近年来,美国、德国、日本等国均十分重视智能农机装备的发展,并将其列为农业创新的核心范畴,对智能农机装备全产业链进行了布局,形成了较为成熟的产业体系和商业化发展模式。

在粮食安全和农业强国战略政策助推下,我国农机行业正进入新一轮革新。尤其。以中联中科、潍柴雷沃、博创联动、一拖股份、沃得农机、迪马股份、超星智能等为代表的企业纷纷加码智能农机,并以技术创新、产品创新、应用创新、商业模式创新等方式推动中国农业现代化、智能化。

一、政策与市场双轮动力引爆

中国作为农业大国和世界上最大的发展中国家,根据相关规划目标,中国农机市场在未来10年中将保持较快增长,销售规模年均增速在5-6%左右,预计2030年后中国农机市场规模将超过9000亿元,有望在10年后形成一个万亿级的农机大市场。

另外,随着农机市场需要,我国农机市场正迎来大型高端农机时代,高端、智能农机是未来我国农机企业必争的战略要地。

有机构预测,近5年我国农业机器人需求量保持38.6%的增长。预计2025年全球农业机器人市场总量约为93亿台,到2030年增长近4倍,达到360亿台。

智能农机的发展,除了市场助推之外,政策也是世界智能农机发展的重要条件之一。去年,赵春江院士发布一篇文章《国外智能农机装备发展经验与启示》,该“文章”表示,美国、德国、日本的智能农机发展有一个关键因素就是政策推出。

比如,2018 年,美国农业部发布了《农业机械化和自动化技术发展蓝图》,将提升农机智能化技术应用的范围和水平作为 2025 年农业生产的核心目标和任务。2020 年,《美国农业创新议程》明确持续加大对农业自动化创新技术的投资,尤其关注自主机器人、无人机等智能农机装备 。还比如,日本政府推出购买智能农机补贴 50%,比一般农机高20个百分点,此举也大大推动了智能农机在日本的发展。

无独有偶,我国农业生产正经历着重大的历史性变革,智能农机正成为农业现代化进程的加速器。当前,我国政府也陆续出台相关政策。

2021年10月,在《关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》中正式提出农业农村现代化要发展智慧农业,建立农业农村大数据体系,推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合。十四五规划指出,以科技创新、机制创新、政策创新为动力,加快补齐机具技术供给、农艺农田配套、管理政策创新等方面的短板,加快推进农业机械化向全程全面高质高效发展。这为加快推进我国农业产业迈向中高端水平指明了方向。

2022年,农业农村部编制了《“十四五”全国农业机械化发展规划》(简称:规划)表示,加快推动农业机械化智能化、绿色化,包括推动智能农机装备技术创新,示范运用智能化技术,推进机械化生产数字化管理、推进农机节能减排等。

除了常规政策之外,“一号文件”也纷纷支持智农农机和农业装备的发展。比如,2023年“一号文件”指出,要加快先进农机研发推广。加紧研发大型智能农机装备、丘陵山区适用小型机械和园艺机械。支持北斗智能监测终端及辅助驾驶系统集成应用。完善农机购置与应用补贴政策,探索与作业量挂钩的补贴办法,地方要履行法定支出责任。

今年2月初,2024年“一号文件”出炉,该“文件”也有一段表述:大力实施农机装备补短板行动,完善农机购置与应用补贴政策,开辟急需适用农机鉴定“绿色通道”。

众所周知,“农业现代化,关键是农业科技现代化”。农业机械装备作为农业科技的集成和大规模应用重要载体,是发展现代农业的重要基础,是保障国家粮食安全的重要支撑,在提升土地产出率、资源利用率和劳动生产率方面效果显著,为我国粮食产量稳步增长奠定了坚实基础。

当下,智能农机正从技术、产品、应用逐渐进入深水区。

二、智能农机新技术创新不断,加速行业进步

在智能农机赛道发展情况来看,智农技术的应用与升级是智能农机发展的核心。人工智能技术、大数据技术、物联网和云计算技术、自动驾驶技术、远程遥控技术、导航技术、机器视觉技术等高科技技术出现与应用引爆了各大企业纷纷布局智赛道。

