發(fā)布時間：2023-03-13 11:15:51
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的數(shù)字農業(yè)樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1．1農機管理網絡系統(tǒng)的實現(xiàn)
農機管理網絡系統(tǒng)主要是掌握農機系統(tǒng)管理的基本情況，其中包括駕駛員的基本情況的管理，對農機動力機械的使用情況管理，對農機具的基本情況管理，農機具在使用或者閑置時的信息要及時的更新到計算機系統(tǒng)當中，這樣做是為了方便工作人員在網上進行查詢。農機管理網絡系統(tǒng)的建立讓農機有了一個良好的規(guī)范和標準，操作人員按照這一標準和規(guī)范進行操作，能夠有效的提高農機生產的質量和產量。這對農戶來說，也進一步提高了農戶的人均收入。
1．2農業(yè)機械作業(yè)統(tǒng)計核算
在農業(yè)機械上安裝作業(yè)機車核算程序，能夠實現(xiàn)網上傳遞核算，這一操作主要是由作業(yè)區(qū)管理人員將農機作業(yè)情況填入計算機傳遞到農機中心，實現(xiàn)作業(yè)區(qū)農機作業(yè)的統(tǒng)一核算，之前農戶要計算農機在工作時工作的成果一般都是采用紙質計算的方法，自從在農業(yè)機械中安裝了作業(yè)機車核算程序之后，廣大農戶實現(xiàn)了無紙核算，而且還提高了核算的準確率。
1．3農業(yè)機械作業(yè)進度統(tǒng)計核算系統(tǒng)
這一系統(tǒng)是農業(yè)機械中較為常見的系統(tǒng)之一，它的主要作用是各個管理區(qū)利用計算機網絡實時掌握農機作業(yè)的進度，這一系統(tǒng)能夠根據(jù)每臺機車的作業(yè)小時數(shù)量和具體的工作數(shù)量確定定期的保養(yǎng)時間，并通過網絡發(fā)送到駕駛員的手上，這樣駕駛員按照收到的信息提示來控制機車的工作進度。
1．4農田遙感資料
這一技術主要是依靠衛(wèi)星來完成的，經過衛(wèi)星遙感地圖對地面定點測量，在經過幾何形式的計算之后，能夠獲得農田、道路、水庫、住宅區(qū)等較為詳細的地面位置信息，這對于有效的管理這一地區(qū)是有著極大益處的，方便總體規(guī)劃。
1．5農機歷史資料統(tǒng)計
這一技術主要是把資料通過相應的編制程序輸入到農機數(shù)據(jù)中心，在數(shù)據(jù)中心儲存了全部的農機使用資料，我們的操作人員可以在這些歷史資料中查詢自己所需要的信息。
1．6農田地理信息系統(tǒng)
這一系統(tǒng)是把農田地圖輸入到計算機當中，這樣操作人員就可以在計算機中查詢到某一個地區(qū)某一地塊的基本情況，包括地塊的施肥、施藥、輪作、年度種植作物品種及產量等等，再有就是能夠有效地查詢到某一地塊所處的地理位置，方便操作人員的工作。
1．7農機經驗交流系統(tǒng)
這一系統(tǒng)的形成主要是先設立一個農機經驗交流的網頁，將經常用到的農機機型的維修和保養(yǎng)的常識放在上面，另外還將一部分改進的農機技術輸入到計算機的網頁當中，在各個地方的農機部門要設立能夠上網的計算機，這樣操作人員在農機出現(xiàn)問題的時候能夠在第一時間找到有網絡的地方，上網到農機經驗交流系統(tǒng)中，查詢自己所需要的信息，做到及時有效地處理農機故障。
1．8GPS動態(tài)跟蹤調度系統(tǒng)
在農業(yè)機械上安裝作業(yè)機車GPS，運用電腦系統(tǒng)可以準確的報出GPS接收機的位置和運動的狀態(tài)，并將這些信息反饋到農機控制中心的大屏幕上，再通過互聯(lián)網等網絡技術實現(xiàn)實時查詢農業(yè)機械的作業(yè)時間、作業(yè)地塊、作業(yè)速度等相關信息。與此同時，為了操作人員方便觀看，我們還可以在農業(yè)機械上安裝視頻裝置，這樣可以實時的掌握機車的作業(yè)情況。
1．9GSM短信群發(fā)系統(tǒng)
GSM也就是人們所熟知的全球移動通訊系統(tǒng)，利用GSM系統(tǒng)實現(xiàn)短信群發(fā)，讓農機操作人員能夠以最快的方式通過本身的手機來獲取通知、農機新動態(tài)、新技改及農業(yè)機械的相關保養(yǎng)的提示等信息，方便了農機的組織管理、機車調整和農機新技術的推廣。
1．10視頻遠程監(jiān)視系統(tǒng)
我們知道農業(yè)機械的成本是非常高的，尤其是那些大型的農業(yè)機械設備，實施監(jiān)控是非常必要的。在農機控制中心設置很多個能夠調焦的自帶紅外線的監(jiān)視系統(tǒng)設備，自帶紅外線的目的是為了能夠在夜間實行實時監(jiān)控，各級的農機管理人員可以利用網絡來對農機中心的農業(yè)機械進行實時觀察，這樣利于農業(yè)機械的管理。另外，對農業(yè)機械的防火防盜也要時刻引起注意，有很多地方的大型農機具都是國家實行農機補貼政策之后購置的，一旦出現(xiàn)丟失的情況，損失的不僅僅是農機管理部門，國家也會遭受到損失，所以對農機具的管理和監(jiān)管就顯得尤為重要。
1．11農機作業(yè)計劃系統(tǒng)
這一系統(tǒng)主要是在每年年初的時候，根據(jù)地區(qū)地塊的種植安排，由農機控制中心進行農機作業(yè)計劃指標的設計，并對其進行組織實施。此外，還要對農機作業(yè)地區(qū)的春耕、播種、收獲等步驟進行整體的農業(yè)規(guī)劃，制定機車的油料和保養(yǎng)計劃，這一點非常重要，并且要在使用之前就要進行保養(yǎng)，一旦沒有進行有效的保養(yǎng)，如果在真正使用的時候出現(xiàn)了問題，不僅會影響種植的進度，更重要的是會影響到最終的農作物產量，所以要對其進行科學的管理和養(yǎng)護。
1．12對環(huán)境數(shù)據(jù)的采集
在農機控制中心，通過計算機可以看到作業(yè)區(qū)境內的自然環(huán)境情況，并對這些自然情況(包括溫度、濕度、風速等)進行實時的記錄，這樣做有利于發(fā)展保護地栽培。
2結語
首先，是關于在綠色環(huán)保方面的技術設計。由于我國現(xiàn)在倡導的是可持續(xù)發(fā)展的科學發(fā)展觀，所以我國在設計農業(yè)機械的數(shù)字化模板的時候，首先針對的就是關于農業(yè)機械對自然資源和社會資源的節(jié)約使用以及合理利用，防止農民在進行農業(yè)生產的時候，產生一些不必要的污染。這是我國的一項新型設計理念，這種設計理念主要就是為了產品在使用過程中，對于生產資源的優(yōu)化，對工業(yè)生產帶來的污染的防治等。只有這樣，才能夠符合我國倡導的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)我國的偉大復興。
其次，是對農業(yè)機械進行概念化的設計。事實上這種設計理念就是對于農業(yè)機械進行設計的早期階段，要擁有一個非常清晰的設計思路以及產品設計模式。換句話說，設計師在進行產品設計的時候，就要對設計出來產品的具體需求做出一個總結。在進行產品功能、產品原理以及整體布局的設計的時候，進行必要的規(guī)劃。要能夠做到在產品的設計過程中融入這些構思，使得最后生產出來的產品更加具有實用性以及創(chuàng)新性。設計師可以在產品的設計過程中將需要用到的知識以及其他資源進行一個綜合性的總結，然后把得到的結果充分融入到數(shù)字化模板中去。將CAD作為一款重要的開發(fā)工具，制作出關于產品的設計經驗、設計原理以及設計手冊，幫助農民們在實際的生產生活中充分地了解產品的性能，讓他們對產品做出合理的使用。
最后，對產品進行虛擬設計。許多的產品在設計最初的時候都會存在許多不合理的地方，這些不足都不可能一次性的解決，那么，就需要對產品進行虛擬設計，要對產品所需要的知識以及資源進行總結，建立一個基礎模型，利用所建立起來的虛擬模型，進一步地對產品進行分析，對產品進行不斷地完善。最終在產品的功能上做到盡善盡美，設計出需要的產品。
二、結語
關鍵詞：數(shù)字農業(yè)；數(shù)據(jù)；人工智能；農業(yè)生產
1數(shù)字技術助力傳統(tǒng)農業(yè)轉型升級
1．1物聯(lián)網
