为未来农机装备重要发展方向
人工智能和机器人技术加速与农业生产、农机装备深度融合应用,将推进下一代农机装备和农业科技革命。
德国NEXAT公司自主作业平台采用模组连接方式实现耕作、种植、喷洒和收割等机器人化作业。库恩公司预计2025年商业化KARL无人化平台,配备多种传感器,实现自主作业、编组(群体)作业。
科罗尼和雷肯公司联合开发Combined Powers平台,基于机器人操控系统开发,搭载多种智能作业系统。荷兰AgXeed公司系列AgBot平台可不间断地、无人监督地运行,满足耕种管无人化自主作业需求,节省高达90%的劳动力,与传统拖拉机相比,总成本平均降低了25%~35%。
约翰迪尔Exact Shot种植新技术,使用传感器和机器人技术,实现肥料精确施用到种子周围,记录每个种子个体进入土壤的过程,减少60%以上的肥料用量;See&Spray定向植保新技术,采用深度学习视觉识别技术,精确记录施用除草剂或农药的位置,实现定点喷施作业,减少除草剂和农药使用量67%以上。
雷肯公司的IC-Weeder AI智能机械式除草机,基于深度学习原理的算法,通过颜色特征、质地、形状、大小和叶片位置,能够独立区分作物和杂草。约翰迪尔X9 1100联合收割机融合人工智能、计算机视觉、现场机器对机器通信等技术,集成传感器和自动驾驶,可自适应实时调整机器达到峰值作业水平。
纽荷兰CR11联合收割机可在极低损失率下实现高速作业,可实时监测作物成分,分析和绘制养分和水分含量图。AgXeed、阿玛松、克拉斯开发的高级自动化和自主系统(Advanced Automation and Auton-omy)通过ISOBUS实现不同田间作业机器人的规划与作业。
德国基尔应用技术大学等研发了一种用于混合农业机械的智能架构AgTech CoPilot,可将拖拉机、无人机和田间作业机器人集成一个协作网络。
三、坚持聚焦国家重大战略需求明确发展农机装备新质生产力着力点和主攻方向
一是加快建设农机强国
建成农业强国,科技装备强是核心要义。我国已经是农机制造和使用大国,2023年,农机行业规模以上企业营收达到2400多亿元,农机产品近4500种,国产农机装备保障能力达到90%以上。但比较来看,与世界强国相比,我国农机装备存在产业散小弱、原创性引领性技术少、高端装备及高性能零部件受制于人、性能质量水平差距大等短板弱项。
建设农机强国既面临重大战略机遇,也面临严峻挑战,要立足国情农情,体现中国特色,紧盯世界农业科技前沿,推动战略性、全局性、前瞻性、颠覆性技术创新,破解产业重大科学和技术难题、瓶颈,支撑未来农业、未来能源、未来制造等未来产业发展,牢牢掌握我国农机装备科技发展主动权,实现高水平农业科技自立自强。
二是提升粮食综合生产能力
“藏粮于地、藏粮于技、藏粮于机”是保障粮食安全的关键。2023年,全国粮食总产量达1.39万亿斤,总体上供需处于紧平衡,但玉米、大豆、小麦等平均单产分别仅为世界领先水平的60%、60%、80%左右。
我国耕地面积19.18亿亩,但中低产田约占70%,耕地产能潜力发挥不够。灾害减产和产后损失大,每年因气象灾害导致的粮食减产超过500亿公斤,粮食收获、储备和消费环节的全链条损失率达到10%左右。
我国主要农作物综合机械化率已达到74%,但占全国作物生产三分之一的丘陵山区机械化率50%左右,成为我国粮食生产的短板。要聚焦“良田、良种、良法”“种好、管好、收好”,发展高效、精细、绿色智能农机装备,加快推进农机装备“从无到有”的突破、“从有到好”的提升和“从好到强”的引领,助力大面积提高单产和减损提质。
三是构建多元化食物供给体系
设施农业是推进农业现代化的重要标志,是树立大农业观、大食物观的重点。我国设施种植面积达4000万亩,约70%的肉蛋奶和52%的养殖水产品由设施养殖提供。但人均管理温室的面积是日本的1/5、欧洲国家的1/8;设施蔬菜平均单产是荷兰的1/3,奶牛单产较美国低50%,水产养殖单产较北欧低30%~50%;生猪、蛋鸡死淘率分别为20%、15%,远高于发达国家少于10%、6%的水平,设施种养机械化率仅为40%左右。
要围绕粮经饲统筹、种养加一体、动物植物微生物并举,发展低碳设施、智慧管控、智能作业等高效绿色设施生产技术装备,加快设施种植、畜禽和水产养殖规模化、工厂化、智能化发展,持续提升质量效益和绿色发展水平。
四是发展现代化大农业
