数字化设计技术在农业机械设计中的应用

杨加根

（江苏省东台市梁垛镇农业技术推广综合服务中心，江苏 东台 224225）

在信息技术发展的背景下，数字化设计技术得到良好的发展，在农业机械设计方面也达到了标准化及前沿化。数字化设计技术在农业机械设计的应用中逐渐暴露出不少问题，因此，继续探究数字化设计技术在农业机械设计中的应用策略，对数字化设计技术的改革及创新，是十分必要的。能够更好地促进传统的农业机械设计完成转变，帮助各个农业机械部门紧密配合，提升工作效率。

1 数字化设计技术的内涵及特点

数字化设计是基于计算机的辅助设计技术，也是一个具有统一性，综合性的产品定义模型，应用于各类设计领域中。其核心是对数学进行压缩，编码，解调以及调制等各种处理。当前的信息技术和计算机技术不断应用于数字化设计，并且开始逐步形成计算机基础框架模型，广泛应用于社会的各个领域。

数字化设计技术具有以下特点。第一，数字化设计技术作为一个整体统一的产品定义模型，能够广泛应用于社会的众多领域之中，并具有潜在的发挥空间。第二，数字化技术能够同时进行多元设计，实现多个小组的任务，提高工作效率，节约了时间成本，保障了产品的设计质量。第三，数字化设计技术能够利用计算机技术来实现仿真模拟处理，规避了原传统设计对实物模型过于依赖的弊端，具有明显的效率高，成本低的优势。

2 数字化设计技术研究热点分析

计算辅助概念设计。其设计步骤主要分为概念设计和构型设计。概念设计的主要目的在于制定具体实施方案，而构型设计的目的仅仅是设计出具体构型。概念设计最终决定产品的质量、功能、成本、工作周期等。传统的计算机辅助设计系统主要针对产品的设计阶段分析，仅片面描述出三维及二维空间产品，不能对产品的概念设计提供足够有力的支持，设计人员的创意设计不能充分体现。实现计算机辅助概念设计的两大关键性技术，是信息建模与推理技术，信息建模分为功能信息建模和几何信息建模，功能信息建模是在功能表达的基础下，依据其作用原理，通过一系列的分解，转换，重组，对功能结构进行构想与设计。而几何信息建模则是对产品的几何进行描述，进行后续的表达以及操作。推理技术则具有两种方式，知识驱动以及数据驱动。知识驱动是在多领域的知识背景下，对知识进行推理及优化。而数据驱动则依赖于大量的实际数据进行推理。知识工程应用在数字化设计技术中的重要性越来越突出，较传统的设计不同，现代化设计在市场竞争，以及技术方面都有着明显的变化，它更加善于获取新知识，而不是仅仅依赖于已有的经验。获取新知识的途径通常以已有的知识，数字仿真，虚拟现实，市场信息等其他技术为来源。知识被划分为两大类型，显性知识与隐性知识，在基础研究中，仍然需要对显性知识以及隐性知识进行统一的数学建模，进而研究出知识与知识，知识与人，知识与过程等知识集成。虚拟原型技术主要是将先进的信息，制取新知识，而不是仅仅依赖于已有的经验。获取新知识的途径通常以已有的知识，数字仿真，虚拟现实，市场信息等其他技术为来源。知识被划分为两大类型，显性知识与隐性知识，在基础研究中，仍然需要对显性知识以及隐性知识进行统一的数学建模，进而研究出知识与知识，知识与人，知识与过程等知识集成。虚拟原型技术主要是将先进的信息，制造，仿真等各种技术应用于复杂系统中，通过系统层面对复杂系统进行研究。虚拟原型是根据产品的设计信息对产品进行仿真模拟的计算机模型，与物理原型在功能，特性等方面相似，虚拟原型技术相对成熟，可取代物理原型，虚拟原型具有成本低廉，工作周期短，操作灵活，易修改的优势。能够极大地提升产品的设计质量及效率。

3 农业机械设计的特征及现状

农业机械设计特点主要概括为两个方面。第一，农作物应用机械多种多样，类型及机械型号都十分庞大，因此其结构类型多样化且普遍较为复杂。第二，多种多样的农业机械功能简单，操作更加便利。当前，农业机械设计应用数字化设计技术，通常注重对CAD,CAE等多元化处理技术的应用，改变产品设计的周期及其他各个方面的影响因素，如设计的成本，设计效率等，达到设计任务的要求。与此同时，为了保证产品后期的维护工作足够便捷，农业机械设计对总体化设计给予了更多的重视。当前农业机械设计的诸多企业面对新型的商业环境，产品定制需求增多，要求更加严格，有时还会出现跨部门共同合作，进行产品设计及制造的情形。

4 数字化设计技术在农业机械设计中的应用策略

数字化设计技术在农业机械设计中的实际应用具有非常重要的现实意义。对数字化设计技术在农业机械设计的应用前景进行更深层的探究，是十分必要性的。在农业机械设计的过程中，引入虚拟仿真技术。虚拟技术集多种电子多媒体为一身，通过依靠声音定位技术和三维立体成像技术来实现产品的仿真处理，借助计算机等电子设备进行结构设计，以此来简化设计的步骤，可以有效地解决传统的复杂结构的设计实物模型的问题，降低设计任务的难度。此外，应用虚拟仿真技术，可以重现机械运动的过程，使设计人员能够身临其境准确感受产品的设计，进而利用计算机对机械运动过程中的力学进行分析和改善，使农业机械产品设计的质量以及实现的可行性得到有效的提升。实现产品设计及制造的协同性。在传统农业机械设计的过程中，设计制造容易脱节，造成机械质量达不到实际的要求。因此，当前数字化设计技术应用于农业机械设计，只有注重其产品设计及产品制造两者之间的协调性，才能够保证农业机械设计的质量。注重优化农业机械设计产品，降低材料消费成本，提高设计效率，落实和运用好数字化设计技术的统一综合应用，实现农业机械设计的最佳优化效果。

注重数字化设计技术的创新。一项技术能否实现可持续性发展，就在于其技术是否能够不断创新，跟上时代的步伐，与时俱进。数字化设计技术在具体应用时，会遇到重重阻碍，为了满足农业机械设计的质量，设计人员要对数字化设计技术提出更高的要求，使农业机械设计朝着更高标准化路途前进。与此同时，在注重数字化设计技术的创新的过程中，对其理念以及技术进行创新，推动技术发展更加成熟。