基于集成制造系统模式的机械化农业生产系统的研究

摘要

建立科学合理的机械化农业生产系统是农业现代化和可持续发展的核心内容。本文分析了国内外机械化农业生产系统，比较了机械化农业生产系统与制造系统，将集成制造系统模式和机械化农业生产系统相结合，提出了一种集成化农业生产系统模式，围绕这一模式展开了较为系统的研究。 集成化农业生产系统是指由农业生产过程所涉及的人力资源、物理资源(包括生产设施设备、材料、能源和各种辅助装置)和软资源(包括农业生产技术和生产信息等)等三个部分组成的一个具有特定功能的有机整体；其特征是将信息技术、生物技术、管理技术和生产技术相结合，应用于农业企业产品生命周期的全过程，通过信息集成、资源集成、功能集成和过程集成，实现农业生产中的物流、信息流、价值流的集成和优化运行，达到农产品质量好(Quality，Q)、成本低(Cost，C)、上市快(Time，T)、服务好(Service，S)，以及生产过程资源节约(Resource，R)、环境友好(Environment，E)等目标，从而综合提高农业生产企业的市场竞争力。 本文建立了集成化农业生产系统的一种体系结构。该体系结构包括功能视图、组织视图、信息视图、资源视图及过程视图等 5 个视图；包括管理信息分系统、生产技术分系统、生产过程分系统、质量保证分系统、资源物料分系统、环境评估分系统6个功能分系统；还包括计算机网络和数据库/知识库2个支撑分系统以及与外部的信息联系。 提出了一种集成化农业生产系统中农场作物、机器作业工艺和机器设备优化配置的方法。该方法将运筹学、计算机模拟、专家系统中的一些方法合理地组合起来，并借助数据库的支撑，用以设计集成化农业生产系统。 开发了一个泵站改造决策支持系统。该系统支持通过多项单元技术实施资源集成、功能集成和过程集成的机械化灌溉系统(泵站系统)改造的决策。 上述技术和方法在重庆市某农场得到了初步应用，进行了该农场的集成化农业生产系统的总体规划，并实施了一个重点子系统，取得了良好的应用效果。 本文是国家863项目“现代集成制造系统体系结构及其绿色特性研究”(项目编号：863-511-880-007 ) 的组成部分。

目录

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英文文摘

声明

1绪论

1.1机械化农业生产系统概述

1.2国内外研究现状

1.2.1国外发达国家研究现状

1.2.2国外发展中国家研究现状

1.2.3国内研究现状

1.2.4国内外研究现状总结

1.3本文研究的主要内容及其意义

1.4本论文的研究内容安排

2基于集成制造系统模式的机械化农业生产系统一集成化农业生产系统的提出

2.1国内外现有机械化农业生产系统的分析

2.1.1发达国家机械化农业生产系统

2.1.2我国机械化农业生产系统

2.2制造系统的概念及集成制造系统模式

2.2.1制造系统的概念

2.2.2制造系统模式的发展

2.2.3集成制造系统模式

2.3集成化农业生产系统的提出

2.3.1机械化农业生产系统与制造系统的比较

2.3.2基于集成制造系统模式的机械化农业生产系统——集成化农业生产系统的定义

2.4本章小结

3集成化农业生产系统的体系结构研究

3.1集成化农业生产系统的生产决策目标

3.2集成化农业生产系统的体系结构

3.2.1集成化农业生产系统的总体结构

3.2.2集成化农业生产系统的功能视图

3.2.3集成化农业生产系统的组织视图

3.2.4集成化农业生产系统信息视图

3.2.5集成化农业生产系统资源视图

3.2.6集成化农业生产系统过程视图

3.3集成化农业生产系统中的生产过程分系统与其他分系统的信息联系

3.4集成化农业生产系统的特征

3.5集成化农业生产系统与现行机械化农业生产系统的比较

3.6本章小结

4集成化农业生产系统设计方法的研究

4.1集成化农业生产系统的总体设计框架

4.2 OSED组合设计法

4.2.1 OSED组合设计法中的运筹学方法

4.2.2 OSED组合设计法中的计算机模拟

4.2.3 OSED组合设计法中的专家系统

4.3基于OSED组合设计法的机器设备及农作物选择系统及其应用

4.3.1系统设计

4.3.2系统应用

4.3.3结果及讨论

4.4本章小结

5应用案例——重庆市某农场集成化农业生产系统的总体规划和重点子系统的实施

5.1集成化农业生产系统的应用思路

5.2重庆市某农场集成化农业生产系统的总体规划

5.3重点子系统选择的原因分析

5.4重点子系统的实施

5.4.1西南山地丘陵地区机械化灌溉系统设计的总体构想

5.4.2某农场机械化灌溉系统的实施

5.5系统应用成效

5.6本章小结

6结论

致 谢

参考文献

附 录