物聯(lián)網在農業(yè)生產環(huán)節(jié)適用較廣，依據(jù)物聯(lián)網的農業(yè)提升方案，通過實時采集并分析處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)提高農業(yè)生產效率、增加收益、減少損耗的目的。智能大棚、智能澆灌、精準農業(yè)等各種依靠物聯(lián)網的應用將推進農業(yè)快速發(fā)展。物聯(lián)網技術可以用來解決農業(yè)生產環(huán)節(jié)的一些問題，建設基于物聯(lián)網的智慧農場，實現(xiàn)農作物產量和質量雙提升。
1．2大數(shù)據(jù)
萬物互聯(lián)在促進眾多設備聯(lián)入的同時，還會在云端形成大量的數(shù)據(jù)，而提取這些通過物聯(lián)網產生的大數(shù)據(jù)中隱藏的重要信息就必須依靠人工智能，物聯(lián)網最重要的農業(yè)價值就是對形成的海量的數(shù)據(jù)進行智能化分析、處理，從而全面提升農業(yè)生產各環(huán)節(jié)的質量。
1．3人工智能
在種植方面，人工智能可以增加糧食產量、避免造成浪費。在養(yǎng)殖方面，依靠人工智能能夠有效預防畜禽疾病的發(fā)生。人工智能能夠縮短農業(yè)研發(fā)進程，幫助培育出更好的農作物基因，生產出更安全、更有效的化肥。
2中國數(shù)字農業(yè)面臨的問題
2．1對軟件重視不足
不管是政府還是農民都容易將數(shù)字農業(yè)與農業(yè)機械化的定義混淆，數(shù)字農業(yè)和農業(yè)機械化的本質差別在于，農業(yè)機械化是依靠農機裝備來替代人力作業(yè)，而數(shù)字農業(yè)是指依靠數(shù)據(jù)來控制機械，實現(xiàn)自動化作業(yè)和智能化調節(jié)，沒有數(shù)據(jù)和軟件來控制的物聯(lián)網，本質上還是工具，與機械農業(yè)沒有實質上的區(qū)別，掌握軟件平臺才能真正實現(xiàn)大數(shù)據(jù)、智慧農業(yè)和數(shù)字經濟。
2．2數(shù)據(jù)利用化不高
數(shù)據(jù)是數(shù)字農業(yè)的根本保證，當前政府同企業(yè)在數(shù)據(jù)采集上合作頻繁，但是往往沒有明確的利用化方向，缺少必須的數(shù)據(jù)運營手段，對采集數(shù)據(jù)的正確篩選、處理分析和建模應用等領域的工作跟進不夠及時，數(shù)據(jù)的采集與利用是一個相互促進的關系，只有不斷通過采集的數(shù)據(jù)產生農業(yè)價值，才會形成長期有效的數(shù)據(jù)來源渠道。
2．3數(shù)字經濟發(fā)展不足
目前我國農業(yè)電商的模式是通過數(shù)字來驅動市場經濟，但這種方式在市場推廣營運、產品特性突出、物流運輸?shù)确矫嬗泻芏嗝黠@的缺點，如果農業(yè)電商的經營方式以數(shù)據(jù)為基礎，利用市場資本來反向驅動農業(yè)數(shù)字經濟，一些問題的處理就變得簡單許多。我國數(shù)字農業(yè)技術的利用基本上都是在農業(yè)生產階段，數(shù)字農業(yè)的信息化和經濟化水平不高，數(shù)字經濟創(chuàng)新突破的同時，也將帶動“全產業(yè)鏈”的農業(yè)大數(shù)據(jù)快速提升［2］。
2．4數(shù)據(jù)服務產品化不強
隨著數(shù)字農業(yè)的發(fā)展，農業(yè)數(shù)據(jù)服務企業(yè)越來越多，但數(shù)據(jù)產品的服務能力完全依靠于所采集的數(shù)據(jù)質量，一些企業(yè)對農業(yè)生產經營主體的服務水平不足，導致產品市場化受阻，只有通過持續(xù)積累高價值的數(shù)據(jù)，不斷增強數(shù)據(jù)產品的實用性，讓數(shù)據(jù)產品具有強大的生命力，才能開拓巨大的農業(yè)數(shù)字化市場。
3未來數(shù)字農業(yè)的發(fā)展趨勢
3．1數(shù)據(jù)定制化供應
數(shù)據(jù)資源是數(shù)字農業(yè)發(fā)展的根本保證，當前我國數(shù)字農業(yè)具有數(shù)據(jù)采集費用較高的問題，隨著數(shù)字農業(yè)優(yōu)勢的顯現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集的組織成本會慢慢下降，同時農業(yè)物聯(lián)網持續(xù)升級換代、公共數(shù)據(jù)的利用不斷開源、數(shù)據(jù)分析者的信息化水平逐漸增強，數(shù)據(jù)采集的綜合成本也逐漸減少。今后農業(yè)數(shù)據(jù)服務企業(yè)將會逐步建立起自己的定制化數(shù)據(jù)供應系統(tǒng)，并且數(shù)據(jù)庫里以往采集的高價值數(shù)據(jù)信息，將會隨著企業(yè)的數(shù)字化服務能力提升而持續(xù)匯入到產業(yè)鏈中，通過交換、融合或再生來創(chuàng)造更多的價值，實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務的數(shù)字化驅動。
3．2國產數(shù)據(jù)模型得到發(fā)展
實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值是數(shù)字農業(yè)最困難，也是最終的根本目標，硬件設施可以從國外買到，但對于后臺系統(tǒng)國外卻對我國嚴防死守，所以必須掌握實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值模型的核心技術。目前國與國之間的科技力量競爭不斷加劇，引進科技成果的壁壘持續(xù)增高，同時國內外農業(yè)生產經營模式存在很大差別，因此不能直接套用國外的數(shù)據(jù)模型。我國不斷鼓勵科研成果的轉化利用，農業(yè)數(shù)據(jù)模型的跨界合作正在逐步深入，所以農業(yè)核心數(shù)據(jù)模型的自主研發(fā)在今后一定會實現(xiàn)。
3．3農業(yè)機械智能化加快
農業(yè)機械化與農業(yè)智能化最根本的區(qū)別就在于“數(shù)據(jù)驅動”，“中國制造2025”明確要把“智能制造”作為今后的努力方向。順應時展，海爾等一些國內的制造企業(yè)已經逐步進行數(shù)字化轉型升級，從而獲得新的經濟增長點，農機企業(yè)也必須通過數(shù)據(jù)來對農機裝備賦能，適應數(shù)字農業(yè)的發(fā)展要求，完成從農機制造商向農機服務商的轉型升級目標［3］。
3．4產業(yè)鏈向虛擬化方向發(fā)展
由于農業(yè)生產各環(huán)節(jié)數(shù)字化水平的逐漸提高，數(shù)字化驅動的農機智能與商業(yè)智能同農業(yè)生產經營聯(lián)系越來越緊密，數(shù)字農業(yè)產業(yè)鏈將慢慢走進網絡世界中，通過互聯(lián)網進一步實現(xiàn)農業(yè)數(shù)字化的映射，數(shù)字農業(yè)產業(yè)鏈虛擬化會慢慢消除農業(yè)信息不對稱，提高產業(yè)整體效率，促進數(shù)字農業(yè)更好更快的發(fā)展。
3．5供應鏈金融普惠化
近年來，供應鏈金融高速提升，2020年我國供應鏈金融的市場規(guī)模已達到14．98萬億元，供應鏈金融是農業(yè)產業(yè)提升的重要環(huán)節(jié)，可以改善資金流從而促進農業(yè)產業(yè)、尤其是中小型企業(yè)的良好發(fā)展。依靠物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)及人工智能等一系列科技手段，數(shù)字農業(yè)會進一步促進中小企業(yè)逐漸融入到農業(yè)產業(yè)體系中，為供應鏈金融普惠化打下良好的發(fā)展基礎。農業(yè)產業(yè)虛擬化的同時，會使其變得更加透明，信用責任也更容易得到保證，因此金融風險的量化管理也變得不再復雜。
3．6數(shù)據(jù)安全更加重視
不管是地塊的信息數(shù)據(jù)，還是企業(yè)的經營數(shù)據(jù)都能直接表現(xiàn)出農業(yè)生產經營主體或企業(yè)的當前情況，數(shù)據(jù)促進農業(yè)發(fā)展的同時，也有被泄露和亂用的風險，所以保證數(shù)據(jù)安全也是農業(yè)數(shù)字化發(fā)展不可忽視的問題，存儲和使用數(shù)據(jù)的信息化系統(tǒng)的安全性要求越來越高，數(shù)據(jù)所有權的保證也會隨著法律的不斷優(yōu)化而徹底解決。
