化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì)

＊王子健 湯浩淼 陳獻(xiàn)策

（遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 遼寧 123000）

引言

現(xiàn)階段，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)在多年的改革與發(fā)展下有著很大的發(fā)展提升，并且極具價(jià)值性被應(yīng)用在了各個(gè)行業(yè)中，尤其在化工領(lǐng)域引入自動(dòng)化技術(shù)，能夠改變傳統(tǒng)的化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的諸多問題?；C(jī)械是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中所應(yīng)用的機(jī)械與設(shè)備的總稱，我國(guó)的化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝在多年來漫長(zhǎng)的發(fā)展過程中也迎來了全新的晉升階段。機(jī)械制造企業(yè)必須在保障機(jī)械運(yùn)行安全與穩(wěn)定性的同時(shí)，不斷強(qiáng)化機(jī)械制造的自動(dòng)化的水平?；C(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)，從本質(zhì)上來說就是對(duì)化工行業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行了集中，再以科學(xué)技術(shù)進(jìn)行加工制造，以此有效解決整個(gè)化工流程中存在的技術(shù)問題。所以，在化工機(jī)械制造中，對(duì)于自動(dòng)化的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)必須有一個(gè)清晰的認(rèn)知，結(jié)合化工企業(yè)發(fā)展，做好未來趨勢(shì)的規(guī)劃。

1.化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)

(1)科學(xué)前沿一體化的技術(shù)表現(xiàn)特點(diǎn)

一直以來，自動(dòng)化技術(shù)都在延續(xù)發(fā)展的低成本消耗與高效率運(yùn)行，在常規(guī)情況下，自動(dòng)化技術(shù)會(huì)有效結(jié)合不同種類的化工機(jī)械技術(shù)及相關(guān)問題，通過這樣的方式進(jìn)行一些內(nèi)容上的分析與探討，這樣也更好的將一體化發(fā)展的基本形式貫徹落實(shí)。此外，機(jī)械制造涉及到多種技術(shù)，這些技術(shù)也并非是隨意拼接的，而是需要采取極為嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，才會(huì)實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)所需，增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備在化工領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

(2)系統(tǒng)性的融合特點(diǎn)

根據(jù)目前化工機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)的工作流程來分析，其原理與工序存在著眾多的復(fù)雜性，并且其中也涉及到了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售等諸多環(huán)節(jié)。當(dāng)涉及到這些環(huán)節(jié)時(shí)，就需要有機(jī)制的去結(jié)合傳統(tǒng)的機(jī)械制造模式，并對(duì)化工機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)化的整理與集合，這樣才會(huì)促使其價(jià)值最大化的呈現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行中。

(3)實(shí)用性及人性化特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠面向化工企業(yè)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的定制化服務(wù)，并從中達(dá)到機(jī)械應(yīng)用范圍的延伸，促使化工企業(yè)工作運(yùn)行得到效率上的提升，這樣就可以有效滿足化工企業(yè)對(duì)于運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的貼合。此外，機(jī)械制造就是為了能夠滿足市場(chǎng)需求，在傳統(tǒng)的化工企業(yè)中，機(jī)械制造往往單一運(yùn)轉(zhuǎn)，然而在自動(dòng)化的融合后，化工機(jī)械制造自動(dòng)化運(yùn)行更具人性化的特點(diǎn)，運(yùn)行過程中更加流暢，開始注重了其性能的調(diào)整，人性化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，讓化工企業(yè)的機(jī)械制造在整體運(yùn)行環(huán)節(jié)上更為便捷，制造力迅速提升。

(4)制造系統(tǒng)的柔性特點(diǎn)

相較于傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)，柔性是當(dāng)代制造系統(tǒng)的一個(gè)主要特點(diǎn)。傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)中，所生產(chǎn)的產(chǎn)品較為單一，制造的整個(gè)環(huán)節(jié)變化不多，難以滿足市場(chǎng)對(duì)于制造系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品的客制化、定制化，更難以滿足小批量多品種的廣泛性需求，反觀到化工機(jī)械制造中，這樣的問題幾乎相似，傳統(tǒng)的機(jī)械制造工序單一，以至于制造出來的部件難以滿足應(yīng)用的需求或者質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的融合應(yīng)用能夠在整體運(yùn)行中帶來數(shù)字化控制，并伴隨著靈活性與適應(yīng)性的需求，更好的制造出質(zhì)量過關(guān)的產(chǎn)品部件，為機(jī)械制造系統(tǒng)帶來了顯著的柔性特征表現(xiàn)。

