现代数字化技术在农业机械设计中的应用研究

张春光

摘要：现代化数字技术在农业机械设计中已经取得了广泛应用，不仅提高了农业机械产品的设计效率，而且还有效提升了农业机械产品的性能。目前现代数字化技术在农业机械设计方面的应用研究受到越来越多的关注。基于此，本文对现代化数字技术在农业机械产品的设计中的应用特点进行了概述，总结了现阶段该技术在应用过程中存在的一些问题，对动态优化方法应用、数学建模方法应用及计算机辅助技术的应用现状进行了分析，并对该技术的应用前景进行了展望。

关键词：现代数字化技术;农业机械;设计;应用

1 引言

进入21世纪以来，大数据时代应运而生，现代化数字技术在农业机械设计中已经取得了广泛的应用，不仅提高了农业机械产品的设计效率，而且还有效提升了农业机械产品的性能。目前，现代数字化技术在农业机械设计方面的应用研究受到越来越多的关注。张心雨等[1]对农业机械的技术融合及鲜明的时代特征等两方面的特点，其次总结了数字化技术在农业机械设计中的数字化设计及制造技术等两方面的应用。李俊均等[2]分析了农业机械设计中存在的核心技术的缺失及农业机械设备陈旧、缺乏足够创新等方面的问题，并提出了进行农业机械设计技术改造、注重农业机械产品周边关联性的产品设计及重视对虚拟现实技术的应用等三方面的应用前景及具体应用方向。赵培勇[3]介绍了基于数学建模的现代数字化农业机械产品的设计思路，基于三维建模软件UG进行了农业产品设计的整个流程介绍，研究表明将该种优化方法应用到零件的相关加工中，优化了零件的加工工序，缩短了零件的加工时间，该方法的可行性和实用性均得到验证。黄仁超[4]数字化技术的定义进行了介绍，并总结了数字化技术在三个方面的应用优势，并对数字化技术在那个农业机械产品中的应用现状进行了分析，最后分析了现代数字化技术在农业机械产品的设计效率、设计效果及设计水平等方面的应用前景。孟祥龙[5]现代数字化的技术特征进行了总结，对将虚拟技术应用于农业机械产品设计的应用过程进行了介绍，总结了现代化数字技术在推动农业机械产品的创新设计活力、农业机械产品制造与设计协同发展等两方面的应用优势。

目前现代化数字技术在農业机械产品设计应用中已经一定的应用研究，本文将在此研究基础上，总结现代数字化技术的特征及应用优势，对现代数字化技术在农业机械产品中的应用现状进行总结，并对应用前景进行展望，本文的研究内容对于促进现代数字化技术在农业机械设计更好的应用具有重要意义。

2 现代数字化设计技术概述

随着计算机技术的发展，现代化数字设计技术应运而生，就是将一些图文或者声音等信号转化为二进制的数字信号，采用计算机进行信号的传递和处理的一种先进技术，将这种先进数字化的设计技术应用到机械产品的设计之中，可以有效提升产品设计的科学性、合理性。虽然现代数字化技术的设计理念和设计方法的发展并没有很长时间，但由于在现代化数字技术的设计前期需要投入相当数量的人力、物力及财力，因此，从某种意义上来讲，现代数字化设计技术也是一种相对比较成熟、系统的技术。现代数字化技术的应用，一方面是对设计产品生命周期进行管控的前提和基础。此外，该项技术在应用及普及的过程中具有高度的灵活性，体现在可以依据不同的产品需求进行设计，使得设计流程更加系统、更加完善，使得设计方案更加科学、可靠、合理和安全。

3 现代化数字技术在农业机械设计中的应用现状

3.1 存在问题

（1） 数字化设计技术水平相对落后

虽然说现代数字化技术在农业机械产品的设计中已经具备一定的规模，但总的来讲数字化的设计技术水平还是相对比较落后，其原因在于主要受到传统的设计思路及生产规模的影响，无法充分发挥数字化技术作用。另一方面，在农业机械产品的设计过程中存在核心技术缺失的问题。因此，多方面的原因造成了现代化数字设计技术水平相对落后的问题。

（2） 农业机械产品的生产水平较低

现代化数字技术虽说已经在农业机械产品中已经得到一定程度的应用，但总的来讲，应用规模和辐射区域受到限制，因此这在客观上造成了现代数字化技术的科学有序的发展模式，在农业机械产品的应用方面，不利于造成现代数字化设计技术的应用及发展。

3.2 应用现状

（1） 动态优化方法的应用

所谓动态优化方法，就是采用一些高集成的计算机软件（如FLUENT、CFX、PumpLinX等）对农业机械产品的设计模型进行动态的仿真模拟过程，根据农业机械产品的运行工况进行软件计算边界条件的设置，可以对农业机械产品的运行状态进行模拟，从而为其优化设计提供依据。

（2） 数学建模方法的应用

农业机械产品的设计应用中的数字化仿真技术范围主要包括数字化建模、数字化仿真、虚拟现实及有限元分析等方法，数字化建模应用技术主要包括产品的数学建模过程及过程的数学建模过程。数学建模方法在农业机械产品的设计应用实践表明，可以合理优化零部件的加工工序，从而有效提升农业机械产品相关零件的加工效率[3]。

（3） 计算机辅助技术的应用

随着CAD、CAM、CAE等计算机辅助技术的发展，在农业机械产品的设计中得到越来越广泛的应用，依托计算机软件的支持，完成农业机械产品的结构尺寸参数机型计算、结构设计及图形绘制等工作，此外也可以采用模块化的设计方法对农业机械产品进行设计，在很大程度上提高了信息的利用度，尽可能避免农业机械产品的重复设计，从而大大缩短了农业机械产品的设计周期。

4 现代数字化技术在农业机械设计中的应用前景分析

现代数字化技术在农业机械设计中的应用规模虽然不是很大，但总的来讲，基于我国庞大的农业生产背景，现代数字化技术在农业机械设计中仍然具有较大的应用前景。因此，首先，需要加强对农业机械产品的信息数据库、服务数据库及资源数据库等进行平台建设，满足现代化设计技术的数据需求。此外，需要对农业机械产品的设计理念、设计技术进行改进，在设计思路上应该勇于创新，必须进行创新型的设计，推动农业机械产品的升级和发展。最后，应注重虚拟技术在农业机械产品中的应用，虚拟技术可以使得农业机械产品的设计更加立体化。形象化和真实化，为了加强虚拟技术的作用，应该在虚拟技术的应用研究方面更下功夫，不断对虚拟技术的相关设计流程进行优化，提升虚拟技术的设计精度和准确性。

5 总结

本文对现代化数字技术在农业机械产品的设计中的应用特点及应用现状进行了分析，总结了现阶段该技术在应用过程中存在的一些问题，对动态优化方法应用、数学建模方法应用及计算机辅助技术的应用现状进行了分析，并对该技术的应用前景进行了分析。本文的研究内容对于促进现代化数字技术在农业机械设计中的应用具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]张心雨，张烁.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.

[2]李俊均，高刚毅.数字化设计及其在农业机械设计中的应用[J].广东蚕业，2019，53（08）：30-31.

[3]赵培勇.基于数学建模的农业机械数字化设计研究[J].农机化研究，2020，42（10）：243-246.

[4]黄仁超.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].南方农机，2020，51（04）：20.

[5]孟祥龙.数字化设计技术在农业机械设计中的应用[J].山西农经，2019（14）：125+128.

作者简介：张春光（1990-04-08），男，汉族，新疆籍人，大学本科，就职于新疆牧神机械有限责任公司，机械类初级工程师，从事机械设备研发工作。