農(nóng)業(yè)機械設計制造中自動化技術的應用

利得環(huán)境科技（北京）有限公司 伊海

前言

隨著科學技術的日益發(fā)展與提高，社會各個領域的生產(chǎn)技術都取得了長足的進步，自動化技術在社會生產(chǎn)的各個領域都得到了廣泛的應用，這也促進生產(chǎn)效率和質(zhì)量進一步提升，同時也極大地推動了人們生活質(zhì)量水平的提升。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械領域，利用自動化技術是發(fā)展我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的必然要求，也是鞏固我國農(nóng)業(yè)大國地位的重要途徑，新時期需要將自動化技術與農(nóng)業(yè)機械設計制造充分融合，以下對相關內(nèi)容進行分析。

1 農(nóng)業(yè)機械設計制造概述

1.1 農(nóng)業(yè)機械設計制造現(xiàn)狀

對于農(nóng)業(yè)機械設計與制造來說，其與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)諸多方面呈現(xiàn)密切的聯(lián)系，通過高科技替代以往的人工操作，可以促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到顯著提升。農(nóng)業(yè)機械設計和制造需要與時俱進，充分順應時代發(fā)展的需求，進而滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學技術的實際生產(chǎn)發(fā)展要求[1]。整體來看，我國農(nóng)業(yè)機械制造對農(nóng)業(yè)及制造業(yè)發(fā)展都起到了促進作用，不過也存在著農(nóng)業(yè)機械設計和自動化技術利用脫節(jié)的問題，與我國的預期設定目標存在很大差異。

1.2 農(nóng)業(yè)機械設計制造中的制約因素

1.2.1 技術水平偏低

雖然我國自動化技術取得了突破性進展，不過在部分領域也存在創(chuàng)新能力不足、技術水平滯后等情況，在整體上與西方發(fā)達國家相比還存在一定距離。究其原因，主要是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中缺少新型技術的投入，創(chuàng)新基礎呈現(xiàn)出較強的薄弱性[2]。同時，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中還存在一味模仿國外農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品制造的情況，沒有結(jié)合本國農(nóng)業(yè)實際發(fā)展情況加以調(diào)整和改進，且設備和零件的購置成本較高，導致我國機械設計和制造的整體成本上升。

1.2.2 重視程度不足

目前影響我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素是缺乏優(yōu)質(zhì)勞動力，所以新時期需要發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的過程中改進生產(chǎn)方式，加快機械化發(fā)展，這一過程中需要通過宣傳和教育等途徑轉(zhuǎn)變農(nóng)民思想，意識到農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的重要價值。不過目前由于農(nóng)業(yè)機械推廣工作開展不夠深入，導致很多農(nóng)民重視程度不足，未能積極響應地區(qū)農(nóng)業(yè)部門的號召[3]。

1.2.3 精準化農(nóng)業(yè)發(fā)展水平低

從實際情況出發(fā)，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域的自動化技術應用尚處于探索階段，在農(nóng)業(yè)機械推廣過程中也存在諸多不利因素，這也造成精準自動化農(nóng)業(yè)機械的使用范圍較小，無法完全適應農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，需要各地政府、農(nóng)業(yè)部門以及農(nóng)民的配合，由此提升精準化農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。

2 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械設計制造工藝

2.1 設計工藝

在農(nóng)業(yè)機械設計工藝的應用過程中，主要是需要在社會軟件中輸入設計方案，然后結(jié)合內(nèi)容來優(yōu)化設計農(nóng)業(yè)機械圖，之后可結(jié)合實際情況來對三維模型加以調(diào)整和修改，并利用軟件保存。此外，還可以在數(shù)據(jù)模型上根據(jù)有關指令填充顏色，或者轉(zhuǎn)化為二維模型，進而提升機械制造效率[4]。

