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我国农业装备产业科技创新发展路径、方向及任务

发布 : 档案图书室  | 时间 : 2020-07-09 | 已有人阅读分享 :



作者  吴海华,方宪法

 

现阶段,我国农业装备产业科技创新发展的结构性矛盾仍突出。从总量不够向水平不高、质量不好和能力不足过渡,应用基础研究弱、重大装备自主创新不足和创新体系不完善等制约我国农业装备科技向高水平、高层次转型升级发展。

 

与领先水平等相比,在产业竞争力、研发能力、关键核心技术自主化和制造装备水平等方面尚有较大差距,面临国内外双重压力和挑战。

 

同时,我国农业装备产业科技创新发展也面临新机遇,习近平总书记指出要大力推进农业机械化、智能化,给农业现代化插上科技的翅膀,确立了新时代农业装备发展的目标。
    加快农业装备产业科技创新,加速现代农业向智能化生产方式转变,要发展新一代智能农业装备技术、产品和服务,走出一条适合我国国情、农情和产业特点的创新发展道路。

 

未来,我国农业装备产业科技创新要走战略引领、目标导向、全链统筹和国际视野的创新发展道路,推进产业基础技术、战略前沿技术、高效智能技术装备和绿色技术装备创新,发展新一代智能农业技术、产品、服务体系和产业链,构建支撑可持续发展的科技与产业创新体系。

 

发展需求

 

1. 问题与挑战

 

1)应用基础研究薄弱,自主创新能力弱。由于长期以引进消化吸收再创新的应用开发为主导,基础研究投入不足,基本原理、基础数据和基本方法不系统,从机理、原理、方法、技术、装置到产品的原创性技术创新少。

 

国内在用80%以上主要农机技术来源于国外,重大装备的高效驱动、CVT变速和传感控制等关键核心技术对国外技术依存度高达90%以上,农机专用传感器种类不足世界的10%

 

2)关键核心技术存在卡脖子难题。我国农业装备整体上在作业效率效果、导航定位控制与损失控制、水肥种药施用控制、整机质量和可靠性等方面与国际领先水平仍有较大差距。可靠性指标仅为50%左右,作业效率、水肥种药利用率等仅为70%左右,能耗水平高30%以上,生产过程损失率高20%左右,其根本因素是关键核心技术水平不高。

 

3)产业结构性矛盾相对突出。我国农机行业拥有8000多家企业,但规模以上企业少,产业相对分散、集中度低。90%以上国产农业装备仍为中低端产品,且仍有3000多种处于空白。

 

农机和农艺融合不够,薄弱环节、区域和作物农机化水平低,畜牧业、渔业、农产品初加工、果蔬茶桑、设施农业及丘陵山区农业生产机械化水平不到30%,水果、蔬菜、肉类和水产品等农产品加工转化率仅30%左右。

4)产业链创新体系协同能力弱。企业还未成为技术创新主体,自主研发能力薄弱,只有不到5%的农机企业建立了研发部门,不到1%的企业建立了较为完善的技术体系,平均研发投入比例不到2%。高校和科研院所产业技术供给能力弱,难以为产业提供系统技术支撑。

 

政府引导投入总量少,难以支撑围绕产业技术创新链的系统创新部署。产业各环节、创新单元缺乏衔接,共性技术开发、试验检测、科技数据、技术交易和融资服务等创新服务体系效能未有效发挥。

 

2. 重大需求

 

当前和未来一段时期,科技革命和产业变革将广泛并深刻影响科技创新,新一代信息、生物、人工智能和先进制造等技术渗透融合,乡村振兴战略、农业农村现代化深入推进,我国现代农业生产及农村经济社会发展将进入新的发展阶段,农业装备产业科技创新面临推进粮经饲统筹、种养加一体、一二三产业融合和生产生活生态协调发展,提升产业链现代化水平,实现技术及装备自主可控,以高水平科技供给保障产业安全等重大需求。

 

1)促进农业发展方式转变。世界农业发展表明,精准作业技术与装备、农业机器人、农业大数据等智能技术和产品已经成为重要的农业投入品,能显著提高农业资源利用率、土地产出率、劳动生产率和生产经营管理水平。

 

以装备为载体,以信息和知识为要素,通过互联网、物联网、云计算、大数据和智能装备等现代信息技术与农业深度跨界融合,发展智能农业,实现农业生产由机器替代人力电脑替代人脑的转变。

 

2)确保国家粮食安全和重要农产品有效供给。保障农业产出高效、产品安全和环境友好,关乎我国农业农村现代化发展全局。

 

目前,我国人均农业产出水平仅为领先水平的2%左右,迫切需求发展高质高效农业装备,构建农业全程信息化和机械化技术体系,实现传统精耕细作与现代物质装备相辅相成,解决谁来种地”“怎么种地如何种好地的高产农田、高效投入、高产生产和精细管理等现实制约难题,并满足产量及可持续产能发展需求。

 

3)保障资源高效利用和可持续发展。支撑农业的耕地、水和草原等自然资源相对短缺是我国农业可持续发展的主要制约因素,我国人均耕地面积是世界平均水平的1/3,人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4,人均草原面积仅为世界的1/2,农业生产所需能源资源人均只占世界的1/15,但我国目前田间作业亩均动力是美国的6倍。

