淺論現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)機(jī)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

現(xiàn)代設(shè)計(jì)在農(nóng)機(jī)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的特點(diǎn)是面向市場(chǎng)、面向用戶的設(shè)計(jì)；現(xiàn)代設(shè)計(jì)不僅要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的基本功能，還應(yīng)體現(xiàn)人性化和環(huán)境保護(hù)的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想。下面以幾年來(lái)農(nóng)機(jī)工程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)并不斷發(fā)展的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)、穩(wěn)健設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)為主要內(nèi)容，由此淺析現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)機(jī)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

一、農(nóng)業(yè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)(Mechanical creativeDesign)指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力與智慧，并利用已有的相關(guān)科學(xué)理論、方法和原理，進(jìn)行新的構(gòu)思，設(shè)計(jì)出新穎，有創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，創(chuàng)新設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)人在設(shè)計(jì)過(guò)程中，特別是在總體設(shè)計(jì)階段中的主導(dǎo)及創(chuàng)造性作用，采用新的技術(shù)手段、技術(shù)原理，從所要求的農(nóng)業(yè)機(jī)械性能出發(fā)，改進(jìn)并完善現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)械或創(chuàng)造發(fā)明新農(nóng)業(yè)機(jī)械，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，提高工作品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)性。創(chuàng)新設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員具有創(chuàng)造性思維，設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)有定向發(fā)散性。

二、農(nóng)業(yè)機(jī)械優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)(Mechanical SuperiorityDesign)是面向市場(chǎng)爭(zhēng)取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的設(shè)計(jì)，它完全不同于以個(gè)人興趣為出發(fā)點(diǎn)的設(shè)計(jì)或追求某種品味的設(shè)計(jì)，不是單純追求創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。由于要面向市場(chǎng)，因此農(nóng)業(yè)機(jī)械優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)需更善于進(jìn)行產(chǎn)品方向的預(yù)測(cè)和技術(shù)方向分析，尋求在當(dāng)前及以后的市場(chǎng)上起主導(dǎo)地位的產(chǎn)品和技術(shù)方向，使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程建立相互協(xié)調(diào)的聯(lián)系，并且開發(fā)吸收有效的設(shè)計(jì)技術(shù)到整個(gè)產(chǎn)品的各環(huán)節(jié)中去，從而增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，也許會(huì)具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，但并不能保證產(chǎn)品的“正確”和“成熟”。設(shè)計(jì)者首先應(yīng)考慮自己的產(chǎn)品必須有哪幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，才能確保在市場(chǎng)上取得一席之地。

三、穩(wěn)健設(shè)計(jì)的應(yīng)用

穩(wěn)健設(shè)計(jì)(Steady Design)是指所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品(或工藝)無(wú)論在制造和使用中，當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化或在規(guī)定壽命內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生老化和變質(zhì)時(shí)，都能保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定的一種工程設(shè)計(jì)方法。它的作用是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少損失。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，計(jì)和制造高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品越來(lái)越受到關(guān)注，穩(wěn)健設(shè)計(jì)已逐漸成為提高和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的一種有效的工程方法?？紤]到設(shè)計(jì)過(guò)程中參數(shù)的隨機(jī)性和相關(guān)性等問(wèn)題，穩(wěn)縫設(shè)計(jì)采用模糊數(shù)學(xué)的方法來(lái)解決產(chǎn)品質(zhì)量因素的不穩(wěn)定性、推理與尋優(yōu)算法等問(wèn)題，并利用可視化的動(dòng)態(tài)三維圖形和多媒體虛擬技術(shù)建立智能化的穩(wěn)健設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在求解時(shí)，首先確定產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)體系，建立可控與不同控因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的質(zhì)量設(shè)計(jì)模型；其次對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，獲得質(zhì)量特性的可靠分析數(shù)據(jù)；最終通過(guò)尋找穩(wěn)健設(shè)計(jì)的解或最優(yōu)解，獲得穩(wěn)健產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案。

