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摘要：在农业自动化技术不断进步的今天，自走式玉米收获机对促进农业生产效率和品质的提高起到了越来越大的作用。但自走式玉米收获机的自动化技术面临着诸多挑战，需要采取科学优化策略才能有效攻克。模块化设计、智能决策系统、能效管理、成本效益分析和用户教育的方案为自走式玉米收获机自动化技术的发展提供了一条切实可行的完善途径。本文对自走式玉米收获机自动化技术应用意义进行深入探究，着重探讨该技术对提升收获效率与产量、减少人力资源成本、推动精准农业发展等方面所起到的关键性作用。与此同时，本文还对自动化技术中存在的一些重大挑战进行了辨识和探讨，其中包括机械复杂性、数据处理、能源效率以及经济可行性和用户接受度，提出相关优化策略，旨在通过模块化设计、智能化决策支持系统、能效优化、成本控制以及用户培训等措施应对上述挑战。
关键词：自走式玉米收获机；自动化技术；效率提升
1自走式玉米收获机自动化技术的重要性
1.1提升收获效率与产量
自走式玉米收获机自动化技术能显著提升农业生产效率。传统的农业作业中，收割通常要依靠大量的人力、物力来完成，速度与收获量受到限制。自动化收获机推出以来，其经过精密的机械操作可以在较短时间内加工出较大面积的田地，显著提高单位时间收获产量。该技术的运用使玉米收获不受人力、物力、耐力及效率限制，确保即使天气受限或人力资源短缺时仍能顺利完成收获作业。另外，自动化收获机经过精准操控，降低了玉米收获时的损耗，进一步提高了产出效率，使农业生产发生革命性变化。
1.2减少人力资源成本与管理挑战
自走式玉米收获机自动化技术对减少人力资源成本起决定作用。在劳动力成本不断增加的情况下，如何通过自动化来降低对于人工的依赖性成了农业经济效益提升的关键所在。自动化收获机显著降低了田间劳作对人力的需求，特别适合收获高峰期使用，可有效地缓解劳动力短缺带来的紧张局面。这样既减少技能工人的要求，又减少农场管理者征聘、训练和督导等作业。
1.3提高农作物收获质量
自走式玉米收获机自动化技术对提高作物收获质量具有重要作用。自动化收割设备在精密的控制系统作用下，可以匀速、精准地完成收割作业，显著降低人工操作失误造成作物损伤、质量下降等问题。机器在加工作物时更温和、更标准，保证玉米籽粒完整，减少机械损伤给玉米品质带来的不利影响。
1.4促进精准农业和可持续发展
引进自动化技术，对促进精准农业发展、农业可持续经营发挥着重要作用。自走式玉米收获机安装的先进感应器及决策支持系统，可以对作物状态及田间条件进行实时监控，并做出准确的操作决策。这样的精准度让农业生产更具有数据驱动的特点，可以结合实际情况对收获时机与方式进行优化，使作物的产量与品质达到最大化。同时，通过精确控制施肥、灌溉及采用植保产品等措施减轻环境负担，使农业生产更环保。这些自动化技术的运用促使资源得到有效利用，减少农业生产中浪费现象的发生，对农业生产可持续发展起到有力的技术支撑作用。这种精准管理在增加经济效益的同时也保护了环境，使农业生产和生态环境和谐相处[1]。
2自走式玉米收获机自动化技术的挑战
2.1机械复杂性与维护要求
自走式玉米收获机自动化技术不断进化的过程中，其机械复杂性相应提高，由此带来了一系列挑战。复杂的机械系统决定了移动部件、电子元件以及软件交互较多，这就要求对其进行定期检查与维修，使其能够维持高效运作。机器高度复杂性需要操作者有专业技术知识与实践经验，保证正确维护程序得以实现，进而避免潜在机械故障。一旦出现故障，就会造成高昂维修费用，拖延操作，影响到农业生产总体时间表[2]。
2.2数据处理能力与决策智能
自动化自走式玉米收获机主要依靠海量数据处理能力与先进决策智能，为了达到精准农业目的，收获机需要对多种传感器采集到的海量实时数据进行处理，根据这些数据做出精准操作决策。大规模数据集的采集、传输、存储以及分析都需要强大的软硬件支持，所以该流程对于数据处理能力有着极高的要求。
决策智能面临的挑战是发展能模拟人类专家决策过程算法。尽管技术已经能够实现一定程度的自动化，但要完全模拟出农业专家的经验和直觉，仍然存在巨大的难度。机器必须能够了解复杂农业环境并且迅速响应不确定且变化不定的田间条件。这一智能级别的实现不仅是个技术问题，同样是个数据问题，要对海量数据对算法进行训练，使之能够足够强健地处理场景中出现的所有问题。除处理能力、决策智能等因素外，数据安全、隐私等问题也是一个不可忽视的问题。自动化收获机有可能采集到包括地理位置、作物健康状况、产量信息等在内的敏感信息。这类数据需受到适当保护，以防未经许可的存取、可能造成经济损失，以及安全风险的潜在数据泄露[3]。
2.3耗能效率与环境适应性
提高自走式玉米收获机能效是一个颇有挑战的课题。这类机器的运行耗费了巨大的能量，特别是对大片农田的加工，能源消耗直接关系到作物生产总成本，对环境也有显著影响，降低化石燃料依赖和减少温室气体排放已成为农机设计中的一个重要考虑。但要做到既能有效地利用能源，又不以损害机器性能、提高生产效率为代价是个技术难题。环境适应性所带来的挑战也是不可忽视。土地湿滑、地形不均、气候条件极端等因素均会对机器操作效率及功能造成影响[4]。自走式收获机要在变化无常的气候及各种地形下工作，这对该机提出了更高的适应性要求。
2.4成本效益分析与经济可行性