4數(shù)字農業(yè)的發(fā)展領域
4．1智能農機裝備
智能農機裝備是農業(yè)生產的重要工具，通過物聯(lián)網和信息化技術可以達到最優(yōu)的農業(yè)實施方案，從農作物耕種收等各個環(huán)節(jié)來降低農業(yè)成本，實現(xiàn)農產品增產增收，從規(guī)?；N植角度，能夠實現(xiàn)農業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展，農業(yè)生態(tài)良性循環(huán)［4］。
4．2智能灌溉
提高澆灌效率和避免水資源浪費是農業(yè)良好發(fā)展的根本要求，可以依靠建設可持續(xù)和高效節(jié)本的智能灌溉系統(tǒng)來達到節(jié)約水資源的目的。目前以物聯(lián)網為基礎的智能灌溉系統(tǒng)，可以利用空氣濕度、土壤濕度、土壤溫度和光照度等參數(shù)進行精準的計算，從而根據(jù)用水需求來進行智能化控制灌溉，大大提高效率且降低成本。
4．3農業(yè)無人機
無人機在農業(yè)領域具有廣泛的應用，可以用來進行農作物生長情況檢測、農業(yè)攝影、農作物植保和牲畜管理等。農業(yè)無人機可以提高監(jiān)測效率、降低監(jiān)測成本，同時還可以采集大量的數(shù)據(jù)傳輸至后臺。
4．4智能溫室
智能溫室可以連續(xù)不間斷地測量溫室內的各項環(huán)境數(shù)據(jù)，包括室內溫度、室內濕度、光照度和土壤濕度等，當這些重要的參數(shù)超出設定的正常范圍時，系統(tǒng)會對這些參數(shù)進行分析和評估，并做出自動響應，將這些參數(shù)的誤差進行校正，從而使溫室的環(huán)境保持在農作物生長的最佳范圍內，極大地降低了人力和物力成本。
4．5收獲監(jiān)測
收獲監(jiān)測不只是針對農作物產量這一個指標，而是對收獲環(huán)節(jié)所有可能影響最終收獲量的因素進行監(jiān)測，包括糧食含水量、糧食飽滿度、糧食破碎量和總收獲量等。對在收獲監(jiān)測中獲得的實時數(shù)據(jù)進行有效的分析處理，可以輔助農民做出正確的決斷，從而降低成本，增加產量。
4．6土壤監(jiān)測系統(tǒng)
土壤監(jiān)測系統(tǒng)主要用來監(jiān)測和改良土壤綜合性能，避免土壤退化，此系統(tǒng)可以監(jiān)測土壤的大部分重要參數(shù)（包括土壤緊實度、蓄水保墑能力、土壤溫度等），從而防止土壤板結、土壤侵蝕等。
4．7農業(yè)管理系統(tǒng)
農業(yè)管理系統(tǒng)可以為農業(yè)工作者和相關企業(yè)提供數(shù)據(jù)收集和管理功能。得到的數(shù)據(jù)被存儲和分析從而為使用者提供決策依據(jù)，農業(yè)管理系統(tǒng)還可以用來建立農業(yè)數(shù)據(jù)模型。其優(yōu)勢包括為使用者作出重要決策時提供了理論數(shù)據(jù)支持，提高了農業(yè)生產的綜合管理能力。
5互聯(lián)網巨頭布局數(shù)字農業(yè)案例
5．1阿里巴巴：盒馬村
阿里巴巴數(shù)字農業(yè)事業(yè)部始終將農業(yè)全產業(yè)鏈數(shù)字化轉型升級作為戰(zhàn)略目標，力爭盡快建成1000個高效規(guī)模化的數(shù)字農業(yè)示范基地。從去年開始，阿里巴巴數(shù)字農業(yè)事業(yè)部更是全面加緊了對盒馬村的布局和建設，以希望先于其它企業(yè)完成數(shù)字農業(yè)示范基地建設的戰(zhàn)略任務。盒馬村并不是指某一個村落，而是所有為盒馬種植農產品的村落的統(tǒng)稱，盒馬村模式是新時代農村轉型升級的一個標桿，根據(jù)訂單情況，針對不同的村落，因地制宜地發(fā)展數(shù)字農業(yè)，讓種植戶和銷售企業(yè)直接對接，從而使優(yōu)質的農產品快速入城，同時將城里的優(yōu)質資本引進村落，形成良性循環(huán)。通過阿里巴巴建設的“產—供—銷”一體化平臺，讓原本分散孤立的村落緊密聯(lián)系在一起，成為現(xiàn)代數(shù)字農業(yè)產業(yè)鏈的一部分，種出更優(yōu)質的農產品，讓農民獲得更大的收益。依托阿里云技術和淘寶電商平臺，盒馬模式幫助農業(yè)產業(yè)的種植端和銷售端實現(xiàn)了數(shù)字化的升級，盒馬利用其強大的銷售匯聚能力，解決了小農戶難銷售的問題，改變了以往小農生產模式產銷散亂的面貌，幫助農戶降低了風險，開拓了銷售渠道，提高了銷售效率。據(jù)有關新聞報道，截至2020年底，上海、江蘇、海南等全國13個省、市、自治區(qū)已經建立盒馬村，盒馬村模式為我國數(shù)字農業(yè)發(fā)展提供了良好的參考。
5．2京東：京東農場
從2018年開始，京東農場便逐步進行數(shù)字化農業(yè)的試驗，京東農場廣泛同全國各地的高標準農場開展合作，共同建立更高品質的農業(yè)生產基地，全面實行農作物標準化和規(guī)范化種植，從源頭開始建立農作物全程可視化追溯性模式，讓農作物從田間到餐桌的安全性得到保證，全面提升京東農場的農產品質量。其建立的“京品源”品牌，擁有產銷一體化的全套服務體系，對京東農場的農產品在品牌、品質、供應、產銷等方面進行全面的支撐。根據(jù)有關新聞報道，京東農場進行了廣泛的戰(zhàn)略布局，截至2020年底，其已經在全國各地建立了17個示范農場。從農產品的種植、加工、運輸，到供銷的各個階段，京東農場利用區(qū)塊鏈、人工智能、物聯(lián)網等技術對傳統(tǒng)農業(yè)進行賦能，徹底改變了傳統(tǒng)農業(yè)的產銷模式，為數(shù)字農業(yè)發(fā)展作出了重要貢獻。
5．3華為：聯(lián)手北大荒，助力數(shù)字化轉型
技術實力雄厚的華為，一直希望利用其技術優(yōu)勢，幫助傳統(tǒng)企業(yè)進行轉型升級。2019年8月，華為同北大荒農墾集團簽定了戰(zhàn)略合作協(xié)議，按照協(xié)議內容，雙方將建立長期的戰(zhàn)略合作伙伴關系，彼此會充分利用行業(yè)地位和自身技術為另一方提供全面的幫助，貫徹取長補短、互惠互利的原則，在人才培養(yǎng)、平安墾區(qū)、智慧農業(yè)、華為云建設等多方面進行密切合作，攜手探索數(shù)字農業(yè)的新發(fā)展模式，全面開展北大荒集團的轉型升級。華為除了和北大荒合作以外，還將利用其大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能及5G技術與袁隆平團隊共同打造“互聯(lián)網農場”。
正是在這樣的背景下，來自農墾總局友誼農場五分場二隊的一份試驗報告令專家們十分振奮：在這里進行的以變量施肥和精量播種為核心的精準農業(yè)技術應用試驗取得了階段性成功，2000畝地塊上種植的大豆抵御住了自然災害的襲擊，平均產量每公頃近2400公斤，比其他地相對增產近20%，綜合效益提高10%。
由黑龍江八一農墾大學、黑龍江省農墾科學院和黑龍江農墾總局友誼農場等單位合作的這一試驗項目，近日已經作為“數(shù)字農業(yè)技術研究與示范”項目的重要組成部分，被科技部正式批準列入國家“863計劃”。
國家“863計劃”的具體安排是，從2004年開始，在友誼農場建立1萬畝數(shù)字化農業(yè)技術示范區(qū)，應用精準農業(yè)技術和保護性耕作方法進行生產，其目標是比傳統(tǒng)農業(yè)提高生產效率20%、提高經濟效益15%以上，3年內輻射推廣面積達到10萬畝。
一場“重塑北大荒農業(yè)”的宏偉行動，由此拉開了帷幕。
在這里看到了明天的農業(yè)
2003年10月1日，記者隨同黑龍江八一農墾大學教授、“數(shù)字農業(yè)技術研究與示范”課題組牽頭人王智敏驅車600公里，專程來到友誼農場五分場二隊查看大豆收獲情況。
友誼農場是我國改革開放后，第一個率先引進當時具有世界先進水平的美國迪爾公司成套農機設備的農業(yè)現(xiàn)代化示范點，曾經創(chuàng)下了勞均生產20萬公斤糧豆的勞動生產率，因而為黑龍江墾區(qū)乃至全國廣大農村實現(xiàn)農業(yè)機械化和農業(yè)現(xiàn)代化起到了示范和推動作用。此次引進美國凱斯公司的精準農業(yè)關鍵技術與裝備進行試驗示范，也可謂重任在肩。