 

全球气候变化将对资源可持续利用、农业生产生态具有重要的影响。要发展绿色智能农业装备,形成清洁能源、高效节水排灌、施肥和施药等绿色技术体系,提高水肥药利用率,实现耕地可持续利用,推动农业绿色发展。

 

4)发展自主可控农业装备产业。国际上主要跨国农机企业快速发展,在高端产品领域形成了全面竞争优势,如功率147kW以上拖拉机、大型采棉机、水稻收获机和高速插秧机等。实践证明,关键核心技术和重大装备受制于人将严重威胁我国粮食和产业安全。

 

要坚持走中国特色农业装备自主创新的发展道路,加速信息、生物、新材料和先进制造等技术应用,促进智能技术变革,实现技术、产品和模式的全产业链多元融合创新,推进装备智能化、产业高端化发展,构筑产业国际竞争新优势,在新一轮产业变革中掌握关键核心技术和产业发展主导权。

 

发展路径

 

1. 战略引领

 

围绕创新驱动发展、乡村振兴、制造强国、科技强国和农业强国等国家战略,瞄准保障三大安全、农业农村现代化重大需求,以加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级为主线,以高效化、智能化、网联化和绿色化发展为导向,机械化、自动化和智能化并联发展,全程全面机械化同步推进,构建以企业主体、市场导向、产学研用深度融合的产业技术创新体系,走出一条中国特色农业机械化、智能化发展道路。

 

2. 目标导向

 

以提升自主创新能力和产业核心竞争力为总目标,以掌握关键核心技术主导权,发展自主可控装备产业为根本,构建信息感知、智能决策、智能控制、精细作业、智能管理和智慧服务的全链条智能技术、装备与服务体系。

 

2025年构建形成智能技术及产品全面创新能力;到2030年,构建形成以自主创新为核心的技术创新体系,进入农业装备强国行列;到2035年,进入农业装备强国前列,支撑农业生产进入以智能化为主导的新阶段。

 

3. 全链统筹

 

立足智能、绿色、高效、安全,统筹补短板、攻核心、强智能,统筹应用基础、共性关键技术、重大装备产品和集成示范应用等创新链,研发、设计、制造和服务等产业链,以及粮经饲、种养加和生产生态生活等农业农村生产全链条。

 

以关键核心技术、重大装备及系统为突破口和主攻方向,以农机与农艺融合、装备与信息融合、制造与服务融合、生产与生态融合为路径,推进关键核心技术自主化、主导装备产品智能化和全程全面农业机械化,形成新一代智能农业装备技术、产品和服务体系现代产业链。

 

4. 国际视野

 

集聚国内国外两种创新资源,发挥两个市场需求牵引,坚持自主创新与引进消化吸收再创新结合,共性基础技术国内外研发合作,打造高水平国际化研发平台,以实现紧跟技术前沿,推进01”重大突破。

 

关键核心技术及系统上坚持自主创新为主研发,掌握技术发展主动权。重大装备创制方面重点对标国际先进产品,坚持中国特色、中国标准和中国制造,形成以我为主的产业链,构建关键核心部件与整机协同发展能力,提升产业制造水平和高端产能。

 

面向国外市场需求,构建本土化特色研发及应用示范平台,推进我国研发优势、先进技术产品和高端产能的国际化发展。

 

发展方向及任务

 

1. 发展方向

 

1)夯实产业科技发展基础。加强典型区域农机化与土壤、环境和生产等影响因素的长期监测与评估,构建农业机械化、智能化生产系统基础数据平台。构建企业、产品、标准和专利等产业数据库,建立产业研发、设计及服务平台,提升研发设计、科技服务、检验检测和信息服务等公共技术服务能力。

 

构建完善全产业链技术标准体系,形成适合我国农情和产业发展阶段的机械化、智能化作业,以及智能农业装备零部件、关键系统和征集产品等全面的技术标准体系,不断提升产业链现代化水平。

 

2)构建农业装备产业技术创新体系。统筹创新战略、创新体系和创新能力建设,依托产业技术创新战略联盟形成的产学研合作体制机制,支持国家重点实验室不断提升行业基础研究、应用基础研究和战略前沿技术引领的能力和水平,打造具有国际一流研发能力和水平的国家技术创新中心,培育战略性科技力量。

 

加快培育企业成为技术创新主体,打造具有国际竞争力的骨干企业,发展专精特新中小企业,构建适应国情、立足产业、协同高效和支撑发展的产学研用深度融合的产业技术创新体系,以及从协同研发、智能制造、多元推广到智慧服务的现代化产业链,形成上中下游、大中小企业和高中低端协同发展的产业格局。

 

3)战略谋划产业科技创新重大任务。瞄准产业科技变革需求及技术发展趋势,围绕国家乡村振兴、创新驱动发展及制造强国战略需求和产业亟需,应对创新战略、创新链产业链等竞争新态势,以引领创新、构建体系、发展产业、装备农业为导向,以高效、自主和绿色智能为主线,战略谋划重大科技创新布局,结合基础研究和技术创新的高风险性、长期演化等特征,系统化、梯次化部署新一代智能农业装备、自主智能农业装备等未来1015年重大科技创新任务。

