序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇農業機械工業設計，期待它們能激發您的靈感。

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關鍵詞：CAD；農業機械；機械工程設計

隨著農業機械化的高速發展，農業機械在促進農業產業發展中起著越來越重要的作用。農業機械面臨著快速投入市場、高質量、高效率、自動化、精密化的巨大挑戰，傳統手工制圖存在制圖速度慢、改型困難、精度差、設計還原度差等許多方面的不足，研究計算機輔助設計CAD技術在農業機械工程設計中的應用，具有重要實踐意義。

1機械制圖和計算機輔助設計CAD

1.1機械制圖

機械制圖是用圖樣表示結構尺寸、工作原理和技術要求的學科，機械制圖的工作產品是圖樣（圖紙），是表達設計意圖和制造要求的重要技術文件。符合工程設計要求的機械制圖至少應包含如下兩個方面的內容：1）遵守國家標準[1]。在我國，國家標準對機械圖樣有嚴格的規定，圖紙幅面、標題欄、比例、字體、圖線、尺寸標注等具有明確標準規范。嚴格執行規范，圖樣才具有普適性和可讀性，才能做到盡可能減少制造環節的理解歧義。2）嚴格執行正投影法和三視圖要求[2]。正投影法是繪制和識讀圖樣的理論基礎，三視圖是機械設計的制圖技術基礎。正投影法投影線垂直與投影面，能夠表達物體的真實形狀和比例。主視圖、俯視圖、左視圖將立體器物用三個方向的投影平面視圖繪制出來，構成實物結構、尺寸的完整表達。

1.2計算機輔助設計

CADCAD讓機械設計從鉛筆、直尺畫圖的繁瑣勞動中解脫出來，讓設計人員真正做到關注設計與構思。CAD繪圖軟件構建并保存大量的標準件庫、零件庫、部件庫、常用件庫等，且擔負計算、信息存儲等工作，極大提高了工程設計制圖的效率。CAD技術在設計中的主要應用如下：1）豐富的圖形及符號庫。機械設計中，標準的圖形符號會經常用到，一方面，CAD繪圖軟件提供大量的標準件庫；另一方面，工程設計中可以不斷積累行業所用的圖形符號，形成自制件庫。這些圖形符號可以隨用隨調，通過圖形符號的組合，“搭積木”式的構造工程設計構思和圖樣。2）高效的制圖效率。制圖是設計中將設計構思轉化為制造圖紙的途徑，是機械設計中最為關鍵的步驟。傳統基于紙媒介的手工繪制，任何一次設計或設計改型，必須一筆一劃從頭做起，耗時、工作效率低下。CAD軟件提供了豐富的基礎庫，存儲了應用模板等強大功能，使制圖工作變得高效，準確并規范。對于設計改型類工作，更是可以調出原有圖樣，進行適應性修改即可得到新的圖樣，極大提高了新型改良機械設計效率。

2農業機械工程設計的特點

2.1農業機械種類繁多

農業機械設計手冊根據我國農業機械發展現狀，收錄了二十五類農業機械[2]。其中包括以下幾個方面：1）農業動力機械。包含拖拉機、農船掛槳掛機、農田基建機械。2）農田作業機械。包含耕地機械、整地機械、播種機械、水稻種植機械、中耕施肥機械、植保機械、噴灌微灌設備、潛水電泵、谷物棉花等多種類植物收獲機械。3）畜禽機械。包含牧草青飼收儲機械、飼料加工機械、畜禽飼養機械。以播種機械為例，又可細分為谷物條播機、精密播種機、旋耕播種機、鋪膜播種機、免耕播種機、小區播種機等。僅谷物條播排種器就可分為外槽輪式、內槽輪式、滾齒式、擺桿式、紋盤式、離心式等多種類型。

2.2涉及機械工程設計所有子系統

農業機械幾乎包含機械工程設計所涉及的全部子系統，如動力系統、傳動系統、執行系統、操縱和控制系統等。以農業機械拖拉機機組為例，拖拉機將動力傳遞到農機具，構成拖拉機—農機作業機組，這個系統包含了液壓懸掛裝置、牽引和拖掛裝置、動力輸出軸以及動力輸出帶輪等復雜子系統，而其中的液壓懸掛裝置就由懸掛裝置、液壓系統、操作和耕深控制機構組成。由此可知，農業機械工程設計需要具有較高的系統構建能力、系統分解能力和工程設計水平。

