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浅谈我国农业机械化的现状及发展趋势全文如下:
摘 要:进入到新世纪以来,随着我国市场经济水平的迅速提升,我国的各行各业都取得了非常快速的发展,农业机械化是我国农村社会经济和农业现代化发展的重要标志,而在我国科学技术水平和计算机技术快速发展的背景下,我国农业机械化的发展也是十分迅速的,然而,我国农村经济的发展情况、农机工业水平、农业经营规模以及农业机械的智能化情况等因素对其都是有着重要的影响的,所以,在我国农业机械化发展过程中,还是暴露出了诸多的问题,仍然需要我们详细的研究并制定妥善的处理对策,这样才能促进我国农业机械化的健康发展。本文便对我国农业机械化的发展现状以及我国农业机械化发展的策略和趋势两个方面的内容进行了分析,从而详细的论述了我国农业机械化的发展工作。
关键词:农业机械化,发展现状,策略和趋势.
1 我国农业机械化的发展现状.
1.1 发展过程中所取得的成果.
现阶段,我国在研发、设计、制造、销售以及服务等多个方面都建立了完善的农机工业体系,农机产品的服务对象也几乎涵盖了我国的整个农业领域,如畜牧业、林业、渔业和副业等。我国的小型农业机械产品生产起步的时间较早,质量优异并且成本较低,在近些年来不断的发展和研究过程中,产品种类日益齐全,并且生产能力逐步扩大,性价比也能够很好的满足我国农民的支付能力和使用水平。截止到现阶段,我国能生产出 15 个大类、近 100 个小类、超过 3000 多个品种的农机产品,这些产品在非洲以及东南亚等市场所占的比重很大。
1.2 发展过程中暴露的问题.
(1)不同区域之间农业机械化水平的发展差异大。
我国农业机械化的发展情况与发达国家农业机械化发展的特点是有着明显的差异的,这也是导致各地农业机械化水平差异较大的根本原因。我国是一个幅员辽阔的国家,各地的天气条件和地理条件差异很大,有的地区农村劳动力过剩,也有的地区土地十分匮乏,再加上农村的人均收入较低等因素的限制,就导致了在我国农业机械化发展过程中的不同区域的发展特点是有着明显区别的。通过所统计的数据我们发现,我国东部地区的耕地面积占比约为 30%,而农机拥有量却超过了总体的一半以上,西部地区的耕地面积占比为24%,农机拥有量的占比却不足15%。
(2)农业机械门类品种上有一定的缺陷。
在不同的生产环节和不同作物上,我国农业机械化的水平也是有着很大的差距的,我国水稻的种植面积和产量有着明显的降低的趋势,主要原因就是我国水稻机械化的水平明显落后和南方的部分土地存在抛荒的现象,棉花目前还没有机械化的能力,而玉米在少数地区也还是刚刚起步的阶段,一些节种节肥节水性能较好的机具普遍都存在着水平低、数量少的问题,所以始终都无法大面积的推广使用。另外,由于我国农机产品还存在着短缺和过剩并存的问题,这也严重影响了我国农机产品的工作效率及其所带来的经济效益。
(3)农业机械使用中的问题。
农民之所以愿意购买农业机械产品,就是要在省时省力的同时获取更大的经济效益,而在我国的很多地区的农民的经济条件不允许他们购买农业机械,或是他们用不好这些产品,这也就制约了农机水平的提高。具体表现为:一是买不起,我国农田机械产品的价格基本都在 1-10 万元之间,最小型的产品也在 5000元左右,即使各地都出台了购买农机产品的补贴政策,但补贴的力度较小,对于普通的农民来说,价格还是无法承受的;二是不会用,在农民购买了这些产品后,各地的农机管理部门对于农机具的引进、推广以及使用技术的培训等工作都还无法有效、顺畅的开展,所以很多农民都不能很好的使用这些农机产品;三是效益差,因为农民的文化素质较低,所以在他们使用农机产品的过程中经常会遇到问题,设备也容易出现故障,也没有形成完善的农机作业市场,很多农机具都处于闲置的状态,无法发挥出农机产品应有的经济效益,这也就降低了农民购买和使用农机产品的积极性。
2 我国农业机械化发展的策略和趋势.
2.1 我国农业机械化的发展策略.
首先,我国的农业机械发展应更加重视对高科技的投入和应用,我国的农业机械装备技术应与信息技术、仪器与控制技术、现代液压技术以及现代微电子技术等先进的科学技术有机的融合,同时应该向着机电一体化和智能化的方向快速发展了;其次,当前我国应继续研发和生产与我国农业生产的实际特点相适应的农业技术设备,认真分析和研究我国农业的生产规模、农业资源、经济实力以及农艺制度等现状,结合我国农业生产的自身特点,从而发展出与之更加相适应的农业技术设备;最后,应逐步提高农业装备产品的质量,提升自身的市场竞争力。
生产农业装备产品的企业应建立一套完善的产品质量保证和质量管理的体系,提高农机产品使用过程中的安全性、可操作性和舒适性,进一步的改善使用人员的作业条件,从而提升自身的市场竞争力。
2.2 我国农业机械化技术的发展趋势.
