智慧農(nóng)業(yè),塑造農(nóng)機新未來(下)
智慧農(nóng)業(yè),塑造農(nóng)機新未來(下)
對于智慧農(nóng)業(yè),其實一直沒有比較精確的定義,但可以確定的是,智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展到一定程度后,逐步出現(xiàn)的概念,代表著更高級別的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平,體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中的各個方面。智慧農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),有著截然不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運營方式,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要靠生產(chǎn)者親力親為,信息溝通不暢導致很多問題產(chǎn)生,但智慧農(nóng)業(yè)集合了多種現(xiàn)代科學技術的運用,并且連接了農(nóng)業(yè)的全過程,從生產(chǎn)過程到后續(xù)管理最終流向市場,全程均有高科技保駕護航,能夠較為精確的定位各個階段所需要的數(shù)據(jù),能夠快速做出相應舉措以應對產(chǎn)生的問題,突破了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的局限性,可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收入、農(nóng)產(chǎn)品提質、農(nóng)作物食品安全更可靠、農(nóng)產(chǎn)品市場更廣闊等一系列效果,為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)提供了條件。
智慧農(nóng)業(yè)的相關技術,與農(nóng)機相結合,催生出了智能化農(nóng)機。智能化農(nóng)機的突出特點,就是無人操作、智能決策。近兩年,我國無人化、智能農(nóng)機創(chuàng)新產(chǎn)品相繼面市。“東方紅”、“歐豹”無人駕駛拖拉機、“谷神”無人駕駛聯(lián)合收割機已開展試驗和作業(yè)示范,還實現(xiàn)了收割機與運糧車的主從導航無人駕駛;“豐疆”高速無人駕駛插秧機實現(xiàn)了水田原地掉頭對行、秧盤自動提升等功能,已在多地投入水稻插秧生產(chǎn)實踐。黑龍江、新疆維吾爾自治區(qū)、江蘇、山東等多個糧棉主產(chǎn)省份相繼開展了全過程無人化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)試驗。以新疆維吾爾自治區(qū)生產(chǎn)建設兵團為例,其數(shù)字農(nóng)業(yè)試點建設項目已經(jīng)形成了棉花耕、種、管、收全程數(shù)字化生產(chǎn)管理模式,應用農(nóng)機自動駕駛裝備和無人化農(nóng)機取得了顯著效果,降低了農(nóng)機作業(yè)駕駛難度和勞動強度,提升了作業(yè)效率,即使是新手駕駛員也能和老機手一樣作業(yè)又快又好。當?shù)孛藁ǚN植全部使用衛(wèi)星導航自動駕駛技術,在夜間或能見度較差的天氣作業(yè)也可做到準確對行,整個作業(yè)季每臺機具較手動駕駛平均多播種1000畝,原先人工駕駛播種10行的地塊采用自動駕駛可播種11行,土地利用率可提高0.5%-2.5%,棉花精準施肥能夠節(jié)肥15%、單產(chǎn)增加5%左右。
目前,應用已經(jīng)較為成熟、且推廣面積較大的是植保無人飛機和搭載有農(nóng)業(yè)用北斗導航終端的農(nóng)機。加裝了農(nóng)業(yè)用北斗終端的農(nóng)機,可以實現(xiàn)農(nóng)機具信息化管理、人工輔助自動駕駛、作業(yè)質量監(jiān)控、作業(yè)面積快速統(tǒng)計、作業(yè)收入統(tǒng)計等各種功能,可以有效提高作業(yè)質量,提高農(nóng)機管理效率,降低操作人員勞動強度;同時,通過定位模塊,實施跟蹤農(nóng)機經(jīng)緯度和農(nóng)機作業(yè)數(shù)據(jù),可以讓主管部門及時掌握,農(nóng)機作業(yè)進度,如麥收進度、秋收進度、播種進度等,以便更高效地進行農(nóng)機調度。
農(nóng)業(yè)用北斗終端:市場培育完成,開始“大爆發(fā)”
農(nóng)業(yè)用北斗終端,自2013年作為試點產(chǎn)品,被納入農(nóng)機購置補貼政策后,就駛入了市場培育的快車道。2020年,市場出現(xiàn)第一次大爆發(fā):農(nóng)業(yè)用北斗終端公示銷售40460臺,實現(xiàn)銷售額近18億元。市場的爆發(fā),是“雙增加”的結果,也即用戶需求增加和廠商供給增加。2020年,有公示銷售記錄的生產(chǎn)企業(yè)有47家,比2019年增加了18家;經(jīng)銷商企業(yè)有2013家,基本是2019年的4倍。面對農(nóng)業(yè)用北斗終端市場如此火爆的場面,若要了解目前市場上的產(chǎn)品都有哪些類型,各自的特點如何,又有哪些代表品牌?那就需要對這四萬多臺的產(chǎn)品銷量做個詳細分析。