 

4)打造自主可控的产业技术及产品体系。着力提升产业技术供给能力和创新发展水平,按照增强基础、强化功能、提升水平、拓展领域和延伸链条的技术需求,强化从智能制造、智能装备、智能生产和智慧服务自主创新,形成农机农艺与生物、装备与信息、人机物共融的基础技术体系。

 

以粮食作物和经济作物高效智能生产为核心,构建覆盖种子、生产、加工全链条的装备技术体系。以多元信息为核心,打造信息感知、决策控制与智能执行为主线的智能技术体系,实现智能技术领跑、智能产业引领和农业智能生产。

 

5)建立支撑可持续创新发展科技与产业政策体系。围绕创新驱动产业转型升级,打造引领性优势产业,从技术创新、生产制造和应用推广等维度形成新的、更有针对性、相互衔接的科技与产业政策,发挥政策协同合力。

 

从财政投入、基地平台等方面加大力度支持基础前沿技术、关键核心技术和重大装备等产学研协同、跨领域跨行业融合创新,形成以支持鼓励创新为重点的科技政策体系。

 

进一步加大和优化农机购置补贴政策,拓展信贷、保险等政策,形成以优化结构、提升能力为导向的应用推广政策体系。优化投资、税收和金融等支持政策,引导社会资本参与重大科技成果产业化,鼓励企业技术创新和产业链发展,布局发展创新产业集群,形成以提升产业链水平为导向的工业政策体系。

 

研究提出技术管理清单,以及信息安全审查制度,不断完善关税、贸易和知识产权等政策,构建安全可控的保障政策体系。

 

2. 重点创新任务

 

1)产业基础技术创新。针对土壤、动植物、环境和机器互作机理、路径、工艺,以及机械化、智能化和绿色化实现的方法、技术、模式等科学技术问题,研究不同农业生产特点、不同规模、种植制度条件下的大田及设施种养加高效作业高效化、绿色化、标准化和机械化生产工艺技术、作业装备和系统模式。

 

研究新型底盘平台、高效驱动传动及耕种收作业等关键零部件高性能材料、智能设计制造和试验验证等技术,构建高效农业生产技术和装备系统。

 

2)战略前沿技术创新。围绕新一代人工智能、生物智造、物联网、基因组学和合成生物学等技术发展及引发的未来生产方式、生产模式及动植物品种重大变革,研究智能传感、机器决策、人机物交互、边缘协同、环境建构、靶向定位、跨媒体数据融合和智慧管理等技术。

 

开发动植物生命、对象与环境传感、工况及作业质量传感控制系统,以及协同、集群自主作业系统,研发机器人作业装备、生物智造设备及面向新型作物品种、天空及深海农业新业态的新型作业装备等,发展未来农业生产技术。

 

3)高效智能生产技术装备创新。针对人口规模持续增长、结构变动对食物供给的挑战,要持续不断提高农业产出能力和水平,推进种养加更加高效化、智能化生产,研发种苗高效繁育、多功能耕整地、高速精准栽植、精密施肥播种、精量变量施药、高效节水灌溉及籽实和秸秆高效智能收获等智能作业装备。
研发高效节能设施、环境调控、个体精量饲喂和畜产品采集等智能养殖设备,研发农产品绿色杀菌、高效干燥、智能分选分级、精量包装、品质监测和生产溯源等智能加工装备,构建信息感知、智能决策、智能控制、精细作业、智能管理和智慧服务的全链条智能技术及装备体系与生产整体解决方案。

 

4)农业生产绿色技术装备创新。绿色技术是降低消耗、减少污染、改善生态、促进生态文明建设及实现人与自然和谐共生的新兴技术,已成为现代农业的重要新兴领域。

 

对资源、环境约束和气候变化等重大挑战,以及山水林田湖草一体化、农业农村绿色发展需求,推进保护性耕作、水肥药减量施用、电动及氢能等清洁能源农机、农业废弃物综合利用等技术装备创新及提升,以及农田绿色保护、农林生态修复、农村环境治理、农业防灾减灾与应急生产装备等研发与应用,提升农业生产突发性重大旱涝、冰冻等气象灾害和病虫害、生物入侵等生物灾害防控能力和安全生产水平,构建可持续发展的种养绿色生态系统。

 

结束语

 

加快推进产业科技发展关键是要走出一条适合国情、产业阶段的创新道路。要围绕制造强国、乡村振兴等战略需求,以适应农业发展方式转变、提质增效需求为导向,以提升自主创新能力和产业核心竞争力为目标,聚焦弱项短板,加强重点应用基础、关键共性和战略前沿技术联合攻关,确保关键核心技术自主可控。

 

推动信息、生物与装备深度融合,发展新一代智能农业装备产业,构建可持续发展科技与产业政策体系,以大市场促大产业实现换道发展战略,促进我国由农业装备制造大国向强国转变,支撑未来农业高效智能生产。(202073日中国农机工业网