數(shù)字化設計在農業(yè)機械設計中的應用

李薇

摘要：數(shù)字化設計是促進農業(yè)機械信息化，提升農業(yè)生產水平，推動傳統(tǒng)農業(yè)向數(shù)字農業(yè)發(fā)展的重要手段。從數(shù)字化設計的特點和研究重點入手，分析了其在農業(yè)機械設計中的應用現(xiàn)狀，并提出了具體的發(fā)展策略。

關鍵詞：數(shù)字化設計;農業(yè)機械;應用

“中國制造2025”國家戰(zhàn)略推動了工業(yè)化和信息化的深度融合，將高端農機裝備的設計和制造列為十大重點領域之一。數(shù)字化設計是實現(xiàn)農業(yè)機械信息化發(fā)展的重要手段，能優(yōu)化產品結構，縮短設計周期，降低設計成本，提高生產效率，滿足農業(yè)生產需求，推動傳統(tǒng)農業(yè)向數(shù)字農業(yè)發(fā)展[1]。

1數(shù)字化設計的概述

1.1內涵

數(shù)字化設計是一種數(shù)字壓縮、編碼、調制的技術，利用數(shù)字化平臺作為基礎，以計算機、打印機、繪圖儀為主要工具，以網(wǎng)絡、軟件、數(shù)學模型為主要手段，對產品的設計、裝配、調試、使用的全過程進行模擬，不斷優(yōu)化產品生產方案，為實際生產過程提供可靠保障[2]。

1.2特點

數(shù)字化設計具有產品模型標準化、設計高效化、模具數(shù)字化等優(yōu)點[3]。第一，數(shù)字化設計具有統(tǒng)一的產品定義模型，在結構標準零件、型材截面圖形、強度分析等方面都有規(guī)范的數(shù)據(jù)庫，不同階段的設計模塊能進行有效轉換，實現(xiàn)產品的生命周期設計。第二，數(shù)字化設計能夠有效分割產品的設計任務，將整體設計、零件設計、裝配設計等設計任務交給不同的小組，通過科學分工實現(xiàn)并行設計，再進行整體調試，提高設計效率，保障產品質量。第三，數(shù)字化設計利用建模和測量軟件將產品結構數(shù)據(jù)化，以數(shù)字文件為模具，利用仿真模擬軟件對設計模型進行測試，優(yōu)化產品性能，減少實物模型制造，節(jié)約成本。

2數(shù)字化機械設計技術的研究重點

2.1計算機輔助設計

利用CAD（計算機輔助設計）、CAE（計算機輔助工程）、CAM（計算機輔助制造）等計算機輔助技術，以計算機軟件為支持，進行參數(shù)計算、結構設計、圖形繪制，采用模塊化設計方法對農業(yè)機械進行設計。結合曲面造型技術和人工神經(jīng)網(wǎng)絡等智能CAD技術，提高信息利用率，減少重復設計，縮短研發(fā)周期。

2.2知識工程

知識工程將計算機技術和專家知識結合，進行智能推理來提供智能化服務。利用物理模型試驗、樣機試驗、數(shù)字仿真、虛擬現(xiàn)實等方式進行知識的獲取、表達和推理，通過智能軟件建立專家系統(tǒng)，并將其應用于農業(yè)機械設計。知識工程將依賴經(jīng)驗的傳統(tǒng)設計轉變?yōu)橐蕾噷π轮R獲取的數(shù)字化設計，順應了時代的發(fā)展要求。

2.3虛擬仿真

對結構復雜、設計困難的大型農業(yè)機械，采用虛擬仿真技術進行建模，在虛擬環(huán)境中實現(xiàn)設計、仿真和加工。利用測量軟件將農業(yè)機械產品結構數(shù)據(jù)化，利用數(shù)字文件充當制造模具，對機械產品進行虛擬制造，仿真出機械產品的樣式，然后進行機械運動的模擬和性能測試，檢驗設計效果。虛擬仿真技術能優(yōu)化設計過程，縮短設計周期，提升產品質量。

3數(shù)字化設計在農業(yè)機械設計的應用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)農業(yè)發(fā)展資源消耗大，成本投入高，農業(yè)產品生產質量較低，難以滿足社會發(fā)展需要。發(fā)展現(xiàn)代農業(yè)需要加大科技投入，研發(fā)種類齊全、功能強大、結構穩(wěn)定的高端農機裝備，要根據(jù)其農作類型、工作環(huán)境、質量要求等方面進行詳細的對比分析和綜合設計，促進農業(yè)生產多元化發(fā)展。當前數(shù)字化機械設計主要應用于汽車制造和航空航天等領域，在農業(yè)機械設計上應用發(fā)展較慢，存在信息資源利用率低、重復設計多、核心技術缺失、規(guī)?；潭炔桓叩葐栴}。

4數(shù)字化設計在農業(yè)機械設計中的發(fā)展策略

為推動數(shù)字化設計在農業(yè)機械中的發(fā)展，需要政府加強統(tǒng)籌規(guī)劃，加快數(shù)字化設計標準建設，加強零件資源信息庫、知識數(shù)據(jù)庫、服務器數(shù)據(jù)庫等平臺建設，實現(xiàn)資源共享。制定稅收優(yōu)惠、財政補貼等激勵政策，鼓勵企業(yè)科技創(chuàng)新，進行參數(shù)資源網(wǎng)絡、應用系統(tǒng)等數(shù)字化設計技術的研究。結合工業(yè)機器人技術、柔性制造技術、3D打印技術等智能制造技術，實現(xiàn)產品設計與制造的協(xié)同發(fā)展。鼓勵企業(yè)與科研院所、高等院校進行合作，研究與數(shù)字化設計相關的科研課題，開展現(xiàn)代學徒制，培養(yǎng)具備實踐能力和創(chuàng)新精神的數(shù)字化設計人才。

5結論

推動數(shù)字化設計在農業(yè)機械中的發(fā)展，需要政府加強標準和平臺建設，實現(xiàn)資源共享;制定激勵政策，鼓勵科技創(chuàng)新，促進產品設計與制造協(xié)同發(fā)展;開展校企合作，培養(yǎng)數(shù)字化設計人才。

參考文獻：

[1]徐麗.農業(yè)機械數(shù)字化設計與制造技術應用[J].電腦迷，2017（5）.

[2]王錦翠.數(shù)字化設計技術及其在農業(yè)機械設計中的應用[J].南方農機，2019（2）：38.

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

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