现代设计技术在农业机械工程设计中的应用
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摘 要：随着我国科学技术的不断发展，农业机械逐步朝向机械化、现代化方向发展，现代设计技术在农业机械工程设计中的使用，有效地改善了农业作业环境，提升了农业的生产效率。本文主要从阐述现代设计技术在农业机械工程设计中应用价值入手，分析了现代设计技术的特点，具体介绍现代设计技术在农业机械工程设计中的几种应用模式，并提出了现代设计技术在农业机械工程设计中应注意的几点问题。
关键词：现代设计技术;农业机械;工程设计;应用
中图分类号：S-1
文献标识码：A
DOI：10.19754/j.nyyjs.20190630018
农业科技的不断发展为农业生产带来显著的便利与效益。随着农业现代化的不断发展，对农业机械的技术也提出了更高的要求，传统的农业机械运作方式已经不能满足如今农业生产对其需求，因而农业机械工程设计需要现代先进设计技术的帮助与支持，从而更好推动我国农业发展的现代化进程。
1 现代设计技术的应用价值
现代设计技术在农业机械设计中应用价值显著，主要表现为以下2点：改变了传统机械生产方式，推动农业生产的自动化与数字化。传统机械生产方式的操作过程繁琐，需要技术人员投入较多的精力与时间，且生产效率有限。而现代设计技术被应用于农业机械工程设计之后，大大地提升了农业机械的自动化效率，充分发挥了现代技术的数字化优势特点，通过更准确、更标准的、更自动的操作模式使现代农业机械有了突破式的发展，并且以此形成了新的农业机械产业链，拓宽和更新了农业机械行业的发展方向;提高农业生产效率，进一步推动农业生产的绿色。现代设计技术坚持“绿色科技”的理念，即在实现农业机械设计现代化，提高农业机械作业效率的基础上，坚持了绿色可持续发展的原则，主张通过现代新兴的设计技术来改善农业作业环境，开发农业资源，提高农业生产的绿色产值。
2 现代设计技术的特点
2.1 多学科的融合性
现代设计技术融合了现代设计学、计算机辅助设计学等多门学科，其中计算机辅助设计又是建模、工程图、计算机软硬件等技术的结合。因而现代设计技术是在分析设计对象具体特点的基础上，综合判断并选择相应技术进行交叉组合，从而有针对性地解决问题。
2.2 传统技术的延伸性
现代设计技术是在结合动力学、结构力学、工程数学等方法理论的基础上而形成，与传统设计技术相比较，现代设计技术是其发展与延伸，在充分吸收传统设计技术精华的基础上，融入了新的设计力量，使之应用于农业机械工程设计中更具可靠性。
2.3 设计手段的精确性
当前现代设计手段的革新，使得现代设计技术应用于农业机械工程设计中的精确性更具保障。如中央数据库能够为机械设计提供各种所需数字资源;虚拟现实软件能够通过计算机实现仿真三维建模;产品数据管理能够帮助系统完成自动存储、调取、跟踪、控制信息，以实现设计的数字化与自动化，这都大大提高了设计的精確度。
2.4 产品周期的可信性
随着当前人们对农业机械产品质量与性能要求的提高，需要借助现代设计技术才保证农业机械产品的安全性、可靠性。而现代设计技术坚持贯彻国家相关设计标准与生态环境要求，整个设计过程是面向机械产品寿命周期全过程的可信设计，有着较为严格的技术保证，尽可能满足当下对机械产品的要求。
2.5 试验技术的综合性
现代设计技术的使用不是盲目使用，在广泛应用于农业机械产生之前需要经过多类型的试验，以保证技术的准确性。一般试验的选择会根据不同产品的需求特点进行，如动态试验、可靠性试验、物理模型试验等等，通过实验收集相应的数据，并结合数据进行设计方案优劣的评定，进而综合考量并修改方案，从而为机械产品提供更为牢靠的技术保障。
3 现代设计技术在农业机械工程设计应用中的几种模式
3.1 全过程优化设计
