機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)化分析

王煒　吳相瑤

摘 要：在針對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)化過(guò)程中，需要全面的了解自動(dòng)化設(shè)備及其技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，這樣才能夠把握關(guān)鍵，進(jìn)一步對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，才能夠促進(jìn)我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備；優(yōu)化；數(shù)學(xué)模型；實(shí)用型；經(jīng)濟(jì)型可行性方案

前言

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)化應(yīng)該以當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)最為出發(fā)點(diǎn)，并且根據(jù)實(shí)際情況采取科學(xué)的優(yōu)化措施，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)化的效果，下面針對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)化的相關(guān)策略進(jìn)行具體的分析和研究。

1 機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備及技術(shù)的發(fā)展方向

1.1 實(shí)用型的發(fā)展方向

隨著社會(huì)不斷的發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備也在不斷的更新，機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展方向是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由低級(jí)到高級(jí)的變化過(guò)程，這是工業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展也會(huì)跟隨著社會(huì)的發(fā)展而發(fā)展[1]。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，機(jī)械的實(shí)用性是最適合不過(guò)的了，實(shí)用才能有效的提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，任何工業(yè)的生產(chǎn)都會(huì)將企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益放在首位，不斷的去尋找實(shí)用型機(jī)械投入工業(yè)生產(chǎn)中，這也標(biāo)志著機(jī)械自動(dòng)化在朝著實(shí)用型的方向發(fā)展。

1.2 經(jīng)濟(jì)型的發(fā)展方向

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備投入到工業(yè)生產(chǎn)中使用，一是為了降低生產(chǎn)成本，二是提高生產(chǎn)效率，這是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的硬性需求。而機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用的技術(shù)本身就是一種生產(chǎn)成本，這也是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展的主要方向，如果成本過(guò)高的話對(duì)企業(yè)也沒(méi)有生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，因此在當(dāng)今機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的改良和更新中，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)逐漸朝著經(jīng)濟(jì)型的方向發(fā)展。

1.3 綠色型的發(fā)展方向

環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界的焦點(diǎn)，而工業(yè)生產(chǎn)是對(duì)環(huán)境造成污染的主要根源，為了避免對(duì)環(huán)境的繼續(xù)污染，要對(duì)投入使用的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行更新，通過(guò)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不斷的降低工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染[2]。這也是機(jī)械自動(dòng)化朝著綠色型的發(fā)展方向，在節(jié)約生產(chǎn)原材料的同時(shí)，消除原材料對(duì)環(huán)境的污染因素，保護(hù)環(huán)境也成為機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備以及技術(shù)研究的一項(xiàng)重要工作。

2 機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)化的途徑分析

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備也可以叫做智能人工設(shè)備，是通過(guò)機(jī)械設(shè)備來(lái)代替人力生產(chǎn)的一種方式。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，采用人工生產(chǎn)或人機(jī)生產(chǎn)兩種，人工生產(chǎn)的主要生產(chǎn)勞動(dòng)力全部有人工來(lái)完成的，不采取任何機(jī)械輔助設(shè)備，這樣的生產(chǎn)需要大量的人力，而另外一種人機(jī)的生產(chǎn)模式，也是在利用人工的生產(chǎn)，但是會(huì)伴有少量的機(jī)械投入到生產(chǎn)中，也是需要客觀的人力勞動(dòng)才能維持生產(chǎn)，而且，如果是在生產(chǎn)環(huán)境較為危險(xiǎn)的情況下，一旦人員操作不當(dāng)很有可能出現(xiàn)人身傷亡事件。然而機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的出臺(tái)徹底打破了這個(gè)局面，從某種意義上說(shuō)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備不僅可以代替人來(lái)完成生產(chǎn)工作，還可以擁有人的智慧能做出一定的應(yīng)急判斷等，將徹底取代人力勞動(dòng)，更能有效避免在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的人員傷亡事件，為工業(yè)生產(chǎn)做出了重大的貢獻(xiàn)。通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，有效的提升生產(chǎn)效率，為生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更過(guò)的經(jīng)濟(jì)效益。但是，在機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備長(zhǎng)期的試用中，還有很多不足的地方，如，仿真設(shè)計(jì)的缺陷、三維技術(shù)的缺陷等，為了彌補(bǔ)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的缺陷，必須做好相應(yīng)的優(yōu)化工作，可以將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作為優(yōu)化的工具，來(lái)提高機(jī)械自動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，相關(guān)部門做好機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備能力創(chuàng)新的設(shè)計(jì)工作，而且，我們不能閉門造車，要及早的與國(guó)際接軌，再通過(guò)國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家的自動(dòng)化設(shè)計(jì)來(lái)帶給我們啟發(fā)，更好的完善機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的優(yōu)化工作[3]。

3 機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)化分析

3.1 建立主要的數(shù)學(xué)模型

隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備也不能始終適應(yīng)工業(yè)的生產(chǎn)，因此要對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行不斷的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)滿足工業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備大多都是由數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行操控的，因此，要把這個(gè)作為出發(fā)點(diǎn)，建立設(shè)備的主要數(shù)學(xué)模型[3]。首先，要了解機(jī)械自動(dòng)化投入使用的生產(chǎn)周期，以及相應(yīng)的配置函數(shù)等，通過(guò)對(duì)多種數(shù)據(jù)的分析，來(lái)建立主要的數(shù)學(xué)模型，如，自動(dòng)包裝機(jī)的模型設(shè)置，該機(jī)器的生產(chǎn)主要有兩種成本組成，一，直接成本，就是能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的費(fèi)用如，人工費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、設(shè)備折損費(fèi)用、原材料費(fèi)用等；二，間接費(fèi)用，是在生產(chǎn)中起到一些輔助工作的費(fèi)用，如，管理費(fèi)用、采購(gòu)費(fèi)用等。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析來(lái)建立自動(dòng)包裝機(jī)的主要模型，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)的有效性。

