论现代机械中的结构优化设计

徐开国

（久益环球（佳木斯）采矿设备有限公司，黑龙江佳木斯154003）

论现代机械中的结构优化设计

徐开国

（久益环球（佳木斯）采矿设备有限公司，黑龙江佳木斯154003）

“十三五”以来，中央经济工作会议明确了“稳中求进”的经济政策基调，提高供给体系质量和效益等主要任务，有利于机械行业推进结构调整与转型升级。针对现代机械中的结构化设计进行系统性的分析和探讨。

现代机械；产业调整；优化设计；转型升级

在结构优化、动力转换的背景下，增速趋缓是市场在资源配置中起决定性作用的必然结果。随着机械市场需求的不断变化，为适应国家经济的转型升级，机械产品正在努力探寻从投资类产品向消费类产品转型。以主营业务收入和利润增速为例，低于全行业平均水平的行业主要是工程机械、重型矿山。这些行业均属机械工业中典型的投资类产品行业。

1　现代机械制造业面临转型升级

1.1现代机械制造业已进入互联网+时代

互联网+时代的特点是以人为核心，基于互联网技术如云计算、物联网、大数据、人工智能等在内的生态与系统而形成的高度信息对称、和谐与高效运转的社会生态，是“智能+”的标志。那么，在现代机械化的结构调整中，工业机器人+智能化，将会是什么样呢，这的确使人充满想象，很让人期待。

1.2现代机械制造业进入新的产业布局

博鳌论坛汇聚了互联网界的精英翘楚，而他们的观点及企业往后的计划，将对我国工业机器人智能化发展有相当的支撑作用。关于智能化及人工智能的大讨论，不但符合我国现代机械制造业转型升级的方向，也符合工业机器人的发展趋势。

1.3现代机械制造业迎来了“机械”换人

“机械”换人已渐渐进入人们的视野。用人成本降低、企业生产工艺提升和人才结构优化，这些“机器换人”后的成功经验吸引了越来越多的制造业企业。工业4.0的变革，主要还是因为人工成本一年比一年高，而且工人不稳定。从而影响到企业的生产发展，有很多人一到过年回家后，就换到其他厂工作了。造成前几年企业找不到人来做事，产品做不出来，利润一年比一年低。这才逼使着各个企业走上机器换人这条路。之前一个车间有一百多人在生产，现在只需要几个管理人员在看机械就可以了。全线实现自动化生产及输送，大大节约了生产成本，也提高了生产效率。

2　机械智能化是未来社会的发展方向

2.1工业智能化

工业机器人要智能化，离不开以上这些信息技术的支撑。如何通过触觉视觉听觉等感知，判断零部件的装配质量；如何让机器人在暗光的环境下识别图像，准确地传送物体等。这些与信息技术息息相关。当然还有驱动、传动、感知与控制等核心基础部件技术的突破。

2.2工业4.0智能制造

据了解，机器人机械化作业具可控性，可直接替代车间工人，提高生产效率、品质和环境。其中打磨、焊接、喷漆、物流等环节对人体具有一定伤害性。这给智能制造、自动化产业提供了较大的需求空间，显现“一体化、智能化、自动化”特色。精准度高、灵活性强的小型机器人广泛运用于工程、汽车等重工业，还广泛涉及食品、电子、日用品等精密加工业。机器人是智能化工厂的非常重要的底层设备，是工业4.0产业链的其中一环。在自动化领域，工业机器人发挥着不可替代的作用。伴随着机器人产业的不断完善，工业4.0的基础不断夯实，智能制造有望加速推进。要逐步完善机器人共性技术和标准体系建设，对后期的机器人工作站和工厂级系统集成而言，也形成重要的支撑。

3　现代机械结构广泛优化调整

3.1农业机械化的发展

从农耕时代走向现代社会，农业的现代化离不开机械化，农业机械是发展现代农业的重要物质基础。置身于“产业革命”的时代浪潮中，现代农业要转型升级，只有通过科技发力才能赢得更高的产能、更多的红利。面对动辄几十万甚至上百万的资金，仅靠农民自我积累、银行贷款“输血”是远远不够的。农业发展的有形之手，离不开政府扶持引导的无形之手，“平安农机”推广同样如此。从这个角度来讲，政府在普及农业机械化生产进程中，不仅要树立鲜明的科技导向，而且应通过农机补贴、免费上牌等惠农政策，切实调动农民购买农机的积极性，积极化解农业发展“成长中的烦恼”。现代农业发展，不再是简单的“靠天吃饭”，更多的注入了科技含量。从这个角度来讲，加强职业培训、培养知识型农民，已经成为绕不过的当务之急。政府部门不仅要加强科技种田指导，还应教会农民适应市场、驾驭市场、驰骋市场的本领和办法，用市场化、信息化、科技化手段推进农业标准化、规模化、品牌化生产。一言以蔽之，“没有农业机械化就没有农业现代化”，大力推进“平安农机”建设，适应从靠天种养到科技生产的发展新常态，我们可以做的还很多很多。

3.2智能转型

国内制造业实现智能转型，目前缺乏一个标准的模范工厂，应该让企业清楚了解工业4.0到底如何操作、如何实现。有专门做智能化建设的公司反映，能够进行智能化改造与数字化车间建设的企业在国内仅占一两成，有的传统企业还在用手工，甚至连最基础的数字化建设都没有。因此，石勇建议要想实现制造向智造的转型，就要从工业基础工程做起，同时大力发展专用装备。目前国内制造业很多装备都是通用型的，专用装备、专用工装现有研究的还很少，实际上这一块需求很大。企业在实施过程中会发现很多机床的通信标准都不一样，很难实现联网。设备间不能实现互联互通在于控制系统不一样，接口不一，设备互联成本高昂，成为实现网络化、智能化的一大障碍。

4　结语

“十三五”是机械工业结构调整转型升级的关键时期，行业调整必须有进有退。行业协会正在配合国家有关部门，抓紧研究机械工业稳增长、调结构、转型升级、降本增效的政策措施建议，争取从供需两侧发力，拉需求，推应用，为机械工业发展提供良好的政策环境，提振全行业的信心和决心。补齐短板是供给侧改革的重要内容。机械工业当前亟须找到基础薄弱这一短板，强基固本，补齐短板，要在专用设备、特别是中高端产品的专用设备上取得突破，以摆脱多年来一直依赖进口的局面。当前，全行业要坚定信心，积极推进结构调整和转型升级，将现代机械结构化设计应用在各个行业各个领域，真正促进全社会发展，将现代机械业变成活水，真正达到造血功能，同时要加强科研指导，将创新驱动作为解决当前和今后一段时期行业发展面临问题的主要抓手，实现机械工业“十三五”的良好起步。

［1］王浩东，陆国贤，倪庆兴.用动态规划法进行起重机桁架式臂架的结构优化设计［C］//中国的经济建设与21世纪的物料搬运技术——中国机械工程学会物料搬运分会第五届学术年会论文集，1996.

［2］严世榕.现代机械中的动力学问题［C］//福建省科协第四届学术年会——提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集，2004.

［3］闻邦椿.现代机械设备动态设计的理论与方法综述（摘要）［C］//中国科协2001年学术年会分会场特邀报告汇编，2001.

［4］杜立群，杨季玲，徐征，等.无阀微泵流体特性的数值计算和结构优化设计［C］//中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集（一），2005.

［5］郭中泽，邓克文，陈裕泽.基于拓扑、形状和参数优化的集成设计研究［C］//庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会'2007论文摘要集（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