醫(yī)療健康信息技術(shù)裝備制造汽車及零部件文體教育現(xiàn)代服務(wù)業(yè)金融保險旅游酒店綠色環(huán)保能源電力化工新材料房地產(chǎn)建筑建材交通運(yùn)輸社消零售輕工業(yè)家電數(shù)碼產(chǎn)品現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資環(huán)境
產(chǎn)業(yè)新聞產(chǎn)業(yè)資訊產(chǎn)業(yè)投資產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)政策
1.行業(yè)未來發(fā)展趨勢
(1)農(nóng)機(jī)自動駕駛系統(tǒng)與農(nóng)機(jī)具作業(yè)控制、北斗作業(yè)監(jiān)測等功能相融合是發(fā)展趨勢,農(nóng)機(jī)智能化水平不斷提高
農(nóng)機(jī)自動駕駛系統(tǒng)與農(nóng)機(jī)具作業(yè)控制、北斗作業(yè)監(jiān)測等功能相融合,通過多機(jī)物聯(lián)和協(xié)同作業(yè),使得智能農(nóng)機(jī)不僅能獨(dú)立完成耕作、播種、施肥和收獲等作業(yè),還能讓種子、化肥、農(nóng)藥的利用率提高,減少環(huán)境污染,節(jié)本增效,未來增長潛力較大,中共中央和國務(wù)院在《中共中央、國務(wù)院關(guān)于做好 2023 年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點工作的意見》明確提出支持北斗智能監(jiān)測終端及輔助駕駛系統(tǒng)集成應(yīng)用。
未來我國農(nóng)機(jī)自動駕駛系統(tǒng)產(chǎn)品向功能集成化、更少人化干預(yù)的方向發(fā)展,目前我國的農(nóng)機(jī)自動駕駛行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品位于第二等級(輔助駕駛),僅公司等少數(shù)企業(yè)實現(xiàn)第三等級(自動駕駛和農(nóng)藝優(yōu)化)產(chǎn)品投入市場。
農(nóng)業(yè)機(jī)械傳統(tǒng)作業(yè)方式是以動力設(shè)備帶動播種、噴藥、耕地、收獲等農(nóng)具設(shè)備進(jìn)行作業(yè)活動,連接方式比較單一且配合協(xié)調(diào)性較差,雖然農(nóng)機(jī)智能駕駛系統(tǒng)解決了動力設(shè)備智能化問題,為達(dá)到智能作業(yè)還需要對農(nóng)具進(jìn)行智能化改造并集成,通過數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)等對作業(yè)環(huán)境以及農(nóng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,再根據(jù)控制模型做出最佳決策。已有技術(shù)積累和產(chǎn)品應(yīng)用的企業(yè)有望在農(nóng)機(jī)進(jìn)一步智能化市場中占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。
(2)農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品加速向多區(qū)域滲透,增量市場空間巨大
農(nóng)田集約化和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平是農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品的發(fā)展基礎(chǔ),而產(chǎn)品降本增效的效果和售價是農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品的發(fā)展動力,市場已逐漸從新疆、黑龍江等傳統(tǒng)大規(guī)模農(nóng)田集中區(qū)域,向河北、甘肅、內(nèi)蒙古、江蘇、陜西、山東、湖北、湖南、廣西等區(qū)域滲透,逐漸從中大型農(nóng)機(jī)向小型農(nóng)機(jī)滲透。
我國小麥、玉米、棉花產(chǎn)區(qū)多位于以平原地形為主的東北、西北等區(qū)域,大型農(nóng)機(jī)適用性較強(qiáng),且高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)較早,農(nóng)場主及農(nóng)戶使用農(nóng)業(yè)機(jī)械的動力強(qiáng),而復(fù)雜地形區(qū)域種植作物種類多樣,人均畝數(shù)較低,目前以小型農(nóng)機(jī)居多,整體農(nóng)業(yè)機(jī)械化率仍有較大提升空間。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《“十四五”全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展規(guī)劃》明確提出,全國農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率要從 2020 年的 71%提高到 2025 年的 75%,其中丘陵山區(qū)縣(市、區(qū))農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率要從 49%提高到超過 55%。
此外,復(fù)雜地形區(qū)域農(nóng)戶對產(chǎn)品性價比和使用效果更為敏感,隨著產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展完善和上游成本下降以及頭部企業(yè)規(guī)模提高、主動提升成本控制能力,農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品售價持續(xù)下降,且頭部企業(yè)針對復(fù)雜地形適配性做了大量儲備和優(yōu)化,推動農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品加速向復(fù)雜地形區(qū)域和小型農(nóng)機(jī)滲透。
小型農(nóng)機(jī)差異性較大且分布更為分散,但保有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中大型農(nóng)機(jī),為農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品奠定廣闊的增量市場空間。以拖拉機(jī)為例,雖然中大型拖拉機(jī)保有量占比有提高趨勢,但截至 2021 年末全國小型拖拉機(jī)保有量達(dá)到 1,674.99萬臺,是中大型拖拉機(jī)保有量的 3.36 倍。
(3)智慧農(nóng)場是未來農(nóng)業(yè)新圖景,無人農(nóng)場落地項目會逐年增加,市場空間大
隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和智能裝備等與農(nóng)業(yè)深度跨界融合,未來將實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入、個性化服務(wù),發(fā)展為智慧農(nóng)業(yè)。除農(nóng)機(jī)智能化不斷提高以外,智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢還包括無人化迅速發(fā)展以及對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的利用程度不斷提高。
①無人化農(nóng)場成為未來農(nóng)業(yè)新圖景
智慧農(nóng)場亦稱無人化農(nóng)場,其本質(zhì)是實現(xiàn)機(jī)器換人。中國工程院院士羅錫文用了高度概括的五句話來描寫無人化農(nóng)場:“耕作管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋;機(jī)庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動;自動避障異況停車保平安;作物生產(chǎn)進(jìn)程實施全監(jiān)控;智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人?!?
