李海軍1 王海艷2

（1.山東省臨朐縣城關街道辦事處，山東 濰坊 262600；2.山東省臨朐縣冶源街道辦事處，山東 濰坊 262605）

伴隨著科學技術水平的迅速發(fā)展，我們迎來了信息化時代，同時也帶動了數(shù)字化設計技術的發(fā)展。針對于農(nóng)業(yè)領域而言，數(shù)字化設計技術的應用起到了不可小覷的作用，因此，在實際的農(nóng)業(yè)機械設計中，需要通過分析當前各種數(shù)字化技術在實際設計中的具體應用，不斷創(chuàng)新傳統(tǒng)設計理念，有效的融入數(shù)字化技術。以此保證能夠真正滿足農(nóng)業(yè)機械設計實現(xiàn)積極發(fā)展的需求，設計出具備良好功能、創(chuàng)新理念、全新技術的新時代農(nóng)業(yè)機械設備。

1.現(xiàn)代數(shù)字化設計制造技術的基本概述

所謂“數(shù)字化”指的是電子信息領域的數(shù)字技術向人類生活諸多領域推進的過程。數(shù)字化設計制造技術則是借助電子硬件和互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過程的一種手段，也就是在互聯(lián)網(wǎng)與電子輔助下借助產(chǎn)品模型，仿真產(chǎn)品的設計、裝配和制造過程等。其不但貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的始終，同時也設計到設備布置、物流物料、生產(chǎn)規(guī)劃以及成本分析等各項內(nèi)容。數(shù)字化設計制造技術的運用能夠有效提升農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品研發(fā)水平、減少產(chǎn)品開發(fā)周期、削減設計和制造成本，最終實現(xiàn)理想的設計目標與協(xié)同作業(yè)。我們對其進行具體的研究：

1.1 異地、協(xié)同設計

在互聯(lián)網(wǎng)/企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡的背景下，做出產(chǎn)品定義和建模、產(chǎn)品剖析、產(chǎn)品信息控制和信息交換等操作，異地、協(xié)同設計系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)背景之下給大部分人、異地進行產(chǎn)品協(xié)同研發(fā)提供有力的工具支持。

1.2 虛擬設計與虛擬制造

即全面借助建模、研究、模擬和虛化現(xiàn)實等各項工具、技術，并且在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，選用群組協(xié)同作業(yè)的形式，通過模型來仿真并估測產(chǎn)品的各項性能、可裝配性、可加工性等可能出現(xiàn)的問題，從而達到產(chǎn)品設計制造的根本需求，具體包括產(chǎn)品的設計、工藝規(guī)劃、加工制造、性能檢測、質量檢驗、并行管控等等。

1.3 概念設計、工業(yè)設計

首先，概念設計即為設計過程的早期階段，它的目標為獲取產(chǎn)品的基本形態(tài)。廣義的概念設計主要涉及從產(chǎn)品的需求剖析到詳細設計前的階段，比如像功能設計、形狀設計、初步結構設計等。從工業(yè)設計的角度出發(fā)，其指的主要是產(chǎn)品原理及功能一定的情況下，產(chǎn)品外觀造型的設計流程，具體包括布局設計、形狀設計以及人機工程設計等。電子輔助概念設計與工業(yè)設計是以知識為中心的，根本上為達到色彩、人性化等方面的設計，把電子和設計者的創(chuàng)造性思維、綜合分析能力和審美認知有機結合，是現(xiàn)階段實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的關鍵手段。

1.4 并行設計

用并行工程模式代替原有的串行產(chǎn)品研發(fā)方式，令在產(chǎn)品研發(fā)的早期階段便可以從容地考慮后續(xù)活動環(huán)節(jié)的需求，從而增強產(chǎn)品開發(fā)的有效性。