2.2 焊接制造

結(jié)合實際情況對焊接部分進行熱處理，以此消除內(nèi)部應力。在具體操作過程中可能存在質(zhì)量缺陷，所以需要對焊接制造環(huán)節(jié)加以重視。目前焊接操作過程中的關鍵在于確定焊點，然后連接電流達到焊接目標。需要說明的是，電流時間過長運行也會由于溫度升高導致熔化，所以需要對熔化后的焊接物再次焊接，以此提升制造質(zhì)量，滿足工藝要求。

3 農(nóng)業(yè)機械設計制造應用自動化技術的優(yōu)勢

3.1 有利于提升生產(chǎn)效率

目前，隨著自動化技術的日益優(yōu)化和完善，其在社會生產(chǎn)各個領域都得到廣泛的應用，將其引入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，可以促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的進一步提升[5]。具體來說，將自動化技術科學地應用于農(nóng)業(yè)機械設計及制造過程，可提升智能水平及生產(chǎn)效率，最終提升農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)的市場競爭力。與此同時，對自動化技術合理利用能夠?qū)崿F(xiàn)機械設計的進一步優(yōu)化，最終促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

3.2 有利于降低資源成本

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設計與制造過程中，由于機械化水平偏低無法保證生產(chǎn)效率，實現(xiàn)資源節(jié)約，由此導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本偏高。隨著對自動化技術的利用可以提升農(nóng)業(yè)機械設計與制造進度，并且和農(nóng)業(yè)機械設計制造有關的各個環(huán)節(jié)都可以通過自動化技術持續(xù)改進與優(yōu)化，讓原材料匹配農(nóng)業(yè)機械設備性能，以減少材料浪費，達到節(jié)約成本的目標。

3.3 優(yōu)化機械設計和制造的操作過程

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設計和制造工藝主要是依賴于人工手段，且基于機械設計和制造具有工序繁瑣、結(jié)構復雜、勞動密集型的特點，這也極大地增加了機械設計和制造過程的誤差。而在機械設計和制造領域科學地利用自動化技術，可以充分利用其優(yōu)勢，實現(xiàn)對設計和制造過程的不斷優(yōu)化和完善，從而使其自身操作難度得到有效減弱，同時還能夠進一步強化人工成本控制，規(guī)避以往機械制造設計的冗余操作，實現(xiàn)整個流水線的高效快速運轉(zhuǎn)[6]。

4 如何在農(nóng)業(yè)機械設計制造中應用自動化技術

4.1 柔性自動化生產(chǎn)技術應用

利用農(nóng)業(yè)機械設計制造自動化技術可以整合和優(yōu)化物料運輸與存儲系統(tǒng)，使得處理對象能夠滿足技術應用需求。針對農(nóng)業(yè)機械設計制造自動化技術來說，其主要是利用計算機技術來進行信息控制，完成數(shù)據(jù)的監(jiān)視工作和生產(chǎn)計劃調(diào)整工作，然后發(fā)布相關指令協(xié)調(diào)生產(chǎn)操作，從而促進生產(chǎn)資料存儲、運輸環(huán)節(jié)的規(guī)范化和科學化。

4.2 集成系統(tǒng)的應用

科學技術的日益發(fā)展使得越來越多的先進應用技術得以出現(xiàn)，并且在農(nóng)業(yè)機械設計與制造領域得到了廣泛的應用，這也進一步加快了集成加工系統(tǒng)的創(chuàng)新步伐。將集成系統(tǒng)引入到農(nóng)業(yè)機械設計與制造領域，可以進一步推進農(nóng)業(yè)的信息化發(fā)展進程，比如，在集成系統(tǒng)支持下，企業(yè)可以將數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，進而促進生產(chǎn)和管理的融合，最終提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。

4.3 自動檢測技術的應用

自動化檢測技術是自動化技術中代表性技術之一，其主要應用原理是借助于傳感器檢測技設備來對機械生產(chǎn)過程加以檢測。在農(nóng)業(yè)機械設計過程中如何提升農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量是重點，通過自動檢測技術與農(nóng)業(yè)機械設計的結(jié)合可以全面提升人工檢測效率。新時期，隨著智能芯片的配備和使用,可以滿足信號調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理以及結(jié)果輸出等管理需要[7]。

