“智能农机装备”重点专项2017年度项目(编制大纲)

1  附件14“智能农机装备”重点专项2017年度项目申报指南农业是国民经济的基础，其根本出路在于机械化，农业机械化是农业现代化的重要标志，关乎“四化”同步推进全局。智能农机装备代表着农业先进生产力，是提高生产效率、转变发展方式、增强农业综合生产能力的物质基础，也是国际农业及装备产业技术竞争的焦点。当前，我国农业现代化加速发展，农村土地规模经营、农业劳动力大量转移、农业结构调整，农机装备技术供给与需求的矛盾更加凸显，农机产品技术创新促进产业升级、转变农业发展方式的任务更加迫切。实施创新驱动，加快推动智能农机装备技术与产业发展，对支撑现代农业发展，保障粮食安全、食品安全和生态安全意义重大。坚持创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，深入实施创新驱动发展战略，围绕提高农业产业竞争力和引领现代农业产业发展的宗旨，立足“智能、高效、环保”，瞄准“关键核心技术自主化，主导装备产品智能化，薄弱环节机械化”的目标，进行智能装备、精益制造、精细作业的产业链与基础研究、关键攻关、装备研制与示范应用创新链相结合的一体化科技创新设计，启动实施“智能农机装备”重点专项。本专项围绕现代农业发展方式转变、提质增效对高端技术2 和市场重大产品的紧迫需求，重点突破市场机制和企业无力解决的信息感知、决策智控、试验检测等基础和关键共性技术与重大产品智能化核心技术，实现自主化，破解完全依赖进口、受制于人的瓶颈；加大力度开发大型与专用拖拉机、田间作业及收获等主导产品智能技术与智能制造技术，创立自主的农业智能化装备技术体系；创制丘陵山区、设施生产及农产品产地处理等装备，支撑全程全面机械化发展。掌握200马力以上大型拖拉机和采棉机等高端产品和核心装置设计与制造关键技术；突破动植物对象识别与监控核心技术，田间播种施肥、植保、收获智能作业机械和养殖场挤奶机器人投入使用；大宗粮经作物生产全程机械品种齐全，国产农机产品市场占有率稳定并高于90%，支撑主要作物耕种收综合机械化水平达到70%以上，为中国农机装备“走出去”提供科技支撑。突破信息感知、决策智控、试验检测、精细生产管控等应用基础及节能环保拖拉机、精量播栽、变量植保与高效收获装备等关键共性核心技术200-300项；创制关键共性核心技术装置与系统60-80项；研制大型及专用拖拉机、智能谷物联合收割机等智能化重大装备，甘蔗收获、棉花机采、橡胶割胶等薄弱环节装备，以及农产品智能化产地处理、丘陵山区优势作物生产等重大装备产品115-165种；建立典型示范基地6-10处，实现技术自主和产业应用。研制标准150-250项，申请专利200-300项，并培养创新人才300-500名，形成创新团队15-20个。构建形成关键共性技术、核心功能部件与整体试验检测开发和协同配套能力。本专项按照应用基础技术研究、关键共性技术与重大装备3  开发、典型应用示范等创新环节进行专项任务一体化部署，设置围绕农机作业信息感知与精细生产管控应用基础研究，农机装备智能化设计与验证、智能作业管理关键共性技术开发，智能农业动力机械及高效精准环保多功能农田作业、粮食与经济作物智能高效收获、设施智能化精细生产、农产品产后智能化干制与精细选别技术与重大装备研制，畜禽与水产品智能化产地处理、丘陵山区及水田机械化作业应用示范等11个任务方向共47个项目。2016年度首批指南已发布农机作业信息感知与精细生产管控应用基础研究、智能农业动力机械研发、粮食作物高效智能收获技术装备研发、经济作物高效能收获与智能控制技术装备研发4个任务方向，已经支持21个项目。2017年度指南根据专项实施方案按照五年规划、分步实施的总体部署和“年度任务分解”，统筹考虑，着重强化关键共性技术研究，加快重大产品技术开发与试验考核力度，以期达到支撑后续应用示范任务的需要。按照第二批启动1/3的任务安排，2017年拟部署共性技术研究任务和重大技术装备开发任务各2项，拟设置17个研究方向（每个研究方向拟支持1-2个项目）。