农业机械产品概述及技术制造工艺发展趋势分析

第一节 产品定义与特点

一、产品定义

农业机械是在作物种植业和畜牧业生产过程中，以及农、畜产品初加工和处理过程中所使用的各种机械。

农业机械包括农用动力机械、农田建设机械、土壤耕作机械、种植和施肥机械、植物保护机械、农田排灌机械、作物收获机械、农产品加工机械、畜牧业机械和农业运输机械等。广义的农业机械还包括林业机械、渔业机械和蚕桑、养蜂、食用菌类培植等农村副业机械。

二、农机 行业 特点

我国农业机械产业特征如下：

1、农机种类和品种多样化

据统计，我国农机工业有14大类、95小类、3000多个产品。能生产2.2～117.6kW拖拉机及其配套产品；0.2～1.5t三轮和四轮农用运输车，车型有1735个；有种植业、林业、牧业、副业和渔业全过程生产需要的各种动力及配套机具；有适应南方水田生产的拖拉机、耕耘机、收割机；有适应北方旱地生产的拖拉机及配套农具；有适应山区农业生产的小动力及配套农具；有适应一年一熟制和一年多熟制的农机具等等。

2、农机的技术难度和大小反差很大

农机技术当属收获机械最复杂。收获机械有谷物收获机械，玉米、棉花、薯类、甜菜、花生、甘蔗、麻类、蔬菜、果类、采茶和芦苇收获机械等。不同作物的收获机械分别采用切割、拨娶碾轧、挖掘、采摘、摇振、激振以及抽吸等方式来收取各种作物的种子、果实、茎叶、根茎等不同部位，然后用打击、揉搓、梳刷、碾压等原理来脱粒加工；用尺寸、形状、比重、表面光滑度等特征差异和气流飘浮特性的差异进行分离、清选和分级；用碾轧、切削等原理清理收取物等等。

3、农业使用要求可靠性高、适应性强

农机的作业场合、工况环境、技术精准要求等都直接关系到作业适时性，它是农业机械化生产一个重要的经济评价参数。

同一作业，完成日期不同，效果差弃甚大，"春争日夏争时"，播种及收获作业对适时性要求最为敏感。如播种小麦在最佳时期，小麦分蘖多、可安全过冬，反之则影响次年产量；谷物收获最佳时期是成熟度合适、籽粒泡满，若拉前或延迟收获，则产量与质量均会遭到不同程度的降低。而适时播种期和收获期北方为10～20天，南方则要求更严，不超过15天。在作业适时期，机械不适应作业的工况环境或机械本身质量不可靠出故障延期，这就意味着收益的降低。目前我国农机产品的平均无故障工作时间只及国外同类产品的1/3～1/2。要限期扭转这种局面。

4、农机科研周期长、投入大

农业生产中，种植业、林业、渔业的开垦、种植、营林都受到季节性影响，农机研制经过设计、试制、性能试验、生产试验、推广示范等步骤才能用到生产中去；生产试验和推广示范都受到农业季节性制约，错过生产的季节性工况环境，只能等下一个年度再进行，所以，一种新机型的诞生，一般需要经过3～5年，有的甚至更长。因此农机科研周期长，消耗的物力和人力多。

5、农机产品要与农业新技术同步发展当今，集约化可持续农业被视为我国农业发展的技术路线。新世纪新一代农机产品必须从节约农业资源、从减少或避免农业污染、从生产绿色食品和创建科学的生态农业入手，研制一套适应可持续农业技术发展的成套机具。这套农业装备重点包括：

1）提高土壤可耕性和减少土壤污染的新型耕作植保机具；

2）开发节约与合理施用淡水、化肥、农药和种苗等农业资源的新型农业装备；

3）提高复种指数有效利用热资源的间作套种机具；

4）开发设施农业技术与设备；

5）开发自然能源（包括风能、太阳能、地热能）技术与装备；

6）发展精准农业技术与设备等等。

第二节 行业 主管部门及管理体制

1、农机主管部门

国务院农业机械化主管部门和产品质量监督、工业等有关部门按照各自职责，负责农业机械安全监督管理工作。

县级以上地方人民政府农业机械化主管部门和其他有关部门按照各自职责，负责本行政区域内的农业机械安全监督管理工作。

2、《农业机械安全监督管理条例》

2009年9月17日，温家宝总理签署国务院令，公布了《农业机械安全监督管理条例》（以下简称条例），条例自2009年11月1日起施行。

《条例》共七章六十条，是农业机械管理的第一部行政法规，明确了县级以上人民政府及有关部门的相应职责，赋予了农机主管部门的执法主体地位，要求各级人民政府加强对农业机械安全监督管理工作的领导，保障财政投入，建立健全安全生产责任制，完善安全监管体系。

