論現代機械中的結構優化設計

徐開國

（久益環球（佳木斯）采礦設備有限公司，黑龍江佳木斯154003）

論現代機械中的結構優化設計

徐開國

（久益環球（佳木斯）采礦設備有限公司，黑龍江佳木斯154003）

“十三五”以來，中央經濟工作會議明確了“穩中求進”的經濟政策基調，提高供給體系質量和效益等主要任務，有利于機械行業推進結構調整與轉型升級。針對現代機械中的結構化設計進行系統性的分析和探討。

現代機械；產業調整；優化設計；轉型升級

在結構優化、動力轉換的背景下，增速趨緩是市場在資源配置中起決定性作用的必然結果。隨著機械市場需求的不斷變化，為適應國家經濟的轉型升級，機械產品正在努力探尋從投資類產品向消費類產品轉型。以主營業務收入和利潤增速為例，低于全行業平均水平的行業主要是工程機械、重型礦山。這些行業均屬機械工業中典型的投資類產品行業。

1　現代機械制造業面臨轉型升級

1.1現代機械制造業已進入互聯網+時代

互聯網+時代的特點是以人為核心，基于互聯網技術如云計算、物聯網、大數據、人工智能等在內的生態與系統而形成的高度信息對稱、和諧與高效運轉的社會生態，是“智能+”的標志。那么，在現代機械化的結構調整中，工業機器人+智能化，將會是什么樣呢，這的確使人充滿想象，很讓人期待。

1.2現代機械制造業進入新的產業布局

博鰲論壇匯聚了互聯網界的精英翹楚，而他們的觀點及企業往后的計劃，將對我國工業機器人智能化發展有相當的支撐作用。關于智能化及人工智能的大討論，不但符合我國現代機械制造業轉型升級的方向，也符合工業機器人的發展趨勢。

1.3現代機械制造業迎來了“機械”換人

“機械”換人已漸漸進入人們的視野。用人成本降低、企業生產工藝提升和人才結構優化，這些“機器換人”后的成功經驗吸引了越來越多的制造業企業。工業4.0的變革，主要還是因為人工成本一年比一年高，而且工人不穩定。從而影響到企業的生產發展，有很多人一到過年回家后，就換到其他廠工作了。造成前幾年企業找不到人來做事，產品做不出來，利潤一年比一年低。這才逼使著各個企業走上機器換人這條路。之前一個車間有一百多人在生產，現在只需要幾個管理人員在看機械就可以了。全線實現自動化生產及輸送，大大節約了生產成本，也提高了生產效率。

2　機械智能化是未來社會的發展方向

2.1工業智能化

工業機器人要智能化，離不開以上這些信息技術的支撐。如何通過觸覺視覺聽覺等感知，判斷零部件的裝配質量；如何讓機器人在暗光的環境下識別圖像，準確地傳送物體等。這些與信息技術息息相關。當然還有驅動、傳動、感知與控制等核心基礎部件技術的突破。

2.2工業4.0智能制造

據了解，機器人機械化作業具可控性，可直接替代車間工人，提高生產效率、品質和環境。其中打磨、焊接、噴漆、物流等環節對人體具有一定傷害性。這給智能制造、自動化產業提供了較大的需求空間，顯現“一體化、智能化、自動化”特色。精準度高、靈活性強的小型機器人廣泛運用于工程、汽車等重工業，還廣泛涉及食品、電子、日用品等精密加工業。機器人是智能化工廠的非常重要的底層設備，是工業4.0產業鏈的其中一環。在自動化領域，工業機器人發揮著不可替代的作用。伴隨著機器人產業的不斷完善，工業4.0的基礎不斷夯實，智能制造有望加速推進。要逐步完善機器人共性技術和標準體系建設，對后期的機器人工作站和工廠級系統集成而言，也形成重要的支撐。

