說說農業(yè)4.0:由來、國外發(fā)展及中國發(fā)展建議與意見

      工業(yè)4.0緊鑼密鼓，在世界范圍內高歌猛進。得到工業(yè)4.0成果支撐的農業(yè)4.0，猶抱琵琶半遮面。但還是讓人們窺到春光乍泄的魅力，紛紛希望占得先機。對于一個全新的農業(yè)業(yè)態(tài)，筆者籍此與諸君共享。

      一、農業(yè)4.0的誕生

      記得2015年國家出臺了《中國制造2025》,提出了堅持"創(chuàng)新驅動、質量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本"的基本方針，堅持"市場主導、政府引導，立足當前、著眼長遠，整體推進、重點突破，自主發(fā)展、開放合作"的基本原則，通過"三步走"實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標:第一步，到2025年邁入制造強國行列;第二步，到2035年中國制造業(yè)整體達到世界制造強國陣營中等水平;第三步，到新中國成立一百年時，綜合實力進入世界制造強國前列。

      巧合的是,幾乎同時德國提出了工業(yè)4.0。這兩只率先被“吃”的螃蟹，成為當時轟動一時的世界新聞。

      "中國制造2025"是在新的國際國內環(huán)境下，中國政府立足于國際產業(yè)變革大勢，作出的全面提升中國制造業(yè)發(fā)展質量和水平的重大戰(zhàn)略部署。其根本目標在于改變中國制造業(yè)"大而不強"的局面，通過10年的努力，使中國邁入制造強國行列，為到2045年將中國建成具有全球引領和影響力的制造強國奠定堅實基礎。

      《中國制造2025》確立了我國五大戰(zhàn)略領域：

      制造業(yè)創(chuàng)新中心(工業(yè)技術研究基地)建設工程。重點推動行業(yè)轉型升級和新一代信息技術、智能制造、增材制造、新材料、生物醫(yī)藥等領域創(chuàng)新發(fā)展；

      智能制造工程。緊扣關鍵工序智能化、關鍵崗位機器人替代、生產過程智能優(yōu)化控制、供應鏈優(yōu)化，建設重點領域智能工廠/數(shù)字化車間。分類實施流程制造、離散制造、智能裝備和產品、新業(yè)態(tài)新模式、智能化管理、智能化服務等試點示范及應用推廣。建立智能制造標準體系和信息安全保障系統(tǒng)，搭建智能制造網絡系統(tǒng)平臺。

      工業(yè)強基工程。針對重大工程和重點裝備的關鍵技術和產品急需，支持優(yōu)勢企業(yè)開展政產學研用聯(lián)合攻關，突破關鍵基礎材料、核心基礎零部件的工程化、產業(yè)化瓶頸。強化平臺支撐，布局和組建一批"四基"研究中心，創(chuàng)建一批公共服務平臺，完善重點產業(yè)技術基礎體系。

      綠色制造工程，更加注重制造業(yè)的綠色化。

      高端裝備創(chuàng)新工程。開發(fā)一批標志性、帶動性強的重點產品和重大裝備，提升自主設計水平和系統(tǒng)集成能力，突破共性關鍵技術與工程化、產業(yè)化瓶頸，組織開展應用試點和示范，提高創(chuàng)新發(fā)展能力和國際競爭力，搶占競爭制高點。
      到2020年，上述領域實現(xiàn)自主研制及應用。到2025年，自主知識產權高端裝備市場占有率大幅提升，核心技術對外依存度明顯下降，基礎配套能力顯著增強，重要領域裝備達到國際領先水平。其中農機裝備重點發(fā)展糧、棉、油、糖等大宗糧食和戰(zhàn)略性經濟作物育、耕、種、管、收、運、貯等主要生產過程使用的先進農機裝備，加快發(fā)展大型拖拉機及其復式作業(yè)機具、大型高效聯(lián)合收割機等高端農業(yè)裝備及關鍵核心零部件。提高農機裝備信息收集、智能決策和精準作業(yè)能力，推進形成面向農業(yè)生產的信息化整體解決方案。

