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)用探究

彭勃 張萌

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用愈加普及，以此為基礎(chǔ)的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)不斷完善，在我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中占據(jù)著越來越重要的地位，是提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的有效途徑，促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、集約化建設(shè)，對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有不可忽視的作用。鑒于此，結(jié)合對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的概述，分析目前數(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)用現(xiàn)狀，并對(duì)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì);數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù);應(yīng)用;展望

中圖分類號(hào)：S220.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.080

現(xiàn)階段，雖然我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，呈現(xiàn)出農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)水平穩(wěn)步提升的良好態(tài)勢(shì)，然而相較于一些西方發(fā)達(dá)國家，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)水平仍舊存在一定差距，尚未與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，沒有達(dá)到現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)。近年來，黨和國家愈加重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化、機(jī)械化發(fā)展，投入了大量人力、物力、財(cái)力支持，給各地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新研究以及推廣應(yīng)用提供了有力保障，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和發(fā)展水平的提升。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)用不能盲目展開，而是要緊扣數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的含義和優(yōu)勢(shì)，結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)和現(xiàn)狀，與時(shí)俱進(jìn)地分析數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)，充分體現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。由此可見，研究數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)概述

1.1 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)含義

數(shù)字化設(shè)計(jì)簡單來說就是簡單轉(zhuǎn)化聲音、圖文等信息后，以數(shù)據(jù)形式采取二進(jìn)制代碼處理，進(jìn)行處理信息應(yīng)用和計(jì)算機(jī)傳遞的綜合性技術(shù)。在具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理與高效，從而更好地滿足信息時(shí)代發(fā)展需求[1]。

1.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1）工作效率高。依托先進(jìn)信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展的數(shù)字化設(shè)計(jì)工作，能夠進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)，達(dá)到信息共建共享狀態(tài)，進(jìn)而促進(jìn)工作效率和水平提升。2）利潤大。相較于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用可以提升工作靈活性，打破某一設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的信息局限，增強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完整性的同時(shí)，不斷豐富設(shè)計(jì)系統(tǒng)。不同的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可針對(duì)不同設(shè)計(jì)版塊在不同地點(diǎn)、時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，既大大減少了設(shè)計(jì)成本投入，也切實(shí)擴(kuò)大了利潤空間[2]。3）質(zhì)量佳。利用數(shù)字化模型進(jìn)行較為完備的功能測(cè)試，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題并加以優(yōu)化改進(jìn)，有助于提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免產(chǎn)品實(shí)物制造環(huán)節(jié)發(fā)生各種問題。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷升級(jí)更新，數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用以往容易出現(xiàn)的數(shù)據(jù)缺失、實(shí)效性不足等問題已經(jīng)得到了很好解決，將其應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的安全可靠性與高效性。借助數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的靈活、可控、可變等優(yōu)點(diǎn)，打開了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)改革創(chuàng)新的大門。

2 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)用優(yōu)勢(shì)

2.1 虛擬原型技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

虛擬原型技術(shù)簡稱VP技術(shù)，是Virtual Prototyping的英文首字母縮寫，在近兩年的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研究成果中占據(jù)先鋒地位，一經(jīng)提出備受關(guān)注，是一項(xiàng)以CAE、CAM、CAD等技術(shù)為虛擬原型的新穎數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于保證原有技術(shù)應(yīng)用前提下，有效融合復(fù)雜生命周期技術(shù)、制造技術(shù)、仿真技術(shù)以及信息技術(shù)，同時(shí)進(jìn)行虛擬原型設(shè)計(jì)操作?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中，引入虛擬原型技術(shù)將農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品概念和設(shè)計(jì)信息有機(jī)結(jié)合，以集合功能、行為、感官為一體的物理原型形式展示出來，針對(duì)性加以優(yōu)化，可促使農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)和設(shè)計(jì)深度融合，推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2.2 知識(shí)工程技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

知識(shí)工程技術(shù)簡稱KBE，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用中十分常見，具有應(yīng)用范圍廣、應(yīng)用效果佳的特征。應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)夹g(shù)進(jìn)步走勢(shì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變化進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，通過獲取新知識(shí)，配合人工智能技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)可行性，避免了設(shè)計(jì)工作過度依賴過去實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、難以獲取新知識(shí)內(nèi)容的情況發(fā)生。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中引入知識(shí)工程技術(shù)，可快速形成隱性知識(shí)與顯性知識(shí)統(tǒng)一建模的設(shè)計(jì)模型，優(yōu)化知識(shí)與過程、知識(shí)與人、知識(shí)與知識(shí)的集成方法，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)方法和技術(shù)不斷創(chuàng)新的主要依據(jù)。

2.3 計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)簡稱CACD，應(yīng)用過程依托現(xiàn)代設(shè)計(jì)程式化、邏輯化內(nèi)容進(jìn)行，具有相對(duì)規(guī)范、開放的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想。應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于能夠調(diào)整和優(yōu)化施工設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、任務(wù)明確等各個(gè)階段工作，可依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求，順應(yīng)產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)制定更加詳細(xì)、優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方案，提供豐富的設(shè)計(jì)服務(wù)。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中引入計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)可綜合考慮構(gòu)型設(shè)計(jì)產(chǎn)品以及概念設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，可優(yōu)化方案制定和豐富方案具體內(nèi)容，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的交貨期、價(jià)格、功能、質(zhì)量等方面起著決定性影響。

