現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的應用

王　郝

現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的應用

王郝

(江蘇安全技術(shù)職業(yè)學院電氣工程學院，江蘇 徐州 221011)

在當前信息時代，社會處于高速發(fā)展階段。隨著科技不斷發(fā)展進步，農(nóng)業(yè)機械工程行業(yè)也面臨著重大的機遇和嚴峻的挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)機械工程行業(yè)只有不斷開發(fā)和引進新技術(shù)才能跟得上社會發(fā)展的腳步，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展貢獻力量。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用先進的現(xiàn)代設計技術(shù)，有利于農(nóng)業(yè)資源開發(fā)，有利于保護農(nóng)村環(huán)境，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機械化水平，有利于推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，有利于促進農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。

現(xiàn)代設計技術(shù)；農(nóng)業(yè)機械工程設計；應用

隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)已經(jīng)被應用到農(nóng)業(yè)機械工程設計的實際工作當中，并有效提升了農(nóng)業(yè)機械工程設計的效率。目前計算機輔助設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的應用仍不夠充分，僅僅只有一部分計算機輔助設計功能得到了局部范圍內(nèi)的運用，而絕大部分功能沒有得到廣泛運用，如：三維設計等技術(shù)的應用還沒有完全普及。這是造成農(nóng)業(yè)機械工程設計工作現(xiàn)代化進程相對緩慢的主要原因。為加快推進農(nóng)業(yè)機械工程設計工作的現(xiàn)代化進程，必須將先進的現(xiàn)代設計技術(shù)應用到農(nóng)業(yè)機械工程設計之中，不斷提升農(nóng)業(yè)機械工程設計的效率和質(zhì)量。

1　現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用的重要性

相比于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械工程的設計環(huán)節(jié)，引進現(xiàn)代化的設計技術(shù)，充分運用計算機建模、工程繪圖等信息化技術(shù)手段，能夠有效促進農(nóng)業(yè)機械工程設計向數(shù)字化、自動化、高效化發(fā)展，可以有效節(jié)約人力資源，提升農(nóng)業(yè)機械工程設計的效率和質(zhì)量。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，能夠更加科學合理地設計方便快捷、高效高質(zhì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化流程，有利于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化、完善農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、提升農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。由此可見，將現(xiàn)代設計技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)機械工程設計中，對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展具有十分深遠的積極影響，具有極其重要的意義[1]。

2　現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用的特點

2.1　使農(nóng)業(yè)機械工程設計更加高效精確

隨著當前社會與科技的不斷進步，現(xiàn)代科技被廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在農(nóng)業(yè)機械工程設計領域，傳統(tǒng)的設計手段已經(jīng)逐漸被先進的現(xiàn)代設計技術(shù)手段所取代。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，使設計的工作效率得到大幅提升。隨著設計技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，農(nóng)業(yè)機械工程設計手段越來越先進，使得設計的相關(guān)數(shù)據(jù)越來越精準，使產(chǎn)品質(zhì)量得到極大提升，使設計出來的產(chǎn)品越來越符合市場需求。

2.2　使農(nóng)業(yè)機械工程設計縮短時間和降低成本

與傳統(tǒng)設計技術(shù)相比，現(xiàn)代設計技術(shù)最大的優(yōu)勢是發(fā)現(xiàn)問題的時間短。采用傳統(tǒng)設計技術(shù)設計產(chǎn)品，一般需等到產(chǎn)品設計完畢并制造出產(chǎn)品后，通過測試或?qū)嶋H應用驗證才可能發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設計缺陷。發(fā)現(xiàn)設計缺陷后，需要改進設計、再生產(chǎn)、再測試或驗證，如此反復易導致產(chǎn)品設計定型的時間長、產(chǎn)品更新?lián)Q代慢等問題，造成很多不必要的浪費。采用現(xiàn)代設計技術(shù)，可以運用計算機數(shù)字模擬仿真技術(shù)，在設計的過程中通過建立數(shù)學模型來模擬產(chǎn)品的實際使用過程，以直觀預判產(chǎn)品可能存在的設計缺陷。在設計的過程中，通過計算機仿真試驗，不斷查找設計缺陷，不斷改進產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、裝配、維修等方面的設計，不用對產(chǎn)品進行制造、測試或驗證就能消除產(chǎn)品在實際應用中可能出現(xiàn)的一些問題，有效降低了研發(fā)成本，避免了生產(chǎn)浪費問題[2]。