智能化以及自动化将是我国社会农业发展的必然趋势,这也是我国发展高效节约农业的最重要措施。
(1)应用农业传感器技术。
要想真正的实现农业机械的自动化控制,首先我们必须能够实时的监测农业装备的工作状态,发现问题及时改善,其次就是要能够准确的评价农产品的生物学的活动和性状,所以应用农业专用的传感器技术就显得尤为关键了。现阶段,农业传感器的应用效果还是比较理想的,采用谷物湿度传感器谷物的湿度进行实时的监控;采用温度传感器能够准确的测量粮食烘干和储存过程中的实时温度等等。
(2)计算机技术和电子技术的应用。
在农业机械装备中应用计算机技术和电子技术,将进一步的促进我国农业机械化技术的发展,小型化、微型化的芯片的出现也为农机产品实现完全的智能化和自动化提供了可能,比如说在农机装备上安装电子监控装置,这样农民就可以实时的掌握装备的工作状态,出现故障时可以即使的进行调整,提高作业的质量。我国电子设备的性能越来越完善,农业装备也能够更好的适应灰尘、潮湿以及噪音等不利的环境,其可靠性和耐久性也得到了显著的提升。
(3)农用机器人技术。
作为机电一体化的实例,农用机器人集合了人工智能、自动控制以及机械电子计算机等多种高新技术,农业的作业对象和环境的复杂多变性对农用机器人提出了很高的要求,虽然现阶段农用机器人技术还存在着一定的问题,但是随着计算机智能技术的不断发展,这项技术也将越来越完善。
(4)建立更加精确的农业体系。
这一内容的核心思想就是要及时的获取农作物的产品并掌握影响生物生长的环境因素的有关信息,分析研究其原因,从而制定出经济上有效并且技术上可行的改善措施,根据实际的需要进行调控,主要的支持技术有智能化农业机械技术、决策支持系统、3S技术以及信息采集和处理技术等。在我国工业上人工智能技术和计算机网络技术应用已经越来越广泛了,所以,在我国的农业机械装备上应用人工智能技术和信息技术也将是农业现代化发展的必然趋势。
3 结束语.
通过以上的论述,我们对我国农业机械化的发展现状以及我国农业机械化发展的策略和趋势了两个方面的内容进行了详细的分析和讨论。新世纪随着我国科学技术水平的快速发展,我国的农业要想真正的实现可持续发展这一策略,现代农业装备技术也应体现出多学科综合和交叉这一特色,随着世界人口的持续增加以及城镇居民生活水平和生活质量的不断提高,我国农业机械化也必将向着更高的水平快速发展。
参考文献.
[1]王晓燕.浅谈农业机械自动化的发展现状与推进模式[J].中国农业大学学报,2000.
[2]耿端阳.浅谈农机发展的出路在于智能化和自动化[J].中国农机化,2003.
[3]杨敏丽.关于我国农业机械化发展趋势的思考[J].中国农机化,2005.
关键词:农业机械;智能化设计技术;发展现状
引言
自动化控制技术在农业机械设计方面发挥着重要作用,因为农业机械的运作环境以及设计都较为复杂,单单凭借着传感系统以及控制系统并不能实现生产的高效化,所以需要加大研发力度,针对其信息实现更高效地收集、整合、处理。在这一条件下,智能化的农业机械便由此而生,智能化农业机械能够实现针对传感器反馈信号的智能化处理,同时和控制系统与操作人员完成信息的交互,进而保证机械作业的可靠性和效率性。
1农业机械智能化设计技术发展
1.1农业机械的模块化设计
模块化设计指的是在分析产品功能性的条件下设计的一系列功能模块,而这些模块的结合则能够组成各种类型的产品供客户选择。农业机械通常较为复杂,并且模块常常无法充分适应,所以时常无法发挥模块化设计的优点。所以,对于农业机械的模块化设计需要针对模块的划分、优化和评价几个方面开展。
1.1.1模块的划分。如今常见的划分手段有聚类式及启发式等,启发式结合工程适用背景来建立数学规划模型,利用相应的算法来获得模块划分的最优解。聚类式通过矩阵和网络的设计来表现产品元素拓扑关系,同时根据聚类算法来计算其中零件的成组模块区分,最主要的方式有两点,一种是以DSM聚类作为基础的模块划分方法,另一种则是以图论作为基础的模块划分方法。启发式的划分方法较为容易得出局部最优解,而聚类法则较为复杂,一些较为复杂的产品则并不适用。结合模块划分标准可以将模块划分手段分成以产品功能性、结构、生命周期三个层面的模块划分方法。
