現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造上的應(yīng)用分析

劉 博

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)逐漸從數(shù)字化向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方向過渡。未來數(shù)字化將向虛擬技術(shù)和遠(yuǎn)程方向進(jìn)行發(fā)展，有效地解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在的許多問題，使農(nóng)業(yè)的工作模式也發(fā)生巨大變化，加快農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展腳步。雖然國(guó)內(nèi)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化在發(fā)展過程中呈現(xiàn)了一個(gè)積極向上的趨勢(shì)，但是，在實(shí)際上的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造過程中仍存在大量的問題，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械制造水平無法適應(yīng)現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的根本需要?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展逐漸向現(xiàn)代化的方向發(fā)展，完成了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的預(yù)期目標(biāo)。正在發(fā)展的現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)逐步取代了老舊的機(jī)械制造設(shè)計(jì)技術(shù)，提高了我國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)速度，使其發(fā)展得越來越迅速[1]。

1 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的主要概述

“數(shù)字化”指在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中運(yùn)用二進(jìn)制的技術(shù)普及人類全面的生活的過程。“數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)”實(shí)際上是在計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將產(chǎn)品的研究與開發(fā)全方面實(shí)現(xiàn)的一類技術(shù)，也就是通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的輔助，運(yùn)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)模型，將產(chǎn)品的原創(chuàng)設(shè)計(jì)、分析過程、裝備方式以及制造出廠這一整個(gè)過程實(shí)踐出來。數(shù)字化的制造技術(shù)不但在企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中有體現(xiàn)，還被應(yīng)用在企業(yè)的物料準(zhǔn)備、產(chǎn)地布置、生產(chǎn)過程以及成本核算等方面。數(shù)字化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用很大程度上增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)機(jī)械過程產(chǎn)品的實(shí)際開發(fā)能力、縮短了研發(fā)周期、減少了預(yù)期的成本消耗、促進(jìn)了企業(yè)之間的互相合作，讓企業(yè)有能力在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高效研發(fā)，以此增強(qiáng)企業(yè)在國(guó)際領(lǐng)域上的競(jìng)爭(zhēng)力[2]。

數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)融合了許多在機(jī)械制造領(lǐng)域中非常前沿的技術(shù)，其中包含了三維立體構(gòu)建模型、產(chǎn)品的裝配與分析、產(chǎn)品性能的優(yōu)化、系統(tǒng)構(gòu)成、產(chǎn)品的信息歸納、虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、多媒體通信等，是一項(xiàng)集結(jié)多種學(xué)科的前沿技術(shù)。其主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：CAD/PDM/CAPP/PDM/CAE；異地、協(xié)同的設(shè)計(jì)系統(tǒng)；基于知識(shí)的CAD 系統(tǒng)；虛擬設(shè)計(jì)與制造；概念和工業(yè)設(shè)計(jì)；綠色設(shè)計(jì)（對(duì)環(huán)保的設(shè)計(jì)DFE）；以并行工程為主的設(shè)計(jì)。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)中的各個(gè)學(xué)科都已經(jīng)應(yīng)用在了實(shí)際的生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的高效設(shè)計(jì)，引進(jìn)了前沿的設(shè)計(jì)理念，降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提升了產(chǎn)品和其本身的競(jìng)爭(zhēng)力與影響力，有利于完善企業(yè)在生產(chǎn)過程中的設(shè)計(jì)與管理體系的建設(shè)。數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)間互相合作的重要方式。

2 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的主要特點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)模型能夠統(tǒng)一

在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中，老舊的設(shè)計(jì)技術(shù)是依照不同時(shí)間段進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到的也是不相同的模型。這會(huì)導(dǎo)致過程變得十分煩瑣與復(fù)雜，使不同階段的模型轉(zhuǎn)換之間存在數(shù)據(jù)遺失的現(xiàn)象。但是如果應(yīng)用數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，此類問題就會(huì)大幅度減少，因?yàn)閿?shù)字化的設(shè)計(jì)技術(shù)從模型的建立到設(shè)計(jì)的最終完成都是一類的模型，操作過程十分簡(jiǎn)單，就不會(huì)有數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 可以實(shí)現(xiàn)并行化設(shè)計(jì)

