由于100年前，内燃机开始更换蒸汽功率，农场拖拉机没有变化。但是，今天的机器更快，更强大，更轻，更清洁，更聪明地聪明。事实上，一些大型拖拉机拥有比早期航天飞机更多的软件代码。
爱科(AGCO)、CNH、迪尔(Deere)、久保田(Kubota)和其他农业设备制造商的装配线正在嗡嗡作响。设备制造商协会(AEM)预测，2012年北美市场将增长5%。农场净收入预计将增长28%，而净现金收入将增长近19%。
AEM农业部门副总裁Charlie O 'Brien表示:“尽管全球经济前景仍不稳定，但总体上农业机械行业仍保持乐观，2012年包括拖拉机在内的主要市场将保持总体高水平。”
2011年全球农业机械产量增至980亿美元。奥布莱恩指出:“许多新兴工业化国家正在努力提高农业机械化水平。“在发达地区，如北美和西欧，趋势是更加精准的农业，对提高运营效率的最新技术和创新的需求。”
在双轮驱动拖拉机中，O'Brien预测了40至100 HP范围内的机器的大多数增长。“对于其他类型的设备，预计大多数产品的需求将在2014年留在大多数产品中，”他解释道。
行业领头羊迪尔公司(Deere & Co.)在2011年的全球设备净销售额增长了25%，今年看起来同样光明。迪尔董事长兼首席执行官萨缪尔•艾伦(Samuel Allen)表示:“尽管全球经济形势不稳定，但预计2012财年(我们)产品的需求将大幅增长，公司预计其销售和盈利将因此进一步增长。”“预计今年设备销售将增长约15%，与2011年同期相比，第一季度将增长16%至18%。”
迪尔的滑铁卢IA工厂生产线上的许多拖拉机都是为海外客户准备的。同样的情况也发生在Case IH在WI的Mount Pleasant工厂，该工厂生产广受欢迎的Magnum系列拖拉机。“2011年，该厂生产的magnum大约有40%用于出口，”该厂经理史蒂夫·泰勒(Steve Tyler)说。
案例IH，Deere及其竞争对手使用汽车式装配线和世界级精益生产流程。然而，拖拉机制造涉及在生产地板上减少较低的年度体积，较少的自动化，生产周期更长，生产成本更高。
“卷显然较低，而最终产品成本明显高，”阿特拉斯·科普柯工具及集装系统LLC建筑和农业的越野领导人Pete Mitchell说。“取决于客户和模型，您通常会在一周的低端看到七到12台机器的卷，在高端的100至130塔。相当，FORD和GM每65秒或更短时间建造一个新的[车辆]。
“而且，农民通常在拖拉机上有更多的选择，”米切尔加。“大多数拖拉机制造商将根据客户要求建造定制车辆。例如，看到几十种不同的水泵选项并不罕见。“
拖拉机组件也比汽车部件更重，更厚，更硬，它们必须忍受更高的负载和骚扰工作环境。“我们已经看到更多对高扭矩工具的需求，这些工具足够灵活，以便在一个站的几个应用中使用，”米切尔解释说。“另外，访问这些紧固件的扭矩和间隙始终提出了担忧，并且在不久的将来不会随时改变。”
随着拖拉机制造商试图降低生产成本，以保持购买价格在周期性市场中的竞争力，他们也在想方设法使自己的产品对潜在客户更具吸引力。例如，客舱配备了符合人体工程学的座椅和控制装置、空调、娱乐设施和最先进的电子设备。这款Magnum拖拉机获得了多个设计奖项，它有一个大触摸屏显示器和四个位置的加热座椅。
“制造商认识到他们的机器的外观的重要性，并提出了一致的努力来消除任何锈蚀和腐蚀的可能性，以及提高涂料粘附和耐用性，”Henkel Corp.的焦点段营销经理斯蒂夫文瓦卡罗说“Engineers are focusing on making today’s agricultural equipment more functional than ever to perform better over their long service life.”