2.化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

(1)提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造的運(yùn)行效率

一般而言，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中即便有著相關(guān)工作人員的實(shí)際運(yùn)行與操控，但是由于化工企業(yè)本身的工作性質(zhì)存在一定的危險(xiǎn)性，在不斷聚集勞動(dòng)力的同時(shí)，與實(shí)際生產(chǎn)的效益無(wú)法形成一個(gè)良好的效率比例，面對(duì)自動(dòng)化技術(shù)而言，是能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的主要生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，并在自動(dòng)化應(yīng)用下，可顯著縮減勞動(dòng)力的投入，還會(huì)在精密的制造中實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提升。

另外，傳統(tǒng)的化工機(jī)械制造的運(yùn)作環(huán)節(jié)中很可能因?yàn)槿肆Φ牟僮髟斐梢恍┎豢深A(yù)估的故障，在自動(dòng)化技術(shù)的投入運(yùn)作下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械制造環(huán)節(jié)中的故障率進(jìn)行壓制縮減，有效保護(hù)化工企業(yè)將小成本運(yùn)作為最大化的收益效果，這樣一來就能夠?yàn)榛て髽I(yè)的資源節(jié)約與發(fā)展帶來實(shí)效性的助力作用。

(2)保障機(jī)械設(shè)計(jì)制造的安全系數(shù)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造的傳統(tǒng)模式中遺留著很多弊端問題，在這之中最為主要的就是安全問題，這是由于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造一般都是通過人力作為主要的操作動(dòng)力，這也就存在一些不可避免的安全隱患，由人為所引發(fā)的安全隱患問題不容忽視，在很多情況下，由于人員在日常工作中對(duì)于設(shè)備的操作并不熟練，或者是忽略了對(duì)于設(shè)備定期檢查的問題，才會(huì)導(dǎo)致故障藏在深處不輕易被察覺，一旦在運(yùn)行中突發(fā)安全問題時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成一定的危害。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用促使實(shí)際的運(yùn)作環(huán)節(jié)能夠擁有更為智能化的自我系統(tǒng)檢測(cè)，對(duì)于潛在的危險(xiǎn)因素能夠有效探尋。

自動(dòng)化技術(shù)的使用在對(duì)安全性有了一定的保障作用后，其中最為主要的表現(xiàn)形式則是自動(dòng)化技術(shù)的智能自我檢測(cè)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整個(gè)運(yùn)作環(huán)節(jié)中，自動(dòng)化技術(shù)從最初的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)功能，這顯然是現(xiàn)代化技術(shù)的升級(jí)。

此外，機(jī)械設(shè)計(jì)控制環(huán)節(jié)中通過認(rèn)為能夠解決的問題故障十分有限，一旦機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化技術(shù)控制系統(tǒng)問題發(fā)生緊急性的故障問題，那么通過人為難以第一時(shí)間進(jìn)行解決，在時(shí)間的推移下，很可能造成嚴(yán)重的損失，面對(duì)這樣的情況，就必須要依靠自動(dòng)化技術(shù)中的自我檢測(cè)與故障修復(fù)功能，采用現(xiàn)代化的科技技術(shù)方法，有效解決機(jī)械設(shè)計(jì)制造運(yùn)作環(huán)節(jié)中的突發(fā)故障問題。

(3)維系機(jī)械設(shè)計(jì)制造的機(jī)械狀態(tài)

自動(dòng)化技術(shù)在化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的合理運(yùn)用能夠在后續(xù)的運(yùn)作環(huán)節(jié)中對(duì)于各類設(shè)備、機(jī)器的檢測(cè)維修起到一定的助力作用。采用自動(dòng)化定期對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并會(huì)應(yīng)用數(shù)據(jù)化的分析模式，數(shù)據(jù)集合在一起再進(jìn)行分類傳輸，這樣一來就能夠有效保障設(shè)備在運(yùn)作環(huán)節(jié)中能夠達(dá)到一個(gè)運(yùn)行的最佳狀態(tài)。換句話說，只有保障了化工機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量才會(huì)保障整體機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的安全系數(shù)，安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)自然而然就能夠維持產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與數(shù)量。

(4)與可持續(xù)發(fā)展理念相匹配

在自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用下所產(chǎn)生出來的產(chǎn)品，對(duì)于資源的需求量逐漸降低，這種狀態(tài)與資源量的需求十分匹配可持續(xù)發(fā)展的理念，將自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用在化工機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中，能夠促使整體行業(yè)的現(xiàn)代化水平得到顯著的提高，也促使環(huán)保性的特點(diǎn)不斷顯現(xiàn)，也令行業(yè)自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力得以提升，在與可持續(xù)發(fā)展理念高度吻合的趨勢(shì)下，企業(yè)原有的信譽(yù)度與企業(yè)形象也會(huì)得到提升。

(5)有利于快速開展維修檢測(cè)