《条例》以科学发展观统领全局，以保障人民群众生命财产安全为根本出发点，坚持安全第一、预防为主、综合治理的方针，遵循以人为本、预防事故、保障安全、促进发展的原则，对涉及农业机械安全的生产、销售、维修、使用操作、事故处理、服务与监督等相关环节分别作出了规定。

《条例》规定了农业机械生产企业、农业机械销售企业、农业生产经营组织、农业机械所有者和操作、维修人员的权利、责任和义务，规范了农业机械事故处理程序。强化了拖拉机、联合收割机使用操作的安全管理，对拖拉机、联合收割机实行牌照管理，对其驾驶操作人员实行资质管理；对在用特定种类农业机械实施安全鉴定和重点检查；建立了农业机械淘汰、报废和回收制度。《条例》构建了统一、完整的农业机械安全监督管理体系，为农业机械管理工作提供了法制保障。

第三节 产品应用领域及发展历程

一、产品应用领域

农业机械广泛用于种植业、林业、畜牧业、农村副业与渔业，提供生产和加工设备。它直接为现代农业发展提供装备及生产手段，对加快我国农业产业化和农业基础设施建设的步伐具有关键性作用。

二、 行业 发展历程

中华人民共和国成立后，中国的农机机械的发展开始起了划时代的变化。随着解放事业的发展，1948年首先在东北建立起机械化国营农场、农机站和农机制造厂。并陆续引进了一批农业机械。从1949年起，又相继在北京、洛阳、上海、西安建立了农机具制造厂。各级人民政府相继建立农机站和国营机械化农场。扩充并设了许多农业机械专业院校。从1955年起，先后建立了一批农业机械化科学 研究 院（所）和农业机械试验鉴定站。从事农机具的 研究 和设计及鉴定。到1957年第一个五年计划结束时，全国机耕面积已达二千多万亩，共生产农业机械2.7万多台。

各级科研单位、大专院校和农机生产企业针对我国的实际情况和需要，采取了“选、改、创”、“因地制宜、重在急需”、“从简到繁、先易后难”、“专群结合、协同攻关”等方法，研制生产出各种系列的成套农业机械。

到80年代初期，由于农场经济体制的变革，中国的农业机械化又开始出现了另一个转折点。农民直接购买和使用农机具，大量适合一家一户使用的，既可作为田间作业又能作为运输工具的小型拖拉机成为销售热点，与小型动力机械配套的中小型农具也大量涌入农家，在此期间，农业机械的供求关系较为协调，实际经济效益较为显著。

进入90年代，特别是1994年以来，我国出现了新的一轮农机热，收获机械化的发展尤其引人注目。1995年达到高潮，各种农机产品供不应求，全面旺销。农业机械化发展与农业生产和农村经济发展结合得更加紧密。突出表现在田间作业机械化发展较快，配套农具增长较快，形成了收获机械热、水稻机械化热、旱作农业机械化热三大热点，农业机械配备结构逐步优化。

农业机械在实现农业机械化、提高农业综合生产能力、推进现代农业建设、发展农村经济、增加农民收入等方面具有十分重要的作用。党中央、国务院高度重视农业机械化的发展，2004年全国人大常委会制定了《农业机械化促进法》，该法对农业机械的科研开发、质量保障、推广使用、社会化服务以及扶持措施等作了规范，有效地促进了农业机械的推广、应用。2004年，中央财政安排7，000万元农机具购置补贴，到2009年购置补贴已经达到130亿元。

第四节 国内外农业机械技术研发现状

国外农机业多年的发展经验表明，采用智能化、自动化的作业方式是农业发展的必然趋势，是发展高效节本农业的有效途径。世界农业发达国家在采用了高度自动化的作业机械后不仅提高了工作效率，降低了作业成本，而且还提高了其农产品在国际市场上的数量和价格的相对优势。我国农机业要想在国际上立足，就必须缩小中国与农业发达国家在农业机械装备方面的差距。这样，国外自动化、智能化程度很高的农机装备才不会占领中国市场，也不会使中国农机 行业 陷入困境。近年来，随着我国改革开放政策的不断深入，中国科学技术方面也取得了突飞猛进的发展，为中国实现农业生产自动化、智能化打下了基础。

