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

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新的背景下，機(jī)械制造業(yè)向著數(shù)字化方向轉(zhuǎn)變。

1 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn)

1.1 內(nèi)涵

數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)，其主要就是結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)而形成的一種現(xiàn)代化技術(shù)手段，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)屬于一種輔助計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，隨著相關(guān)技術(shù)水平的不斷提升，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)整體水平也顯著提升，應(yīng)用范圍逐步拓展，使得數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)在各大領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用。特別是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)更是起到了至關(guān)重要的作用，采用計(jì)算機(jī)設(shè)備代替原本的人工模式構(gòu)建產(chǎn)品模型，穩(wěn)步提升模型構(gòu)建效率及質(zhì)量。

1.2 特征

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)主要特征，就是采用統(tǒng)一的產(chǎn)品定義模型，而在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中，通常都會(huì)采用多樣化方式，圍繞產(chǎn)品生命周期進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣不僅會(huì)增加設(shè)計(jì)流程的復(fù)雜性，整體工作效率也較低，很容易產(chǎn)生關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息丟失的問題。而通過數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，就可以為工作人員提供一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)，并支持各類設(shè)計(jì)工作同步開展。同時(shí)，在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中，所關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容為不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之間的契合性，這也導(dǎo)致無論是在產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品包裝還是產(chǎn)品維修等方面，其都會(huì)采用固定的環(huán)節(jié)，以此來保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量不受影響[1]。

2 農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造中常用的數(shù)字化技術(shù)

2.1 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與知識(shí)工程技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)設(shè)備輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)，這種技術(shù)擁有極為完整的邏輯理論及豐富的內(nèi)容。同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)理念十分開放，所用產(chǎn)品在程序上還具備規(guī)范性特征，可以保證更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。知識(shí)工程技術(shù)在數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)中有著十分廣泛的應(yīng)用，可以提供新穎的設(shè)計(jì)方案，不僅有利于產(chǎn)品創(chuàng)新，還可以提升設(shè)計(jì)效率及設(shè)計(jì)質(zhì)量。目前，知識(shí)工程技術(shù)大多都會(huì)應(yīng)用在人工智能領(lǐng)域中，除了預(yù)測(cè)技術(shù)發(fā)展方向外，還可以用于新技術(shù)研發(fā)等工作中，并且在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)中也起到了至關(guān)重要的作用[2]。

2.2 虛擬原型技術(shù)及產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)

虛擬原型技術(shù)可以稱為先鋒數(shù)字化技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)間的優(yōu)勢(shì)融合，比如CAD技術(shù)及CAE技術(shù)等，還能夠有效降低各類問題發(fā)生概率，虛擬原型技術(shù)有著十分廣泛的適用范圍。通常情況下，虛擬原型技術(shù)都要遵循從上到下的開發(fā)模式，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，虛擬原型技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)較多，可以在多個(gè)工作環(huán)節(jié)中發(fā)揮作用，甚至還可以直接改變農(nóng)機(jī)產(chǎn)品生命周期。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境發(fā)生變化，機(jī)械制造行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也在持續(xù)加劇，這就需要將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移至產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新發(fā)展上，而協(xié)同設(shè)計(jì)所具備的主要優(yōu)勢(shì)，就在于能夠在海量的數(shù)據(jù)信息中尋找可用性較高的數(shù)據(jù)信息，并將其應(yīng)用在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中[3]。

3 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用措施與發(fā)展趨勢(shì)

3.1 數(shù)字化設(shè)計(jì)在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)中的應(yīng)用

中國(guó)為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)對(duì)于提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)起到了至關(guān)重要的作用，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步及科技水平的發(fā)展，農(nóng)業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的手工種植逐步向著全自動(dòng)化及機(jī)械化方向轉(zhuǎn)變。

3.1.1 虛擬技術(shù)的應(yīng)用

虛擬技術(shù)主要是通過計(jì)算機(jī)設(shè)備，將農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)通過三維形式呈現(xiàn)出來，還可以利用大量數(shù)據(jù)信息來對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行引用測(cè)試，從而做出符合實(shí)際需求的農(nóng)機(jī)設(shè)備，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供便利。同時(shí)，虛擬技術(shù)還可以將整體設(shè)備的真實(shí)情況，通過數(shù)字化投影的方式，更加真實(shí)的表達(dá)出來，可穩(wěn)步降低設(shè)計(jì)難度，特別是對(duì)于那些較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)部位，可降低設(shè)計(jì)難度，便于后續(xù)各項(xiàng)工作的開展，促進(jìn)農(nóng)機(jī)設(shè)備的更新?lián)Q代。

