機械加工制造過程中優(yōu)化能耗的路徑探討

陳曉雨

摘要：改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟建設速度不斷增加，人類在享受種種生活便利的同時也需要面對著越來越嚴重的環(huán)境、能源問題。據(jù)研究顯示，近兩年全世界工業(yè)領域的能源浪費已達到了總能源浪費的一半以上，而機械制造業(yè)的能源消耗則占到總工業(yè)領域的65%以上，由此可見制造業(yè)中的節(jié)能減排、能耗優(yōu)化對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施有著重要影響?；诖?，本文將探討機械加工制造過程中優(yōu)化能耗的路徑。

關鍵詞：機械加工制造;優(yōu)化能耗;路徑探討

0? 引言

機械加工生產(chǎn)是制造業(yè)中的一項重要工藝生產(chǎn)過程，一般是指通過利用機械加工設備將一些毛坯材料進行初步加工，為后續(xù)加工處理打好基礎。近年來，為提高能源、環(huán)境的保護力度，我國也提出了各類保護戰(zhàn)略，為進一步響應國家號召，建設魅力中國，機械加工業(yè)也需要不斷完善各類工藝流程，通過做好能耗優(yōu)化，來改善高污染、高消耗的生產(chǎn)困境。

1? 機械加工制造過程中出現(xiàn)的問題

1.1 能源浪費問題

當前社會，各行各業(yè)都在積極進行現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，通過不斷創(chuàng)新來提高生產(chǎn)效率。而我國一些地方的機械加工制造業(yè)還在使用傳統(tǒng)工藝流程，這種生產(chǎn)方式不但不能滿足當前社會發(fā)展日益增長的工業(yè)生產(chǎn)需求，還會增加能源消耗比例，形成一種惡性循環(huán)，間接拉低了工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與行業(yè)標準。

1.2 不能適應時代發(fā)展需要

這主要分為兩個方面，首先在環(huán)境保護方面，據(jù)研究顯示我國大量機械加工制造業(yè)都離不開對煤炭、石油這些能源的使用，在生產(chǎn)過程中，會釋放大量的工業(yè)廢氣，如果沒有進行后續(xù)處理，會導致酸雨等異常氣候的出現(xiàn)，對周邊環(huán)境造成污染，影響生態(tài)系統(tǒng)平衡[1]。

第二是從能源價值增長方面。傳統(tǒng)工業(yè)在機械生產(chǎn)過程中不但會消耗大量能源，還會使用大量的人力、物力資源成本，因此無形中增加了生產(chǎn)成本。近年來隨著我國市場經(jīng)濟體制的改變，各類人力、物力資源價值也有所提升，這相應增加了生產(chǎn)負擔。尤其目前很多生產(chǎn)過程中所用到的能源都為不可再生能源，為繼續(xù)保持原有生產(chǎn)水平就必須不斷加大投入。這也使不斷上升的資源價值與傳統(tǒng)生產(chǎn)質(zhì)量的保證間產(chǎn)生了矛盾[2]。

2? 機械加工制造過程中進行優(yōu)化能耗的意義

2.1 有效提高現(xiàn)有資源利用率

隨著全球一體化的發(fā)展進程不斷加快，也相應改變了我國工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展方向，要求其不但要保證工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，還要降低能源使用成本，提高資源利用率。但由于我國工業(yè)發(fā)展歷史悠久，很多地方廠商在進行機械加工生產(chǎn)時，只著眼于眼前利益，而沒有很好的進行生產(chǎn)優(yōu)化，導致不能充分利用資源價值優(yōu)勢，造成了不必要的浪費。因此做好優(yōu)化能耗，首先能提高工作人員的管理意識，通過不斷優(yōu)化加工過程，來提高生產(chǎn)質(zhì)量，第二能提高資源利用率，依照工藝生產(chǎn)需要。設置相應的生產(chǎn)參數(shù)，做好規(guī)范管理，減少不必要的資源浪費。

2.2 提高效率的同時降低污染

目前很多產(chǎn)業(yè)都積極進行現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，朝著智能化、一體化的方向發(fā)展。通過進行優(yōu)化能耗設計，可以使原有生產(chǎn)流程更加科學合理，從而有效降低各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的工業(yè)污染力度。而且傳統(tǒng)生產(chǎn)加工方式，沒有合理計算各類能源配比，無形中增加了能源消耗，降低了有效資源的利用率，從而影響了生產(chǎn)效率。如在進行切削工藝的過程中，潤滑方式、潤滑劑量的選擇不合理，不但會加大人力消耗，還會增加資源浪費。通過優(yōu)化能耗路徑，能有效提升操作人員的專業(yè)素養(yǎng)，熟悉常用工藝流程的相關標準，提升一些資源的循環(huán)利用率，在規(guī)范操作流程的同時，提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益[3]。