全过程优化设计是指在设计过程中综合考量各方因素，从多种备选方案中选出最佳方案，从而最大限度满足农业机械设计的目标。一般最佳方案的选择需要借助机械设计理论、规范标准，通过自建数学模型，使用数学规划求解来得出。同时，还需要对最佳方案进行评价，评价内容包括“前处理”、[KG-*9]“后处理”、“优化结果”。在传统设计技术里也有优化设计，但其适用范围具有局限性，已不能满足现代农业机械设计的需求，因而需要采用现代设计技术中的全过程优化技术，为农业机械工程设计提供更多的技术支持。
3.2 系统设计
当前农业机械的种类多样，其结构也复杂多变，因而需要一个全方位控制的系统来实现对农业机械的操作。同时，这一整体的系统又需要结合不同功能分为子系统，如执行系统，操纵系统、传动系统等。通常，农业机械系统的设计需要通过以下几个步骤：明确该系统的设计目的;对影响系统的各种因素进行分析;通过建模等方式来进行问题表述，进一步明确问题与各要素之间的关系;选择合适的方法求解模型，通过预测评价该系统设计是否符合设计目标，并对安装应用系统后的机械产品进行全方位评价，依据评价结果进行相应的修正，从而完善整个系统的设计。
3.3 绿色设计
绿色设计的重点在于考虑检测产品整个生命周期内的环境属性，包括可维护性、可回收性、可重复利用性等，因而在进行方案设计时，就需要结合环境目标，对产品功能、材质方面作出环境属性方面的提出要求，按规定选择在加工制作、使用过程中不产生毒副作用、能耗低、且易于拆卸回收并可以在生产的原材料和工艺。总体而言，绿色设计主要包括如下内容：产品环境属性的描述;原材料的选择与管理;产品的可拆卸设计、可回收设计;加工完成后产品的绿色数据库分析等。
3.4 并行设计
并行设计是一种综合性的设计模式，综合了工程设计、制造管理、操作运营等各方面的思想与方法，该模式的主要核心在于设计阶段对机械产品的综合分析，包括机械产品整个生命周期中的设计、制造、检验、维护、运行、成本等各因素，它强调一体化、集成化，既缩短机械产品的开发期，又保证机械产品的质量。当然，想要达成这一目标离不开该模式下关键技术的支持。如建模技术，产品开发阶段，需要通过建模技术来明确和细化产品的设计理论、策略、影响因素等;又如模拟仿真技术，在产品的设计、加工、装配、维修阶段，模拟仿真技术能够对其中存在的问题进行纠正，以保证产品的性能;管理技术，当前企业是建立在产品开发的串行模式基础上，所以需要有相应的管理技术来为管理层理工更科学、便捷的管理方式;评价与决策系统，当对产品进行模拟仿真后，需要使用相应的评价决策系统对产品的综合性能作出评价与决策，从而为接下来的调整提供依据。
4 农业机械设计中需要注意的问题
农业机械设计是一个具有繁复性的过程，传统农业机械设计中主要是考虑产品的功能、寿命、成本，满足于产品的质量与性能，却忽视机械产品对生态环境影响，以至于传统农业机械存在着能源浪费严重、报废产品回收率和利用低等问题，可将部分企业在产品生产方面的环保意识较差。随着绿色生产的理念提出，现代农业机械工程应当坚持使用“绿色设计”，增强环保意识。应尽肯能使用绿色动力系统，传统的农业机械主要依靠柴油机来提供动力，但废气的排放不但影响了农作物的品质，更容易对生态环境造成污染，因而需要坚持开发绿色动力系统，以减少能源消耗，控制废气排放。通过安装带有噪声控制系统的装置，科学控制农业机械的噪声污染。此外，在农业机械制造原材料的选择方面应严格按照国家相关标准，并尽可能使用可回收且可再次利用的材料，以减轻对环境污染。
参考文献
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[2] 史志远.现代设计技术应用于农业机械工程设计的价值探讨[J].河北农机，2014（3）：66-67.
[3] 李彩风，刘俊峰，冯晓静，李建平.现代机械设计方法与农机设计[J].农机化研究，2006（5）：186-188.
作者简介：
马云红（1974-），女，研究方向：农业机械。
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