張 佩

（西安理工大學高科學院，陜西 西安 713700）

計算機虛擬技術是一種重要的智能技術，被廣泛地應用在農(nóng)業(yè)機械領域。它能夠模擬真實的農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境，并利用計算機技術模擬農(nóng)業(yè)機械的運行情況，從而提高農(nóng)業(yè)機械的使用效率，為農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展提供了強有力的技術支撐。但目前，計算機虛擬技術在農(nóng)業(yè)機械領域應用中還存在著許多問題，如缺乏專業(yè)的農(nóng)機技術人員、計算機基礎設備配置過低以及農(nóng)戶對計算機虛擬技術的重要性認識不足。因此，如何有效地應用計算機虛擬技術，以推動農(nóng)業(yè)機械行業(yè)的進一步發(fā)展，成為廣大農(nóng)業(yè)專家及相關工作人員共同關注的話題。

1 計算機虛擬技術概述

計算機虛擬技術使用計算機語言、圖形等來創(chuàng)建供人們使用的計算機環(huán)境，用來創(chuàng)建完全不同的虛擬世界，并與現(xiàn)實世界建立起聯(lián)系，給用戶帶來完全不同的體驗感受[1]。如今，計算機虛擬技術已被廣泛地應用在農(nóng)業(yè)機械行業(yè)中，一方面，可以減少農(nóng)機制造的成本，提高制造質量和準確度；另一方面，該技術還有助于提高農(nóng)機的使用效率，節(jié)省操作成本，提高農(nóng)業(yè)機械的經(jīng)濟效益。

2 計算機虛擬技術的特點

計算機虛擬技術的主要特點如下：1）虛擬性和節(jié)能性。計算機虛擬技術能把資源最小單位化（池化），讓用戶按需使用資源。虛擬化不但解放了操作系統(tǒng)，也解放了物理硬件，極大地提高了資源的利用率，節(jié)省了計算機系統(tǒng)的資源[2]。2）資源共享。虛擬技術能夠讓多個用戶共享計算機資源，而不需要增加硬件的使用量。3）提高安全性。計算機虛擬技術可以提高數(shù)據(jù)的安全性，減少計算機技術中可能出現(xiàn)的安全隱患，有效地防范各種黑客攻擊和外來的病毒攻擊。同時，縮短開發(fā)時間。計算機虛擬技術可有效縮短軟件開發(fā)的時間，快速搭建軟件和硬件環(huán)境，提高產(chǎn)品研發(fā)進度。4）支持跨平臺技術。虛擬技術能夠讓應用程序在不同的操作系統(tǒng)和計算機平臺之間運行，實現(xiàn)跨平臺應用。

3 計算機虛擬技術在農(nóng)業(yè)機械應用中的優(yōu)勢

1）計算機虛擬技術改變了農(nóng)業(yè)機械設備的設計方式[3]。使用計算機虛擬技術，設計人員可以在軟件中模擬整個農(nóng)業(yè)機械設備，仔細觀察設備的材料、尺寸和構造，并預測它的性能表現(xiàn)，從而使農(nóng)業(yè)機械的設計更加完善可靠，以更高的效率和品質滿足客戶的需求。

2）計算機虛擬技術可以有效幫助農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)智能化、自動化和信息化。實現(xiàn)這些要求的關鍵技術之一是AI技術，AI技術可以為農(nóng)業(yè)機械提供動態(tài)決策能力，并幫助完成更多復雜的任務。再者，計算機虛擬技術可以用于匹配機器的設計參數(shù)，例如運動性能的最大動力參數(shù)、機器的整體權重以及機器的不同組件參數(shù)等，最大程度地滿足農(nóng)戶的需要。

3）計算機虛擬技術有助于提高農(nóng)業(yè)機械的安全性能。農(nóng)業(yè)機械是處理復雜任務的特殊機械，其安全性能關系到農(nóng)戶的人身安全。而計算機虛擬技術可以模擬農(nóng)業(yè)機械的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)故障，從而提高農(nóng)業(yè)機械的安全性能[4]。