1.1.2模块的优化及评价。产品的模块化划分较为灵活,而模块化方案的不同,模块度也会存在一定差异。根据模块的系统和属性等层面来探讨模块化产品的优化问题,找出影响产品优化的因素,构建系统成本结构,重点改善系统的运作成本。而农业机械中应用模块化设计则需要注意两个层面的问题:其一,农业机械组件和功能性一般会存在一定的异质性,同时组件间的耦合强度普遍较高。所以,在实现模块划分过程中,需要重点关注其异质性,对组件进行同质化约简。而且,因为农业机械组件较为复杂,所以需要进一步考量产品生命周期的影响;其二,需要结合客户的要求和设计知识支撑的系统模块参数设计问题。模块化的设计需要有一个较为完备的应用体系,不但要做到模块划分,而且还要设计好模块主参数[1]。
1.2计算机辅助建模
目前,CAD计算机辅助系统用作建模中,主要有PTCCreo参数化建模技术等,在农机产品数字化设计中有着普遍的应用。一般的产品模型数据与标准并不能有效地支撑几何构造历史等设计理念的传递,而通过以历史作为基础的参数化建模手段则能够利用宏命令来实现CAD模型的交换。CAD建模需要利用设计知识来实现智能化的设计,而设计知识与计算机建模的结合,则能够进一步保证模型的适用性。CAD模型的设计知识分为尺寸、标准、材料特征等几个层面的隐性知识。以NISTCPM作为基础的面向并行工程的设计数据库表示模型则将知识描述为三个层面,提出以知识为基础的参数化设计系统。这类系统通过运用KBE技术把AGMA标准结合在了直齿圆柱齿轮的CAD系统建模中。基于Web技术的CAD建模系统则能够更加快速地产生CAD模型以及CNC代码,形成一种CAD参数通用模型,利用嵌入式工程概念以及专家知识和设计标准编程与原型软件包结合的方式来创建CDM模型,实现产品的自动化开发。
1.3虚拟仿真
1.3.1农业机械中虚拟仿真技术的运用。结合生物技术及农艺技术,是集结先进制造技术和智能控制技术以及新材料的先进手段。农业机械仿真涉及到了农业科学、机械学、控制学等多个学科领域,目前仿真工具虽然能够化解多数仿真问题,不过若想进一步满足农业机械较为繁杂且多物理耦合的要求则需要根据各个农业机械领域的仿真进行分析。
1.3.2虚拟现实技术的应用。VR技术的推广也为农业机械设计带来了影响,针对一些结构繁杂,设计起来难度较大的大型农业机械来说,通过VR技术能够针对其外观、功能性、结构等完成建模,并通过虚拟现实技术来实现虚拟作业,对产品的功能性以及设计方案进行评价,并实现人与农业机械的灵活交互。现阶段,VR技术在农业机械中的运用已经成为了各界所广泛关注的话题,而这一技术的应用也有着显著的成效,主要应用于虚拟装配以及虚拟试验中。其一,虚拟装配技术。和一般的装配技术对比,虚拟装配通过VA能够在沉浸式的条件下实现农业机械的装配,并在产品装配的方向上来确定其可装配性,并设计装配方案。尤其是一些较为复杂的装配工作,VA技术拥有着显著的优势。由于VA技术的推广,国内外都针对虚拟装配技术的装配建模以及装配流程设计等进行了深入的研究;其二,虚拟试验。利用VR技术完成农业机械的虚拟试验不但可以确定产品性能的预测,而且还可以为操作人员了解农业机械提供条件。VR技术在农业机械虚拟试验中的应用尚不够成熟,而通过VR技术开发的非道路车辆虚拟样机系统则能够完成模拟驾驶的目标,通过这一手段可以还实现驾驶控制系统的评测。
2农业机械智能化设计的发展展望
2.1将客户需要作为方向的个性化设计
对于农业机械来说,客户的要求和选择是多样化的,也是层次化的。利用大数据技术来收集并整理客户信息,分析客户的需求和偏好,研究农业机械的使用、管理、客户要求三者之间的联系性,构建用户需求模型。除此之外,重点分析客户要求以及产品设计间的转化方式,比如人工智能算法以及AD理论等,实现客户域到功能和结构域的联系性表现,进而设计出更加科学且高性能的农业机械,以此来达到客户们多样化的要求。
2.2农业机械设计基础数据和互作机理
促进农业发展,保证粮食安全是农业机械的发展目标,而针对农业机械设计数据缺乏,以及产品质量不足等现象,通过土壤—机械—作物系统的规律,以及相关装置技术的研究,重点分析构建基于网络化的农田土壤力学参数和农业机械物理特性指标、农业机械荷载及结构力学、工程材料和农业机械通用组件数字化设计数据库等,以此来为农业机械智能化的设计基于支持。
