現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用

張秋臣

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453006)

目前，我國大部分地區(qū)在開展農(nóng)業(yè)作業(yè)時(shí)，已開始全面實(shí)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化，落實(shí)應(yīng)用自動化生產(chǎn)設(shè)備，在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，也保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量以及安全性。數(shù)字化設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，應(yīng)持續(xù)對其進(jìn)行研究開發(fā)。

1 有關(guān)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的基本概述

目前，數(shù)字化理念已經(jīng)逐步應(yīng)用到我國的多個(gè)行業(yè)中，無論是化工行業(yè)、機(jī)械制造行業(yè)、交通運(yùn)輸行業(yè)、石油行業(yè)亦或是現(xiàn)今的農(nóng)業(yè)，都離不開數(shù)字化技術(shù)以及理念的支持。數(shù)字化理念主要是借助信息技術(shù)來滿足人類對各種生活領(lǐng)域多方面的需求，數(shù)字化理念的踐行是一個(gè)長期性的過程[1]。目前，將基于數(shù)字化的設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中是農(nóng)業(yè)發(fā)展的一次重要轉(zhuǎn)折，采用數(shù)字化設(shè)計(jì)能提升農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)自身的研發(fā)能力，使得企業(yè)在保證自身技術(shù)水平的同時(shí)，又可以實(shí)現(xiàn)對經(jīng)濟(jì)成本的有效控制，從而能夠保證企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。而數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢不僅僅體現(xiàn)在對研發(fā)成本的控制，還體現(xiàn)在可以有效縮短研發(fā)周期，使企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)結(jié)構(gòu)以及時(shí)間安排更加合理，還能使企業(yè)能夠在最短的時(shí)間之內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)、推廣和上市，這樣可以讓企業(yè)在行業(yè)發(fā)展中獲得有利地位[2]。

2 現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的特征體現(xiàn)

2.1 具備統(tǒng)一的設(shè)計(jì)模型

現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢，其中的重要優(yōu)勢之一便體現(xiàn)在現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)模型，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中之后，需要對各個(gè)時(shí)期的設(shè)計(jì)模型進(jìn)行確定，具有較高的復(fù)雜性，同時(shí)也在很大程度上加大了產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)難度。而數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在很大程度上規(guī)避了以上問題，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作在實(shí)際開展的過程中所涉及到的環(huán)節(jié)更加簡練，也直接降低了轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)缺失現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性，這是現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的重要特點(diǎn)之一[3]。

2.2 減少了實(shí)物模型

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造之前，往往要花費(fèi)大量的時(shí)間精力來確定設(shè)計(jì)方案，并且要對制造過程中所應(yīng)用的多種實(shí)物模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。而將現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工作中之后，可以直接省去實(shí)物模型設(shè)定這一環(huán)節(jié)，在方案確定之前，只需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行模擬生產(chǎn)以及加工，就可對模擬生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)，可在很大程度上節(jié)約勞動力以及勞動成本，降低不必要的資源浪費(fèi)，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。

2.3 可以實(shí)現(xiàn)面向裝配

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的原理是以數(shù)學(xué)模型的方式應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，而并非設(shè)計(jì)單一的零件產(chǎn)品，其可以通過仿真界面來實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器以及整個(gè)生產(chǎn)管理過程的模擬，從而形成產(chǎn)品的初步設(shè)計(jì)模型以及生產(chǎn)過程模型，此類虛擬模型可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備成品實(shí)際功能性的有效展示。通過對數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用最終可以得到 CAD、CAM、CAE等硬件資源，這些硬件資源在實(shí)際應(yīng)用的過程中發(fā)揮出了理想效果。同時(shí)，現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品涵蓋范圍較廣，不僅包括各種零件，同時(shí)還可以為裝配過程提供多種信息資源，從而最終形成產(chǎn)品模型[4]。

