现代设计技术在农业机械工程设计中的应用

2024-04-30黄志玉

新农民 2024年8期

黄志玉

（烟台市牟平区观水镇人民政府，山东烟台 264104）

现代设计技术改变了传统的机械设计方式，从单一的软件和人工计算的方式转变为专业的、智能化的设计方式，改变了机械设计的工作模式，提高了设计人员的工作效率。它是一种从一元到多元的转变过程，是一种以现代设计技术为核心，对机械工程进行活化的设计方法。总体而言，现代设计的方法就是在计算机技术的基础上，结合数学的知识，进行多元化和智能化的设计方法。现代设计技术手段的应用，推动了我国机械工程的发展。

1 现代设计技术在农业机械工程设计中的应用特点

1.1 使农业机械工程设计更加高效精确

在社会和科学技术飞速发展的今天，现代科学技术在农业生产中得到了越来越多的应用。将现代设计技术运用于农机工程设计中，极大地提高农机设计的工作效率，农机工程设计方法更加先进，相应的设计数据也更加准确，大大提高了产品的质量，使之更能满足市场的需要。

1.2 使农业机械工程设计缩短时间和降低成本

与传统设计方法相比，现代设计方法具有快速发现问题的优点。在传统的设计方法中，通常需要在产品完成并生产出来之后，经过试验或实际使用的检验，才有可能找到设计上的不足。在设计过程中，一旦发现设计缺陷，就需要对设计进行改进、再生产，再进行测试或确认，存在产品设计定型时间过长、产品更新换代缓慢等问题，从而带来大量的资源浪费。利用现代设计技术，可以运用计算机的数字化仿真模拟技术，在设计过程中对产品的实际使用情况进行建模，从而能够对产品的潜在缺陷进行预测。

1.3 使农业机械工程设计更加科学合理

新产品的研发，必须先做好市场调研。在对产品性能及市场需求进行分析的基础上，有针对性地进行产品开发。在确定产品的性能指标及市场需求后，制订出一套新的产品开发计划及生产策略。将现代设计技术运用到农机工程设计中，可以根据海量的数据，及时调整和完善相关的规划和策略，保证农机产品在市场上的竞争优势。如通过系统分析、类比等方法，比较分析所构建的有关数学模型，优选出最优的设计方案，从而达到科学、合理的创新[1]。

2 现代设计技术的优势

与现代设计相比，传统设计缺乏科学性、专业性、创新性。如在机械参照模型上，设计人员在整个机械设计过程中都是依靠计算机辅助设计，而配套工具单一和匮乏，势必会造成后继的机械工程的质量无法达到令人满意的程度，甚至还会对其他方面产生消极的影响。机械工程的设计离不开精确的数据支撑，而受传统方法的限制，在设计时所得到的数据往往不够准确。如今，现代设计方法被广泛运用于机械工程设计中，将其与传统工艺融合，使其成为一种更加完美的新工艺，从而推动了机械工业的发展。现代机械工程的设计是以整个工程设计为主线，利用现代化的信息技术，深入设计机械产品的功能和性能，使产品获得更多的市场优势；在确保功能的前提下，进一步考量产品的外形的美观性和安全性能，使设计产品更加完善。

3 现代设计技术在机械工程设计中的应用分析

3.1 机械工程创新设计与优势设计

机械工程的创意设计，就是要在现有的理论知识与设计技能基础上，对机械工程产品的设计思想进行创新，使之更好地满足市场和顾客的要求。机械工程的创新性设计越来越注重人性化，要求设计者从顾客的视角来考虑机械工程产品的性能，利用新的理论知识和技术对原来的机械产品进行改进，持续提高其功能，同时降低机械工程设计的成本，提高产品的经济效益。因此，机械工程设计者必须保持创新的思想，持续吸收先进的设计思想和经验，在原有的基础上进行创新，扩展知识来提高完成任务的可行性，为企业和市场提供更多的优质产品[2]。

在现代社会，要想在机械工程设计中占有一席之地，就必须不断创新，建立自身优势。但在创新的过程中，要把自身的创新思想与产品设计相结合，根据市场与顾客的需求进行创新，确保创新产品能够为顾客所接受。为此，设计者必须事先搜集市场及顾客的需求资料，掌握类似产品的技术动向，强化产品的单向表现，以使所设计的产品在市场上占有优势。在此过程中，设计师要确保产品的功能符合性与成熟性，以防止由于技术革新而造成产品性能上的不完美[3]。