3.2 確定可行性方案

在利用機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，有很多設(shè)備原本設(shè)計(jì)的方式非常巧妙，尤其是自動(dòng)化的靈敏度特別高，但是在應(yīng)用到實(shí)際中卻出現(xiàn)很多問(wèn)題，如，靈敏度達(dá)不到相應(yīng)的要求、自動(dòng)化程序缺乏功能性等，設(shè)備已經(jīng)投資了卻達(dá)不到應(yīng)用的效果這是常有發(fā)生的事情，總的來(lái)說(shuō)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備缺乏可行性設(shè)計(jì)方案，因此，在對(duì)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，必須做好可行性方案的設(shè)計(jì)工作[4]。首先，要從多方面考慮機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的靈敏度，可以通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化法來(lái)對(duì)多目標(biāo)的函數(shù)進(jìn)行分析，來(lái)實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化方案的可行性，然后才能將可行性方案賦予實(shí)際。

3.3 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

人們賴以生存的環(huán)境在漸漸的惡化，大多數(shù)都是人為引起的，如，工業(yè)生產(chǎn)的能源消耗、廢物廢氣排放等都會(huì)慢慢的腐蝕環(huán)境，人們也及時(shí)的認(rèn)識(shí)到這個(gè)嚴(yán)重的現(xiàn)象，因此在任何生產(chǎn)和消耗中都主張環(huán)境保護(hù)，要盡量避免對(duì)環(huán)境造成污染。尤其機(jī)械制造業(yè)被成為對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重污染的企業(yè)，更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)的措施，因此，要將環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)列為機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)化中的主要項(xiàng)目[5]。首先，是設(shè)備生產(chǎn)的能源消耗問(wèn)題，要做到低能耗、高生產(chǎn)的目的，然后，要設(shè)備生產(chǎn)后的排放做好環(huán)保工作，要嚴(yán)格按照環(huán)境保護(hù)的要求實(shí)施相關(guān)的優(yōu)化工作，將機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)逐漸走向環(huán)保型，以做到節(jié)能減排的目的。

3.4 機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備智能化的優(yōu)化

上面的發(fā)展方向也提到過(guò)，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備逐漸的朝著智能化的方向發(fā)展，因此，我們必須做好設(shè)備智能化設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案，要徹底實(shí)現(xiàn)機(jī)械代替人工來(lái)工作。機(jī)械設(shè)備的智能化并不是代替人工的生產(chǎn)，有些時(shí)候甚至?xí)饺斯どa(chǎn)，因?yàn)橛泻芏嗲闆r是人的能力和智慧都無(wú)法達(dá)到的，而通過(guò)機(jī)械的智能化生產(chǎn)卻能將其做的更好，不僅提升了工業(yè)的生產(chǎn)效率，還降低了人工的使用[6]。機(jī)械智能化的優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)工作，也可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)工作，能解決很多傳統(tǒng)生產(chǎn)中不能解決的問(wèn)題，對(duì)于人類的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)重要的發(fā)展標(biāo)志，對(duì)于機(jī)械來(lái)說(shuō)，是科技進(jìn)步一個(gè)新的飛躍。

4 機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備優(yōu)化實(shí)例分析

4.1 優(yōu)化設(shè)備概述

機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備在工業(yè)應(yīng)用的極為廣泛，文章以某工業(yè)（W）的自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)機(jī)械（S）的優(yōu)化為例。S設(shè)備為包裝機(jī)設(shè)備，主要用于包裝食品、物品、材料等用途，其主要構(gòu)件由控制鍵、支架、控制器等部分構(gòu)成，該設(shè)備在使用中直接影響產(chǎn)品的美觀、使用、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)确矫妫绻O(shè)備有些構(gòu)件有缺陷的話就會(huì)導(dǎo)致在運(yùn)輸或儲(chǔ)存的過(guò)程中出現(xiàn)產(chǎn)品散落的現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)品的美觀和使用造成一定的影響，如果是食物包裝的話，包裝不好就會(huì)引起食物變質(zhì)，因此，要對(duì)其功能、部件進(jìn)行以上提到的相關(guān)因素進(jìn)行優(yōu)化。

4.2 優(yōu)化前后對(duì)比

針對(duì)S設(shè)備優(yōu)化前的使用參數(shù)進(jìn)行分析，主要從機(jī)械的電源功率、打包速度，產(chǎn)品包裝的美觀受損現(xiàn)象、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程出現(xiàn)的產(chǎn)品散落現(xiàn)象、產(chǎn)品投入使用變質(zhì)或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的現(xiàn)象等進(jìn)行分析，以生產(chǎn)總例數(shù)為1000例的產(chǎn)品進(jìn)行分析。以下是該設(shè)備優(yōu)化前后的相關(guān)參數(shù)值通過(guò)對(duì)設(shè)備優(yōu)化前后的參數(shù)對(duì)比分析，不難看出優(yōu)化后的設(shè)備不管是從能耗、速度，還是從產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用、運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及美觀上，都比優(yōu)化前要好很多，能耗降低了，使設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，而且在這個(gè)基礎(chǔ)上的生產(chǎn)速度也有增加，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)產(chǎn)品的損失率也明顯降低，直接提高了企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：王煒（1961，10-），女，民族：漢，籍貫：黑龍江雞西；副教授；學(xué)歷：本科；研究方向：機(jī)械自動(dòng)化和力學(xué)。