機械制造與自動化設(shè)計中的節(jié)能理念

馬永明

（紫金銅業(yè)有限公司，福建龍巖 364204）

0 引言

機械制造與自動化極大地推動了我國經(jīng)濟快速進步，大幅度提升了我國工業(yè)水平。為避免能源浪費，可以將節(jié)能設(shè)計引入機械制造與自動化設(shè)計中[1]，主要包含加工工藝、虛擬設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作工藝等方面。通過這種方式，不但緩解了工業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾，還能夠有效保證社會效益，促進社會和諧發(fā)展。

1 機械制造及自動化的含義及現(xiàn)狀

機械制造與自動化在我國高校中是一個較為熱門的專業(yè)，同時也是通過計算機及相關(guān)設(shè)備的輔助來完成產(chǎn)品的設(shè)計與制造的一項新興技術(shù)。通過這項技術(shù)的推廣，能夠讓專業(yè)人員具備一定的科技研究經(jīng)驗及機械基礎(chǔ)知識，推動其他機械領(lǐng)域的良好發(fā)展，為其他的科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)奠定堅實基礎(chǔ)。

近年，我國機械制造行業(yè)發(fā)展較為迅猛，逐漸在我國工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了重要地位。隨著我國信息技術(shù)不斷提升，機械制造行業(yè)通過信息技術(shù)有機結(jié)合了自動化，使得機械制造相關(guān)工作人員的工作環(huán)境具備較高的安全性。由于我國機械制造水平起步較晚，相比發(fā)達(dá)國家仍然有顯著差距，在機械制造與自動化中的技術(shù)方面還不夠成熟，使得生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保障[2]，存在一定瑕疵。因此我國應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到機械制造及自動化水平的現(xiàn)狀，將機械制造及自動化生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量作為工作重心，采取合理措施在技術(shù)層面更上一層樓，以此來推動我國機械制造行業(yè)的良性發(fā)展。運用機械制造及自動化技術(shù)能夠帶來較多好處，與傳統(tǒng)制造理念相比有著得天獨厚的優(yōu)勢，不但能夠有效節(jié)省成本支出，還能有效提升生產(chǎn)效率。

2 節(jié)能設(shè)計理念在機械制造與自動化設(shè)計中的體現(xiàn)路徑

2.1 節(jié)能設(shè)計理念應(yīng)用于機械制造及自動化的思路

將節(jié)能設(shè)計理念應(yīng)用于機械制造與自動化設(shè)計中，是一種全過程應(yīng)用，從產(chǎn)品設(shè)計以及最后產(chǎn)品通過機械進行生產(chǎn)都應(yīng)當(dāng)有效體現(xiàn)出來。在產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮到產(chǎn)品是否具備一定的可回收性，當(dāng)?shù)竭_(dá)產(chǎn)品的使用壽命終點后，對產(chǎn)品進行全方面評估，判斷其是否能夠進行回收。若能回收，要采取相應(yīng)措施做好回收利用工作，進而最大化地減少對環(huán)境造成的污染。采用傳統(tǒng)設(shè)計理念時，僅考慮機械產(chǎn)品的使用質(zhì)量及年限，忽視了產(chǎn)品的可回收性，導(dǎo)致當(dāng)前絕大部分機械產(chǎn)品都無法進行回收與利用。只能夠采取掩埋的方式進行處理，不但對環(huán)境造成了不同程度的污染，也浪費了產(chǎn)品的原材料。制造機械產(chǎn)品時，通過引入節(jié)能設(shè)計理念，應(yīng)盡量使用清潔能源作為機械生產(chǎn)過程中的能源供給。例如，將清潔能源中的風(fēng)能、太陽能等替代火力發(fā)電，將自然光照明替代電燈照明等。同時，還應(yīng)改良機械制造工藝，在制造工藝中融入節(jié)能設(shè)計理念，最大限度降低原材料的浪費[3]，提升產(chǎn)品合格率，采取合理措施降低產(chǎn)品廢品率，以此有效提升原材料的生產(chǎn)效率和利用率。

