節能設計理念在機械制造與自動化中的應用

王彬 景學青

摘要：隨著國家的經濟快速發展，但是在這期間，對于機械制造和自動化來說，由于其起步較晚，且受落后的研發觀念和制造工藝的影響，導致相比于國外企業，我國部分企業競爭力較弱。因此，國內企業需要對國外相關企業的成功經驗積極借鑒，同時在制造機械零部件期間充分運用節能環保理念。

關鍵詞：節能設計理念;機械制造;自動化;應用

引言

現階段，隨著我國科技水平的不斷提升，對于機械制造行業自動化發展提出了更高的要求。將節能設計理念積極的應用于機械制造與自動化生產當中，不僅能夠實現對資源的合理利用，而且還充分的滿足了可持續發展的理念。

1應用節能設計理念的重要作用

雖然我國擁有十分豐富的自然資源和遼闊的地域，但受人們大面積使用和開采的影響，導致目前的資源狀況十分緊缺，怎樣使能源得到節約，促進能源得到重復利用是現階段機械制造與自動化生產過程中面臨的關鍵問題，同時對該領域的發展存在較大的影響。應用節能設計理念的重要作用主要體現在：（1）對于高機械產品來說，能夠促進其質量得到顯著提高。在機械制造和自動化中，衡量該系統的關鍵指標在于它的可靠性，若可靠性在一定程度上存在問題，那么整個系統的運行將受到極大影響，嚴重時會出現系統癱瘓情況，同時能源消耗和設備可靠性之間也存在正比例關系，如果設備存在可靠性問題，將在使用能源過程中出現成本增加的情況，并使能源使用效率降低。（2）有利于企業競爭力提升。企業若想促進自身競爭力提高，需要在發展過程中走節能環保道路;為提升綜合國力，在國民經濟發展期間，機械制造行業占據的份額較大，此外國家的科技實力是通過該系統的智能化、環保節能化程度充分體現的，因此，節能環保率的提高意味著國家競爭力的提高。

2機械制造與自動化節能方面的問題

2.1機械制造節能管控體系建設不到位

機械制造與自動化的節能管控體系在我國建設中存在許多問題，比如未按規定實行節能生產或污染排放數據造假等問題，這些問題的產生是由于機械制造自動化沒有建立完善的節能管控體系，相關法律法規對機械生產節能領域也沒有明確的規定，使得一些機械制造企業，在生產過程中沒有做好節能減排管理。同時，在機械生產中沒有明確的節能減排要求使得企業選擇違規排放污染物，其次，機械制造中的節能指標和污染排放指標沒有得到及時的更新，有些標準甚至好幾年都沒有進行修訂，跟不上時代的發展，不能滿足現代機械制造業的節能和環保要求。同時，一些機械制造企業由于經濟上的問題，有些為了利益而偽造污染排放數據，有些則是沒有資金投入在節能環保系統的改造上，造成機械生產中的高能耗和高污染，最終使機械制造達不到節能的要求。

2.2員工和生產工藝中的問題

機械制造需要生產人員具有很高的專業素養和技能水平，同時，也要具備扎實的理論基礎和設備操作能力。目前，我國具備合格技能的生產人員數量不多，大多數的機械生產人員存在專業技能不過關，缺乏必要的理論知識，在機械生產過程中自然無法做到節能生產的要求。同時，由于機械制造產品眾多，生產工藝和流程各不相同，其中的節能要求也是各不相同，因此，生產人員無法掌握不同產品的節能生產方法也是導致機械制造中無法有效控制節能減排的原因，這樣不僅降低了生產的效率也無法做到綠色環保生產的要求。

3節能設計理念在機械制造及自動化中的應用策略

3.1設計階段的節能措施

節能設計理念在機械制造及自動化中涉及多個領域，在機械制造及自動化技術設計階段，采取合理節能措施非常關鍵，主要包括對整個機械制造系統整體規劃，在設計階段，應著重考量節能設計理念合理性，確保機械制造及自動化設計階段節能理念對提升機械系統能源利用效率具有一定促進作用，例如機械制造中發動機和液壓系統是最為常見的動力系統，如何選擇節能動力系統就是十分關鍵的環節，高效的環保發動機對于能源消耗量過大問題可以進行合理解決，在此基礎上也可以削減排放系統負荷;而針對液壓系統，節能設計理念中最為關鍵的一步就是保持傳動液壓油清潔度，減輕液壓油對環境污染，以此來保障機械系統環保性。

