探析環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化的發(fā)展趨勢

黃新寶

摘要：本文介紹環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)、制造以及自動化的特點(diǎn)，并且進(jìn)一步闡述未來發(fā)展趨勢，主要包括強(qiáng)化機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)應(yīng)用、智能化與網(wǎng)絡(luò)化相結(jié)合、提升節(jié)能環(huán)保利用效率、借助虛擬技術(shù)建立模型以及模塊化和系統(tǒng)化發(fā)展模式。

關(guān)鍵詞：環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì);制造;自動化

引言：社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開機(jī)械制造業(yè)做出的貢獻(xiàn)，而在信息化時(shí)代，環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)及自動化發(fā)展趨勢是當(dāng)前社會各界廣泛關(guān)注的問題，它包含機(jī)械設(shè)計(jì)、制造以及自動化三個(gè)方面，為推動機(jī)械制造業(yè)發(fā)展，每項(xiàng)內(nèi)容都有必要作為研究對象。

1環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化特點(diǎn)

1.1環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)

隨著市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，市場逐漸提高對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求，手工繪制圖紙的方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段人們對產(chǎn)品的需求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，能更加高效完成機(jī)械零件分析與設(shè)計(jì)。這幾年，在設(shè)計(jì)的同時(shí)，采用不同類型的分析軟件，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，是現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)主要發(fā)展方向，為企業(yè)參與市場競爭提供優(yōu)勢。

1.2環(huán)保機(jī)械制造特點(diǎn)

機(jī)械制造的技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。機(jī)械產(chǎn)品制造中最重要的環(huán)節(jié)就是零部件制造，零部件制造的水平直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，應(yīng)當(dāng)重視零部件生產(chǎn)，也不能忽視生產(chǎn)者在這個(gè)過程中承擔(dān)的責(zé)任。各個(gè)行業(yè)都呈快速發(fā)展趨勢，機(jī)械制造業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)也有所進(jìn)步，可以滿足國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的需求，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加，提升機(jī)械制造行業(yè)零部件加工質(zhì)量和效率。但是仍然存在不足，高端機(jī)床發(fā)展仍然緩慢，主要是因?yàn)楦叨藱C(jī)床更多依賴進(jìn)口，且機(jī)床部件生產(chǎn)落后。因此，在“十三五”規(guī)劃期間，提出加快發(fā)展高端機(jī)床零部件的要求。

1.3環(huán)保機(jī)械自動化特點(diǎn)

機(jī)械自動化是指將機(jī)械和電氣技術(shù)相結(jié)合，在現(xiàn)在的市場環(huán)境條件下，普遍應(yīng)用機(jī)械自動化技術(shù)，特別在機(jī)械加工、電子以及食品藥品等各個(gè)行業(yè)。自動化技術(shù)為企業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，與此同時(shí)，自動化防錯(cuò)、糾錯(cuò)功能以及報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用，節(jié)省人力資源。機(jī)械自動化也是未來行業(yè)發(fā)展的主要方向，體現(xiàn)先進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平，是我國重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。

2環(huán)保機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化發(fā)展趨勢

2.1強(qiáng)化機(jī)械基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動化整個(gè)過程中需要眾多方面的基礎(chǔ)技術(shù)。例如：在機(jī)械設(shè)計(jì)中，選擇相關(guān)零件材料、評估加工工藝技術(shù)、審核零件表面粗糙程度以及設(shè)定具體零部件位置等方面都是在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮的問題;在機(jī)械制造階段，選擇機(jī)床床位、刀具參數(shù)、不同材料的參數(shù)、加工過程所需經(jīng)費(fèi)等方面問題;在機(jī)械自動化生產(chǎn)時(shí)，充分考慮節(jié)拍時(shí)間、電氣是否可靠、運(yùn)行具體軌跡以及程序設(shè)定等方面問題^[1]。眾多方面的問題都需要研究人員花費(fèi)大量精力研究驗(yàn)證，經(jīng)過試驗(yàn)后投入實(shí)際生產(chǎn)中。只有做好基礎(chǔ)性工作，才能保證機(jī)械制造行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

2.2標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的具體應(yīng)用

我國在很早以前就已經(jīng)開展機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化工作，而在幾十年悠久的發(fā)展過程中，機(jī)械行業(yè)的眾多方面都已經(jīng)形成全面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械工程師應(yīng)當(dāng)全面掌握的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括計(jì)量單位、機(jī)械制圖、公差、電氣制圖、優(yōu)先數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)長度、形位公差、緊固件、表面粗糙度以及圖形符號等有關(guān)規(guī)定;全面掌握的結(jié)構(gòu)要素應(yīng)當(dāng)包括直徑、圓角、錐度、倒角、退刀槽以及中心孔等零件基本構(gòu)成部分。要素的相關(guān)規(guī)定是技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)掌握的內(nèi)容，如果技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)要素掌握不全面會為后續(xù)制造帶來隱患。因此，標(biāo)準(zhǔn)化在機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動化生產(chǎn)過程中作為基礎(chǔ)條件，占有重要作用。只有完全掌握基本設(shè)計(jì)，才能優(yōu)化制造方案。