王智敏教授目不轉睛地看著谷物聯(lián)合收割機上的自動產量監(jiān)測儀，當每公頃2400公斤的平均產量終于顯示出來時，老教授深情地說道：“這一成績是獻給建國54周年的一份禮物?！?/p>
從表面上看，2000畝試驗地塊與其他地塊沒有什么區(qū)別。實際上，這里應用精準農業(yè)技術與裝備進行的作業(yè)與傳統(tǒng)的耕作方法已經有了根本區(qū)別。
作為數(shù)字化農業(yè)的核心成分，精準農業(yè)是綜合應用現(xiàn)代化高新科技的高效農業(yè)模式。它把預先采集到的農田土壤和農作物生長環(huán)境、生長狀況的地面和空間信息，經過專用的計算機軟件進行處理，利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對這些信息進行空間定位，利用智能化專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和與之配套的現(xiàn)代化農業(yè)機械設備，準確地進行田間灌溉、施肥和噴灑農藥等作業(yè)。
友誼農場五分場場長高文舉指著架設在廠部辦公樓上的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)地面糾偏裝置自豪地說：“方圓30公里都在它的監(jiān)控之下。有了這一裝置，我們農場的農業(yè)現(xiàn)代化可以說又邁出了一大步?！?/p>
精準農業(yè)“精準”在哪里
有關專家認為，實現(xiàn)農業(yè)的數(shù)字化和信息化，必須從精準農業(yè)技術起步，精準農業(yè)是未來數(shù)字化農業(yè)的雛形。那么，精準農業(yè)“精準”在哪里？
農作物的生長發(fā)育過程是以單體形式存在的，科學的管理方法應當考慮單體的生長發(fā)育要求，實施合理的需要物料量（如化肥、農藥等）的投放，做到“按需分配”。傳統(tǒng)農業(yè)受科技發(fā)展水平限制，田間管理均以地塊為單元進行，難免造成施肥量超過需要量、過剩的肥料流失污染環(huán)境或是投入量低于需要量、影響作物產量潛力發(fā)揮的情況。
精準農業(yè)技術的核心是縮小管理單元面積，提高耕作精度，從根本上解決了傳統(tǒng)農業(yè)的這個問題。其管理單元面積能夠以米級計算，根據(jù)不同單元內的土壤和作物生長特性，確定物資的投放量，使農事操作做到定位、定量、定時。
實施精準農業(yè)技術的主要設備有：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收裝置；帶有衛(wèi)星定位接收器、天線和產量監(jiān)測設備的谷物聯(lián)合收割機和產量圖軟件；帶有衛(wèi)星定位接收器的土壤取樣設備、土壤化驗設備、地理信息軟件；農業(yè)專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、決策系統(tǒng)軟件和計算機硬件設備；帶有衛(wèi)星定位接收器、自動控制器的拖拉機、變量施肥播種機、變量噴藥機等智能化自動控制的農業(yè)機械。
精準農業(yè)技術的發(fā)展首先得益于海灣戰(zhàn)爭后GPS軍用技術的民用化。1993年，精準農業(yè)技術首先在美國明尼蘇達州的兩個農場進行試驗，結果當年用GPS指導施肥的產量比傳統(tǒng)平衡施肥的產量提高30%左右，而且減少了化肥施用總量，經濟效益大大提高。
在發(fā)達國家，精準農作體系已經試驗應用到小麥、玉米、大豆、甜菜和馬鈴薯的生產管理上。到1995年，美國約有5％的作物面積不同程度地應用了精準農業(yè)技術。近年來，不僅美國、加拿大、澳大利亞等發(fā)達國家對精準農業(yè)技術的應用非常重視，而且巴西、馬來西亞等發(fā)展中國家也開始試驗示范和應用推廣。
推廣數(shù)字農業(yè)必須依托“國字號”
由于數(shù)字化農業(yè)必須以高科技裝備和大型農業(yè)機械為依托，投入成本高，目前人們普遍對其推廣前景不抱樂觀態(tài)度。對此，黑龍江八一農墾大學副校長汪春說，我國數(shù)字化農業(yè)的推廣之路，關鍵在于實現(xiàn)國產化，降低投入成本。
我國是一個農業(yè)大國，推進農業(yè)的現(xiàn)代化，提高農業(yè)的競爭力對從根本上解決“三農”問題非常重要。
1999年～2003年，國家農業(yè)信息化工程技術中心在國家計委的支持下，率先在小湯山開展了精準農業(yè)的示范研究，在一些關鍵技術上取得了重要突破。經農業(yè)部批準并直接投資550萬元，黑龍江八一農墾大學精準農業(yè)研究中心從2002年開始，在黑龍江墾區(qū)友誼農場進行精準農業(yè)田間試驗示范，取得階段性成果，農業(yè)數(shù)字化的研究和推廣工作取得了良好的開端。
問題在于，整個項目實施過程中，進口成套機械設備耗資近五百萬元，占該項目資金的90%以上。汪春說，設備投入過大，是制約數(shù)字化農業(yè)推廣應用的重要因素，盡快實現(xiàn)國產化是必由之路。
可喜的是，經過了近十年的努力，我國在與數(shù)字農業(yè)相關的關鍵技術研究開發(fā)方面取得了一定成果。從2004年開始，黑龍江墾區(qū)自行開發(fā)研制的部分精準農業(yè)設備將被投入試驗應用。
汪春表示，眼下我國實施精準農業(yè)技術應采取引進示范、消化吸收、創(chuàng)新國產化的技術路線，應因地制宜，分期、分批地推進，逐步提供生產服務。同時，從國際上成熟的變量施肥控制技術入手，自行研制配套的變量技術與裝置和機具，使科研成果盡快轉化為現(xiàn)實生產力，投入到農業(yè)生產過程中。
黑龍江農墾總局農機局副局長陳必安說，加快國產化步伐，一是要因地制宜，加強區(qū)域型精準農業(yè)技術國產化研究。二是要加速農業(yè)技術裝備制造業(yè)如機械、電子、液壓等行業(yè)的技術進步和革新，盡快生產出質量高、適用性強的國產精準農業(yè)技術設備，以滿足不同農業(yè)區(qū)域的農業(yè)生產技術要求。三是要盡快使我國北斗定位系統(tǒng)投入民用，逐步消除對國外全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術和設備的依賴。
2004年春節(jié)剛過，黑土地上的積雪尚未融化，王智敏教授便匆匆趕往友誼農場部署今年的試驗工作?！皵?shù)字化會給北大荒農業(yè)插上奮飛的翅膀?！蓖踔敲粽f，“隨著數(shù)字化農業(yè)技術不斷成熟，提高作物產量和降低生產成本還有很大的空間，綜合經濟效益將逐年增長。”
1.操作人員查看自動產量監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)。
關鍵詞：農業(yè)機械；數(shù)字化技術；制造技術；應用
在信息時代背景下，傳統(tǒng)農業(yè)逐漸向數(shù)字農業(yè)發(fā)展，數(shù)字農業(yè)主要指將工業(yè)技術和數(shù)字信息技術進行有機結合，使農業(yè)各對象可視化表達的目標得以實現(xiàn)，能夠為農業(yè)機械制造過程提供可靠的依據(jù)和支持，對提高農業(yè)生產水平有較大的積極作用。下文首先對數(shù)字化設計與制造技術進行概述，其次對兩者在農業(yè)機械上的應用進行闡述，以期為農業(yè)機械制造企業(yè)提供一定參考。
1數(shù)字化設計與制造技術簡述
數(shù)字化設計與制造技術主要指使用計算機硬件、軟件和網絡環(huán)境對相關產品的設計，分析，裝配以及制造等過程進行全面模擬，能夠為實際生產過程提供可靠的依據(jù)。在農業(yè)機械設計及生產中應用數(shù)字化設計與制造技術具有如下優(yōu)勢：農業(yè)機械產品開發(fā)能力有所提升；產品研制周期明顯縮短；農業(yè)機械開發(fā)成本有所降低；能夠最大程度的實現(xiàn)初期設計目標，可以提高農業(yè)機械制造企業(yè)的市場競爭力，同時可以為其帶來更多的經濟效益。
2農業(yè)機械數(shù)字化設計與制造技術應用分析
