機械自動化設備優化分析

王煒　吳相瑤

摘 要：在針對于機械自動化設備的優化過程中，需要全面的了解自動化設備及其技術發展的趨勢，這樣才能夠把握關鍵，進一步對機械自動化設備進行優化，才能夠促進我國機械自動化行業的長遠發展。

關鍵詞：機械自動化設備；優化；數學模型；實用型；經濟型可行性方案

前言

機械自動化設備的優化應該以當前的發展形勢最為出發點，并且根據實際情況采取科學的優化措施，才能夠實現對機械自動化設備優化的效果，下面針對于機械自動化設備優化的相關策略進行具體的分析和研究。

1 機械自動化設備及技術的發展方向

1.1 實用型的發展方向

隨著社會不斷的發展，機械自動化設備也在不斷的更新，機械自動化的發展方向是由簡單到復雜、由低級到高級的變化過程，這是工業發展的主要趨勢，機械自動化設備的發展也會跟隨著社會的發展而發展[1]。對于工業生產來說，機械的實用性是最適合不過的了，實用才能有效的提高工業生產的經濟效益，任何工業的生產都會將企業的經濟效益放在首位，不斷的去尋找實用型機械投入工業生產中，這也標志著機械自動化在朝著實用型的方向發展。

1.2 經濟型的發展方向

機械自動化設備投入到工業生產中使用，一是為了降低生產成本，二是提高生產效率，這是機械自動化設備的硬性需求。而機械自動化設備應用的技術本身就是一種生產成本，這也是機械自動化設備發展的主要方向，如果成本過高的話對企業也沒有生產優勢，因此在當今機械自動化技術的改良和更新中，機械自動化技術也會逐漸朝著經濟型的方向發展。

1.3 綠色型的發展方向

環境保護已經成為當今世界的焦點，而工業生產是對環境造成污染的主要根源，為了避免對環境的繼續污染，要對投入使用的機械自動化設備進行更新，通過機械自動化技術不斷的降低工業生產對環境造成的污染[2]。這也是機械自動化朝著綠色型的發展方向，在節約生產原材料的同時，消除原材料對環境的污染因素，保護環境也成為機械自動化設備以及技術研究的一項重要工作。

2 機械自動化設備優化的途徑分析

機械自動化設備也可以叫做智能人工設備，是通過機械設備來代替人力生產的一種方式。傳統的工業生產中，采用人工生產或人機生產兩種，人工生產的主要生產勞動力全部有人工來完成的，不采取任何機械輔助設備，這樣的生產需要大量的人力，而另外一種人機的生產模式，也是在利用人工的生產，但是會伴有少量的機械投入到生產中，也是需要客觀的人力勞動才能維持生產，而且，如果是在生產環境較為危險的情況下，一旦人員操作不當很有可能出現人身傷亡事件。然而機械自動化設備的出臺徹底打破了這個局面，從某種意義上說機械自動化設備不僅可以代替人來完成生產工作，還可以擁有人的智慧能做出一定的應急判斷等，將徹底取代人力勞動，更能有效避免在生產過程中出現的人員傷亡事件，為工業生產做出了重大的貢獻。通過自動化設備的生產縮短產品的生產周期，有效的提升生產效率，為生產企業創造更過的經濟效益。但是，在機械自動化設備長期的試用中，還有很多不足的地方，如，仿真設計的缺陷、三維技術的缺陷等，為了彌補機械自動化設備的缺陷，必須做好相應的優化工作，可以將先進的科學技術作為優化的工具，來提高機械自動設備的設計工作，相關部門做好機械自動化設備能力創新的設計工作，而且，我們不能閉門造車，要及早的與國際接軌，再通過國外一些發達國家的自動化設計來帶給我們啟發，更好的完善機械自動化設備的優化工作[3]。

3 機械自動化設備優化分析

3.1 建立主要的數學模型

隨著社會科技的不斷發展，機械自動化設備也不能始終適應工業的生產，因此要對機械自動化設備進行不斷的優化，以實現滿足工業的生產和發展，機械自動化設備大多都是由數學模型來進行操控的，因此，要把這個作為出發點，建立設備的主要數學模型[3]。首先，要了解機械自動化投入使用的生產周期，以及相應的配置函數等，通過對多種數據的分析，來建立主要的數學模型，如，自動包裝機的模型設置，該機器的生產主要有兩種成本組成，一，直接成本，就是能對生產過程中產生的費用如，人工費用、設備費用、設備折損費用、原材料費用等；二，間接費用，是在生產中起到一些輔助工作的費用，如，管理費用、采購費用等。通過對這些數據的分析來建立自動包裝機的主要模型，以實現機械生產的有效性。