对自走式玉米收获机来说，如何保证其经济可行性面临着重大挑战。尽管自动化带来了劳动力成本的节省和生产效率的提升，但这些机器的初始投资和后续的维护费用往往十分昂贵。当农业生产者考虑新技术投资时，他们必须认真分析可能获得的经济回报，并评价能否长期取得成本效益。成本效益分析之所以复杂，源于多方面因素，比如高科技收获机采购成本可能占农场预算的大部分，这笔钱可能被用来改进其他农业实践或者在多功能农业设备上。
2.5用户接受程度与操作培训
在推广自走式玉米收获机等自动化农业机械时，用户接受程度普遍受诸多因素影响，成为推广中面临的主要问题。农业生产者的文化、教育背景不同，对待新技术、接受能力也有很大区别。对于习惯于传统农业实践的使用者而言，走向高度自动化农业机械所涉及的不只是操作技能上的变革，而是其长期工作方式上的一种颠覆。
3自走式玉米收获机自动化技术的优化
3.1设计模块化与维护简便化
对自走式玉米收获机进行模块化设计，对提高市场竞争力具有重要意义。把机械分解成单独的模块，各模块可集中精力实现具体功能，这种设计既优化了生产过程又简化了维护工作。模块化的优点很明显，在需要检修或者替换时只需针对某一部分进行作业即可，无须将系统整体拆解，既能减少维护成本又能减少停机。在优化自动化技术中，维护简便化也是一个非常重要的方面。简化维护工作意味着非专业人员也能迅速地学习到基本维护程序，以减轻专业维护团队压力并提高机械整体效率。
3.2高效数据处理与智能化决策系统
自走式玉米收获机处理数据的高效性是作物收获过程中最关键的因素。现代收获机不仅要靠硬件精准操作，更重要的是靠较强的数据处理能力对收获过程进行优化处理，采用先进的传感器及数据采集技术来实时采集作物状态、环境条件及机械本身性能等信息。然后，将数据传送到中央处理单元进行高效算法处理和分析。
高效数据处理能力能够保证收获机立即作出反应，不管是调节刀具高度、改变转速还是规划路径等，均能依据实时数据对机械行为进行优化，保证收获过程高效准确。智能化决策系统使数据处理能力进一步提升，可根据海量数据分析结果做出复杂决策。如，基于土壤湿度、作物成熟度等信息，智能化系统既可确定最佳采收时间节点，也可根据当日天气状况对采收策略进行调整，避免因天气造成采收损失。智能化决策系统也能对不同农作环境及作物特性进行学习与适应，并随时间累积使系统更加准确，进而提高收获全过程智能化程度。该系统对海量历史数据进行分析，能够预测和避免可能发生的各种问题，使作物品质得到保障，同时提高收获效率。
3.3能效优化与环境适应性提升
自走式玉米收获机能效优化进展显著，主要原因是动力系统不断改进与智能管理系统整合。动力系统利用高效率发动机及传动机构降低燃料消耗，提高转换能量占比，以达到更好的能源利用率。智能管理系统通过准确地控制机器的运行状态来避免低负荷工况时引擎功率的自动下降或停机后怠速时间的缩短等不必要的能源浪费。同时，提高环境适应性是优化自走式玉米收获机工艺的重要内容。该收获机引入高柔性传感器网络，可以对土壤湿度、地形起伏及气候变化等可变环境条件进行实时监测和适应。这些传感器提供的数据可以使收获机对其作业策略进行调整，以便处理不同农田情况并确保在多种环境中都能维持高效率及高作业质量。优化能效与提高环境适应性相结合，在降低自走式玉米收获机作业成本的同时，还能减小环境影响，是可持续农业生产中至关重要的一步。
3.4增强成本效益与经济性
在提到自走式玉米收获机成本效益时，要考虑到的不只是购置成本，还有作业时的维护费用、能源消耗和可能产生的效益。提高源于机器设计上的高效性和操作流程精细管理，比如使用耐用材料、模块化设计等措施，可以延长维修周期、显著降低更换零件的费用、时间等。
3.5提高用户体验与加强教育推广
在改善用户体验上，战略重点是让自走式玉米收获机运行更人性化。制造商开始对机器的人机界面进行优化，使控制系统更具有直观性，并在此基础上提供了个性化设置，以适应不同使用者的操作习惯；采用实时反馈与自适应控制技术，增强了装置的响应速度与精度，保证用户能在多种作业条件下得到满意的作业效果；通过增加用户支持热线、在线服务平台等方式，对用户的需求迅速做出回应，解决用户在实际运营中遇到的难题，提高用户的信任与满意。在推广教育上，战略重点是建设综合培训体系、结合实体与虚拟培训平台、提供灵活学习资源，开发定制化教程及互动式学习模块，以帮助使用者迅速掌握设备操作与维修知识。
参考文献：
[1]王广成.自走式玉米收获机关键部件的结构及工作原理[J].农机使用与维修,2022(08):26-28.
[2]邢巍巍.自走式玉米收获机的常见故障及维修技术[J].农机使用与维修,2022(07):103-105.
[3]孙明慧.玉米收获机研究现状及发展趋势分析[J].农机使用与维修,2022(06):36-38.
[4]杜鹏,邵利国,宋华.自走式穗茎兼收玉米收获机的设计及试验[J].拖拉机与农用运输车,2022,49(02):12-14.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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自走式玉米收获机的自动化技术研究与优化论文
人参与 2024-07-17 11:26:24 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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