2.3　使農(nóng)業(yè)機械工程設計更加科學合理

開發(fā)新產(chǎn)品，首先需要進行市場調(diào)查。只有在分析了市場對產(chǎn)品的性能要求和需求量后，才能開展有針對性的產(chǎn)品研發(fā)工作。在確認產(chǎn)品性能要求和市場需求后，需要制定相應的產(chǎn)品研發(fā)方案和生產(chǎn)策略。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，可通過大量的數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)對相應方案和策略的適時調(diào)整與改進，以保持產(chǎn)品的市場競爭優(yōu)勢。例如，可通過系統(tǒng)分析、類比等方法，對建立的相關(guān)數(shù)學模型進行對比分析，選擇出最佳設計方案，實現(xiàn)科學合理的創(chuàng)新設計。

3　在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)存在的問題

3.1　在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的綠色環(huán)保意識不強

在農(nóng)業(yè)機械工程設計中，一些農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)仍習慣于僅對產(chǎn)品的技術(shù)性指標進行考量，忽視了綠色環(huán)保方面的要求。由于綠色環(huán)保意識不強，對節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境的相關(guān)政策理解不夠深刻，因此，即使在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用了現(xiàn)代設計技術(shù)，也無法通過充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢將“綠水青山就是金山銀山”這一科學斷論貫徹落實到位，導致在使用設計的產(chǎn)品時對周邊水體、土壤等自然環(huán)境造成破壞，間接地降低了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.2　在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的自主創(chuàng)新意識不強

在農(nóng)業(yè)機械工程設計中，一些農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)仍習慣于仿造已有的產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計，我國大多數(shù)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)為中小型企業(yè)。這些企業(yè)往往自主創(chuàng)新意識不強，在研發(fā)產(chǎn)品時只專注于模仿行業(yè)龍頭的設計理念或仿造現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，使得原創(chuàng)性的設計較少。如果不以自主創(chuàng)新研發(fā)為目的，那么在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)也就失去了動力。即使一些企業(yè)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用了現(xiàn)代設計技術(shù)，也會因自主創(chuàng)新意識不強而導致產(chǎn)品在競爭激烈的農(nóng)業(yè)機械市場中無法站穩(wěn)腳跟，不利于實現(xiàn)企業(yè)的高質(zhì)量快速發(fā)展。

3.3　在農(nóng)業(yè)機械工程設計中推廣應用新技術(shù)的意識不強

目前絕大多數(shù)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)在進行工程設計時只是簡單地運用了計算機數(shù)據(jù)方面的技術(shù)，并沒有充分發(fā)揮現(xiàn)代設計技術(shù)的作用，綜合運用現(xiàn)代設計技術(shù)的能力不強，推廣應用新技術(shù)的意識不強。這樣，雖然在一定程度上提升了創(chuàng)新速度，也提升了農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的研發(fā)速度，但是遠沒有達到最佳效果。只有將試驗設計技術(shù)、計算機輔助設計技術(shù)、統(tǒng)計分析技術(shù)等有機結(jié)合，形成多學科交叉融合的農(nóng)業(yè)機械工程現(xiàn)代設計技術(shù)體系，才能更好地解決農(nóng)業(yè)機械工程設計上的問題，大幅提升農(nóng)業(yè)機械工程設計的創(chuàng)新速度[3]。

