數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的實踐分析

龐琳琳

信息技術(shù)的極大發(fā)展促進了我國不少行業(yè)領(lǐng)域的變革，而行業(yè)對信息技術(shù)的應(yīng)用反過來推動了信息技術(shù)的進步。農(nóng)業(yè)機械是一個較大的領(lǐng)域，企業(yè)為了贏得市場，也開始應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)來設(shè)計農(nóng)業(yè)機械。在設(shè)計農(nóng)業(yè)機械中，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)有較好的應(yīng)用價值，能使產(chǎn)品設(shè)計更加方便，也更好地滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。為此，要加強在設(shè)計農(nóng)業(yè)機械中數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的實踐應(yīng)用。

1 數(shù)字化設(shè)計技術(shù)內(nèi)涵及優(yōu)勢

在以計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展中，數(shù)字化設(shè)計慢慢變成計算機輔助的全新化設(shè)計技術(shù)。所以，在發(fā)展數(shù)字化設(shè)計時，要將中計算機當(dāng)做核心，并開展處理信息的有效技術(shù)，比如數(shù)字壓縮、數(shù)字編碼等。在設(shè)計領(lǐng)域中剛剛應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計時，能有效推動CAD技術(shù)（計算機輔助設(shè)計）的發(fā)展，且在設(shè)計機械方面的應(yīng)用比較廣泛。在信息技術(shù)發(fā)展中，推動了設(shè)計技術(shù)的進步，也改變了數(shù)字化設(shè)計技術(shù)本質(zhì)?？傮w來說，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)主要就是指以描述產(chǎn)品的數(shù)字化平臺為基礎(chǔ)，構(gòu)建以計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字化模型，應(yīng)用到開發(fā)產(chǎn)品的全過程中，從而盡可能不用實物模型開發(fā)產(chǎn)品的一種技術(shù)。

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的主要優(yōu)勢是：（1）有定義產(chǎn)品的統(tǒng)一化模型。不過在傳統(tǒng)水平上，產(chǎn)品設(shè)計階段對產(chǎn)品會有不同的定義，產(chǎn)品定義具有一定的復(fù)雜性，并且不同的定義模塊內(nèi)，互相轉(zhuǎn)化的時候易缺失數(shù)據(jù)。不過，從管理產(chǎn)品的使用周期方面來說，數(shù)字化設(shè)計屬于定義數(shù)字化產(chǎn)品的單一模型。特別是信息比較集中時，也會改變產(chǎn)品模型，比如產(chǎn)品的全信息化模型、集成類產(chǎn)品模型。產(chǎn)品模型實際上有不同側(cè)重點，能對工作進行較好的補充和完善，確保數(shù)字化設(shè)計有效性。實際應(yīng)用中，當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的功能性概念還比較抽象化，導(dǎo)致在技術(shù)制造中存在一些不足。（2）數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在信息化發(fā)展中也得到良好發(fā)展，推動并行設(shè)計發(fā)展。對于設(shè)計行業(yè)而言，通常是結(jié)合不同小組實施合理化、科學(xué)化分工來完成設(shè)計項目，一方面能構(gòu)成良好的合作方式，另一方面能構(gòu)建具有完善功能、制造性和強度都比較好的數(shù)字模型，以提升設(shè)計效果和速度?？偠灾褪悄軌?qū)崿F(xiàn)并行設(shè)計。（3）從調(diào)查方面來說，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)不會對實物模型有較大的依賴，并且這一技術(shù)能利用計算機的模擬、模仿測試和分析將不合理的設(shè)計因素剔除出去，以制作出和產(chǎn)品設(shè)計要求相符的實物模型。對比傳統(tǒng)設(shè)計發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化設(shè)計技術(shù)一方面能簡化制造實物模型的過程，另一方面也能有效節(jié)約成本，設(shè)計有效性得到大大提升。

2 設(shè)計農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的實踐

2.1 設(shè)計農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品時重視創(chuàng)新

在農(nóng)業(yè)寫機械產(chǎn)品的設(shè)計中，要體現(xiàn)創(chuàng)新，重視產(chǎn)品使用功能，讓消費者有更多參考。在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品設(shè)計中采取數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，能充分體現(xiàn)創(chuàng)新性，依照使用農(nóng)業(yè)機械設(shè)備時的常見故障來設(shè)計，對故障采取針對性的改進措施，能有效降低發(fā)生故障的概率，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中投入的成本也會得到大大降低，增加農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的市場份額。設(shè)計農(nóng)業(yè)機械的企業(yè)較多，為了贏得市場，必須在設(shè)計中有創(chuàng)新點，以獲得消費者青睞。而在創(chuàng)新設(shè)計農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品時，會使用較多技術(shù)，以知識為基礎(chǔ)的決策技術(shù)、開發(fā)知識型數(shù)據(jù)庫、組織與表達知識、發(fā)現(xiàn)和重用知識的技術(shù)、開采數(shù)據(jù)等。