4 計算機虛擬技術在農(nóng)業(yè)機械中的應用現(xiàn)狀

4.1 缺乏專業(yè)的農(nóng)機技術人員

目前，我國缺少專業(yè)農(nóng)業(yè)機械技術人員，主要原因如下：一是農(nóng)村收入水平和生活水平跟不上城市的發(fā)展[5]。對于當今年輕人來說，收入水平跟不上生活需求是影響他們去農(nóng)村的重要因素。因此，大部分的農(nóng)機技術人員不愿意到農(nóng)村地區(qū)發(fā)展。二是農(nóng)村地區(qū)的科技水平落后。就農(nóng)業(yè)機械技術來說，大多數(shù)農(nóng)村的農(nóng)業(yè)機械設備配置較低，使得技術人員難以發(fā)揮其作用，這在一定程度上也影響了計算機虛擬技術的發(fā)展。三是農(nóng)村勞動力質量不高，這也是農(nóng)機技術人員不愿意去農(nóng)村發(fā)展的重要原因[6]。大多數(shù)農(nóng)村不重視計算機環(huán)境建設，缺乏專業(yè)的技能培訓，這就難以提高勞動力質量，專業(yè)技術人員不肯從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作，導致了農(nóng)機專業(yè)技術人員短缺，使得計算機虛擬技術在農(nóng)業(yè)機械中的應用效果不明顯。

4.2 計算機基礎設備配置過低

目前，計算機虛擬技術尚未普及，主要原因在于部分農(nóng)村地區(qū)的計算機基礎設備配置過低，這就導致計算機虛擬技術難以發(fā)揮其自身的作用。首先，農(nóng)村區(qū)域的網(wǎng)絡覆蓋率低。由于部分農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展水平較為落后，人口較少，為了減少費用，布網(wǎng)費用相對較低，因此網(wǎng)絡建設工作受到一定的影響，計算機的應用也受到了相應的限制。其次，農(nóng)村計算機設備性能較差，大多是過時的硬件和軟件設備，許多農(nóng)村終端用戶對計算機設備的評價很低，缺乏足夠的配置，限制了計算機虛擬技術的發(fā)展。最后，農(nóng)村計算機設備配置的維護和升級機制存在一定的缺陷。由于大部分農(nóng)村環(huán)境比較落后，除了少數(shù)企業(yè)投入之外，多數(shù)計算機設備配置的維護和升級都陷入了瓶頸，這也是農(nóng)村計算機基礎設備配置不如人意的一個原因。

4.3 農(nóng)民對計算機虛擬技術的重要性認識不足

首先，受傳統(tǒng)農(nóng)耕觀念的影響，許多農(nóng)戶主已習慣了以往的耕作方式，憑借自身的經(jīng)驗進行農(nóng)業(yè)作業(yè)，對計算機虛擬技術的重要性認識不足，也不了解計算機虛擬技術[7]。其次，由于資金有限，大部分農(nóng)戶都沒有投資購買計算機虛擬技術所必需的硬件和軟件，進而也就沒有去研發(fā)計算機虛擬技術的應用，許多農(nóng)戶甚至沒有選擇使用計算機虛擬技術來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。最后，大多數(shù)農(nóng)戶對于計算機虛擬技術的應用和開發(fā)缺乏持久的積極性。盡管使用計算機虛擬技術可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率、減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本、節(jié)約能源、改善農(nóng)民的生活，但很多農(nóng)戶對計算機虛擬技術的應用卻缺乏持久的動力，其認為計算機虛擬技術過于復雜，沒有毅力去學習這門技術，更愿意選擇以往的耕作方式來進行農(nóng)業(yè)作業(yè)，這使得計算機虛擬技術無法充分發(fā)揮應有的價值。

5 計算機虛擬技術在農(nóng)業(yè)機械中的具體應用

5.1 在農(nóng)業(yè)機械制造中的應用

目前，計算機虛擬技術已被廣泛地應用在農(nóng)業(yè)機械制造中，解決了傳統(tǒng)人工制造機械設備工藝簡陋、技術含量低的問題，以更少的投資制造出更可靠的產(chǎn)品。首先，在開發(fā)和制造農(nóng)機的過程中，動態(tài)建模和模擬仿真是兩項重要的任務，計算機虛擬技術可以通過動態(tài)建模，幫助用戶迅速分析各種參數(shù)的性能及它們對產(chǎn)品的影響，并輔助決策人更好地理解決策結果。通過多種軟件，反映出人們對農(nóng)業(yè)機械設備與機器的需求，并在電腦上模擬、修正機器的尺寸和功能。其次，在模擬環(huán)境中，還可以利用計算機虛擬技術配備實體機械設備，分析三維運動參數(shù)，并進行精確操作，從而完成所規(guī)定的任務。

