引言
进入21世纪，我们将迎来一个以信息、生物等高科技为支柱的知识经济时代。到21世纪中叶，我们将基本实现现代化，达到世界中等发达国家的水平。面对新形势和国家目标，农业机械学科积极为发展农村经济和实现农业机械化服务，加强现代农业、生物、信息等科学技术的交叉融合，得到了很大发展。
1 传统田间作业机械研究向实施现代集约持续农业和全过程机械化方向发展
目前传统田间作业机械的技术水平和品种还不能适应实施现代集约持续农业和全过程机械化的要求，创造和开发生态农业、节水农业、设施农业等所需要的农机系统和配套技术，仍是农机学科发展的一个重要方面。
为发展保护性耕作，试验研究了玉米秸杆切断速度和功耗，提出了新的单轴压切原理和非等长刀切碎模型，并进行了关健参数优化设计。应用遗传算法，并引入混合选择机制和小生境技术，进行潜土逆转旋耕刀参数优化。开展了深松、新型耕整和整播联合作业、垂直插入式小麦覆膜穴播等机械的研究。在精播、栽植、深施肥方面，重点开展新型精密排种器和智能识别、检测技术的研究。如试验分析了新型组合内窝孔精密排种器工作过程，探明了种子运动规律、机理及其影响因素。应用形状特征抽出法和BT神经网络，开发了能判断秧苗品质方向的瓜果秧苗嫁接机器人视觉系统。研制了滑道分钵轮式栽植器、组合振动式导苗机构、新型铲式播种打孔器等关健工作部件和气压式硬茬精播施肥、通用精播、玉米棉花营养钵等机具。植保方向主要研究高效、精喷、低污染的机械和基础工作部件。
在排灌机械方面，着重开展以节水为中心的滴灌、微灌、喷灌技术和提高泵装置效率、可靠性的研究。如应用液固两相流技术，基于特征化三维CAD技术，光固化快速成型技术，辅以流量试验，快速开发可直接用于灌溉的微滴头。进行基于ARX技术的图元驱动交互式参数化流道设计、用小波包变换分析水泵轴承振动信号等研究。
收获机械的研究重点是创造和开发新型谷物和经济作物联合收获机及关健工作部件。如为解决新型联合收割机前脱粒装置物料积存问题，设计了气流吸运振动输送辅助装置，并进行了计算机模拟。应用新药新颖的挤压力喂入量测试原理，研制了联合收割机喂入量传感器。在番茄收获中，运用计算机双目视觉技术对红色番茄定位，由两幅二维图象恢复出红色番茄的三维空间坐标。开发出林木球果采集机器等。
温室设施和环境控制的研究侧重于提高装备和自动化水平。如考虑温室内温度、湿度变化与时间关系，建立了湿度、温度、光照等智能化控制数学模型和多变模糊控制系统，进行组培室不同补光光源的光谱能量分布、有效生理辐射效能等适应性分析和优选，提出了光源设计准则。
2 农产品加工技术和设备研究以提高产品品质和附加值为中心向深加工方向延伸
随着农业产业结构和农机产品品质结构调整步伐的加快，加强研究开发以提高产品品质和附加值为中心的农产品储存、加工，特别是深加工的技术和设备，成为农机学科扩展的一个重要领域。
研究重点是农产品物理、化学、特征生物技术转化新工艺，高效、优质、节能、环保的机电一体化设备及产品品质快速、准确检测技术。如开发采用新型传感器和单总线结构的大型储粮仓群全数字测温系统和粮食干燥模糊控制专家系统及辐照土豆片热风干燥新工艺。结合物料的生物、生理特性，对蔬菜种子的非稳态干燥动力学特性与变温干燥机理进行试验和分析。应用激光在线测量技术，研究高温、高频振荡气流下喷雾干燥新技术。开展马铃薯淀粉全旋流分离用旋流管特性、系统模拟计算和蔬菜双锥盘连续挤压脱水机的研究。用新型双螺杆食品挤压机试验研究挤压加工复合组织蛋白的动态流变性能，建立工艺参数与系统参数间关系的回归方程。利用Markov随机场、 Gibbs分布理理论和显微图像处理技术，进行猪肉糜结构图像随机模拟。通过分析酶促凝乳硬度变化和超声波在凝乳中衰减特性，提出了优于原多项式模型的指数模型。应用小波变换原理和多元回归分析处理、提取方便面含油率近红外光谱信息特征，提高原光谱定量分析精度。按形状、颜色、纹理特征分级聚类方法进行标准烟叶数据库的图像检索。重视秸杆利用和加工废弃物能源化、无害化处理和综合利用的研究。如开发了保持草液比不变的青贮添加剂喷洒装置自动控制仪和氨化秸杆处理机，以及超/近临界介质分解生物资源的高压连续输送技术和装置。
