数字化技术在农业机械设计与制造中的应用分析

重庆工业职业技术学院 舒鸫鹏

伴随着科技的迅速发展，农业的发展受到了很大的影响，农业作为我国第一大产业，受到了数字化技术的影响。由此可得，现代农业开始逐渐向着数字化的方向发展，现代农业逐渐趋于精准农业。数字化技术在农业机械设计与制造方面的应用，促使农业的作业模式发生天翻地覆的变化，加快了农业机械化的脚步。但是我国大部分地区在开展农业作业时，已经开始实现了机械化，使用自动化生产设备，大幅度提高了农业生产的效率，保证了农业生产的质量和安全，因此，数字化技术在农业机械设计及制造中的应用已经成为发展所带来的必然趋势。所以必须加快数字化技术在农业机械设计和制造中的应用，促进农业机械数字化发展，加快农业发展的速度，发挥优势，为农业经济的可持续发展提供正向效果，为农业机械设计前沿化发展提供源动力。

1 数字化技术的概念及特点分析

1.1 数字化技术的基本概念

数字化技术当前已经渗透到各种行业中，包括化工行业、机械制造行业、交通运输等不同的行业。数字化的理念是利用信息技术满足人们对多方面的需求，关于数字化理念的实践，则是一个长期性的过程。从当前来看，数字化技术应用于农业机械设计制造中是对农业发展的一次重要转折。数字化设计是一种应用技术，需要建立数字产品模型，数字化设计技术的基础是计算机技术。这种技术在农业机械设计和制造中的优点是可以减少人力和物力在农业生产中的投入，提高生产效率和水平。数字化技术对当今农业机械生产和制造的发展起到了有效的推动作用，农业机械生产和制造的进步离不开数字化技术的支持。数字化技术是围绕计算机数字化产品模型进行开发的技术应用优化，可以把数字化设计技术理解为一种有效减少或者避免使用实物模型的新型产品开发技术。

1.2 数字化设计技术的基本特点

通过传统设计技术进行产品设计时，要根据各个时期设计相应的模型，增加了设计的难度并且不同时期在进行模型之间转换时，容易发生数据的缺失，但数字化设计技术具有非常高的统一性，可以有效避免这种情况的出现，规避了上述问题。同时，数字化技术利用的是数学模型，并非产品零件，这种模式所制造的产品，包含了不同的信息，便于准确的追踪，可以及时改善产品所存在的问题。数字化技术在设计过程中，可以减少传统实物模型的使用，减少了不必要的浪费，缩短了产品的设计周期，具有高效性、节约性、可实现性的特点，同时，生产的产品涵盖范围非常广泛，对整个农业生产带来了积极的推动作用。数字化技术已经成为各个行业领域发展的重要热点。

2 我国农业机械制造行业发展现状

2.1 我国整体农业机械生产水平较低

从整体社会发展情况来看，尽管我国科学技术得到了很大的发展，带动了农业现代化发展，但是目前我国的农业机械生产水平与较发达的西方国家相比较依然存在较大的差距。这种差距是长期累积产生的，虽然随着数字化技术的推广，数字化技术在农业机械生产中起到了积极的推动作用，但是依然没有大幅度缩小我国与西方发达国家农业机械生产水平之间的差距，且受一些地形影响，农业机械化生产仅存在于部分地区。依然有很多地方的农业机械生产，并没有运用数字化技术，这就导致我国农业机械制造行业目前整体水平较低，虽然有部分农业机械生产企业将数字化技术应用到了农业机械设计与制造当中，但是并不够普及，没有辐射到大面积地区，这就导致整体农业机械设计和制造水平不高。一部分地区的农业机械生产企业没有利用数字化技术，这必然会在某种程度上制约整个农业机械设计和制造行业的整体水平，从而对一个地区整体农业机械设计和制造水平产生了负面影响。总结，目前我国整体农业机械设计和制造水平较低，仅有部分企业抓住了数字化技术结合农业机械设计和制造，地区之间的农业机械生产水平不均，呈现出总体工业机械生产水平落后的局面。

