農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用

楊孟想，原永玖，車軍劍，金歡

吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院

農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用

楊孟想，原永玖，車軍劍，金歡

吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院

隨著我國(guó)進(jìn)入了數(shù)字信息化時(shí)代，計(jì)算機(jī)輔助軟件的設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展非常迅速，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)也正在突飛猛進(jìn)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)正在向著數(shù)字化設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展著。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備更新較慢、創(chuàng)新能力較差，不能跟進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的腳步。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是三圍數(shù)字化CAD的出現(xiàn)與大量應(yīng)用，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)造成了非常積極的影響，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)與質(zhì)量得到了很大的提升，為社會(huì)主義現(xiàn)在化農(nóng)業(yè)發(fā)展做出來(lái)很大的貢獻(xiàn)。

數(shù)字化設(shè)計(jì)；農(nóng)業(yè)機(jī)械；制造技術(shù)

一、引言

數(shù)字農(nóng)業(yè)是以現(xiàn)代信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)工程技術(shù)為支撐，用數(shù)字化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)所涉及的對(duì)象和全過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化和可視化表達(dá)、設(shè)計(jì)、控制、管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術(shù)體系，是一種全新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。數(shù)字農(nóng)業(yè)將工業(yè)可控生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的思想引入農(nóng)業(yè)，把信息技術(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要要素，參與到農(nóng)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)中，是今后我國(guó)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化跨越發(fā)展的突破口。

二、我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)相對(duì)國(guó)外來(lái)說(shuō)還是較為落后的，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者創(chuàng)造的農(nóng)業(yè)增加值僅相當(dāng)于美國(guó)、法國(guó)的1/10，加拿大、日本、澳大利亞的1/6，機(jī)械化生產(chǎn)程度低，很多方面的機(jī)械化生產(chǎn)還是空白。

1、機(jī)械化數(shù)字技術(shù)的設(shè)計(jì)水平還是較低，這主要是因?yàn)槲覈?guó)受到了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的嚴(yán)重影響，這就導(dǎo)致了對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品更的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)利用率低、技術(shù)手段生疏，最終使得數(shù)字化技術(shù)設(shè)計(jì)水平相對(duì)較低。

2、目前而言，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)水平仍處在一個(gè)較低級(jí)的階段，雖然有些地區(qū)對(duì)于數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的利用較多，但是還有一大部分地區(qū)沒(méi)有將數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)充分運(yùn)用，這樣就導(dǎo)致了數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的不平衡，這樣也對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)造成一定的阻礙。

3、盡管我國(guó)的有些地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始廣泛運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，但是由于數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的不成熟，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量合格率相對(duì)較低，產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)，這樣也會(huì)嚴(yán)重的阻礙數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的發(fā)展與普及。

三、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的含義與特點(diǎn)

（一）含義

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，指的就是在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候充分的利用計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)最初的目的是用來(lái)進(jìn)行大量的科學(xué)計(jì)算，但是隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)逐漸已經(jīng)被運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)中，隨著信息化技術(shù)的慢慢成熟，計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)也得到很大的發(fā)展與完善，現(xiàn)在的數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)有了新的含義，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化描述的基礎(chǔ)上，建立起以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化產(chǎn)品的一種模型，這種模型貫穿了整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)過(guò)程。

（二）特點(diǎn)

1、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)擁有較統(tǒng)一的設(shè)計(jì)模型

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，往往需要在不同的設(shè)計(jì)階段需要建立不同階段的設(shè)計(jì)模型，這樣的過(guò)程會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得非常的復(fù)雜，并且在進(jìn)行不同階段模型之間轉(zhuǎn)換時(shí)非常容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的缺失現(xiàn)象。而數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)就可以很好的避免這一類型的問(wèn)題，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)從對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的建立一只到設(shè)計(jì)的完成始終都是運(yùn)用同一種類型的模型，這樣就可以使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得簡(jiǎn)單，并且不會(huì)造成轉(zhuǎn)換之間的數(shù)據(jù)缺失。

2、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)還具有的一個(gè)重要特點(diǎn)就是能夠進(jìn)行并行設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)，一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以由多個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在不同的領(lǐng)域中同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，共同來(lái)完成設(shè)計(jì)到完工的整個(gè)過(guò)程。這樣就使得設(shè)計(jì)模型具有較強(qiáng)的可塑造性，并且這種模型能夠進(jìn)行智能測(cè)試，具有數(shù)字化的特點(diǎn)。這樣也對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程起到了一個(gè)重要的完善作用。

3、數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)不需要很多的實(shí)物模型

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)生產(chǎn)制造方法不但加大的工作量，也耗費(fèi)了很多時(shí)間。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)則不需要這一環(huán)節(jié)，在進(jìn)行最終定型前只需要利用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的仿真模擬技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型進(jìn)行實(shí)物模型的仿真模擬并對(duì)其進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，再講其中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的修改。這樣的測(cè)試方式不僅可以很大程度上減少工作量，也有效的縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，進(jìn)而有效的提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。

4、數(shù)字化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)面向裝配

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)主要是利用數(shù)學(xué)模型的建立，然后進(jìn)行面向裝配，并非是對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行的裝配。這種模式包含了所有零件和裝配的可利用的信息，這樣也就使得生產(chǎn)產(chǎn)品成為了一種囊括各種信息的數(shù)字化設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型。這種的設(shè)計(jì)模型同時(shí)也極大的方便了產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師的使用。除此之外，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)還可以利用其特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)精密度較為復(fù)雜的零件進(jìn)行追蹤，這樣也極大的方便了產(chǎn)品設(shè)計(jì)者對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行及時(shí)的更改。

四、數(shù)字化制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造的應(yīng)用

目前在發(fā)達(dá)國(guó)家中，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為提高企業(yè)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。在近三十年來(lái)，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)與制造技術(shù)相融合，使制造日益走向數(shù)字化，制造技術(shù)發(fā)展日益加快。在發(fā)達(dá)國(guó)家的大型企業(yè)中，已實(shí)現(xiàn)無(wú)圖紙生產(chǎn)，廣泛使用CAD/CAM，實(shí)現(xiàn)100%數(shù)字化設(shè)計(jì)。數(shù)字化制造技術(shù)在我國(guó)有了一定發(fā)展，如數(shù)控技術(shù)、制造信息支持系統(tǒng)以CAD/CAM/ CAPP/CAE/NET為主體的技術(shù)等在我國(guó)也有不同程度的發(fā)展，但在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用嚴(yán)重滯后，近年來(lái)一些農(nóng)機(jī)生產(chǎn)骨干企業(yè)不同程度地采用了CAD/CAM技術(shù)，使我國(guó)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化水平有了較大的提高。

五、結(jié)束語(yǔ)

大力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)對(duì)其經(jīng)濟(jì)發(fā)現(xiàn)有著很大的影響。我國(guó)大力提高農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率與產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展是至關(guān)重要的。數(shù)字化技術(shù)的興起于發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)方式起到了很大的發(fā)展作用，這樣的新型科學(xué)技術(shù)克服傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)方面的不足，從而能夠有效的促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率與產(chǎn)品的質(zhì)量。

[1]方子帆,舒文輝.機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)信息管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)[J],三峽大學(xué)學(xué)報(bào),2010,10.

[2]黃玉祥,郭康權(quán).基于證據(jù)理論的農(nóng)業(yè)機(jī)械選型風(fēng)險(xiǎn)因素評(píng)價(jià)方法[J],農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2008,4.