四、模糊設(shè)計(jì)的應(yīng)用

模糊設(shè)計(jì)(Fuzzy Design)是將模糊數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的一種設(shè)計(jì)方法。隨著科技的深入發(fā)展，需要設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)越來(lái)越大、也越來(lái)越復(fù)雜’設(shè)計(jì)中涉及的變量越來(lái)越多且變量間的關(guān)系也越來(lái)越復(fù)雜，這些變量中存在大量的模糊現(xiàn)象，許多情況下并不能精確描述所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中除了識(shí)別“非此即彼”的精確現(xiàn)象，還要能識(shí)別“亦此亦彼”的模糊現(xiàn)象。如希望設(shè)計(jì)出的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品“使用壽命較長(zhǎng)”、“承載能力較強(qiáng)”就屬于模糊現(xiàn)象。這就要求采用模糊數(shù)學(xué)的方法來(lái)解決這些問(wèn)題。模糊數(shù)學(xué)的研究領(lǐng)域非常廣泛，其包括模糊變換、模糊綜合評(píng)判、模糊模式識(shí)別、模糊決策、模糊拓?fù)洹⒛：龑＜蚁到y(tǒng)等綜合理論，隨著人們對(duì)模糊現(xiàn)象的進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)，對(duì)模糊現(xiàn)象定量處理方法的逐漸掌握，模糊技術(shù)必將得到進(jìn)一步的發(fā)展與完善，并廣泛用于工程設(shè)計(jì)中去。

五、虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用

虛擬設(shè)計(jì)(Virtual Design)屬于新興的多學(xué)科交叉技術(shù)，它是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，以農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品為對(duì)象，尤其對(duì)產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)特別有益。借助其手段。設(shè)計(jì)人員可通過(guò)多種傳感器與多維的信息環(huán)境進(jìn)行自然的交互，實(shí)現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，從而幫助深化概念與萌發(fā)新意。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)充分利用了模擬仿真技術(shù)，它比現(xiàn)行的CAD系統(tǒng)具有更強(qiáng)的人機(jī)交互能力，設(shè)計(jì)人員可通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)及語(yǔ)音、手勢(shì)等與設(shè)計(jì)的對(duì)象在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行直觀地交互。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)為產(chǎn)品的創(chuàng)意、變更及工藝優(yōu)化提供了虛擬的三維環(huán)境，在農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行虛擬的加工、裝配和評(píng)價(jià)，進(jìn)而避免了設(shè)計(jì)缺陷，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)和制造成本。虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)按應(yīng)用情況可分為增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)和基于虛擬現(xiàn)實(shí)的CAD系統(tǒng)。增強(qiáng)的可視化系統(tǒng)利用現(xiàn)有的cAD系統(tǒng)進(jìn)行建模，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換輸出環(huán)境系統(tǒng)。

六、環(huán)保設(shè)計(jì)的應(yīng)用

環(huán)保設(shè)計(jì)又稱綠色設(shè)計(jì)，綠色設(shè)計(jì)(GreenDesign)以提高產(chǎn)品的“綠色程度”為目標(biāo)，在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時(shí)，保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命和質(zhì)量等。綠色設(shè)計(jì)通常也稱為生態(tài)設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì)等。在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員主要按照產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的維護(hù)性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產(chǎn)品的處理及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等考慮較少。這樣制造出來(lái)的產(chǎn)品，在其使用結(jié)束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其有害物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，影響了生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境，同時(shí)造成資源的大量浪費(fèi)。在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的綠色設(shè)計(jì)就是針對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的這種不足而提出的一種全新的設(shè)計(jì)理念，它包含產(chǎn)品從概念形成到生產(chǎn)制造、使用乃至廢棄后的回收、重用及處理處置的各個(gè)階段，即涉及產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與評(píng)價(jià)，消除潛在的，對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，綠色設(shè)計(jì)則是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充和完善。

結(jié)束語(yǔ)

目前，微電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、材料科學(xué)等學(xué)科正在迅猛地發(fā)展，而且不斷向農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)滲透。同時(shí)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)也不斷與農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，向集成化、敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向進(jìn)一步發(fā)展。