数字化设计技术在农业机械设计中的应用探究

彭勃 张萌

摘 要 随着计算机技术的快速发展，现代社会各个领域的计算机技术应用愈加普及，以此为基础的数字化设计技术不断完善，在我国农业机械设计中占据着越来越重要的地位，是提升农业生产效率和质量的有效途径，促进了我国农业的现代化、集约化建设，对农业经济可持续发展具有不可忽视的作用。鉴于此，结合对数字化设计技术的概述，分析目前数字化设计技术在农业机械设计中的应用现状，并对数字化设计技术在农业机械设计中的应用进行展望。

关键词 农业机械设计;数字化设计技术;应用;展望

中图分类号：S220.2 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.29.080

现阶段，虽然我国农业机械化建设进程不断加快，呈现出农业机械化生产水平稳步提升的良好态势，然而相较于一些西方发达国家，我国农业机械化生产水平仍旧存在一定差距，尚未与国际标准接轨，没有达到现代化农业生产目标。近年来，党和国家愈加重视农业生产的现代化、机械化发展，投入了大量人力、物力、财力支持，给各地区农业机械设计中的数字化设计技术创新研究以及推广应用提供了有力保障，促进了农业生产效益和发展水平的提升。数字化设计技术在农业机械设计中的应用不能盲目展开，而是要紧扣数字化设计技术的含义和优势，结合数字化设计技术应用要点和现状，与时俱进地分析数字化设计技术应用趋势，充分体现数字化设计技术的应用价值。由此可见，研究数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用具有重要的现实意义。

1 数字化设计技术概述

1.1 数字化设计技术含义

数字化设计简单来说就是简单转化声音、图文等信息后，以数据形式采取二进制代码处理，进行处理信息应用和计算机传递的综合性技术。在具体产品设计中应用计算机技术，可实现产品设计的科学、合理与高效，从而更好地满足信息时代发展需求[1]。

1.2 数字化设计技术的应用优势

1）工作效率高。依托先进信息技术和互联网技术开展的数字化设计工作，能够进行团队协同设计，达到信息共建共享状态，进而促进工作效率和水平提升。2）利润大。相较于传统的产品设计方式，数字化设计技术的应用可以提升工作灵活性，打破某一设计团队的信息局限，增强产品设计完整性的同时，不断丰富设计系统。不同的设计团队可针对不同设计版块在不同地点、时间进行设计工作，既大大减少了设计成本投入，也切实扩大了利润空间[2]。3）质量佳。利用数字化模型进行较为完备的功能测试，可及时发现产品设计问题并加以优化改进，有助于提升设计质量，避免产品实物制造环节发生各种问题。

随着科学技术的不断升级更新，数字化设计技术的应用以往容易出现的数据缺失、实效性不足等问题已经得到了很好解决，将其应用到农业机械设计中，增强了农业机械设备的安全可靠性与高效性。借助数字化设计技术的灵活、可控、可变等优点，打开了我国农业机械设计改革创新的大门。

2 数字化设计技术在农业机械设计中的应用优势

2.1 虚拟原型技术的应用优势

虚拟原型技术简称VP技术，是Virtual Prototyping的英文首字母缩写，在近两年的数字化设计技术研究成果中占据先锋地位，一经提出备受关注，是一项以CAE、CAM、CAD等技术为虚拟原型的新颖数字化设计技术。应用优势在于保证原有技术应用前提下，有效融合复杂生命周期技术、制造技术、仿真技术以及信息技术，同时进行虚拟原型设计操作。现代化农业机械设计中，引入虚拟原型技术将农业机械设备产品概念和设计信息有机结合，以集合功能、行为、感官为一体的物理原型形式展示出来，针对性加以优化，可促使农业机械生产和设计深度融合，推动农业发展。

2.2 知识工程技术的应用优势

知识工程技术简称KBE，在农业机械设计的数字化设计技术应用中十分常见，具有应用范围广、应用效果佳的特征。应用优势在于能够对技术进步走势和市场竞争变化进行科学预测，通过获取新知识，配合人工智能技术提升农业机械设计可行性，避免了设计工作过度依赖过去实践经验、难以获取新知识内容的情况发生。现代化农业机械设计中引入知识工程技术，可快速形成隐性知识与显性知识统一建模的设计模型，优化知识与过程、知识与人、知识与知识的集成方法，保证设计质量，是促进农业机械设计方法和技术不断创新的主要依据。

2.3 计算机辅助概念设计技术的应用优势

计算机辅助概念设计技术简称CACD，应用过程依托现代设计程式化、逻辑化内容进行，具有相对规范、开放的产品设计思想。应用优势在于能够调整和优化施工设计、技术设计、概念设计、任务明确等各个阶段工作，可依据产品设计需求，顺应产品发展趋势制定更加详细、优质的设计方案，提供丰富的设计服务。现代化农业机械设计中引入计算机辅助概念设计技术可綜合考虑构型设计产品以及概念设计产品的实际应用，可优化方案制定和丰富方案具体内容，在农业机械设备生产的交货期、价格、功能、质量等方面起着决定性影响。

