數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

楊加根

（江蘇省東臺(tái)市梁垛鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣綜合服務(wù)中心，江蘇 東臺(tái) 224225）

在信息技術(shù)發(fā)展的背景下，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)得到良好的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)方面也達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化及前沿化。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用中逐漸暴露出不少問題，因此，繼續(xù)探究數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略，對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的改革及創(chuàng)新，是十分必要的。能夠更好地促進(jìn)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)完成轉(zhuǎn)變，幫助各個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械部門緊密配合，提升工作效率。

1 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

數(shù)字化設(shè)計(jì)是基于計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，也是一個(gè)具有統(tǒng)一性，綜合性的產(chǎn)品定義模型，應(yīng)用于各類設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。其核心是對(duì)數(shù)學(xué)進(jìn)行壓縮，編碼，解調(diào)以及調(diào)制等各種處理。當(dāng)前的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷應(yīng)用于數(shù)字化設(shè)計(jì)，并且開始逐步形成計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)框架模型，廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)具有以下特點(diǎn)。第一，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)作為一個(gè)整體統(tǒng)一的產(chǎn)品定義模型，能夠廣泛應(yīng)用于社會(huì)的眾多領(lǐng)域之中，并具有潛在的發(fā)揮空間。第二，數(shù)字化技術(shù)能夠同時(shí)進(jìn)行多元設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)小組的任務(wù)，提高工作效率，節(jié)約了時(shí)間成本，保障了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。第三，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)仿真模擬處理，規(guī)避了原傳統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)物模型過于依賴的弊端，具有明顯的效率高，成本低的優(yōu)勢(shì)。

2 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研究熱點(diǎn)分析

計(jì)算輔助概念設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)步驟主要分為概念設(shè)計(jì)和構(gòu)型設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的主要目的在于制定具體實(shí)施方案，而構(gòu)型設(shè)計(jì)的目的僅僅是設(shè)計(jì)出具體構(gòu)型。概念設(shè)計(jì)最終決定產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、成本、工作周期等。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要針對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段分析，僅片面描述出三維及二維空間產(chǎn)品，不能對(duì)產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)提供足夠有力的支持，設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)意設(shè)計(jì)不能充分體現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)的兩大關(guān)鍵性技術(shù)，是信息建模與推理技術(shù)，信息建模分為功能信息建模和幾何信息建模，功能信息建模是在功能表達(dá)的基礎(chǔ)下，依據(jù)其作用原理，通過一系列的分解，轉(zhuǎn)換，重組，對(duì)功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)想與設(shè)計(jì)。而幾何信息建模則是對(duì)產(chǎn)品的幾何進(jìn)行描述，進(jìn)行后續(xù)的表達(dá)以及操作。推理技術(shù)則具有兩種方式，知識(shí)驅(qū)動(dòng)以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。知識(shí)驅(qū)動(dòng)是在多領(lǐng)域的知識(shí)背景下，對(duì)知識(shí)進(jìn)行推理及優(yōu)化。而數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)則依賴于大量的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行推理。知識(shí)工程應(yīng)用在數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)中的重要性越來越突出，較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，現(xiàn)代化設(shè)計(jì)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，以及技術(shù)方面都有著明顯的變化，它更加善于獲取新知識(shí)，而不是僅僅依賴于已有的經(jīng)驗(yàn)。獲取新知識(shí)的途徑通常以已有的知識(shí)，數(shù)字仿真，虛擬現(xiàn)實(shí)，市場(chǎng)信息等其他技術(shù)為來源。知識(shí)被劃分為兩大類型，顯性知識(shí)與隱性知識(shí)，在基礎(chǔ)研究中，仍然需要對(duì)顯性知識(shí)以及隱性知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)學(xué)建模，進(jìn)而研究出知識(shí)與知識(shí)，知識(shí)與人，知識(shí)與過程等知識(shí)集成。虛擬原型技術(shù)主要是將先進(jìn)的信息，制取新知識(shí)，而不是僅僅依賴于已有的經(jīng)驗(yàn)。獲取新知識(shí)的途徑通常以已有的知識(shí)，數(shù)字仿真，虛擬現(xiàn)實(shí)，市場(chǎng)信息等其他技術(shù)為來源。知識(shí)被劃分為兩大類型，顯性知識(shí)與隱性知識(shí)，在基礎(chǔ)研究中，仍然需要對(duì)顯性知識(shí)以及隱性知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)學(xué)建模，進(jìn)而研究出知識(shí)與知識(shí)，知識(shí)與人，知識(shí)與過程等知識(shí)集成。虛擬原型技術(shù)主要是將先進(jìn)的信息，制造，仿真等各種技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)層面對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行研究。虛擬原型是根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)信息對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行仿真模擬的計(jì)算機(jī)模型，與物理原型在功能，特性等方面相似，虛擬原型技術(shù)相對(duì)成熟，可取代物理原型，虛擬原型具有成本低廉，工作周期短，操作靈活，易修改的優(yōu)勢(shì)。能夠極大地提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量及效率。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的特征及現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要概括為兩個(gè)方面。第一，農(nóng)作物應(yīng)用機(jī)械多種多樣，類型及機(jī)械型號(hào)都十分龐大，因此其結(jié)構(gòu)類型多樣化且普遍較為復(fù)雜。第二，多種多樣的農(nóng)業(yè)機(jī)械功能簡(jiǎn)單，操作更加便利。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，通常注重對(duì)CAD,CAE等多元化處理技術(shù)的應(yīng)用，改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期及其他各個(gè)方面的影響因素，如設(shè)計(jì)的成本，設(shè)計(jì)效率等，達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。與此同時(shí)，為了保證產(chǎn)品后期的維護(hù)工作足夠便捷，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)總體化設(shè)計(jì)給予了更多的重視。當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的諸多企業(yè)面對(duì)新型的商業(yè)環(huán)境，產(chǎn)品定制需求增多，要求更加嚴(yán)格，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)跨部門共同合作，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造的情形。

4 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用前景進(jìn)行更深層的探究，是十分必要性的。在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，引入虛擬仿真技術(shù)。虛擬技術(shù)集多種電子多媒體為一身，通過依靠聲音定位技術(shù)和三維立體成像技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿真處理，借助計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此來簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的步驟，可以有效地解決傳統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)物模型的問題，降低設(shè)計(jì)任務(wù)的難度。此外，應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，可以重現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過程，使設(shè)計(jì)人員能夠身臨其境準(zhǔn)確感受產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，進(jìn)而利用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中的力學(xué)進(jìn)行分析和改善，使農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)的可行性得到有效的提升。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造的協(xié)同性。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)制造容易脫節(jié)，造成機(jī)械質(zhì)量達(dá)不到實(shí)際的要求。因此，當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)，只有注重其產(chǎn)品設(shè)計(jì)及產(chǎn)品制造兩者之間的協(xié)調(diào)性，才能夠保證農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量。注重優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品，降低材料消費(fèi)成本，提高設(shè)計(jì)效率，落實(shí)和運(yùn)用好數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的統(tǒng)一綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的最佳優(yōu)化效果。

注重?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新。一項(xiàng)技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，就在于其技術(shù)是否能夠不斷創(chuàng)新，跟上時(shí)代的步伐，與時(shí)俱進(jìn)。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在具體應(yīng)用時(shí)，會(huì)遇到重重阻礙，為了滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員要對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)提出更高的要求，使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)朝著更高標(biāo)準(zhǔn)化路途前進(jìn)。與此同時(shí)，在注重?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新的過程中，對(duì)其理念以及技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，推動(dòng)技術(shù)發(fā)展更加成熟。