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数字化技术在农业机械设计中应用

2020-11-17 11:54 来源:农业机械论文 人参与在线咨询

摘要:基于当前时代背景下,数字化技术在多个领域之中有所渗透,取得了非常好的应用效果。特别是在农机设计之中,早期应用的方法存在诸多缺陷,而在应用了该技术之后,研发及生产周期有所缩短,经济效益更为明显,生产成本大幅度降低。本文阐述了数字化设计技术的概念和特点,探讨了该技术的应用热点,仅供参考。

关键词:数字化;设计技术;农业机械;应用

对于数字化设计技术而言,其中渗透了诸多技术研究的热点内容,涉及的范围非常广。因此,为了推动农业机械化设计更具创新性特点,相关人员就需要将数字化设计技术融入进来,提升产品的综合水平,推动行业持续进步。

1数字化设计技术的概念和特点

1.1数字化设计技术的概念。对数字化设计技术来说,主要基于电脑技术本身,并在产品设计之中进行应用,从而发挥出相应的效果。其辅助设计CAD便是按照数字化设计的最初应用向导。伴随技术的快速进步,内容也有了一定程度拓展,其范围也有所扩大,不再仅仅在CAD层面,而是额外加入了许多新型技术内容。也就是基于平台技术本身,围绕产品模型,不断对开发方式持续优化。通过上述内容可以了解,该技术属于一类能够有效降低模型应用的全新开发模式[1]。

1.2数字化设计技术的特点。数字化设计技术本身有着较强的统一化特点,属于定义型模型产品,能够基于PLM管理模式,对模型予以建立。诸如,其将产品信息、模型信息以及全局产品内容全部整合。这其中,灵巧产品模型就能以虚拟仿真技术的方式得以呈现,其能够对仿真技术和仿真工具应用时联系不到位的缺陷问题予以弥补。在当前市场之中,基本上产品的抽象框架可以对其功能、质量、价格以及交货时间予以明确,从而逐步演变为企业内部的竞争力构成因素。根据相关统计可以得知,现如今我国的概念性产品越来越多,在整个成本投入之中占据了5%,但却对其中82%到85%的内容起到了决定性效果。不仅如此,相比于早期的辅助技术,新型设计技术还能在二维和三维之外的产品之中进行应用。诸如,通过采用VR技术的方式,可以直接完成现实模拟工作,促使设计人员根据自身需求,自由创新。

2数字化设计技术的应用热点

2.1计算机辅助技术。所谓计算机辅助技术,英文为ComputerAidedCon-ceptualDesign,简称为CACD。此类技术主要基于现代设计的理念而展开,产品设计模式有着较强的开放性,且开发程序极为规范。单以数字技术层面来说,具体在任务、概念、技术和施工等层面得到了全面优化,从而为整个产业的全面发展提供了更多优秀的产品,并提出了诸多改进方案。从整体而言,以该技术为核心诞生的产品主要以概念设计产品和构型设计产品为主。这其中,概念设计主要负责对方案内容予以制定,而构型设计则是对具体细节予以明确。两类技术的协同存在,对产品质量、功能、价格以及最终交货时间做出了最终决定。

2.2知识工程技术。所谓知识工程技术,英文为Knowledge-basedEngi-neering,简称为KBE,其能够算作是数字化设计技术中应用率最高,且最具特色的技术形式。通过应用之后,能够对未来市场技术的发展变化予以提前预测,因此对新知识内容有着较高依赖性,而并非只是参照早期的工作经验。未来在应用数字化设计技术时,该技术模式同样有着一定的应用效果,无论是在知识展示还是信息传递方面,都有着非常好的效果[2]。客观来看,该技术可以单独建立显性和隐性知识统一建模的,能够实现知识之间、知识和人、知识和过程之间的多方面集成方法优化。长此以往,技术发展就能找到全新的方向,并达到更高的高度。

2.3虚拟原型技术。对虚拟原型技术来说,英文为VirtrualPrototyping,简称为VP,其属于近5年之中设计技术中的代表,在整个业界之中都得到了广泛关注,其原型主要为CAD、CAM以及CAE技术,能够基于特有技术基础,实现对多方面技术的全面整合。若从系统层面出发,对其展开分析,理应按照“从上至下”的原则投入到系统开发工作之中。作为一类全新的设计技术,其能够将成品信息和基本概念全面整合,并给予感官、行为以及功能原型不断优化。当前产品的设计过程也能被重新划分成多个不同极端,并开始向全生命周期慢慢转变,从而促使设计工作和生产工作得到有效融合,变为一体,为各个行业的实际发展带来了较强的推动效果,因此成为了全球领域的热点技术。

