节能理念在机械设计制造及自动化技术应用中的融合探索

张悦鹏

（贵州机电职业技术学院，贵州 黔南布依族苗族自治州 558000）

近年来，机械化技术在各行各业中得到了广泛应用，为机械化生产提供了可靠保障，成为推动我国现代化建设发展的根本动力。近年来，机械设计制造及其自动化水平逐步提高，在带来巨大机遇的同时，也面临新的挑战。尤其是社会发展速度加快，各项技术也日新月异，如果仍旧停留于传统的发展模式下，将会造成资源消耗量不断增长的情况，这是限制行业可持续发展的主要原因。因此，应该全面融合节能理念，加强对生产各环节的优化，提高生产效率与质量，创造良好的经济效益及环保效益；应该结合机械设计制造及自动化的基本特点，制定切实可行的技术融合方案，以强化对实践工作的科学指导。

1 机械设计制造及自动化技术的特点

首先，机械设计制造及自动化技术具有综合性特点。该领域涉及产品的设计研发和生产制造等各个环节，也涉及机械工程学、物理学等多个学科，因此呈现出综合性和复杂性特点，在实践工作当中需要考虑到多个因素对产品质量的影响。相较于传统技术而言，机械设计制造及自动化技术的应用真正增强了设计制造的精度，而且研发和制造周期大大缩短，产品质量得到可靠保障。此外，计算机技术在生产实践中的应用也越来越普遍，能够实现设计方案的全面优化，防止产品质量受到影响。随着技术水平的提高，设备呈现出微型化的特点，因此能够有效控制能耗，使得设备灵活性更强。

其次，使用机械设计制造及自动化技术时需要确保设备能耗得到有效控制。在我国机械制造业快速发展的趋势下，生产规模也在逐步扩增，由此引起的能耗升高和环境污染问题也引起社会的高度重视，必须不断创新技术应用手段，实现能源资源高效化利用，避免资源浪费问题，以降低生产成本投入[1]。无论是在设计研发阶段还是在生产制造阶段，都要了解能耗升高的具体原因，以优化设备性能，使其处于更加高效的运行状态当中。

最后，机械设计制造及自动化技术的应用必须符合基本生产需求，要了解机械设计制造的生产特点及要求，加强对每一个流程和环节的全面优化，以达到企业的总体生产目标。积极贯彻节能理念，促进企业的转型升级。需要以生产需求为依托，在不影响生产质量和效率的前提下控制能耗，从而使企业获得更高的利润，增强自身的核心竞争力。

2 节能理念在机械设计制造及自动化技术应用中的价值

首先，可以实现能源消耗问题的全面控制。在工业化进程中，能源消耗量过大问题已经十分显著，必须以节能理念为指导，强化对整个机械设计制造过程的优化与控制，落实经济可持续发展的要求，从环境保护、能耗控制等角度出发制定切实可行的技术方案，真正解决能耗不断升高的问题。比如很多机械设备及零部件可以实现回收利用，能够控制生产总成本，防止处理不当而造成环境污染的问题，已经成为当前行业发展的必然要求。

其次，可以有效控制生产投资。运用节能理念对设计制造环节实施控制，可以有效降低成本投入，避免企业面临较大的资金压力。各类资源可以得到重复性利用，随着生产工艺的全面优化，资源投入量也会更小，在保障质量与产量的基础上创造更高的经济效益，符合企业的未来发展需求[2]。

最后，能够实现人与自然的和谐发展。现代化社会中大气环境、水环境和土壤环境污染问题越来越严重，在机械设计制造及自动化领域融合节能理念，可以在保持经济建设速度的前提下降低对自然生态环境的负面影响，为环境友好型社会的构建创造条件。

3 节能理念在机械设计制造及自动化技术应用中的融合策略

3.1 增强节能意识

为了体现节能理念的优势，为机械设计制造及自动化行业发展注入强劲的动力，设计制造人员应该增强自身的节能意识，在工作中不断创新，认识到节能降耗对于企业和社会的重要意义与价值[3]。企业应该加大在新设备、新材料和新工艺方面的投入力度，解决生产制造中的环境污染问题，防止只追求眼前经济利益而忽视了企业的长远发展。应该加快企业的工艺改造进程，通过对当前生产工艺进行合理优化，解决实践中的高能耗问题，防止造成不必要的资源能源浪费问题。对当前设备的运行性能进行全面评估，运用新设备加以逐步替换，构建绿色化生产模式。对机械设备的运行特点进行评估和分析，从设计和制造环节实施源头控制，了解设备运行中能耗不断升高的具体原因，以便制定更具绿色化的设计制造方案。

