現代數字化技術在農業機械設計中的應用研究

張春光

摘要：現代化數字技術在農業機械設計中已經取得了廣泛應用，不僅提高了農業機械產品的設計效率，而且還有效提升了農業機械產品的性能。目前現代數字化技術在農業機械設計方面的應用研究受到越來越多的關注。基于此，本文對現代化數字技術在農業機械產品的設計中的應用特點進行了概述，總結了現階段該技術在應用過程中存在的一些問題，對動態優化方法應用、數學建模方法應用及計算機輔助技術的應用現狀進行了分析，并對該技術的應用前景進行了展望。

關鍵詞：現代數字化技術;農業機械;設計;應用

1 引言

進入21世紀以來，大數據時代應運而生，現代化數字技術在農業機械設計中已經取得了廣泛的應用，不僅提高了農業機械產品的設計效率，而且還有效提升了農業機械產品的性能。目前，現代數字化技術在農業機械設計方面的應用研究受到越來越多的關注。張心雨等[1]對農業機械的技術融合及鮮明的時代特征等兩方面的特點，其次總結了數字化技術在農業機械設計中的數字化設計及制造技術等兩方面的應用。李俊均等[2]分析了農業機械設計中存在的核心技術的缺失及農業機械設備陳舊、缺乏足夠創新等方面的問題，并提出了進行農業機械設計技術改造、注重農業機械產品周邊關聯性的產品設計及重視對虛擬現實技術的應用等三方面的應用前景及具體應用方向。趙培勇[3]介紹了基于數學建模的現代數字化農業機械產品的設計思路，基于三維建模軟件UG進行了農業產品設計的整個流程介紹，研究表明將該種優化方法應用到零件的相關加工中，優化了零件的加工工序，縮短了零件的加工時間，該方法的可行性和實用性均得到驗證。黃仁超[4]數字化技術的定義進行了介紹，并總結了數字化技術在三個方面的應用優勢，并對數字化技術在那個農業機械產品中的應用現狀進行了分析，最后分析了現代數字化技術在農業機械產品的設計效率、設計效果及設計水平等方面的應用前景。孟祥龍[5]現代數字化的技術特征進行了總結，對將虛擬技術應用于農業機械產品設計的應用過程進行了介紹，總結了現代化數字技術在推動農業機械產品的創新設計活力、農業機械產品制造與設計協同發展等兩方面的應用優勢。

目前現代化數字技術在農業機械產品設計應用中已經一定的應用研究，本文將在此研究基礎上，總結現代數字化技術的特征及應用優勢，對現代數字化技術在農業機械產品中的應用現狀進行總結，并對應用前景進行展望，本文的研究內容對于促進現代數字化技術在農業機械設計更好的應用具有重要意義。

2 現代數字化設計技術概述

隨著計算機技術的發展，現代化數字設計技術應運而生，就是將一些圖文或者聲音等信號轉化為二進制的數字信號，采用計算機進行信號的傳遞和處理的一種先進技術，將這種先進數字化的設計技術應用到機械產品的設計之中，可以有效提升產品設計的科學性、合理性。雖然現代數字化技術的設計理念和設計方法的發展并沒有很長時間，但由于在現代化數字技術的設計前期需要投入相當數量的人力、物力及財力，因此，從某種意義上來講，現代數字化設計技術也是一種相對比較成熟、系統的技術。現代數字化技術的應用，一方面是對設計產品生命周期進行管控的前提和基礎。此外，該項技術在應用及普及的過程中具有高度的靈活性，體現在可以依據不同的產品需求進行設計，使得設計流程更加系統、更加完善，使得設計方案更加科學、可靠、合理和安全。

3 現代化數字技術在農業機械設計中的應用現狀

3.1 存在問題

（1） 數字化設計技術水平相對落后

雖然說現代數字化技術在農業機械產品的設計中已經具備一定的規模，但總的來講數字化的設計技術水平還是相對比較落后，其原因在于主要受到傳統的設計思路及生產規模的影響，無法充分發揮數字化技術作用。另一方面，在農業機械產品的設計過程中存在核心技術缺失的問題。因此，多方面的原因造成了現代化數字設計技術水平相對落后的問題。

