數字化設計技術在農業(yè)機械的運用

時間:2022-11-13 02:37:49

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數字化設計技術在農業(yè)機械的運用

摘要:基于當前時代背景下,數字化技術在多個領域之中有所滲透,取得了非常好的應用效果。特別是在農機設計之中,早期應用的方法存在諸多缺陷,而在應用了該技術之后,研發(fā)及生產周期有所縮短,經濟效益更為明顯,生產成本大幅度降低。本文闡述了數字化設計技術的概念和特點,探討了該技術的應用熱點,僅供參考。

關鍵詞:數字化;設計技術;農業(yè)機械;應用

對于數字化設計技術而言,其中滲透了諸多技術研究的熱點內容,涉及的范圍非常廣。因此,為了推動農業(yè)機械化設計更具創(chuàng)新性特點,相關人員就需要將數字化設計技術融入進來,提升產品的綜合水平,推動行業(yè)持續(xù)進步。

1數字化設計技術的概念和特點

1.1數字化設計技術的概念。對數字化設計技術來說,主要基于電腦技術本身,并在產品設計之中進行應用,從而發(fā)揮出相應的效果。其輔助設計CAD便是按照數字化設計的最初應用向導。伴隨技術的快速進步,內容也有了一定程度拓展,其范圍也有所擴大,不再僅僅在CAD層面,而是額外加入了許多新型技術內容。也就是基于平臺技術本身,圍繞產品模型,不斷對開發(fā)方式持續(xù)優(yōu)化。通過上述內容可以了解,該技術屬于一類能夠有效降低模型應用的全新開發(fā)模式[1]。1.2數字化設計技術的特點。數字化設計技術本身有著較強的統(tǒng)一化特點,屬于定義型模型產品,能夠基于PLM管理模式,對模型予以建立。諸如,其將產品信息、模型信息以及全局產品內容全部整合。這其中,靈巧產品模型就能以虛擬仿真技術的方式得以呈現,其能夠對仿真技術和仿真工具應用時聯系不到位的缺陷問題予以彌補。在當前市場之中,基本上產品的抽象框架可以對其功能、質量、價格以及交貨時間予以明確,從而逐步演變?yōu)槠髽I(yè)內部的競爭力構成因素。根據相關統(tǒng)計可以得知,現如今我國的概念性產品越來越多,在整個成本投入之中占據了5%,但卻對其中82%到85%的內容起到了決定性效果。不僅如此,相比于早期的輔助技術,新型設計技術還能在二維和三維之外的產品之中進行應用。諸如,通過采用VR技術的方式,可以直接完成現實模擬工作,促使設計人員根據自身需求,自由創(chuàng)新。

