數字化設計技術在農業機械設計中的應用探究

彭勃 張萌

摘 要 隨著計算機技術的快速發展，現代社會各個領域的計算機技術應用愈加普及，以此為基礎的數字化設計技術不斷完善，在我國農業機械設計中占據著越來越重要的地位，是提升農業生產效率和質量的有效途徑，促進了我國農業的現代化、集約化建設，對農業經濟可持續發展具有不可忽視的作用。鑒于此，結合對數字化設計技術的概述，分析目前數字化設計技術在農業機械設計中的應用現狀，并對數字化設計技術在農業機械設計中的應用進行展望。

關鍵詞 農業機械設計;數字化設計技術;應用;展望

中圖分類號：S220.2 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.080

現階段，雖然我國農業機械化建設進程不斷加快，呈現出農業機械化生產水平穩步提升的良好態勢，然而相較于一些西方發達國家，我國農業機械化生產水平仍舊存在一定差距，尚未與國際標準接軌，沒有達到現代化農業生產目標。近年來，黨和國家愈加重視農業生產的現代化、機械化發展，投入了大量人力、物力、財力支持，給各地區農業機械設計中的數字化設計技術創新研究以及推廣應用提供了有力保障，促進了農業生產效益和發展水平的提升。數字化設計技術在農業機械設計中的應用不能盲目展開，而是要緊扣數字化設計技術的含義和優勢，結合數字化設計技術應用要點和現狀，與時俱進地分析數字化設計技術應用趨勢，充分體現數字化設計技術的應用價值。由此可見，研究數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用具有重要的現實意義。

1 數字化設計技術概述

1.1 數字化設計技術含義

數字化設計簡單來說就是簡單轉化聲音、圖文等信息后，以數據形式采取二進制代碼處理，進行處理信息應用和計算機傳遞的綜合性技術。在具體產品設計中應用計算機技術，可實現產品設計的科學、合理與高效，從而更好地滿足信息時代發展需求[1]。

1.2 數字化設計技術的應用優勢

1）工作效率高。依托先進信息技術和互聯網技術開展的數字化設計工作，能夠進行團隊協同設計，達到信息共建共享狀態，進而促進工作效率和水平提升。2）利潤大。相較于傳統的產品設計方式，數字化設計技術的應用可以提升工作靈活性，打破某一設計團隊的信息局限，增強產品設計完整性的同時，不斷豐富設計系統。不同的設計團隊可針對不同設計版塊在不同地點、時間進行設計工作，既大大減少了設計成本投入，也切實擴大了利潤空間[2]。3）質量佳。利用數字化模型進行較為完備的功能測試，可及時發現產品設計問題并加以優化改進，有助于提升設計質量，避免產品實物制造環節發生各種問題。

隨著科學技術的不斷升級更新，數字化設計技術的應用以往容易出現的數據缺失、實效性不足等問題已經得到了很好解決，將其應用到農業機械設計中，增強了農業機械設備的安全可靠性與高效性。借助數字化設計技術的靈活、可控、可變等優點，打開了我國農業機械設計改革創新的大門。

2 數字化設計技術在農業機械設計中的應用優勢

2.1 虛擬原型技術的應用優勢

虛擬原型技術簡稱VP技術，是Virtual Prototyping的英文首字母縮寫，在近兩年的數字化設計技術研究成果中占據先鋒地位，一經提出備受關注，是一項以CAE、CAM、CAD等技術為虛擬原型的新穎數字化設計技術。應用優勢在于保證原有技術應用前提下，有效融合復雜生命周期技術、制造技術、仿真技術以及信息技術，同時進行虛擬原型設計操作。現代化農業機械設計中，引入虛擬原型技術將農業機械設備產品概念和設計信息有機結合，以集合功能、行為、感官為一體的物理原型形式展示出來，針對性加以優化，可促使農業機械生產和設計深度融合，推動農業發展。

2.2 知識工程技術的應用優勢

知識工程技術簡稱KBE，在農業機械設計的數字化設計技術應用中十分常見，具有應用范圍廣、應用效果佳的特征。應用優勢在于能夠對技術進步走勢和市場競爭變化進行科學預測，通過獲取新知識，配合人工智能技術提升農業機械設計可行性，避免了設計工作過度依賴過去實踐經驗、難以獲取新知識內容的情況發生?，F代化農業機械設計中引入知識工程技術，可快速形成隱性知識與顯性知識統一建模的設計模型，優化知識與過程、知識與人、知識與知識的集成方法，保證設計質量，是促進農業機械設計方法和技術不斷創新的主要依據。

2.3 計算機輔助概念設計技術的應用優勢

計算機輔助概念設計技術簡稱CACD，應用過程依托現代設計程式化、邏輯化內容進行，具有相對規范、開放的產品設計思想。應用優勢在于能夠調整和優化施工設計、技術設計、概念設計、任務明確等各個階段工作，可依據產品設計需求，順應產品發展趨勢制定更加詳細、優質的設計方案，提供豐富的設計服務?，F代化農業機械設計中引入計算機輔助概念設計技術可綜合考慮構型設計產品以及概念設計產品的實際應用，可優化方案制定和豐富方案具體內容，在農業機械設備生產的交貨期、價格、功能、質量等方面起著決定性影響。