3 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)用現(xiàn)狀

數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)和推廣應(yīng)用快速豐富了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品種類、生產(chǎn)數(shù)量[3]。目前整體來看，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備愈加豐富，但農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)含量不高，經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)能過剩、生產(chǎn)力過剩情況，只有不斷優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)中的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，才能夠保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)健康、長久發(fā)展。

3.1 創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的拖拉機(jī)普遍存在分布不合理問題，中小功率拖拉機(jī)產(chǎn)品在市面上占比較大，嚴(yán)重限制了農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化發(fā)展。應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)可有效解決拖拉機(jī)生產(chǎn)效能差、功率低問題，新型拖拉機(jī)可借助數(shù)字化技術(shù)操控動(dòng)力換擋，具有電子反饋懸掛系統(tǒng)和分置式液壓系統(tǒng)，以電子液壓操控器為操控系統(tǒng)基礎(chǔ)，提升了操控的高效性和靈活性，加之獨(dú)立開關(guān)控制和控制版面設(shè)計(jì)，大大提高了操控便捷性，充分體現(xiàn)了創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化中數(shù)字化設(shè)計(jì)的技術(shù)價(jià)值。

3.2 協(xié)同產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)

農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用可跨越商業(yè)與農(nóng)業(yè)兩大領(lǐng)域，建立數(shù)字化、地域化的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)新模式和廣闊平臺(tái)。此平臺(tái)涉及豐富的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品，各個(gè)產(chǎn)品之間存在設(shè)計(jì)制造的技術(shù)協(xié)同效應(yīng)，充分利用這種效應(yīng)可令我國農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與全球化接軌[4]。

3.3 產(chǎn)品VR設(shè)計(jì)優(yōu)化

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）在人們生活的方方面面均有所滲透，具有廣闊的發(fā)展前景，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用中也不例外，體現(xiàn)了極大的應(yīng)用價(jià)值，掀起了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)的巨大改革創(chuàng)新浪潮[5]。融合多媒體、聲音、3D圖像的VR設(shè)計(jì)技術(shù)給農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)人員提供了逼真的設(shè)計(jì)體驗(yàn)及應(yīng)用感受，以此為依據(jù)可合理調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備性能、結(jié)構(gòu)，而且通過VR設(shè)計(jì)技術(shù)形成的設(shè)備信息反饋平臺(tái)提升了設(shè)備應(yīng)用頻率和市場(chǎng)投入速度，為大量用戶更加直觀了解設(shè)備性能優(yōu)勢(shì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)提供了便利條件。此外，VR設(shè)計(jì)技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)教育教學(xué)工作中也體現(xiàn)出了巨大應(yīng)用價(jià)值，為設(shè)備維修保養(yǎng)、故障檢測(cè)、設(shè)備拆裝等實(shí)踐教學(xué)提供了便利條件和形象演示說明，提升了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

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)用展望

1）更創(chuàng)新。想要不斷提升數(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)用水平，就要與時(shí)俱進(jìn)不斷創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)、技術(shù)實(shí)踐方法，探尋更多數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展方向，及時(shí)解決技術(shù)應(yīng)用過程中衍生的一系列農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備新問題，通過技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新，保持農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)改革動(dòng)力。2）更集成。未來農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用勢(shì)必會(huì)更加集成化，形成既相互統(tǒng)一又相互獨(dú)立的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品制造和設(shè)計(jì)系統(tǒng)?，F(xiàn)代化設(shè)計(jì)思想融入農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)全周期，可有效縮短設(shè)計(jì)周期，降低成本投入，優(yōu)化升級(jí)設(shè)計(jì)方案，提升技術(shù)集成程度[6]。3）更智能。隨著智能時(shí)代的到來，市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種各樣的智能產(chǎn)品，包括智能手機(jī)、智能掃地機(jī)器人等，大大提升了人們的生活質(zhì)量。在此背景下，農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用也要向著更加智能化的方向邁進(jìn)，應(yīng)利用三維圖像技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等完善數(shù)字化設(shè)計(jì)工作，借助聲光定位技術(shù)以及綜合成像技術(shù)，緩解農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作難度，進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)行質(zhì)量和智能化水平。

5 結(jié)語

總而言之，在我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。應(yīng)充分發(fā)揮出數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的工作效率高、利潤大、質(zhì)量佳、可控性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，不斷提升農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)水平。在具體實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員要把握虛擬原型技術(shù)、知識(shí)工程技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)技術(shù)等熱點(diǎn)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，根據(jù)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，提升數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用效果，準(zhǔn)確分析未來數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用向著更創(chuàng)新、更集成、更智能的方向邁進(jìn)，讓數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)為我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)更多力量。

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（責(zé)任編輯：趙中正）