在數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造過程中，并行設(shè)計(jì)是一種很重要的設(shè)計(jì)理念。針對(duì)一個(gè)項(xiàng)目，可以通過很多不同專業(yè)的團(tuán)隊(duì)共同設(shè)計(jì)，一起完成這個(gè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)出來的模型就會(huì)具有很強(qiáng)的可塑造型，這種經(jīng)過智能化設(shè)計(jì)的模型就會(huì)有數(shù)字化的特性，可以針對(duì)產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)過程進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的完善。

2.3 數(shù)字化設(shè)計(jì)降低對(duì)于實(shí)體模型的使用

老舊的設(shè)計(jì)制造技術(shù)會(huì)在設(shè)計(jì)制造的過程中浪費(fèi)許多的時(shí)間成本，還增加了工作難度和工作量，而數(shù)字化的設(shè)計(jì)技術(shù)相對(duì)而言就很先進(jìn)，節(jié)省了這一個(gè)基本環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品最終完成之前，設(shè)計(jì)人員只依靠計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化的測(cè)試，再對(duì)其中的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，從而降低設(shè)計(jì)人員的工作量，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)間損耗，有效地提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效益。

2.4 數(shù)字化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)具體化裝配

數(shù)字化的設(shè)計(jì)技術(shù)是在數(shù)學(xué)的模型指導(dǎo)下建立起來的，實(shí)行面向裝配，并不是對(duì)每個(gè)零件進(jìn)行裝配。這種裝配模式包括全部的零件和裝配階段可以利用的有效信息，從而生產(chǎn)出包括許多數(shù)字化信息的產(chǎn)品模型。這種產(chǎn)品模型非常方便設(shè)計(jì)師對(duì)于產(chǎn)品的處理，數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)能夠依據(jù)自身的特點(diǎn)把非常復(fù)雜的零件變得簡(jiǎn)單化，這將有利于設(shè)計(jì)師對(duì)于產(chǎn)品的把控和及時(shí)更改。

3 數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 虛擬技術(shù)在數(shù)字化中的實(shí)際應(yīng)用

當(dāng)前的數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造技術(shù)正在不斷地發(fā)展，因此虛擬的技術(shù)逐漸應(yīng)用在許多農(nóng)業(yè)機(jī)械制造上，虛擬技術(shù)就是將產(chǎn)品的圖像模式與設(shè)計(jì)端口結(jié)合在一起，產(chǎn)品信息最后通過這種結(jié)合方式形成了立體三維圖像。虛擬技術(shù)不僅能使農(nóng)業(yè)機(jī)械制造變得更加生動(dòng)形象，而且應(yīng)用虛擬技術(shù)還能夠解決農(nóng)業(yè)機(jī)械制造上的疑難問題。虛擬技術(shù)也使設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程變得真實(shí)，從而讓產(chǎn)品數(shù)字化變得名副其實(shí)[3]。

3.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造共同進(jìn)行

農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中是離不開原創(chuàng)設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)是密切相關(guān)的關(guān)系。機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和制造的過程中需要兼顧設(shè)計(jì)效率，縮減產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間。數(shù)字化的設(shè)計(jì)技術(shù)要求其和制造過程緊密地結(jié)合在一起，需要設(shè)計(jì)師之間互相協(xié)作共同設(shè)計(jì)，讓設(shè)備能夠全面地投入到生產(chǎn)過程中以及制造過程中，設(shè)計(jì)師可以一起共同參與到原創(chuàng)設(shè)計(jì)中來，提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.3 產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