3.2 优化设备设计

设计机械设备时融合节能理念，可以有效优化设备的运行状态，降低运行过程中的能源消耗，以达到节能减排的效果。首先，应该在发动机设计中融合节能理念。发动机是设备运行的核心构件，对于能源的需求量较大，这也是造成能耗增大的主要原因[4]。此外，如果没有做好设备的排污设计，则会造成严重的环境污染问题，而且在运行中会产生较大噪声，影响人们的正常生活。在发动机设计中应该做好选型工作，控制设备排污量和噪声，遵循环境友好型原则，达到优化设计的目的。如图1所示，在空气供给装置设计过程中采用了空气流量传感器、节气门怠速开度控制传感器、空气滤清器等构件，使得设备的运行更加可靠，起到了节能减排的作用。其次，应该在液压防渗漏系统设计中融合节能理念。在选择液压元件时应该做好性能评估，使内部部件的损耗量得到全面控制，延长设备的使用寿命，防止造成较多杂质而影响空气质量[5]。最后，在驾驶室设计中也要融合节能理念。驾驶室玻璃应该具备更好的防紫外线功能，保障驾驶人员的健康安全，同时以减振降噪为重点，提高驾驶室的操作稳定性。在设计后壁板时可以选择沥青型阻尼材料，能够减少振动状况，给驾驶人员带来更好的工作体验。

图1 空气供给装置

3.3 选择节能材料

近年来，节能材料在生产实践中得到广泛应用，这也是提高机械设计制造及自动化技术水平的关键，能够降低对自然生态环境的危害，改善机械设备的运行状态。以可持续发展为目标选择对人体无害的材料，而且要实现循环利用，避免造成材料浪费的问题。加强对采购环节的全面管控，在成本预算范围内优先选择节能型材料，在保障生产安全、质量和效率的基础上，促进企业生产模式的创新与改革[6]。对不同材料的实际应用情况进行对比，了解具体的节能效果，以便选择最优材料，降低资源能源消耗量。除了要确保材料无毒无害外，还应该了解材料的可降解性能和可回收性能，在重复利用当中控制成本投入。轻质低能耗材料在实践中得到广泛应用，可以使设备重量得到控制，满足了装配和搬运等工作需求，使得设备运行更加安全、可靠[7]。此外，在设备的常年运行过程中很多零件会出现报废的情况，应该做好报废环节的优化，针对零部件实施回收再利用，以避免出现较多废弃物。

3.4 创新生产工艺

在传统生产体系下，生产工艺不合理会造成较高的能耗，因此应该加强对生产工艺的创新，使各个生产工艺环节更加合理，降低能源使用量，避免造成严重的环境污染问题[8]。在机械设计制造及自动化生产中，要充分了解各项生产工艺的基本特点，合理安排各项工序，既能够提高生产效率，也可以减少不必要的能量消耗。合理调整工艺参数，也是实现节能降耗目标的关键，同时改善产品的整体质量效果。因此，在生产实践中应该做好全面调查与评估，了解不同生产工艺环节的参数情况及运行效能，通过对比分析的方式选择最优参数。而在单个零件加工工艺中，不仅要考虑到零件自身的质量情况，更要明确设备的运行需求，提高零部件和设备的契合度，达到改善设备运行状态的目的[9]。此外，还应该针对设备结构实施优化，特别是在研发阶段要省去非必要构件，减轻设备的运行负担，简化整体结构布局，不仅能够降低材料用量，而且在后期运维中提供更多的便利。

3.5 实现自动化调控

机械设计制造及自动化行业的未来发展趋势以自动化为主，必须实现各个生产环节的自动化处理，不仅能够减轻工作人员的负担和压力，而且可以节能降耗，提高整体生产效率与质量，改善企业的经济效益。很多机械产品的智能化程度更高，在自动化调控中也要融合节能理念，使各类资源得到高效利用。比如在设计锅炉设备的过程中，可以引入其他辅助设备，包括了单片机、传感器、通信设备和执行单元等等，以自动化控制系统为核心强化对锅炉设备的控制效果，能够根据生产需求控制设备的运行参数，在供热要求下使锅炉设备处于最佳运行状态当中[10]。此外，能够及时获取设备的负荷参数并实现实时化控制，出现故障问题后也能更加及时地进行反馈，在保障供热可靠性的前提下控制能耗。人工智能技术在机械设计制造及自动化领域也逐渐得到应用，能够实现智能化调控的目标，运用网络信息技术、大数据技术、物联网技术等改善设备性能，实现对设备故障的自动化处理和反馈，避免造成严重的生产事故。

4 结语

在生产作业中应用机械设计制造及自动化技术，呈现出综合性特点，对于能耗控制的要求较高，而且必须满足基本生产需求，以促进产品质量的改善。节能理念的融合应用，能够减低能源消耗，生产成本的控制效果也更好，有助于实现人与自然的和谐发展。在实践工作当中，应该通过增强节能意识、优化设备设计、选择节能材料、创新生产工艺和实现自动化调控等途径，逐步构建完善的技术应用体系，以体现节能理念的价值，提高机械设计制造及自动化技术水平。