2.3将知识重用作为动力的建模技术
以农业机械生命周期为角度,做到多系统、多层面、多环节的数据共享以及知识重用所需集成的产品建模至关重要,目前常见的建模技术有本体建模和MBD技术建模等,在航天、船舶中都有着普遍的应用,能够有效提高智能化设计和智能化生产的契合程度,特别是MBD技术,有效改善了农业机械产品的生产和研发模式,确保设计数据的可靠性,降低了针对其他信息的依赖性,促进了产品设计、产品加工与制造、产品销售的进一步交流。所以,农业机械生命周期视角下,开发农业机械产品TDP,以及拥有统一化设计理念的农业机械产品模型,利用知识重用和生命周期流程的集成,以及信息共享则是农业机械智能化设计未来主要的研发方向[2]。
关键词:机械工程;智能化;发展趋势 前言
我国科技不断进步与发展,机械工程智能化的应用越来越广泛,本文就其发展趋势展开了探讨。
2.机械工程智能化发展现状
由于我国目前的国情以及技术、信息等的限制,我国部分机械工程企业还未实现智能化发展,还是以传统的制造模式为主,但可喜的是,机械工程企业一直都在不断改革,借鉴国内外发展较好的机械工程企业的成功经验,在技术、管理、产业结构等各方面开拓创新,将智能化作为企业未来的发展目标。总之,未来的生产是智能化的集约生产,顾客的需求是智能化的服务和产品,因此,企业的生产和管理必须以智能化的发展方向为目标。
虽然目前还存在较多的困难和挑战,但我国机械工程行业的智能化发展趋势总体上是良好的。随着技术越来越成熟,不少企业在国家产业政策和信息技术高速发展的支持下,以市场需求为导向,不断调整产业结构,研发产品技术,将产品向科技化、智能化方向发展,中国机械工程行业一定能够克服当前的困难,走上科技、智能发展的轨道。
机械工程是现代社会生产和生活的基础,是将技术科学理论知识运用生产实践中的一门应用性工程。任何生产和生活活动都离不开机械,如农业机械、冶金和化工机械、食品加工机械、矿山机械设备等,各个工程领域的发展都需要机械工程提供必需要的设备,各个领域不断提高的需求促进了机械工程的发展,同时机械工程自身的发展,如技术创新和科技进步也能更好的满足各个工程领域的不断发展的需求。但不可否认的是,机械工程在提高人类物质文明和生活水平的同时,也对环境造成了很大的破坏,如废水、废弃、废物的污染;资源的大量消耗等。因此,机械工程的发展不能一味的以提高生产、生活效率为目标,而要寻求一条既不破坏环境也不影响生产生活的可持续发展道路。综合各方面的因素分析可以得出,智能化发展是机械工程未来的发展方向。
3.机械工程智能化的优势
3.1 生产能力和工作质量得以大幅提高
应用机械自动化生产出的产品在信息自动处理和控制方面有着突出的优点,其控制和检 测的灵敏度、精度和范围都有较大幅度提高,通过自动控制系统可以精确的保证机械的执行 机构按照设计的要求完成预定动作。
3.2 产品的安全性和可靠性更高
机械自动化产品一般都具有自动监视、报警。诊断和自动保护的功能,在工作的时候一 旦遇到过载、过压和短路等故障时能够采取自我保护的措施,有效保护操作者和设备的安全, 由此可见,使用机械制造及自动化技术对产品的安全性和可靠性有非常大的提升。
3.3 提高了产品科技含量,提升了产品的具体功能。
机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不 同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动 化产品的控制系统中,使产品更具科技含量。
3.4 提高了生产效率,降低了劳动强度
机械自动化产品的自动化程度较高,属于知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁 重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化和农业自动化及交 通自动化,另外,机械制造及自动化技术还有效提高了生产效率,降低了劳动强度。
4.机械工程的智能化的应用
4.1 机械工程企业的管理过程要向智能化发展