3拖拉機液壓懸掛裝置CAD工程設計實踐

CAD輔助工程設計，分為三大主要步驟，一是原理分析和方案設計，二是結構總體設計，三是繪圖試制和分析。

3.1原理分析

以農業機械設計手冊為參考，液壓懸掛裝置是掛接和升降機具，并向作業機具傳遞牽引力。液壓懸掛裝置設計要求包括：1）連桿位置和尺寸應符合國家標準，以保證牽引裝置和不同農機具接口的互換性；2）應產生足夠的牽引力，保證農機具具有良好的入土動能，能在較短擺動距離達到所需力量要求，并且保持穩定的牽引力；3）擺動不能超過一定范圍，應設計限位機構；4）機具靜態固定位置應滿足運輸要求。

3.2拖拉機懸掛裝置組成圖——方案設計

通常采用三點懸掛（有三個鉸鏈），在履帶式拖拉機中也有采用兩點懸掛的，裝置構成圖如圖1所示[2]。各裝置部件的作用如下：下拉桿提升農具、傳遞牽引力；上拉桿調節農具縱向平面的俯仰；提升臂帶動提升桿和下拉桿上升（下降是靠農具的重力）；提升桿傳遞提升牽引力的中間部件。

3.3結構設計

結構設計是在原理圖基礎上明確構形、定材料、定尺寸等，并對功能面變形、聯接變形、材料變形等做出規定。在拖拉機液壓懸掛裝置設計中，需要明確以下幾個方面：1）后置三點懸掛裝置與拖拉機有關的懸掛點尺寸。包括上下懸掛點的聯接銷直徑、球接頭寬度、鎖銷孔距離，以及下懸掛點到拖拉機中心平面的橫向距離，下懸掛點的橫向擺動量，下拉桿水平時動力輸出末端至下懸掛點的距離等參數規范。2）提升高度、提升行程及水平調節范圍。包括下懸掛點最低高度、水平調節范圍、提升高度、運輸高度（下懸掛點軸線與地面完全平行）、下懸掛點間隙、立柱調節范圍、最高位置時最小高度、最低位置時最大高度、自由扭轉浮動量等參數規范。3）懸掛桿件瞬心位置。包括水平匯聚距離和垂直匯聚距離尺寸規定。根據不同的拖拉機規格進行相應的參數選擇，具體可以查看農業機械設計手冊，當使用特殊農具時，可以改變部分尺寸。

3.4CAD輔助繪圖與分析

3.4.1平面設計利用二維平面三視圖繪制圖樣文件，主要包括以下文件：1）繪制原理圖；2）繪制各零件圖；3）繪制部件裝配圖；4）繪制總裝配圖；5）形成其他種類技術文件。

3.4.2三維立體設計必要情況下可進行三維模型繪制，三維模型繪制可用于計算機模擬裝配，更能及早發現設計中的缺陷，有利于設計改正。三維模型繪制分層級包含：1）三維實體造型設計；2）三維零件設計；3）三維零件模擬裝配；4）三維模擬裝配實體動態行為仿真。

3.4.3計算機輔助有限元分析參考農業機械設計手冊規定，利用結構剛度矩陣的組集，進行適當的邊界條件處理，對農機機架、接頭進行有限元建模，利用位移函數和剛度矩陣對機架梁、接頭等承力部件進行有限元分析。由于邊界條件的不同處理方式會對有限元方程所求解產生較大的影響，一般要求工程設計中保持相對一致的邊界條件處理，并盡可能形成邊界條件處理規范。

4CAD技術在農業機械工程設計中應用建議

4.1加強標準件、通用件的使用

農業機械使用的鉸鏈以及組裝接口部件要求選用標準件、通用件。盡量采用符合國家標準規范的連接部件，有保證農業機械組裝靈活、適應性強、操作簡便、獲取和使用成本低等優勢。若采用特殊規范自制件，接口普適性差，加工周期難以保證，制作成本高，且質量難以保證[3]。

