機械設計制造及自動化技術中節能理念的滲透

張壯 吳海坤 大連冰山菱設速凍設備有限公司

過去，在制定經濟文明建設規劃的過程中，我們的社會采取了一些保護和利用的策略，這實際上是不科學的。我們首先要采取在保護資源的同時發展生產的發展戰略，以便更好地進行現代社會的開發和建設，以確保整個經濟的持續健康發展。在一些機械產品制造行業，制造此類機械時，很容易產生大量有毒工業污染物，很容易破壞我國賴以生存的生態環境。

一、機械設計制造及其自動化的發展優勢

考慮到國外機械產品數字化設計、智能化、加工制造的信息化發展趨勢，以及現代控制和自動化設備系統的應用技術、發展趨勢和應用優勢，有必要選擇一些更簡單、更靈活的先進、實用、高效、安全的新型工業自動化過程控制系統技術開發和設備應用，以確保高效可靠，提高現代復雜機械工業產品設計活動和工藝制造活動全過程控制的安全性和準確性。在安裝、設計、操作、裝配、制造和維護具有上述較傳統復雜系統的現代工程機械的正常工序活動中，如果機器可能產生嚴重的系統事故和故障，或導致系統無法自動工作，它將自動、安全、及時運行和關閉，危害將更加嚴重，系統更加復雜，各種主要施工機械設備、安全生產環境和安全事故也將更加嚴重。通過在現代工業自動化測控技術的控制系統中，在各種大型機械零件的制造和生產操作中，應用自動有效的停機控制系統，在裝配、二次加工、制造加工等一系列過程中突然停機，造成機械系統正常生產和穩定運行事故，以及其他安全質量運行和穩定性問題時，設備能利用自動系統及時停止系統進行緊急報警或自動檢查，及時有效、可靠地做好系統的安全運行、維護和維修工作，從而防止復雜系統的質量和安全性能事故比其他機械設備更嚴重，給客戶造成更大的經濟損失。機械設計制造及其自動化技術在一些實際具體制造工作環節的生產實踐中的應用和推廣應用，具有突出的行業優勢。它不僅是機械的，而且反映在各種機械產品制造的研發過程和實際機械設備制造企業的生產經營工作過程中，同時，在中國許多地區的其他機械工業領域工業制造相關產業的實際應用中，其技術也可以在實際行業中有比較成熟、廣泛和深入的實際應用，可以說，在中國更多地區的實際工業設備制造和生產制造行業中，符合設計師的工作要求和設計工作標準。在全自動數控機械加工設計技術和裝備制造工藝集成生產技術系統先進適用的生產制造條件下，所有復雜精密的數控機床工作程序都可以直接移交給全自動數控設備操作員，獨立進行數控生產和制造操作。因此，可以說，它基本上防止了許多其他數控機械問題，如手動機械操作和人為錯誤操作。從這樣一個基本的技術水平出發，可以有效地提高數控機床產品制造過程的實際影響、生產水平和工作精度、質量和效率。在計算機直接對每種類型的連續機械產品零件進行各種編程控制編程操作和各種數據轉換計算的過程中，不需要頻繁更換產品，包括哪種機械零件，只要根據需要及時調整在微機控制系統上執行的上述控制程序的數據轉換，由上述各種連續產品和不同零部件組成的各種連續機械部件的分析和驗證，以及各種計算機編程輔助產品設計和制造可以連續實現。

二、機械制造與自動化中的節能設計理念

（一）節能設計的意義

改革開放30多年來，我國當前的機電行業總體上在技術發展方面取得了快速進步。近年來，機電制造業和機械自動控制行業也日益發展和繁榮。作為我國戰略性高耗能產業，機械制造業的發展必須始終堅持可持續快速發展的新戰略發展觀。自動化行業節能減排新設計理念也是國家近兩年首次提出的適應這個時代快速發展形勢的戰略性新興經濟發展戰略理念。更注重倡導節能、綠色、環保的發展。更重要的是減少能源原材料的過度消耗和使用以及材料浪費。當前的節能設計理念及其在傳統機械設備制造業中的廣泛應用，可以極大地減少能源原材料的過度消耗和使用，減少材料資源的浪費。同時，它還可以大大減少傳統的生產工藝環節，減少大量寶貴的社會人力、物力和政府財力的消耗。

（二）機械節能設計理念的應用局限性

雖然綠色節能環保的設計理念逐漸受到國內外公眾的關注，并在各個制造行業得到了進一步廣泛的應用，但在實踐中仍存在很大的應用局限性。沒有引起相關領域主要負責部門的真正重視，雖然許多機電設備制造等行業在制造和生產的各個過程環節都形成了一定深度的綠色節能技術和節約環保資源的環保意識，他們在具體實踐中的實施能力還很弱，沒有得到充分的落實，沒有進一步廣泛的實踐開發、研究和應用。我們要認識到，我國先進農業機械及其自動化設備的生產和應用技術水平仍處于社會主義初級階段，雖然我們已經取得了一些良好的建設成就，但為了在未來取得進一步更好的發展，我們必須綜合考慮其經濟發展水平的因素。