减重
随着拖拉机越来越大，马力越来越大，它们也变得越来越重。例如，50年前，迪尔公司的4010排作物拖拉机重7100磅。今天的7280R重达27000磅。早期的拖拉机让农民暴露在自然环境中，而现代的机器有大型的驾驶室，包含了家里所有的舒适，这增加了重量。
随着拖拉机越来越重，重量分散正成为一个重要问题。这就是为什么轨道被提供为轮胎的替代品。
拖拉机和其他农业机械制造商一直在努力降低其设备的总重量。“这一趋势背后的动力是燃料经济性，”瓦卡罗说。“由于拖拉机旨在持续数十年，燃油经济性是一个重要的考虑因素，并且在设备的使用寿命中拥有的重要成本。预计这一重量减轻趋势将继续可预见的未来，特别是如果燃油价格继续升级。“
为了减轻设备的重量，原始设备制造商们试图用铝、较轻的金属甚至复合材料来代替传统上用于车身和框架部件的钢和铸铁。在仍然必须使用钢或铸铁部件的地方，制造商经常试图在不损害部件完整性的情况下尽可能减少壁厚。
“在整个外部设计，操作舱甚至在许多附件和附接的工具中，都可以找到较轻的重量材料，甚至可以在许多附件中找到。”vaccaro。“随着结构完整性，抗振，热膨胀问题和耐腐蚀性的通常的紧固考虑，这种重量减轻的举措带来了另一个重要的挑战。
“在移动到较轻的重量金属或复合材料时，一旦焊接在一起的部件现在必须通过其他方式组装，”添加Vaccaro。“拖拉机制造商依靠[美国]沿着他们的工程部门努力设计，并提供最佳的产品解决方案来满足所有要求和严格的应用要求。”
根据Vaccaro的说法，许多制造商由于在其绘画操作中的生产设施内部潜在的污染而远离硅氧烷基粘合剂和密封剂。“相反，公司正在寻求聚氨酯，改性硅烷聚合物和环氧技术来取代硅氧烷，并提供改进的美学，”他指出。
复合材料设计为提供耐心工作负荷和天气条件所需的结构强度，抗冲击性，耐温性和紫外线。
米切尔说:“但是，我们不一定会看到复合材料像我们在航空航天工业中看到的那样大量使用。”“(大多数)应用是针对驾驶室和引擎盖，而不是(底盘)。大量的重型钢铁仍是这个行业的主要原料。”
尽管农业设备行业越来越多地使用较轻的材料，但对传统紧固件的需求仍然很大。“对于某些材料，焊接不再是一种选择，”美国铝业紧固系统(Alcoa Fastening Systems)的工程和技术服务主管鲍勃•科比特(Bob Corbett)表示。“今天，对机械紧固件的需求比以往任何时候都大。
“我们看到更多对高性能涂层的需求，以解决耐腐蚀性，”Corbett加剧。“农业设备受到大量肥料和不同的天气元素。只要制造商需要解决维修和维修性问题，将被广泛使用紧固件。“
该行业总是正在寻找解决旧问题的新方法。“我们看到了前克莱斯勒的涌入，福特和通用汽车工程师在农业设备市场中找到就业，他们带来了他们的专业知识，”米切尔说。“它们有时令人震惊地看到哪些应用被认为是关键或安全关键的，然后如何组装拖拉机。拖拉机制造的扭矩要高得多。看到4,000次牛顿仪表工具并不少见。
“低调，高扭矩工具需求，”米切尔索赔。“因此，无绳刀具技术可消除跳闸危险，并允许更容易地进入限制间隙区域。我们也看到更多客户寻找交钥匙解决方案。DC Nutrunner需求也有所增加。“
无人物的未来
机器人可靠性和部署成本的最新进展，加上劳动力人口结构的变化，激发了人们对自动农业设备的兴趣。世界各地的工程师们正忙于开发各种各样的机器人设备，用于播种、耕作、除草、喷洒和收获。
用于军事用途的同样技术不久将应用于农场。AGCO、Deere和其他公司已经开发出配备了最先进的计算机、激光、传感器、GPS系统和机器视觉技术的无人驾驶拖拉机。
今年晚些时候，日本计划在遭受海啸破坏的北部地区推出世界上第一个无人农场。占地618英亩的工厂将配备自动拖拉机。
