农业机械智能化设计技术发展现状与展望

邹贤珍

（湖南财经工业职业技术学院 湖南衡阳 421002）

当前农业机械设计技术存在的问题导致我国农业机械行业在实际的发展过程中，缺乏科学有效的核心技术、经济效益低下、无法有效提升核心竞争力，因此，农业机械智能化设计技术应运而生。当前发展形势下，农业机械智能化设计技术的主要目标是为了对用户的定制化及多样化需求进行满足，通过对科学的现代信息技术手段诸如知识工程、人工智能、数据管理、虚拟仿真等的运用，来对农业机械发展过程中已有的技术及资源进行整合，在产品数据、生命周期管理集成化平台基础上，不断提升农机设计的自动化和智能化水平，不断促进我国农业生产的现代化发展。

1 智能化设计技术概述

首先，智能化设计指的是一种将计算机辅助设计理论与知识工程进行融合、具有先进性水平的设计技术。其次，智能化设计技术与传统的设计技术相比，具有显著的特点，这种现代化的设计技术是在现代设计理论及方法的指导下，通过对知识的整合、对人工智能技术的运用、用传统CAD技术来处理数值计算及图形进行自动化设计，在传统的设计技术基础上进行了大幅度的改革与创新。

2 农机智能化设计中的主要技术分析

2.1 对用户需求进行分析描述的技术

在当前的农机制造与发展过程中，受到农业种植整体环境的影响，农机用户有着多样性、动态化、层次性等特点的需求，在这个基础上，农机企业在实际的农机设计制造过程中，对用户的需求越来越重视，力求生产出经济实用性较高、价格较低、用户满意的产品，来提高自身的经济效益和核心竞争力。在实际的用户需求分析描述过程中，通常会使用Kano模型、产品质量功能配置模型进行，Kano模型工具在CRs分类及优先排序方面发挥着重要的作用，通过有效的手段将客户对农机的需求细化为五个方面，对用户需求进行科学规范的调查，通过问卷调查对产品进行优化和改善，不断满足用户的需求。

Kano模型图示例

产品质量屋基本结构图示例

2.2 对农业机械进行模块化设计的分析

在模块划分方法方面，主要包含三个类别，分别为启发式、聚类式、其他方法。启发式方法可以根据具有较大差异性的工程应用背景构建出显影的数学规划模型，通过启发式算法获得运用，将最具有优势的模块划分方案进行选择和运用。聚类式方法可以将产品的不同元素关系运用设计矩阵、复杂网络、图论等手段进行形式化的表达，通过对聚类算法的运用，可以对零部件的成组、聚类按照模块标准进行划分。在模块化方案优化与评价方面，对产品模块化的划分方案是具有差异的，不相同的模块度对应不同的模块化方案。

2.3 知识工程技术分析

知识表示方面：复杂性、模糊性、层次性、耦合性是农业机械相关知识的特点，在实际的农机设计过程中，除基本知识之外的相关设计知识基本上都来源于国家规范、专家、试验、设计师及用户反馈等方面，从对知识的表述和转移方面来讲，可以划分为显性知识及隐性知识两个方面。在当前的发展形势下，在显性知识的表达方式方面已经有较多的积累，但是对于隐性知识的表达形式还需要加强研究。

知识获取方面：在农机制造设计技术方面，其发展受到的主要限制原因是知识量的积累不足，知识自动获取技术的研究还没有达到一定的高度。相关研究学者通过多年的研究与总结，总结出了一种有效的隐性知识获取方法，具体的隐性知识获取模型如下图所示。

隐性知识获取模型

知识推理方面：知识推理的过程指的是按照具体的设计原则，在已知判断的基础上创造出新的判断，主要包括三个方面：规则推理、实例推理、模型推理。在实际的农机设计过程中，由于其设计知识的复杂性和多样性，因此需要将多种知识推理方法进行有效的结合，才能不断满足农机设计的需求。

3 农机智能化设计技术发展趋势的展望

3.1 农机设计基础数据及互作机理

在当前的发展形势下，现代农业发展及粮食安全的需求逐渐提升，若想对其保障进行有效提高，就要在实际的农机设计基础上，对其中的设计数据不足、产品质量不高等问题的原因进行细致的分析。

3.2 按照用户需求进行个性化、定制化的农机设计

根据用户对农机的实际需求特点，对用户的需求采用大数据技术进行分析和总结，将农机使用与用户需求的根本联系进行总结，对合理优化的用户需求模型进行建立，将用户需求与产品设计制造之间的关系、转化等进行深入的分析和整合，紧密结合用户的需求来设计产品的功能与结构，不断提高农机设计制造的效率与质量，降低成本消耗，不断提升经济效益和核心竞争力。

3.3 实现多领域协同仿真技术的发展方向

随着当前农业现代化技术的不断发展，精细化、信息化农业的不断发展与进步，精细农业、信息农业的发展，对农机的整体性能与质量也提出了更高的要求，农机的仿真技术也要不断的进行转型与优化，要从单一的仿真理论及模式转变为多系统、全面的仿真理论模式。

4 小结

在当前的发展形势下，农机智能化设计技术的研究与运用对农业的发展及进步发挥着不可替代的保障作用。因此，在实际的农机设计制造过程中，要不断加强科学技术的研究与资金的投入，有效地促进农机智能化设计技术的发展，为我国农业机械化水平的发展及农业经济的促进发挥积极的促进作用。