2.2 體現(xiàn)于機械制造結(jié)構(gòu)設(shè)計

在對機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，若沿用傳統(tǒng)設(shè)計觀念，則生產(chǎn)出的機械設(shè)備有著盡可能長的使用壽命，且具備較強安全性，故會采取整體規(guī)劃性思維。通過這類方式制作出的機械產(chǎn)品雖然具備較高的整體結(jié)構(gòu)強度，能夠有效保障機械及操作人員安全，但要想對其進行分離就顯得較為困難，且無法進行回收與利用，極易產(chǎn)生資源浪費。為使資源得到一定程度的節(jié)省，最大化地減少能源消耗，引入節(jié)能設(shè)計理念后，機械設(shè)備的構(gòu)造就應(yīng)當(dāng)趨近于簡易。使相關(guān)技術(shù)人員在對其進行分離時更為輕松，便于對其進行回收利用。需要注意，在進行設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)充分考慮到機械設(shè)備的完整性與耐用性，構(gòu)建完整的拆卸系統(tǒng)平移這些設(shè)備的相關(guān)單元，這樣不但保證機械設(shè)備本身性能，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排、持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2.3 體現(xiàn)于機械制造的加工

（1）選擇合理施工方式。進行機械制造時，基于節(jié)能設(shè)計理念，能夠根據(jù)不同情況選取合理施工方式。例如，對部分產(chǎn)品進行鍛造加工時有冷鍛、溫鍛以及熱鍛等方式，3 種方式工作效率大體相同，且對產(chǎn)品質(zhì)量無較大區(qū)別。但冷鍛與溫鍛對于機械制造的外界環(huán)境有著較高要求，消耗能量較大，不符合節(jié)能設(shè)計理念中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因此可以選擇熱鍛方式，在保證了工作效率及質(zhì)量的同時，最大化地降低能源消耗。

（2）選擇統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。進行機械制造與自動化設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)采取統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計產(chǎn)品組件，不但可以大幅降低產(chǎn)品故障率，還能夠回收生產(chǎn)過程中使用的相關(guān)原料，有效節(jié)省社會資源，最大限度地減少對生態(tài)環(huán)境的污染。

2.4 體現(xiàn)于機械制造的制作工藝

在對機械產(chǎn)品進行制作時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)活動的實際特點，分析外部環(huán)境條件是否具備可操作性。由于機械制作工藝相對復(fù)雜[4]，將節(jié)能設(shè)計理念應(yīng)用于機械制作工藝中時，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)盡量對整個生產(chǎn)過程進行全方面回顧，分析出現(xiàn)的生產(chǎn)問題。判定采取新的制作工藝是否會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響，進而選擇最為優(yōu)質(zhì)的制作工藝，最大化地保護生態(tài)環(huán)境。同時應(yīng)當(dāng)遵循循環(huán)經(jīng)濟思想，針對部分生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的廢物進行綜合回收利用，既能提升企業(yè)經(jīng)濟效益，又能保護環(huán)境。

2.5 體現(xiàn)于虛擬設(shè)計與機械設(shè)備的自動化

在機械制造與自動化設(shè)計中引入節(jié)能設(shè)計理念，可以根據(jù)虛擬電子化方式，采取數(shù)字可視技術(shù)對產(chǎn)品進行虛擬設(shè)計。相關(guān)技術(shù)人員能夠在計算機中直觀地觀察到自身設(shè)計方案的成果，從而針對其中不足之處進行優(yōu)化與改良。既可以大幅度節(jié)省資源，也能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，最大限度減少產(chǎn)品不合格率。

機械設(shè)備是否具備一定能效，主要還是取決于自動化的程度[5]，自動化程度較高，就可以使機械設(shè)備運轉(zhuǎn)更為靈活[6]。在進行生產(chǎn)時，通過節(jié)能設(shè)計理念制造出的機械設(shè)備具備較高的自動化程度，不但能夠讓工作人員手動操作相關(guān)機械設(shè)備，還能夠采取單片機PCL 技術(shù)來全面地自動控制這類機械設(shè)備。通過將單片機控制技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)備的自動控制中，可以優(yōu)化機械設(shè)備的運行路徑和操作，自動控制設(shè)備的應(yīng)用，機械設(shè)備的可重復(fù)性以及無效性，可以減少機械設(shè)備的腐蝕程度、操作期間機械設(shè)備功耗以及工人勞動強度。

3 結(jié)語

當(dāng)前我國工業(yè)水平不斷提升，也激化了工業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾。通過將節(jié)能設(shè)計理念融入機械制造與自動化設(shè)計之中，不但能夠有效保障工作效率及質(zhì)量，還能夠最大化地降低生產(chǎn)過程中的能源消耗，減少成本投入，提升企業(yè)經(jīng)濟效應(yīng)，促進人與自然的和諧發(fā)展。