數(shù)字化設(shè)計技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的應(yīng)用論文

　　1數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的含義及特點

　　1.1含義。農(nóng)業(yè)機械設(shè)計需要結(jié)合使用方向來進行，優(yōu)化功能組成，這樣在使用階段可以降級故障發(fā)生幾率，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)也能夠高效完成。數(shù)字化設(shè)計理念在農(nóng)機產(chǎn)業(yè)中雖然應(yīng)用實踐較短，但卻取得了很好的成果，所設(shè)計的機械結(jié)構(gòu)更能夠滿足使用需求，基于計算機設(shè)備完成的設(shè)計任務(wù)，可以節(jié)省數(shù)據(jù)分析運算所用時間。借助計算機中的功能軟件，能夠輕松的完成圖紙繪制工作，并通過系統(tǒng)模擬來觀察運行期間的設(shè)備穩(wěn)定性，最終得到的產(chǎn)品生產(chǎn)方案更安全可行。

　　1.2特點。數(shù)字化技術(shù)是科技發(fā)生的成果，農(nóng)機生產(chǎn)行業(yè)正在向自動化控制方向發(fā)展，要求設(shè)計環(huán)節(jié)科學高效，必然會應(yīng)用到數(shù)字化技術(shù)。分析技術(shù)應(yīng)用特點可以了解到，在設(shè)計時間上有明顯的節(jié)約，可以同時完成多項任務(wù)，包括數(shù)據(jù)的錄入與運算，幫助提高產(chǎn)品設(shè)計效率。數(shù)字化技術(shù)還能夠結(jié)合使用需求對設(shè)計方案做出優(yōu)化，并通過計算機軟件來完成設(shè)備的運行模擬，這樣所確定的最終方案更安全可靠，有效的降低來生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)設(shè)計方法中，需要同時得出多種設(shè)計方案，增大了工作任務(wù)的難度，這一點在數(shù)字化技術(shù)中得到來解決。

　　2當今數(shù)字化設(shè)計技術(shù)研究的熱點

　　2.1計算機輔助概念設(shè)計（CACD）。新型技術(shù)的應(yīng)用離不開計算機設(shè)備，農(nóng)機設(shè)計過程中會涉及到大量的圖紙繪制，計算機繪圖軟件可以完成這一任務(wù)，在工作任務(wù)開展期間，技術(shù)人員將所得到的參數(shù)輸入到計算機中，選擇相應(yīng)的功能，便能夠?qū)�機械圖形展現(xiàn)在其中。目前管理圖紙繪制的軟件也正在完善，功能也有明顯的增多，為農(nóng)業(yè)機械設(shè)計提供來便捷性。

　　2.2知識工程（KBE）。知識工程在數(shù)字化設(shè)計技術(shù)中的應(yīng)用愈來愈廣泛�，F(xiàn)代設(shè)計之所以不同于傳統(tǒng)的設(shè)計，是由于市場、競爭和技術(shù)進步形勢的變化，它比過去任何時候都更加依賴于對新知識的獲取，而不是依賴經(jīng)驗。過去的一二十年間，在人工智能和知識工程等領(lǐng)域發(fā)展起來的基于框架、規(guī)劃、模型、本體等多種知識建模技術(shù)，主要是為實現(xiàn)計算機對知識的智能推理，提高計算機智能服務(wù)的。對于新知識的獲取，通常有以下幾個來源：已有知識；市場信息；數(shù)字仿真或虛擬現(xiàn)實；物理模型試驗；樣機試驗；已有產(chǎn)品運行表現(xiàn)。

　　2.3虛擬原型（VP）。虛擬原型技術(shù)，近年來作為數(shù)字化設(shè)計的一個重要的分支，得到了人們的普遍關(guān)注。虛擬原型技術(shù)是在CAX（如CAD、CAM、CAE等）/DFX（如DFA、DFM、DFS等）等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，它將信息技術(shù)、先進制造技術(shù)和先進仿真技術(shù)等應(yīng)用于復雜系統(tǒng)全生命周期，并進行綜合管理，從系統(tǒng)的層面來分析復雜系統(tǒng)，支持“由上至下”的復雜系統(tǒng)開發(fā)模式。虛擬原型是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計信息或產(chǎn)品概念產(chǎn)生的在功能、行為和感觀特性等方面和物理原型盡可能相似的可仿真的計算機模型。虛擬原型技術(shù)經(jīng)過近十年的發(fā)展，已經(jīng)可以部分替代物理原型，在產(chǎn)品設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　3農(nóng)業(yè)機械數(shù)字化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　農(nóng)業(yè)機械屬于制造業(yè)的范疇，門類廣、種類多，市場需求潛力巨大，據(jù)統(tǒng)計，目前我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品擁有14大類、95小類，3000多種產(chǎn)品。盡管我國能生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)裝備品種很多，但產(chǎn)品技術(shù)水平、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與發(fā)達國家還存在相當差距。在構(gòu)型設(shè)計方面除了利用計算機輔助設(shè)計加速產(chǎn)品開發(fā)的同時，基于知識工程，利用計算機仿真對產(chǎn)品性能進行預(yù)測以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也得到了人們的關(guān)注。在農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品概念設(shè)計方面的研究也有學者開始涉及。今后數(shù)字化設(shè)計技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的發(fā)展趨勢，應(yīng)注重以下幾點。