傳統(tǒng)的化工機(jī)械制造行業(yè)會(huì)受限于技術(shù)規(guī)則的限制，因此無(wú)法對(duì)化工機(jī)械設(shè)備展開全面的檢查，如果設(shè)備在運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)任何問題時(shí)，無(wú)法及時(shí)有效的檢測(cè)到故障存在的關(guān)鍵點(diǎn)，更來不及維修，這勢(shì)必會(huì)影響到整個(gè)行業(yè)的正常發(fā)展，在這之中也不排除存在員工不負(fù)責(zé)的情況，在設(shè)備維護(hù)檢修的環(huán)節(jié)中不仔細(xì)、不負(fù)責(zé)，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在于設(shè)備中的故障，導(dǎo)致設(shè)備的在實(shí)際運(yùn)行中的故障情況不斷加重，帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失與安全風(fēng)險(xiǎn)。

因此，為能夠有效避免傳統(tǒng)化工機(jī)械所產(chǎn)生的各類故障問題，在采用自動(dòng)化技術(shù)之后，與電子信息技術(shù)相互融合，當(dāng)設(shè)備可能存在問題或者在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，電子信息技術(shù)可以快速的做出反映，并找出故障的準(zhǔn)確位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化維修工作，合理化的調(diào)整化工機(jī)械設(shè)備，提高設(shè)備的整體質(zhì)量，保障化工機(jī)械制造工作能夠穩(wěn)定的運(yùn)行下去。

3.化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

(1)環(huán)保化發(fā)展

在我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中，化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造占據(jù)著較大的比例，不管是我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的迅速提升，還是社會(huì)影響力方面都有著不可忽視的重要地位。目前，我國(guó)化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造作為當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要行業(yè)之一，同時(shí)也在影響著當(dāng)前的生活環(huán)境，在日常的運(yùn)作中都有可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，各類的災(zāi)害預(yù)警相繼出現(xiàn)。

分析當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)，針對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造的運(yùn)作環(huán)境必須進(jìn)行合理化、科學(xué)化的調(diào)整，從基礎(chǔ)的設(shè)備運(yùn)作所引發(fā)的空氣污染，再到資源方面的污染都必須給出一個(gè)科學(xué)客觀的應(yīng)對(duì)方案，這樣一來才能夠確保污染的有效控制，也為化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展帶來一個(gè)更為舒適的空間。

(2)虛擬化發(fā)展

目前，虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)帶動(dòng)著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展，并逐漸升級(jí)為現(xiàn)代化的仿真模擬技術(shù)，在很多工業(yè)制造中都得到了廣泛性的應(yīng)用，像是車削加工、冶金生產(chǎn)、化石能源生產(chǎn)等。在現(xiàn)代仿真模擬技術(shù)的應(yīng)用下，能夠?qū)⒒C(jī)械制造生產(chǎn)運(yùn)作流程采取虛擬化的呈現(xiàn)，這樣就能夠發(fā)掘生產(chǎn)流程中不同環(huán)節(jié)有關(guān)的預(yù)設(shè)參數(shù)，面對(duì)那些存在錯(cuò)誤的參數(shù)進(jìn)行快速精準(zhǔn)的調(diào)整，做好生產(chǎn)流程的全環(huán)節(jié)優(yōu)化。

此外，應(yīng)用仿真模擬技術(shù)能夠最大限度的降低成本投入，并加快產(chǎn)品的制造與研發(fā)速度，將化工企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行顯著提升，不單單釋放了傳統(tǒng)的勞動(dòng)力，也改變了化工企業(yè)工作人員的工作環(huán)境。

(3)智能化發(fā)展

智能化發(fā)展是將化工機(jī)械制造技術(shù)經(jīng)由人工智能轉(zhuǎn)換為可控制各個(gè)生產(chǎn)六流程的一種先進(jìn)技術(shù)，這樣一來就可以建立人機(jī)一體化的智能系統(tǒng)。

智能系統(tǒng)的構(gòu)建必須要對(duì)人工智能進(jìn)行合理化、規(guī)范化的程序編排，并做好數(shù)據(jù)的搜集，隨后根據(jù)搜集的數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行歸類推理，還可以對(duì)運(yùn)行操作判斷及操作決策采取程序化的模擬，這樣就會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械制造各個(gè)產(chǎn)生環(huán)節(jié)的智能化管控，并且可帶動(dòng)故障檢測(cè)預(yù)防，針對(duì)問題部分加以修改和完善，擁有優(yōu)質(zhì)的適應(yīng)性，可對(duì)任何運(yùn)行環(huán)節(jié)中的突發(fā)事件進(jìn)行及時(shí)有效的診斷與優(yōu)化。