數(shù)字化設計與制造技術包括多種先進的技術，下面對幾種常用的技術進行說明：其一，對CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM進行說明。前四種分別指計算機輔助設計，計算機輔助工程，計算機輔助工藝過程設計及計算機輔助制造，以上工具的合理應用對提高產品開發(fā)效率及效果有較大的積極影響；其中PDM技術能夠對產品相關的數(shù)據(jù)和信息、人及各類組織等進行有效管理，使分布環(huán)境中數(shù)據(jù)共享的目標得以實現(xiàn)，同時為異構計算機環(huán)境提供了相應的應用平臺。其二，對異地協(xié)同設計進行說明。其主要指在有網的環(huán)境中能夠對相應產品進行定義、建模、產品分析、設計、數(shù)據(jù)管理和產品數(shù)據(jù)交換，使用其對多人、異地產品協(xié)同開發(fā)提供了便利條件。其三，對虛擬設計及制造進行說明。使用仿真、建模及虛擬現(xiàn)實技術等可以對產品的模型進行合理構建，在構建完成后工作人員可以對產品的性能，可裝配性以及可加工性等方面的問題進行發(fā)覺，在經過分析后可以及時采取合理措施進行調整，進而提高產品設計合理性，為后期制造過程奠定堅實的基礎；其四，對并行設計進行說明。并行設計主要指使用并行工程模式進行產品開發(fā)和制造，其對以往串行式產品開發(fā)模式存在的缺點進行彌補，在農機產品開發(fā)初期能夠對后期實際需求進行更多的考慮，進而使產品研發(fā)效率較高，且研發(fā)效果較好。下面筆者對智能CAD技術在農機產品設計中以及數(shù)字化制造技術在高科技農業(yè)機械開發(fā)中的應用進行分析。
2.1智能CAD技術應用分析
第一，智能CAD技術在農機產品設計中的應用分析。工作符號推理是農業(yè)機械設計過程中的重要內容，傳統(tǒng)CAD技術在符號推理方面存在一定的缺失，智能CAD技術能夠對其存在的缺失進行彌補，在使用智能CAD技術后農業(yè)機械設計過程中信息利用率有所提升、重復設計情況明顯減少且產品研發(fā)時間明顯縮短，能夠在短時間內完成農機產品的設計工作，進而可以為農業(yè)機械制造企業(yè)帶來更多的經濟效益。第二，參數(shù)設計在農機產品設計中的應用分析。農業(yè)機械設計過程具有型號、種類較多以及受季節(jié)影響較大的特點，為了更好的保證設計和合理性及效率在實際設計過程中可以對視力推理模塊化參數(shù)設計及變量設計進行合理應用，并且在使用后能夠對智能CAD技術使用中存在的問題進行最大程度的規(guī)避，為設計方案的合理性提供更多的保障。第三，裝配模型在農機產品設計中的應用分析。裝配模型其屬于支持概念設計和變型設計中的一種，其主要指構建相應零部件的幾何模型，在構建完成后結合裝配信息對設計意圖，產品原理以及功能等進行詮釋，能夠讓工作人員盡快領悟設計意圖，進而能夠盡快展開生產。
2.2數(shù)字化制造技術在高科技農業(yè)機械開發(fā)中的應用
數(shù)字化制造技術在我國農業(yè)機械設計及制造中得到廣泛應用，在實際應用過程中可以使用數(shù)控及虛擬技術等對農業(yè)機械產品的虛擬樣機進行制造，為實際生產過程提供了一定的有利條件。下面對使用三維CAD技術設計農機產品虛擬樣機的流程進行說明：其一，使用參數(shù)設計、變型設計等技術對相關產品的三維CAD模型進行構建，通過模型的構建能夠實現(xiàn)所有零部件模式化的目標；其二，根據(jù)相關數(shù)據(jù)和信息對二維工程圖進行構建；其三，使用各類分析原理對模型進行分析，將其同三維裝配體設計進行有機結合；其四，將三維CAD模型作為主要依據(jù)對PDM結構體系進行合理構建；其五，工作人員嚴格按照虛擬樣機的要求對三維CAD產品進行制作，與此同時對開發(fā)體系進行合理構建；其六，對三維虛擬樣機進行監(jiān)測和試驗，通過以上兩過程可以準確的發(fā)現(xiàn)虛擬樣機存在的問題，在經過分析后可以采取有效措施進行處理，從而對虛擬樣機具有較高的合理性進行提升。
3結束語
通過上文可知在農業(yè)機械研發(fā)及生產過程中對數(shù)字化設計及制造技術進行合理應用對縮短研發(fā)時間及提高產品質量有較大的積極作用，為此農業(yè)機械制造企業(yè)需要對數(shù)字化設計及制造技術產生足夠的重視，根據(jù)自身實際情況和時展的需求對其進行分析和研究，不斷的擴大應用范圍，使農業(yè)機械研發(fā)及實際生產過程向數(shù)字化、智能化技自動化的方向發(fā)展，加快農機制造企業(yè)的發(fā)展速度。
引用：
[1]陳英姿.農業(yè)機械數(shù)字化設計與制造技術的應用[J].農家科技（下旬刊）,2015(10):305-305.
[2]吳發(fā)輝.農機數(shù)字化設計與制造技術的研究與應用[J].南方農機,2016,47(7):50,71.
[3]任曉光,劉佳.農業(yè)機械數(shù)字化設計技術研究與展望[J].河北農機,2014(2):33-33,34.
農業(yè)科研檔案記載著科研院所的歷史與今天，并將傳承到未來。它記錄了農業(yè)科研單位各個時期科研工作的存在與發(fā)展，包含科研準備階段、實驗階段、總結鑒定驗收階段、成果報獎以及推廣應用階段的文件材料和原始數(shù)據(jù)。農業(yè)科研檔案是農業(yè)科研院所工作的重要組成部分，做好農業(yè)科研檔案的管理工作對于服務農業(yè)有著重要意義。
1 農業(yè)科研檔案的重要作用
1.1 農業(yè)科研檔案的繼承作用
科研工作是一種創(chuàng)造性勞動，需要借助前人的成果和研究方法，這在很大程度上需要借助大量的科研檔案。在前人的研究基礎上創(chuàng)新，可避免重復性試驗。重復研究，會在一定程度上浪費物力、人力、資金和時間，借助于科研檔案能夠系統(tǒng)、客觀、完整和連續(xù)地反映出科研項目的研究進展，由此避免研究工作的重復。建立集中統(tǒng)一管理下的分散式系統(tǒng)是農業(yè)科研檔案較理想的管理模式。通過自動化、實時化、網絡化檔案管理，能使集中管理和利用有機結合，同時更有利于保護農業(yè)科研的知識產權，推進科研成果的交流、轉化和應用，創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益。
1.2 農業(yè)科研檔案的參考作用
一項科學研究有時候需要借鑒前人研究的經驗與方法，而檔案管理更重要的價值在于提供開發(fā)利用。將兩者加以結合，可以更好的為科研工作提供輔助參考作用。農業(yè)科研檔案管理信息化建設，使有關部門在農業(yè)決策時更具連續(xù)性、科學性。廣大民眾，也可以通過信息檔案指導自己的實踐活動，保證農業(yè)的科學發(fā)展，對推動農業(yè)科技進步和現(xiàn)代農業(yè)的建設具有重要意義。
1.3 農業(yè)科研檔案的憑證作用
農業(yè)科研檔案是農業(yè)科研工作者在科研、生產、應用推廣等工作中產生的，它具有一定的專業(yè)性和保密性。當農業(yè)科研知識權屬發(fā)生糾紛時，鑒定過程較為復雜，給知識產權保護帶來很大難度。農業(yè)科研檔案便成為保障產權保護有利的憑證，這也是檔案生命力和價值的另一種彰顯。
1.4提高工作效率
首先，將傳統(tǒng)的手工及集中建檔變?yōu)槲C建檔和經常性建檔，可使檔案管理人員從繁瑣的手工勞動中解脫出來，以便更有效地從事檔案的收集、編研和建檔工作；其次在檔案采用上更方便快捷。檔案資料的電子化更便于科技人員根據(jù)檔案管理權限自行查詢，實現(xiàn)多次利用，提高農業(yè)科研的效率。
2 如何做好農業(yè)科研檔案的實體管理
2.1 農業(yè)科研檔案工作的庫房和設施要求
檔案的實體大多是由紙質、照片和光盤等磁性載體組成。為了增加保存時長，檔案庫房應做好溫濕度控制和調節(jié)，并有防盜、防火、防腐、防光、防有害生物和防污染等安全措施。照片和底片應放入專門的相片檔案冊，存放在背光暗處，避免陽光直射。光盤等磁性載體需要放入防磁柜中保存。
2.2 農業(yè)科研檔案管理工作的建章立制
檔案的管理工作包括收集、整理、保管、鑒定、統(tǒng)計、利用六個環(huán)節(jié)。按照不同環(huán)節(jié)，分別制定管理制度。建立健全檔案歸檔制度、檔案保管制度、檔案鑒定銷毀制度、檔案統(tǒng)計制度、檔案利用制度、檔案保密制度以及檔案安全防護制度、檔案員崗位責任制、檔案庫房管理制度等。