4.2關注性能成本設計要素

農業機械要求功能合用，性能合理，結構緊湊，強度配比科學。設計中應注意評估農機具性能和安全余量，避免功能性能過剩引起不必要的使用成本浪費[4]。成本控制是一個綜合因素，它體現在材料選用、結構用料、制作工藝、使用效率、保養維護等各個環節，關注設計中的成本控制，良好的設計成本控制是設計者知識和技能的充分體現。

4.3關注設計工藝性

農業機械工程設計輸出圖樣是農機具制造和加工的依據，設計工藝性決定了工程設計的可制造性。設計工藝性是功能性能、生產加工、生命周期成本、可靠性、安全性、維護性等綜合平衡的體現，采用符合現有生產條件、零部件規范、裝配簡潔的工藝性設計方法是成功設計和經濟、合理、可靠制作設備的關鍵。

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逆向工程技術是近年來逐漸發展起來的先進技術，它的出現給農業機械設計提供了一種新的思路。本文首先介紹了逆向工程技術，然后闡述了逆向工程在農業機械設計中的應用。

[關鍵詞]

逆向工程；農業機械設計；應用

引言

隨著我國農業機械化進程的逐步深入推進，農業機械正逐步向大型化、自動化、精密化發展，這對農業機械設計提出了更高的技術要求。另一方面，多樣化的用戶需求、激烈的市場競爭和國外先進理念的引入也迫使農業機械設計企業調整研發模式。因此，在保正質量達到客戶要求的情況下盡可能的縮短研發周期，降低生產成本就成了農業機械設計中的重要課題。逆向工程技術的出現，為解決以上問題提供了一個新的思路。

1逆向工程簡介

正向工程是人們比較熟悉和習慣的一種方式，他的基本過程為，設計者先進行市場調查，得到研發產品的基本構思，借助CAD設計出產品的3D模型，然后通過數據轉經由數控機床產出產品。然而在許多實際問題中，我們面對的是一個物品的模型而不是已知的圖紙或者數據模型，這種情況下，需要使用一些方法將實物轉化成三維數據模型，這種從實物獲得產品的三維模型，進而使用三維模型開發生產的方式就是逆向工程（RE,Re-verseEngineering)。逆向工程是通過一定的測量手段對實物或模型進行測量，根據測量所得的數據，采用三維建模方法，重構實物的CAD模型的過程。研究逆向工程，目的是通過對已存的產品的設計原理、結構、材料、工藝裝配等各個方面進行分析研究，研制出與原型形相似，但結構、性能等方面更為先進的產品。

2逆向工程在農業機械設計中的應用

2.1逆向工程在農業機械模具生產中的應用

隨著農業機械化現代化逐步推進，模具在農業機械生產中的應用也日漸普遍。逆向工程以其獨有的優點，契合了模具本身的特點，故而在農業機械模具的設計中應用廣泛。逆向工程在模具生產中的一個重要應用是輔助完成模具的修改定型。模具CAD模型確立后，并不意味著模具設計的完結，而在在模具實際生產前，設計人員往往需要反復對模具進行型面的修改，而這些修改均不能現在原始CAD模型上，即不能直接獲得最終的CAD模型，導致模具的設計成本增高和生產周期變長。應用逆向工程技術，可以對已經修改的模具進行數據掃描，然后進行點云數據處理和曲面重構，輸出最終的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生產，從而縮短生產周期，降低生產成本。逆向工程的另一個重要應用領域是修復損壞或者磨損模具。大型農業機械的大型覆蓋件模具是農業機械生產的普遍和關鍵性工藝裝備。然而，由于模具結構復雜，型面較多，形位精度和表面粗糙度要求較高，導致模具生產成本較高。一旦發生損壞或者磨損，損失巨大。而傳統的修復磨具方法由于缺少可靠的參照標準，經常導致修復失敗甚至模具徹底報廢。逆向工程技術的引入，可以快速獲得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，對修復后模型的強度、剛度等力學性能進行評價，提出進一步改進方案。如今，逆向工程技術已經廣泛使用于模具修復領域，提高了模具修復效率，延長了模具使用時間，降低了生產成本。