因此，农机生产企业在研发产品时应使产品和高科技兼容，在农机智能化上下功夫。智能化、自动化程度将提高产品质量。通过优化设计驾驶室、驾驶座、方向动力控制、空调装置等减轻机手的劳动强度，加大操作的舒适性，实现农机系统内按钮操作。同时，应加大控制系统的科技含量，使机手通过仪表装置就可以随时了解农机的生产、安全等技术指标和使用状态，从而使农机产品发挥出最大效能。综合应用信息技术、先进加工工艺于拖拉机产品上，实现计算机及全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、卫星遥感系统（RS），高精度的机、电、液（气）一体化等与拖拉机产品的有机结合。目前，我国第一台具有自主知识产权的“基于GPS的智能变量播种、施肥、旋耕机”研制成功，已在上海松江泖新农场试用。国内第一台GPS收获机已经在福田重工诞生。

第五节 产品工艺特点或流程

现代农业机械是在传统农业机械基础上，融合现代微电子技术、仪器与控制技术和信息技术，并在系统工艺的基础上，综合了农业特点的环境、气候和农作物等因素而确定的一体化成套机械设备。目前已经演变成一种复杂机电产品，其研制、生产、储存、维护、使用及报废回收等全生命周期的每个阶段都存在与环境相容性问题。开展对现代农业机械的绿色设计和制造 研究 具有十分重要的意义，可以为现代农业机械的研制提供新的思路。

第六节 农业机械工艺技术进展和发展趋势

1、机械制造自动化水平进一步提高

机械制造自动化水平的提高，既是提高劳动生产率和保证产品生产质量的内在要求，也是企业提高竞争力的必然结果。机械制造自动化水平的提高首先要单机自动化水平的提高，这是机械制造系统自动化的基础。我国目前的农机制造企业已具备一定的自动化水平，有些企业已配备一定数量的专用自动机和加工中心，但仍有许多企业的制造设备是人工操作的加工机床，企业的自动化程度还不高。

2、制造技术在讲求精益生产的同时，制造系统的柔性也应加强

精益生产最早出现在具有较强现代制造特点的汽车 行业 ，并有力推动了汽车工业的发展。对农机产品来说，精益生产的目标是充分利用现有加工技术，提高农机产品的加工质量和加工效率，同时对农机产品的配送、物流等生产辅助工作也提出相应要求，保证农机产品在生产和制造过程中实现即时供货和零库存管理。

现代制造技术一个非常重要的方面就是要增强产品制造的敏捷性，即及时推出市场需求的产品。农机产品的市场需求虽然不象生活用品那样富有个性，但由于总体趋向多元化，产品功能质量配置（QFD）要求也逐步提高。这样对制造企业的制造水平和生产柔性提出了相应要求。目前我国农机生产过程的柔性化程度还不够，这种模式只适用于单品种大批量的需求，很难满足多品种小批量的发展，企业在生产工艺改造时也存在较大的难度。

制造系统的柔性是指利用计算机技术来实现生产过程的可重组和及时调整。就整个制造系统而言，它包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机数控机床（CNC Machine Tool）、物流控制技术、生产计划与控制、柔性制造系统（FMS）等内容。

3、制造管理模式转向一体化集成管理

对制造型企业而言，先进的加工技术和加工工艺只有在先进的管理模式下才能完全发挥作用，而管理的核心就是利用现代管理技术和手段对包括原材料、在制品、最终成品及其相关信息的流动与储存，进行设计、实施和控制。随着市场竞争的进一步加强，许多制造型企业在加强技术改造和工艺革新的同时，对企业各个制造管理环节（包括产品开发和市场营销）进行改革或再造，以求得效益最优和效率最高。在此背景下，物流和供应链管理也就应运而生。物流管理作为现代企业新的利润源泉，同时也成为提升企业竞争力的一个重要方面。

现代物流强调一体化集成式管理，即与产品有关的各个制造企业组成产品供应链，通过加强协作和降低成本和风险，提升整个供应链的效率，从而增强供应链和成员企业的竞争力。农机产品属于装配流程型产品，各零部件供应商和整机组装厂组成一条完整的供应链。因此加强集成式管理，通过对各零部件供应商进行有效地协调和管理，形成具有科学层次和结构的零部件配套系统，从而提升整体竞争力成为农机制造技术又一发展方向。

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