數(shù)字化設(shè)計在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用研究

（巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金與資源學(xué)院，新疆 庫爾勒 841000）

數(shù)字化設(shè)計在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用研究

王瑩瑩

（巴音郭楞職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金與資源學(xué)院，新疆 庫爾勒 841000）

本文通過闡述數(shù)字化設(shè)計內(nèi)涵、特征優(yōu)勢，分析我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計數(shù)字化現(xiàn)狀，對數(shù)字化設(shè)計在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用展開探討。

數(shù)字化設(shè)計；農(nóng)業(yè)機械設(shè)計；應(yīng)用

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)是一項計算機輔助設(shè)計技術(shù)，現(xiàn)階段在諸多行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛推廣，其中就包括農(nóng)業(yè)機械設(shè)計領(lǐng)域。對于我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計而言，企業(yè)要想在激烈市場競爭中占據(jù)有利位置，就要不斷更新自身農(nóng)業(yè)機械設(shè)計理念，強化對數(shù)字化技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用。由此可見，對跨國經(jīng)營中文化的影響開展研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 數(shù)字化設(shè)計概述

1.1 數(shù)字化設(shè)計

數(shù)字化設(shè)計指的是在對機械產(chǎn)品開展設(shè)計過程中，對計算機科學(xué)技術(shù)予以充分引入。早期，計算機設(shè)計主要是為了開展各式各樣的科學(xué)計算，伴隨計算機技術(shù)的飛速進(jìn)步，計算機得以在諸多行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛推廣，在信息化技術(shù)越來越成熟的背景下，數(shù)字化技術(shù)也取得了長足的發(fā)展與完善，因而數(shù)字化技術(shù)也形成新層面的含義，即指的是基于對生產(chǎn)產(chǎn)品開展數(shù)字化描述，構(gòu)建起以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化產(chǎn)品的一種模型，該種模型可貫穿于全面產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

1.2 數(shù)字化設(shè)計特征優(yōu)勢

（1）數(shù)字化設(shè)計具有相對統(tǒng)一的設(shè)計模型。在應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)開展產(chǎn)品設(shè)計過程中，通常要求在各個設(shè)計階段構(gòu)建不同針對性的設(shè)計模型，各個階段設(shè)計模型的構(gòu)建必然會使得全面設(shè)計環(huán)節(jié)變得極為復(fù)雜，同時在開展各個階段設(shè)計模型相互間轉(zhuǎn)換時，極易出現(xiàn)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)缺失情況。而數(shù)字化設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，則可使此方面問題得到有效解決，數(shù)字化設(shè)計從對產(chǎn)品設(shè)計開始直至產(chǎn)品設(shè)計結(jié)束始終應(yīng)用同一類型的模型，由此可使全面設(shè)計環(huán)節(jié)得到充分簡化，還不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換相互間的數(shù)據(jù)缺失。

（2）數(shù)字化設(shè)計可達(dá)成并行設(shè)計。數(shù)字化設(shè)計可開展并行設(shè)計，換而言之，某一設(shè)計項目可由若干設(shè)計團隊于不同領(lǐng)域中同時開展設(shè)計，并行來完成設(shè)計起步到設(shè)計結(jié)束的全面過程。如此一來，可有效提升設(shè)計模型可塑造性，同時此類模型憑借其數(shù)字化特征，可開展智能測試，進(jìn)而為機械產(chǎn)品設(shè)計順利開展提供切實保障。

（3）數(shù)字化設(shè)計無需大量實物模型。傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)生產(chǎn)制造手段一方面投入大量的人力物力，一方面產(chǎn)品設(shè)計效率不盡如人意。而數(shù)字化設(shè)計則能夠省去多個環(huán)節(jié)，在開展最終定型前僅需借助數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，經(jīng)仿真模擬技術(shù)對產(chǎn)品設(shè)計模型開展實物模型仿真模擬，然后對其開展各方面性能測試，再對測試過程中發(fā)現(xiàn)的問題開展優(yōu)化調(diào)整。該種測試手段一方面可極大水平降低技術(shù)人員工作量，一方面可有效縮減設(shè)計用時，進(jìn)而推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計效率的有效提高。

