論現(xiàn)代機(jī)械中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

徐開國

（久益環(huán)球（佳木斯）采礦設(shè)備有限公司，黑龍江佳木斯154003）

論現(xiàn)代機(jī)械中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

徐開國

（久益環(huán)球（佳木斯）采礦設(shè)備有限公司，黑龍江佳木斯154003）

“十三五”以來，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確了“穩(wěn)中求進(jìn)”的經(jīng)濟(jì)政策基調(diào)，提高供給體系質(zhì)量和效益等主要任務(wù)，有利于機(jī)械行業(yè)推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級。針對現(xiàn)代機(jī)械中的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析和探討。

現(xiàn)代機(jī)械；產(chǎn)業(yè)調(diào)整；優(yōu)化設(shè)計(jì)；轉(zhuǎn)型升級

在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動(dòng)力轉(zhuǎn)換的背景下，增速趨緩是市場在資源配置中起決定性作用的必然結(jié)果。隨著機(jī)械市場需求的不斷變化，為適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級，機(jī)械產(chǎn)品正在努力探尋從投資類產(chǎn)品向消費(fèi)類產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。以主營業(yè)務(wù)收入和利潤增速為例，低于全行業(yè)平均水平的行業(yè)主要是工程機(jī)械、重型礦山。這些行業(yè)均屬機(jī)械工業(yè)中典型的投資類產(chǎn)品行業(yè)。

1　現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級

1.1現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)已進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代

互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的特點(diǎn)是以人為核心，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等在內(nèi)的生態(tài)與系統(tǒng)而形成的高度信息對稱、和諧與高效運(yùn)轉(zhuǎn)的社會(huì)生態(tài)，是“智能+”的標(biāo)志。那么，在現(xiàn)代機(jī)械化的結(jié)構(gòu)調(diào)整中，工業(yè)機(jī)器人+智能化，將會(huì)是什么樣呢，這的確使人充滿想象，很讓人期待。

1.2現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入新的產(chǎn)業(yè)布局

博鰲論壇匯聚了互聯(lián)網(wǎng)界的精英翹楚，而他們的觀點(diǎn)及企業(yè)往后的計(jì)劃，將對我國工業(yè)機(jī)器人智能化發(fā)展有相當(dāng)?shù)闹巫饔?。關(guān)于智能化及人工智能的大討論，不但符合我國現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的方向，也符合工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢。

1.3現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)迎來了“機(jī)械”換人

“機(jī)械”換人已漸漸進(jìn)入人們的視野。用人成本降低、企業(yè)生產(chǎn)工藝提升和人才結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這些“機(jī)器換人”后的成功經(jīng)驗(yàn)吸引了越來越多的制造業(yè)企業(yè)。工業(yè)4.0的變革，主要還是因?yàn)槿斯こ杀疽荒瓯纫荒旮?，而且工人不穩(wěn)定。從而影響到企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，有很多人一到過年回家后，就換到其他廠工作了。造成前幾年企業(yè)找不到人來做事，產(chǎn)品做不出來，利潤一年比一年低。這才逼使著各個(gè)企業(yè)走上機(jī)器換人這條路。之前一個(gè)車間有一百多人在生產(chǎn)，現(xiàn)在只需要幾個(gè)管理人員在看機(jī)械就可以了。全線實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)及輸送，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，也提高了生產(chǎn)效率。

2　機(jī)械智能化是未來社會(huì)的發(fā)展方向

2.1工業(yè)智能化

工業(yè)機(jī)器人要智能化，離不開以上這些信息技術(shù)的支撐。如何通過觸覺視覺聽覺等感知，判斷零部件的裝配質(zhì)量；如何讓機(jī)器人在暗光的環(huán)境下識(shí)別圖像，準(zhǔn)確地傳送物體等。這些與信息技術(shù)息息相關(guān)。當(dāng)然還有驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、感知與控制等核心基礎(chǔ)部件技術(shù)的突破。