3.2 机械工程稳健设计与模糊设计

确保产品性能的稳定是机械工程产品最根本的要素，在设计和生产过程中应重视产品的使用性能指标，而机械产品的鲁棒性设计则着重于此。机械产品的稳健性设计，就是要保证产品的质量达到设计的要求，并能在其服役期间内保持正常工作。市场上性能和质量越好的产品就越有市场需求，因此设计师要把重点放在提高产品的鲁棒性上，充分发挥稳健设计的功能，使机械工程产品的整体质量得到全面提高。设计人员可以通过鲁棒设计来稳定产品的随机特性，消除在设计与服役期间可能出现的不确定性，并采用高级算法对其进行建模，给出最优的鲁棒设计方案。另外，在机械设计中，模糊设计是一种较为普遍的方法。模糊设计是指设计师利用模糊数学的方法，找出设计变量间的联系，并试图对产品中的模糊数据进行描述，从而间接地提高产品的性能和质量[4]。

3.3 机械工程绿色设计

绿色设计是基于可持续发展的思想而提出的一种设计思想。在机械工程的设计中，采用绿色设计的目的就是要确保产品的环保水平，在满足使用寿命和性能等条件的情况下，能够达到环保指标。在机械工程设计环节中，绿色设计又被称作环境设计或生态设计，其思想来源于原始的设计理念，设计师将产品的性能、质量、成本等因素结合起来，尽可能地避免超出使用年限后的产品对周围的环境产生影响，保证产品的维修、拆卸、回收等各个环节的环保水平。从实际情况来看，机械产品在超出其服务年限后，必须对其进行适当的处理，以防止其对环境的不良影响。然而，有些机械产品未按规定进行后续处理，未达到循环利用或生态环保处理要求，致使机械产品给周围的生态环境带来了较大的负担，有些有害物质侵入生态系统，不仅污染了环境，还会影响到周围的居民。在此背景下，设计师要在设计阶段采取绿色设计的方法，尽可能地将机械产品在未来发展过程中所造成的污染降到最低，最常用的方法就是修改原始的设计参数，坚持生态环保的思想，对产品的材质和性能进行绿色认证，从而从源头上消除不合格的产品，贯彻党和国家的可持续发展战略，减少工业发展对周围、对我国整体环境造成的不利影响，达到绿色、生态发展的目的[5]。

4 现代工程机械设备管理与维护保养的有效策略

4.1 完善工程机械设备管理制度

在项目启动施工前，要做好充分的准备，根据项目的具体要求，制订完整的施工组织方案，健全各类管理体系，特别是项目经理要对机器设备的管理给予足够的重视，按照有关规定，制定科学、完备的设备维修计划。在设备的管理与维修中，要根据国家有关的政策与规范，成立专门的管理机构并配备专业的管理人员[6]。

4.2 以节能理念和环保理念开展设备维护保养工作

在国家环保政策持续推进的背景下，绿色工程、绿色建筑、绿色施工已成为各重大工程项目的主要发展方向，也是创建绿色文明城市的一项重大考量。要符合可持续发展的理念，提升工程的环保性和节能性，就要在机械设备的使用上进行转变，在选择设备时，尽量选用低能耗、低噪音的机械设备，主动采用更加先进的环保设备，以此来降低设备在操作过程中所引起的能量损失，减少不必要的能量消耗，使企业的经济和社会效益得到最大程度的降低[7]。

4.3 体系结构的发展趋势

从机械工程机构的观点来看，一体化、模块化和网络化是今后的发展趋势。可编程 IC的应用是机械工程智能化发展的重要方向，它能够与半导体封装工艺进行有效融合，从而达到降低制造成本、提升机械工程智能系统运行的可靠性与稳定性的目的。同时，根据不同的系统功能，还可以根据特定的方法，将机械工程分成若干独立的操作模块，在某个区域模块发生了故障时，可以对其进行针对性的诊断和维护，降低设备的故障维护费用，有效提升企业的生产效率。另外，通过遥控方式，使机械工程的加工工艺更加方便，使生产条件得到最大程度的改善[8]。

4.4 性能发展趋势

随着科技的发展，机械工程的智能化将逐步向高速度、高效率、高精度、智能化、柔性化和复合化的方向发展，这对我国机械工程的智能化程度和总体水平提出更高要求。采用智能控制系统，可根据不同的生产条件与要求，调整机械工程的生产工艺和参数，保证机械工程的生产符合柔性管理的需要。同时，智能技术也能够对机械工程生产设备进行全过程控制，实现各个阶段的生产操作，从而实现复杂的加工，使生产效率得到极大的提升。另外，与传统的人工调节智能相比，未来的机器工程智能系统将会全面实现自动控制[7]。