卫星定位和制导系统的领先供应商Topcon Precision Agriculture的营销总监迈克尔•戈麦斯表示:“许多原始设备制造商已经开展了多年的研发项目。”“在未来3到10年，我们相信机器自动化的各个方面将与机器功能更加集成，而更少的操作员控制，作为一种简化操作、提高效率、最大限度地减少风险和损失的方式。”
这将使农民在条件允许的情况下加快操作速度，并在机器靠近时协调功能，例如在收获应用期间。虽然这项技术已经存在，但仍有许多挑战需要工程师解决。
“一项重大挑战是开发拖拉机控制器与人类驾驶员的驾驶技巧相匹配，”弗兰德斯机电一体化技术中心节能机的节能机组领导者。“用高精度培养一个领域需要大量的经验来处理现场可以发生的操作条件的变化，例如土壤的变化状态，场的坡度，机器的重量，或地面之间的相互作用和工具。
“基于传感器测量，例如通过GPS定位测量，机器控制器不断需要估计这些操作条件的状态并使其转向行为适应它，”次要解释。“因为这是一个非常复杂的任务，事先调整这样一个控制器以应对无法完成所有可能的情况。因此，需要一个特殊的先进控制器，以沿着其当前轨迹学习拖拉机的最佳控制行为。“
AGCO的工程师开发了一种名为GuideConnect的系统，可以让两台拖拉机相互通信。AGCO全球工程高级副总裁Helmut Endres称:“一个操作员现在可以每分钟、每小时、每天做两倍的工作。”
“GuideNonnect在很大程度上是整合现有技术，如GPS辅助转向和无线电通信，”Endres说。“GPS辅助转向需要卫星信号接收器，各种运动和位置传感器，一种控制机器转向机构的手段，当然，计算机可编程控制器技术处理输入和输出转向控制信号。”
AGCO的Fendt品牌计划在今年下半年在德国的900辆Vario系列拖拉机上提供GuideConnect。CNH和迪尔公司的工程师已经开发出了类似的技术，使拖拉机能够自动相互通信。
全自动农用汽车可能还需要几年的时间才能问世。但是Kinze Manufacturing Inc.最近展示了一个旨在种植和收获应用的自主项目。Kinze的工程师与Jaybridge机器人公司合作，改造了他们的一辆谷物车和一辆迪尔行式作物拖拉机。该项目的目标是提高玉米和大豆种植者的生产力。
“我们应用了一体的低成本传感器，工业嵌入式计算机和先进算法的集成套件，”Jaybridge机器人总裁Jeremy Brown说。“无驱动系统由高级软件完全控制，并且能够在收获过程中执行完整的工作流程。
布朗补充说:“这包括在田间定位一台移动的收割机，与它同步，收集谷物，并将其运送到田间附近的卡车上运输。”“矿业、国防和其他行业的自主解决方案趋势将对农业产生深远影响。”
“这是世界上第一个如此规模的真正自主的行作物解决方案，”Kinze副总裁兼首席营销官Susanne Veatch声称autonomy项目旨在通过将人的因素从拖拉机驾驶室中去除，减少对熟练操作员的需求[我们]计划将这项技术推向市场，帮助种植者提高生产率，让他们在对自动设备进行粗略监控的同时，将时间和注意力集中在其他地方。”
虽然这项技术已经存在，但一些专家认为，很难说服保守的农民投资于无人设备。机械工程教授、奥本大学(Auburn University) GPS车辆动力学实验室(GPS Vehicle Dynamics Laboratory)主任戴维•贝弗利(David Bevly)表示:“安全是一个问题，法规和法律问题也是一个问题。”贝弗利曾与迪尔公司(Deere)合作开发一些自动转向系统。“传感器故障和冗余等一些安全问题(仍需解决)。”
