孟祥龙
黑龙江省农业机械工程科学研究院牡丹江分院 黑龙江省牡丹江市 a157011
摘要：当前农业机械设计技术存在的问题导致我国农业机械行业在实际的发展过程中，缺乏科学有效的核心技术、经济效益低下、无法有效提升核心竞争力，因此，农业机械智能化设计技术应运而生。当前发展形势下，农业机械智能化设计技术的主要目标是为了对用户的定制化及多样化需求进行满足，通过对科学的现代信息技术手段诸如知识工程、人工智能、数据管理、虚拟仿真等的运用，来对农业机械发展过程中已有的技术及资源进行整合，在产品数据、生命周期管理集成化平台基础上，不断提升农机设计的自动化和智能化水平，不断促进我国农业生产的现代化发展。
关键词：农业机械；智能化设计；技术发展现状；展望
1.农业机械智能化设计技术的必要性
我国作为世界上最大的农业生产国之一，在世界的农业经济发展中发挥着重要的作用。同时，作为我国的基础性产业，农业是保障人们正常生活的重要内容。为此，相关的工作人员需要对农业的发展有着清楚、明确的规划。从我国的产业发展特点来看，其已经呈现了明显的信息化、机械化的趋势，在农业的生产中，需要借助各种技术的优势，有效提高农业的生产效益。在进行农业生产活动中，必须借助各种机械装置的优势；充分发挥农具和机械装置在农业生产活动中的积极作用，促进相关工作的顺利开展。根据以往的工作经验可以得知，在进行农业机械装置和设计的过程中，包含众多的工作环节，如果其中的某一个环节出现了问题，将会影响整个设计工作的有序开展。利用农业用户的相关需求进行产品的设计，一方面，能保障机械作用的有效发挥；另一方面，能在一定程度上提高农业的生产效率。
2.农业机械智能化设计技术发展现状
2.1智能化设计技术体系
分析农业机械产品及设计特点，综合运用知识工程原理及数字化建模、虚拟仿真和虚拟试验验证技术；基于PDM/PLM、集成CAX等通用软件，构建基于知识的农业机械智能化设计通用基础平台；通过指导产品设计，形成智能化设计标准规范和框架体系，如图1所示。
.png)
2.2模块化的设计
在模块划分方法方面，主要包含三个类别，分别为启发式、聚类式、其他方法。启发式方法可以根据具有较大差异性的工程应用背景构建出显影的数学规划模型，通过启发式算法获得运用，将最具有优势的模块划分方案进行选择和运用。聚类式方法可以将产品的不同元素关系运用设计矩阵、复杂网络、图论等手段进行形式化的表达，通过对聚类算法的运用，可以对零部件的成组、聚类按照模块标准进行划分。在模块化方案优化与评价方面，对产品模块化的划分方案是具有差异的，不相同的模块度对应不同的模块化方案。
2.3虚拟现实技术的应用
现阶段，VR技术在农业机械中的运用已经成为各界所广泛关注的话题，而这一技术的应用也有着显著的成效，主要应用于虚拟装配以及虚拟试验中。其一，虚拟装配技术。和一般的装配技术对比，虚拟装配通过VA能够在沉浸式的条件下实现农业机械的装配，并在产品装配的方向上来确定其可装配性，并设计装配方案。尤其是一些较为复杂的装配工作，VA技术拥有着显著的优势。由于VA技术的推广，国内外都针对虚拟装配技术的装配建模以及装配流程设计等进行了深入的研究；其二，虚拟试验。利用VR技术完成农业机械的虚拟试验不但可以确定产品性能的预测，而且还可以为操作人员了解农业机械提供条件。VR技术在农业机械虚拟试验中的应用尚不够成熟，而通过VR技术开发的非道路车辆虚拟样机系统则能够完成模拟驾驶的目标，通过这一手段可以还实现驾驶控制系统的评测。
3.农业机械智能化设计技术发展展望
3.1以用户需求为导向的农业机械个性化、定制化设计
农业机械智能化设计技术未来需要朝着自动化、个性化、定制化的方向发展，在充分满足用户的需求基础之上，促进相关工作的顺利开展。当前阶段，政府层面对于该技术的应用和研究工作给予了足够的重视。并且在此过程中制定了一系列优惠政策，对农业的可持续发展发挥了重要的作用。另外，从农业生产者的角度来看，已经有大量的农业生产者将该技术应用到了农业的生产活动中，充分利用各种先进的农业机械器具，促进了农业的健康发展。在此背景下，也需要充分考虑不同用户的需求对于机械产品研发的影响。根据相关用户的不同需求，为其研发更为科学、合理的装置，从而更好地满足用户和市场的需求，推动该技术朝个性化的方向发展。
3.2以知识重用为驱动的产品建模技术
在产品全生命周期的视角下，实现多开发人员、多系统、多阶段间的数据交换、信息共享和跨多学科知识重用需要集成的产品建模框架，当前主流建模技术如本体建模、STEP标准建模、MBD技术和基于Modelica的建模等，广泛用于汽车、航空航天、船舶等领域，显著提高了智能化设计与加工制造的协同性，尤其是MBD技术，彻底改变了产品的研发模式，保证了设计数据的唯一性，减少了对其他信息系统的过度依赖，实现了设计/制造厂/供应商之间的高效信息沟通，因此，从农业机械的全生命周期角度，开发集成产品TDP、具有统一建模思想的农业机械产品表示模型，实现知识重用和全生命周期过程的无缝集成与信息共享是未来农业机械智能化设计研究的重点。
3.3实现多领域协同仿真技术的发展方向
随着当前农业现代化技术的不断发展，精细化、信息化农业的不断发展与进步，精细农业、信息农业的发展，对农机的整体性能与质量也提出了更高的要求，农机的仿真技术也要不断地进行转型与优化，要从单一的仿真理论及模式转变为多系统、全面的仿真理论模式。
结 语：
总体来看，农业机械智能化的设计技术作为农业机械设计中的一项重要的技术，对农业的生产活动的有序开展发挥了重要的作用。为此，在今后的工作中，相关工作人员需要对此给予足够的重视。在国家层面，需要加大技术的宣传力度，让技术人员对此有足够的认知，并且出台相关的优惠政策、鼓励政策，让更多的技术人员参与技术的研发工作，使该技术能得到进一步的应用，提高经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]李蒙蒙，朱文丰.农业机械智能化设计技术发展现状与展望[J].南方农机，2020,51(16):47-48.
[2]杜岳峰，傅生辉，毛恩荣，等.农业机械智能化设计技术发展现状与展望[J].农业机械学报，2019，50（9）：1-17.
[3]刘辉，黄康，徐荣.农业机械智能化发展现状及趋势[J].信阳农林学院学报，2017(03):86-89.