構建我國第三代農機的創新體系

發佈時間:2020-03-06 09:56:37 | 來源:中國網·中國發展門戶網 | 作者: | 責任編輯:張蔚藍

關鍵詞:智慧農業裝備,産業佈局,第三代農機創新體系,智慧農業,規劃建議,農業

  中國網/中國發展門戶網訊 習近平總書記指出,要大力推進農業機械化、智慧化,給農業現代化插上科技的翅膀。隨著科學技術的進步,農業生産逐步呈現出“工業化”的趨勢。當前,農業生産過程中的流程顆粒度越分越細,以數據為驅動的生産組織管理模式得到了廣泛的認可,農業生産的組織方式初步具備了工業化流程生産的特點。可以預見,這種生産模式將會極大地解放人力,提升農業生産效率,並將深刻地影響農業産業的上、下游。與工業生産類似,貫穿農業生産上、下游的核心是“裝備”和“資訊”,尤其是兩者融合而成的“智慧農機裝備”,其應具有資訊數據處理與智慧作業能力。從全球農機巨頭的技術佈局來看,這一趨勢已十分明顯。但是,在我國傳統農機技術遠遠落後於發達國家的情況下,如果仍採用按部就班的“追趕策略”,必然導致我國農機創新體系的建設“一步落後,步步落後”。因此,在全球農機工業強國紛紛開展新一代農機創新體系建設的起跑時刻,我國的農機工業借助我國在資訊技術領域的優勢,打造以資訊技術為核心承載的自主可控的農機創新體系,將是一種重要探索。

農業機械泛指在種植業和畜牧業生産過程中,以及農、畜産品初加工和處理過程中所使用的各種機械。而以提供動力輸出為主要特徵的拖拉機則被作為農業機械的代表産品,其技術發展水準在很大程度上反映了一個國家農機産業的整體技術水準。

 我國的農機創新體系長期依靠“引進消化吸收”

我國農機體系創新發展史

新中國成立以前,我國沒有自己的農機工業體系。新中國成立後,我國農機工業發展歷程大致可分為兩個階段。

第一階段始於 20 世紀 50 年代。這一時期,我國立足於集體農業生産模式,並於“一五”期間引進蘇聯技術。例如,興建“東方紅洛陽拖拉機廠”,並以哈爾科夫拖拉機廠“德特 54”為基礎生産出“東方紅 54”金屬履帶式拖拉機,這標誌著我國從此由鐵犁牛耕開始進入農業機械化進程。同期還有 1956 年正式命名的天津拖拉機廠及“鐵牛”牌拖拉機,1958 年建立的長春拖拉機廠生産的“上游”牌拖拉機,1958 年上海拖拉機廠生産的第一台“紅旗”牌拖拉機,以及江西、清江、邢臺、湖北、新疆等拖拉機廠。這些拖拉機製造企業代表了一個時代的技術水準,成為當時的十大農機製造廠,也為我國農機産業發展進入新的時代奠定了基礎。

第二階段始於改革開放。此時,農業生産模式由集體生産模式改變為包産到戶,以蘇聯技術為基礎的農機技術體系已難以滿足個體化農業生産過程中的複雜多變的使用需求,於是十大農機製造廠紛紛推出滿足農村改革的小四輪、小手扶等農機産品。但是,這一短暫的自主創新産品屬於“土法製造”,成“體系”不足。在“技術換市場”的思路指導下,我國于 20 世紀 80 年代末以成套引進義大利菲亞特的中、大馬力輪式農機體系為標誌,開始了以歐美技術體系為代表的第二代農機體系的“引進—消化—吸收—再創新”的産業發展歷程,並以此為基礎催生了以産業配套為特徵的農機産業聚集區和新的農機品牌。如今,以河南洛陽、山東濰坊、江蘇常州為主的三大農機生産製造基地已經成型;此外,浙江東部、安徽蕪湖、吉林、河北等地也形成了一定規模的農機産業聚集。