3.1.2 設(shè)計(jì)與制造的同步開展

通過計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的同步應(yīng)用，可以穩(wěn)步提升整體設(shè)計(jì)效率，利用數(shù)字化技術(shù)，可以在各類設(shè)計(jì)內(nèi)容完成前制造部分零件或板塊，這樣不僅能縮短機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)周期，還能有效提升經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，還要注重創(chuàng)新，通過數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)其展開測(cè)試反饋，在不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的同時(shí)，促進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的改革創(chuàng)新[4]。

3.1.3 提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新水平

在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)進(jìn)一步豐富農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品功能，為群眾的日常生活提供便利，設(shè)計(jì)人員還可以將設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容集中在產(chǎn)品創(chuàng)新功能方面，這樣不僅符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)，還能夠節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間和成本。簡(jiǎn)單來說，就是要確保數(shù)字化技術(shù)能夠有效應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，還可對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行全面監(jiān)控，并模擬監(jiān)控設(shè)備的具體運(yùn)轉(zhuǎn)情況。若此時(shí)設(shè)備在使用階段中出現(xiàn)了故障，就可以對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善優(yōu)化，對(duì)引發(fā)設(shè)備故障的主要原因進(jìn)行深入分析，從而穩(wěn)步降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。除此之外，還要收集設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

3.1.4 準(zhǔn)確把握數(shù)字化設(shè)計(jì)的技術(shù)特征

數(shù)字化技術(shù)能夠在生產(chǎn)階段中構(gòu)建出產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的單一化模型，數(shù)字化技術(shù)屬于產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全生命周期管理的基礎(chǔ)內(nèi)容，同時(shí)在不斷發(fā)展完善的進(jìn)程中也積累了較多經(jīng)驗(yàn)。在自動(dòng)化農(nóng)機(jī)發(fā)展進(jìn)程中，就必須要加大對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重視程度，提高設(shè)計(jì)要求，將數(shù)字化技術(shù)有效應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)及生產(chǎn)階段中，在一定時(shí)間內(nèi)完成難度較高的工作內(nèi)容，有效降低成本消耗。特別是對(duì)于較為復(fù)雜的輸入內(nèi)容與運(yùn)算內(nèi)容，也可以采取數(shù)字化措施來提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率，并且在數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用過程中，還能夠根據(jù)不同現(xiàn)實(shí)需求體現(xiàn)出更高的靈活性，對(duì)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行完善優(yōu)化。除此之外，數(shù)字化技術(shù)還可以為設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供必要的技術(shù)支持，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、可靠性。

3.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.2.1 現(xiàn)代化數(shù)字設(shè)計(jì)的發(fā)展方向

目前，中國(guó)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)正在逐漸向著智能化、虛擬化及便捷化方向發(fā)展，受到農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的影響，中國(guó)數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)也必然會(huì)呈現(xiàn)出以下幾種發(fā)展趨勢(shì)：首先為智能化水平的提升，例如實(shí)體建模、曲面建模及大型組件設(shè)計(jì)等，這些內(nèi)容都已經(jīng)得到了高速發(fā)展；其次是呈現(xiàn)出封裝接口集成應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)；最后為數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)與虛擬制造技術(shù)深度融合的發(fā)展趨勢(shì)。

3.2.2 環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì)已經(jīng)成為主要的發(fā)展戰(zhàn)略，這也使得在農(nóng)機(jī)制造領(lǐng)域中，環(huán)保成為了主要的發(fā)展方向。在農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)制造階段，通過數(shù)字化技術(shù)可以開展仿真實(shí)驗(yàn)，在充分結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果后對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，降低農(nóng)機(jī)制造階段所產(chǎn)生的能源消耗，從而制造節(jié)能效果更好的機(jī)械設(shè)備，這也是數(shù)字化設(shè)計(jì)的主要發(fā)展趨勢(shì)[5]。

在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)必須緊緊跟隨時(shí)代發(fā)展步伐，將智能化及數(shù)字化作為主要的發(fā)展方向，以一種更加積極主動(dòng)的態(tài)度來迎接數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的融合發(fā)展，通過數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)機(jī)械制造穩(wěn)定發(fā)展，在提升機(jī)械制造效率與制造質(zhì)量的同時(shí)，為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。