3　現代機械結構廣泛優化調整

3.1農業機械化的發展

從農耕時代走向現代社會，農業的現代化離不開機械化，農業機械是發展現代農業的重要物質基礎。置身于“產業革命”的時代浪潮中，現代農業要轉型升級，只有通過科技發力才能贏得更高的產能、更多的紅利。面對動輒幾十萬甚至上百萬的資金，僅靠農民自我積累、銀行貸款“輸血”是遠遠不夠的。農業發展的有形之手，離不開政府扶持引導的無形之手，“平安農機”推廣同樣如此。從這個角度來講，政府在普及農業機械化生產進程中，不僅要樹立鮮明的科技導向，而且應通過農機補貼、免費上牌等惠農政策，切實調動農民購買農機的積極性，積極化解農業發展“成長中的煩惱”。現代農業發展，不再是簡單的“靠天吃飯”，更多的注入了科技含量。從這個角度來講，加強職業培訓、培養知識型農民，已經成為繞不過的當務之急。政府部門不僅要加強科技種田指導，還應教會農民適應市場、駕馭市場、馳騁市場的本領和辦法，用市場化、信息化、科技化手段推進農業標準化、規模化、品牌化生產。一言以蔽之，“沒有農業機械化就沒有農業現代化”，大力推進“平安農機”建設，適應從靠天種養到科技生產的發展新常態，我們可以做的還很多很多。

3.2智能轉型

國內制造業實現智能轉型，目前缺乏一個標準的模范工廠，應該讓企業清楚了解工業4.0到底如何操作、如何實現。有專門做智能化建設的公司反映，能夠進行智能化改造與數字化車間建設的企業在國內僅占一兩成，有的傳統企業還在用手工，甚至連最基礎的數字化建設都沒有。因此，石勇建議要想實現制造向智造的轉型，就要從工業基礎工程做起，同時大力發展專用裝備。目前國內制造業很多裝備都是通用型的，專用裝備、專用工裝現有研究的還很少，實際上這一塊需求很大。企業在實施過程中會發現很多機床的通信標準都不一樣，很難實現聯網。設備間不能實現互聯互通在于控制系統不一樣，接口不一，設備互聯成本高昂，成為實現網絡化、智能化的一大障礙。

4　結語

“十三五”是機械工業結構調整轉型升級的關鍵時期，行業調整必須有進有退。行業協會正在配合國家有關部門，抓緊研究機械工業穩增長、調結構、轉型升級、降本增效的政策措施建議，爭取從供需兩側發力，拉需求，推應用，為機械工業發展提供良好的政策環境，提振全行業的信心和決心。補齊短板是供給側改革的重要內容。機械工業當前亟須找到基礎薄弱這一短板，強基固本，補齊短板，要在專用設備、特別是中高端產品的專用設備上取得突破，以擺脫多年來一直依賴進口的局面。當前，全行業要堅定信心，積極推進結構調整和轉型升級，將現代機械結構化設計應用在各個行業各個領域，真正促進全社會發展，將現代機械業變成活水，真正達到造血功能，同時要加強科研指導，將創新驅動作為解決當前和今后一段時期行業發展面臨問題的主要抓手，實現機械工業“十三五”的良好起步。

［1］王浩東，陸國賢，倪慶興.用動態規劃法進行起重機桁架式臂架的結構優化設計［C］//中國的經濟建設與21世紀的物料搬運技術——中國機械工程學會物料搬運分會第五屆學術年會論文集，1996.

［2］嚴世榕.現代機械中的動力學問題［C］//福建省科協第四屆學術年會——提升福建制造業競爭力的戰略思考專題學術年會論文集，2004.

［3］聞邦椿.現代機械設備動態設計的理論與方法綜述（摘要）［C］//中國科協2001年學術年會分會場特邀報告匯編，2001.

［4］杜立群，楊季玲，徐征，等.無閥微泵流體特性的數值計算和結構優化設計［C］//中國微米、納米技術第七屆學術會年會論文集（一），2005.

［5］郭中澤，鄧克文，陳裕澤.基于拓撲、形狀和參數優化的集成設計研究［C］//慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會'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