针对西南丘陵山区机械化生产体系不完善、生产模式复杂多样、缺乏系统评价等问题，以农业经营主体为研究对象，从规模适度-生产高效-生态友好等角度构建“农田+农机+农艺+信息”四融合的西南丘陵山区机械化生产系统及模式评价体系，包含农田宜机化、适度规模经营、农机配备质量、农机装备智能化程度、农机生产效益和耕地健康6维度及15个三级指标。应用层次分析法和CRITIC法确定权重；以农田禀赋为基础、机械装备为核心、规模化效益为导向选取西南地区小麦/玉米机械化生产4种典型模式进行评价比较。结果表明：普通农户关键环节机械化生产模式（M1）下地块较小且地势起伏大、机具只能使用小型、低效率机械；化肥与农药施用量高于标准值，其经营规模与发展模式不可持续；家庭农场带状复合种植机械化生产模式（M2）下实现农田连片经营与田间生产全程机械化，然而带状复合种植收获机具技术尚不成熟，导致模式整体作业效率低于合作社模式，但该模式可提高土地利用率、实现粮食增产，适宜在家庭农场中推广；合作社“全程机械化+数字化”生产模式（M3）下，大中型机械在宜机化改造后的农田中充分发挥作业效率和燃油效率优势，同时产后烘干与初加工处理提升粮食质量和效益，实现了产前、产中、产后全过程机械化，此外数字化管理系统有效提升农业管理和机具使用效率，该模式适宜在丘陵山区合作社及部分家庭农场中大力推广；大型合作社种养循环全程机械化生产模式（M4）在全程高效机械赋能的基础上，实现了种养结合的农业产业链，合作社生产的青贮秸秆销售给奶牛场做加工饲料，奶牛产出的有机肥供给合作社进行循环利用，该模式实现生态经济耕作适宜在部分养殖大县中进行推广。4种模式的综合评价值分别为：0.31，0.67，0.86和0.79，排序依次为：M3＞M4＞M2＞M1；评价结果符合现实情况，该指标体系能够客观评价各机械化生产模式特点，可为西南丘陵山区各经营主体机械化生产模式选择及改进提供理论基础。