2.3 要把農業(yè)科研檔案管理工作納入績效考評
要把農業(yè)科研檔案工作列入本單位的發(fā)展計劃，應把科研檔案工作與計劃管理、課題管理、成果管理緊密結合。每年從本單位科研經費總額中劃撥出一定數(shù)額作為科研檔案工作經費。把農業(yè)科研檔案工作與科研考評、績效掛鉤。
2.4 分設專職檔案員和兼職檔案員
專職檔案員負責制定實施細則和管理制度；及時提出對科研檔案的管理要求；指導和監(jiān)督單位的兼職檔案員做好科研檔案形成文件的歸檔立卷工作；負責本單位科研檔案的接收、整理、保管、組織鑒定、統(tǒng)計、開發(fā)利用等項業(yè)務工作；按有關規(guī)定做好科研檔案移交工作等?！犊茖W技術研究檔案管理暫行規(guī)定》要求實行由科研課題（項目）負責人主持立卷歸檔的責任制，由科研人員負責文件材料的形成、積累、立卷、歸檔工作。在各科研部門、課題組設立兼職檔案員，協(xié)助課題負責人完成檔案的立卷歸檔工作。
3 新形勢下建設數(shù)字信息化農業(yè)科研檔案的措施
隨著信息化水平的不斷進步，農業(yè)科研資源的不斷積累，新形勢下農業(yè)科研院所對于檔案工作質量與效率的要求日益提高。農業(yè)科研檔案數(shù)字信息化的出現(xiàn)，一方面可以增加實體檔案的保管時長，對于原始載體的檔案起到保護作用。另一方面從空間和時間的角度為科研人員的借閱提供了方便。通過網絡信息平臺進行管理有利于避免查閱、歸還過程的錯漏，而且在查閱過程中后臺管理也可提供時時統(tǒng)計，一定程度上為檔案員的工作提供便捷。科研檔案信息化是順應時代潮流的必然趨勢。
3.1 農業(yè)科研檔案的數(shù)字化建設措施
3.1.1 建立各環(huán)節(jié)的規(guī)章制度，使數(shù)字信息化檔案的管理有章可循 科研院所在建立數(shù)字信息化建設時要結合本單位的實際工作情況，制定一套完善的制度體系和技術規(guī)范。
3.1.2 配備基礎設施 農業(yè)科研檔案的數(shù)字信息化建設需要配備硬件設施和軟件設施。計算機、掃描儀、刻錄機、空調、加濕器、防磁柜、檔案管理軟件、縮微復印技術、OCR軟件等。
3.1.3 選擇管理系統(tǒng) 完成實體檔案的數(shù)字化轉化，根據(jù)本單位的實際情況選擇或研發(fā)一款管理軟件對農業(yè)科研檔案進行現(xiàn)代化保存、管理與統(tǒng)計、利用。
3.1.4 搭建兩個平臺 數(shù)字信息化檔案具有開放的特點，可修改，易復制，能刪除給檔案信息安全帶來了挑戰(zhàn)。原始檔案需要妥善保存，所以在建立數(shù)字信息網絡化平臺的同時，需要一個脫機保存平臺。使農業(yè)科研檔案可恢復，真實性、完整性不受到威脅。
3.1.5 建設兩個數(shù)據(jù)庫 分別建立檔案目錄數(shù)據(jù)庫與檔案全文數(shù)據(jù)庫。根據(jù)查閱權限來設置可查閱內容。即可以達到農業(yè)科研檔案的知識共享又可以保護農業(yè)科研檔案中知識產權不受到侵犯。
3.2 農業(yè)科研檔案的數(shù)字信息化建設方案
完整的檔案數(shù)字化建設流程包括案卷交接、檔案整理、目錄著錄、檔案掃描、圖像處理、OCR文字識別、數(shù)字校對、數(shù)字質檢、數(shù)據(jù)掛接、整理還原、案卷入庫等環(huán)節(jié)。
4 結語
關鍵詞：農業(yè)機械化工程；人才培養(yǎng)；教學資源；數(shù)字樣機
Digital prototyping for teaching resources of agricultural mechanization engineering
Yang Xin, Li Jianping, Feng Xiaojing, Liu Junfeng
Agricultural university of Hebei, Baoding, 071001, China
Abstract: The technology connotation and the development principle of the digital prototype instructional resource were put forward through digital prototyping method. The digital prototype models of the typical components, mechanisms and machines were founded with the digital prototyping for the agricultural mechanization engineering instructional resource, and the various forms of simulation teaching based on these digital prototype models were carried out such as mechanical structure learning, the mechanism motion analysis, and the working principle demo.
Key words: agricultural mechanization engineering; talent cultivating; teaching resources; digital prototyping
我校省級重點學科農業(yè)機械化工程，多年來一直堅持“非實習不能得真諦，非實驗不能探精微”的教學理念，取得了很好的教學成果[1-3]。但在知識經濟和科學技術飛速發(fā)展的今天，農業(yè)生產作業(yè)方式正向保護性耕作、精準作業(yè)、設施栽培等現(xiàn)代化作業(yè)方式轉變，農機裝備也隨之向高效、精細、節(jié)能和可持續(xù)的方向發(fā)展。未來若干年，是傳統(tǒng)的農業(yè)機械化工程逐步向現(xiàn)代農業(yè)機械化工程提升的關鍵時期，農業(yè)機械化工程學科不僅要發(fā)展外延，更要著重向內涵拓展，培養(yǎng)高質量人才，出高水平成果[4]?？紤]新形勢下農業(yè)機械化工程教學的服務面向，以提高教學水平為主，不增加教育成本，開發(fā)高質量的農業(yè)機械化工程數(shù)字樣機教學資源，構建農業(yè)機械化工程實驗實習教學網絡平臺，已成為農業(yè)機械化工程教育信息化和現(xiàn)代化的迫切需要。
1 數(shù)字樣機教學資源技術內涵與開發(fā)原則
1.1 數(shù)字樣機教學資源技術內涵
數(shù)字樣機開發(fā)(Digital Prototyping)是把一個創(chuàng)意變成一個可以向客戶推銷的數(shù)字化產品原型的全過程，是科學研究中新產品設計開發(fā)的一種現(xiàn)代化技術手段。利用數(shù)字樣機開發(fā)技術可使得概念設計、工程設計、制造、銷售和市場部門在產品制造之前虛擬地體驗完整的產品[5]。工業(yè)造型師、設計工程師和制造工程師使用數(shù)字樣機技術在整個產品開發(fā)過程中對產品進行設計、優(yōu)化、驗證和可視化。市場人員可以使用數(shù)字樣機技術在產品制造之前創(chuàng)建產品的真實感，渲染和在實景環(huán)境中的動畫模擬。目前，數(shù)字樣機技術在機械、電子、航空、汽車、動力工程等諸多領域得到了廣泛的應用。
數(shù)字樣機教學資源是指利用數(shù)字樣機開發(fā)技術對教學資源進行處理，可以在多媒體計算機及網絡環(huán)境下運行的多媒體數(shù)字化教學材料。按處理的對象劃分，數(shù)字樣機教學資源可分為典型零部件、典型機構和典型樣機等；按信息的呈現(xiàn)方式劃分，數(shù)字樣機教學資源可分為數(shù)字化圖像、投影、視頻以及網上教學資源等。與傳統(tǒng)的教學資源相比，數(shù)字樣機教學資源有開發(fā)技術數(shù)字化、處理方式多媒體化、信息傳輸網絡化等特點。數(shù)字樣機教學資源是一種動態(tài)的教學素材庫，基于數(shù)字樣機教學資源可以在不同教學單元間和教學平臺上共享數(shù)字樣機模型數(shù)據(jù)。
1.2 數(shù)字樣機教學資源開發(fā)原則
開發(fā)數(shù)字樣機教學資源應遵循教學性、科學性、開放性、通用性、層次性的原則。