2數字化設計技術的應用熱點

2.1計算機輔助技術。所謂計算機輔助技術,英文為ComputerAidedCon-ceptualDesign,簡稱為CACD。此類技術主要基于現代設計的理念而展開,產品設計模式有著較強的開放性,且開發(fā)程序極為規(guī)范。單以數字技術層面來說,具體在任務、概念、技術和施工等層面得到了全面優(yōu)化,從而為整個產業(yè)的全面發(fā)展提供了更多優(yōu)秀的產品,并提出了諸多改進方案。從整體而言,以該技術為核心誕生的產品主要以概念設計產品和構型設計產品為主。這其中,概念設計主要負責對方案內容予以制定,而構型設計則是對具體細節(jié)予以明確。兩類技術的協同存在,對產品質量、功能、價格以及最終交貨時間做出了最終決定。2.2知識工程技術。所謂知識工程技術,英文為Knowledge-basedEngi-neering,簡稱為KBE,其能夠算作是數字化設計技術中應用率最高,且最具特色的技術形式。通過應用之后,能夠對未來市場技術的發(fā)展變化予以提前預測,因此對新知識內容有著較高依賴性,而并非只是參照早期的工作經驗。未來在應用數字化設計技術時,該技術模式同樣有著一定的應用效果,無論是在知識展示還是信息傳遞方面,都有著非常好的效果[2]。客觀來看,該技術可以單獨建立顯性和隱性知識統(tǒng)一建模的,能夠實現知識之間、知識和人、知識和過程之間的多方面集成方法優(yōu)化。長此以往,技術發(fā)展就能找到全新的方向,并達到更高的高度。2.3虛擬原型技術。對虛擬原型技術來說,英文為VirtrualPrototyping,簡稱為VP,其屬于近5年之中設計技術中的代表,在整個業(yè)界之中都得到了廣泛關注,其原型主要為CAD、CAM以及CAE技術,能夠基于特有技術基礎,實現對多方面技術的全面整合。若從系統(tǒng)層面出發(fā),對其展開分析,理應按照“從上至下”的原則投入到系統(tǒng)開發(fā)工作之中。作為一類全新的設計技術,其能夠將成品信息和基本概念全面整合,并給予感官、行為以及功能原型不斷優(yōu)化。當前產品的設計過程也能被重新劃分成多個不同極端,并開始向全生命周期慢慢轉變,從而促使設計工作和生產工作得到有效融合,變?yōu)橐惑w,為各個行業(yè)的實際發(fā)展帶來了較強的推動效果,因此成為了全球領域的熱點技術。