智能化管理是当今机械工程管理的重要思路,对机械工程企业的管理方式产生了重要的影响。它使得原有的交叉式、多层次管理方式转变成了阶梯模式的管理方式;使得原有的人力管理为主成为微机管理。通过智能化管理系统来进行机械工程企业的生产、销售等活动的检测,并积极跟进检测结果来进行修正,保证了企业管理的及时性和有效性,保证了管理信息的透明度,还极大的降低了人力资源的浪费,降低了人为因素对管理的负面影响。
科技技术的不断发展进步促进了当今社会管理模式的不断发展,智能化管理模式的不断推广,可以有效的提高机械工程企业对市场环境的检测,保证了决策的有效性,有利于规避存在的风险,保证企业的健康发展。
4.2 机械工程企业的设备要向智能化发展
随着科学技术的不断进步,智能化在机械设备中广为体现,机械设备都朝着自动化、智能化、科技化方向发展。机械设备的智能化可以有效提升管理智能化的进程,促进管理水平的提高。机械设备的智能化使得设备的参数可以及时有效的反馈到工作人员身边,保证了机械设备的有效运行,一旦出现故障,智能化系统可以进行警示并且做出相关的停机、断电反应,保证了设备以及生产安全。
4.3 科学技术的发展方向是智能化
科学技术的智能化是实现产品智能化、管理智能化、机械设备智能化的基础保障。科学技术智能化在当今的机械工程生产过程中广为应用,如微显微技术、远程控制技术、导航技术等。
机械工程在不同的生产领域其相关的产品、生产设备、生产技术要求也不一致,其相关的智能化发展模式、发展目的也不一致,这意味着不同领域的机械工程生产需求的智能化也是不一样的。在进行科学技术的智能化应用时,要根据行业特点和生产领域特点,适当的进行技术、设备的选用,保证智能化生产的有效性,保证机械工程智能化的顺利进行。
5.机械工程智能化的发展趋势
5.1 生产产品智能化
产品是促进企业进行正常经营活动与持续发展的基本,也是企业实现经济效益的手段,尤其是机械设备直接生产出来的产品,不仅要保证产品生产出来的质量,同时也要保证生产效率,满足市场及消费者的需求。智能化的生产方式不仅能保证机械设备生产的产品在质量上精益求精,还能兼顾提高生产效率。
5.2 管理方式的智能化
智能化管理方式在机械工程管理中的应用逐渐深入,势必会给机械工程企业所固有的管理方式造成冲击,促使企业管理方式发生变革,由原来交叉粗放的管理方式转变为细化到个人的管理模式,保证决策的实效性;由原来的人力管理转变为计算机系统管理。智能化的管理方式能确保机械工程企业的生产、销售、产品维护、市场开发等方面都得到及时的跟进与补充,实现一体化的服务模式,并且能给及时反馈运行的结果,方便后续的生产经营活动。智能化的管理方式,不仅能有效节约管理成本,还能有效提高管理的质量与效率。
5.3 机械工程设备的智能化
在现阶段,伴随着科学技术水平的不断突破创新,机器设备也在朝着智能化、自动化的方向发展。机械工程智能化不止是生产产品的智能化、管理方式的智能化,同时也是机械工程设备的智能化,这种智能化的机器生产能有效提高生产效率,还能协助设备管理人员对机器设备进行智能化的管理,降低管理成本,通过机器管理机器,达到智能化管理机器性能与运行状态的目的,如当机器在生产过程中发生故障时,监管设备就会发出警报,停止该问题设备的运转,保证机器不会发生二次故障的情况。
5.4 科技的智能化
科技智能化是实现生产产品智能化、管理方式智能化以及机械工程智能化的前提条件。科技智能化能广泛应用在机械工程生产的各个环节,如感应技术、联动控制技术、远程控制技术等。因此现代机械工程企业要密切关注科技发展趋势,紧跟科技发展步伐,与时俱进,将新型的科技应用到生产中。
6.结束语
只有加强对机械工程智能化的研究,才能完善该部分技术,掌握发展趋势,为我国机械工程更好的服务,该部分研究非常具有现实意义。
参考文献:
[1]彭海辉.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产,2013(3):166-168.
[2]王朝.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产,2012(3):16-18.
[3]高洁.机械工程智能化的发展趋势探讨[J].建筑遗产,2013(6):66-69.