2.智能CAD技術和農(nóng)機產(chǎn)品設計

2.1 農(nóng)業(yè)機械設計制造領域的特征

考慮到現(xiàn)今農(nóng)機企業(yè)通常采取較為常規(guī)的設計制造方法，在運用現(xiàn)代化設計理念與技術方面遠遠滯后于航天、汽車等領域，并且農(nóng)機企業(yè)間普遍存在重復設計的情況，數(shù)據(jù)資源利用率不高，進而導致農(nóng)機產(chǎn)品型號雜亂、標準化程度不高、產(chǎn)品質量較低，最終大大限制企業(yè)整體效益的提升。具體而言，其主要特征如下：

第一，結構類型多、型號較多。比如說在播種機的設計制造過程中，按照農(nóng)作物類型和農(nóng)藝特征劃分，可分為有條播機、精密播機等等；依據(jù)作業(yè)原理則可分成機械式播機與氣力式播機等；按照配套動力可以分成單體播種機、多行播種機等等。

第二，功能結構較為穩(wěn)定、結構簡單。播種機通常包含機架、地輪、排種單體以及施肥器和覆土器等，各種型號的播種機選取的零部件種類與結構參數(shù)不同，然而產(chǎn)品的基本功能大體一致。此結構具有很強的穩(wěn)定性，有助于借助模塊化設計技術與參數(shù)設計技術。

第三，農(nóng)業(yè)機械試驗在很大程度上受到季節(jié)和研發(fā)周期等因素的影響，選取CAD技術更有利于削減產(chǎn)品的研發(fā)周期，降低設計制造成本。

2.2 智能CAD技術

我國傳統(tǒng)的CAD技術主要是以計算為基準，其處理推理的工作難度比較高。符號推理是農(nóng)業(yè)機械設計中較為重要的一項內(nèi)容，需要將人工智能方式放置到其中，同時還需要借助專業(yè)系統(tǒng)技術，推動我國智能CAD技術的發(fā)展進程，較好地滿足創(chuàng)造性設計的要求標準。ICAD涵蓋著平面設計、工業(yè)造型設計等，其自身帶有極強的智能性，且集合了大量的CAD功能模塊，自身有機集成模塊和相關產(chǎn)品設計模塊。在實際農(nóng)業(yè)機械中，ICAD技術的應用可以較好地處理現(xiàn)階段我國機械企業(yè)設計中所存在的信息資源整體使用率的問題，避免出現(xiàn)重復性的設計使用等問題，同時還可以較好地減小總體產(chǎn)品設計的實際周期時間，自身的應用前景十分廣泛，具有較高的經(jīng)濟收益，可以實時的開展變型設計以及概念設計等各項工作，構建ICAD體系。

2.3 參數(shù)設計以及裝配模型設計下的智能設計框架

受到農(nóng)機自身企業(yè)的影響，實例推理下的模塊換參數(shù)和變量設計技術可以較好地提高產(chǎn)品設計的水準和總體的工作效率，同時其還可以在一定程度上強化農(nóng)機企業(yè)自身的競爭實力。應當將參數(shù)化設計和裝配模型有機結合在一起，并以其為基準，設置變型設計方式，以CBR為基準，及時完成裝配建模的工作。

3.數(shù)字化制造技術與農(nóng)業(yè)裝備制造

國內(nèi)很多發(fā)達國家企業(yè)在實際生產(chǎn)的過程中，可以不需要直接看圖紙，利用CAD/CAM軟件就可以較好開展設計工作。采取快速成型的方式，借助機器人去控制好機床，開展一系列的生產(chǎn)工作。我國想要農(nóng)業(yè)行業(yè)得到更深度的發(fā)展，其就必須懂得吸取國外的一些先進管理以及技術經(jīng)驗，合理的使用現(xiàn)代數(shù)字化設計制造技術。

數(shù)字化制造技術在我國的發(fā)展較晚，但近些年來也初具規(guī)模，出現(xiàn)了數(shù)控技術、CAD/CAM/CAPP/NET等現(xiàn)代化技術，這些技術在農(nóng)機企業(yè)中的應用較少，有的農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)在嘗試使用CAD/CAM技術進行設計，一定程度上提高了我國農(nóng)機產(chǎn)品制造業(yè)的自動化水平。