我國農機創新體系的斷代劃分

體系的建立不僅包含技術體系,還包括製造體系、標準體系、商業體系、人才體系等。僅從技術體系上來看,上述兩個歷史階段明顯分屬兩代不同的技術體系,並且時間上的持續期都在 30 年左右。從全球來看,以美國凱斯公司 2016 年研製的全球第一台無人駕駛智慧農機作為標誌,世界農機發展站到了以資訊技術為核心的新一代農機體系的關口。

技術發展的斷代(整理、區分、分代)對於厘清思路、指導研發具有重要意義。因此,有必要對我國農機技術體系進行斷代劃分。世界上,農機正式起源於 18 世紀 60 年代第一次工業革命,而直到 1949 年新中國成立後我國才開始建設自己的農機工業體系。因此,我們將以拖拉機為代表的我國農機工業發展歷程劃分為 3 個階段,即三代體系(圖 1)第一代體系——蘇聯技術體系(1956—1986 年),以差速轉向技術、動力系統、濕式主離合器等技術為核心;第二代體系——歐美技術體系(1986—2016 年),以電動燃油噴射、高壓共軌燃油機、動力換擋等技術為核心;第三代體系——資訊化技術體系(2016—2046年),以清潔能源、無人化和智慧化作業為主要特徵的新一代農機技術體系。

第一代與第二代農機體系大致都經過了 30 年發展歷程,尤其是改革開放以來建立在第二代體系之上的農機工業更是成績斐然。自 2004 年 6 月25日全國人大通過《中華人民共和國農業機械化促進法》後,我國的農機工業經歷了“黃金十年”的快速發展。2018 年國家統計局發佈的工業運作數據顯示,全行業主營業務收入 2 601.32 億元人民幣,我國已經成為全球第一農機製造大國。

我國的農機行業存在的核心問題

由於我國農機的前兩代技術體系都是依靠技術引進,屬於追趕者,這是造成我國農機工業長期處於落後狀態的核心原因之一。綜合來看,我國的農機行業存在的核心問題主要體現在 3 個方面。

(1)我國農機工業長期依靠引進、消化、吸收國外農機技術,缺乏自主的創新技術能力和基礎技術研究,導致我國農機産業“大而不強”。從農機裝備整體水準上來看,由於缺乏大量基礎共性技術研究,核心零部件長期依賴進口,雖然目前我國已經成為全球第一的農機生産製造和消費大國,但整體的裝備技術水準與全球農機強國相比,還存在至少 30 年以上的差距(表 1)。從行業龍頭規模來看,國內農機行業競爭格局分散,市場集中度有待提高,具備國際競爭力和品牌影響力的大型企業集團嚴重缺乏。雖然 2018 年我國農機生産企業總産值為 2 600 多億元人民幣[3](不含零部件企業),其總額僅為全球農機巨頭約翰迪爾公司 293 億美元産值的 1.3 倍左右。同期我國最大農機企業總産值只有不到百億元人民幣,與世界農機巨頭相比存在當量級的差距。究其根源還是創新不足:我國農機企業的研發費用佔企業銷售額不足 2%,而國外主要農機企業基本在 4%—6%。現代設計方法與試驗條件滯後,産品開發週期是國際水準的 2—3 倍。學科方面,農業裝備學科世界前 20 名高校均分佈在歐、美、日,中國高校無一入圍。人才方面,我國農機産業到 2020 年的人才缺口為 16.9 萬人,到 2025 年缺口將高達 44 萬人。