关键词: 汽车电子技术 研究方向 发展趋势
1.概况
汽车电子技术是“机电结合”的技术,“机”的部分和“电”的部分要同步开发,相互之间的匹配技术非常复杂,技术上的开发难度比较大[1]。
近年来,汽车技术的创新80%来自于电子技术的应用。汽车设计工程师把汽车电子技术作为开发新车型、改善和提高汽车性能所采用的主要技术措施,汽车制造商把加快汽车电子化的进程、增加汽车电子装置的数量作为汽车的新卖点和夺取未来市场的重要手段。进入21世纪,汽车工业发达的国家,汽车电子技术主要用来解决汽车的节能、环保和安全问题;随着人们消费水平的提高,舒适和便捷的汽车电子装置也在高速增长。相对于发动机制造、机械传动等领域,中国在汽车电子方面与国际先进水平相比要更落后。
2.汽车电子的研究方向
通过近几年的研究,我们发现,对汽车电子技术的研究大体上有以下几个方向:电子控制系统的研究、混合动力车辆的研究、车载电子设备的研究和智能汽车的研究。
2.1电子控制系统的研究
随着汽车电子控制技术的发展,发达国家在汽车的各个系统中竞相采用电子控制装置。目前比较多见、成熟的汽车电子控制系统主要有发动机电子控制、底盘电子控制、车身电子控制、信息传递等。发动机电子控制包括燃油喷射控制、点火时间控制(ESA)、怠速控制(1SC)、排气再循环(EGR)、发动机爆震控制和其他相应的控制,以及自诊断系统、后备系统等。发动机电子控制能最大限度地提高发动机的动力性,改善发动机运转的经济性,同时尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量。它是电子控制技术在汽车上应用的主要部分。底盘电子控制包括自动变速器电子控制(ECT)、防抱死制动控制(ABS)、驱动防滑控制(ASR)、悬架系统控制、电子控制动力转向、4轮转向(4WS)控制、巡航控制(CCS)系统等。车身的电子控制包括车用空调控制、车辆信息显示、挡风玻璃刮水器的控制、灯光控制、汽车门锁控制、汽车车窗控制、电动坐椅控制、防撞与防盗安全系统等。汽车电子控制系统的应用不仅可以明显提高汽车发动机的效率、减少油耗,还可以提高汽车的性能,进一步降低成本。
2.2混合动力汽车的研究
所谓混合电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,简称HEV),是车上装有内燃机和电动机两种动力源[2]。将产生动力的部件与电能储存元件以不同的方式结合起来,可以形成不同类型的HEV。它较纯电动汽车有以下优点:可以最大限度地发挥内燃机汽车和纯电动汽车的双重优点;辅助动力单元(APU)的选用使汽车的续驶里程和动力性能可以达到内燃机汽车的水平;虽然内燃机会有排放产生,但由于其排量小,主要工作在最佳工况点附近,而大大减少了汽车变工况(特别是低速、怠速)时的排放,再由于可回收制动能量,可使混合动力汽车成为较低排放的节能汽车;在一些对汽车排放严格限制的地区(如商业区等),混合电动汽车可以关闭APU,由纯电力驱动,成为零排放的电动汽车。
2.3车载电子设备的研究
目前的车载电子设备包括:车载影音设备安全防盗、汽车通讯、汽车GPS导航设备与仪器、车载冰箱、倒车雷达等,但这并不是全部,例如最近投放市场的新技术――配光可变型前照灯(AFS),它是一种可以在行驶过程中根据道路状况进行自动照明的系统。研究表明车载电子设备领域将有更大的发展空间,近几年车载电子设备的普及速度可以用“惊人”来形容。
2.4汽车智能化技术的研究
智能汽车(Intelligent Vehicle,简称IV)是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它包括智能感知与预警系统、辅助驾驶系统、车辆自动驾驶系统等。汽车智能化系统集中地运用了计算机、人工智能与自动控制技术、现代传感技术、信息与通讯等技术,它是典型的高新技术的综合体,是目前各国重点发展的智能交通系统中重要的组成部分,也是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力[3]。
3.汽车电子技术的发展现状及未来发展趋势
近几年,汽车电子技术在电子控制系统、混合动力车辆、车载电子设备和智能汽车等方面的发展势头良好,逐年呈上升趋势,并带动了我国汽车电子技术的进一步发展。
就车载电子的发展来说,目前车载电子产业尚处在高速发展阶段,进军该产业的企业较少,但用户市场较为广泛,收益较多,且有较大发展空间,市场潜力巨大。车载电子还加入了对通讯的进一步要求,包括卫星导航、当地服务、远程诊断、紧急援助、安全气囊展开通知、互联网访问、移动电视和蓝牙,等等。其它应用还包括提高乘客的舒适性和娱乐性体验的诸多新产品。据悉,北美和欧洲将在所有的汽车中安装自动缴费和紧急援助系统。
汽车智能化技术是未来汽车电子的未来发展趋势。机器视觉技术、雷达技术、磁性导航技术、高精度数字地图和卫星导航技术是智能汽车的关键技术。
随着汽车电子技术的不断发展,与其技术相关的一些标准和协议也将进一步得到完善。BMW正在努力研制一种基于IP网络协议的汽车电子系统,其目的是要简化公交系统内部的通信联络方式。
此外,不论是汽车主动安全技术(aetive salty technology),还是汽车被动安全技术(passive safty technology),都对我国汽车电子技术的发展提出了新的挑战。尤其是主动安全技术,它可以避免人员及车辆的损伤,事后由于交通堵塞引起的间接经济损失[4]。目前已广泛采用的汽车主动安全技术主要有防抱死制动系统(ABS)、电子制动力分配装置(EBD)、驱动防滑系统(ASR)和车距报警装置等。研究显示,Bosch公司生产的电子稳定程序(ESP)技术,可以稳定车辆并降低打滑危险,减少50%的严重交通事故。
4.总结
随着电子信息技术的飞速发展,现代汽车技术与电子技术、智能化技术融合在一起,汽车已成为现代科技的载体和结晶。汽车电子化、智能化是当今汽车研究的重点,已经成为衡量各国汽车工业发展水平的重要标志。
除了大力发展汽车电子工业外,还应注重对人才的培养和新技术的引进,并着重于电控系统和电子电器设备模拟和数字电路等职业技能的实践、实训和创新能力的培养,突出电子技术的实用性和先进性,培养熟悉汽车电子电器、电控系统故障诊断和维修的高级应用型技术人才。
参考文献:
[1]程振彪.世界汽车电子化及其技术发展趋势[J].汽车情报,2008.3,(10):17-23.