4.農(nóng)業(yè)機械設計制造中對現(xiàn)代數(shù)字化技術應用分析

4.1 綠色制造關鍵技術在農(nóng)業(yè)機械制造中的應用

在機械制造中，綠色制造技術的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是基于網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)設計技術受傳統(tǒng)因素限制，我國農(nóng)機需要大量人力、物力、財力資源，運用計算機仿真技術和虛擬技術作為支持，并將其應用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械設計中。二是開發(fā)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械開發(fā)虛擬樣機建模與仿真平臺。農(nóng)機械工存在復雜性，增加農(nóng)機發(fā)展難度，按照傳統(tǒng)設計理念，設計是第一位的，按原型設計并試驗，繪圖后發(fā)現(xiàn)問題，改進直到滿意為止。三是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械綠色制造評估方法和系統(tǒng)開發(fā)技術，這是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械綠色制造發(fā)展的基礎，是實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)機綠色線路的評估前提。

4.2 數(shù)字化設計制造技術在農(nóng)業(yè)機械制造中的應用

數(shù)字化的設計、制造技術在企業(yè)生產(chǎn)的整個過程都會有全方位的引用，通過其應用能夠大大提升農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品本身的研發(fā)能力，最終起到降低研發(fā)的成本、縮短研發(fā)的整體周期、提升機械研發(fā)的整體能力以及實現(xiàn)企業(yè)最終的設計目標和企業(yè)之間的相互協(xié)作，從而使企業(yè)能夠在最短的時間之內(nèi)進行產(chǎn)品開發(fā)。

4.3 農(nóng)業(yè)設備產(chǎn)品的創(chuàng)新

科學技術的高速進步，也相應推動了工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進步。因此，為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)領域的現(xiàn)代化，有關人員就需首先對一些落后的機械設備進行優(yōu)化，進行針對性的改進與創(chuàng)新。其中，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中，過去農(nóng)戶所使用的一些拖拉機無論是在生產(chǎn)效率還是在機械功能上，都比較落后，因此就需要對其進行針對性的設計與改造，以此全面提升拖拉機的功能。例如，在近些年的發(fā)展中，就已經(jīng)推出了數(shù)字化同步器，以及研發(fā)出動力換擋的設計理念，可以配合經(jīng)液壓傳動，實現(xiàn)新型拖拉機的設計。在這樣的結構下的拖拉機，可以提升自身生產(chǎn)效率，同時也將生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)信息顯示出來，極大的滿足當下設計的實際需求。另外，在進行操作的過程中，這樣的結構設計模式也便于農(nóng)戶的操作。在其中設計出了獨立的控制面板，同時利用靈活性較強的控制機構，有利于實現(xiàn)高靈活度的操作。因此，從總體的設計方向來看，進行農(nóng)機設備創(chuàng)新，需要基于技術掃描、技術分析以及材料優(yōu)選等諸多角度出發(fā)，進一步保障在當下的操作質量，促使工程設計能夠發(fā)揮出應有的效果，全面提升農(nóng)戶生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。

4.4 農(nóng)業(yè)VR技術的應用

當前，VR技術已經(jīng)廣泛地應用到各個領域當中。而對于當下的農(nóng)業(yè)設計過程中，使用VR技術也能夠發(fā)揮出該技術的優(yōu)勢性。例如，有關人員可以在設計中，將3D圖像、影音資源以及多媒體技術，進行全面的融合，以此保障在實際的設計中，能夠為設計人員呈現(xiàn)出更加直觀具體的信息內(nèi)容。在設計中，也能夠塑造出一個良好的情景環(huán)境，便于工作人員進行針對性地分析與調(diào)整。VR技術當前已經(jīng)較為普遍的應用到了大型設備的設計中，同時，有關領域也更多地對其內(nèi)在技術進行了了解與分析，充分把控了當下的結構水平。但是為了進一步提升設計合理性，就需要發(fā)揮CAD為核心的技術功能，為研究對象構建一個完整的模型，以此保障之后的設計中，始終可以發(fā)揮出良好的設計效果。在這樣的設計理念，可最大限度上滿足當下設計的實際需求。例如，在完成了初步設計之后，就可以積極參與到虛擬環(huán)境當中，同時開展針對性的設計與優(yōu)化，同時還能夠讓設計人員親自來到設計環(huán)境當中，實現(xiàn)針對性的分析以及處理。但是，我國現(xiàn)階段在進行設計的過程中，始終沒有應用到該技術，因此就會使得在實際的使用中，始終存在技術性的缺陷，需要進一步的研究與分析。

