農業機械設計數字化設計技術的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了農業機械設計數字化設計技術的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要:在闡述數字化設計技術概念的基礎上，介紹了數字化設計技術在農業機械設計中的應用及未來發展趨勢，認為數字化設計技術將更加突出設計的創新性與實用性，在機械產品協同設計中具有無可替代的重要性。

關鍵詞：數字化；設計；農機；應用

1關于數字化設計技術

數字化設計是隨著計算機在各個行業應用和輔助下而誕生的一門新型技術，因此，數字化設計技術的核心和發展，其實是以計算機信息處理技術在數字領域的升級與應用為依托（如壓縮與編碼）。CAD（計算機輔助設計）就是最早應用在設計與制造行業中的數字化技術，而且涵蓋非常廣泛，有效推動了設計技術的應用與升級，也在很大程度上拓寬了數字化設計技術的應用領域。[1]數字化設計技術的關鍵是以打造呈現產品形態的信息平臺為基準，借此生成以計算機為核心的數字化模型，然后再將其滲透到產品開發的各個環節，從而實現不需要再借助實物模型就可以完成產品開發的目標。其核心優勢主要體現在如下幾個方面。

1.1優化設計的實用性與消解缺陷

不同的設計環節，會對產品生出不一樣的定義，具有很大的不確定性；而且各個類型的定義模塊在彼此轉化時，非常容易造成數據的流失。這就造成數字化設計會形成定義產品的單一模型，但這種單一性會隨著信息密集程度的改變而導致產品模型也隨之發生轉化，如全信息化模型和集成類產品模型的差別。對數字化設計而言，這其實是一種有效的技術輔助，從而讓設計更具針對性與有效性。但同時，因為數字化設計的概念還是過于抽象，所以會在制造環節存有不足之處,需要反復修改和測試。這會加大成本的耗損，并拉長了產品上市的時間。為此，需要在制造實物模型之前，先進行大量且有效的仿真分析與測試，不斷消解設計缺陷。

1.2優化數字化設計合作

對于所有的設計工作者而言，一個產品項目的設計與開發，必須結合不同小組的特色與優勢來進行科學化的分工協作。唯有這樣，才能實現技術優勢的全面整合，共同搭建出更加完善和具有可行性的數字化制造模型，以此提高設計和開發的效率。

1.3減少對實物模型的依賴

數字化技術的應用，讓設計越來越脫離了對實物模型的依賴，并且可以通過仿真技術的不斷測試和分析，將設計中存在的缺陷盡可能地剔除，從而達到制作出與設計要求最匹配的實物模型。這將大大縮減產品的開發成本，提高設計的成功率與效率。

2數字化設計技術在農業機械設計中的應用

2.1行業競爭推動數字化技術的普及

隨著社會的進步與發展，農業機械設計越來越希望讓消費者具備更多的選擇性。因此應用創新和減少故障發生率，成為優化農業機械產品設計的必經之路。為了降低常見故障的發生，在設計時就必須采取相應的改進方法，并提前進行仿真推演與測試，一旦驗證了改進方法的有效性，就能將制造與生產環節的成本納入可控范圍，極大地增強了企業在同類農業機械產品中的競爭力。于是更多的農業機械制造企業為了贏得市場，就會加大在設計環節的創新投入來獲取消費者的認可。農業機械行業采用以數字化技術為支撐的決策模式，相繼開發出了知識型數據庫，進一步加大了整個行業對數字化設計技術的應用程度。