(2)我國農機産品需求多元,但實際情況是農機種類少,低水準重復、惡性競爭現象嚴重。我國地域遼闊,經緯度跨度大,導致我國的農業生産呈現出多樣化的特徵,如長江中下游地區的水田、東北黑土地的規模農業、寧夏青海地區的乾旱農業、西南地區的丘陵山地農業、渤海灣地區的鹽鹼地農業等。複雜的地形地貌與氣候特徵導致農作物的品種多樣化,作業方式多樣化,因此所需要的農業裝備也是多樣化。但是由於農機基礎技術體系不掌握在自己手中,導致新産品研發週期長、水準低,加上核心技術的基礎投入不足,使得我國農機企業産品扎堆嚴重,呈現低水準重復、惡性競爭的特點。目前,我國農機品種依然聚焦在三大主糧作物的耕種收環節,針對棉、麻、油、糖等作物則缺少農機供給。從全球範圍看,全球農機産品種類已達 7000 多種,而我國農機産品的品種只有 4000 多種。我國“無機可用”現象將長期存在,根據區域生産特點開展個性化農機定制的需求迫切。

(3)依靠現有的農機體系不能滿足鄉村振興、“一帶一路”建設等國家需求。一切技術催生的勞動工具都是生産力和生産關係相互作用的必然結果,農業機械的革新過程也是社會發展歷程的反映。從社會發展角度看,隨著我國城鎮化進程的加速,農村人口逐步轉為城市人口,農村勞動力的短缺導致出現土地“撂荒”的現象。“00”“10”很難再像他們的祖輩一樣從事傳統“面朝黃土背朝天”的農業生産。因此,鄉村振興戰略的實施需要吸引更多的中高端技術人才回流到農村成為新時代的職業農民,從而實現城鎮化發展和鄉村振興相得益彰,良性互動。而這些“新農民”則需要借助高端智慧農機,如同操作手機、電腦一樣來從事現代化的農業生産。從新時期的社會主義土地制度看,土地屬於國家和集體,但是在生産關係變革過程中,土地制度也隨之變革。從新中國成立後的人民公社制度,到改革開放後的“包産到戶”,再到如今的土地確權中的“三權分立”,都伴隨著土地集約化程度的改變。小農經濟的精耕細作與規模化生産的精準高效,都會反應在生産工具的創新變革上。我國土地的適度規模經營以及人民對高品質農産品的需求,都將催生智慧化的農業生産裝備,而目前的生産工具並不能適應這樣的發展趨勢和要求。此外,“一帶一路”沿線發展中國家農業生産效率和生産水準較低,急需中小型農機裝備。而對於中小型農機裝備,發達國家不願意製造,“一帶一路”沿線國家沒有能力製造,這種情況下我國的農機工業蘊含巨大的發展機遇。然而,目前我國出口到中亞和非洲市場的拖拉機竟然競爭不過印度馬恒達這樣的農機企業。因此,我國農機工業亟待研發技術先進、品質過硬的第三代農機。

中國的發展面臨“百年未有之大變局”,中美經貿摩擦只是這場大變局的開端。糧食安全作為國家三大基礎安全之一,在中美經貿摩擦的大背景下重要性愈發突出。美國每次都將大量農産品的輸入作為談判的主要訴求,而大量農産品輸入將逐步削弱我國糧食自我保障能力。依靠第三代農機推動我國的農業生産方式變革的時代已經來臨。如同我國行動通訊産業歷經“2G 跟隨—3G 突破—4G 同步—5G 引領”的歷史性跨越一樣,必須在農機行業構建自主可控的第三代農機的創新體系,走出一條我國農機工業創新發展的新道路。

 

構建自主可控的第三代農機創新體系

第三代農機創新體系特點

以美國凱斯公司 2016 年研製的全球第一台無人駕駛智慧農機作為標誌,世界農機發展站到了以資訊技術為核心的第三代農機體系的關口。資訊技術驅動的第三代農機創新體系,具體有 3 個特點:電子化實現農機數字控制、網聯化實現農機互聯互通、智慧化實現農機無人作業。具體來説,就是以機械裝備為載體,融合電子、資訊、生物、環境、材料、現代製造等技術,不斷增強裝備技術適應性、拓展精準作業功能、保障季節勞動作業可靠性、提升複雜結構製造高效性、改善土壤-動植物-機器-人與生態環境協調性,實現“安全多能、自動高效、精準智慧”。