另外，在農(nóng)業(yè)教學的過程中，也經(jīng)常使用到VR技術，這樣的技術在實際的應用中，可以很好地發(fā)揮出針對性的效果。例如，在出現(xiàn)任何一個環(huán)節(jié)的故障問題，都可以將其單獨的開展分析與故障檢測。這種高效率的VR技術，可以很好地讓操作者對故障位置，進行細致分析。

4.5 機械協(xié)同化設計

在市場競爭日益激烈的今天，市場環(huán)境更加復雜，與此同時，對農(nóng)業(yè)機械設計產(chǎn)品的需求也越來越高。全球化經(jīng)濟的發(fā)展，使部門協(xié)同合作以至于跨企業(yè)跨國家共同合作生產(chǎn)產(chǎn)品成為一種必然現(xiàn)象。數(shù)據(jù)顯示，大概七八成的農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品都是很多企業(yè)公司部門協(xié)同合作制做出來的。那么在海量的資源中，如何在數(shù)據(jù)庫中篩選找到合適的數(shù)據(jù)就成為競爭的關鍵，這也是企業(yè)能否競爭成功面對的極大挑戰(zhàn)。

在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的使用過程中，往往需要基于協(xié)同優(yōu)化的方式，有效的保障農(nóng)業(yè)與商業(yè)相結合，以此形成協(xié)同性的設計平臺。在這樣的平臺當中，還需要進行針對性的分析與處理。但是，不同的平臺當中由于自身的領域不同，就會出現(xiàn)設計的差異性。但是，在當下數(shù)字化設計技術的應用后，能夠全面的提升自身設計理念，同時也進一步的保障在其設計的過程中，形成不同設計領域的全面優(yōu)化與調(diào)整，及時的發(fā)現(xiàn)一些設計的缺陷，這樣做到針對的解決之后，全面地滿足了當下設計的實際需求與設計目標實現(xiàn)，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用到更加先進的機械設備。

4.6 計算機輔助作用

對于農(nóng)業(yè)機械設計產(chǎn)品來說，是不能沒有計算機設計的輔助的，二者相輔相成，缺一不可。在之前設計產(chǎn)品，還是需要圖紙來繪制的，現(xiàn)在是可以借助計算機來進行輔助，將一些復雜的參數(shù)輸入計算機，啟動運行計算機的某些功能，將計算機設計應用在產(chǎn)品中，可以便捷快速的繪制好復雜的機械圖形，不僅將節(jié)省時間，還可以節(jié)省人力物力。利用計算機輔助，可以將難度較大、人工難以繪制的圖紙呈現(xiàn)得更加完整完善，在競爭激烈的市場經(jīng)濟中，可以為設計人員提供更多便利，節(jié)省更多資源和時間?？梢栽谟嬎銠C內(nèi)輸入翻新多種多樣的繪圖制作軟件，在繪制圖紙時會更加便捷高效。

5.結語

通過上文的詳細分析和論述，可知，將現(xiàn)代數(shù)字化設計制造技術應用到我國的農(nóng)業(yè)機械設計制造工序中，進行全過程的機械產(chǎn)品設計制造以及監(jiān)管，是我國農(nóng)業(yè)機械化設計制造歷史上的重大突破，同時也是我國農(nóng)業(yè)機械制造行業(yè)的重要升級形式。我國必須正確地認知現(xiàn)代數(shù)字化設計制造技術使用的重要意義，真正做到數(shù)字化設計生產(chǎn)。對產(chǎn)品設計以及加工等各項工序進行協(xié)同化的管理，不斷豐富農(nóng)業(yè)機械的產(chǎn)品類型，不斷提升相關農(nóng)業(yè)機械設計制造技術水平，縮小其和發(fā)達國家之間的差距。