4.4 數(shù)控技術的應用

在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設計與制造過程中，企業(yè)普遍采取手動控制生產(chǎn)方式。然而在科學技術飛速發(fā)展的背景下，這種生產(chǎn)方式效率較低。在企業(yè)機械設計和制造過程中，通過科學的應用數(shù)控技術，能夠提升設計和制造效率。目前數(shù)控技術將信息技術作為核心，通過統(tǒng)籌融合自動控制技術與計算機技術，可以滿足操作員的自動化控制需要，進而促進機械生產(chǎn)效率進一步提升。

4.5 人工智能技術的應用

人工智能技術可以對農(nóng)業(yè)機械設計與制造的各個環(huán)節(jié)進行集成，并且能夠模擬智能活動，還可以對產(chǎn)品自動監(jiān)控，在這一過程中可檢測存在的錯誤并自動糾正，比如根據(jù)內(nèi)置芯片自主學習，以此完成生產(chǎn)任務，減少人工操作，保證工作人員安全。比如當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍使用無人機噴灑農(nóng)藥，通過對無人機這種機械設備操控可以設定噴灑路線、藥劑藥量，大大提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

4.6 虛擬化技術應用

虛擬化技術應用的主要內(nèi)容在于對仿真建模系統(tǒng)的應用，以優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在這個過程中要明確相關問題，并針對問題開展模擬化實驗，以此實現(xiàn)對成本的控制。將虛擬化技術引入到農(nóng)業(yè)機械設計與制造過程中，可以實現(xiàn)對設計結(jié)果的直觀展示，有利于及時地發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，同時還能夠?qū)Ξa(chǎn)品的外觀和有關性能進行模擬，進而快速解決農(nóng)業(yè)機械設計與制造中的問題，避免設計方案與實際制造不匹配，節(jié)約設計時間與成本。

5 目前相關技術研究中存在的不足

5.1 相關的專業(yè)人員自身的素養(yǎng)不足

現(xiàn)階段這一技術在實際發(fā)展過程中存在的重要問題是相關科研人員缺乏較強的工作素養(yǎng)，造成整個技術在設計發(fā)展過程中存在很大問題。因此，需要采取更為有效的措施來解決當前專業(yè)人員自身職業(yè)素養(yǎng)不足的情況[8]。在當前科學技術高速發(fā)展的背景下，科研人員也需要不斷地創(chuàng)新和突破，強化自身的職業(yè)素養(yǎng)，因此需要更好地培養(yǎng)專業(yè)的技術人員來促進整體行業(yè)發(fā)展過程當中可能面臨的一些問題，并且也能夠更好地解決農(nóng)業(yè)機械設計制造自動化當中的問題。

5.2 對有關技術的應用水平不足

在具體的農(nóng)業(yè)機械設計制造過程中，對相關的自動化技術應用水平的不足，也是目前在發(fā)展過程當中存在的一個主要問題。由于農(nóng)業(yè)機械設計制造在具體的發(fā)展過程當中有著十分重要的科研價值，如何能夠科學地分析其內(nèi)部存在的道理對于整個行業(yè)的發(fā)展起到十分重要的作用，因此，對于整個設計制造來說，應當結(jié)合目前具體時代發(fā)展的需求，這樣才能結(jié)合具體的實際情況，符合不同的地貌、地形制造出全地形的農(nóng)業(yè)機械設備，所以解決農(nóng)業(yè)機械設計制造的問題，還需要通過不斷地加強自動化技術的應用來進行解決。

