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河南温室大棚智能化发展方向

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智能化是以自动化为基础,由现代信息技术、现代管理技术、行业专用工艺技术汇集而成的应用集成。智能化是对自动化生产体系的升级,是具有决策判断能力、自适应和协作沟通能力的智慧作业系统。智能化的核心目标是通过设备全部替代人的操作,部分替代人的决策,在节省人力的同时,使操作更精准,使决策更科学。值得注意的是,温室大棚智能化与温室环境控制智能化不同,前者着眼于温室大棚整个生产过程,后者着眼于温室环境本身;与物联网在设施农业上的应用不同,前者重在作业与管理,后者重在对产出条件和产出品的全程跟踪和管理。与互联网 不同,前者重在组织的协同内控与执行,后者重在组织的开放与外部共享。

一、温室大棚发达国家的智能化历程与现状

温室大棚,温室智能,智能以荷兰和美国为例,都是温室大棚发达国家,两国的温室大棚产业发展模式不尽相同,但殊途同归,都走向了全面自动化(除部分采收环节外)和局部智能化的应用发展道路。在荷兰,从20世纪90年代起逐步推进温室大棚生产自动化,伴随着信息技术的发展,将之快速移植应用于温室大棚之中,于九十末年代形成了全面的自动化装备体系,建立了劳动力管理、能源管理、环境管理和系统资源管理体系,逐步实现了智能化。美国沿袭荷兰的路径,不同之处在于更为注重规模,注重大规模生产体系下的集约化组织方式,具体技术大致相同,但均以原创型的研究开发为主导。正是由于高度智能化的装备支撑,才使其在劳动力和生产资料成本企高的形势下,实现了温室大棚企业在高度市场化的产业竞争环境中的生存和发展。

以这两个国家为代表的温室大棚强国,智能化的普及应用经历了起步、关键节点突破和覆盖环节延伸三个阶段,除诸如采收等部分节点外,至今,在蔬菜和花卉两个主导品类方面,基本实现了栽培到交货上市的产业链全程自动化和关键环节智能化。荷兰温室智能化应用率超过90%。而在盆栽花卉领域,在各类作物的产后处理环节中,智能化率达100%。图1展示了荷兰一家盆花生产企业的全程智能化盆栽生产场景。

温室大棚,温室智能,智能化给温室大棚种植企业带来的效益是综合性的。一方面,因为智能装备的精准无误,使其栽培生产作业实现了可靠精准的管理,从而获得高产;另一方面,基于智能体系的决策,使其生产管理、经营管理都经过科学的逻辑判断,降低了误判率,从而获得持续的经营效益。

新常态下,设施农业种植者将面临更为复杂的竞争环境,政策的扶持趋于理性,通过良好的经营管理和极高的生产效率获得经济效益是国家对产业的期望,也是对每一个从业者和企业的现实要求。为此,传统的生产装备将逐渐无法支撑,因地置宜、因需而设的生产智能化将是重要的发展方向。

二、中国温室大棚智能化发展方向

温室大棚,温室智能,智能温室大棚机械化基础薄弱,与智能化相距甚远,应选择循序渐进的发展路径,从夯实基础,到重点突破,再达全程智能化的目标。

1,实现全程机械化是基础

与工业智能化的实现历程相仿,温室大棚机械化、自动化是智能化的基础条件。当前,应加速适应于各种类型温室设施的专用作业机械设备的开发,加强与工业等其他行业的技术交流,通过交流互通提高开发速度。不仅要开发推广适合日光温室和大棚耕整地温室设施专用设备的问题,而且要重视无土栽培为主的全程化栽培生产作业设备的全面推进。

突破关键环节的自动化是近阶段的重点就现阶段论,设施生产涉及到的全部环节中,不同环节的经济效率杠杆作用差异很大,差异源于劳动力的使用及人工作业对质量的影响。比如在育苗生产中,嫁接环节、移栽环节、穴盘播种环节使用劳动力密集,且作业水平对产品质量影响大,而包装环节和基质处理环节等所用人工较少。因此,应在调研、测算的基础上,选择从杠杆作用大的环节开始,率先解决关键环节自动化。

2,加强资源整合实现软件提升

在努力实现全程机械化和关键环节自动化的过程中,整合农艺栽培资源、装备技术资源、管理技术资源,选择管理水平高的育苗企业或龙头企业,以及具有一定基础的集群化日光温室或大棚生产基地,以总体标准化、局部定制化的手段开发顶层架构软件,通过积累,逐步奠定智能化的核心基础。

3,实现全程智能化

通过上述过程,以技术水平高、经济价值高的设施生产门类为突破口,率先实现某一生产类型的全程智能化,再根据产业总体发展水平,逐步覆盖规模较大的连栋温室,进而覆盖整个产业。

智能化是温室大棚产业发展的高级阶段,也是社会经济发展水平和科技能力作用于温室大棚产业的综合结果。河南温室大棚

产业虽然距离智能化的目标还很远,但软件与信息技术、自动化控制技术、机械装备等关键性支撑技术已然丰富,在其他领域应用广泛。选择适当路径,提供必要的政策支持,以效益提升为导向,温室大棚的全程智能化实现可期,对现代农业的提升推动作用也将更为显著。