第三代農機創新體系核心路線

由於第三代農機創新技術將傳統的農機從機械控制帶到了“機械、控制、通信、計算”融合的新階段,需要中國科學院計算技術研究所這樣的資訊領域相關單位進入該領域,並積極主導推進新體系的建立,從而建立類似于資訊産業的分工模式。以資訊産業為例,蘋果、華為等資訊領域的企業,以構建體系、攻克關鍵技術、輸出解決方案和提供服務為業務核心,真正的生産製造由富士康、比亞迪等代工企業完成。因此,第三代農機創新體系的核心思維方式就是把農機轉變為以資訊技術為核心的高科技智慧農業裝備。而智慧農業裝備的實現需要以農業機械裝備學科為基礎,融合物聯網、行動通訊、雲計算、大數據、人工智慧等資訊技術,實現跨越式發展。在研發體系上,要構建開放的標準體系(圖 2),最大程度上發揮出高校、科研院所、企業的各自優勢,聯合攻關。


第三代農機體系構建重點

第三代農機體系的開放標準,形成農機開放的基礎參考架構

三代農機體系面向農業生産模式的轉變,需要在傳統農機架構的動力係、傳動係、行走係、懸挂係、液壓係、收穫系統等物理系統基礎上,以資訊技術為血液構建新型整體架構,包括:分佈式電機動力系統、集中式高密度能源系統、電子控制減速系統、模組化收穫系統、智慧網聯繫統。基於標準架構及共性技術平臺,實現定制化農機産品的開發,形成面向農業生産服務的成套技術、標準和工藝流程,滿足未來農業生産全生命週期管理需求。第三代農機體系的實現需要集中國內相關領域的核心研發團隊,構建統一開放的標準架構,通過功能的分層分塊和介面的標準統一,進行全産業鏈的協同,完成農機産品開發、製造與資訊技術的深度融合,促使製造業、資訊産業和農業的協同升級。

面向農機智慧化的核心資訊部件研發

智慧化是第三代農機體系的核心。為此,需要重點圍繞 5 類核心部件進行佈局,實現農機的智慧化。

(1)面向農機綜合控制的晶片。針對農機資訊化需求,實現農機電子系統的集中化控制,併為農機作業、自動駕駛等功能提供毫秒級的數據處理及通信平臺。

(2)微型控制作業系統。滿足農機應用多元化的核心調度與智慧控制演算法,完成農機作業過程中亞米級的自動化精量控制。

(3)智慧網聯繫統。基於天地一體化網聯通信技術,將傳統的農機升級為具備計算、通信、控制能力的新型智慧終端,並支援集群、協作、廣域通信的能力,滿足農機控制過程中 GB 級別的綜合數據傳輸需求。

(4)“人機分離”的無人駕駛。分階段實現輔助駕駛、遙控駕駛、智慧自主駕駛,具備對農業生産的記憶和自我執行能力,在特定的農場裏面可以根據歷史經驗自主執行。

(5)農機大數據系統。實現農機農業數據EB級的存儲及處理,實現數據驅動的農機作業控制、故障預測等,並對上提供農業生産應用的數據及控制介面。

基於新能源技術實現農機基礎平臺的“換道超車”

經過多年的發展,我國在新能源技術領域已經獲得良好的技術積累,為我國借助新能源技術研發農機基礎平臺提供了良好的基礎。此外,新能源技術與資訊技術具有天然的親和力,因此,基於新能源技術實現農機基礎平臺的飛躍是構建三代農機體系的重要思路。農機基礎平臺的研發工作主要包括 6 個方面。

(1)輪轂電機系統。通過分佈式控制的輪轂電機實現大馬力動力系統提升,包括單機的分佈式電機部署,實現單機動力的線形疊加和依靠通信系統實現多機集群駕駛,提升作業效率。

(2)新型的清潔高密度能源系統。分階段引入新型清潔能源驅動農業裝備,從鋰電到甲烷,再到氫能源動力,穩步實現 500 Wh/kg 能量密度,完成農機主體能源系統從燃油到清潔能源的替代。