      二、農業(yè)4.0的核心

      近20年來，我國農業(yè)走過了三個發(fā)展階段：

      1、以人力和畜力為主的傳統(tǒng)農業(yè)（農業(yè)1.0）。農業(yè)生產主要靠人畜力來完成，農業(yè)成為體力勞動的代名詞。生產效率低，經濟效益差；

      2、廣泛應用雜交種和化肥、農藥的生物—化學農業(yè)（農業(yè)2.0）。雖然使用化肥提高了產量，但由于同時使用農藥，使農產品農藥殘留大增，對農業(yè)生態(tài)的破壞和人類健康的傷害成為世界關注的話題；

      3、以農業(yè)機械為生產工具的機械化農業(yè)（農業(yè)3.0）三大階段。農機大量應用雖然大大提高了勞動生產率，但也有污染環(huán)境、破壞土壤生產力等弊端。

      現(xiàn)在正在實施的農業(yè)4.0，以大（大數(shù)據(jù)）、物（物聯(lián)網）、移（移動互聯(lián)）、云（云計算）、鏈（區(qū)塊鏈）和智能裝備等生產要素應用為特征的智慧農業(yè)（農業(yè)4.0）階段。

      至此人們看到農業(yè)4.0的核心是農業(yè)裝備智能化。經過這些年艱苦卓絕的創(chuàng)新發(fā)展，農業(yè)裝備智能化有了長足的進展。無級變速大型拖拉機、精準變量復式作業(yè)機具、高效能聯(lián)合收獲機械、精量低污染大型自走式施藥機械、種子繁育與精細選別加工設備、健康養(yǎng)殖智能化裝備獲重大突破，應用于生產實踐。無級變速、電控技術、液壓驅動和動植物對象識別與監(jiān)控系統(tǒng)等為代表的關鍵零部件效能和可靠性得到較大提高。農業(yè)物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、5G與北斗定位導航系統(tǒng)，使農業(yè)4.0脅生雙翼，加速發(fā)展。農業(yè)生產的作業(yè)、服務、信息等多方位支持，使創(chuàng)制具有信息獲取、智能決策和精準作業(yè)能力的新一代農機裝備成為今后農業(yè)裝備主力。數(shù)字化、智能化、清潔生產、虛擬制造、網絡制造、并行制造、模塊化、快速資源重組技術的應用，使農業(yè)裝備產業(yè)發(fā)生了脫胎換骨式的提升。

      三、國內外農業(yè)4.0應用概況

      20世紀90年代中期，美國就將應用于海灣戰(zhàn)爭的衛(wèi)星導航系統(tǒng)安裝在農業(yè)機械上，從而領導美國農業(yè)機械在世界上率先走向高科技、高性能、智能化。全美20%的耕地、80%的大農場實現(xiàn)了大田生產全程智能化、數(shù)字化，平均每個農場約擁有50臺連接物聯(lián)網的設備，一個農民可以耕作2700畝土地。

      我國智能化高端農機雖然實現(xiàn)了從無到有，應用迅猛。盡管我國2012年農機產業(yè)就已問鼎全球第一，同時又是世界第一農機使用大國，卻遠非農機強國。突出表現(xiàn)在農業(yè)裝備的數(shù)字化、信息化、智能化尚處于起步階段，與歐美、以色列、日韓等發(fā)達國家和地區(qū)相比差距很大。但不到農機總體規(guī)模的10%，整體研發(fā)能力較弱、核心技術有待突破、關鍵零部件依靠進口、基礎材料和配套機具質量不過關等問題，成為影響智能農機發(fā)展的最大制約，已突破的一些前沿技術只限于局部點狀應用。雖然我國綜合農機化率達70%，但是，大田高端智能農機應用落后于發(fā)達國家約15年。在山區(qū)、丘陵地區(qū)農業(yè)生產中，存在“無好機用”“有機難用”等突出問題，農民感嘆“大型機械不能用，小型機械笨又傻（功能單一）”，農機“不夠聰明”成為制約全省農業(yè)現(xiàn)代化水平的關鍵因素。發(fā)展“聰明”的智能化農機，已成為農業(yè)機械化發(fā)展的新趨勢。