2.2在普及中優化了虛擬化現實技術

數字化技術應用的普及和升級，加快了農業機械產品設計向虛擬化現實技術的轉化，并通過融入和吸收諸如多媒體與3D圖形新形態，讓設計者在進行產品設計時擁有了更為真實的多維體驗，也讓用戶能對產品的性能有了更具體的視覺感受，極大地優化了產品性能和提高了上市成功的概率。特別對于農業機械這種相對復雜的產品，設計意圖與應用效果之間會存在很大的差距。虛擬化現實技術的出現，不僅有效解決了農業機械的設計與應用兩個環節無法實現無縫對接的難題,而且優化了針對農業機械的設計周期長、內部結構復雜等問題的處理辦法，讓農業機械的產品性能通過模擬性應用來進行驗證，然后再根據驗證情況著手進行改進。在設計目標完成后，便可讓目標用戶來對產品結構和性能進行模擬應用評估，并從他們口中得到最有效的反饋建議，使產品在上市后就能獲得用戶的極大認可。目前農業機械設計，首先是借助CAD系統形成模型，再將其導入虛擬環境中，以此提高設計的可視化程度。其次是利用VR-CAD（虛擬現實-計算機輔助設計）系統幫助設計者在虛擬化的環境中進行設計。但我國在虛擬化技術層面的研究還處于相對滯后的階段，仍需對更為系統和完善的研究理論與應用方案進行深入探索。

2.3加強數字化設計的協同性

農業機械生產企業既要參與市場競爭，同時又要實現跨企業的協同合作，以滿足客戶越來越個性化的定制需求。因此協同化設計同樣成為農機企業生存與發展的重要經營手段，并可能成為整個行業創新發展的重要方向。為了從浩瀚的技術信息與零件資源中找到有效的資訊，就必須對搜索技術加以優化。比如某個服務器存儲了上百萬的零件信息，而且還在不斷成級數增加。農機企業在進行新產品設計時，就要對需要的零部件的參數和性能進行搜索，并且探討怎樣才能匹配到有效的供應商客戶端。隨著數字化設計技術在農業機械領域應用影響的不斷擴大，設計者、供應商與制造商之間，必須在設計端就要開展深入的協同合作，才能借助各自的資源與軟件技術優勢，實現新型農業機械產品的不斷升級，并從設計和制造兩個環節不斷提升產品的國際競爭力和生產效率，并確保達到最佳的制造品質。

3農業機械數字化設計技術的創新之處

農業機械本身屬于制造業的范疇，產品種類齊全且復雜，優勢是國內外的市場需求體量非常巨大。近年來，我國企業將數字化技術應用于大型農業機械的研究與開發，其力度越來越大。通過引進更多的工程技術和仿真技術來對產品性能進行設計和檢測，希望能借此不斷優化產品結構和性能。對今后的研發趨勢應多關注如下幾個重點。

3.1強化產品的創新思維

以往產品創新只是針對少數用戶，根據他們的需求對產品原有技術做一些優化，在局部功能上改善和某些實用操作上升級，進而滿足他們的需求。而今后的農業機械設計將更加重視產品的原始創意設計，將以克服人們農藝作業上的困難和滿足人們對生產力提升的需求（含潛在的需求）為創新點，通過對某一需求市場的分析，并在得到評估和確認后進入到技術層面的匹配性論證，然后對具體產品設計中的各種難題逐一篩選與解除，進而切入到制造環節各種元件的經濟技術指標的分析、供應商設備和配件的優選和確認，以及更細化的加工流程的取舍和確認。

3.2加大虛擬現實技術的應用

近十年來，數字化設計一個很關鍵的進步就是虛擬技術的出現，虛擬技術在機械設計應用中最突出的表現就是可以通過計算機仿真合成，構建出幾乎與實物等同的虛擬模型，使那些結構復雜、設計困難、設計周期長的大型農業機械的設計變得更加簡便和高效，讓設計者和用戶真實感受產品的設計過程。其開發步驟主要為：首先用計算機的聲控系統和三維成像技術來進行初步的仿真處理；然后再逐步細化到具體的模型；最后再真實有效地呈現出農業機械的運動過程，并合成出機械內部具體的設備結構模型，進一步驗證和提高設計思維在制造環節的可行性。

參考文獻：

[1]陳彥棉.數字化設計技術及其在機械設計中的應用文析[J].現代制造技術與裝備,2019(4):215,219.

[2]劉代亞.機械產品的數字化設計技術[J].內燃機與配件,2018(19):191-192.

[3]孫紹華.數字化設計及其在農業機械設計中的應用研究[J].農機使用與維修,2018(10):17-18.

[4]方子帆，舒文輝,陳少平,等.機械產品數字化設計信息管理平臺的開發[J].三峽大學學報,2014,32(6):69-72.

作者：高廣智 馬銘彧 單位：黑龍江農墾農業機械試驗鑒定站