2.2 目前数字化技术成熟度不高

科学技术是第一生产力，而我国的科学方面研究探索起步较晚，尤其在信息化技术方面的探索程度并不深，仅仅处于技术的探索阶段，因此，尽管我国大部分地区已经将数字化技术投入生产使用，并且数字化技术已经应用到各行各业当中，数字化技术在农业机械的设计与制造方面的应用也越来越深入，但就整体来看，我国目前在信息化技术方面探究不深，成熟度不高，所以数字化技术需要进一步提升研究程度。正由于数字化技术成熟度不高，会导致农业机械生产设计当中产品质量的把控，以及生产效率方面的控制效果不理想情况出现，这就在某种程度上束缚了我国农业机械设计与制造的发展，并且这种限制程度在短时间内是非常难以突破的，需要在长期的努力过程中完善数字化技术，提升整体的数字化技术，从根源上突破这种困难。

2.3 当前我国机械化数字技术设计水平不高

当前，我国数字化技术应用在农业机械设计与制造的过程中，不仅仅受到我国数字化技术较为落后的影响，同时，受到我国农业发展整体的机械化水平不高的影响，导致我国整体机械化数字技术水平较低，处于比较落后的状态。同时，也因为受到传统模式的影响，在农业机械设计和制造的传统生产模式中，没有办法充分发挥数字化设计技术的优势，也由于技术方法这一方面不够熟练，这些结合之后，就会导致数字化技术的设计水平较低，影响了机械化数字技术的水平。总之，我国目前的机械化数字技术设计水平不高，限制了数字化技术在农业机械设计与制造过程中的应用。

3 数字化技术在农业机械设计与制造中的优势

3.1 数字化技术应用于农业机械设计与制造，具备统一的设计模型

随着科技的发展，现代化数字设计制造技术与传统的设计制造技术相比，具有非常明显的优势。其中，相较于传统设计技术，其最为重要的优势之一就是现代数字化设计制造技术具有统一的设计模型，传统的设计技术在农业机械产品设计与制造中，需要对不同时期的设计模型进行确定，整体流程具有比较高的复杂性，这就导致传统设计技术应用在农业机械产品设计中，农业机械产品整体设计的难度增加了许多。但是，数字化设计技术应用在农业机械设计与制造过程中可以在很大程度上规避以上问题，使得农业机械设计与制造在开展过程中，涉及的环节更为简练，直接减少了转换数据缺失现象出现的可能性。传统设计技术在进行产品设计时需要根据不同时期设计相应的模型，提高了设计的难度，并且不同时期在进行模型转换时，非常容易发生数据缺失的情况，用数字化设计技术，则能够较好地规避以上这些问题。这就是现代化数字设计技术应用在农业机械设计与制造过程中重要的优势之一，同时，具备统一的设计模型，是现代化数字设计制造技术与传统设计技术相比的明显优势，也是现代化数字设计技术的重要特点之一。

3.2 数字化技术应用于农业机械设计与制造，减少了实物模型在现代化农业机械设计与制造中的应用

在传统的设计技术中，需要花费很多的时间和精力在生产制造实物模型中，且要确定设计方案，以及设计在制造过程中需要用到的多种实物模型。但是，利用数字化设计技术，则可以很好地省去这些环节，在最终的设计方案确定之前，仅需要采用计算机进行模拟生产和加工，就可以对生产过程中出现的各种问题及时进行改进，对问题提出相应的改正措施。利用数字化技术在农业机械设计与制造中的应用，可以减少实物模型在设计过程中的应用，在很大程度上节约了劳动力，同时，减少了设计时间的浪费，从而可以显著提高农业机械设计与制造过程中产品设计的速度，提高农业机械设计与制造的效率，促进农业机械化的正向发展。

3.3 数字化技术应用农业机械化设计与制造，减少了大量的时间成本

将数字化技术应用于农业机械设计与制造的过程中，可以减少在农业机械设计过程中的时间成本，主要是可以减少在产品设计环节过程中，对不成熟的产品进行调整和改善所花费的时间，同时，避免了实物模型的使用，也减少了在设计过程中所花费的时间。时间成本的降低，就为产品设计过程进行调整及改善预留了时间，起到了到去其糟粕、取其精华的作用。数字化技术在农业机械设计与制造过程中，有效减少了时间成本，帮助了农业机械设计出的产品与实际相辅相成。