（2） 農業機械產品的生產水平較低

現代化數字技術雖說已經在農業機械產品中已經得到一定程度的應用，但總的來講，應用規模和輻射區域受到限制，因此這在客觀上造成了現代數字化技術的科學有序的發展模式，在農業機械產品的應用方面，不利于造成現代數字化設計技術的應用及發展。

3.2 應用現狀

（1） 動態優化方法的應用

所謂動態優化方法，就是采用一些高集成的計算機軟件（如FLUENT、CFX、PumpLinX等）對農業機械產品的設計模型進行動態的仿真模擬過程，根據農業機械產品的運行工況進行軟件計算邊界條件的設置，可以對農業機械產品的運行狀態進行模擬，從而為其優化設計提供依據。

（2） 數學建模方法的應用

農業機械產品的設計應用中的數字化仿真技術范圍主要包括數字化建模、數字化仿真、虛擬現實及有限元分析等方法，數字化建模應用技術主要包括產品的數學建模過程及過程的數學建模過程。數學建模方法在農業機械產品的設計應用實踐表明，可以合理優化零部件的加工工序，從而有效提升農業機械產品相關零件的加工效率[3]。

（3） 計算機輔助技術的應用

隨著CAD、CAM、CAE等計算機輔助技術的發展，在農業機械產品的設計中得到越來越廣泛的應用，依托計算機軟件的支持，完成農業機械產品的結構尺寸參數機型計算、結構設計及圖形繪制等工作，此外也可以采用模塊化的設計方法對農業機械產品進行設計，在很大程度上提高了信息的利用度，盡可能避免農業機械產品的重復設計，從而大大縮短了農業機械產品的設計周期。

4 現代數字化技術在農業機械設計中的應用前景分析

現代數字化技術在農業機械設計中的應用規模雖然不是很大，但總的來講，基于我國龐大的農業生產背景，現代數字化技術在農業機械設計中仍然具有較大的應用前景。因此，首先，需要加強對農業機械產品的信息數據庫、服務數據庫及資源數據庫等進行平臺建設，滿足現代化設計技術的數據需求。此外，需要對農業機械產品的設計理念、設計技術進行改進，在設計思路上應該勇于創新，必須進行創新型的設計，推動農業機械產品的升級和發展。最后，應注重虛擬技術在農業機械產品中的應用，虛擬技術可以使得農業機械產品的設計更加立體化。形象化和真實化，為了加強虛擬技術的作用，應該在虛擬技術的應用研究方面更下功夫，不斷對虛擬技術的相關設計流程進行優化，提升虛擬技術的設計精度和準確性。

5 總結

本文對現代化數字技術在農業機械產品的設計中的應用特點及應用現狀進行了分析，總結了現階段該技術在應用過程中存在的一些問題，對動態優化方法應用、數學建模方法應用及計算機輔助技術的應用現狀進行了分析，并對該技術的應用前景進行了分析。本文的研究內容對于促進現代化數字技術在農業機械設計中的應用具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]張心雨，張爍.農業機械數字化設計與制造技術分析[J].南方農機，2019，50（10）：70.

[2]李俊均，高剛毅.數字化設計及其在農業機械設計中的應用[J].廣東蠶業，2019，53（08）：30-31.

[3]趙培勇.基于數學建模的農業機械數字化設計研究[J].農機化研究，2020，42（10）：243-246.

[4]黃仁超.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用[J].南方農機，2020，51（04）：20.

[5]孟祥龍.數字化設計技術在農業機械設計中的應用[J].山西農經，2019（14）：125+128.

作者簡介：張春光（1990-04-08），男，漢族，新疆籍人，大學本科，就職于新疆牧神機械有限責任公司，機械類初級工程師，從事機械設備研發工作。