基于创新设计理论的智慧农业装备研究开发.pdfVIP

吕冰济南大学

中国当前的农业农村问题

几乎所有的中国青壮年农民都离开了土地涌向城市，剩下的劳动力都

是老、弱、病、残、妇，乡村土地开始荒芜，粮食和油料进口依赖严重，支

撑中国工业化的农业基础正在松动。但是，城市并没有建立起类似于德国一

样的职业培训体系，技术工人队伍还远未形成，十年涨十倍的房价已经将年

轻的打工者推向了城市的边缘，几亿打工者游离于农业与工业之间、乡村与

城市之间，成为社会的不稳定因素。

1、世界人均可耕地面积0.23公顷。1公顷=I5亩

2、中国13.8亿人口，960万平方公里，可耕地面积1.282亿公顷，人均0.101公顷

（丘陵山地居多，不适合大型农机具使用，农场化的作物工业化生产难以实现）

3、俄罗斯1.4亿人口，1800万平方公里，可耕地面积2.2亿公顷，人均0.84公顷

4、印度13.3亿人口，298万平方公里，可耕地面积1.6亿公顷，人均0.122公顷

5、美国3.4亿人口，955万平方公里，可耕地1.974亿公顷，人均0.7公顷

美国农村人口只占全国总人口的1%，而这1%的农民却养活了美国3亿人口，

（地势平坦而肥沃，适合大型农机具展开使用，美国农场约有220万个，农场以家庭农场

为主，平均每个农场的面积为418英亩，一个农场的年收入可以达到100万美元。）

国家主席习近平做出重要指示，要求各地区、各部门要把实施乡村振

兴战略摆在优先位置，借助农业装备创新设计让农业生产变得更体面，更有

收益。

然而我国农业装备低端产能过剩，高端技术供应不足；原始创新力不

足，共性技术缺乏。农业装备创新设计关键技术、理论与方法研究薄弱，已

经成为制约农业转型升级的短板和瓶颈。

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中国工程院院士陈学庚指出，与发达国家相比，我国农业机械化发展的研发能力、制造水平、产品质

量、生产效率等方面仍有较大差距；仍存在核心技术缺乏、产品结构不合理、制造技术能力低、农艺农

机融合与全程机械化配置性差等问题。

中国工程院院士汪懋华指出，在顶层设计方面应优先制定人工智能在农业装备智能制造和农业生产、

经营、管理决策相关的应用创新研究规划。农机装备的智能分级有5级，分别是辅助导航全部人操控、人

机协同与优化全部人操控、系统对环境监测下人辅助自动操控、在田间监督下无人自动操控、远程监督

下（田间无监控）无人全自动操控。

中国工程院院士赵春江表示，智慧农业是生物技术、信息技术、智能装备三大生产力要素的统一。介

绍了四种智能农业的类型——土地精耕细作、设施的智慧农业、农产品智能加工、智能的信息服务。一

台机器完全依靠科学技术把智能提高到很高程度，成本、代价很高，农业上用不起。人和机器智能系统

耦合在一起，形成更强的智能，协同完成复杂管理的任务，使得技术、产品在实际生产中得到应用。

工业设计的本质是：创造一种更科学、更健康、更合理的新生活方式。

ICSID国际工业设计协会联合会2006年颁发设计的概念指出：工业设计是一种创造性的

活动，其目的是为物品、过程、服务以及它们在整个生命周期中构成的系统建立起多方面的

品质。工业设计产业的内核是基于用户选择，而不是生产选择。也就是说工业设计应该根据

人们的需求来进行创造，而不是简单地按照现有的技术设计产品，它应该引领技术革新，而

非简单地跟在技术后面亦步亦趋。工业设计要推进技术转移和科技进步以“定义需求、引领

消费、创造市场”。工业设计不能仅是一种设计技能，而是一种“创新模式”。

设计思维

被普遍认为具有综合处理能力的性质，能够理解问题产生的背景、能够催生

洞察力及解决方法，并能够理性地分析和找出最合适的解决方案。在当代设计和

工程技术当中，商业活动和管理学等方面广泛使用。

设计思维是以解决方案为导向的思维形式，它不是从某个问题入手，而是从

目标或者是要达成的成果着手，通过对当前和未来的关注，探索问题中的各项参

数变量及解决方案。