現(xiàn)代化的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)可以應(yīng)用在生產(chǎn)的許多方面，能明顯地提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)工作人員在數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造技術(shù)能夠滿足農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)生產(chǎn)需要的前提下，要更加積極地投入更多的熱情在現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念和方法上。每當(dāng)人們購買農(nóng)業(yè)機(jī)械制造的產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品的具體性能已經(jīng)不再是人們購買的唯一要求，他們更加會(huì)考慮產(chǎn)品本身的親和力?，F(xiàn)代的數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造技術(shù)需要全面地增強(qiáng)產(chǎn)品的親和力，才能夠真正地滿足人們的生活需要。與一些外國(guó)國(guó)家的先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)的數(shù)字化的設(shè)計(jì)制造技術(shù)與其還有一定的差別。對(duì)于這種情況，就要求我國(guó)對(duì)于落后的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行創(chuàng)新，除此之外，設(shè)計(jì)工作人員還應(yīng)從自身的特質(zhì)出發(fā)，跟緊時(shí)代的步伐，自主學(xué)習(xí)這方面的專業(yè)知識(shí)與技術(shù)要領(lǐng)，從而提升整體的綜合能力，更好地滿足現(xiàn)代化的數(shù)字設(shè)計(jì)制造的現(xiàn)實(shí)要求[4]。

3.4 建立戰(zhàn)略合作聯(lián)盟，形成“官、產(chǎn)、學(xué)、研”的融合體系

企業(yè)戰(zhàn)略合作聯(lián)盟是近兩年企業(yè)之間出現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)形式，是一種創(chuàng)新型的競(jìng)爭(zhēng)合作團(tuán)體。針對(duì)合肥市的生物制藥企業(yè)，合作型的戰(zhàn)略計(jì)劃具有極其重要的操作意義，在“官、產(chǎn)、學(xué)、研”的體系影響下，政府部門應(yīng)該換一種策略，轉(zhuǎn)變具體的職能，增強(qiáng)對(duì)企業(yè)的服務(wù)意識(shí)，營(yíng)造有利的環(huán)境，促使企業(yè)之間、研究機(jī)構(gòu)、各大院校之間實(shí)現(xiàn)互幫互助、互惠互利、承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的共贏關(guān)系。企業(yè)在資金儲(chǔ)備、經(jīng)營(yíng)體系以及市場(chǎng)開發(fā)有很大的優(yōu)勢(shì)，而高校和各大研究機(jī)構(gòu)在別的方面，如腦力、信息資料、創(chuàng)新意識(shí)等方面有獨(dú)特的長(zhǎng)處，因而把這兩者緊密地聯(lián)系在一起有助于對(duì)企業(yè)知識(shí)所有權(quán)的保護(hù)，推動(dòng)社會(huì)穩(wěn)定的進(jìn)步，如合肥市生物制藥企業(yè)的出眾者——科大兆豐藥業(yè)有限公司就是學(xué)術(shù)領(lǐng)域和具體產(chǎn)業(yè)之間互相捆綁的好例子。

3.5 實(shí)現(xiàn)綠色制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用

一是借助計(jì)算機(jī)的仿真作業(yè)和虛擬技術(shù)，將其應(yīng)用于現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中。二是建立現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)機(jī)械虛擬化平臺(tái)。三是提供現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械綠色制造的評(píng)判和系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)，這將是農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的重中之重，也是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械綠色發(fā)展的前提所在。

4 結(jié)語

現(xiàn)代化的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造上，大幅度地提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)速率，減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際支出成本?，F(xiàn)代化的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)正是運(yùn)用虛擬平臺(tái)將農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的全部信息生成三維立體圖像，再進(jìn)行虛擬化的設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中，現(xiàn)代化的數(shù)字化設(shè)計(jì)工作者能夠有效地找出設(shè)計(jì)中存在的問題并進(jìn)行改善，確保產(chǎn)品能夠更加符合實(shí)際。