5.3 相關的專業(yè)團隊支撐性不足

農(nóng)業(yè)機械設計制造自動化技術具有一定的特殊性，而且對于相關技術的研究道路依然任重道遠，所以，在實際發(fā)展過程中，需要有專門的團隊進行支撐，只有不斷加強對專業(yè)團隊的打造，通過對先進人員的引進以及專業(yè)團隊的建設，才能更好地保障整個行業(yè)發(fā)展時有良好的前景。通過不斷的分析和研究，目前我國農(nóng)業(yè)機械設計制造自動化技術專業(yè)團隊構建方面依然存在一些問題，無論是技術人員的引進工作、還是研究人員的培養(yǎng)工作都需要加以完善和提高。

6 提升整體發(fā)展實力的主要措施

6.1 加強對相關研發(fā)人員的培養(yǎng)力度

對于農(nóng)業(yè)機械設計制造領域來說，其科技含量十分高，所以要想能夠更好地解決目前在機械設計制造過程當中自動化技術的應用問題，就必須加強對國內(nèi)科學技術人員的培養(yǎng)，使整體的科研能力得到全面的提升，打造更加專業(yè)的科研團隊。具體來說，首先可以加強與高等院校的聯(lián)系，及時培養(yǎng)專業(yè)的設計人才，并且針對特定的方向可以開設不同的專業(yè)，讓不同的研究人員組成更加專業(yè)的團隊，投入到機械設計制造自動化技術分析當中。

6.2 增強相關技術在設計中的應用

為了促進農(nóng)業(yè)機械設計制造的自動化技術水平得到大幅度提升，就需要不斷提升自動化技術的應用程度，在具體的設計和制造時，就必須以實際的具體情況為根基，結(jié)合目前相關技術發(fā)展的水平，深化兩者的融合，這樣才能使整體的效率更好地提升，進而使整個機械制造符合我國農(nóng)業(yè)實際情況。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，越來越先進的科學技術變得更加簡潔和簡單，并且隨著一體化技術的研究越來越深入，相關技術的發(fā)展也需要不斷地整合各方面的優(yōu)勢，為了能夠更好地促進整個行業(yè)的發(fā)展，就必須加強對有關技術的應用，結(jié)合目前的具體情況，提高整體設計的技術含量。

6.3 不斷引進先進的技術和人員

對于機械設計制造領域來說，其是具有較高科學技術含量的一門技術，但是現(xiàn)階段我國對這一領域技術的研究還存在嚴重的滯后性，因此，在日后具體的發(fā)展過程當中，也需要以國外先進技術的引入作為支撐[9]。我們可以有效地借鑒和學習國外有利的經(jīng)驗，這樣能夠進一步提升我國這一領域的發(fā)展水平。在日后相關技術發(fā)展的過程中，需要對科研人員的培養(yǎng)予以高度重視，不斷提升有關技術在具體研發(fā)當中的使用程度，如此才能真正地促進我國整體科研的實力，為我國日后的發(fā)展奠定良好的基礎。

6.4 加大農(nóng)業(yè)自動化機械的推廣力度

要想進一步提升自動化技術在農(nóng)業(yè)機械設計制造過程中應用的有效性，就需要加強農(nóng)業(yè)自動化機械的推廣力度，不斷提升農(nóng)業(yè)自動化機械的覆蓋率和使用率，使得農(nóng)業(yè)自動化機械能夠參與到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過程。此外，在農(nóng)業(yè)自動化機械推廣過程中，相關部門也需要加大對涉及農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量標準、技術推廣、工程以及安全管理等方面主要應用知識的宣講工作，意在不斷強化相關人員應用農(nóng)機的能力，保證農(nóng)業(yè)機械更好地發(fā)揮其在提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量方面的重要作用。

7 結(jié)語

綜上所述，在科學技術飛速發(fā)展的背景下，我國農(nóng)業(yè)機械的設計和制造水平不斷提升。新時期要結(jié)合地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展實際情況加大創(chuàng)新力度，對柔性自動化生產(chǎn)技術、集成系統(tǒng)、自動檢測技術、數(shù)控技術、人工智能技術、虛擬化技術進行有效利用，注重培養(yǎng)農(nóng)業(yè)機械自動化人才，大力推廣農(nóng)業(yè)自動化機械，進而在整體上提升我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。