3.4 数字化技术应用激活了农业机械设计与制造中的创新能力

农业机械设计师需要将焦点主要集中于创新产品的使用功能上，这样可以丰富农业机械产品的功能，帮助农业专业技术人员在进行农业机械产品采购时有更多的选择。在将数字化设计运用于农业机械的设计与制造过程中，可以很好地体现创新理念，可以在设计阶段进行模拟运行，第一时间发现设备存在的潜在使用问题，而进行产品优化设计方案，降低了设备投入使用后故障的发生率，从而达到减弱农业机械生产成本投入的目的。尤其随着新时代的到来，我国的市场经济发育逐渐成熟，农业机械化和自动化程度加大，如果想要农业机械生产在激烈的市场竞争中占据一定的地位，就需要在设计阶段增加创新的源动力，挖掘企业的创新潜能，做好农业机械数据采集及农业机械知识库开发的工作。数字化技术应用于农业机械产品设计与生产过程中，可以激发农业机械产品设计与生产的创新活力，提高整体农业机械生产的水平。

3.5 数字化技术应用于农业机械设计与制造，促进了产品设计与制造之间的协同发展

对于农业机械设备而言，产品设计和产品制造之间是一个相互耦联的过程。由于之前技术的落后等多方面的限制，导致在实际过程中的农业机械设计与制造环节，未能将设计与制造环节紧密联系起来，从而影响了设计理念与产品之间的联系，导致产品功能的发展空间减小了许多。对于这一关键环节并没有充分衔接起来的问题，可以通过数字化设计技术解决这个问题。通过数字化技术促进农业机械产品设计与制造之间的协同发展，促进这两个关键环节之间的耦联现象，农业机械化设计更加及时有效的同时，减少了设计成本，缩短了产品设计和制造周期。通过数字化技术推进产品设计与制造之间的协同化发展，为农业机械化设计效果的直观化和优质化带来了积极的正面影响。

4 数字化技术在农业机械设计与制造中的应用分析

4.1 在环保方面的应用

随着社会的发展，可持续发展理念逐渐被大力倡导，各种生产活动的开展都需要绿色、生态、环保。因此，在农业机械设计与制造的过程中，应贯彻这一理念。利用数字化技术可以在农业机械设计与制造过程中有效地渗透这一理念，在农业机械设计与制造过程中，应该尽量避免设备在运行过程中对环境产生负面影响，在保证设备运行的情况下，最大化地降低资金成本及自然成本，确保人与自然和谐共同发展，满足这种需求的农业机械才是当前社会所需要的。数字化技术应用在农业机械设计与制造的过程中，显著地降低了农业机械设计过程中的时间成本和金钱成本，这一环节降低了对自然的负面影响，且通过数字化设计在农业机械与制造的应用，可以通过计算机模拟设备运行来避免后期出现的问题，这样就减少了设备在后期运行中的问题，从侧面减小了机械对于环境的负面影响。总体来说，数字化技术应用在农业机械设计与制造环节可以很好地贯彻环保理念。

4.2 在概念化设计的应用

所谓概念化设计就是在农业机械设备的初级构思和设计阶段，将自己的设计思路利用数字化进行构建，并且不断调整，以验证该设计的可行性。这样可以很好地节省在设计过程中，由于一些不合理因素导致的修改，不仅缩短了设计的时间，同时也节约了成本，并且确保设计成型的机械设备具有更高的实用性、安全性和创新性。数字化技术在农业机械设计与制造环节的应用，可以很好地使概念化设计在农业机械设计与制造过程中得以体现，提升了整个农业机械设计与制造的水平。

5 总结

随着数字化水平的不断提高，技术不断增强，数字化技术所应用的领域也逐渐增多。在我国农业仍然是第一产业，农业机械化程度较低，将数字化设计技术运用在农业机械设计与制造的过程中，具有重要意义。数字化设计在农业机械设计与制造过程中的有效实践，可以有效减少设计过程中的时间和金钱成本，同时，减少在设计环节出现的问题，并且提高农业机械设计与制造的质量。数字化技术为我国农业机械产品的生产起了积极的推动作用，减少了农业机械设计与制造的支出。但是，要想数字化技术与农业机械设计与制造更为贴合，还需要提高数字化设计的能力，使数字化技术可以为农业机械设计与制造更好地服务，从而促进农业的发展，提高农业的发展速度，推动农业生产朝着产业化的方向发展。