2.2逆向工程在農業機械二次創新中的應用

與發達國家相比，我國的農業機械化水平仍處于農業機械化中級階段的起步階段，制約農業機械化的一個重要原因就是農業機械技術水平的差距。引進吸收新技術就是快速填補技術空白，彌補技術缺陷的重要手段。然而由于技術封鎖等原因，往往無法得到機械的原圖紙和三維模型數據，這時逆向工程技術就可以發揮重要的作用。首先，需要將獲得的產品拆分；然后將每一個核心部進行三維掃描，數據處理，得到最終的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意義的“復制粘貼”，是在理解產品的設計思想，技術理念的基礎上進行二次創新，這一點在農業機械設計中尤為重要。逆向工程只是一種手段，需要我們的設計人員在充分理解國外先進技術的基礎上，設計出適合我國土壤成分、地質地形、工作環境以及經濟現狀的農業機械。

3總結

如今逆向工程技術已經廣泛的應用于各個領域,其在農業機械設計中的應用也正在廣泛的被工程技術人員關注。逆向工程技術可以輔助農業機械設計，減少生產成本，縮短生產周期，因而在農業設計領域中有良好的理論研究和實際應用前景。

作者：馮驥強 單位：黑龍江省畜牧機械化研究所 黑龍江八一農墾大學

參考文獻

[1]金濤，童水光等著.逆向工程技術［M］.北京：機械工業出版社，2003;

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農業機械化發展給我國農業發展帶來了全新動力，農業機械化在我國農業發展過程當中具有里程碑式的意義，是我國現代農業的重要標志。農業機械化的發展解放了勞動力、提高了生產效率、搶抓了農時、提高了人們收入，可以說農業機械化的發展程度已經可以決定一個國家農業發展水平的高低。盡管我國農業機械化起步晚、底子薄，但是隨著我國科技的不斷進步，以及廣大農業工作者的共同努力，我國農業機械化發展已經取得了喜人的成績，大大促進了我國農業生產，提高了農業生產效率。在農業機械化水平不斷提高的今天，農機推廣功不可沒，農機推廣已經成為我國農業機械化發展的重要手段，如何在當前農業機械化繁榮發展的大背景下進一步做好農機推廣工作十分關鍵。

本文首先總結了當前我國農機推廣工作存在的問題，而后提出可行性的建議，本文僅代表筆者個人觀點，僅供大家借鑒和參考，希望對我國農業機械化發展有一定的幫助，不足之處還望見諒，同時也希望廣大讀者可以提出寶貴的可行性建議。

1農機推廣工作存在的問題

1.1農機推廣工作者業務水平和綜合能力有待提高

農機推廣工作是一份十分辛苦的工作，要經常到基層去開展工作，遇到的情況也十分復雜。可以說農機推廣工作不僅僅是對農業機械化工作者業務水平的考驗，更是對其綜合素質的磨練。

從當前形勢來看，我國基層的農機推廣工作者老齡化現象已經非常普遍。年齡高的農機推廣工作者有著豐富的基層工作經驗，但是隨之而來的問題是，他們的思想比較保守，知識結構也比較老舊，接受新事物和學習新技術的能力也不強，制約農機推廣工作的發展。同時當前農機推廣部門缺少信息化專業型人才，信息化時代農機推廣工作也要順勢而上，借助信息化的特點提高農機推廣工作效率，但是由于缺少專業的信息化人才，沒有利用好信息化的便利來提高農機推廣工作效率，顯得比較可惜。如果不及時跟上信息化步伐，甚至會制約我國農機推廣工作的進一步發展。再者農機推廣工作者經常到基層去，面對的情況也多，條件也復雜，需要農機推廣工作者的綜合素質要高，要具備吃苦耐勞和兢兢業業的工作精神和態度，但是部分農機推廣工作者工作態度不端正，不愿意吃這份苦，工作熱情不高，甚至是敷衍了事，阻礙了農機推廣工作的進程，帶來了不良影響。