2.3智能化與網(wǎng)絡(luò)化相結(jié)合

隨著人工智能技術(shù)快速發(fā)展，人類進(jìn)入智能化時(shí)代。將機(jī)械制造行業(yè)和智能化技術(shù)相結(jié)合，促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。而在未來，機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動化會逐漸走向智能化發(fā)展方向，最大限度滿足人們和社會的發(fā)展需求。利用大數(shù)據(jù)和人工智能優(yōu)勢，分析設(shè)計(jì)科學(xué)合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)模型，提升機(jī)械制造企業(yè)自動化水平。提高企業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)利潤最大化。

我國近些年制造水平獲得大幅度提升，計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)建造領(lǐng)域，制造過程更加自動化，提升工作效率。工業(yè)也隨著技術(shù)的發(fā)展向著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，充分利用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，合理控制和管理機(jī)械制造業(yè)的系統(tǒng)，應(yīng)用監(jiān)視技術(shù)，全面監(jiān)督生產(chǎn)全過程，及時(shí)指出生產(chǎn)過程中遇到的問題，并且采用適當(dāng)方法有效解決，保證生產(chǎn)安全、持續(xù)和穩(wěn)定性。

2.4提升節(jié)能環(huán)保利用效率

國家加強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的重視程度，人們對環(huán)境生活質(zhì)量要求也越來越高，從事生產(chǎn)活動應(yīng)當(dāng)考慮到對環(huán)境的影響。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動化中也應(yīng)當(dāng)充分考慮到設(shè)備環(huán)保和節(jié)能效果。機(jī)械設(shè)備環(huán)保節(jié)能效果主要應(yīng)用在具體實(shí)踐過程中，設(shè)備零部件的設(shè)計(jì)制造選擇低能耗材料，降低零件加工廢品率。此外，選擇的零件和非金屬材料也應(yīng)當(dāng)注重環(huán)保。機(jī)械設(shè)備加工成型后被應(yīng)用時(shí)，也不能忽視環(huán)保意識。例如：收集機(jī)械冷卻液、妥善處理生產(chǎn)過程中剩余的廢料?？偠灾?，不管是設(shè)計(jì)還是應(yīng)用階段，都應(yīng)當(dāng)充分考慮好設(shè)備對環(huán)境造成的影響，符合國家環(huán)保型社會發(fā)展理念。

2.5借助虛擬技術(shù)建立模型

在傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)中，通常只是借助圖紙完成設(shè)計(jì)，正式開始制造之前，設(shè)計(jì)人員將產(chǎn)品特點(diǎn)和功能畫出來，再經(jīng)過領(lǐng)導(dǎo)部門審核，投入生產(chǎn)實(shí)踐。但在進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)的整體過程和實(shí)驗(yàn)經(jīng)常消耗大量資源，增加機(jī)械制造成本費(fèi)用，也很可能會出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的現(xiàn)象。而在近些年，計(jì)算機(jī)圖形、多媒體技術(shù)以及CAD/CAM的深入應(yīng)用，產(chǎn)生數(shù)控加工技術(shù)，推動虛擬化進(jìn)程發(fā)展^[2]。將產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案虛擬化，應(yīng)用計(jì)算機(jī)等輔助和設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建設(shè)計(jì)模型，在計(jì)算機(jī)中科學(xué)調(diào)整不合理的設(shè)計(jì)，直到通過審核。通過設(shè)計(jì)方案虛擬化，不僅避免出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

2.6模塊化和系統(tǒng)化發(fā)展模式

我國機(jī)械制造行業(yè)盡管在過去取得顯著成果，但與西方發(fā)達(dá)國家相比較仍然存在許多差距。一方面是因?yàn)榧夹g(shù)積累經(jīng)驗(yàn)不足，另一方面由于行業(yè)不規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一，使得各個(gè)制造廠之間存在較大技術(shù)障礙，不利于形成規(guī)?；瘜I(yè)體系，對機(jī)械行業(yè)的發(fā)展造成阻礙。特別是像電氣設(shè)備、電源以及電機(jī)接口等部件沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使得無法進(jìn)行大規(guī)模系統(tǒng)化制造。

總體來講，針對我國大型機(jī)械設(shè)計(jì)制造的企業(yè)來講，模塊化和系統(tǒng)化是未來制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。行業(yè)之間制定統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，直接決定著各個(gè)企業(yè)未來發(fā)展方向。而在未來機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展中，會采取有效措施解決問題，在國內(nèi)甚至世界范圍內(nèi)建立規(guī)范化的制造標(biāo)準(zhǔn)。只有建立規(guī)范化和系統(tǒng)化生產(chǎn)模式，才能有效促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)化快速發(fā)展，提升生產(chǎn)效率。

結(jié)論：綜合以上分析，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)對國家發(fā)展有著直接的影響，自動化水平日益提升，成為主要發(fā)展方向，完善工業(yè)體系，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，只有不斷創(chuàng)新技術(shù)才能順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的步伐，推動我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

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