1)人工智能技术

智能农机作为人工智能在农业中的代表之一,在高效种植和精确农药喷洒方面发挥着重要作用。人工智能在农业中的应用不仅局限于智能农机的种植和农药喷洒功能,还延伸到了其他领域,如土壤监测和作物识别。通过使用人工智能技术,可以实现对农田土壤的精确监测和分析,以帮助农民了解土壤的肥力和水分状况,从而精确调整施肥和灌溉措施。同时,人工智能还能够识别和监测作物生长的情况,包括作物的生长阶段、病虫害风险等,为农民提供科学的农事管理建议。

2)大数据技术

大数据技术可以为智能农机的自动化控制提供基础支持。通过对农业生产数据的分析,可以对农机的工作状态、作业需求进行准确判断,并控制农机的行进、作业等动作。尤其是数据统计管理功能。农机在作业的同时,终端设备把作业的位置、作业亩数、收割产量等数据上传系统平台实时存储,便于管理人员查看和管理。

在智能农机中,可以通过传感器等技术收集到大量的农业生产数据,包括土壤湿度、气温、作物生长情况等信息。这些数据可以通过云计算等技术进行收集和存储,并利用数据分析算法进行分析和预测。通过对这些数据的分析,可以为农民提供农业生产的决策支持,帮助他们合理安排农作物的种植、施肥等工作,提高农业生产的效率和产量。

3)物联网和云计算技术

物联网和云计算技术的应用使得智能农机能够实现与其他设备和系统的互联互通。通过无线网络和云平台,农民可以获取大量的农业数据,如土壤成分、气象信息、作物生长状态等。这些数据能够帮助农民更好地了解农田的状况,提供精准的农业生产建议,实现科学化管理和决策。

4)无人驾驶技术

无人驾驶技术是智能农机的核心之一。它利用激光雷达、摄像头、GPS等传感器实时感知周围环境,并通过先进的算法进行决策和控制。无人驾驶技术使得农机能够在没有人操控的情况下自主地完成耕种、播种、施肥、喷药等任务,大大提高了农业生产的效率和精度。

5)远程遥控技术

远程遥控技术使得农民可以通过手机或电脑远程监控和控制农机的运行。农民只需在家中坐着,就能看到农田的情况,调整农机的工作模式和路径。这不仅节省了时间和人力,而且能够及时发现和解决问题,提高了农田管理的效率和精确度。

6)农机自动导航系统

农机自动导航驾驶系统是一种先进的农业机械自动化技术,利用先进的硬件设施、传感器和软件系统,将农机实现自主导航和自动驾驶。其主要由地理信息系统、全球定位系统、自动控制的电子操作系统、传感器和控制器等多种技术组合而成。

在应用方面,农机自动导航驾驶系统被广泛应用于耕种、播种、施肥等领域,在稻、麦、玉米、棉花等农作物的自动化种植中得到了广泛推广和认可。

业内人士表示,智能农机的发展除了技术助推之外,智能农机创新应用也非常重要。技术突破的核心一定要落地应用。

三、智能农机落地8大应用,打造智能化场景

智能农机的应用领域非常广泛。首先,智能农机可以应用于田间作业,如自动驾驶的收割机、智能喷洒机等,大大提高了农田作业效率和质量。其次,智能农机可以应用于农业装备的监测和维护,通过远程监控和自动维修,减少了农机故障和损失。此外,智能农机还可以应用于农业数据的收集和处理,为农业生产提供精准的信息和决策支持,并打造了可以实现的种养领域场景。

1)自动化播种

智能农机的应用方式多种多样,其中自动化播种是其中之一。通过智能农机进行自动化播种,可以实现精准投放和均匀分布,保证了秧苗的优良品质。根据统计,原来的人工播种方式,两个人一天差不多只能种1亩多地,使用无人机一天可以播种近300亩地,效率大大提高同时,大大节约经济成本。

2)无人驾驶插秧机

无人驾驶智能插秧机省力、省时、节肥、实用,通过导航系统,结合智能软件路径规划实现全程作业自动化,省去一名机手。由于不受机手体力限制,无人驾驶智能插秧机工作时间长、效率高。无人驾驶智能插秧机采用导航定位技术,在插种田块四角定位后将数据输入遥控设备,工作人员按下启动键就能在田里自动插种秧苗,一台机器一天能插种水稻20多亩,大大减轻了农民的劳动强度。