1.2 傳統的農機推廣體制不適應當前發展要求

農業生產存在著特殊的地域性，需要基層農機推廣部門能夠依據當地農業生產實際情況，因地制宜，注重與當地實際農業生產情況相結合，科學合理地選擇與本地農業生產相適宜的農機與農機技術。但是在整個農機推廣過程中，各級農機推廣部門作為主體，直接進行具體操作，使得農機推廣工作存在局限性與依賴性，農機推廣部門局限于傳統的農機推廣機制，無法轉變農機推廣理念。在新的歷史時期，隨著農業產業結構的不斷調整，傳統的糧食生產機械化逐步被多產業機械化所代替，農業生產不僅在產前、產中實現了農機化，也實現了產后的農機現代化，農機化的品種也逐步實現信息化、電氣化與自動化。傳統的農機推廣體制已不適應當前農村經濟發展的需求。

2農機推廣工作對策分析

2.1提高農機推廣工作者業務能力和綜合素質

農機推廣工作者的業務能力和綜合素質的提高，對于進一步推進農機推廣工作十分關鍵。農業機械化部門要定期組織培訓和學習，給廣大農機推廣工作者提供學習和交流的平臺。

通過培訓，可以使年齡偏高的工作者更新知識結構，轉變思想觀念，培養他們的創新思維。同時培訓還有利于大家的交流和溝通，不但可以促進同事之間的感情，也便于交流工作經驗，提高工作效率。同時各單位還要積極聘請專業信息化人才，普及信息化知識，為農機推廣工作發展助力。并且定期開展動員大會，鼓勵和激發大家的工作熱情，對于工作優秀的同事要提出表揚，樹立榜樣的作用，以培養大家吃苦耐勞、樂于奉獻的精神。

2.2創新農機推廣機制，建立多樣化的農機推廣體系

創新農機推廣機制，建立多樣化的農機推廣體系十分關鍵。基層農機推廣部門需要逐步建立起科、工、戶一體化農機新產品研發以及多元化的推廣機制，發揮各個部門的優勢，推進農機推廣工作的不斷發展。建立多元化的推廣機制，可以為各級農機推廣部門建立起相互聯系的推廣網絡，能夠及時得到相關的供求信息，及時為當地引進先進的農機技術與新農具，加強農機推廣工作的不斷深化。

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關鍵詞 農業機械 專業人才 建設策略

我國是農業大國，農業也是支撐社會發展進步的支柱產業，在現代化的農業建設中，農業機械工程是重點建設內容。從我國目前的農業機械發展水平來看，與發達國家的農業機械發展水平還有很大差距，雖然在制造數量上已經有了明顯進步，但是自主研發能力還非常薄弱，關鍵技術掌握不多。因此，加強農業機械工程專業化人才建設迫在眉睫。我們必須加大投入，尋求有效的發展策略。

一、 我國農機專業人才建設的現狀以及問題

農業機械是現代化農業發展的主要裝備，在大規模的農業生產中，農業機械工程是不可缺少的生產要素。先進的農業機械裝備不僅能提高作業效率，還能創造良好的經濟效益。在世界各國的現代化農業建設中，農業機械工程一直是重點建設的領域。先進的農機技術不管是在制造生產環節，還是在實踐運用環節，都需要大量的專業化人才來推動。但是，我國目前在農機領域的專業化人才建設還不能滿足現代農業發展的需求，特別是在農業生產運用中，專業化的人才十分稀缺。農業機械化進程在一定程度上受制于專業人才建設，設置出現由于專業人才問題不得不放慢前進腳步的現象。按照衡量標準，農業機械動力總和是衡量一個國家農業機械化水平的指標，我國最近十年的農機動力總和發展情況如下表所示：

從上表可以看出，我國的農業機械化發展水平還不是很高，還需要繼續加強農業機械工程專業化人才建設。而建設必須先解決好現階段農機專業人才中比較突出的問題，比如農機專業人才培養的社會積極性不高；專業人才建設結構不合理；培養質量以及數量無法滿足社會發展需求等。

二、 加強農機專業人才建設的有效策略

在我國的現代化農業發展建設中，必須解決好農機專業人才的建設問題。充分利用我國的制造大國基礎，發揮出專業人才的建設作用，把我國的農業機械工程做大做強。在農機專業人才的建設思路上，我們應重點考慮以下幾點：

