机械制造与自动化中的节能设计理念分析

毛曙宇

江阴职业技术学院 江苏省无锡市 214400

1 引言

自动化技术在机械制造中的应用，大幅提升了工业生产和制造的效率，生产周期大幅延长，能够有效规避人力生产的一些局限，对于我国工业行业的长远发展有着重要意义。但是在自动化技术的应用过程中，大量机械设备所耗费的能源量较为庞大，容易引发能源污染问题，造成相关资源的浪费，推进节能设计理念的研究和分析，能够帮助工业制造行业实现经济效益和社会效益的有机结合，对于工业制造行业的转型和升级有着重要意义。

2 机械制造与自动化的概述及趋势

机械制造业的发展同工业行业的建设有着密不可分的联系，推进机械制造业的发展，能够为工业行业的建设注入全新的活力。信息化时代的到来，使得信息技术和自动化技术在机械制造业中的应用日益深入，对于机械制造来说是一项全新的发展契机。一些较为复杂、危险性较高的生产工作，可以交由自动化设备进行生产，机械制造生产的安全性大幅提升。推进自动化技术在机械制造中的应用和发展，不仅是机械制造业的内在发展诉求，同时也是我国工业行业长远发展的必然要求。

自动化技术，计算机技术和数字化技术的应用，为我国机械制造行业的升级和转型注入了全新的活力。为了提升自身的综合竞争力，适应复杂多变的市场环境，我国的机械制造业和工业生产行业需要转变传统的生产观念，紧跟行业和时代的发展脚步，加强机械制造和生产中的节能设计，不仅能够降低机械制造和工业生产成本，也能避免出现资源浪费问题。

3 节能设计理念的概述

节能设计理念的发展体现出我国经济社会的持续发展，在当前时代下，经济社会进入全新的发展阶段，人民的生活观念发生了较大的转变，环保工作成为经济社会建设中的关键任务。作为环境治理工作中的重点，节能设计理念的应用显得愈发重要。加强对节能设计理念的影响，不仅能够适应经济社会的未来发展，同时也能为诸多行业的生产和管理提供正确的导向，对于促进生产行业的资源优化配置有着重要意义。

在以往的经济社会建设中，我国侧重于追求经济发展，在当前时代下，我国的经济社会建设注重经济效益和社会效益的有机结合。在日常的生产过程中，有序开展环境保护工作，对于减少污染问题有着巨大帮助。节能设计理念日益深入人心，逐渐成为时代热点，节能设计和绿色环保成为时代的一大发展趋势。

4 机械制造与自动化中的节能设计要点

4.1 生产过程的节能设计

机械制造的流程较为复杂，在不同的生产过程中往往有着不同的节能要点，结合机械制造的实际情况来看，主要有以下几项侧重点：首先，加工过程的节能设计工作，针对加工环节的节能设计工作，第一要落实结构改造工作，基于产品的设计需求，对产品结构进行优化，保障产品生产的效率和质量；第二，选取合理的制造技术，对于提升产品制造工作的针对性有着巨大帮助；最后，选取合理的生产标准，在生产过程中严格遵循相关的生产标准，一方面能够规避一些常见的生产质量问题，另一方面也能有效延长产品的使用寿命，能够帮助企业实现对生产成本的有效控制。

其次，对生产安全性进行把握，通过对自动化技术的应用，能够使得产品制造具有一定的事故自动预警能力，通过电子元器件的安装，能够缓解生产机械的损耗问题。相关生产人员要发挥自身的能动性，避免生产设备长期处于高负荷的工作状态下，在生产过程中加强对绿色生产材料的应用，有助于达到节能减排的目标。

第三，提升产品生产效率，通过对自动化系统的有效利用，能够实现对生产过程的动态监督，避免人为操作引发的失误情况，对于提升产品的质量有着巨大帮助，同时也能避免生产出一些质量不达标的残次品。

第四，推进回收利用工作，在机械制造和生产过程中，加强对可回收材料的应用，也有助于达到节能减排的目标。在推进具体的生产工作前，相关生产人员要从生产难度、生产成本等多项因素进行综合分析，加强对可回收材料的应用，避免选取一些对环境危害较大的生产材料，一方面能够避免在产品制造和生产期间造成较大的污染物污染，另一方面也能实现对生产材料的回收再利用，有助于降低产品的生产成本。