2.2工業(yè)4.0智能制造

據(jù)了解，機(jī)器人機(jī)械化作業(yè)具可控性，可直接替代車間工人，提高生產(chǎn)效率、品質(zhì)和環(huán)境。其中打磨、焊接、噴漆、物流等環(huán)節(jié)對人體具有一定傷害性。這給智能制造、自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)提供了較大的需求空間，顯現(xiàn)“一體化、智能化、自動(dòng)化”特色。精準(zhǔn)度高、靈活性強(qiáng)的小型機(jī)器人廣泛運(yùn)用于工程、汽車等重工業(yè)，還廣泛涉及食品、電子、日用品等精密加工業(yè)。機(jī)器人是智能化工廠的非常重要的底層設(shè)備，是工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)鏈的其中一環(huán)。在自動(dòng)化領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人發(fā)揮著不可替代的作用。伴隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的不斷完善，工業(yè)4.0的基礎(chǔ)不斷夯實(shí)，智能制造有望加速推進(jìn)。要逐步完善機(jī)器人共性技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，對后期的機(jī)器人工作站和工廠級系統(tǒng)集成而言，也形成重要的支撐。

3　現(xiàn)代機(jī)械結(jié)構(gòu)廣泛優(yōu)化調(diào)整

3.1農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展

從農(nóng)耕時(shí)代走向現(xiàn)代社會(huì)，農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化離不開機(jī)械化，農(nóng)業(yè)機(jī)械是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。置身于“產(chǎn)業(yè)革命”的時(shí)代浪潮中，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要轉(zhuǎn)型升級，只有通過科技發(fā)力才能贏得更高的產(chǎn)能、更多的紅利。面對動(dòng)輒幾十萬甚至上百萬的資金，僅靠農(nóng)民自我積累、銀行貸款“輸血”是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。農(nóng)業(yè)發(fā)展的有形之手，離不開政府扶持引導(dǎo)的無形之手，“平安農(nóng)機(jī)”推廣同樣如此。從這個(gè)角度來講，政府在普及農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)進(jìn)程中，不僅要樹立鮮明的科技導(dǎo)向，而且應(yīng)通過農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼、免費(fèi)上牌等惠農(nóng)政策，切實(shí)調(diào)動(dòng)農(nóng)民購買農(nóng)機(jī)的積極性，積極化解農(nóng)業(yè)發(fā)展“成長中的煩惱”。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，不再是簡單的“靠天吃飯”，更多的注入了科技含量。從這個(gè)角度來講，加強(qiáng)職業(yè)培訓(xùn)、培養(yǎng)知識(shí)型農(nóng)民，已經(jīng)成為繞不過的當(dāng)務(wù)之急。政府部門不僅要加強(qiáng)科技種田指導(dǎo)，還應(yīng)教會(huì)農(nóng)民適應(yīng)市場、駕馭市場、馳騁市場的本領(lǐng)和辦法，用市場化、信息化、科技化手段推進(jìn)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、品牌化生產(chǎn)。一言以蔽之，“沒有農(nóng)業(yè)機(jī)械化就沒有農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”，大力推進(jìn)“平安農(nóng)機(jī)”建設(shè)，適應(yīng)從靠天種養(yǎng)到科技生產(chǎn)的發(fā)展新常態(tài)，我們可以做的還很多很多。