3)智能施肥或智能打农药

由于施肥和打农药的复杂性,需要对作物生长和病虫害做出有效的判断。因此,智能施肥或智能打农药也是智能农机的一大亮点。根据土壤条件和作物需求,智能农机可以精确计量施肥和打农药,为作物提供合理的营养供给和病虫害防治。

4)自动除草

自动除草也是智能农机的一项重要功能,通过摄像头和图像识别技术,智能农机可以自动识别和定位杂草,从而有效减少杂草对作物的危害。另外,智能喷洒农药也可以通过传感器和GPS技术实现,智能识别病虫害情况,并准确喷洒农药,降低了农药的浪费和对环境的污染。

5)智能灌溉

智能灌溉系统是一种基于物联网技术、自动控制技术和传感器技术的系统,可以实现对农作物的智能化管理和精准化灌溉。系统通过收集温度、湿度、光照、土壤水分等数据,并根据这些数据进行智能分析和处理,从而自动控制灌溉的时间、水量和灌溉方式,以达到最佳的灌溉效果。智能灌溉技术作为节水农业的科技解决方案,为农业领域带来了重要的创新。

6)精准农业管理

除了提高农作物产量,智能农机还可以在提高农作物质量方面发挥作用。例如,精准农业管理就是智能农机的重要功能之一。通过数据收集和分析,智能农机可以实时监测和管理作物生长环境以及土壤条件,从而提供优质农产品的生产指导。在精准作业、精准种养、精准施肥和喷药等环节作出有效地判断和提供系统的解决方案。

7)采摘机器人

机器人采收技术是农业现代化的关键技术之一,主要应用于苹果、草莓、番茄、黄瓜等农产品的采摘,以及林业领域的木材采伐等。

采收机器人准确识别成熟作物的速度与精度是提升机器人作业效率的关键。其利用高效的算法和先进的传感器,将数据采集设备与视觉系统结合,提高视觉系统对信息的处理速度,同时利用机器学习和深度学习等技术不断提高对成熟果实作物的识别精度将会成为未来图像识别技术的发展方向。

8)无人驾驶收割机

(自动)无人收割机的应用不仅可以提高生产效率,也能有效降低人力成本,是无人农场配套的智慧化农业设备。据介绍,相对于传统收割机,无人驾驶收割机具有智能化程度高、工作模式灵活多样、行驶路径直、轨迹偏差小等优点。一台无人驾驶收割机一小时可以收割15亩左右的小麦,不仅提高了作业精度、作业效率,降低了生产成本,还最大程度降低损失率。

四、3条发展路径,智能农机开启自我革新

随着技术与应用加速落地,智农农机的成熟度越来越高,除了逐渐渗透之外,智能农机已经覆盖了种植业和养殖业的育种、生产、管理和渠道等农业全生命周期。

透视整个智能农机企业布局来看,3条路径加速智能农机商业落地:

1)建立一体化智慧农业解决方案

数字化、智能化技术是未来农业的核心,以数字化、智能化技术为纽带,串联生物技术、新材料技术、智能制造等技术,联合打造全周期、全方位、全产业链的创新生态圈。展望未来,农业全过程都将被数字化、智能化,生物技术和信息技术结合带来育种的数字化,植保、动保、肥料等农业投入品研发、功能的数字化;物联网、大数据、人工智能、机器人结合带来生产流程的数字化和高度机械化,机器代人、机器换人将极大程度提升农业生产效率和单位面积产出。

为了突破智能农机产品局限性,有些企业正积极探索构建一体化智慧农业解决方法,帮助农民从耕、种、管、收等农业生产全环节智能化、现代化、科技化。另外,在智能设备上,智能农机企业还推出智能播种、插秧、智能灌溉、智能施肥、智能喷洒、智农农机商业落地等方面发力,实现了从技术、到产品、再到产业的升级与变现。

推荐企业:博创联动、中联中科、潍柴雷沃等等

2)赋能传统农机行业发展

随着物联网、北斗导航、自动驾驶、机器人制造、无人机、人工智能等科技在农业领域广泛应用,农机装备赛道创新热情高涨,以智能设备赋能未来农业,已经成为农业发展的大趋势。

