让智能灌溉产品走上一条国际化发展之路
2018-06-27 中国航天科工集团公司

说起全世界的滴水灌溉技术,以色列当之无愧为首屈一指的技术“大牛”。通过技术取经和不断学习,目前国内在滴灌项目的示范应用也逐步推开,但离实现“灌溉自动化上市企业”发展目标还有一段距离。主要原因在于灌溉自动化核心产品——灌溉阀的国产化发展道路起步较晚,技术创新基础薄弱,相关配套产业链发展还不完善。

中国航天科工十院智慧农业公司自2008年涉足灌溉自动化产业后,便一直探索农业灌溉阀的国产化技术创新之路。针对阀件在国内还找不到可以参照的目标,公司组织技术开发人员潜心研究,通过多年的沉淀,研发了微电阀、田间控制器、首部控制器、灌溉控制软件等智能节水灌溉系列产品,其中微电阀成为目前国内灌溉市场上可替代以色列进口电磁阀的核心产品。该产品性能较好,现已在新疆地区大规模推广使用,随着产品的不断更新迭代,通过技术检测,目前阀体的技术能力已达到国际水平,在国内的规模化推广应用中也得到广大业主的高度好评与认可。2016年,还被兵团评为高效节水灌溉自动化系统综合排名第一。

军民融合需求下的艰难历程

2007年,航天科工与新疆兵团签署战略合作协议,旨在利用航天科工装备制造优势实现新疆兵团农业现代化装备产品的国产化需求。在长长的几页产品研发目录上,农业灌溉电磁阀就是其中重点研发的产品之一。在此之前,兵团都是通过引进国外如以色列的灌溉自动化技术,作为整个灌溉自动化系统核心的灌溉电磁阀,进口价格很高,应用过程也经常堵塞,且外来产品的运维保障不及时,服务跟不上,造成了高价引进的灌溉自动化系统难以持续使用。为此,新疆兵团寄希望于航天科工能够利用航天技术及优势,尽快研发出同类型产品,以实现灌溉系统国产化,从而取代以色列产品。

2008年,十院承担了该项研发任务,从项目调研,人员配备,经过了一年的准备和努力,到2009年初,航天人带着第一代智能灌溉产品到新疆兵团进行了试验。试验项目地经过几番周折和多方协调,研发团队最终在十三师农科所的70亩棉花地里完成了系统第一次测试。至此,第一代电磁阀产品以完全遵循以色列设计理念的构思而出炉,但由于制造工艺和设计存在缺陷,产品稳定性不高,试验效果并不理想。一个生产灌溉季下来,研发团队尽管受挫,但也总结了不少经验,为后续产品研发奠定了基础。

研发困境下弃与留的痛苦抉择

第一代产品研发受挫后,研发团队根据原来的设计思路,结合试验经验,对产品进行了优化,生产出了第二代产品。2010年,再次投入到新疆兵团试验,第二次试验项目地面积400亩。然而,试验效果仍然不好,灌溉阀开关启闭不正常,漏水,堵塞等问题依然严重。一个灌溉季下来,技术人员已疲惫不堪,多数人提出要放弃研制,而当时的决策者却坚持继续研发,组建成立了一个3人的项目小组进行技术攻关,潜心技术研究,寻找新的突破。2011年至2012年,项目小组一方面仍然坚持去新疆做试验,扩大试验面积,希望通过不断在实践中的应用吸取经验;另一方面也不断寻找产品的关键症结所在,着手第三代产品的技术突破。

锲而不舍造就灌溉自动化的国字招牌

2013年,通过不断总结和摸索,在不断对阀体进行改进后,项目团队终于成功研制了90mm口径的第三代灌溉阀——水利先导隔膜式微电机控制阀。该阀门采用了新的设计理念,将电磁头控制改为微电机控制,将内置导阀装置改为外置导阀装置,同时在膈膜技术上反复试验,建立了国内该产品的标准。新一代的农业灌溉阀具有抗堵塞性强、水损小、功耗低、抗老化等特点,对标以色列同类型的阀门后,各项指标均达到甚至部分超过其水平。第三代农业灌溉阀拥有9项专利技术,均为自主设计,在此基础上公司还建立了企业标准,80%的产品零部件实现自主配套生产。

实现农业灌溉阀这一核心产品国产化后,国内市场也迅速被撬开。2013年,新增灌溉面积上万亩,从真正意义上实现了规模化的推广应用;2014年至2017年,凭借着第三代农业灌溉阀在实际应用中的成功推广和优秀表现,十院智慧农业公司在新疆兵团的市场规模不断扩大,应用效果和用户反馈也越来越好,“贵州航天”灌溉系统的品牌也享誉业界。

以市场为目标的创新发展之路越走越宽

研发的脚步并未就此止步,为实现农业灌溉阀成为“一体化智能终端”的目标,智慧农业公司的研发团队历时近2年,成功研发了两款智能灌溉阀,即T型三通智能球阀和一体式智能蝶阀。T型三通智能球阀不仅解决了“两阀一控”(一个控制器控制两个灌溉阀)价格高、占地面积大,安装不便的问题,而且更好地实现了产品集成、功能不减、性能提升的目的。一体式智能蝶阀则实现了“蝶阀的本质,自动化的芯”,多口径的蝶阀选择为产品实现系列化打下基础,自动化的控制系统则让蝶阀实现了远程操控。两款智能灌溉阀的成功开发都解决了以往微电阀在智能灌溉系统中的抗堵难题,而且整个系列产品集成度高、成本低、技术创新性强,让公司智能灌溉系统在技术创新的台阶上更进一步。

2018年,智慧农业公司研制开发的一体式智能蝶阀完成批量生产,该系列产品第一批次已在项目现场进行安装调试,新疆兵团一师十三团作为首批试验地,安装近1200套一体式智能蝶阀,后续还将发往新疆兵团十三师红山农场、红星四场等地。

十年前新疆兵团在农业方面提出的军民融合需求,成就了如今智能灌溉产品国字号招牌,也更坚定了航天科工从智能节水灌溉入手构建智慧农业体系的决心。十年磨一剑,十院智慧农业通过新产品技术的创新研发,打开市场,实现转折的历程仍值得回味。面对新的发展机遇和挑战,十院智慧农业始终深刻认识到,“吃老本”是永远走不远的,要想不断发展,只有通过不断适应市场和贴合客户需求改革创新,才能实现智慧农业跨越式前进。