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目前,市場上的農(nóng)業(yè)用北斗終端,主要可分成兩大類,一是具有監(jiān)控作用的農(nóng)機機載終端設備,另一種是具有輔助駕駛功能的農(nóng)機自動導航設備。從2020農(nóng)機購置補貼公示數(shù)據(jù)來看,農(nóng)機自動導航設備占比達86%。
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農(nóng)機機載終端:小設備,大能耐
農(nóng)機機載終端設備,是基于衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)提供精確位置信息的產(chǎn)品,通過對位置數(shù)據(jù)的計算,可以實現(xiàn)作業(yè)狀態(tài)監(jiān)控、作業(yè)面積統(tǒng)計、作業(yè)軌跡繪制等功能;通過加裝攝像裝置,并設置相應參數(shù),還可以實現(xiàn)農(nóng)機作業(yè)質量監(jiān)控,如農(nóng)機深松作業(yè)監(jiān)控、農(nóng)機播種監(jiān)控等;機載終端設備的延展功能,還可以實現(xiàn)其他功能,如農(nóng)機運行工況監(jiān)測。農(nóng)機機載終端設備,價格相對較低,但對購機用戶來說是“小成本大能耐”,相當于為農(nóng)機增加了一個“大腦”:對自購機的機手來說,設備可以自動統(tǒng)計作業(yè)面積,省了人工測量面積的麻煩;設備本身的精準定位功能,在農(nóng)機需要維修時,可以讓維修人員快速找到故障機器,大大縮減維修等待時間。對購機的合作社、農(nóng)機大戶來說,可以實時掌握農(nóng)機的位置、作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)量等信息,確定農(nóng)機是否得到了高效使用。農(nóng)機機載終端設備領域,目前既有本來就從事農(nóng)機自動導航設備生產(chǎn)的企業(yè),如黑龍江惠達科技;也有深耕、服務農(nóng)機行業(yè)十多年,為農(nóng)機行業(yè)開發(fā)、建設了全國農(nóng)機作業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的軟件開發(fā)型公司,如大田科技。
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下面對就以北京金色大田生產(chǎn)的農(nóng)機機載終端產(chǎn)品,對機載終端的功能,做下詳細介紹。
精準定位:采用厘米級RTK差分算法,定位精度從誤差<2m,提高到<25cm,使得監(jiān)控終端的定位數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)更加精準,為后期面積計算提供了非常優(yōu)質的軌跡數(shù)據(jù)。?
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作業(yè)面積統(tǒng)計:在系統(tǒng)的AI算法上,采用幅寬面積計算法、作業(yè)軌跡投射圖形法、作 業(yè)軌跡中心輻射輪廓法來不斷提升面積計算的精度,通過三種算法在不同情況下的互相校正,提供計算精度更高的計算結果,從而做到作業(yè)面積的精準監(jiān)測。
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設備分布、設備定位:通過配套系統(tǒng)后臺,可以實時跟蹤農(nóng)機經(jīng)緯度和農(nóng)機運行數(shù)據(jù)。監(jiān)控農(nóng)機運行安全;了解農(nóng)機是否在指定區(qū)域作業(yè);提供精準導航地點;快速到達維修地點。
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運行軌跡回放:配套系統(tǒng)服務平臺記錄農(nóng)機運行海量軌跡點,通過大數(shù)據(jù)計算形成農(nóng)機運行軌跡?路線。掌握農(nóng)機歷史運行情況;統(tǒng)計農(nóng)機運行時長、運行里程,統(tǒng)計農(nóng)機作業(yè)效率。
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作業(yè)面積統(tǒng)計:根據(jù)作業(yè)狀態(tài)準確計算作業(yè)面積,從而實現(xiàn)機手實時檢查作業(yè)數(shù)據(jù),實現(xiàn)作業(yè)補貼的有效監(jiān)管。
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作業(yè)收入分析:根據(jù)機具的作業(yè)面積,并結合每類作業(yè)的市場價格,計算出每臺設備的預計?收入。統(tǒng)計出用戶預計收入、用戶投資回報周期、機具的平均收益、地區(qū)平均收益,形成產(chǎn)?品盈利能力、用戶的收入滿意度、產(chǎn)品投放和市場開拓策略報告。