      四、農業(yè)4.0，我們如何發(fā)力

      習近平總書記曾指出：“要大力推進農業(yè)機械化、智能化，為農業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀。” 當前，我國農業(yè)科技貢獻率已達60%，而發(fā)達國家高達85%。差距就是發(fā)展?jié)摿Γl(fā)展農機智能化正逢其時。從政策層面看，近年來中央一號文件和各省區(qū)市均要求加快智能化農機研發(fā)、應用和推廣；從技術層面看，5G技術、衛(wèi)星導航技術、電液控制技術、作業(yè)監(jiān)測等現(xiàn)代農機裝備技術趨于成熟。為此，我們必須抓住機遇，順勢而為，加強農機智能化研發(fā)和落地應用，推進農業(yè)機械化全程全面發(fā)展，給農業(yè)插上科技創(chuàng)新的金翅膀，讓越來越多的農民挑上農業(yè)現(xiàn)代化的“金扁擔”。

      一是農機智能化是一項系統(tǒng)工程，需要各方努力，形成合力，抓住機遇，推動發(fā)展。抓住“十四五”規(guī)劃編制的時機，加快研究制定國家和省級層面的“十四五”智能農機發(fā)展規(guī)劃和相關專項計劃，以科學規(guī)劃引領農業(yè)機械化智能化發(fā)展。

      二是要統(tǒng)一規(guī)劃建設智能農機管理信息系統(tǒng)平臺，在大田作物、水產養(yǎng)殖、畜禽養(yǎng)殖、特色菌果茶菜和中藥材等領域，分類建設機械化智能化應用示范基地，尤其在糧食生產全程機械化示范縣中率先建設一批智能/無人農機“示范農場”。

      三是要加強財政、金融、人才支持。國家層面設立高端和智能農機裝備研發(fā)專項基金，持續(xù)推進基礎設施“宜機化”配套，發(fā)展與適度規(guī)模經營相適應的農機服務。國家和地方層面應成立智能農機專家智庫，加強相關裝備與技術研究、標準和規(guī)范制訂、技術培訓和指導、決策咨詢等工作，形成上下聯(lián)動、相互支持、協(xié)調推進的技術指導機制。

      四是把發(fā)展家庭農場等農業(yè)規(guī)模經營與推進農業(yè)4.0有機結合。我國的基本國情是18.3億畝耕地由約2億農戶耕種，戶均經營面積9畝左右。如果要使種糧農民家庭人均收入達到城鎮(zhèn)職工收入水平，人均種植業(yè)面積應達到50畝以上，家庭種植業(yè)面積應在150畝以上。達到這個最小規(guī)模，其取得的收入才有可能在經濟投入上有能力應用高科技農業(yè)裝備，來提高農業(yè)的質量和效率。通過農業(yè)4.0使農民在田間作業(yè)、設施栽培、健康養(yǎng)殖、精深加工、儲運保鮮等重點環(huán)節(jié)用上聰明農機；把自動駕駛、播種監(jiān)控、作物產量空間分布差異性監(jiān)測、變量施肥、農藥變量噴灑、智能化水肥一體、動植物病疫情在線診斷技術等，當作農業(yè)4.0的優(yōu)先發(fā)展方向。農業(yè)4.0在應用初期就要注重操作的靈便性，加快多功能、“傻瓜”式、經濟型智能農業(yè)裝備的研究開發(fā)，變“傳統(tǒng)制造”為“現(xiàn)代智造”，達到以電子化實現(xiàn)數(shù)字控制、網聯(lián)化實現(xiàn)互聯(lián)互通、智能化實現(xiàn)人機耦合（或無人操作），推動農機裝備和技術主動適應農業(yè)規(guī)?；?、精細化、設施化等要求。

      五是國家要支持促進。智能化農業(yè)裝備比普通農機造價高，因此應實行有區(qū)別的機補政策，引導農業(yè)生產經營者應用先進智能機械，推動農機升級換代。農調發(fā)現(xiàn)，農機手普遍希望加強自動導航、無人駕駛、精準作業(yè)、智能監(jiān)測、物聯(lián)網、“互聯(lián)網+農機作業(yè)平臺”等機械化信息化融合裝備與配套農藝技術培訓。要在新型職業(yè)農民培育中，強化對農民應用智能化農業(yè)裝備的使用培訓工作，做到圍繞生產需開展培訓，提高其開展農業(yè)智能化生產經營的能力。