3农业机械设计中数字化技术的应用

3.1农业设备产品的创新。为了推动我国工业产业不断进步,自然需要做好农业机械设备的设计优化。诸如,早期应用的拖拉机,其功率分布就存在一定的问题,整个市场中几乎全都是低功率拖拉机,很少有高功率拖拉机,如此就会对农业的整体发展带来限制,为了改善这一情况,当前许多基于数字化设计的农业机械就此出现。诸如,在近些年之中,我国便研究出了数字化同步器以及动力换挡配合静液压传动的新型拖拉机。此类设备在实际生产的过程中,可以直接将相关生产数据展示出来,并和早期的数据资料予以对比。在操控部分,其系统显然更为灵活,有着很强的操作性,同时还附有独立的控制面板和控制机构,从而使得操控效果更为便捷[3]。从整体来看,在对农机设备创新时,主要能从技术扫描、技术分析以及材料优选层面入手,结合最新的数字技术,让其有着较强的知识表达效果。因此,无论是数据建立还是组织应用,都有着非常好的效果,以此能够将决策技术和知识表达全面融合。

3.2农业VR技术的应用。从目前来看VR(VritualReality)技术已经在多个领域之中得到应用,从而将其学术应用价值全部发挥出来。而在农业设计方面,VR技术同样有着非常好的应用效果。其能将3D图像、影音资源以及多媒体全部整合在一起,促使设计者更好地基于个人想法,创设相应的情境,从而为使用者提供良好的体验,有一种身临其境之感。对我们国家来说,VR技术当前更多在一些大型设备之中有所应用,以此对产品的部分特殊性能予以模拟,逐步完成结构和性能之间的优化。同时,其创设的信息反馈平台可以让产品的投放速度有所加快,提升应用效果,使得更多用户能够直接了解其优势所在,把握其结构水平。但从目前情况而言,国外基于VR技术设计的机械设备涵盖的技术有很多,其中最具代表性的便是加强可视化技术内容,主要以CAD为核心,单独建立一个功能性模型,并依靠模型输入的方式,将其传递到VR环境之中,实现设备强化的目标。诸如在农业机械设备之中,就有特定的VR头盔显示器,透过屏幕,就能让操作者直接进行操控体验。此外,其内部的VR-CAD系统同样能够参与到虚拟环境中展开设计,对大型设备的设计模式和功能效果予以全面优化。总体来说,当前在西方国家,该技术的发展已经十分成熟,建立了特有的体系。但是,我国相关研究仍然处在起步阶段,农村还并未应用到该技术,理论和技术模式都存在一定缺陷。除此之外,基于农业教学本身出现的“机械设计技术”同样有着非常高的应用率,在演示设备之中,应用了诸多设计教学内容,其中最为常见的就是拆装教学模块、工作原理模块以及故障检测模块等。单以拆装模块来看,其主要利用了VR技术,让操作者头戴VR头盔,远程观看演示说明,了解如何正确拆装。例如,小麦联合收获机的各方面功能便能基于VR技术予以呈现,包括内部结构、拆装练习以及原理展示等。结合当前农场的基本原型,通过在Unity平台上有效开发,打造虚拟可视化平台。另外,还能通过VR系统将机械的操作和拆卸全部展示出来,让操作者根据自身情况,尝试多次训练,提升自身操作水平和应用能力。正是这些特色存在,使得农机设计更具数字化特色[4]。

3.3机械协同化优化设计。基于农业机械产品本身,通过应用协同优化设计的方式,能够有效跨越农业和商业两类领域,以此打造特有的设计平台。在该平台之中,实际包含的设计产品有很多,不同产品在设计层面,都具备一定的协同效益,因此能够有效保证产品未来设计变得更具全球化特点。对我国农业发展的实际情况来看,具体需要基于现有的机械技术,对其详细分析,探究其具体能在哪些行业之中得到应用。单以PTC企业的web服务器来看其内部实际存储了大量技术型方案,因此我国企业便需要对其尝试借鉴,并在农业机械之中予以应用,提升数字化设计的效果,推动行业不断进步。

3.4环保技术的应用。从我国当前实际情况来看,整个农业未来将逐步朝着环境友好型不断发展。因此在对农机进行设计的时候,同样会提出类似的要求。为了实现这一目标,通过应用数字化技术,可以有效提升农机产品的节能效果,充分发挥出环保能力,以此降低能源的整体损耗,为企业带来更多效益。一般来说,主要可以通过仿真实验的方式实现,通过技术调整,进而设计出全新的农业机械[5]。

4结束语

综上所述,在进入数字化时代之后,农业机械理应将更多数字设计技术融入进来,以此促使其变得更为智能化。如此不但能够提升产品的综合效果,而且能够推动技术水平不断进步,全面提高农业发展的水平。长此以往,人们的生活质量就能得到提高,逐步达到更高层次。

参考文献:

[1]阎楚良,杨方飞,张书明.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].农业机械学报,2014,35(6):211-214.

[2]哈那提别克·米那托拉.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,2018,49(13):74+88.

[3]王计新.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].农业开发与装备,2019(5):168.

[4]关丽.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].科学与财富,2017(29):86.

[5]文剑竹.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].湖北农机化,2018(6):30-31.

作者:缪兴龙 单位:南京钢铁集团冶金铸造有限公司

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