3 数字化设计技术在农业机械设计中的应用现状

数字化设计技术的创新研发和推广应用快速丰富了我国农业机械产品种类、生产数量[3]。目前整体来看，我国农业机械设备愈加丰富，但农业机械设计中的数字化设计技术含量不高，经常出现产能过剩、生产力过剩情况，只有不断优化农业机械产品开发和生产中的数字化设计技术，才能够保障农业生产健康、长久发展。

3.1 创新产品设计优化

我国农业生产使用的拖拉机普遍存在分布不合理问题，中小功率拖拉机产品在市面上占比较大，严重限制了农业机械化、现代化发展。应用数字化设计技术可有效解决拖拉机生产效能差、功率低问题，新型拖拉机可借助数字化技术操控动力换挡，具有电子反馈悬挂系统和分置式液压系统，以电子液压操控器为操控系统基础，提升了操控的高效性和灵活性，加之独立开关控制和控制版面设计，大大提高了操控便捷性，充分体现了创新产品设计优化中数字化设计的技术价值。

3.2 协同产品优化设计

农业机械设计中数字化设计技术实践应用可跨越商业与农业两大领域，建立数字化、地域化的农业机械设计新模式和广阔平台。此平台涉及丰富的农业机械设计产品，各个产品之间存在设计制造的技术协同效应，充分利用这种效应可令我国农业机械产品的数字化设计与全球化接轨[4]。

3.3 产品VR设计优化

虚拟现实技术（VR）在人们生活的方方面面均有所渗透，具有广阔的发展前景，在农业机械设计的数字化设计应用中也不例外，体现了极大的应用价值，掀起了我国农业机械研发的巨大改革创新浪潮[5]。融合多媒体、声音、3D图像的VR设计技术给农业机械设备设计人员提供了逼真的设计体验及应用感受，以此为依据可合理调整优化农业机械设备性能、结构，而且通过VR设计技术形成的设备信息反馈平台提升了设备应用频率和市场投入速度，为大量用户更加直观了解设备性能优势、结构优势提供了便利条件。此外，VR设计技术在我国农业机械设计专业教育教学工作中也体现出了巨大应用价值，为设备维修保养、故障检测、设备拆装等实践教学提供了便利条件和形象演示说明，提升了我国农业机械设计专业人才培养的质量。

4 数字化设计技术在农业机械设计中的应用展望

1）更创新。想要不断提升数字化设计技术在农业机械设计中的应用水平，就要与时俱进不断创新技术研发、技术实践方法，探寻更多数字化设计技术发展方向，及时解决技术应用过程中衍生的一系列农业机械设备新问题，通过技术创新和设计理念创新，保持农业机械设计改革动力。2）更集成。未来农业机械设计中的数字化设计技术应用势必会更加集成化，形成既相互统一又相互独立的农业机械产品制造和设计系统。现代化设计思想融入农业机械产品设计全周期，可有效缩短设计周期，降低成本投入，优化升级设计方案，提升技术集成程度[6]。3）更智能。随着智能时代的到来，市场上出现了各种各样的智能产品，包括智能手机、智能扫地机器人等，大大提升了人们的生活质量。在此背景下，农业机械设计中的数字化设计技术应用也要向着更加智能化的方向迈进，应利用三维图像技术、自动化技术等完善数字化设计工作，借助声光定位技术以及综合成像技术，缓解农业机械设计工作难度，进一步提升农业机械产品的运行质量和智能化水平。

5 结语

总而言之，在我国现代化农业发展进程中，推进农业机械数字化设计势在必行。应充分发挥出数字化设计技术的工作效率高、利润大、质量佳、可控性强等优势，不断提升农业机械设计水平。在具体实践中，设计人员要把握虚拟原型技术、知识工程技术、计算机辅助概念设计技术等热点数字化设计技术的应用要点，根据数字化设计技术在我国农业机械设计中的应用现状，提升数字化设计技术应用效果，准确分析未来数字化设计技术在农业机械设计中的发展趋势，促进技术应用向着更创新、更集成、更智能的方向迈进，让数字化设计技术为我国农业机械化、现代化建设贡献更多力量。

参考文献：

[1] 刘腾蛟.农业机械产品设计中工业设计的整合运用研究——评《农业机械数字化设计技术》[J].中国瓜菜，2019，32（4）：79.

[2] 张心雨，張烁.农业机械数字化设计与制造技术分析[J].南方农机，2019，50（10）：70.

[3] 顾冰洁.针对现代数字化设计制造技术在农业机械设计制造上的应用研究[J].中国机械，2019（6）：7，82.

[4] 李琢.我国农业机械数字化领域的发展技术[J].山东农机化，2019（1）：48-49.

[5] 刘宏新，王登宇，郭丽峰，等.先进设计技术在农业装备研究中的应用分析[J].农业机械学报，2019，50（7）：1-18.

[6] 宁双，朱莉娜，张双良.农业机械数字化的应用及发展前景[J].科学与财富，2016，8（5）：860.

（责任编辑：赵中正）