推进科技农业、绿色农业、质量农业、品牌农业,把农业建设成为大产 业,是发展乡村产业的必由之路。2022年我国规模以上农产品加工企业营业收入超过19万亿元,农产品加工业产值与农业总产值比达到2.52∶1,农产品加工转化率仅为65%。与领先国家相比,我国农产品加工业与农业产值之比仅为60%,加工转化率低20个百分点。
我国粮油、畜禽产品储运损失率均为8%,果蔬储运损失率达到20%,远高于发达国家5%以下。我国果蔬、肉类、水产品冷链流通率分别仅为35%、57%、69%,也远低于美国和日本的90%以上。要加大农产品品质智能分选分级、梯次高质加工、绿色保鲜储运、食品营养健康制造等新技术、新品种、新装备高质量科技供给,发展“土特产”,延伸产业链,提升价值链,推动乡村产业发展壮大。
四、坚持突出产业科技特点体系化推进农机装备新质生产力培育
一是要加快传统领域农机装备优化升级
围绕保障粮食及重要农产品安全供给,对标新增千亿斤粮食产能、黑土地保护与利用、全程全面机械化智能化等产业急迫需求,加快育耕种管收贮运加全环节,种养加全产业作业装备及高效化、绿色化、智能化技术装备攻关、系列化熟化、产品迭代升级,加速新技术、新产品、新标准、新装备等重大科技成果高质量转化应用,重点强化丘陵山区、区域特色作物、种业、设施种养及产地加工生产农机装备以及大型大马力农机装备等补短板,加快支撑种植、养殖、水产、农产品加工等传统优势产业发展,不断满足优质高效、绿色生态农业生产需求。
二是要培育发展新兴领域农机装备
面向构建现代化农业产业体系的科技需求,推进创新链与产业链的深度融合,强化先进农机装备与新一代信息技术、互联网、物联网、机器人融合发展,重点培育农业和农机专用传感器、智能终端、数字农业、数字乡村、农业遥感与航空等新兴领域技术装备,以及研发设计、生产制造、作业服务软件与平台,发展新一代智能农机装备,推进产业数字化、数字产业化,催生新产业、形成新模式、塑造新动能。
三是要加快培育支撑未来产业发展农机装备
面向新一轮农业技术革命和产业变革重大趋势,超前谋划布局与未来信息、未来材料、未来能源、未来制造、未来健康等未来产业跨界融合,推进农机装备变革发展。面向农业人工智能、农业机器人、智慧农业、数字孪生等前沿技术领域,着力在战略性、前瞻性和颠覆性方向实现突破,培育新能源农机装备、生物制造装备、生物育种装备、海洋农业装备等未来产业装备,支撑未来农业产业发展,抢占世界农机装备制高点。
四是打造高水平农机装备新质生产力应用场景
以主要农作物和畜禽水产养殖全程高效绿色智能生产为重点,推进移动互联网、物联网、大数据、云计算、卫星遥感、北斗导航、智能终端、生成式人工智能等数字化、信息化、智能化技术在农机装备中的深度应用,发展“互联网+农机作业”“物联网+农机”“人工智能+农业”“人工智能+服务”等,推进智能农机与无人农场、智慧牧场、智慧渔场、植物工厂、云农场、数字孪生农场等融合发展,打造智慧农业新产业模式。
五是打造农机装备新质生产力战略科技力量
体系化布局全国重点实验室、国家工程研究中心、国家技术创新中心等,构建新型举国体制下梯次分明、分工协作、适度竞争的新型农机装备研发体系,培育高水平创新团队。深化原创技术策源地、现代产业链链长、创新联合体等建设,培育创新领军企业、高水平研究型大学与研究院所,全链条、体系化、有组织推进关键核心技术攻关、产业链供应链稳链强链和农机装备产业化与推广应用,提升创新体系整体效能,全方位增强自主创新能力和核心竞争力。
六是构建农机装备新质生产力良好创新生态
体系化、梯次化、序时化构建科技研发、生产制造、推广应用等产业政策合力,打通农机装备新质生产力发展的堵点卡点。坚持创新链、产业链、人才链一体部署,突破行业、领域、单位性质壁垒,优化配置创新和产业资源。充分发挥产业技术创新战略联盟、创新联合体等政产学研用协同机制优势,构建核心层、紧密层、辐射层“三层融通”科技产业发展路径,实现创新链好技术到产业链好应用之间的转化。强化农机装备新质生产力布局规划,完善产业链体系,培育战略新兴产业、未来产业园区和集群。加大国际科技与产业合作力度和广度,打造高能级对外开放合作平台,提升产业国际化水平。
作者:吴海华
作者单位:中国农业机械化科学研究院集团有限公司
原文链接:http://nynct.shaanxi.gov.cn/www/kpxc0525/20240726/9849227.html
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