刘英启
山东省招远市蚕庄镇政府 山东招远 265402
摘要：为了促进农业经济的发展，农业机械化的应用越来越广泛，而为了扩大农业机械产品的适用范围，对微型以及小型农业机械产品的需求也越来越旺盛。针对这种情况，本文对微小型农业机械产品的设计新方法进行了相关的研究，对农业机械化系列产品的完善有一定的帮助。
关键词：农业机械；微小型；设计新方法
0引言
农业如果想要更好的发展，必须有机械化的设备进行辅助，因此农业机械化的发展水平对农业的优质发展会产生直接的影响。现阶段，我国的大型农业机械已经有了较为成熟的发展，但部分地区以及其他现代化的农牧业等并不适合使用大型的机械，因此就对微、小型的农业机械的应用提出了迫切的需求。因此加快微、小型农业作业机械的发展，创新设计方法与设计理念，对完善我国农业机械的产品型谱有重要意义。
1 微小型农业机械模块化设计与可重构设计
1.1 产品模块化设计
模块化具体是利用模块的概念完成相关产品或者系统的规划与组织，在对产品进行模块化的设计时，基于一定范围内功能不同或者功能一样性能不同的产品进行分析，从而能够划分并设计出多种功能模块，通过对这些模块进行合理的搭配，能够得到多种不同的产品，进而能够满足市场的实际需求。在对产品进行模块划分时，需要对客户的具体需求进行分析，之后将客户的实际需求映射到功能域当中，利用黑箱法完成功能的分析，最后将各个子功能映射到物理结构上。微小型农业机械的模块划分上，国内的相关学者根据小型农业机械的接口关系，进行了相应的划分研究，为了确保模块划分具有较高的灵活性，提出了产品柔性模块的概念，从而保证产品在进行模块划分时不会出现划分过细的情况。
1.2产品模块的公理化优化与创新设计
微小农业机械在进行模块设计的过程中，按照客户的需求确定产品需要具有的功能之后，需要在已有的产品模块中寻找与需求功能相匹配的模块，这时会出现下列情况：（1）存在与功能相匹配的产品结构模块；（2）没有与功能相匹配的产品结构模块。针对这两种情况，通常可以使用公理化的设计理论对原有产品的模块进行结构上的分析，得到原有结构的优化结构，从而能够提高原产品模块的性能。对于增加的新功能，利用TRIZ理论能够对新模块进行创新性的设计，进而对原有产品的功能以及结构模块能够进行不断的补充。
1.3面向大批量定制生产的产品可重构模块化设计
重构就是对已有的产品模块资源进行充分的利用，将这些模块按照实际的需求进行不同的组合从而实现相应的功能。从上世纪八十年代开始，就有相关学者对可重构性以及可重构系统产品的设计进行了大量的研究，部分研究人员将可重构模块化的理念应用与小型设备农业作业机的产品设计与开发中，完成了关键零部件以及可重构系列作业机产品的开发。对解决微小型农业机械产品多样化与专业化需求与生产成本之间的冲突，提供了一种全新的设计理念。
2微小型农业机械数字化与快速设计
数字化设计是一种以产品描述的数字化平台为基础，基于相关的计算机技术，搭建对应的数字化产品模型，并应用于产品开发的全过程，不需要生产实物模型的产品开发技术。
通过采用数字化的设计，能够使产品的信息管理更加规范化，能够对产品开发过程中相关信息的内容与格式进行统一，利用计算机便能够完成相应的管理设计。现阶段的数字化设计主要有：计算机辅助设计、虚拟设计以及知识工程等，随着相关技术的不断发展，数字化设计会越来越成熟，从而会逐渐取代传统的产品设计方法，是未来产品设计的趋势。
2.1数字化建模与仿真
进几年，在进行农用机械的设计时，现代化的产品设计方法应用的愈加成熟，并取得了一定的成果。在设计联合收割机时引入数字化建模及仿真技术，进行数字化模型的搭建，利用Pro/E完成产品的设计以模拟装配，从而能够检查相关零部件的设计是否存在干涉，保证了零部件间的装配能够满足要求，使用ADAMS完成运动仿真，从而得到产品具体的运动参数。通过采用这种方式大大提高的设计效率，降低了前期的研发成本，但由于是基于产品是实体建模，因此这种方法的创新性较差。有的研究人员在设备防治农作物病虫害的喷粉设备时，引入计算机辅助概念设计，采用模块矩阵的方式对产品的功能进行抽象化的表达，从而能够实现产品运动方案的综合。但这种方法在进行概念设计时，需要功能等较多的信息，但目前还没有一个完整的产品信息模型，因此应用有一定的难度。
2.2知识重用
利用知识重用，能够达到产品快速设计的目标，通过对之前的设计进行改进，使研究人员能够更好的进行产品创新。知识重用涉及到知识的集成，能够对产品设计过程中使用以及产生的所有信息进行存储，能够使设计的需求和几何模型进行融合，从而能够完成产品的快速设计。通过利用知识集成，在进行新产品设计时，可以参考以前的设计过程以及设计经验，根据实际的需求对以往的设计进行调整，从而完成新一代产品的设计。利用过程建模的方式能够对相关设计知识进行重用，国内相关研究人员在设计小型农业作业机新型产品时，通过利用CBR推理和相关的改进搜索方法，查找与设计相关的案例，从而大大缩短的产品的设计周期，并能够保证产品的设计质量。
2.4基于模板的产品快速设计
基于模板进行产品设计的理念最初是在计算机软件开发上进行应用，而随着其应用优势的不断凸显，其逐渐应用与机械、建筑等行业。设计模板是指使用预定的格式对整个设计过程进行表达，并基于此完成相关特定的设计，从而使得在进行后续设计时不需要重新建立模板。因此，设计模板需要满足可重用性、可存储性、一定的柔性以及模块化结构等要求。其中可重用性是设计模板中最重要特征之一，从已有的设计方法中归纳出需要使用的设计模板，在模板中存储相关的设计信息从而能够满足不同的设计需求。采用模块化的结构，能够使产品研发的设计过程更加的标准，通过对不同模块进行组合，能够得到新的设计框架，从而能够满足相应的设计需求。利用设计模板具有柔性的特点，能够使通用的设计模板转化为具体的设计问题。通过利用模块化的设计理念与模板柔性的特点，能够对模板进行一定调整，但对整体的设计不会产生影响。通过应用设计模板能够对设计过程中的信息进行标准化的存储，能够进行信息共享，从而有利于整体的设计。
3结语
随着对微小型农业机械的需求不断扩大，相关产品的设计工作也会变得愈加繁重。为了提高产品的生产效率，保证产品的设计质量，必须将多种先进的设计方法进行结合应用，在保证产品性能达到要求的基础上，提高新产品的开发效率，降低产品研发周期，促进农业经济更好发展。
参考文献
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