5.2 在農(nóng)業(yè)機械設計中的應用

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設計不僅效率低，耗時長，還難以保證設計質量。如今，計算機技術日漸成熟，將計算機虛擬技術應用在農(nóng)業(yè)機械設計中，有助于提高農(nóng)業(yè)機械的設計質量，提升工作效率。首先，計算機虛擬技術可以更快速地發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械設計中的隱藏錯誤[8]。通過使用計算機虛擬技術，可以模擬農(nóng)機設計過程，從而確保最終產(chǎn)品的可靠性和可用性，減少設計中的誤差。其次，計算機虛擬技術還可以用來解決農(nóng)業(yè)機械設計中的質量和安全問題。應用計算機虛擬技術模擬分析方法，來判斷零件質量，確保農(nóng)業(yè)機械的可靠性和安全性，減少了設計失敗環(huán)節(jié)，為設計師節(jié)省了成本，保障了產(chǎn)品的安全。例如，自動控制聯(lián)合收獲機的脫粒深度、播種機播種數(shù)量、蘋果采摘機對蘋果成熟度的判定、蘋果在搖晃時采摘手的動態(tài)定位等，這些功能都需要計算機虛擬技術精確計算相關位置與參數(shù)，根據(jù)計算數(shù)值判斷出農(nóng)業(yè)機械零部件的質量，在確保零部件質量后，再發(fā)出行動指令才能實現(xiàn)以上操作。

5.3 在農(nóng)業(yè)機械設備作業(yè)監(jiān)控中的應用

傳統(tǒng)的作業(yè)質量監(jiān)測方法是對農(nóng)業(yè)機械設備運行后的手工取樣進行檢驗和加工。例如，監(jiān)測播種密度、漏播程度、脫粒強度、清選結果等，都是事后取樣檢驗，然后再對農(nóng)業(yè)機械設備的工作品質進行評價，這種方式無法即時監(jiān)測和處理農(nóng)業(yè)機械設備運行狀況。而計算機虛擬技術可以實時監(jiān)控農(nóng)業(yè)機械設備的運行狀況[9]。首先，通過虛擬技術，農(nóng)業(yè)機械作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)可以采取動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測，實時掌控農(nóng)業(yè)機械設備的各種運行參數(shù)，采用實時監(jiān)測機制，保證工作正常運行。比如，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械設備的駕駛艙中設置相應的智能顯示屏，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)作業(yè)的實時監(jiān)測。再如，設置監(jiān)測農(nóng)作物生長狀況的監(jiān)測設備，確保農(nóng)作物能夠在合適的環(huán)境下正常生長。其次，計算機虛擬技術改善了農(nóng)業(yè)機械作業(yè)監(jiān)控的回放功能，通過多維立體模擬，可以實現(xiàn)對作業(yè)過程的重播回放，幫助用戶明確農(nóng)機設備作業(yè)的軌跡，當出現(xiàn)問題時，方便工作人員根據(jù)軌跡數(shù)據(jù)查找原因，采取相應的解決措施，以此達到全方位智能監(jiān)控的使用效果。

5.4 在農(nóng)業(yè)機械設備維修中的應用

首先，采用計算機虛擬技術，能夠使維修處理過程變得更加規(guī)范化[10]。例如，在設備維修過程中，維修工程師可以使用計算機虛擬系統(tǒng)來管理任務和跟蹤維修進度，并對每個階段任務的執(zhí)行情況進行監(jiān)控，以提高工作效率[11-12]。其次，計算機虛擬技術可以模擬農(nóng)業(yè)機械設備的各項操作，使設備維修變得更加高效，節(jié)省時間，降低維修費用。在實際維修過程中，計算機虛擬技術可以根據(jù)當前機器的狀態(tài)，通過虛擬周期，給出具體的維修細節(jié)，節(jié)省了維修人員的研究時間，提高了維修效率。最后，計算機虛擬技術可以有效地進行預防性維修[13-14]。通過計算機虛擬系統(tǒng)，可以預測出機器的潛在故障，有助于工作人員采取最佳的維修措施進行維護，有效地避免了過度維修，延長了農(nóng)業(yè)機械設備的使用壽命。

6 結語

在當前的市場環(huán)境下，農(nóng)業(yè)機械領域要與時俱進，根據(jù)當前的實際情況進行農(nóng)業(yè)機械技術的優(yōu)化和創(chuàng)新，而計算機虛擬技術的應用給農(nóng)業(yè)機械領域帶來了極其廣闊的農(nóng)業(yè)發(fā)展前景。在農(nóng)業(yè)機械中應用計算機虛擬技術，不但可以減少農(nóng)機制造成本，提高農(nóng)機質量和準確度，還有助于提高農(nóng)機的使用效率，提高農(nóng)業(yè)機械的經(jīng)濟效益。因此，相關工作者要重視計算機虛擬技術在農(nóng)業(yè)機械中的應用，緊跟時代的步伐，提高自身的信息化水平，積極引入先進的計算機虛擬技術，學習相關的知識，以此提高農(nóng)業(yè)機械的利用效率，走信息化、現(xiàn)代化以及智能化的可持續(xù)發(fā)展道路。