（4）數(shù)字化設(shè)計可達(dá)成面向裝配。數(shù)字化設(shè)計很大程度上是通過構(gòu)建數(shù)字模型，然后開展面向裝配，而不是對單個零件開展裝配。此類模式涵蓋了全面零件、裝配的有價值信息，如此便可使生產(chǎn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變成包含各式各樣信息的數(shù)字化設(shè)計產(chǎn)品模型。此類設(shè)計模型還可為產(chǎn)品設(shè)計人員創(chuàng)造極大的設(shè)計便利。此外，數(shù)字化設(shè)計還可借助該項特征優(yōu)勢對精密度相對復(fù)雜的零件開展追蹤，進(jìn)而為產(chǎn)品設(shè)計人員對產(chǎn)品開展有效更改創(chuàng)造便利。

2 我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計數(shù)字化現(xiàn)狀

（1）對于現(xiàn)代社會而言，將科學(xué)技術(shù)引進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著十分重要的意義，這同樣是社會發(fā)展的一大必然趨勢。然而，長期以來農(nóng)業(yè)發(fā)展均是有賴于大量人力、物力前提的，因此在發(fā)展中面臨極大的局限，伴隨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)改革的逐步推進(jìn)，各式各樣機械化技術(shù)的推廣，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)發(fā)展的進(jìn)一步健全，產(chǎn)業(yè)量的進(jìn)一步提高，充分結(jié)合不同產(chǎn)業(yè)的實際情況，由此在設(shè)計過程中便會更具針對性，所考慮的內(nèi)容也會更加全面。

（2）就我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢而言，我國農(nóng)業(yè)專業(yè)化技術(shù)領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間，這主要是因為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展中依舊沿用傳統(tǒng)的理念、方式，為了改變該種發(fā)展現(xiàn)狀，在農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域上相關(guān)技術(shù)人員務(wù)必要不斷專研研究，依托先進(jìn)信息技術(shù)，將高新科學(xué)技術(shù)逐步引入至農(nóng)業(yè)發(fā)展中。

（3）對于農(nóng)業(yè)發(fā)展而言，推廣機械化生產(chǎn)尤為必要，機械化的投入可收獲相對平穩(wěn)的狀態(tài)，且機械操作不會太復(fù)雜。設(shè)計人員在開展研發(fā)過程中，應(yīng)當(dāng)對產(chǎn)品種類進(jìn)行有效考慮，結(jié)合各種產(chǎn)品開展全面分析，分析產(chǎn)品的差異性、選擇不同型號的機械設(shè)備等。由此可有效推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時可有效拓寬農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。

3 數(shù)字化設(shè)計在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中，數(shù)字化設(shè)計可起到至關(guān)重要的作用，然而要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械設(shè)計與數(shù)字化設(shè)計相互間的有機融合，還需要在技術(shù)、理念上逐步開展創(chuàng)新。全面農(nóng)業(yè)機械設(shè)計在時代發(fā)展新形勢下，要緊跟社會發(fā)展腳步，強化改革創(chuàng)新，在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)、成功發(fā)展經(jīng)驗的支持下逐步強化數(shù)字化設(shè)計在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的科學(xué)合理應(yīng)用，如何進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)機械設(shè)計有序開展可以從以下相關(guān)內(nèi)容展開。

3.1 注重產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計

農(nóng)業(yè)機械設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)注重產(chǎn)品的使用功能及創(chuàng)新性，從而為用戶在購置機械產(chǎn)品時提供豐富的選擇。數(shù)字化設(shè)計在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用，設(shè)計階段創(chuàng)新理念可實現(xiàn)充分凸顯，依據(jù)農(nóng)業(yè)機械設(shè)備使用階段時常會引發(fā)的故障問題開展設(shè)計，盡可能降低故障引發(fā)幾率，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本投入得以有效降低，確保農(nóng)業(yè)機械設(shè)備可得到廣大消費者的青睞。市場經(jīng)濟逐步深入背景下，現(xiàn)階段市場中有大量的農(nóng)業(yè)機械設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)，要想從日趨白熱化的市場競爭中脫穎而出，企業(yè)必須注重農(nóng)業(yè)機械設(shè)計階段的創(chuàng)新性。需要明確的是，農(nóng)業(yè)機械創(chuàng)新技術(shù)涉及到諸多方面內(nèi)容，諸如數(shù)據(jù)收集、知識數(shù)據(jù)庫開發(fā)、以知識為基礎(chǔ)的決策技術(shù)以及知識表達(dá)組織等。