3.2智能轉(zhuǎn)型

國內(nèi)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型，目前缺乏一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模范工廠，應(yīng)該讓企業(yè)清楚了解工業(yè)4.0到底如何操作、如何實(shí)現(xiàn)。有專門做智能化建設(shè)的公司反映，能夠進(jìn)行智能化改造與數(shù)字化車間建設(shè)的企業(yè)在國內(nèi)僅占一兩成，有的傳統(tǒng)企業(yè)還在用手工，甚至連最基礎(chǔ)的數(shù)字化建設(shè)都沒有。因此，石勇建議要想實(shí)現(xiàn)制造向智造的轉(zhuǎn)型，就要從工業(yè)基礎(chǔ)工程做起，同時(shí)大力發(fā)展專用裝備。目前國內(nèi)制造業(yè)很多裝備都是通用型的，專用裝備、專用工裝現(xiàn)有研究的還很少，實(shí)際上這一塊需求很大。企業(yè)在實(shí)施過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)很多機(jī)床的通信標(biāo)準(zhǔn)都不一樣，很難實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。設(shè)備間不能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通在于控制系統(tǒng)不一樣，接口不一，設(shè)備互聯(lián)成本高昂，成為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化的一大障礙。

4　結(jié)語

“十三五”是機(jī)械工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時(shí)期，行業(yè)調(diào)整必須有進(jìn)有退。行業(yè)協(xié)會(huì)正在配合國家有關(guān)部門，抓緊研究機(jī)械工業(yè)穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)型升級、降本增效的政策措施建議，爭取從供需兩側(cè)發(fā)力，拉需求，推應(yīng)用，為機(jī)械工業(yè)發(fā)展提供良好的政策環(huán)境，提振全行業(yè)的信心和決心。補(bǔ)齊短板是供給側(cè)改革的重要內(nèi)容。機(jī)械工業(yè)當(dāng)前亟須找到基礎(chǔ)薄弱這一短板，強(qiáng)基固本，補(bǔ)齊短板，要在專用設(shè)備、特別是中高端產(chǎn)品的專用設(shè)備上取得突破，以擺脫多年來一直依賴進(jìn)口的局面。當(dāng)前，全行業(yè)要堅(jiān)定信心，積極推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級，將現(xiàn)代機(jī)械結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，真正促進(jìn)全社會(huì)發(fā)展，將現(xiàn)代機(jī)械業(yè)變成活水，真正達(dá)到造血功能，同時(shí)要加強(qiáng)科研指導(dǎo)，將創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)作為解決當(dāng)前和今后一段時(shí)期行業(yè)發(fā)展面臨問題的主要抓手，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工業(yè)“十三五”的良好起步。

［1］王浩東，陸國賢，倪慶興.用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法進(jìn)行起重機(jī)桁架式臂架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)［C］//中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與21世紀(jì)的物料搬運(yùn)技術(shù)——中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)物料搬運(yùn)分會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，1996.

［2］嚴(yán)世榕.現(xiàn)代機(jī)械中的動(dòng)力學(xué)問題［C］//福建省科協(xié)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)——提升福建制造業(yè)競爭力的戰(zhàn)略思考專題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2004.

［3］聞邦椿.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的理論與方法綜述（摘要）［C］//中國科協(xié)2001年學(xué)術(shù)年會(huì)分會(huì)場特邀報(bào)告匯編，2001.

［4］杜立群，楊季玲，徐征，等.無閥微泵流體特性的數(shù)值計(jì)算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)［C］//中國微米、納米技術(shù)第七屆學(xué)術(shù)會(huì)年會(huì)論文集（一），2005.

［5］郭中澤，鄧克文，陳裕澤.基于拓?fù)?、形狀和參?shù)優(yōu)化的集成設(shè)計(jì)研究［C］//慶祝中國力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2007論文摘要集（下），2007.

Discussion on structural optimization design of modern machinery

XU Kai-guo
（Jiuyi Global Jiamusi Mining Equipment Co.，Ltd.，Jiamusi 154003，China）

The central economic working conference has defined economic policy of seeking improvement in stability and improving quality and efficiency of the supply system since the 13th five-year plan，which is in favor of the machinery industry to promote structural adjustment and transformation upgrading.Structure design of modern machinery was analyzed and discussed systematically in this paper.

Modern machinery；Industrial restructuring；Optimization design；Transformation upgrading

2016-04-20

TH 122

B

1674-8646（2016）14-0020-02