传统农机企业引进AI技术,将智能传感器、物联网和大数据融入传统整机中,实现了传统农机的智能化和自动化。

截至目前,高科技技术、应用、平台与传统农机结合,进一步引爆了传统农机的智能化、现代化,使得传统农机行业快速拥抱智能时代。

推荐企业:百度、博创联动等。

3)布局“一带一路”或出海

麦肯锡的基本测算显示,“一带一路”沿线国家和地区(包含欧盟成员国)覆盖近50亿人口,经济总量约为39万亿美元,分别达到全球总量的70%和52%

另外,“一带一路”沿线发展中国家农业生产效率和生产水平较低,急需中小型农机装备。而对于中小型农机装备,发达国家不愿意制造,“一带一路”沿线国家没有能力制造,这种情况下我国的农机工业蕴含巨大的发展机遇。

除了布局“一带一路”沿线之外,智能农机出海成为行业主流趋势。

相关报告表示,农业无人机出海步伐加快。农业植保⽆人机是中国农机装备领域中少有的全球领导者。Forest&Sullivan数据显示,2021年中国农业⽆人机市场规模为28.63亿元,预计2025年市场规模可达115亿元。国内市场天花板显现,当前国内农业⽆人机市场集中度较⾼,竞争激烈,企业将加快出海步伐,寻找新的增长点。

推荐企业:中联中科、大疆创新、极飞科技等

以博创联动为例。

为了解行业难题,博创联动围绕农业耕收管种全链条建立了包括农机智能控制解决方案、智能农机、智慧农场整体解决方案在内的一体化智慧农业解决方案。目前已拥有百万台智能化终端,累计作业面积超过16亿亩。比如,

在智能农机方面,博创联动依托于北斗、5G网络、大数据等技术,对农机进行智能化、数字化升级,推出包括智能拖拉机,智能插秧机、农业机械智能控制系统、自动驾驶、数字智能终端等产品,打造了以智慧农机为引领的精准农业生产模式。

在智慧农场上,博创联动携手海淀上庄镇打造了405亩的智慧示范农场。其中,博创联动建设了五大智慧核项目,其中包括了覆盖水稻耕种管收全过程的无人作业农机作业系统;农田物联网灾情、土壤墒情、苗情及病虫情‘四情’监测系统及配套绿色高效精准栽培数字化模型;无人农场数字化综合管理云平台,可实现农场的高效智能化管理与运行;京西稻全过程质量追溯系统,实现区域京西稻质量安全监管及赋予京西稻科学、绿色、安全、生态等新的农产品品牌标识;建设无人农场综合运营指挥中心、田间数字农业展示及配套产学研服务,实现拟建无人农场的管-控-看-学-推全覆盖,凸显科技引领、模式创新与可示范推广,从而助力智农农机商业落地。

在低碳赋能上,2023年博创联动还推出博创inside智能拖拉机2.0区别于传统辅助驾驶拖拉机,可以实现可自动转弯并控制农具智能作业,完成了从辅助驾驶到自动驾驶、从人工作业到智能作业的跨越。车辆拥有智能掉头、自动深耕保持、定速巡航、一键提升十翻转、精准计亩、后视影像监控、维保信息提醒等创新数字智能功能,不仅减轻了劳动力、降低了成本,还提升了作业一致性,机手能有更多灵活的时间,提高作业效率10-15%,同时提高田块利用率1%,降低燃油、种子、化肥浪费5%,有效助力农业绿色低碳转型。

除了博创联动积极创新之外,中联中科、潍柴雷沃、迪马股份在智慧农场、智能农机赛道也持续深耕与发力,推动中国农业转型与升级。

五、总结:农业迎来智能化时代

尽管我国的智能农机迎来了蓬勃发展,但是我们也要看到,农机装备短板弱项依旧不少。高端装备技术水平与国外的差距亟须缩短,部分关键核心技术、重要零部件、材料受制于人,部分高端机具主要依赖进口;农机农艺农田协同配套亟待加强。只有进一步加速农业机械装备高质量发展、加快实现高水平科技自立自强,才能在日趋激烈的竞争中把握主动、赢得未来,切实保障粮食安全。

或许,问题也是机会。工业和信息化部相关负责人亦表示,到“十四五”末期,我国平原地区主要粮食作物将全面普及以导航技术为主、具备自动行走能力的智能农机装备。在集中连片的大型平原地区农场,具备高度自主行走能力的智能农机、完全自主行走能力的农机将成为作业主力。

如今,农业智能化的时代已经来临,智能农机必将在农业生产中发挥越来越重要的作用。(文/南风)

来源:中国商报网

(来源:财商资讯)

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