3 农业机械仿生技术和精确农业技术成为学科研究的重要方向
在加速发展现代农业的进程中，由生物技术与农业机械技术渗透交融形成的农业机械仿生技术和基于信息技术的精确农业技术将发挥日益重要的作用，而成为学科研究的一个重要方向。
在农业机械仿生技术方面，重点是在认识生物结构和功能基础上，研究特殊状态的松软地面车辆、仿生行走机构的土壤工作部件仿生脱附减阻等技术。如应用蠕动式仿生步行机构设计推拉式气垫运载平台，针对其非连续运动的特点，分析在软、硬地面上的转向规律，采用全液压驱动方案实现锚定趾入土深度、离地间隙、转弯半径的无级调节和行驶无级变速。进行推土铲、犁体曲面等曲面参数仿生分析，实现曲面形状计算机可视化设计。应用柔性仿生法，研究运输车厢减粘脱附问题。
精确农业技术研究侧重于应用3S技术、田间信息实时采集处理技术和决策支持系统，获取田间土壤、杂草、病虫害、作物等时空分布信息，生成作物管理处方图，开发智能化农业机械和传感器等。如利用带DGPS拖拉机和微机控制的测量仪获取反映农田土壤耕作阻力的空间分布信息。研制了基于冲量原理的电压式谷物流量在线测量装置和产量实时监测系统。进行基于DGPS葡萄树定位和叶面图像处理技术的精确喷药空间分布质量的研究。开展用零点反对称紧支撑二进小波检测农田景物图像边缘和基于农田景物边缘的自主行走机器人自定位方法，以及用多传感器融合技术、模糊逻辑推理和神经网络结合的方法探测目标、确定路径研究。
由于对能源动力和车辆的要求不断提高、研究重点转向提高其动力性、经济性的排放、安全、可靠、舒适等性能及替代能源开发利用的技术、装备和检测控制系统，成为学科发展的一个重要动向。
在发动机方面，如开发四气门和二气门柴油机进气道形状组合和布置对性能的影响和变化规律、涡流水平对柴油机微粒排放的影响、车用催化转化器载体非稳态升温特性、天然气/柴油机双燃料发动机供气系统匹配与特征，以及结合二次调节和液压变压器技术实现液压自由活塞发动机群控节能等研究。用有限元差分法进行增压器无叶蜗壳内三维可压湍流流场的数值模拟。采用飞行时间质谱法和时间陈列检测技术，开发内燃机排气成分动态检测系统。在车辆工程方面，如对新型半履带气垫车动力学性能进行分析，建模、计算机仿真和试验，确定总功率消耗最小、操纵性好的最佳载荷分配比。运用?合图理论和自调整模糊控制器，进行金属带式无级变速传动系统仿真与控制研究，提出一种新的控制算法。为使车辆起步时金属带－行星齿轮无级变速系统对车体冲击度达到国际标准，研究建立了动力学仿真的模糊控制策略。进行基于BP神经网络的电液控制的机械式自动变速器离合器自适应温度补偿控制和应用自适应模糊控制的阻尼可调半自动悬挂系统等研究。开发了基于车辆传动总成局部模型和逻辑关系的机械式自动变速器控制系统在线故障诊断和拖拉机作业仿真试验集散控制等系统。
5 材料工艺研究向新材料和先进制造技术的方向拓展
农机新材料研究侧重于开发耐磨、防腐、抗蚀新材料及激光、喷涂等强化技术。如用于非光滑单元体材料和钢双金属焊接的多元铜基?料成分的优化试验和设计，走超高分子聚乙烯工程塑料选用填料改性的机理研究和性能优化，多缸机球铁曲轴激光淬火强化技术研究等。开展以精密成形技术为重点，包括快速原型/零件制造技术，CAD/CAE/CAM、并行工程研究。如进行板材三维马鞍形曲面多点逐次成形的成形极限和减小回弹、农用车后桥分体式结构半轴管正挤横轧成形工艺和高效深切磨削热作用机理等研究，以及开发可实现平台分布操作的基于CORBA总线的农机产品开发系统和并行设计中评价机械产品可制造性的CAD/CAPP集成系统等。
综上所述，还可看出：各种新型农机的基本原理、内存规律和设计基础等研究深受重视，学科基础进一步加深；合理利用和保护自然资源、设施农业和环境控制、经济作物收获、农产品深加工、仿生和精确农业等技术和装备的研究成为热点，学科领域继续拓宽；多种先进技术和方法，如小波分析、遗传算法、神经网络、模糊控制、机器视觉、计算机仿真等综合应用于农机的研究开发、试验检测各过程和产品中，学科研究水平和产品技术水平不断提高。
