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现代农业机械:绿色制造关键技术及发展趋势
2009-10-09   来源:农机360网   

   现代农业机械绿色制造评价方法与系统开发技术

    对现代农业机械制造绿色性的评价是开展现代农业机械绿色制造的基本前提。现代农业机械具有结构复杂、原理和物理过程复杂、涉及学科领域多、协同人员多、设计与制造过程复杂、开发周期长、项目管理复杂、经济成本和生态环境成本高等特点,其研制是多学科交叉、多约束与强耦合条件下的多目标优化问题。对现代农业机械进行全生命周期的绿色性评价,是典型的多层次、多约束、多目标群体决策问题。要准确评价,首先要建立合理的评价指标体系;其次要建立良好的求解算法;最后应建立一个支持多专家协同工作的评价系统,以便对现代农业机械全生命期的绿色度进行网络化协同评价。现代农业机械的绿色性评价指标体系包括技术性能目标、经济目标、资源目标和环境目标等方面。考虑评价是在多学科专家协同工作、全生命周期各阶段与多目标优化下面向多方案的决策,可建立含目标维、周期维、专家维和方案维的4维评价模型,应用基于知识的多专家协同评价模糊求解算法和依次评价模糊求解算法,建立基于Web的绿色评价系统。

     面向现代农业机械研制的数据库(知识库)系统和实施技术

    无论是进行农业机械设计的原理计算,寻求其物理规律,进行效应预估评价,还是从事最基本的产品零部件开发过程中的计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助工程(CAE)/计算机辅助工艺设计(CAPP)/计算机辅助制造(CAM)等工作,最基础的是必须有一个参照标准,这与建立基础数据库(知识库)紧密相关。

    为此,需要建立健全各种材料的工艺知识库、试(实)验数据库、产品特征模型库、多学科集成模拟仿真平台和产品虚拟样机开发系统等资源库,以进一步满足研究工作的需求。同时,借助知识发现和数据挖掘技术,可以从历史数据中挖掘出有关农业机械的规律性知识,来验证模拟实验的结果和计算机模拟的结论,也有助于基础数据库(知识库)的建立。

    现代农业机械绿色制造发展趋势

    现代农业机械绿色设计与绿色制造从社会、经济和环境的复杂系统结构出发,采用技术手段和方法,实现三者之间的有效协调和平衡,不仅降低了成本,提高了产品质量,而且增加了产品的附加值,甚至可以带动企业或整个行业的振兴与全面发展。绿色设计与绿色制造已成为我国现代农业机械制造业实现可持续发展的有效途径,具有广泛的应用前景。由于农业机械的绿色设计与绿色制造涉及的学科领域多,包括机械学科、材料学科、环境保护、社会科学、农业科学、气象科学和管理科学等,范围较广,属于多学科交叉研究范围,目前还处于不断发展完善之中。在今后一段时期内,现代农业机械产品的绿色设计与绿色制造将呈现出全球化、社会化、集成化、并行化、智能化和产业化的发展趋势[1]。

    全球化

    随着近年来全球化市场的形成,以及许多国家要对进口产品进行绿色性认定(要有“绿色标志”),特别是部分国家以保护本国环境为由,制定了极为苛刻的产品环境指标,来限制国际产品进入本国市场,即设置“绿色贸易壁垒”,使得绿色产品的市场竞争将是越来越体现全球化的特征和趋势。

    社会化

    无论是绿色制造涉及的立法、行政规定以及需要制定的经济政策,还是绿色制造所需要建立的企业、产品与用户三者之间新型的集成关系,均是十分复杂的问题,其中又包含大量的相关技术问题:均有待于深入研究,需要全社会的共同努力和参与,以形成绿色制造所需要的社会支撑系统。

    集成化

    目前,绿色制造的集成功能、目标体系、产品和工艺设计与材料选择系统的集成、用户需求与产品使用的集成以及绿色制造的问题领域集成、绿色制造系统中的信息集成、绿色制造的过程集成等集成技术的研究,将成为绿色制造的重要研究内容。此外,绿色集成制造技术和绿色集成制造系统将成为今后绿色制造研究的热点。

    并行化

    绿色设计的一个重要趋势就是与并行工程相结合,形成绿色并行工程。绿色并行工程将成为绿色产品开发的有效模式。绿色并行工程涉及一系列关键技术,包括绿色并行工程的协同组织模式、协同支撑平台、绿色设计的数据库和知识库、设计过程的评价技术和方法及绿色并行设计的决策支持系统等技术都有待于今后进行深入的研究。

    智能化

    绿色设计与制造的决策目标体系是现有制造系统目标体系与环境影响和资源消耗的集成,绿色产品评估指标体系及评估专家系统均需要人工智能技术的参与。

    产业化

    绿色设计与制造的实施将导致一批新兴产业的形成,包括废弃物的回收处理装备制造业、废弃物回收处理的服务产业、绿色产品设计与制造业以及实施绿色设计与制造的软件产业等。

    结束语

    现代农业机械是在传统农业机械基础上,融合现代微电子技术、仪器与控制技术和信息技术,并在系统工艺的基础上,综合了农业特点的环境、气候和农作物等因素而确定的一体化成套机械设备。目前已经演变成一种复杂机电产品,其研制、生产、储存、维护、使用及报废回收等全生命周期的每个阶段都存在与环境相容性问题。因此,开展对现代农业机械的绿色设计和制造研究具有十分重要的意义,可以为现代农业机械的研制提供新的思路。本文结合绿色制造的基本理论和现代农业机械的自身特点,研究了现代农业机械绿色制造的关键技术和发展趋势,为以绿色制造为基础的现代农业机械研制工程的进一步发展提供了一定的参考。

本文链接http://www.xnz360.com/44-52517-1.html

标签:农机 技术 发展 趋势 关键 制造 绿色 现代

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