無人化農(nóng)場是勞動力在不進(jìn)入農(nóng)場的情況下,采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、機(jī)器人等新一代信息技術(shù),通過遠(yuǎn)程控制、全程自動控制或機(jī)器人自主控制,完成所有農(nóng)場生產(chǎn)作業(yè)的生產(chǎn)模式,是傳統(tǒng)農(nóng)場經(jīng)過機(jī)械化、自動化兩個發(fā)展階段后的最終形態(tài)。其發(fā)展目標(biāo)是機(jī)器人逐步替代人力,深度參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過程。根據(jù)參與深度的不同可將無人化農(nóng)場劃分為三個進(jìn)階形態(tài):遠(yuǎn)程控制無人化農(nóng)場、無人值守?zé)o人化農(nóng)場和自主作業(yè)無人化農(nóng)場。
第一階段遠(yuǎn)程控制無人化農(nóng)場形態(tài)可以實現(xiàn)機(jī)器代替勞力,人只進(jìn)行遠(yuǎn)程操作、參與決策與控制。這一階段需要智能化、自動化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備與自動駕駛技術(shù)融合并具備無人化操作能力,因此對農(nóng)機(jī)駕駛系統(tǒng)的智能控制能力提出了更高的要求。目前受制于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)場景標(biāo)準(zhǔn)化和農(nóng)機(jī)之間協(xié)同不足等問題,無人化農(nóng)場尚處于示范階段。
第二階段無人值守?zé)o人化農(nóng)場形態(tài)人不再需要全天遠(yuǎn)程監(jiān)控,只需參與決策管理。這一階段農(nóng)機(jī)之間的協(xié)同協(xié)作更加緊密,各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模型也逐步成熟,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的全程自動控制。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是這一過程中的必要支撐。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通過與多臺農(nóng)機(jī)物聯(lián),實現(xiàn)多臺農(nóng)機(jī)的信息交互,用于多機(jī)的協(xié)同作業(yè)控制。
第三階段自主作業(yè)無人化農(nóng)場是無人農(nóng)場的終極形態(tài),該階段完全不需要人的參與,機(jī)器人實現(xiàn)自主控制、智能決策。從第二階段到最終階段主要依賴于超級人工智能技術(shù),它會在不斷的實踐中自主學(xué)習(xí),最終形成超越人類的思考能力,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中進(jìn)行自主判斷、決策和技能操作。利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)機(jī)器對人的替換是無人農(nóng)場的關(guān)鍵所在。
②十四五期間我國無人化農(nóng)場逐步從示范區(qū)走向商業(yè)化
十三五期間我國智慧農(nóng)場建設(shè)處于早期研究示范階段,根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《全國農(nóng)墾經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃》,十三五時期在北京、上海、黑龍江、廣東、江蘇、安徽、湖北、海南、重慶、云南等墾區(qū),創(chuàng)建 20 個智慧農(nóng)場,開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用和試驗示范,發(fā)展電子商務(wù),打造農(nóng)場社會管理綜合服務(wù)平臺,積極推進(jìn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理全程信息化。
隨著我國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè)、智能農(nóng)機(jī)的滲透和集成化程度的提升,十四五期間,國家出臺相關(guān)政策推進(jìn)無人農(nóng)場從示范區(qū)走向商業(yè)化。
2021 年 9 月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《“十四五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》,明確提出:推進(jìn)智慧農(nóng)場建設(shè),加快信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合,推動智能感知、分析、控制等技術(shù)和裝備在大田種植和設(shè)施園藝領(lǐng)域集成應(yīng)用,實現(xiàn)生產(chǎn)全程機(jī)械化、投入品施用精準(zhǔn)化、田間管理在線化。加快發(fā)展遙感監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)測控、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),提升墑情、苗情、蟲情、災(zāi)情等“四情”監(jiān)測能力和氣象預(yù)測預(yù)報能力。