(1)教學性原則：數(shù)字樣機開發(fā)技術本屬于科學研究中新產品設計開發(fā)手段，將其用于教學資源的設計開發(fā)中，與科研產品開發(fā)有著本質的區(qū)別?？蒲挟a品開發(fā)的目的是得到市場需求的新型產品，滿足人們對產品的功能需求，而數(shù)字樣機教學資源應能滿足教與學的需求。
(2)科學性原則：數(shù)字樣機教學資源應能正確反映科學知識原理和現(xiàn)代科學技術，所構建的樣機模型應該盡量按實際設備進行1:1建模，按實際工作原理進行運動、動力仿真參數(shù)設置。
(3)開放性原則：數(shù)字樣機教學資源應確保在任何時候、任何地方、任何師生都可以將自己的數(shù)字樣機作品納入其中，可以通過網絡論壇設置不同身份的會員機制，給每一位使用者(教師、學生等)提供提交建議、上傳作品的許可認證接口，尤其是對學生提交的課程設計、畢業(yè)設計成果進行審核認定，及時充實和更新教學資源庫。
(4)通用性原則：在相應的技術標準規(guī)范下，數(shù)字樣機教學資源應能適用于不同的教學情境和多種形式的學習，適用于針對不同專業(yè)而設置的同門類學科通論類課程，最大限度地共享資源。
(5)層次性原則：數(shù)字樣機教學資源應實行模塊化管理，使學習者通過對不同層次資源的使用和重組，方便進行課程或知識體系的篩選，最大限度地發(fā)揮資源的個性化定制潛能。
2 農業(yè)機械化工程數(shù)字樣機教學資源開發(fā)
2.1 將現(xiàn)有教學資源進行數(shù)字樣機建模
將現(xiàn)有的教學資源進行數(shù)字樣機改造是把現(xiàn)行教學中使用的載體進行數(shù)字化改造，形成數(shù)字化模型資源?，F(xiàn)有教學資源包括兩大類：一是教研室和實驗室原有成熟的實物教具、機構模型、零部件結構掛圖等。二是在課程設計和畢業(yè)設計中師生創(chuàng)作的機械機構作品，包括展示型作品、師生交流作品集、教師對學生進行評價的作品等。將這些教學資源進行數(shù)字化樣機設計，建立虛擬教學模型，主要是三維立體模型的制作和開發(fā)。圖1所示是根據(jù)幾種典型農機部件實物教具建立的數(shù)字樣機模型。
(a)典型零件模型
(b)典型部件模型
圖1 實物教具數(shù)字樣機模型
可以篩選一批典型資源設立學生設計研究計劃項目，讓學生參與教學資源建設，并借助設計過程提高學生對現(xiàn)代數(shù)字化設計軟件的應用能力，將學生技能教育融于教學中，并兼顧提升學生從事科研工作的能力，提前熟悉一些主流設計軟件的使用方法和操作技能。
2.2 將科研產品數(shù)字樣機進行教學型轉化
在農業(yè)機械化工程諸多核心課程教學中，除了加強理論課程的基礎知識外，更要體現(xiàn)學科前沿知識，在實踐環(huán)節(jié)中融入最新科研成果，將學科前沿知識帶給學生，讓學生對專業(yè)方向有更好的把握和定位。如今農業(yè)機械產品開發(fā)已經采用了數(shù)字樣機開發(fā)技術，許多產品生產之前需要借助產品數(shù)字樣機進行功能和行為的仿真模擬，在產品開發(fā)過程中更是借助數(shù)字化手段對研究對象反復仿真分析和評價[6-9]。開發(fā)完成的產品本身就是很好的教學資源，尤其是一些新機構、新部件的結構原理、動態(tài)特性等。圖2所示是在科研項目中開發(fā)的新型機械裝備和核心部件運動仿真分析模型。
(a)果園風送噴霧機 (b)零速投種運動仿真
圖2 科研產品數(shù)字樣機模型
通過多媒體技術把典型科研產品設計和仿真過程進行錄制、編輯等，形成用于課程教學的素材。這要求任課教師在參與科研工作的同時捕捉可用于教學的信息，及時收集科研工作中的教學素材，這也有助于科研工作本身的總結和提高。
2.3 將調研產品數(shù)據(jù)作為數(shù)字樣機資源補充
調研數(shù)據(jù)主要包括舊式農具、農民自制農具和新型農機產品等。這些農具或農機產品是目前教材中沒有的產品類型，但它們對了解農業(yè)機械發(fā)展歷史和目前農村使用農機的現(xiàn)狀有著不可替代的作用。通過學生假期社會實踐活動，可以搜集到大量舊式農具、農民自制農具和新型農機產品的數(shù)據(jù)信息。篩選出比較有代表性的機具產品進行數(shù)字樣機建模，如圖3(a)所示是我國北方農村現(xiàn)存不多的小麥播種開溝農具，這種農具曾在我國小麥播種區(qū)域有著廣泛的應用，改革開放后逐漸淡出歷史舞臺。圖3(b)所示是目前北方農村玉米播種區(qū)域廣泛使用的一種勺輪式玉米精量免耕播種施肥聯(lián)合作業(yè)機，適用于對包衣后的優(yōu)質玉米種子進行精量播種。
(a)播種開溝舊式農具 (b)玉米精量免耕播種機
圖3 調研產品數(shù)字樣機模型
3 數(shù)字樣機教學資源應用
3.1 農業(yè)機械學省級精品課教學應用
農業(yè)機械學是我校農業(yè)機械化及其自動化專業(yè)必修的一門理論和實踐緊密結合的課程，2003年已經建設成為省級精品課。我們建立的各種數(shù)字樣機教學資源在農業(yè)機械學省級精品課建設過程中得到了很好的應用。在理論課和實驗課教學課件中采用的數(shù)字樣機模型包括耕整地機械、播種機械、中耕管理機械、收獲機械、植保機械等。各種模型素材在各個理論教學單元中以圖片、動畫等形式體現(xiàn)，其中動畫素材與理論教學課件素材占總量的50%以上。尤其是對于結構認知課，學生通過逼真的數(shù)字樣機模型分解視圖和生動的三維動畫模擬演示，很快理解了在理論課程中所講的基礎知識。
3.2 “農業(yè)機械化工程實驗實習教學網”應用
“農業(yè)機械化工程實驗實習教學網”是河北省重點學科農業(yè)機械化工程的重點建設內容之一。該教學網于2009年5月開通試運行，其內容以農業(yè)機械化及其自動化本科專業(yè)課和業(yè)務素質課的實驗和實習教學為主體內容，以省級精品課農業(yè)機械學的實驗和實習教學為核心，兼顧農學、園藝、畜牧、植保等非機化專業(yè)的農機化概論、草業(yè)機械化、植保機械等選修課程實驗教學。學生實名注冊為會員后可選擇相應內容學習、下載資料、參與師生互動交流等，實現(xiàn)網絡教學。圖4所示是農業(yè)機械化工程實驗實習教學網首頁，通過鏈接數(shù)字樣機教學資源，能夠讓學生在任何地方學習農業(yè)機械基礎知識和了解學科發(fā)展動態(tài)，起到事半功倍的效果。
圖4 數(shù)字樣機教學資源網絡教學應用
4 結束語
為適應農業(yè)機械化工程學科向內涵拓展，培養(yǎng)高質量人才的時代要求，利用數(shù)字樣機開發(fā)技術建立了大量數(shù)字樣機模型作為農業(yè)機械化工程學科的教學資源。通過將現(xiàn)有教學資源進行數(shù)字樣機建模、將科研產品數(shù)字樣機進行教學型轉化和將調研產品作為數(shù)字樣機資源補充的途徑，完成了一套比較完善的典型零部件、典型機構和典型樣機的數(shù)字化模型。并把這些模型應用到了農業(yè)機械學等課程教學和“農業(yè)機械化實驗實習教學網”建設中，開展多種形式的仿真教學和網絡教學，為加快農業(yè)機械化工程教學由傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代模式的轉變提供了實踐性參考。
參考文獻
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[論文關鍵詞】圖書館 數(shù)字信息資源 讀者調查
近年來，為了順應社會信息化、數(shù)字化發(fā)展趨勢，華南農業(yè)大學(以下簡稱華南農大)加大了數(shù)字資源建設的投入力度。通過引進、共建、自建數(shù)字資源和網絡服務系統(tǒng)。形成了完整的數(shù)字化文獻信息保障系統(tǒng)。2002年～2007年．華南農大圖書館紙質中文圖書及中文期刊的館藏增長率為22％。而數(shù)據(jù)庫的增長率為145％，電子期刊的增長率為100％，電子圖書更是從無到有…。為了解不同類型讀者對數(shù)字信息資源的利用情況。根據(jù)他們的需求調整數(shù)字館藏的資源結構，更好地為學校教學及科研服務。
2007年底，華南農大“數(shù)字圖書館在本科教育及科研中所起作用的研究”課題組在該校范圍內進行了一次讀者抽樣問卷調查．這項研究結果將為改進該校數(shù)字圖書館的資源配置．提高數(shù)字資源的利用率，提升數(shù)字圖書館服務質量提出指導性建議。