4.2 生产成本的节能设计

绿色节能理念成为经济社会建设的一项重要理念。机械制造和生产会耗费大量的资源，加强对生产成本的分析和控制，有利于提升机械制造和生产的效率和质量。在机械产品的设计环节中，相关技术人员要发挥自身的能动性，通过一些可拆卸和可调整的设备，完成对相关部分结构的拆卸和回收工作，对于规避资源浪费问题有着巨大帮助。此外，在推进具体的生产工作前，相关生产人员要对大量的生产信息进行分析和整合，结合具体的生产需求进行深层次的挖掘和分析，实现对生产资源的合理运用。

5 节能设计理念在机械制造和自动化中的具体应用

5.1 机械设计和制造的优化

在传统的机械设计和制造工作中，大多数设计和制造工作都需要借助人力完成，机械设计和制造效率比较低，难以达到理想的生产目标。在当前时代下，传统的机械设计和制造模式难以达到理想的节能设计目标。节能设计理念的应用促进了机械设计和制造的优化，在当前时代下的机械设计和制造工作中，节能设计理念有着愈发广泛的体现。

结合机械设计和制造工作来看，以现代机电一体化设备为例，在传统的制造模式下，受到技术的局限，无法推进发动机和机械设备的一体化设计。在应用电能时需要推进一定的变压处理工作，电能损耗问题较为严重，在无形中增加了机械制造的能耗。在节能设计理念下，这种情况得到了有效的缓解，设计人员可以结合机械制造的实际需求，推进机电一体化设备的设计和应用，实现对电能损耗的有效控制。作为工业生产中的重要环节，机械设计和制造的优化，对于工业行业的建设有着巨大帮助。

5.2 自动化调整和自动化控制

节能设计理念在自动化中的应用集中体现为自动化控制和自动化调整。在以往的机械制造工作中，由于涉及的生产设备较为多样，生产技术人员需要根据生产需求及时进行相关参数的调整，工作量比较大，工作效率比较低。在应用节能设计理念后，这种问题得到了有效的解决。借助自动化调整和自动化控制技术，机械设备可以通过预先设定的程序开展机械制造和生产工作，在必要时完成自动化调整，从而满足多样化的生产需求。结合我国机械制造和相关工业行业的发展情况来看，很多生产设备都已经能够结合外部环境的变化，进行能源供给的调整，调整的参数不断精确，调整反应速度也在不断提升，对于降低机械制造和生产的能耗有着重要意义。自动化控制和自动化调整技术的深入应用，不仅体现出我国机械制造行业强大的生命力，也体现出相关工业行业的与时俱进，相关生产制造行业要加大对节能设计理念的重视，完善机械制造和生产中的节能设计。

6 节能设计理念在机械制造和自动化中的应用策略

6.1 优化机械制造规划工作

合理的规划工作能够为后续的机械制造和生产提供正确的指引和导向，也是应用节能设计理念的关键任务。在推进机械制造前，合理的规划和设计工作尤为重要。在规划和设计阶段中，需要结合机械设备的具体类型，明确机械制造成本、生产管理重点和制造特点，从而选取性能良好，生产效率比较高的自动化生产设备。结合机械制造生产工作来看，在机械制造工作中，机械设备的零件复杂度是影响是生产能耗的重要因素，一般来说，机械设备的零件数越多，内部构造越复杂，生产过程中耗费的资源数就会更多，在生产过程中也需要更多的能源支持。因此在生产和规划过程中，需要尽量选取性能匹配，结构简单的生产设备，有助于实现节能减排的生产目标。

生产环境的控制也是机械制造规划中的重点，有一些特殊的机械设备，对于外部生产环境的要求也比较高，加强对生产环境的控制，能够减少生产过程中的不稳定因素，对于提升生产效率，降低生产成本有着巨大帮助。在推进机械制造和生产前，安排专业的技术人员，对机械制造和生产环境进行调研，对温度、湿度和通风条件等多项因素进行把握，针对不同的因素采取不同的管理措施，在必要时推进相关的分析和测试工作，对于提升资源利用率有着巨大帮助。

6.2 完善机械制造工艺流程

针对机械制造工艺流程的优化，主要体现为结构设计和材料设计，不同的机械产品有着不同的结构和材料要求，对机械制造工艺流程进行优化，也是节能设计工作中的关键。机械制造人员要结合机械制造的实际情况，明确机械制造不同工艺流程的特点，制定科学的节能设计策略，实现对能源消耗的有效控制。