三、機械設計制造及自動化技術中節能理念

（一）機械結構改造設計

在開展機械設備設計制造和系統設計生產一體化業務時，除了發動機及其整車設備能否穩定、安全地運行外，汽車發動機是最重要、最具核心競爭力的機械零部件系統之一，在機械裝配、制造和生產系統領域，它與信息技術密切相關。因此，同時也將直接影響中國汽車企業與周邊相關產業之間的生態環境。其中一個原因可能是，當汽車發動機長期運行或使用時，會產生大量有毒和污染性氣體，以及大量的交通噪聲和其他噪聲污染。從外部機械結構和內置組件結構的比較來看，環保型機械制造自動化設備的內部機械結構相對簡單、緊湊、簡單。當我們適當地逐步減少機械產品制造的產品表面上使用的主要機械零件的類型時，這些設計和制造的零件表面的一些特定裝配過程通常會變得相對簡單得多。同時，簡化了未來機械部件的設計，可以有效降低能源系統的熱耗率。

（二）改進生產工藝

根據上述環保節能系統設計標準的要求，逐步完善傳統機械自動化生產中的各種生產和工藝，從而顯著提高生產資源利用率，減少工業污染總量。綜合分析和改進的主要方法如下：首先，中小機械設計制造服務公司現有的產業結構需要全面改革。簡單復雜的小型機械化生產工藝只需更換少量復雜的機械零部件、系統和機械部件，并使相應設備的切割作業技術結構相對簡單，生產經營過程中能耗低，工業污染少。

（三）優化機械工程節能設計

多年來，有效、可持續地節約能源成本一直是我國機電工程自動化改革和設計規劃中討論的另一項重要節能設計技術。只有不斷、高效、科學、有序地將完全不同的傳統機械節能工程研究理念融入機電自動化系統節能新技術工程的理論研究中，才能有效地、更好地推動當代國內機械工程技術和工程自動化裝備產業有效、可持續、科學、健康、有序、深入發展。首先，通過系統設計，在功能電路系統的實際節能設計中，要學習和選擇能夠真正滿足功能條件和關鍵節能控制步驟的實際需要的最佳設計和實施策略，同時要注意合理計算，在對大量相關系統工程和設計顧問的經驗進行充分仔細的研究和咨詢后得出的理論基礎上，分析和計算在不同功能電路設備的能耗計算中可能真實和可能浪費的部分能量，為了合理分析和建立這樣一個相對合理、更好、完整、適用、有效的電路設備系統節能控制優化實施體系，從而確保整個電氣及自動化設備的機械工程能夠安全高效地進行。二是要通過節能設計，努力引進一些先進可靠、設計更合理的節能設計新技術，合理選擇一些綠色環保、節能性能強的高效節能生產設備，盡量減少這兩部分能源產品生產中必須消耗的剩余電能。

（四）節能環保材料的選用

在進行工程機械設備制造和自動化設備生產時，設備用戶應更多地考慮新材料的使用和選擇，并選擇可回收的新材料，從而更好更快地實現企業節能減排目標的環保目標。在正常情況下，使用一些可回收的廢料時，不應對生產環境本身產生太多有害污染。此外，在優化機械結構設計時，應更多地考慮可回收原材料的選擇，可用于二次回收。

（五）通用部件的設計

由于各種機械產品內部和結構設計的復雜性，它涉及各種精密零件的長期回收。一旦特殊零件產品在持續使用和運行過程中突然磨損，現場沒有其他合適材料的新零件可直接更換，或更換后，如果發現其無法與產品其他相關零件的結構再次完美匹配，這將立即導致該機械產品永遠無法投入正常循環運行，最終導致整機報廢。機械產品零部件的重復報廢率一直居高不下，這將逐漸加劇現有機械設備制造業大量消耗勞動力資源、治理資源和環境污染帶來的新問題。針對以上一兩個問題，如何在試生產、研發三個階段之間，盡可能合理地設計和使用新產品中的通用專用技術部件；新機械產品的設計和測試，或如何使產品專用機械零件的設計具有可循環性和實用性，進一步確保這些專用機械產品零件在系統發生重大技術故障時，能快速、方便、安全地在現場找到與其產品相同的特殊型號零件，進行緊急維護或更換，并能保證其不影響正常運行，現有機械產品系統的安全穩定運行和工作能力，以及產品的正常循環使用壽命，從而有效合理地控制新產品零部件系統的自然老化廢品率，然后盡量減少因長期廢棄或使用新舊產品零部件和系統而造成嚴重損失的各種勞動力資源的自然消耗和浪費現象，并盡可能加劇環境污染。

四、結語

為實現進一步加快全國機械產品制造業綜合自動化發展的綠色節能生產目標，提出不僅要注重提高現有機械制造系統的安全生產和運行效率，同時也明確提出要充分重視能源和環境保護。優化機械生產工藝技術，選用優質環保的機械材料，有效降低企業機械零部件生產加工能耗，確保我市機械工業快速可持續發展。