3.2 將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的推出，推動了產(chǎn)品設(shè)計的進(jìn)一步發(fā)展，其匯集了各式各樣多媒體技術(shù)，諸如3D圖形、聲頻影像等，使無論是產(chǎn)品設(shè)計人員還是消費者可身臨其境感受產(chǎn)品設(shè)計過程，體驗產(chǎn)品性能，進(jìn)一步提高產(chǎn)品設(shè)計效率。因而，虛擬現(xiàn)實技術(shù)對于農(nóng)業(yè)機械設(shè)計、制造而言，有著十分重要的意義。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計難度大、設(shè)計周期長的大型農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中，不僅有助于產(chǎn)品相關(guān)性能的模擬，還有助于產(chǎn)品設(shè)計人員對產(chǎn)品的調(diào)整，更有助于使用者結(jié)合產(chǎn)品原型掌握產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能等，給予有效意見，進(jìn)而促進(jìn)機械產(chǎn)品設(shè)計、制造順利開展。現(xiàn)階段，國外已研發(fā)出兩項基于虛擬現(xiàn)實的工程設(shè)計模式，一項為增強可視化，該項工程設(shè)計模式是借助CAD系統(tǒng)構(gòu)建模型，然后將模型傳輸進(jìn)虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，消費者可有效借助一系列增強可視化性能設(shè)備，諸如頭盔顯示器等產(chǎn)生身臨其境的感覺；另一項為虛擬現(xiàn)實CAD系統(tǒng)，產(chǎn)品設(shè)計人員可直接于虛擬環(huán)境下開展設(shè)計操作。而我國相關(guān)研究依舊處在發(fā)展階段，特別是將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中還有待進(jìn)一步開展深入研究。

3.3 推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、制造的相互協(xié)同

新時期下，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)所面臨的產(chǎn)品定制需求不斷增多，跨部門乃至跨企業(yè)并行開展產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)的情況越來越多，鑒于此，現(xiàn)代企業(yè)要想適應(yīng)全球經(jīng)濟一體化環(huán)境，就務(wù)必要掌握產(chǎn)品設(shè)計、制造協(xié)同手段，這同樣是我國農(nóng)業(yè)機械行業(yè)乃至全面機械行業(yè)的一大發(fā)展趨勢。相關(guān)研究顯示，一些發(fā)達(dá)國家制造企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)期間，通常約40%～70%的工作是與其他企業(yè)、合作伙伴并行完成的。如何從龐大的產(chǎn)品資源中找出適用于自身的資源，由此便提出了在現(xiàn)有知識庫中的搜索算法實現(xiàn)問題。舉例而言，美國參數(shù)技術(shù)公司的Web服務(wù)器中存儲了大量的全球領(lǐng)先的零件生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)百萬個零件，并且每月以數(shù)萬個零件的數(shù)量在增長。即便類似美國參數(shù)技術(shù)公司將一系列資源存儲進(jìn)自身服務(wù)器的方式，在搜索算法實現(xiàn)上相對簡單，然而現(xiàn)階段我國采用該種方式還不夠現(xiàn)實。相對可行的方法為生產(chǎn)企業(yè)在自身服務(wù)器中提供零件資源信息，如此以來，選取何種參數(shù)、特征應(yīng)當(dāng)于各生產(chǎn)商相互間開展搜索，及如何達(dá)成客戶端一系列異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)、服務(wù)器一系列異構(gòu)數(shù)據(jù)庫相互間信息傳輸是今后需要著重研究的內(nèi)容。

4 結(jié)語

總而言之，大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展是我國的一項基本國策，對于農(nóng)業(yè)發(fā)展而言，農(nóng)業(yè)機械設(shè)計可起到極大的影響。數(shù)字化設(shè)計憑借其所具備的相對統(tǒng)一的設(shè)計模型、可達(dá)成并行設(shè)計、無需大量實物模型等特征，在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中應(yīng)用可極大程度提高設(shè)計水平。鑒于此，相關(guān)人員務(wù)必要不斷鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗，清楚認(rèn)識數(shù)字化設(shè)計內(nèi)涵、特征優(yōu)勢，全面分析我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)計數(shù)字化現(xiàn)狀，結(jié)合不同產(chǎn)業(yè)的實際情況，強化數(shù)字化設(shè)計在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的科學(xué)合理應(yīng)用，“注重產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計”、“將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中”、“推進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、制造的相互協(xié)同”等，積極促進(jìn)農(nóng)業(yè)機械設(shè)計有序開展。

[1]林許萍.數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用及展望[J].科技資訊，2015,13(20):131～132.

[2]史志遠(yuǎn).現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械工程設(shè)計的價值探討[J].河北農(nóng)機，2014,13(2):66～67.

[3]寧雙，朱莉娜，張雙良.農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].科學(xué)與財富，2016,8(5):162～163.

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