为了达到理想的能耗控制目标，技术人员往往需要对机械制造技术进行综合利用，因为不同的机械制造技术往往会耗费不同的能源，机械制造人员要发挥自身的能动性，对加工工艺顺序进行优化和完善。在加工和制造过程中，对加工载荷进行控制，一方面有助于实现对能耗的控制，另一方面也能降低相关设备的生产压力，对于延长生产设备的使用年限有着重要意义。以机械制造中的加工方式选取工作为例，冷锻和热锻相较之温锻，消耗的热能比较多，在各种新型生产技术得以应用后，冷锻和热锻消耗的热能虽然能够得到一定程度的回收，但是热能使用率还是低于温锻，为了实现对热能消耗的有效控制，相关生产人员可以及时引入冷却工艺，提升热能回收效率。在保障机械产品生产质量的前提下，生产人员还可以通过缩小零件体积和优化零件结构的方法，达到理想的能耗控制目标。

6.3 推进生产设备自动化建设

生产设备作为机械制造中的核心，同机械产品的生产效率和生产质量联系紧密，也是控制能耗的一大重点，推进生产设备的自动化建设，客观上也有助于降低产品的生产能耗。推进生产设备的自动化建设，一方面能够延长生产周期，提升机械制造和生产效率和质量，另一方面也能降低生产人员的工作压力，对于降低人力成本有着重要意义。

结合机械制造和生产的是工作来看，在生产设备的自动化建设中，需要大量的资金投入。针对不同的自动化设备，需要采取不同的养护措施，养护成本也比较高，因此在生产设备的自动化建设中，相关行业要从引进成本、维护成本等多项因素进行综合考虑，合理推进生产设备的自动化建设，为机械制造和生产奠定坚实的物质基础。

6.4 选取新型节能环保材料

新型节能环保材料的应用能够大幅提升机械制造和生产的环保性，为了实现对新型节能环保材料的有效利用，机械制作和生产人员在推进具体的制造和生产工作前，就要明确机械制造的节能设计要求，严格按照节能设计要求，推进后续的机械制造工作。机械制造所应用的节能环保材料也要满足节能设计要求，尽量选取可回收、可再生和可降解的生产材料，减少对不可再生材料、稀有材料和贵金属材料的使用。

在机械设计和制造过程中，往往需要应用到一些使用年限比较短的施工材料，这时就可以选取一些非金属性材料进行替代，一方面能够提升机械制造和设计和可塑性优势，另一方面也能有效降低生产环境的压力，有助于推进机械制造和相关生产行业的长远发展。值得注意的是，为了保障机械制造行业的经济效益，机械制造人员也要结合自身的生产需求，选取合理的节能环保材料，避免生产材料价格过高，增加机械制造的成本。

6.5 应用虚拟化机械工艺

作为一种模拟制造技术，虚拟化机械工艺以自动控制技术和计算机技术为基础，能够大幅提升机械设计的合理性，这种设计模式能够发挥计算机技术的优势，减少机械设计工作中的资源浪费。通过机械模拟的方式，在短时间发现机械产品的缺陷，相关生产人员可以基于机械制造需求对机械产品进行调整，随后开展模拟生产工作，在达到机械制造的相关要求后，推进实体生产工作，一方面能够大幅提升机械产品的质量，另一方面也能有效降低次品率。在传统的机械制造设计工作中，为了达到理想的设计目标，往往会耗费大量的样品，在设计工作的修改环节，也会造成大量资源的浪费，虚拟化的机械设计工艺，不仅能够减少设计环节的资源浪费，同时也有利于缩短机械制造和生产周期，有助于达到节能设计的理想目标。

6.6 推进专业性人才培养

在当前时代下，伴随自动化技术在机械制造中的深入应用，相关行业对于专业性人才有了全新的诉求。相关技术人员不仅要具备一些基础性的专业知识，具有过硬的专业技能，同时还要掌握一定的自动化技术，能够实现对大量自动化设备的调试和使用，对于行业工作人员来说是一项较大的挑战。

针对专业性人才的培养，主要可以从以下几项工作入手：首先，明确行业的人才需求，对于提升专业人才培养的针对性有着较大帮助；其次，借助人才交流会和技术探讨会等多种人才培养形式推进培养工作，为了提升人才培养工作的效率，需要发挥一线生产人员的模范作用，深入人才培养工作中，传授专业的生产经验，对于提升人才培养工作的效率也有着巨大帮助。

7 结束语

节能设计理念的深入应用，为我国机械制造行业的自动化建设注入了全新的活力，推进相关行业的自动化建设，不仅是相关行业自身的发展诉求，同时也是经济社会长远建设和发展的必然要求。相关生产行业要紧跟行业和时代的发展脚步，加强对节能设计理念的应用，完善生产设备的节能设计工作，切实提升节能设计工作的效率和质量，推进专业性人才的培养，为机械制造和相关工业行业的发展提供保障，为我国经济社会的长远发展助力。