北京工业大学-设施农业智能工厂化种植技术项目介绍
——科技赋能现代农业，助力乡村振兴

　　本项目依托北京工业大学北京市植物工厂工程技术研究中心核心科研力量，聚焦设施农业转型升级痛点，融合节能工程、现代农业、智能装备、数字传感、机器视觉等多领域前沿技术，研发推广植物工厂低碳节能、自动化生产、数字化管控全套工厂化种植技术体系。项目旨在打破传统农业“靠天吃饭、人工依赖、低效高耗”的发展瓶颈，推动设施农业标准化、智能化、低碳化、产业化升级，构建一二三产业深度融合的现代农业发展新模式，以科技兴农、产业富农，全方位助推乡村振兴事业高质量发展。项目技术成果行业领先，成功入选2020年中国智能制造十大科技进展，是全国设施农业领域首个获此殊荣的技术成果，标杆示范意义显着。

　　一、核心科研平台与雄厚团队实力

　　项目依托的北京市植物工厂工程技术研究中心，经北京市科委正式批复设立，是国内专注于植物工厂智能化、低碳化、工程化技术研发的核心平台。中心深耕设施农业智能装备与数字化种植领域多年，聚焦植物工厂低碳节能、自动装备、数字化管控三大核心研究方向，持续攻克现代农业生产关键技术难题，有效提升农业资源利用率，助力农业低碳转型，全面推动我国设施农业技术迭代与产业化落地。

　　平台科研积淀深厚，科研成果丰硕，先后承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市长城学者计划、北京市科技计划等各级重点科研项目近30项，累计授权发明专利150余项，技术专利转化率高，产业化落地能力强劲。

　　核心承担重点项目清单：

　　国家自然科学基金：盆花移栽机筑模成穴机构多因素作用优化设计方法研究、阵列式穴苗移栽机构创新设计与机器视觉判断研究、基于综合性能指标体系的穴盘苗夹持装置创新优化设计方法研究；

　　国家重点研发计划：甘薯高效低损输送分离关键机构创新设计研究、温室智能化精细生产技术与装备研发、智慧叶菜工厂自动化生产工艺及配套装备研制；

　　北京市重点专项：全柔性采摘机器手臂关键技术（长城学者计划）、智能果蔬种采机器人研制与推广应用（北京市科技计划）。

　　顶尖专业科研团队：项目由北京工业大学教授、博导、北京市长城学者、智能制造研究院副院长高国华担任团队带头人，核心团队人员配置完备、专业覆盖全面。现有教授3人、副教授3人、讲师4人，所有核心成员均深耕机器人技术、智能传感与控制、图像视觉识别、农业系统集成决策等前沿领域，专业功底扎实、科研经验丰富。同时团队配备在校博士研究生11人、硕士研究生42人，形成了“资深专家引领、中青年骨干支撑、青年学子储备”的阶梯式科研队伍，为技术迭代、装备研发、成果转化提供了坚实的人才保障。

　　二、核心技术与创新成果

　　项目立足现代农业发展需求，以植物工厂标准化生产为核心，突破传统种植模式局限，创新研发全新种植体系、全流程智能装备与低碳管控技术，全面覆盖叶菜、果菜、花卉、中草药等多品类农作物种植，可广泛应用于乡村设施农业基地、智慧农业产业园、标准化种植工厂等场景，引领传统设施农业产业全方位变革。

　　（一）创新双层高效种植模式

　　结合作物生长特性与场地空间利用率需求，创新研发多层平面补光种植、立体A形种植架两种高效工厂化种植模式，适配自然光与人工补光双重生产场景，彻底摆脱季节、气候、场地限制，实现全年不间断稳产高产。同时打通农作物全生产链条，实现播种、移栽、定植、田间物流、成熟采收等关键环节的标准化、机械化、智能化作业，构建完整的工厂化无人种植体系。

　　（二）全品类全流程智能种植装备体系

　　针对不同品类农作物种植痛点，自主研发成套自动化、智能化农业装备，实现多品类作物全程机械化生产，大幅降低人工依赖，提升种植精准度与生产效率。

　　1. 叶菜自动化装备：配备自动化穴盘苗播种机、立体种植架智能移栽机、多种植槽联合收获机，实现叶菜从育苗到采收的全流程无人化作业；

　　2. 果蔬自动化装备：研发球形果蔬专用种苗移栽机、智能定植机器人、自动化采摘收获机器人，适配番茄等主流果蔬规模化种植；

　　3. 花卉与中草药自动化装备：推出专用种苗移栽机、盆钵倒盆移栽机等定制化装备，解决高附加值经济作物人工移栽效率低、损耗高、标准化差的难题。

　　（三）农业低碳“碳捕转”数字化管控技术

　　依托植物光合作用核心机理，创新构建植物工厂数字化智能管控模型，打造现代农业“碳捕、碳储、碳转”一体化技术体系。通过实时监测、精准调控种植环境的光照、温度、湿度、空气、二氧化碳浓度等核心参数，联动智能种植装备自动适配运行工况，实现生产能耗、碳排放、作物产量、种植效益的多维优化，有效降低农业生产能耗，推动设施农业绿色低碳发展，助力农业“双碳”目标落地。

　　三、项目产业效益与乡村振兴价值

　　相较于传统大棚种植模式，本项目智能工厂化种植技术优势突出、效益显着，兼具经济、社会与生态价值，是推动乡村产业振兴、农业提质增效、农民增收致富的核心抓手。

　　1. 经济效益大幅提升：立体工厂化种植模式空间利用率极高，整体经济效益较传统种植提升4-5倍，同时实现生产环节高度自动化，降低70%以上人工成本，有效解决乡村农业用工短缺、人工成本高、生产效率低的痛点，大幅提升农业生产回报率。

　　2. 产业升级赋能显着：技术可全面适配叶菜、果菜、花卉、中草药等多元品类种植，能够快速改造升级乡村传统设施农业，推动农业生产从“粗放式、人工化、季节性”向“精细化、智能化、全年化”转型，培育乡村智慧农业新业态，构建一二三产业融合发展的现代农业产业体系，夯实乡村产业振兴根基。

　　3. 生态低碳优势突出：通过数字化精准管控技术，实现水肥、光照、能源的高效利用，减少资源浪费与碳排放，降低农药、化肥使用量，践行绿色农业发展理念，助力乡村生态振兴，实现农业高质量可持续发展。

　　4. 示范引领作用强劲：作为设施农业领域国家级标杆技术，项目成果可快速复制、广泛推广，能够带动区域智慧农业产业集群发展，培育新型农业经营主体，带动村民就近就业、增收致富，为全面推进乡村振兴、加快农业现代化建设提供核心科技支撑。