2.2 應(yīng)用虛擬化現(xiàn)實技術(shù)

虛擬化現(xiàn)實技術(shù)使設(shè)計產(chǎn)品經(jīng)歷了較大的變革，這種技術(shù)融合了多種多媒體形式，比武聲音、3D圖形等，在設(shè)計產(chǎn)品時能讓設(shè)計者有比較真實的體驗感，而用戶也能對產(chǎn)品性能有真實體驗，大大提升了成功設(shè)計產(chǎn)品的概率。而一些農(nóng)業(yè)機械較為復(fù)雜，其設(shè)計和實際使用往往會有較大差距，虛擬化現(xiàn)實技術(shù)對設(shè)計和制造農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品而言極為重要，有非常高的實用價值。在設(shè)計比較大型的農(nóng)業(yè)機械時，面臨的難題是設(shè)計難度大、周期長且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。通過應(yīng)用虛擬化現(xiàn)實技術(shù)，一方面能對產(chǎn)品一些性能加以模擬，另一方面也方便修改產(chǎn)品，設(shè)計較為方便。在設(shè)計基本完成后，可以讓用戶對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能進行考察，從而提出實用方面的反饋建議，使產(chǎn)品能更快投入到市場中，并獲得用戶的認(rèn)可。如今，以現(xiàn)實化虛擬技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計工程的兩種方法：（1）借助CAD系統(tǒng)形成模型，之后將模型輸進虛擬化環(huán)境內(nèi)，可視化效果大大增強。用戶使用一些能使效果得到增強的設(shè)備，比如頭盔顯示器，能有比較真實的體驗感。（2）VR-CAD系統(tǒng)，利用這一系統(tǒng)能直接讓設(shè)計者在虛擬化環(huán)境中設(shè)計。我國在虛擬化現(xiàn)實技術(shù)方面的研究還比較滯后，特別是在工程中應(yīng)用虛擬化現(xiàn)實技術(shù)，還沒有建立系統(tǒng)化、健全化的理論與方法。

2.3 重視產(chǎn)品的協(xié)同化設(shè)計

制造農(nóng)業(yè)機械的企業(yè)要面對新型商業(yè)環(huán)境，比如在設(shè)計和制造農(nóng)機產(chǎn)品時實現(xiàn)跨企業(yè)、跨部門的協(xié)同合作，增加了定制產(chǎn)品的需求等。所以，協(xié)同化設(shè)計和制作農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品是企業(yè)是適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的一個重要手段，并且是我國農(nóng)業(yè)機械、整個機械獲得發(fā)展的重要方向。為了從海量產(chǎn)品資源中找到適合自己的，就要對現(xiàn)有知識庫搜索算法加以改進。比如PTC公司中Web服務(wù)器存儲了先進零件供應(yīng)商上百萬的零件，并且以每月幾萬的數(shù)量增加新零件。PTC公司在自身服務(wù)器中納入全部資源，其搜索算法比較容易實現(xiàn)，不過我國如今很難應(yīng)用，并且不適應(yīng)長期發(fā)展。為此，可以采取的可行性方法是供應(yīng)商將零件資源信息呈現(xiàn)在服務(wù)器中，主要考慮的問題就是應(yīng)用怎樣的參數(shù)、特征讓供應(yīng)商搜索，并且探討怎樣傳遞服務(wù)器異構(gòu)數(shù)據(jù)庫、客戶端異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)的信息。

數(shù)字化設(shè)計技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計和制造會產(chǎn)生極大的影響，在應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)來設(shè)計農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品時要重視創(chuàng)新，積極應(yīng)用虛擬化現(xiàn)實技術(shù)，并且要重視產(chǎn)品的協(xié)同化設(shè)計。通過應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，在設(shè)計現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械時就能借助各種新型軟件、技術(shù)開展生產(chǎn)與修整工作，一方面能大大提升農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，另一方面也能保證生產(chǎn)機械產(chǎn)品的質(zhì)量。

（作者單位：471800河南省洛陽市新安縣農(nóng)業(yè)機械管理局）