(3)分佈式控制系統。針對可擴展的輪轂電機架構,通過分佈式的輪轂電機控制,實現低速非道路行走的分佈式控制。

(4)大扭矩減速器。完成低轉速大扭矩的農機減速器設計與材料選型,實現大馬力農機平臺的穩定控制。

(5)電控液壓控制系統。通過電控方法和精確控制液壓系統,為釐米級的農機精量作業提供更為準確得控制。

(6)數控底盤系統。針對無人智慧駕駛需求,設計大馬力數控底盤,實現自動轉向、提速等功能。

基於我國地理地貌特點,進行定制化研發,並構建新型農業生産服務

我國農業生産極富地域特色,東、西部地區以 400 mm 年降水量為界。其中,東部地區熱、水、土條件有較為良好的配合,人口稠密,是我國絕大部分農作物及林、漁、副業的集中地區。西部地區氣候乾旱,在熱、水、土條件的配合上有較大缺陷,人口稀少,大部分地區是以畜牧為主,種植為輔。因此,個性定制的農業裝備有著非常現實的需求。

針對我國不同地域、不同氣候、不同作物的農業生産需求,應提供多元化的成套智慧農業裝備及資訊化解決方案。長期目標是打造面向農業、製造業與服務業相融合的網際網路化農機服務體系,實現以農機為入口的農業生産服務“阿里巴巴化”,構建農機行業與現代服務業結合的新型業態,推動資源綜合迴圈利用和農業生態環境保護建設,支撐農業的可持續發展。

通過以上 4 個方面的重點佈局,構建完整的第三代智慧農機的創新體系,覆蓋技術創新、産品創新、裝備創新、標準創新、商業模式創新等不同的環節。從根本上改變目前農業裝備的生産-銷售模式,通過資訊技術、智慧技術驅動農機産業轉型升級,從而與世界農機強國比肩。

 

我國第三代農機體系與智慧農業在黃河三角洲的探索

第三代農機體系的構建、完善和成熟需要一個發展過程,而大量的測試和驗證是必不可少的環節。因此,針對特殊地形地貌和特殊的農作物品種,按照“工業 4.0”的思路,實現個性化的農機定制,並開展技術、整機和示範驗證,對於推動第三代農機産業的發展尤其重要。

目前,我國耕地面積約 18 億畝,但其中鹼化面積佔 6.62%。此外,據統計我國有近 15 億畝鹽鹼地,約佔世界鹽鹼地的 1/10。其中,有 2 億畝鹽鹼地被認為具有農業利用潛力。作為我國重要的後備耕地資源,改良和利用鹽鹼地對補償日益減少的耕地面積、保障國家糧食安全具有重要意義。在農業裝備方面,由於鹽鹼地土壤以及作物的特殊性,目前幾乎沒有出現專門針對鹽鹼地作業的農業裝備,更不用説“耕、種、管、收”的全程機械化。

黃河三角洲農業高新技術産業示範區(以下簡稱“黃三角農高區”)是我國 21 世紀設立的第一個圍繞鹽鹼地綜合治理的國家級農業高新技術産業示範區。國務院賦予黃三角農高區的重大任務是:深入實施創新驅動發展戰略,在鹽鹼地綜合治理、國際科技交流與合作、體制機制與政策創新、“四化”同步發展方面先行先試,做出示範;建立可複製、可推廣的創新驅動城鄉一體化發展新模式,成為促進農業科技進步和增強自主創新能力的重要載體,成為帶動東部沿海地區農業結構調整和發展方式轉變的強大引擎。特別是,當前黃河流域生態保護和高品質發展已經上升為重大國家戰略,黃三角農高區在中國科學院、山東省政府的積極支援下成立了黃河三角洲農高區技術創新中心,而第三代農機技術體系則成為未來農業耕作模式的一個重要支撐點。因此,我們計劃以黃河三角洲鹽鹼地農業綜合應用示範為例,對第三代農機體系的構建和未來農業耕作模式進行探索,建立可複製可推廣的農機商業模式,具體工作包括 3 個方面。

