機械設計制造及其自動化技術中節能理念滲透思考

施峰

（福建龍凈環保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

在信息技術發展的影響下，我國機械設計制造逐漸朝著自動化方向前進，對自動化技術應用逐漸提高。但由于我國自動化技術應用發展起步相對較晚，產生的能源消耗量較多，導致我國機械設計制造發展速度相對比較緩慢。因此，需要在現代節能理念的滲透影響下，高度重視機械設計制造行業中的節能降耗問題，不斷優化自動化技術的內容，提高節能效果質量，提高機械制造自動化生產效率，逐步減少機械行業生產制造過程中對環境產生的影響，最終促進機械制造行業的可持續性發展。

1 機械設計制造自動化技術與節能理念的內涵分析

1.1 機械設計制造自動化技術分析

機械設計制造自動化技術與傳統機械設計制造之間存在較大不同，主要研究內容包括自動化技術實現以及制造技術應用等，在現代制造業中有著更加廣泛的應用。具體應用特點如下所示。

1.1.1 綜合性

結合機械設計制造流程來看，從產品設計到研發生產，整個過程具有非常明顯的綜合性特點，對我國經濟建設以及科技發展產生了較大影響。相比傳統的機械設計流程，通過對自動化技術的應用，可有效提升機械設計精準度，提高設計效率，保證機械產品有著良好的運行效果。在現代計算機技術的應用下，可及時發現機械產品設計制造過程中存在的問題，尤其是通過對BIM 技術模型構建的分析，對設計存在的問題實施更加精準的分析，保證產品質量的同時能夠真正符合社會發展的需要。除了重視對質量的提升外，機械產品體積也發生著較大改變，在自動化技術的影響下，機械設備逐漸朝著微型化趨勢方向發展，占用空間面積更小，更方便人們的使用。

1.1.2 能耗性更低

傳統機械設計制造受技術方面的影響，產生的能源消耗數量較多，不僅會環境造成一定影響，同時，由于對資源的利用率較低，因此會加劇企業成本支出，不利于企業經濟效益的提升。而現代自動化技術由于技術方法得到創新，對可持續發展理念貫徹力度較高，對于節能思想的融入程度更加強烈，因此在能耗性方面偏低，逐漸成為現代機械設計制造的主要核心方向。企業在轉變技術的過程中，需要充分結合自身發展的特點，不能盲目轉變以往的生產思路，要結合實際情況完成對產品的創新。

1.1.3 符合我國當前生產要求

機械設計制造作為工業體系中的一部分，對我國工業體系建設有著更加直接的聯系，對于工業產品性能以及功能實現都有著更加緊密的聯系。進入新世紀以來，我國工業體系發展得到了不斷的改革，在保證生產效率的基礎上，減少對環境的污染以及對能源的消耗，逐步朝著綠色化方向前進。而機械設計制造自動化技術無論是技術流程以及技術效果，都與我國目前工業體系發展要求相吻合，能夠積極落實國家節能減排的號召。通過對自動化技術的應用，可使用資源消耗控制在一定范圍內，提升企業在市場中的核心競爭力。

1.2 節能理念分析

隨著世界人口的不斷加劇，對資源的消耗程度迅速提升，造成非常嚴重的能源短缺問題。正是在這種問題的影響下，綠色節能理念逐漸受到更多人們的重視，通常綠色節能理念主要指在生產活動中，將節能意識充分融入進去后，通過對相關技術的應用，以此減少各種經濟活動中的資源消耗總量，有效緩解當前人類社會所面對的資源短缺問題。因此，節能理念在機械制造行業中得到了充分滲透，形成了具體的指標。具體形成內容如圖1 所示。

圖1 機械設計制造自動化技術節能理念滲透指標圖

2 節能理念在機械設計制造與自動化技術中的具體應用分析

2.1 機械結構優化

在機械設計制造中，結構設計優化占據了很大一部分內容，對機械制造效率產生了極大影響，同時也影響著機械產品的具體功能以及能耗。因此，在結構優化的過程中，在保持原有機械結構設計的基礎上，添加相關的節能功能，做好對機械結構的不斷優化。具體可分為三個步驟實施。

（1）利用各種儀器設備對優化前的機械結構能耗情況展開統計，根據收集的數據信息，對能耗較高的原因細致分析，為后續優化過程打下良好基礎。或者利用現代BIM 技術對機械結構內部進行模擬，制作相關的機械結構模型，使設計人員能夠更加清晰地了解到機械的內部結構，根據機械結構內部情況尋找更加合適的解決方案。比如，可通過對發動機的改造優化，減少對各種能源的消耗、對油氣混合場所的改造，可以提高對石油以及柴油的使用效率、提高氣缸的封密性可使各種原料消耗更加充分。因此，在結構優化的過程中，對數據的把控是非常關鍵的。

（2）對機械運行產生的熱量進行分析，機械運行過程中，通過對能源的消耗會產生出大量熱量，產生的熱量越大，說明機械能源消耗程度會越高，而且受技術方面的影響，大多數產生的熱量會直接消散到空氣中，沒有對熱量進行有效的利用，加大了能源的消耗程度，因此，需要重視對熱量的循環利用。比如，可對機械結構中的空調系統進行優化，當機械產品內部溫度下降比較嚴重時，可利用發動機產生的熱量提升內部溫度，防止機械產品運行受到影響，同時也可減少對能源的消耗，實現對熱量的循環使用。

（3）可針對風力助力展開結構設計，主要是對機械結構中的外形結構進行優化。比如，利用BIM 技術建立風阻模型，模擬出風力走向以及風速，最終尋找出最合適的機械結構外形。或者利用BIM 技術完成對液壓系統的維護處理，在機械制造自動化設計中，液壓系統占據比較重要的角色地位，因此在設計優化的過程中，需要重視對穩定性的優化。具體有效效果如圖2 所示。