3? 機械加工制造過程中的優(yōu)化能耗路徑

3.1 提高工裝利用效率

在具體加工過程中，對一些加工難度較高的零件，人們會多制作一些工裝來進行備用，減少時間成本，提高生產(chǎn)效率。因此要在此過程中減少能源浪費，就要提高工裝的使用效率。首先是在數(shù)量制作與購置方面，某些生產(chǎn)管理人員會依照生產(chǎn)規(guī)劃準備大量工裝。從而避免供貨不足的問題，但這同時又造成了供過于求的問題，導致一些工人在實際生產(chǎn)過程中，會出現(xiàn)不愛惜的心理，無形中提高了工裝的報廢率。因此管理人員在進行工裝儲備時，不但要考慮生產(chǎn)規(guī)劃，還要考慮到工廠人員的實際生產(chǎn)情況，適當多買幾個作為備用，在使用過場中也要和工人強調(diào)工裝的使用特點，提高工人保護意識。第二提高工裝生產(chǎn)的工藝專業(yè)度。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，一些老舊生產(chǎn)工藝與設備也應被淘汰，而一些新的生產(chǎn)設備對于工裝的質(zhì)量標準也會有所提高，因此要結(jié)合新設備的生產(chǎn)特點進一步提高工裝質(zhì)量，從而提高新設備的使用效率，省去不必要的工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高工業(yè)一體化轉(zhuǎn)型速度[4]。

3.2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝路線

一般為簡化工作流程，提高生產(chǎn)質(zhì)量，工人在生產(chǎn)過程中都會按照企業(yè)印發(fā)的工藝生產(chǎn)文件與作業(yè)標準進行加工生產(chǎn)，這種生產(chǎn)模式雖然便于管理，但也無形中限制了工藝創(chuàng)新能力，導致一些大型企業(yè)工藝生產(chǎn)流程遠落后與其他新興企業(yè)，很難實現(xiàn)節(jié)能減排要求。因此要不斷創(chuàng)新，在原有工藝基礎上，針對一些耗能大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行調(diào)整和優(yōu)化，不斷提高生產(chǎn)效率[5]。

首先要加強機械生產(chǎn)過程中的零件耗能計算，建立相應的數(shù)據(jù)計算模型，在建立模型時第一要查看相關的生產(chǎn)加工手冊與設備使用說明;第二要通過進行實驗測量，來采集最合適的相關動速功率;第三要做好模型與實際生產(chǎn)情況間的比較分析。通過理論分析、模型測量、生產(chǎn)對比找到各類工藝流程與動素間的對應關系，從而降低生產(chǎn)耗能量[6]。

第二針對不同的零件生產(chǎn)要求，選擇不同的加工生產(chǎn)方式。如一些企業(yè)需要運用批量生產(chǎn)零件時，會讓一些小型企業(yè)代為生產(chǎn)，這樣做很容易出現(xiàn)因生產(chǎn)批次不同導致零件規(guī)模有所差異的問題，反而增加資源浪費，因此對于這種零件，可以選擇流水線作業(yè)的方式進行加工生產(chǎn)。另外，在正式開始生產(chǎn)前，可要求廠內(nèi)技術工人依照生產(chǎn)經(jīng)驗對零件的適用性進行設計研究，在比較零散生產(chǎn)與批量生產(chǎn)間的投入差異，選擇最佳生產(chǎn)方式，減少能耗浪費。

除了做好工藝流程優(yōu)化外，還要提高人員能耗優(yōu)化意識。定期對場內(nèi)人員進行培訓，首先向其說明節(jié)能減排的重要意義，提高其自生重視程度，在實際生產(chǎn)加工過程中也會養(yǎng)成較好的專業(yè)素養(yǎng)，避免發(fā)生過多的人為浪費，如不愛惜使用工件設備或不按規(guī)章制度操作等;第二可鼓勵員工積極進行工藝創(chuàng)新，憑借自身多年來豐富的生產(chǎn)加工經(jīng)驗，提出一些工藝流程優(yōu)化意見，多角度、多渠道提高資源利用效率。

4? 總結(jié)

機械加工業(yè)是我國工業(yè)的重要組成部分，既屬于傳統(tǒng)工業(yè)又屬于重工業(yè)，由于歷史起源早，設備技術更新慢，因此近幾年其凸顯的能源消耗問題也成為了人們的關注焦點。因此在實際生產(chǎn)過程中，應加強人員意識培養(yǎng)，通過提高工裝利用效率，加強工藝生產(chǎn)創(chuàng)新，來提高工人對能耗優(yōu)化的重視程度。緩解工業(yè)生產(chǎn)與能源價值上升間的矛盾，落實解決可持續(xù)發(fā)展問題。

參考文獻：

[1]胡金鑫.淺談機械加工制造過程中的能耗優(yōu)化方法[J].中國新技術新產(chǎn)品，2019（05）：50-51.

[2]梅雪松，劉亞東，趙飛，等.離散制造型智能工廠及發(fā)展趨勢[J].南昌工程學院學報，2019（1）：1-5.

[3]譚元發(fā)，殷英.經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時期裝備制造產(chǎn)業(yè)3DCE-NPD協(xié)同應用與實踐[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟，2019（2）：25-29.

[4]張志革，王敏豐.綠色發(fā)展理念下的機械制造工藝體系探究[J].山東工業(yè)技術，2019（5）：54.

[5]喬云，于滬平，張鈞銘，等.微細制造新技術—半固態(tài)微成形研究進展[J].塑性工程學報，2019（1）：15-25.

[6]譚元發(fā)，殷英.經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時期裝備制造產(chǎn)業(yè)3DCE-NPD協(xié)同應用與實踐[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟，2019（2）：25-29.