1調查對象和方法
本次調查的對象是華南農大21個學院中從事教學、科研的教師，研究生(碩士生、博士生)以及本科生．以教師及研究生為主，本科生為輔，是一次全校性的調查，其結果能真實反映出該校師生對數(shù)字圖書館的利用需求情況。本次調查采用問卷調查法，共收回有效調查問卷366份．其中教師219份，研究生100份。本科生47份。
2讀者使用數(shù)字圖書館基本情況的調查結果及分析
2．1讀者獲取信息資源的途徑由表l可知，
讀者獲取信息資源的途徑各不相同。研究生及教師以數(shù)字圖書館資源為主，而本科生則是以傳統(tǒng)圖書館紙質資源及其它網上資源為主。分析其原因，有以下幾點：(1)華南農大數(shù)字圖書館的宣傳力度還不夠。特別是針對本科生的宣傳力度不夠，有相當一部分本科生讀者根本不知道數(shù)字圖書館；(2)本科生讀者檢索技能較差。特別是低年級的本科生基本不具備文獻檢索技能，他們無法使用數(shù)字圖書館中的主要數(shù)據(jù)庫。而容易掌握其它網上資源中的搜索引擎使用技巧。他們會利用其它網上資源：(3)由于本科生在大學里接受的是相關專業(yè)的基礎教育，他們科研活動較少，需要的資料多為各類學習輔導用書，因而側重于各專業(yè)基礎知識的紙質文獻成為他們獲取信息的首選。
2．2讀者每周使用數(shù)字圖書館的次數(shù)及使用傳統(tǒng)圖書館的頻次
從表2和表3可以看出，傳統(tǒng)圖書館仍是本科生獲取信息資料的主要來源。而數(shù)字圖書館則成為研究生及教師獲取信息資料的主要來源。這從另一個方面印證了表l的調查結果：教師及研究生成為數(shù)字圖書館的主要使用者。相對本科生而言。教師和研究生對科研信息的需求量更大。需要大量學術性強的新穎信息。而數(shù)字圖書館擁有的國內外各種學術期刊及專業(yè)性很強的學術資源數(shù)據(jù)庫正滿足了他們這方面的需求。另外。數(shù)字資源的使用特點也起到了很大作用：第一。傳統(tǒng)圖書、期刊資源的數(shù)量有限．大學圖書館采購一般圖書的復本量為3冊左右，期刊就更低。這樣就限制了讀者的使用，而數(shù)字資源恰好彌補了這一不足；第二。教師和研究生具備了相對充足的上網條件．而且他們的檢索技能也相對較為熟練。
2．3讀者了解數(shù)字圖書館館藏的途徑
由表4可知，讀者了解數(shù)字圖書館館藏的首要途徑是。自己了解發(fā)現(xiàn)”，其次是“同學或朋友介紹”。這表明讀者間信息的互相交流、傳播是他們獲取信息資源的重要來源。通過。文獻檢索課”及。圖書館工作人員介紹”這兩個途徑來了解數(shù)字圖書館館藏的比例都較低，這從一個側面反映了華南農大圖書館對于數(shù)字信息資源的宣傳力度還不夠，與讀者之間的溝通與交流還有待加強。
3讀者對數(shù)宇圖書館資源的具體使用情況及評價
3．1中、西文電子期刊數(shù)據(jù)庫及自建數(shù)據(jù)庫資源使用情況
從表5、表6、表7可以看出：(1)中文電子期刊數(shù)據(jù)庫的利用率較高；(2)教師、研究生使用頻率較高的中文電子期刊數(shù)據(jù)庫分別是：中國期刊網、中國優(yōu)秀博碩士論文全文庫、維普中文期刊全文數(shù)據(jù)庫．本科生則是：中國期刊網、維普中文期刊全文數(shù)據(jù)庫、中文社會科學引文索引數(shù)據(jù)庫；(3)西文電子期刊的使用率偏低。如果把“不作答”看作是沒有使用過的話，42．56％的本科生沒有利用過西文電子期刊數(shù)據(jù)庫。24．20％教師也沒有利用過西文電子期刊數(shù)據(jù)庫。筆者認為原因主要有：一方面是讀者本身的原因。西文電子期刊數(shù)據(jù)庫對使用者的要求比中文高。除了要具備較好的專業(yè)外語水平外。還要求有較好的檢索技巧；另一方面跟擁有的數(shù)據(jù)庫資源數(shù)量及內容有關。華南農大圖書館可供使用的中文數(shù)據(jù)庫種類比較齊全，而西文數(shù)據(jù)庫種類少，還難以完全滿足讀者需求；(4)部分西文數(shù)據(jù)庫利用率為零。這主要來源于兩方面：一是因為國家科技圖書館可以免費提供給各科研院校使用的西文數(shù)據(jù)庫；二是數(shù)據(jù)庫商提供的附帶產品；(5)學生較多利用自建數(shù)據(jù)庫，而教師卻很少利用。這是因為自建數(shù)據(jù)庫大多是讀者使用較多的圖書館本身的自有資源(如隨書光盤數(shù)據(jù)庫)或經過整合的網上學術資源(如專家名人學術文獻庫、農業(yè)生態(tài)學導航庫等)，使用方法簡單并且實用，比較符合學生讀者的需求。但由于自建數(shù)據(jù)庫存在知識含量低以及后期的維護更新慢等原因。因而在教師中利用率不高。
3．2讀者比較滿意的數(shù)字資源，一般來說，讀者利用次數(shù)多的資源就是其比較滿意的資源。
從表8可以看出：電子期刊的讀者滿意度遠遠高于電子圖書．特別是中文電子期刊。電子期刊利用率遠遠高于電子圖書的利用率，筆者認為有以下幾方面原因：首先，電子期刊和電子圖書所含信息資源側重點不同；其次，人們還不能適應利用計算機閱讀篇幅很長的電子圖書；第三，華南農大圖書館電子圖書的數(shù)量和種類相對較少，不能滿足讀者需求。
3．3讀者利用數(shù)字圖書館時遇到的困難及對數(shù)字資源檢索培訓的看法
影響讀者使用數(shù)字圖書館的主要原因是：“資料偏少”、。資料雖多．但有利用價值的不多”、。自己對使用方式了解不夠”、“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不穩(wěn)定”等。這說明華南農大圖書館的數(shù)字文獻資源建設還有待加強。應深入調查讀者的需要。增加對日的有利用價值的文獻資源數(shù)量。同時還要加強與學校網絡中心、數(shù)據(jù)庫供應商間的協(xié)作，促進服務器、交換機、存儲系統(tǒng)等硬件設備的建設，保障數(shù)字化文獻系統(tǒng)正常、高效運行。最后。還應加強讀者的培訓教育．特別是數(shù)據(jù)庫檢索技巧方面的培訓。從表10可以看出：
大部分讀者認為數(shù)字資源檢索培訓“很有必要”和需要。證明讀者學習信息檢索知識的意識正在逐步提高。
4加強數(shù)字圖書館建設，提高其資源利用率的對策
要滿足數(shù)字圖書館讀者的文獻信息需求。必需分析讀者的需求特點，從而改進服務質量，提高服務水平。根據(jù)調查結果與分析。筆者認為要更好地發(fā)揮華南農大圖書館數(shù)字資源的作用，提高其資源利用率。應該從以下幾個方面人手：
4．1根據(jù)讀者需求及學校特色
建立科學合理的館藏體系在充分詞研的基礎上．應當連續(xù)采購使用率較高的數(shù)字資源及重點資源；不購買或者通過館際合作以及文獻傳遞等方式獲得其他數(shù)字資源；在保障大多數(shù)讀者的文獻信息需求的同時，兼顧重點學科和邊緣學科的文獻需求。
4．2從讀者需求角度．建立自己的特色數(shù)字館藏
數(shù)字館藏的質量不但取決于信息資源本身．還取決于圖書館自身的開發(fā)利用能力。應主動了解學校教學科研的信息需求。充分發(fā)揮高校圖書館的人才及設備優(yōu)勢。建設適應學校教學科研要求的特色化的自建數(shù)字信息資源體系．開展多種形式、多層次的信息服務。
4．3提高館員的素質與技能．開展高質量的信息服務
高素質館員不但能熟練掌握網絡操作技術而且具有較高的外語水平和信息甄別能力。同時還具備某一學科的專業(yè)知識。在實現(xiàn)圖書館信息服務從被動的借還方式過渡為高水平的信息收集、加工和傳遞的網絡服務方式中．高素質館員起著至關重要的作用。
4．4在圖書館與讀者之間建立長期、高效的互動機制
構建虛擬的(論壇、QQ群、E—mail等形式)或實體的交流溝通平臺。從數(shù)字資源的服務內容、方式到數(shù)據(jù)庫的訂購等各個方面，多渠道、多方面收集讀者意見，不斷改進服務水平。
4．5加強讀者培訓工作
改變傳統(tǒng)的讀者培訓模式，針對不同讀者的文獻需求特點，采用不同的培訓方式與內容。針對本科生。培訓的目的在于使其掌握基本的數(shù)字資源的使用方法。所以。應在學校范圍內大力推廣文獻檢索課。針對研究生及教師．培訓的重點應是提高其數(shù)字資源檢索技巧及能力。