圖2 節能理念下液壓系統維護處理效果圖

從圖中可以看出，在自動化技術的控制作用下，液壓系統可有效提升防滲漏，避免出現浪費及污染現象。通過主控計算機發出的指令，經過支架控制箱的處理后，將其輸送到壓力傳感器、行程傳感器以及電液控制閥中，不斷調整好液壓系統封閉性效果，防止系統內過多雜質的進入，影響液壓系統最后的運行效果。

2.2 生產工藝創新

在機械設計制造自動化技術使用中，由于自動化技術本身結構性比較復雜，內部緊密性較高，設計環節較多，因此能量消耗較大。因此，為了能從根源上降低能耗，需要積極重視對生產工藝的創新，在保證機械結構質量的基礎上，實現能源消耗數量的下降，降低生產成本，取得良好的經濟效益。在對生產工藝進行創新的過程中，企業方面需要提高重視程度，根據自身生產情況了解自身存在的不足，注重對先進技術的引進，擴大生產過程中的節能效果。同時，也要重視對技術人才的培養，提供專業性的理論指導以及相關培訓，不斷鞏固技術人才的專業能力，鼓勵對生產工藝的創新，增強技術人員創新的積極性，為實現機械制造自動化技術的節能效果提供有效支撐。在培養好技術人才后，需要通過多種數據分析當前機械制造行業的發展趨勢，隨時對先進的生產工藝給予更多重視，對后續發展趨勢加強掌握，做好系統的規劃布局。比如，可通過對現代計算機技術的應用，建立良好的智能化生產系統，在智能化生產系統的引導下，可引進更多先進的生產工藝以及生產器械，實現對節能理念的真正滲透。最后，除了提供人才支持以及技術支持外，還需要擴大資金的投入，增強研發力度，將節能理念作為新的生產工藝創新指標，有效提高機械制造水平。

2.3 節能生產材料及設備的應用

節能生產材料對于節能理念滲透產生了重要影響，同時也是關鍵的體現所在。任何機械產品在制造過程中都離不開材料的支持，因此，可從節能生產材料中實現節能理念的滲透。在應用節能生產材料之前，需要對當前機械制造行業現有的生產材料展開分析，劃分出能耗較低與能耗較高的材料，根據機械產品不同結構選擇合適的節能生產材料。要求設計人員在選擇材料的過程中，在樹立正確節能意識的基礎上，按照行業規定完成對機械產品材料的選擇，擴大節能生產材料在整個機械產品材料中的比例，實現對產品能耗的降低，充分體現出自動化技術應用的特點。為實現對節能生產材料的充分應用，企業需要更加重視對節能生產材料的研發，聘請各種專家參加研發工作，積極重視對新型節能材料的開發與應用。比如，可利用合金材料完成對機械結構的設計，合金材料不僅強度硬度更高，而且具有良好的防腐蝕性，有著較強的使用壽命，減少對材料的消耗。另外，還需要重視對節能環保材料的二次利用，對生產過程中出現的節能環保廢料進行回收管理，統一回爐重鑄加工。

而在節能設備應用方面主要以節能發動機為主，傳統機械制造設備在運行過程中，不僅會造成大量能源的消耗，同時也很容易引發安全事故，降低生產效率。因此，在選擇發動機設備時，除了完成對性能的考慮外，還需要重視對能耗的考慮。要求發動機污染物排放、噪音產生以及能源消耗達到正常標準，降低污染物的排放，最終滿足節能設計的具體需要。

2.4 重視對清潔能源的應用

清潔能源應用是節能理念滲透的主要表現之一，可快速提升節能效果。在以往機械設計制造自動化技術中，所采用的能源主要以石油、煤炭等不可再生能源為主。這種類型能源有著較高的污染效果，對生態環境產生了嚴重影響，同時也無法實現良好的節能效果，為此需要重視對清潔能源的應用，解決上述問題情況。結合不同機械產品的內部結構，對所需的能源展開分析，提升應用效果。

首先，可根據機械內部結構動力完成對混合能源發動機的設計。混合能源發動機除了對傳統能源進行使用外，對各種清潔能源的使用效率較高。可快速實現對燃料以及電能的自由切換，在保證設備正常運行的基礎上不斷減少能源的消耗總量。其次，是對機械制造產品中的外圍系統加以改造。主要改造方向是對電能使用率進行完善。比如，可利用太陽能、風能設計出外圍系統的電池板，為系統運行提供穩定且清潔的能量，達到更加良好的能耗消耗降低效果，節能目標得到進一步。最后，是要積極重視對新型發動機的研發，根據不同類型發動機提供專門的能源。比如，針對動力性較低的機械設備，可使用天然氣為主要的清潔能源，在降低能耗的同時，可減少對周圍生態環境的影響。針對動力性加強的機械設備，可在周圍設置太陽能發電系統，利用太陽光完成對能源的供給。另外，還要重視對機械設計制造自動化技術的細節改造，比如，可利用現代編程技術輸入相關的操作指令，防止生產系統長時間處于開啟的狀態，以此不斷降低能耗。

3 結語

綜上所述，本文主要對節能理念在機械設計制造及其自動化技術的具體滲透進行分析研究。要想保證節能理念能夠充分滲透進去，要求技術人員加強對我國現階段機械設計制造工作中存在的問題，不斷優化結構形式，重視對新型材料以及清潔能源的應用，不斷調整機械設計的制造形式，明確出具體的設計理念，保證節能理念能夠充分融入進去，最終促進我國機械制造行業的可持續性發展。