簡(jiǎn)單來說，智能化的發(fā)展方式，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械制造生產(chǎn)的高效性，并提升安全穩(wěn)定性，在系統(tǒng)中以模塊化方式，融入更大的柔性，此系統(tǒng)不但能夠有效提升化工企業(yè)的主動(dòng)生產(chǎn)力，還能夠?qū)Νh(huán)境污染等問題進(jìn)行管理，帶動(dòng)高能源的利用率，有效為企業(yè)與社會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益價(jià)值。

(4)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

面向現(xiàn)代社會(huì)的高度發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起與逐漸普及，促使各個(gè)行業(yè)都產(chǎn)生巨大的轉(zhuǎn)變，對(duì)于化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)依舊如此。在未來的發(fā)展軌跡中，我國(guó)的化工機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)必然會(huì)朝向網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展，這是順應(yīng)時(shí)代背景，不斷優(yōu)化和完善的主要途徑。在網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展模式下，不僅能夠有效擴(kuò)展化工機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品銷售渠道，還能夠?qū)?yōu)質(zhì)的產(chǎn)品暢銷到全世界的各個(gè)地區(qū)，真正做到擴(kuò)大宣傳的目的。

此外，網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展還能夠保障設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的各項(xiàng)服務(wù)功能，保持各項(xiàng)設(shè)施的順利運(yùn)行，從而提高化工機(jī)械的生產(chǎn)效率。如今，我國(guó)的化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化已經(jīng)朝向網(wǎng)絡(luò)化的模式前行，之所以開展網(wǎng)絡(luò)化的模式最主要的原因就是要改變過去傳統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)設(shè)計(jì)人員面對(duì)突發(fā)狀況無(wú)法及時(shí)處理的問題，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)化真正實(shí)現(xiàn)以后，就能夠通過網(wǎng)絡(luò)形式遠(yuǎn)程控制各項(xiàng)管理技術(shù)，并對(duì)生產(chǎn)中的諸多環(huán)節(jié)展開進(jìn)一步的安全檢測(cè)，進(jìn)而有效提高化工機(jī)械設(shè)計(jì)的多項(xiàng)性能。

(5)微型化發(fā)展

化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品面向微型化的發(fā)展也是未來的主要趨勢(shì)之一，微型化的主要含義是指化工機(jī)械零件尺寸不會(huì)超過1cm，我國(guó)的諸多電子元件以及主板都在不斷的發(fā)展下朝向微米、納米級(jí)別在發(fā)展，從而也就實(shí)現(xiàn)了在有限的空間中可以安裝更多的電子元件，并同樣實(shí)現(xiàn)更多的功能。

現(xiàn)階段，實(shí)驗(yàn)室成果方面，以及實(shí)現(xiàn)了亞微米級(jí)別，如果亞微米級(jí)別的化工機(jī)械元件能夠生產(chǎn)成功時(shí)，就無(wú)須再區(qū)分控制器與機(jī)械部分，這樣電子與機(jī)械就能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)融合，更為精細(xì)。

(6)全面化發(fā)展

根據(jù)我國(guó)目前針對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展環(huán)境，國(guó)家一直鼓勵(lì)并扶持擁有機(jī)械設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展，化工企業(yè)包含在其中，其發(fā)空間不斷上升的同時(shí)，也促使化工企業(yè)的運(yùn)行安全性不斷提升。所以，在未來的發(fā)展趨勢(shì)中，對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造設(shè)備的優(yōu)化是十分重要的手段之一。由于目前的機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化運(yùn)作中，因?yàn)槭袌?chǎng)生產(chǎn)的一些標(biāo)準(zhǔn)，很多化工廠所應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備都屬于大型的機(jī)器，這在運(yùn)行環(huán)節(jié)中就會(huì)引發(fā)機(jī)械設(shè)備更新維修困難的問題，并且還會(huì)大幅度的消耗化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的成本。

但隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的全面性應(yīng)用，讓化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器體積比重優(yōu)化的實(shí)效性措施，所優(yōu)化的機(jī)械設(shè)備在今后的操作運(yùn)行環(huán)節(jié)中也會(huì)盡最大限度的降低故障隱患等問題，在設(shè)備機(jī)器維修方面也會(huì)更加快捷便利。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化的技術(shù)應(yīng)用在科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展下逐漸得到范圍性的延伸，尤其在化工機(jī)械制造行業(yè)中有著不可忽視的重要應(yīng)用價(jià)值?？梢哉f，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)一片恢宏，不僅突破了原有機(jī)械制造的固化模式，也在綜合能力上得到了顯著的提升。因此，化工機(jī)械設(shè)計(jì)制造要將自動(dòng)化技術(shù)深入應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中，有效結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的未來發(fā)展趨勢(shì)，不斷融入全新的科技理念，有效助力化工企業(yè)的安全運(yùn)行。