資源整合,在黃三角農高區落地建設新一代智慧農機中試研發平臺

2019 年 11月,經中國科學院批准,由中國科學院計算技術研究所牽頭,聯合中國科學院植物研究所、微電子研究所、瀋陽自動化研究所等 7 家院內單位聯合組建了中國科學院智慧農業機械裝備工程實驗室(以下簡稱“工程實驗室”)。經過多年的部署和研發,工程實驗室已經成功研發出國內首款智慧農機專用控制晶片、智慧網聯終端控制器、農機大數據平臺和無人駕駛技術等,率先提出並成功研製出全球第一台基於第三代技術體系的智慧農業裝備。目前,工程實驗室團隊在新一代智慧農業裝備領域處於國內領先、國際一流的水準。

為進一步促進我國新一代智慧農機的發展,工程實驗室聯合國家農機裝備創新中心、中國石油大學(華東)、電子科技大學等,以黃三角農高區為基地,組建了山東中科智慧農業機械裝備技術創新中心。目前,該中心已經完成第三代農機中試研發平臺的建設。針對第三代農機創新體系的關鍵技術,完成了智慧農業機器人應用開發平臺、智慧農機應用大數據平臺、超級基站農業傳輸網路應用開發平臺、智慧農耕設施監測應用平臺、超大馬力智慧農機研發平臺、農機具變數作業技術開發及驗證平臺、通導遙一體化的農業航空系統開發平臺、智慧農耕裝備生産過程檢測開發平臺、智慧農耕感知識別技術開發平臺和全程無人化作業示範應用開發平臺等十大關鍵技術平臺。

圍繞第三代超大馬力智慧網聯農機裝備建設中試組裝基地

我國的農機産業,既要破“重主機,輕部件”的困局,也要繼承“主機突破,零部件跟進”進而帶動産業整體創新發展的歷史經驗。因此,在完成第三代農機創新體系的核心技術和核心零部件佈局的同時,通過聚集國內的優勢科技力量,形成核心競爭力,包括提供第三代農機核心控制晶片、作業系統和電子控制單元(ECU)等核心零部件,徹底打破國外對農機相關領域的壟斷。項目團隊將聯合院內相關單位,圍繞超大馬力智慧網聯農機“鴻鵠”系列開展重大裝備攻關,在黃三角農高區突破超大馬力農機的複雜系統控制與系統整合難題,形成具備天地一體化網聯、智慧化作業、自主作業路徑規劃等功能的“全程無人化”系列農業裝備(圖 3)。 

打造以第三代農機為核心、數據為驅動的新型農業生産模式

30年前,我國的行動通訊領域形成了以巨龍通信、大唐電信、中興通訊、華為技術為代表的通信設備製造商,並依託三大電信運營商為主的産業格局。30 年過去了,行動通訊進入 5G 時代,以華為技術為代表的通信設備商和以中國移動、中國聯通、中國電信為代表的運營商繼續帶領中國的通信産業前進。同樣的情況也會發生在未來的農業生産領域。我們應當認識到,第三代農機創新體系未來商業模式的核心就是“服務”。因此,除了第三代農機裝備生産製造外,還應當依託農機裝備的“智慧網聯”能力,實現農機裝備的服務運營,打破目前依靠政府補貼銷售給農民農機的傳統模式。農機之外,涉及智慧化農業生産技術及智慧化服務,形成智慧化時代的新型農業生産模式變革。