项目下设课题数不超过5个，每个课题承担单位不超过3个（含主持单位）。1个研究方向原则上只支持1个项目，对于采用明显不同技术路线的，可支持2个项目。对于支持2个项目的，采取中期动态调整机制。任务一：农机装备智能化设计与验证关键技术研究（共性技术研究），开展农机装备智能化设计、制造过程质量检测以及农机装备试验验证方法与技4 术研究，为实现农机智能制造、提升产品质量水平奠定技术基础。任务二：农机智能作业管理关键技术研究（共性技术研究），开展基于北斗的农机定位与导航、农机变量作业技术与装置和农机作业与运维智能管理技术系统研究，为实现精细作业和智慧生产、转变农业发展方式奠定技术基础。任务三：高效精准环保多功能农田作业装备研发（重大技术装备开发），开展精量播种、高速栽植、多功能田间管理、农用航空、农田提质以及种子繁育等技术装备研发，为农田高效精准环保机械化生产提供装备支撑。任务四：设施智能化精细生产技术及装备研发（重大技术装备开发），开展蔬菜、现代果园、温室、设施畜禽养殖以及设施水产养殖等智能化精细生产管理技术装备研发，为设施产业升级、产出质量与效益提升提供装备支撑。2017年度指南拟启动项目国拨经费概算合计约3.5亿元。2017年启动项目设置方案任务方向研究方向名称任务类别1.1农机装备智能化设计技术研究1.2农机装备制造过程质量检测技术研究1.农机装备智能化设计与验证关键技术研究1.3农机装备试验验证方法与技术研究2.1基于北斗的农机定位与导航技术装置研究2.2农机变量作业技术与装置研究2.农机智能作业管理关键技术研究2.3农机作业与运维智能管理技术系统研究关键共性技术研究3.1精量播种技术装备研发3.高效精准环保多功能3.2高速移栽技术装备研发重大技术装备开发5  3.3多功能田间管理作业技术装备研发3.4农用航空作业关键技术研究与装备研发3.5农田提质工程技术与装备研发农田作业装备研发3.6种子繁育技术装备研发4.1蔬菜智能化精细生产技术与装备研发4.2现代果园智能化精细生产管理技术装备研发4.3温室智能化精细生产技术与装备研发4.4设施畜禽养殖智能化精细生产管理技术装备研发4.设施智能化精细生产技术及装备研发4.5设施水产养殖智能化精细生产管理技术装备研发1.农机装备智能化设计与验证关键技术研究本部分的研究方向1.1-1.3属于关键共性技术研究，由高等院校、科研院所牵头（含转制科研院所），联合行业优势企业申报。申报团队应具有相应研发基础，具备相关研究领域省部级及以上重点实验室、工程实验室等平台支撑条件；鼓励产学研联合申报以及申报单位自筹资金配套。1.1农机装备智能化设计技术研究研究内容：针对我国地域差异、农作物种类和种植模式多样等农业生产条件对农机装备多功能智能化作业和定制化、多样化的用户需求，重点突破基于知识工程的拖拉机、联合收割机等典型高端复杂农机装备基础标件、核心零件、关键部件及整机数字化建模、虚拟样机动态仿真、虚拟实验验证以及关键零部件标准化、系列化、通用化设计等基础共性技术，开发基于通用设计与仿真分析软件的关键零部件全参数化驱动模型6 库、设计知识库与专家系统、虚拟仿真与实验系统，构建基于PDM/PLM的农机装备智能化设计多功能通用基础平台，建立农机装备智能化设计技术规范和标准体系；并进行实际应用，加快提升我国农机装备研究设计水平，缩短研发周期，为农机智能制造奠定基础。考核指标：【约束性指标】突破拖拉机、联合收割机等典型复杂农机及关键零部件数字化建模、动态仿真、虚拟实验等基础共性技术8-10项，开发包括综合知识库与专家系统、数字化模型库、虚拟仿真与实验系统等的智能化设计通用基础平台，满足不少于5种大型复杂农机装备的设计要求。研制行业、企业技术或产品标准4-7项；申请发明专利\软件著作权5-10项。【预期性指标】发表学术论文（中文核心期刊及EI、SCI收录文章）20-25篇。