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[3]黄珊珊.汽车电子与智能化技术的应用与发展趋势[J].农业装备与车辆工程,2008.5,(5):36-37.
关键词:农业机械;自动化控制;规范化;智能化
当今时代,农业生产是每个国家的重中之重,农业机械化的程度直接影响了一个国家的经济与未来,这是国计民生的头等大事。科学技术的快速发展使得自动化技术逐渐成为机械与电气合作开发的主流方向,现阶段逐步使用虚拟仪器代替过去的微处理器,促进了信息的沟通和交流。随着计算机技术、智能传感技术以及网络通信技术被广泛应用于各个领域之间,农业机械的发展也面向了自动化和信息化,这有别于传统的农业机械,结合了先进控制设备的农业机械已经不是简单的代替农业劳动力生产,而是向着更为先进的智能化和信息化方向发展。更加重视从产前到产后的全产业链中农业机械化水平的整体提高。如今,我国已经全面进入信息社会,农业机械信息化的发展关乎着每个人的生活,以现阶段农业机械发展为前提,传感器等电气控制元件在农业机械领域的应用也越来越广泛,这对播种与收获的精确定位和农业产品的品质分析,提供了更多的可能性以及广阔的发展空间,对于现代农业机械技术,在农作物的播种、生产、收获、贮藏与运输的过程中,多种多样的传感器可以发挥重要作用。因此,农业机械的自动化系统仍需进一步发展,向着更加完善的集成化、智能化方向积极探究。
1农机自动化发展现状
美国的农业机械化发展极其迅速。是目前世界上技术最发达的农机化国家之一,其研究水平也较为领先。近年来,美国开始广泛在农业机械上安装GPS系统来进行农业作业监控,并向着农业机械作业的精准化方向发展。日本如今的农机作业从耕种到收获也已经全面实现了自动化控制,并将自动化技术应用到了饲养业等方面。随着进一步研发,日本农业机械的研究比较注重大型高性能农业机械装备的发展。欧洲很多国家的农业生产以旱作物为主,这些国家在小麦、玉米等粮食作物的各个生产环节均已全部实现机械自动化,其中一部分农业机械还安装了GPS系统来进行更为精确的农业机械作业。近年来,欧洲农业机械市场趋向于饱和,更加广阔的农业机械现代化市场已在中国形成。
2自动控制农业应用的优点
(1)实时控制。由于农业机械自动控制系统设计和开发以电气控制为基础,信号传输的时间短,速度极快。由于信号处理及时和程序运行速度块,自动控制用于处理农业机械控制装置的安全防护。可以满足多种农业机械的实时控制和安全防护。(2)可靠性高。农业机械控制中所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离,使农业机械工作时的外部电路与控制器内部电路之间实现电气系统隔离。各输入端均采用合理的滤波器,并选择适合的滤波时间常数。控制系统的各模块均采用相应的屏蔽措施,以防止农业机械在恶劣的工作环境所造成的干扰,同时需要对电控元件进行严格筛选,选用耐用的传感器及开关电源等。(3)自我故障诊断。应用自动化控制的农业机械,多种传感器的使用,使得故障的检测变得更加容易,由于农业机械在恶劣工作环境下时常出现故障,这是得益于自动控制下农机具有良好的自诊断功能,在工作过程中农业机械的某个部件运转发生故障,则可在第一时间开启诊断,引发警报、自动运行停止或自我修复。同时科学技术的快速发展研发的高性能处理器和处理系统也保证了采取措施修复故障的有效性。(4)配置简单灵活。现阶段国际化的控制器及传感器技术发展成熟,I/O卡件种类丰富,国际大厂生产的自动控制元件及系统成熟且使用趋向于简单化,组合趋向于灵活化,针对于不同农业机械工作时自动控制工程的要求选择不同的现场信号,如脉冲或电位;开关量或模拟量;强电或弱电;电压或电流等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备等。自动化控制系统多采用模块化结构,为了适应各种农业机械控制的需要,除了某些单元式小型控制器之外,绝大多数的控制器均采用了模块化结构。控制器不同组件,例如CPU,电源,I/O等组件均采用模块化设计,由机架及电缆将不同模块连接起来,农机控制系统的功能和规模以不同的使用要求自行组合。(5)售后成本降低。自动控制系统的介入提升了农业机械的适应能力,降低了农机的故障率,提高了机械替代人工操作的效率,减轻了售后服务人员的的劳动强度,提高了生产作业效率。