（一） 制定合理的農機專業人才建設政策，加大投入

在農業機械工程專業人才的建設中，要想取得理想的建設成績，必須從頂層設計開始，制定合理的農機專業人才建設政策。首先，在政策上突出農機專業人才的社會地位，提高社會對農機專業人才的認知度，吸引更多的新生力量投入到農機技術的發展中。其次，要從政策上支持、優化農機專業人才的管理，建立健全專業職稱考試體系，對所有的從業人員實行統一考試管理，根據專業水平給予合理的待遇。逐步試點推行農機專業人才與同級公務員的管理模式。最后，針對農業生產一線的農機專業人才缺乏情況，實行人才選派制度，把優秀的農機專業人才下沉到實踐前沿，讓專業人才發揮生力軍的作用，同時也加強理論與實踐的聯系。

（二） 優化農業機械工程專業人才發展結構

在農業機械工程專業人才的發展上，我們應不斷地優化發展結構，科學地規劃、調整農機專業人才在各環節的占比，讓農機研發制造專業人才和農機運用專業人才既能滿足現代化農業的發展需求，又符合專業發展的特點。在農機實踐專業人才中，應注重年齡結構，知識結構的改善，不斷地培養、吸收青年才俊。另外，還應優化農機專業人才的組織結構，突出專業人才的主體地位，提高專業人才的組織地位和相關待遇，縮減不必要的管理人員，實現精簡高效的建設目標。

（三） 完善農機專業人才的培養體系

人才培養制度關系到行業的發展，在農業機械工程專業化人才發展中，應完善培養體系。做好每項具體的改進工作，借助教育改革的力量，從農業生產對農機專業人才的需求特點出發，動態調整高校相關專業的招生、培養模式，完善好專業知識體系和實踐運用機制。

結束語

農業機械工程專業化人才建設不僅對農機技術的發展有著重要的作用，還影響著農業生產的向前發展。在我國農機專業人才的建設中，我們應加強政策上的支持；優化專業人才的發展結構；完善培養體系，不斷地增強農機專業人才力量，提升我國農機專業發展水平。

參考文獻：

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2013年1月19日全省農機工作會在長春召開。會議的主要任務是深入學習貫徹黨的十精神，認真落實全國農業機械化工作會議和全省農村、農業工作會議精神，總結交流我省農業機械化發展成效經驗，深刻分析農業機械化發展面臨的新形勢新任務，安排部署2013年重點工作。省農委副主任于文波、省農機局局長成洪、副局長翟延華等領導出席了本次會議，省農機局成洪局長主持會議。

2012年我省農機化呈現了整體推進、持續快速健康發展的良好態勢，為增強農業綜合生產能力、實現糧食連續增產和農業現代化建設提供了有利保障。2012年，全省農機總動力達到2553萬千瓦，拖拉機保有量達到105.54萬臺。全省農作物耕種收綜合水平達到69.6%，高出全國平均水平12.6%個百分點，排全國前十位。新增機械深松面積1502萬畝，機械化保護性耕作推廣面積450萬畝，玉米機收面積1952萬畝。農機化作業服務組織和農機戶達到106.92萬戶（個），農機專業合作社新增419個，達到1577個。

會議提出，2013年我省農機化發展的總體思路是：深入學習貫徹黨的十精神，以科學發展觀為指導，以轉變農業機械化發展方式、提高發展質量效益為主線，促進農機農藝融合、農機化信息化融合，著力調整優化農機裝備布局結構，著力主攻薄弱環節機械化，著力推廣先進適用農機化裝備技術，落實完善政策，培育發展主體，壯大人才隊伍，強化公共服務，進一步提高農機裝備水平、作業水平、科技水平、服務水平和安全水平，努力推動農業機械化科學發展。

主要目標是：全省農機總動力力爭超過2800萬千瓦；主要農作物耕種收綜合機械化水平力爭達到73%；水稻機插、水稻機收和玉米機收水平分別達到62%、75%、40%；農機專業合作社發展到2000個。

會議指出，圍繞上述工作思路和目標，2013年要扎實做好八個方面工作：一是認真落實農機購置補貼政策。二是深入實施全程農機化工程建設。三是啟動實施“農機化提升工程”。四是加快保護性耕作、農機深松等農機化先進技術推廣應用。五是大力推進農機社會化服務。六是全面推進農機化質量管理。七是依法強化農機安全監理。八是不斷加強農機化系統自身建設。