3 數字化設計技術在農業機械設計中的應用現狀

數字化設計技術的創新研發和推廣應用快速豐富了我國農業機械產品種類、生產數量[3]。目前整體來看，我國農業機械設備愈加豐富，但農業機械設計中的數字化設計技術含量不高，經常出現產能過剩、生產力過剩情況，只有不斷優化農業機械產品開發和生產中的數字化設計技術，才能夠保障農業生產健康、長久發展。

3.1 創新產品設計優化

我國農業生產使用的拖拉機普遍存在分布不合理問題，中小功率拖拉機產品在市面上占比較大，嚴重限制了農業機械化、現代化發展。應用數字化設計技術可有效解決拖拉機生產效能差、功率低問題，新型拖拉機可借助數字化技術操控動力換擋，具有電子反饋懸掛系統和分置式液壓系統，以電子液壓操控器為操控系統基礎，提升了操控的高效性和靈活性，加之獨立開關控制和控制版面設計，大大提高了操控便捷性，充分體現了創新產品設計優化中數字化設計的技術價值。

3.2 協同產品優化設計

農業機械設計中數字化設計技術實踐應用可跨越商業與農業兩大領域，建立數字化、地域化的農業機械設計新模式和廣闊平臺。此平臺涉及豐富的農業機械設計產品，各個產品之間存在設計制造的技術協同效應，充分利用這種效應可令我國農業機械產品的數字化設計與全球化接軌[4]。

3.3 產品VR設計優化

虛擬現實技術（VR）在人們生活的方方面面均有所滲透，具有廣闊的發展前景，在農業機械設計的數字化設計應用中也不例外，體現了極大的應用價值，掀起了我國農業機械研發的巨大改革創新浪潮[5]。融合多媒體、聲音、3D圖像的VR設計技術給農業機械設備設計人員提供了逼真的設計體驗及應用感受，以此為依據可合理調整優化農業機械設備性能、結構，而且通過VR設計技術形成的設備信息反饋平臺提升了設備應用頻率和市場投入速度，為大量用戶更加直觀了解設備性能優勢、結構優勢提供了便利條件。此外，VR設計技術在我國農業機械設計專業教育教學工作中也體現出了巨大應用價值，為設備維修保養、故障檢測、設備拆裝等實踐教學提供了便利條件和形象演示說明，提升了我國農業機械設計專業人才培養的質量。

4 數字化設計技術在農業機械設計中的應用展望

1）更創新。想要不斷提升數字化設計技術在農業機械設計中的應用水平，就要與時俱進不斷創新技術研發、技術實踐方法，探尋更多數字化設計技術發展方向，及時解決技術應用過程中衍生的一系列農業機械設備新問題，通過技術創新和設計理念創新，保持農業機械設計改革動力。2）更集成。未來農業機械設計中的數字化設計技術應用勢必會更加集成化，形成既相互統一又相互獨立的農業機械產品制造和設計系統?，F代化設計思想融入農業機械產品設計全周期，可有效縮短設計周期，降低成本投入，優化升級設計方案，提升技術集成程度[6]。3）更智能。隨著智能時代的到來，市場上出現了各種各樣的智能產品，包括智能手機、智能掃地機器人等，大大提升了人們的生活質量。在此背景下，農業機械設計中的數字化設計技術應用也要向著更加智能化的方向邁進，應利用三維圖像技術、自動化技術等完善數字化設計工作，借助聲光定位技術以及綜合成像技術，緩解農業機械設計工作難度，進一步提升農業機械產品的運行質量和智能化水平。

5 結語

總而言之，在我國現代化農業發展進程中，推進農業機械數字化設計勢在必行。應充分發揮出數字化設計技術的工作效率高、利潤大、質量佳、可控性強等優勢，不斷提升農業機械設計水平。在具體實踐中，設計人員要把握虛擬原型技術、知識工程技術、計算機輔助概念設計技術等熱點數字化設計技術的應用要點，根據數字化設計技術在我國農業機械設計中的應用現狀，提升數字化設計技術應用效果，準確分析未來數字化設計技術在農業機械設計中的發展趨勢，促進技術應用向著更創新、更集成、更智能的方向邁進，讓數字化設計技術為我國農業機械化、現代化建設貢獻更多力量。

參考文獻：

[1] 劉騰蛟.農業機械產品設計中工業設計的整合運用研究——評《農業機械數字化設計技術》[J].中國瓜菜，2019，32（4）：79.

[2] 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.

[3] 顧冰潔.針對現代數字化設計制造技術在農業機械設計制造上的應用研究[J].中國機械，2019（6）：7，82.

[4] 李琢.我國農業機械數字化領域的發展技術[J].山東農機化，2019（1）：48-49.

[5] 劉宏新，王登宇，郭麗峰，等.先進設計技術在農業裝備研究中的應用分析[J].農業機械學報，2019，50（7）：1-18.

[6] 寧雙，朱莉娜，張雙良.農業機械數字化的應用及發展前景[J].科學與財富，2016，8（5）：860.

（責任編輯：趙中正）