3.2 確定可行性方案

在利用機械自動化設備進行生產的過程中，有很多設備原本設計的方式非常巧妙，尤其是自動化的靈敏度特別高，但是在應用到實際中卻出現很多問題，如，靈敏度達不到相應的要求、自動化程序缺乏功能性等，設備已經投資了卻達不到應用的效果這是常有發生的事情，總的來說機械自動化設備缺乏可行性設計方案，因此，在對機械自動化設備進行優化的過程中，必須做好可行性方案的設計工作[4]。首先，要從多方面考慮機械自動化設備的靈敏度，可以通過多目標優化法來對多目標的函數進行分析，來實現整體優化方案的可行性，然后才能將可行性方案賦予實際。

3.3 環境保護設計的優化

人們賴以生存的環境在漸漸的惡化，大多數都是人為引起的，如，工業生產的能源消耗、廢物廢氣排放等都會慢慢的腐蝕環境，人們也及時的認識到這個嚴重的現象，因此在任何生產和消耗中都主張環境保護，要盡量避免對環境造成污染。尤其機械制造業被成為對環境構成嚴重污染的企業，更應該加強對環境保護的措施，因此，要將環境保護設計列為機械自動化設備優化中的主要項目[5]。首先，是設備生產的能源消耗問題，要做到低能耗、高生產的目的，然后，要設備生產后的排放做好環保工作，要嚴格按照環境保護的要求實施相關的優化工作，將機械自動化設備的生產逐漸走向環保型，以做到節能減排的目的。

3.4 機械自動化設備智能化的優化

上面的發展方向也提到過，機械自動化設備逐漸的朝著智能化的方向發展，因此，我們必須做好設備智能化設計的優化方案，要徹底實現機械代替人工來工作。機械設備的智能化并不是代替人工的生產，有些時候甚至會超越人工生產，因為有很多情況是人的能力和智慧都無法達到的，而通過機械的智能化生產卻能將其做的更好，不僅提升了工業的生產效率，還降低了人工的使用[6]。機械智能化的優化可以實現人機工作，也可以實現單機工作，能解決很多傳統生產中不能解決的問題，對于人類的生產來說，這是一項重要的發展標志，對于機械來說，是科技進步一個新的飛躍。

4 機械自動化設備優化實例分析

4.1 優化設備概述

機械自動化設備在工業應用的極為廣泛，文章以某工業（W）的自動化設備生產機械（S）的優化為例。S設備為包裝機設備，主要用于包裝食品、物品、材料等用途，其主要構件由控制鍵、支架、控制器等部分構成，該設備在使用中直接影響產品的美觀、使用、儲存、運輸等方面，如果設備有些構件有缺陷的話就會導致在運輸或儲存的過程中出現產品散落的現象，對產品的美觀和使用造成一定的影響，如果是食物包裝的話，包裝不好就會引起食物變質，因此，要對其功能、部件進行以上提到的相關因素進行優化。

4.2 優化前后對比

針對S設備優化前的使用參數進行分析，主要從機械的電源功率、打包速度，產品包裝的美觀受損現象、運輸和儲存過程出現的產品散落現象、產品投入使用變質或結構發生變化的現象等進行分析，以生產總例數為1000例的產品進行分析。以下是該設備優化前后的相關參數值通過對設備優化前后的參數對比分析，不難看出優化后的設備不管是從能耗、速度，還是從產品的生產、使用、運輸、儲存以及美觀上，都比優化前要好很多，能耗降低了，使設備實現節能的效果，而且在這個基礎上的生產速度也有增加，進一步提高了生產效率，同時產品的損失率也明顯降低，直接提高了企業生產的經濟效益。

參考文獻

[1]郭飛，王玉梅.機械自動化的發展探索[J].科技資訊，2011（31）.

[2]張偉波，張勇.基于多目標優化的施工機械設備優化配置方法研究[J].水力發電，2012（09）.

[3]馬振華，李丹.論我國機械自動化技術的發展應該注重的幾個問題[J].科技資訊，2012（15）.

[4]李濤.試論我國機械自動化技術應用與發展[J].才智，2011（20）.

[5]阿布別克·烏拉孜.淺談機械自動化的現狀和發展趨勢[J].新疆有色金屬，2011（03）.

[6]陳奕.機械結構優化研究與實踐[J].組合機床與自動化加工技術，2012（06）.

作者簡介：王煒（1961，10-），女，民族：漢，籍貫：黑龍江雞西；副教授；學歷：本科；研究方向：機械自動化和力學。