　　3.1突出產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計。設(shè)計過程中應(yīng)當突出產(chǎn)品的使用功能以及創(chuàng)新性，消費者在購買機械設(shè)備時擁有更多的參考。應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)后，設(shè)計階段創(chuàng)新理念可以更好的展現(xiàn)，結(jié)合農(nóng)機設(shè)備使用階段容易發(fā)生的故障問題來進行，將故障發(fā)生幾率降至最低，這樣才能夠降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本投入，確保設(shè)備具有消費市場。農(nóng)機設(shè)計生產(chǎn)企業(yè)有很多，只有突出設(shè)計階段的創(chuàng)新性，才能偶在激烈的市場競爭中占據(jù)有利位置�？梢悦鞔_，產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計涉及到數(shù)據(jù)開采、知識發(fā)現(xiàn)及其重用技術(shù)、知識的表達與組織、知識數(shù)據(jù)庫的開發(fā)、基于知識的決策技術(shù)等。

　　3.2重視虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，給產(chǎn)品設(shè)計帶來了一場新的革命，它集3D圖形、聲音等多媒體為一身，讓設(shè)計者/用戶身臨其境的感受產(chǎn)品的設(shè)計過程，體驗其性能，從而提高設(shè)計的成功率。該技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計及制造中非常重要。對于結(jié)構(gòu)復雜、設(shè)計困難、設(shè)計周期長的大型農(nóng)業(yè)機械的設(shè)計，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，既便于模擬產(chǎn)品的某些性能，又便于設(shè)計人員對產(chǎn)品的修改，更便于用戶針對產(chǎn)品的原型了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能等，提出反饋意見，加快了產(chǎn)品投入市場的速度。目前國外已提出了兩種基于VR的工程設(shè)計方法，一種是增強可視化，它利用現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)產(chǎn)生模型，然后將模型輸入到VR環(huán)境中，用戶充分利用各種增強效果設(shè)備如頭盔顯示器等產(chǎn)生臨境感。另一種是VR-CAD系統(tǒng)，設(shè)計者直接在虛擬環(huán)境中參與設(shè)計。國內(nèi)相關(guān)的研究才剛起步，尤其是VR在工程上的應(yīng)用方面還缺乏一套較為完善的理論和方法。

　　3.3強調(diào)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計。農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)面臨著新的商業(yè)環(huán)境，如產(chǎn)品定制需求的增多；跨部門甚至跨企業(yè)共同協(xié)作進行產(chǎn)品設(shè)計與制造等，因此，產(chǎn)品設(shè)計制造的協(xié)同是現(xiàn)代企業(yè)適應(yīng)全球經(jīng)濟的重要手段，也是我國發(fā)展農(nóng)業(yè)機械行業(yè)乃至整個機械行業(yè)所需要瞄準的方向。據(jù)估計，發(fā)達國家制造企業(yè)在新產(chǎn)品的開發(fā)過程中往往有40%~70%的工作是與其他企業(yè)和合作伙伴共同完成的。如何從浩瀚的產(chǎn)品資源中選擇合適的為己所用，這就提出了在已有知識庫中的搜索算法實現(xiàn)問題。PTC公司的Web服務(wù)器上保存了眾多世界領(lǐng)先的零件供應(yīng)商的百余萬個零件，且每月增加幾萬個新的零件。盡管象PTC公司這樣將所有資源都納入自己的服務(wù)器的做法在搜索算法實現(xiàn)上較為容易，但在我國目前采用是不現(xiàn)實的，并且從長遠看也不是方向。一個可行的辦法就是由供應(yīng)商在自己的服務(wù)器上提供零件的資源信息，這樣采用什么特征及其參數(shù)引導在眾多的供應(yīng)商之間搜索，以及如何實現(xiàn)客戶端各種異構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)與服務(wù)器各種異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間信息的傳遞就成為研究的方向。農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)的發(fā)展中始終處于十分重要的地位，將數(shù)字化設(shè)計技術(shù)引入農(nóng)業(yè)機械行業(yè)是改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)方式，用新技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，支持新興農(nóng)業(yè)技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)競爭力的重要手段。

　　參考文獻

　　[1]王維亮.數(shù)字化設(shè)計技術(shù)及其在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].才智，2013（7）：126.

　　[2]牛.虛擬樣機技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計上的應(yīng)用和發(fā)展初探[J].科技資訊，2013（11）：98.

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