3.2材料選擇以及結構優化

節能設計理念作為一種新型技術能夠解決能源問題，推動工業發展。在機械制造及自動化技術中，材料選擇對節約能源效果起決定性作用，設計人員應選擇環保以及可回收相關材料，機械制造業中傳統設計理念以保障機械設備功能與壽命為主，所以通常選擇良好的材料以及厚重的結構。隨著對機械制造業發展，在了解機械構件受力以及機械構件受力特點情況下，可以對結構進行優化，降低材料選擇標準或者材料使用量，比如在機械制造業中，受扭矩圓柱狀結構，通過對該構件受力分析，可以了解到構件承受力都集中在圓柱狀結構外圍，中心位置并沒有受到強度扭力，所以設計人員可以針對這一特點，利用空間結構替換圓柱，在保障扭力不變情況下，降低機械材料使用量。除此之外，機械制造業結構所應用零件也需要選擇相對容易裝配與分解的模塊結構，同時保證材料可回收、可再生性，避免在機械加工過程中產生危害。

3.3改善生產工藝

按照節能設計的要求來改進機械加工制造生產工藝能夠極大程度地提升產品質量和減少能耗和污染排放，因此，可以從以下幾個方面進行生產工藝的改善：（1）優化產品結構。越簡單的機械結構需要的零部件越少，加工方法也越簡單，在生產制造的過程中耗能和產生的污染也會減少。因此，在改善生產工藝之前先要對產品進行充分的調研，在確保功能性的前提下，進行結構和形狀的優化，通過優化形狀和結構降低加工難度，從而達到節能減排的目的。（2）根據加工材料合理選擇加工工藝。根據不同原材料需要選擇適合的加工工藝，同一種原材料有不同種類的加工方法，需要根據企業現有的加工設備和節能減排的要求來選擇適當的加工工藝，比如鍛壓是常見的零件加工方法，有冷、溫和熱鍛壓3種方式，其中，熱鍛壓的能源利用率低于前2種，但是冷鍛壓工藝比后兩者造成更多的環境破壞，因此，要選取溫鍛壓工藝進行零件加工。（3）合理安排加工順序對于節能也十分重要，在機械制造中合理的加工工序不僅能夠減少設備的空置時間，降低無效用能耗，也能夠提高機械生產效率，因此，基于節能設計的理念需要對傳統的加工順序進行改善。比如在冷軋薄板的生產中需要合理安排加工順序，將復雜形狀的加工放在退火處理之后進行，這樣可以提高加工的效率。（4）運用精益生產思想進行改善現場管理。運用5S技術對生產環境進行改善，提高生產環境的整潔性減少污染的排放，用看板管理提升生產效率，在生產中盡可能做到零庫存，這樣可以大幅度降低原料的浪費和中間環節的資源占用。（5）嚴格生產管理體系建設，提高生產過程的監督考核，杜絕隨意浪費原料和污染隨意排放的問題，確保每個工序環節都進行節能優化設計。

結語

綜上所述，當前隨著社會的不斷發展，對于當前機械制造業的發展提出了更高的要求。在過去的一段時間里，由于缺乏機械制造與自動化節能設計理念，因此導致了大量能源的浪費。在這種情況下，我們就要積極的采取一系列有效措施，積極的融入節能設計理念，在實現節能降耗的同時，提高企業核心競爭力，促進機械制造業的可持續發展。

參考文獻

[1]焦軼.機械制造與自動化中的節能設計理念分析[J].能源與節能，2018（5）：66-67.

[2]吳芳.淺談節能設計理念在機械制造與自動化中的應用[J].山東工業技術，2018（10）：70.

[3]崔爭第.節能設計理念在機械制造與自動化中的有效應用[J].化工管理，2018（12）：21-22.