3農業(yè)機械設計中數字化技術的應用

3.1農業(yè)設備產品的創(chuàng)新。為了推動我國工業(yè)產業(yè)不斷進步,自然需要做好農業(yè)機械設備的設計優(yōu)化。諸如,早期應用的拖拉機,其功率分布就存在一定的問題,整個市場中幾乎全都是低功率拖拉機,很少有高功率拖拉機,如此就會對農業(yè)的整體發(fā)展帶來限制,為了改善這一情況,當前許多基于數字化設計的農業(yè)機械就此出現。諸如,在近些年之中,我國便研究出了數字化同步器以及動力換擋配合靜液壓傳動的新型拖拉機。此類設備在實際生產的過程中,可以直接將相關生產數據展示出來,并和早期的數據資料予以對比。在操控部分,其系統(tǒng)顯然更為靈活,有著很強的操作性,同時還附有獨立的控制面板和控制機構,從而使得操控效果更為便捷[3]。從整體來看,在對農機設備創(chuàng)新時,主要能從技術掃描、技術分析以及材料優(yōu)選層面入手,結合最新的數字技術,讓其有著較強的知識表達效果。因此,無論是數據建立還是組織應用,都有著非常好的效果,以此能夠將決策技術和知識表達全面融合。3.2農業(yè)VR技術的應用。從目前來看VR(VritualReality)技術已經在多個領域之中得到應用,從而將其學術應用價值全部發(fā)揮出來。而在農業(yè)設計方面,VR技術同樣有著非常好的應用效果。其能將3D圖像、影音資源以及多媒體全部整合在一起,促使設計者更好地基于個人想法,創(chuàng)設相應的情境,從而為使用者提供良好的體驗,有一種身臨其境之感。對我們國家來說,VR技術當前更多在一些大型設備之中有所應用,以此對產品的部分特殊性能予以模擬,逐步完成結構和性能之間的優(yōu)化。同時,其創(chuàng)設的信息反饋平臺可以讓產品的投放速度有所加快,提升應用效果,使得更多用戶能夠直接了解其優(yōu)勢所在,把握其結構水平。但從目前情況而言,國外基于VR技術設計的機械設備涵蓋的技術有很多,其中最具代表性的便是加強可視化技術內容,主要以CAD為核心,單獨建立一個功能性模型,并依靠模型輸入的方式,將其傳遞到VR環(huán)境之中,實現設備強化的目標。諸如在農業(yè)機械設備之中,就有特定的VR頭盔顯示器,透過屏幕,就能讓操作者直接進行操控體驗。此外,其內部的VR-CAD系統(tǒng)同樣能夠參與到虛擬環(huán)境中展開設計,對大型設備的設計模式和功能效果予以全面優(yōu)化??傮w來說,當前在西方國家,該技術的發(fā)展已經十分成熟,建立了特有的體系。但是,我國相關研究仍然處在起步階段,農村還并未應用到該技術,理論和技術模式都存在一定缺陷。除此之外,基于農業(yè)教學本身出現的“機械設計技術”同樣有著非常高的應用率,在演示設備之中,應用了諸多設計教學內容,其中最為常見的就是拆裝教學模塊、工作原理模塊以及故障檢測模塊等。單以拆裝模塊來看,其主要利用了VR技術,讓操作者頭戴VR頭盔,遠程觀看演示說明,了解如何正確拆裝。例如,小麥聯合收獲機的各方面功能便能基于VR技術予以呈現,包括內部結構、拆裝練習以及原理展示等。結合當前農場的基本原型,通過在Unity平臺上有效開發(fā),打造虛擬可視化平臺。另外,還能通過VR系統(tǒng)將機械的操作和拆卸全部展示出來,讓操作者根據自身情況,嘗試多次訓練,提升自身操作水平和應用能力。正是這些特色存在,使得農機設計更具數字化特色[4]。3.3機械協同化優(yōu)化設計?;谵r業(yè)機械產品本身,通過應用協同優(yōu)化設計的方式,能夠有效跨越農業(yè)和商業(yè)兩類領域,以此打造特有的設計平臺。在該平臺之中,實際包含的設計產品有很多,不同產品在設計層面,都具備一定的協同效益,因此能夠有效保證產品未來設計變得更具全球化特點。對我國農業(yè)發(fā)展的實際情況來看,具體需要基于現有的機械技術,對其詳細分析,探究其具體能在哪些行業(yè)之中得到應用。單以PTC企業(yè)的web服務器來看其內部實際存儲了大量技術型方案,因此我國企業(yè)便需要對其嘗試借鑒,并在農業(yè)機械之中予以應用,提升數字化設計的效果,推動行業(yè)不斷進步。3.4環(huán)保技術的應用。從我國當前實際情況來看,整個農業(yè)未來將逐步朝著環(huán)境友好型不斷發(fā)展。因此在對農機進行設計的時候,同樣會提出類似的要求。為了實現這一目標,通過應用數字化技術,可以有效提升農機產品的節(jié)能效果,充分發(fā)揮出環(huán)保能力,以此降低能源的整體損耗,為企業(yè)帶來更多效益。一般來說,主要可以通過仿真實驗的方式實現,通過技術調整,進而設計出全新的農業(yè)機械[5]。

4結束語

綜上所述,在進入數字化時代之后,農業(yè)機械理應將更多數字設計技術融入進來,以此促使其變得更為智能化。如此不但能夠提升產品的綜合效果,而且能夠推動技術水平不斷進步,全面提高農業(yè)發(fā)展的水平。長此以往,人們的生活質量就能得到提高,逐步達到更高層次。

參考文獻:

[1]閻楚良,楊方飛,張書明.數字化設計技術及其在農業(yè)機械設計中的應用[J].農業(yè)機械學報,2014,35(6):211-214.

[2]哈那提別克•米那托拉.數字化設計技術及其在農業(yè)機械設計中的應用[J].南方農機,2018,49(13):74+88.

[3]王計新.數字化設計技術及其在農業(yè)機械設計中的應用[J].農業(yè)開發(fā)與裝備,2019(5):168.

[4]關麗.數字化設計技術及其在農業(yè)機械設計中的應用[J].科學與財富,2017(29):86.

[5]文劍竹.數字化設計技術及其在農業(yè)機械設計中的應用[J].湖北農機化,2018(6):30-31.

作者:繆興龍 單位:南京鋼鐵集團冶金鑄造有限公司