Page 209 - 机械工程及自动化创新研究

第五章 机械工艺制造研究

2. 虚拟样机建模仿真平台开发技术
长久以来，由于农业机械生产制造本身较为特殊，再加上农业机械工作对象
较复杂，这就导致农业机械产品的生产和制造过程较为困难。依照传统的农业机
械设计制造办法，多是结合机械系统的概念来展开设计，依照图纸进行生产，并

针对生产出来的物理样机展开反复试验，在试验中若是发现问题，需对图纸进行
更改，随后再制造第二台物理样机，一直到满足农业机械的生产需求。传统的设
计办法缺陷和不足较为明显，尤其是对于危险性较大的生产制造环节，如撞车试
验和飞行安全试验等，很难运用物理样机来展开试验。因此，生产物理样机过程

也较为费时费力，成本投入较高。再加上在进行设计计算时用到的方法较为传统，
计算速度相对较慢，计算精度有所不足，无法进行方案的对比和分析。因此，运
用虚拟样机技术，则可以完善这一设计问题。将虚拟样机设计技术用在农业机械
产品的设计和制造过程中，无需对物理样机进行生产，而是在对物理样机进行生

产之前，直接运用计算机构建机械系统的实体模型——虚拟样机。随后，针对模
型展开动力学的系统分析，并对机械运动过程进行全程仿真测试，确定机械系统
的具体性能，展开对比和分析，优化系统的设计方案，改善产品的综合性能，尽
最大的可能降低对物理样机的试验次数，减少在农业机械使用过程中所需要花费

的人力、物力和财力资金支出，同时也可以规避资源浪费。由于在中国现代农业
机械的研制过程中，需要运用多个专业学科，其中包括电子、信息、农业、机械
学等，因此多种学科交叉、约束、耦合，这就需要确保在进行决策时保障正确。
尤其是以设计和制造这一过程为主，较为复杂，将虚拟样机技术用在其中，则可

以解决这些问题。通过建设虚拟样机仿真平台，可以支持多学科之间的知识共享，
并在遵循 OMG/MDA 与 STEP 规范的条件下，构建出一个可以进行协同作业的
网络开发环境。其次是可以运用多学科领域的 CAX/DFX 工具来展开三维建模，
形成农业机械设备的仿真组件模型，并实现了产品开发全生命周期的综合性管理。

借助于仿真模型库管理体系和虚拟样机可视化环境，保障了资源投入的合理性，
有效规避传统设计方法大量建设物理样机所引发的资源浪费问题。
3. 绿色制造评价方法与系统开发技术
针对农业机械生产制造过程进行绿色化评价，是保障生产过程绿色化、环保

化的基础条件。在现代农业机械设备的生产过程中，其内部结构较复杂，原理较
为丰富，涉及大量的学科和领域，需要多个专业进行协同作业，因此其生产制造

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