4　現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用的建議與措施

4.1　應遵循綠色設計理念

堅持綠色發(fā)展是保持可持續(xù)發(fā)展的一個重要前提。改善農(nóng)村人居環(huán)境，建設好生態(tài)宜居的美麗鄉(xiāng)村，是每一個農(nóng)業(yè)人的責任。農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)應該把綠色環(huán)保理念融入到農(nóng)業(yè)機械工程設計中，把綠色環(huán)保作為設計農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的一項重要指標。在設計、制造、使用農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的過程中，均應嚴格按照國家規(guī)定的環(huán)保標準，把綠色發(fā)展理念落實到每一個細節(jié)。例如：選擇符合環(huán)境保護相關(guān)規(guī)定的原材料和加工工藝；降低產(chǎn)品的能耗；減少產(chǎn)品的廢物排放量；實現(xiàn)材料的循環(huán)利用。

4.2　應遵循優(yōu)化設計理念

優(yōu)化設計是指在全面分析產(chǎn)品各項指標及實際使用反饋信息的基礎上，先制定多個設計方案，再通過運用模擬仿真、對比試驗等現(xiàn)代設計技術(shù)對各設計方案進行綜合評價，最后從中挑選出最科學、最合理的設計方案，使產(chǎn)品設計達到最佳效果。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，可通過對設計參數(shù)等各項指標進行分析、優(yōu)化、篩選，得到最優(yōu)設計方案。

4.3　應遵循系統(tǒng)設計理念

我國陸地面積寬廣，地理地貌復雜多樣。由于不同地域的耕地類型、作物種類、耕作模式不同，因此我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的種類和機型也非常多。在實際設計制造農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的過程中，不應簡單地使用一個固定模板或者只簡單改變農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的外觀，應充分考慮農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品在實際作業(yè)過程中對不同地形的適應性，因地制宜設計制造出先進適用的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，可通過計算機仿真試驗，模擬不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)機械作業(yè)情況，并對設計方案進行優(yōu)化，如：設計零件時，盡量采用標準件或標準結(jié)構(gòu)，以提高零件的兼容性、互換性；設計連接方式時，盡量使產(chǎn)品的零部件易于拆卸和安裝，以便通過更換零部件實現(xiàn)“一機多用”。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，要系統(tǒng)分析、綜合考量農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的制造、使用、保養(yǎng)和維修等因素，切實提高農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的適用性[4]。

5　結(jié)語

在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，可有效提升設計制造的效率與精度，降低設計制造的成本，使農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的設計制造更加科學合理。在農(nóng)業(yè)機械工程設計中應用現(xiàn)代設計技術(shù)，通過綠色設計、優(yōu)化設計、系統(tǒng)設計，可有效提升農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的綜合性能，以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的需求，促進我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

[1] 張仕庚.現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的應用研究[J].南方農(nóng)機,2019,50(14):53.

[2] 郭曉萌.現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的應用探究[J].南方農(nóng)機,2018,49(7):66.

[3] 徐發(fā)亮.現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的應用初探[J].科技資訊,2018,16(10):68-69.

[4] 謝祥.現(xiàn)代設計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械工程設計中的運用[J].時代農(nóng)機,2017,44(11):17.

Application of modern design technology in agricultural machinery engineering design

WANG Hao

(Electrical engineering, Jiangsu Vocational College of Safety Technology, Xuzhou, Jiangsu 221011, China)

In the current information age, society is in the stage of rapid development. With the continuous development of science and technology, the agricultural machinery engineering industry is also facing significant opportunities and severe challenges. Only by constantly developing and introducing new technologies, the agricultural mechanical engineering industry can keep up with the pace of social development and contribute to the development of modern agriculture. The application of advanced modern design technology in agricultural mechanical engineering design is conducive to the development of agricultural resources, to protect the rural environment, to improve the mechanization level of agricultural production, and to promote the agricultural modernization and the economic development of rural areas.

modern design technology; agricultural machinery engineering design; application

TH122

A

2096–8736(2021)05–0043–03

江蘇省青藍工程項目資助項目。

王郝(1980—)，男，江蘇徐州人，碩士研究生，副教授，主要研究方向為機械工程、機械制造工藝、機器人機構(gòu)分析。

責任編輯：張亦弛

英文編輯：吳志立