2022 年 5 月 18 日,由工業(yè)和信息化部指導(dǎo),中國發(fā)布了首個智能農(nóng)機(jī)技術(shù)路線圖。工業(yè)和信息化部相關(guān)負(fù)責(zé)人指出,到“十四五”末期,中國平原地區(qū)主要糧食作物將全面普及以導(dǎo)航技術(shù)為主、具備自動行走能力的智能農(nóng)機(jī)裝備,在集中連片的大型平原地區(qū)農(nóng)場,具備高度自主行走能力的智能農(nóng)機(jī)、完全自主行走能力的農(nóng)機(jī)將成為作業(yè)主力,形成一批商業(yè)化的無人農(nóng)場。
2022 年 9 月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳印發(fā)了《農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化示范區(qū)數(shù)字化建設(shè)指南》,提出了發(fā)展目標(biāo),要用 3 至 5 年,推動示范區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化水平、經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化水平、管理高效化水平、農(nóng)業(yè)服務(wù)便捷化水平明顯提高,示范區(qū)數(shù)字化發(fā)展取得顯著成效,大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景豐富拓展,建成一批智慧農(nóng)業(yè)先行樣板。
要加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、5G 等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域深度應(yīng)用,建設(shè)一批智慧農(nóng)場、智慧牧場、智慧漁場,核心是要形成一批數(shù)字化解決方案,加快推動智慧農(nóng)業(yè)從“盆景”走向“風(fēng)景”。
根據(jù)中國農(nóng)業(yè)機(jī)械流通協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù),2020-2022 年期間,全國無人農(nóng)場建設(shè)的數(shù)量成倍增長,無人農(nóng)場的發(fā)展建設(shè)逐年加快,截至 2022 年底全國無人農(nóng)場項目數(shù)量百余個、2022 年無人農(nóng)場建設(shè)數(shù)量超過 40 個,涉及北京、上海、廣東、江蘇等 22 個省市自治區(qū),建設(shè)面積超過 30 萬畝,其中超萬畝的大型無人農(nóng)場就有十余個。全國多個省市及 100 多個縣市區(qū)均出臺政策,規(guī)劃十四五期間無人農(nóng)場/智慧農(nóng)場項目建設(shè),未來市場空間巨大。
2、產(chǎn)業(yè)鏈上下游情況
我國農(nóng)業(yè)自動駕駛系統(tǒng)行業(yè)依托于國家北斗大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展完善,隨著 2017年北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不斷部署并全面完成,由于其定位精度、授時精度等方面性能較北斗二號顯著提升,將直接提高農(nóng)業(yè)用北斗終端的工作效率,進(jìn)一步拓寬其作業(yè)范圍和應(yīng)用領(lǐng)域,促進(jìn)農(nóng)業(yè)用北斗終端行業(yè)的發(fā)展。
農(nóng)業(yè)自動駕駛系統(tǒng)等農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品上下游產(chǎn)業(yè)鏈不斷發(fā)展壯大,已經(jīng)形成了一個從底層算法技術(shù)到芯片、板卡,到天線、處理器、電機(jī)、電動方向盤、液壓系統(tǒng)以及成套產(chǎn)品到分散渠道的全產(chǎn)業(yè)鏈。
我國農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈由上游硬件和軟件供應(yīng)商構(gòu)成,其中一類是為北斗產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,如北斗定位芯片、板卡、GNSS 天線等與北斗定位相關(guān)的硬件生產(chǎn)企業(yè);另一類為電子產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的特殊應(yīng)用,如電機(jī)、工業(yè)平板、傳感器等電子硬件生產(chǎn)企業(yè)。
隨著農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品市場規(guī)模的擴(kuò)大,帶動了上游產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展,相關(guān)上游組件產(chǎn)品因?qū)I(yè)化、規(guī)?;a(chǎn)化效應(yīng),價格下探,農(nóng)機(jī)裝備智能化產(chǎn)品成本不斷降低,進(jìn)一步促進(jìn)了其推廣應(yīng)用和市場快速發(fā)展,滲透率不斷提高。