為了實現全面“立體”的智慧化農業生産(圖4),本項目團隊將基於山東黃三角農高區提供的萬畝標準試驗田,按照第三代農機體系的標準,從“端、網、雲、數、用”5 個層面進行資訊技術與鹽鹼地農業生産相融合。在感知端,結合土壤、氣象、作物、畜牧生産的需要,構建以感測器技術為核心的末端數據採集系統。按照 50 畝為一個網格單元部署感測器終端,實現對整個農業生産過程的數字畫像。在通信網路,結合農業生産規模化的特點,提供藍芽、WiFi5G、衛星組合通信方式,實現空天地一體的立體通信,服務萬畝級場景的農業生産通信要求。在“雲”和“大數據”層面,圍繞鹽鹼地的農業生産構建大數據中心,並結合雲計算等技術手段進行數據分析與挖掘。通過每天約10 GB(視頻數據經處理後回傳)的農業生産數據的匯聚並實現萬畝標準示範田的數據綜合處理,形成鹽鹼地農業的生産經驗數字化。在應用方面,挖掘鹽鹼地農業生産數據的價值,反向控制耕、種、植保、收穫、烘乾、儲、運、深加工的第三代農業機械裝備的無人化運作。黃三角農高區以科技創新為己任,借助土地連方成片,具備規模化和智慧化作業的基礎和創新優勢,一旦形成 1 萬畝級鹽鹼地智慧農業應用示範的標準生産模式,就可以逐步向我國 5 億畝鹽鹼地複製推廣,推動第三代農機體系的成熟。

黃三角農高區鹽鹼地是第三代農機創新體系以及商業創新體系的試驗場。未來,以萬畝級的標準試驗田為模板,並結合我國複雜地形地貌、氣候及作物特徵,打造符合我國農業多元化特徵的統一商業模式。以第三代農機體系為支撐,以“中國科學院農業科技整體解決方案”為基礎,在全國範圍內實現一系列的萬畝級的樣本,將其打造成國家糧食的“穩定器”,保障“中國飯碗”裝“中國糧食”;並進一步為“一帶一路”沿線國家提供全套體系,踐行習近平總書記提出的“人類命運共同體”的偉大構想。

 

展望與建議

構建自主可控的第三代農機創新技術體系是改變我國農機産業長期落後局面的重要抓手,更是提升我國農業生産力水準的關鍵。圍繞“構建我國第三代農機的創新技術體系”這一核心目標,提出 3 個方面的建議。

(1)加強頂層設計。建議中國科學院針對該方向開展戰略研究,結合創新性國家的發展戰略,分別制定到 2025 年2035 年、2050 年的發展規劃,開展面向“一帶一路”沿線國家的農機産業應用推廣戰略研究。同時,與科學技術部、工業和資訊化部、國家發展和改革委員會、農業農村部、教育部等多個部委聯動,對技術體系、製造體系、産業體系、應用體系、人才體系進行融合頂層設計,為達成第三代農機創新體系這一目標優化資源配置。

(2)建立國家平臺。農機裝備的創新涉及基礎理論創新、關鍵技術創新、整合裝備創新、商業模式創新。因此,建議圍繞農機-農藝融合的複雜農機系統理論、不同土壤阻力模型下的農機動力學建模等基礎理論,建立模擬與倣真試驗場,並在國家重大基礎科技設施方面予以支援。同時,依託工程實驗室和籌備中的“中國科學院未來農業科技創新與産業化聯盟”,爭取在“十四五”期間建成“智慧農機國家技術創新中心”。

(3)支援模式探索。建立融技術、産業、資金、科研、政策于一體,互相支撐的農機創新體系,明確各類主體在農機創新體系中的定位和任務。爭取在中國科學院內以此為目標設立戰略性先導科技專項支援,形成中國科學院的農業科技系統解決方案,並以此為基礎孵化龍頭企業,打造出與農機大國、強國相匹配的世界級農機龍頭企業和一批核心關鍵技術細分領域的隱形冠軍。(孫凝暉,中國工程院院士,中國科學院計算技術研究所所長、研究員、博士生導師;張玉成,中國科學院智慧農業機械裝備工程實驗室高級工程師、北京中科晶上科技有限公司副總經理;石晶林,中國科學院計算技術研究所。《中國科學院院刊》供稿 )

 

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