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摘要：党的十九大报告明确提出乡村振兴战略，这就意味着在未来的发展过程中，国家将会在“三农”问题解决方面进行更大的投入。本文对基于物联网和云环境的农机数字化车间数据采集系统进行分析，以供参考。

关键词：数字化车间;物联网;云环境

引言

无论是农村产业的持续发展，还是农村业态模式的优化，都需要对应的农机设备，这就需要农机设计和制造技术能够跟上时代发展的诉求。因此，积极加强对于农机数字化设计与制造技术的研究，是很有必要的。

1内容

对于当前数字化设计制造技术的使用实践进行归结，其主要可以归结到如下5个方面：1）三维建模方面，将计算机辅助设计（CAD）或者产品数据管理（PDM）或者计算机辅助工程（CAE）或者计算机辅助工艺过程设计（CAPP）融入其中，这样可以生成产品数据共享平台，确保实际的三维建模效益得以发挥;2）异地协同设计方面，架构对应的网络环境进行产品建模、设计、分析，不同机构的设计人员可以在这样的平台上进行协同操作，以确保实际设计的资源更好地发挥自身的效能;3）基于知识的设计，作为产品创新开发的工具，产品开发所使用到的各种知识或者资源都可以融入进去，由此确保实际的设计机制得以构建;4）概念设计与工业设计，产品设计会经历产品需求分析、产品详细设计等步骤，无论是概念设计，还是工业设计，都可以很好地发挥计算机的辅助效能，形成以知识为中心，完美实现形态和人性方面的优化设计，这样设计人员的创新能力、审美能力、计算机能力能够不断发展，继而更好的在产品创新中发挥效能;5）绿色设计，就是以环保理念为引导，在资源优化利用、资源回收等环节发挥效能，这样可以使得污染行为得到管理和控制，继而实现绿色产品的制造，由此引导社会朝着更加持续性的方向发展和进步。

2传统农机车间制造过程

传统农机车间制造过程是一个基于制造资源（包括工艺、刀具、治具、机器设备、工作人员等资源）实现农机零部件生产的整个过程。对于生产企业而言，这个过程只是零部件从原材料到零部件的一个分支过程，但对其内部的制造过程而言，这是一个比较完整、闭环的过程。农机车间是农机零部件制造过程的承担者，由企业计划部负责管理，主要职责是根据产品工艺流程，通过对产品的生产管理，整合制造资源，实现对整个生产行为过程的监控管理，从而完成产品的生产制造。（图1）

3农机数字化策略

3.1谋划实施数字农业重大项目

组织实施农业物联网区域试验工程、数字农业试点项目等，推进数字农业相关技术产品集成应用示范、中试熟化、标准验证，逐步实现产业化应用。截至目前，累计建设9个农业物联网示范省、100个数字农业试点项目。

3.2推动农机数字化改造升级

通过农机购置补贴，推广使用智能终端和应用智能作业模式，深化北斗系统在农业生产中的推广应用。截至目前，推动50余家农机企业采用基于北斗的智能终端，带动推广应用农机北斗终端超过40万台套。

3.3强化市场监测预警

建设重点农产品市场信息服务平台，汇聚农产品市场信息，目前已接入数据约20亿条，每天新增数据10万余条，为公众提供全面的农产品市场信息服务。下一步，农业农村部将会同有关部门，加快推动信息基础设施建设和升级改造，加强示范应用推广，实施一批具有技术先进性、产业带动性，可规模化应用的创新示范项目，推进大数据、物联网、人工智能等新技术与农业农村各领域各环节深度融合。深入实施信息进村入户，鼓励各地创新运营模式，丰富益农信息社服务内容，推动与农业产业融合，依托益农信息社助力农产品上行，提升可持续运营能力。