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農(nóng)機自動導航設備,市場培育完成,爆發(fā)之勢銳不可當
農(nóng)機自動導航設備,同樣是基于衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)提供精確位置信息的產(chǎn)品,利用設備中的控制模塊對農(nóng)業(yè)機械進行精確控制,以確保農(nóng)機按預定路線精確作業(yè),可以有效地提高勞動生產(chǎn)率、降低勞動強度、延長作業(yè)時間及提高土地產(chǎn)出率。
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國內農(nóng)機自動導航設備,最初由約翰迪爾、凱斯紐荷蘭、克拉斯等跨國公司以整機的形式引入國內,由跨國公司完成了國內市場啟蒙。農(nóng)機購置補貼政策的加碼,加快了農(nóng)機自動導航設備市場的培育。從農(nóng)機購置補貼公示銷量來看,2020年有補貼公示銷量的農(nóng)機自動導航生產(chǎn)企業(yè),共有42家,銷量領先的頭部企業(yè),既有入行較早的老牌企業(yè),如上海聯(lián)適導航、合眾思壯、黑龍江惠達科技等,也有豐疆智能這樣迅速上升的后起之秀。
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農(nóng)機自動導航設備,又可以分成液壓轉向式和電動方向盤式。液壓轉向式,采用的是以電液比例閥驅動轉向輪的液壓方案,由天線、ECU控制器、數(shù)據(jù)處理器、角度傳感器、液壓閥、管線等部件組成。電動方向盤式,采用的是電機帶動方向盤模擬人工駕駛的電動方向盤方案,由天線、導航模塊、數(shù)據(jù)處理器、角度傳感器、電動方向盤及線路等部件組成。雖說,從農(nóng)機購置補貼公示數(shù)據(jù)來看,電動方向盤的農(nóng)機自動導航設備占據(jù)絕對主流的市場地位,但并不能絕對地說電動方向盤強于液壓轉向。這主要是因為農(nóng)機購置補貼公示數(shù)據(jù),展示的農(nóng)機自動導航設備的后裝市場銷量數(shù)據(jù),畢竟對于后裝市場來說,液壓方案改裝過程復雜,而電動方向盤改裝相對簡單。因此,液壓轉向式一般用于農(nóng)機生產(chǎn)廠商的前裝或者說預裝,而電動方向盤式則更多是應用于農(nóng)機后裝或者說是后市場改造。從后期使用來看,液壓轉向式有利于長期運行,維修保養(yǎng)簡單;而電動方向盤式因其電機功耗大,對電瓶壽命、方向盤安裝軸有一定影響,畢竟農(nóng)機原裝方向盤安裝軸的承載設計是有載荷范圍的。從作業(yè)精度來看,兩種類型僅僅是執(zhí)行機構上的區(qū)分,在車況一致、規(guī)劃算法固定的情況下,作業(yè)精度是沒有差別的。
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2020年自動導航設備銷量,實現(xiàn)銷量34028臺,是2019年銷量的5倍,有效滿足著用戶的新需求,體量不斷增大。自2013年,自動導航系統(tǒng)被部分地區(qū)納入農(nóng)機購置補貼范圍后,經(jīng)過多年的市場培養(yǎng),自動導航設備在新疆維吾爾自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)生產(chǎn)建設兵團、黑龍江農(nóng)墾等地逐步受到用戶認可,雖然2020年銷量有爆發(fā)式增長,但銷量明顯低于這些地區(qū)大馬力拖拉機、大型收割機的銷量,再把這些地區(qū)已有的大型農(nóng)機考慮在內,可以發(fā)現(xiàn)自動導航設備在前裝市場和后裝市場方面,都還有相當可觀的市場上升空間。從2021年上半年的農(nóng)機市場來,日趨飽和的傳統(tǒng)農(nóng)機產(chǎn)品正在進入質量升級換代發(fā)展階段,市場趨緩已成定局,高端化、智能化、大型化正成為農(nóng)機市場的一股浪潮。其中,自動導航設備,作為推動傳統(tǒng)農(nóng)機轉型為智能農(nóng)機的重要設備,市場表現(xiàn)極為亮眼。2020年,自動導航補貼消費市場規(guī)模已達17.39億元,2021年市場規(guī)模將輕松突破20億元。自動導航設備市場爆發(fā)之勢,銳不可當。
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自農(nóng)業(yè)用北斗終端被納入農(nóng)機購置補貼范圍以來,累計銷量不足7萬套,而近5年,大中型輪式拖拉機已銷售158萬余臺,若是再把收獲機械、打藥機、插秧機等其他機械計算在內,可以看出農(nóng)業(yè)用北斗終端設備的后裝市場還有很大很大。同樣,前裝市場也大有可為,畢竟我國是農(nóng)業(yè)大國,輪式拖拉機保持著一年二三十萬臺,收割機一年10多萬臺,插秧機六七萬臺的更新增長量。
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