3 我國農(nóng)業(yè)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)水平較低

整體來看，雖然我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展理念已經(jīng)得到全面落實(shí)，并且機(jī)械化生產(chǎn)的概念在我國農(nóng)業(yè)中也已得到廣泛應(yīng)用，但我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)水平與西方發(fā)達(dá)國家相比依然存在較大差距。雖然目前數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)在我國農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中得到了推廣，但是其輻射地區(qū)仍然較為有限，依然有很大一部分地區(qū)的農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)沒有有效運(yùn)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，這也勢必會在一定程度上制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的整體快速發(fā)展，同時(shí)也將影響該地區(qū)整體的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。

3.2 數(shù)字化技術(shù)不夠成熟

雖然我國很大一部分地區(qū)都已經(jīng)開始應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，并且將數(shù)字化技術(shù)運(yùn)用到了多個(gè)行業(yè)中，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用也越來越深入，但是整體來看，我國在信息化技術(shù)方面的研究程度不深，屬于技術(shù)探索階段，成熟度較低[5]。正是因?yàn)閿?shù)字化技術(shù)有待進(jìn)一步提升，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量控制以及生產(chǎn)效率控制效果不理想的情況時(shí)有出現(xiàn)，從而在一定程度上束縛了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，且這種限制往往在短時(shí)間之內(nèi)難以突破。

4 將現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造上的方法探究

4.1 虛擬技術(shù)在現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

近年來，虛擬技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，并且在實(shí)際應(yīng)用的過程中發(fā)揮出了較為理想的效果，在很大程度上滿足了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求，虛擬技術(shù)所具備的圖形系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)接口，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以有效形成三維圖像，通過這種方式使得農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的多種信息得到了更加全面、具象化地展示[6]。虛擬技術(shù)的應(yīng)用使得農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)品質(zhì)得到了保證，在很大程度上改善了傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在的難題，使得復(fù)雜化的設(shè)計(jì)過程變得更加簡便，實(shí)現(xiàn)了對其中各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確把控。

4.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造保持協(xié)同

將現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中之后，很大程度上保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的協(xié)同性。毫無疑問，農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)以及推廣都離不開產(chǎn)品設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)是第一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是最為重要的環(huán)節(jié)之一，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及制造的協(xié)同可以在實(shí)現(xiàn)兼顧產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度的同時(shí)，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量[7]。從現(xiàn)階段我國現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用情況來看，已經(jīng)使農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造之間的協(xié)同性得到有效提升，這也使得相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員在展開設(shè)計(jì)工作時(shí)，可以應(yīng)用合作設(shè)計(jì)的理念，將設(shè)備生產(chǎn)、制造以及后期推廣一起體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中，從而有效保障了農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)水平。

4.3 在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

為了可以更好地保證最終所設(shè)計(jì)出的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品能夠迎合現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的實(shí)際需求，需要參與設(shè)計(jì)的工作人員積極創(chuàng)新自身的設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)方式[8]?，F(xiàn)階段來看，我國的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品消費(fèi)者在購買產(chǎn)品時(shí)，對產(chǎn)品的評價(jià)指標(biāo)更加多樣化，不再僅僅以其性能作為唯一購買標(biāo)準(zhǔn)，更加注重產(chǎn)品外觀以及其設(shè)計(jì)是否人性化。通過對美國、德國等西方國家農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)中現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析之后，可以看出其在技術(shù)的先進(jìn)程度以及技術(shù)覆蓋廣度上都要明顯超越我國，這就要求我國的設(shè)計(jì)人員要從我國農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況出發(fā)，緊跟時(shí)代以及行業(yè)的發(fā)展腳步，積極主動學(xué)習(xí)先進(jìn)知識理念以及技術(shù)手段，從而更好地滿足現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求[9]。

5 結(jié)語

總而言之，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造技術(shù)與一些西方先進(jìn)國家相比，仍然較為落后，這也勢必會直接影響到我國農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展。現(xiàn)階段，現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用越來越廣泛，這也標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造行業(yè)發(fā)展進(jìn)入到新的階段，無論是虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)與制造協(xié)同意識，都在我國農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的運(yùn)用中發(fā)揮出了較為理想的效果，有助于提升我國農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)能力，進(jìn)而為我國農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造指明了新方向。