支持年限：2017年-2020年拟支持项目数：1-2项1.2农机装备制造过程质量检测技术研究研究内容：针对我国农机装备在制造过程、整机装配以及电器系统可靠性检测方法和手段缺乏影响质量的突出问题，研究拖拉机动力换档传动系、联合收割机关键零部件可靠性、液压系统、电气系统检测技术与方法，集成构建拖拉机和联合收割机制造过程质量检测系统，搭建拖拉机与联合收割机产品制造质量数据库，建立农机产品质量检测方法和系统平台，为农机产品制造质量提升提供科技支撑。考核指标：【约束性指标】突破典型农机装备整机及关键7  零部件制造过程试验检测技术7-10项；开发拖拉机动力换挡传动系、联合收割机关键零部件与整机性能等在线试验检测系统6-8套；建立拖拉机与联合收割机产品制造质量数据库。拖拉机动力换档传动系试验检测系统，具有能量回馈及负荷、功能、印痕、初始耐久与换挡等试验功能，输入功率≥250KW，扭矩≥1400N·m；联合收割机关键零部件试验检验系统包括传动系与割台、脱粒、清选、机架等，联合收割机整机终检线系统具有制动、侧滑、割台静沉降、转向轮定位、运转振动、转速校验、排气烟度等自动检测与智能分析功能。研制行业、企业技术或产品标准6-8项；申请发明专利\软件著作权5-10项。【预期性指标】发表学术论文（中文核心期刊及EI、SCI收录文章）20-25篇。支持年限：2017年-2020年拟支持项目数：1-2项1.3农机装备试验验证方法与技术研究研究内容：针对我国农机装备田间试验数据不足，试验验证手段缺乏等突出问题，研究拖拉机机组和联合收割机田间作业过程关键零部件及整机的作业载荷、工况环境、失效特征、作业质量等参数检测技术与数据分析方法，开发智能化试验验证系统，与智能化设计平台、产品质量数据库集成，构建公共数据平台。考核指标：【约束性指标】攻克拖拉机机组和联合收割机田间试验、数据集成等基础共性技术7-10项；开发不同类型拖8 拉机和联合收割机智能化田间试验验证系统4-6套，具有载荷参数、作业参数、土壤与作物信息等田间作业数据自动采集与分析功能；构建开放共享的行业公共数据平台。研制行业、企业技术或产品标准6-8项；申请发明专利\软件著作权5-10项。【预期性指标】发表学术论文（中文核心期刊及EI、SCI收录文章）20-25篇。支持年限：2017年-2020年拟支持项目数：1-2项2.农机智能作业管理关键技术研究本部分的研究方向2.1-2.3属于关键共性技术研究，由高等院校、科研院所牵头（含转制科研院所），联合行业优势企业申报。申报团队应具有相应研发基础，具备相关研究领域省部级及以上重点实验室、工程实验室等平台支撑条件；鼓励产学研联合申报以及申报单位自筹资金配套。2.1基于北斗的农机定位与导航技术装置研究研究内容：针对土地规模化经营发展对农机提高作业质量和效率的需要，以拖拉机及联合整地、播种、插秧、灌溉、施药和收获装备为对象，研究自主作业智能化技术和TD-LTE在农机智能作业中的应用技术，研发适合农业复杂环境下基于北斗的多系统高精度定位、自组网络数据传输链路、机器视觉与多传感器组合导航技术系统，开发导航、控制、互联网等与农机一体化融合执行装置，并进行试验考核，提升我国农机智能化作业水平，为智慧农业奠定技术基础。考核指标：【约束性指标】突破光机电液多源融合智能调9  控策略、基于北斗的农机作业复杂工况定位与导航调控等共性技术6-8项；开发机电液多源融合智能调控策略与作业导航控制等新装置、新系统8-10项，满足耕整地、播种、插秧、灌溉、植保、收获等精准变量作业要求，导航精度厘米级。研制行业、企业技术或产品标准5-7项；申请发明专利5-10项。【预期性指标】发表学术论文（中文核心期刊及EI、SCI收录文章）20-25篇。支持年限：2017年-2020年拟支持项目数：1-2项2.2农机变量作业技术与装置研究研究内容：针对现代农业精准、高效、生态的需求，研究土壤肥力和作物养分自动实时决策分析、作业对象精准定位以及光机电液多源信息采集、融合控制等技术，开发系列化多模态信息采集、数据表示及分析决策模块，面向播种、施肥、灌溉、施药等作业环节，开发标准化智能变