3农业机械内部的自动控制技术
自动控制技术已经在发达国家的各种类型农业机械上广泛使用,例如在农业机械内部安装控制系统与电子监视应用等。如今,拖拉机等现代农业机械的自动化控制技术的发展趋势更加趋向于智能化以及网络化,分布式控制技术得到了长足的发展。对于一些大马力拖拉机、收获机械等现代农机装备来说,其系统中所涉及到的电子控制单元,是一个高度智能化的计算机控制终端系统,它具有非常独立的信息处理与控制的能力,并包含很多标准化的接口,这使得网络通信协议和控制局域网络等技术得以应用在农业机械领域。现阶段以大马力拖拉机为代表的各类农业机械上智能化自动控制单元的技术进步,这就需要在此情况下建立相对应的标准,以规范农机控制行业的发展,强化此领域控制技术的通用程度。例如:在大型收获类农业机械的驾驶室内安装适用于收获不同作物的通用型的智能显示屏幕,并通过双绞线或光纤电缆来组成控制数据的通信线路。它是基于电子控制单元总线技术的串行总线结构,针对收获机械不同工作要求的部件和对应的电子控制单元都可以设计成具有与总线相连接的标准接口,这样有利于保证农业机械内部的各个电子控制单元都能够实现与中央控制器及其显示部件之间的信息传递,并可以准确和及时的完成相关的控制。与此同时,收获机上所采用的标准化接口还可与其他同种类机械甚至不同农机进行数据交换,这对于农业机械技术的发展,尤其是农业机械控制技术及网络控制技术的发展非常有利。为了更好的保证农业机械在自动控制系统内部具有良好的兼容性和通用性,在农机行业内部建立可以通用的总线通信设计标准就很有必要,这就使得控制元件的采购、更换以及升级变得更加容易且成本更低,网络平台的介入,使得零件的使用趋向于优质化,且不需要考虑购买元件能否使用等问题。图1为大马力拖拉机自动控制系统的相关组件,通过GPS和控制系统可实现拖拉机在制定路径的自动行驶,还可在拖拉机连接部位装配喷药机,旋耕机等相关组件,控制喷药及旋耕的工作并监控作业效果。在发达国家的某些大型农场,农业机械作业时农场办公室计算机与移动作业机械间无线连接,这就建立了如图1类似的通过无线通信进行数据交换的管理信息系统。这就使得工作人员通过农场管理中心的计算机操作在田间作业的农业机械,并按照主观意图随时进行调整,同时对田间作业数据等资料可以进行远程调用和研究,并且直接保存到相应的数据库之中,供日后作业时参考,很大程度上提高了数据采集与分析的效率。
4农机自动化普及存在的问题
4.1自动化技术在农业机械领域受重视程度低
目前,我国的农业机械专业领域对农机自动化技术不够重视。虽然有很多厂家以及专业技术人员已经意识到了农机自动化技术对我国现代农业发展的重要作用和意义,但是现代化的自动化技术的应用到农业机械领域就要求得到农业网站以及农业气象部门等许多职能机构和政府相关部门的帮助,很多部门对于农机自动化技术在农业机械领域的应用还不够重视,没有进行过细致和深入的研究工作,这就使得农机自动化技术对我国现代农业的促进作用难以充分的发挥出来,这同时造成了我国目前与发达国家之间在农业机械自动化方面存在较大的差距。因此,提高农机自动化技术的认可度是目前需要亟待解决的问题。
4.2自动化技术在农业机械领域的技术资金投入少
农机自动化技术的普及需要大量的资金和设备做保障,对农业机械自动化的研究和投入相对于其他高新技术要少很多,农业机械自动化的发展需要配备大量研究型和技术型的高素质人才。从目前看来,我国目前在农业机械自动化方面的投入还相对不足,也就在一定程度上限制了农业机械自动化的研究和更深层次的探索。
4.3自动化技术在农业机械领域技术研究能力较弱
与世界发达国家比较,我国农业机械的发展较为缓慢,技术较为落后,信息化水平低,依托国际农机技术严重等问题在很大程度上制约了我国农业机械先进的自动化技术应用效率。农机自动化的相关标准也急需完善,近年来,农业机械技术研究的针对方向和我国位置区域有很大的关系。例如,大多数的农业机械只适合在平原地区使用,而对于我国丘陵或山地等复杂区域农业机械研究也相对较弱,适应能力较弱,没能全面发展。
5结束语