六是促进农机化快速发展，加快了农业现代化进程。建立农机服务协会这一举措提高了农业机械的利用率，促进了农机资源的流动和优化配置，减少了机具的重复购置，节省了大量的投资，改变了以往家家户户办农机的局面，使机具较少的地区也能享受到农机作业的好处，有条件实现农业机械化，提高了农机化水平。
三、农机服务协会的运作方式
农机服务协会是一种按市场机制运作的组织形式和服务方式，它的成功之处在于较好地解决了小生产与大市场的对接问题，使得农村经济的发展和农民增收，找到了有效的载体和桥梁。我市农机作业协会虽然已经有了一个良好的发展势头，但总体上还处于起步阶段，不能完全适应农村市场经济发展的需要，而且我们也应该清醒地认识到由于资金短缺、凝聚力不强等问题致使协会运转困难。如何使农机作业协会在市场经济条件下不断壮大自身实力，实现自我积累、自我发展，将成为一个需要长期探索的问题。
（一）政府正确引导，加大政策扶持力度
在培育农机服务协会的过程中，仅靠农民自发的力量是远远不够的，需要政府部门的正确引导和强有力的支持。一是积极争取当地政府的重视和支持。政府应当把培育协会组织摆上工作目标，作为一项重要工作来抓，通过开展广泛深入的宣传，让农民知道当前发展农机作业协会是新形势下规避市场与自然双重风险的需要，是发展农业生产力的客观要求和必然选择，它以农民自愿为前提，坚持“民办、民管、民受益”的原则，向广大农民宣传好的典型，树立好的样板，使农民提高认识，增强自觉加入协会的意愿。二是在管理、政策、资金等方面提供便利。在管理方面，避免对协会组织过问不多造成任其自生自灭的状态或由于介入过深，行政干预色彩过浓，使其发展受到制约而过于形式化。在政策方面，要对农民组织兴办的经济实体制定相关的扶持政策，如购机补贴、税费减免。在资金方面，政府部门应在每年的财政支农资金中安排一定比例，用于支持农机作业协会的发展；银行、信用社等金融部门应积极给予信贷支持，提供各种低息贷款，帮助解决农机服务协会流动资金的不足。
（二）拓宽服务领域，增强协会凝聚力
协会的目的是帮助和提高广大农民从事商品生产的能力，对农民参加组织的资格和退出的条件没做任何限定，是一个开放性的组织，不谋取服务利润，因此，在市场经济条件下，经济效益往往很低。由于协会会员的合作关系不需要以经济利益互补作为基础，协会与会员之间，会员与会员之间也就难以产生相互依赖、相互制约的机制，缺乏凝聚力；但是一旦会员取得了看得见的经济效益，利益的驱动才使得会员参与的积极性高涨。这一情况迫使我们不得不在做好服务的同时，追求一定的经济效益，成立相应的农机服务组织，解决农业生产产前、产中、产后机械化服务，开办农机经营门市部，提供农机配件供应、农机修理、农机培训、农机信息、技术咨询等多层次服务，建立旧机动车交易市场，使服务由无偿向有偿或低偿转变。
（三）使协会向公司化、企业化发展，走股份合作的路子
股份合作制因其合作主体产权关系明晰，所以有利于优化资源配置，转换经营机制，理顺各种利益关系，调动合作者的积极性，壮大组织规模。由于农用机械一次性投入比较大，效益回收比较慢，靠一家一户去购买是难以承受的，而会员以资金入股合作经营，实行风险共担，利益共享则容易得多。它能真正从意义上使协会逐步发展成为自主经营、自负盈亏的独立经营实体和市场主体，走向规范化。
（四）探索最适合农机服务协会的模式
在新的经济体制下，服务模式也必须在发展方向上和运行机制上寻找新的突破口，培育和发展农机服务的市场体系，促使服务机构和人员既有压力又有动力和活力，促使服务组织和机构接受市场的检验与竞争，促使服务供给、需求在内容和结构上实现动态均衡和对接，实现农机社会化服务的良性循环和自我发展。农机服务协会的最佳模式是“农机服务协会+农户”型，即在农户家庭经营的基础上建立一系列跨不同区域、不同类型的农机服务协会，以产前、产中、产后多种服务为纽带，把农户联结起来，形成以一种产业为主导，集种养加、产供销于一体的新的生产格局，以“互惠、互利、相互联动”为原则的利益共同体。（作者 冯炳元 ）