4车间制造过程数据采集系统

4.1数据采集系统软件架构设计

1）底层数据采集层主要是利用RFID手持设备获取底层硬件信息。2）手持RFID设备中间层基于Linux操作环境，本身可以访问读写器，获取电子标签的信息，也可以在后台监测特定的端口数据，将应用层的采集请求转为控制指令，驱使读写器获取电子标签的信息，再将信息返回给代理中间层，从而发送给数据处理层。3）代理中间层就好比一个代理服务器，向上为应用层提供标准接口，向下搜集手持RFID设备中间层的数据信息，并转发给应用层。4）业务处理层是利用JSP和JavaScript搭建的Servlet服务器模型，用来完成应用层的业务处理需求。5）Web/Android应用层会直接和终端用户进行信息交互，一般用于数据录入与查询、用户操作、结果显示等，可以向工作人员实时反馈车间生产状况。

4.2自动识别技术

自动识别技术采用RFID射频和条形码技术等，通过无接触式的方式，利用射频信号获取生产计划范围内目标对象的信息，主要是获取设备、物料、半成品、零部件生产和加工质量等信息。

4.3设备联网技术

设备联网是指将数控机床、测试设备、仓库货架等车间设备采用局域网连接起来，再利用通信网口采集设备的数据信息，实时了解设备的工作状态，避免因设备故障影响农机零部件质量。

5云环境设计

由于农机数字化车间数据信息非常多，为了使采集到的信息能被有效处理，需要将零部件生产制造的信息发送给云端云环境进行分析和处理。通过云环境的分类与处理，可以实现整个农机数字化车间的信息透明化，能够实时了解流水线及线边物料的管理、库存物料等信息，对生产和采购具有重要意义。

6农机企业数字化转型成必然趋势

6.1增材制造成工业数字重要抓手

作为工业数字发展的重要抓手，增材制造领域成为制造产业创新和提升运营效率中不可或缺的板块。相较于传统的减材制造，增材制造更灵活地满足了生产中绿色和高效等需求，既涉足焊接、热喷涂等传统行业，也是现在3D打印等先进领域的重要学科。国机集团首席专家、中国农机院新材料技术与装备研究所所长汪瑞军在此次会议上介绍，随着我国国力的发展，大飞机、船舶、高速列车等产业对寿命都提出了苛刻的要求，以高速列车为例，对材料提出了更高的要求。因此如何提质增效，是目前高端装备材料必须解决的问题。

6.2模块设计实现产品生命周期管理

针对企业存在的图纸管理复杂、人员流动性大、统计汇总难、产品种类多、工作量大、标准不一等多重问题。上海思普信息技术有限公司的模块化设计平台将帮助企业用数字化解决这些难题。上海思普信息技术有限公司高级顾问谢兴国介绍，产品全生命周期管理系统PLM可以帮助企业实现产品研发走向模块化平台化、实现研发组织和流程变革，大幅度提升企业研发效率和质量，大幅度提升产品标准化、平台化程度;致力于实现机电软包（结构设计、电子设计、软件设计、包装设计）多专业协同开发;致力于实现产品设计、产品工艺一体化管理。

7农机数字化零部件设计实例

UG三维建模软件用于土地机械零件的设计，并利用UG提供的开发工具和接口汇编召回功能，实现基于模板的土地机械零件参数化设计。土地机械零件的参数化设计实际上是根据设计要求修改知识库和案例数据库中零件的尺寸参数，以便模板的形状和尺寸能够满足新零件的设计要求。零件的参数化设计过程如图2所示。

结束语

农机数字化设计制作技术的发展，是农业机械现代化发展的重要标志，是农业现代化发展中的重要环节，因此必须要正确看待此项技术的发展，积极建立持续的技术投入机制，生成良好的技术发展环境，确保此方面的技术可以更好地发挥效能，确保农业机械的设计制造素质朝着更加理想的方向进展。

参考文献

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[3]罗晓琳.基于云计算的农机部件数字化车间集成技术研究[J].农机化研究，2017，39（10）：218-222.

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