标准化在非标自动化设备设计中的实践研究

陈 飞

（广州奥鑫通信设备有限公司，广东广州 510900）

近年来，标准化设计理念在各领域渗透。非标自动化设备设计实践中，设计人员应以标准化设计理念为指导，践行零部件标准化、设计文件标准化、适配件标准化等，以此提高非标自动化设备质量，增强备件通用性。为进一步优化非标自动化设备标准化设计效果，实现低成本、高质效的设计目标，深入研究标准化在非标自动化设备设计中的实践十分重要。

1 非标自动化设备概述

非标自动化设备以下简称“非标设备”指个性化机械设备，即根据客户需求、企业生产实际而制造的自动化设备[1]。这类设备未以统一标准来生产，主要突出定制性。非标设备设计过程中，如果客户需求变化，或企业生产要求出现变动，那么须进行相应设计改动、生产改动，使客户需求和生产要求得到满足。非标设备主要包括动力部件、控制系统等，与标准自动化设备对比，非标设备的毛坯零件精度较低，为保证产品质量，生产环节可借助通用器具实现达标生产。

非标自动化设备具有适应性、可靠性、环保性、灵活性的基本特征，具体体现为：该设备可满足不同条件下个性化设计及生产要求，适用性较强；非标自动化设备能在短时间内完成精准设计任务和生产任务，故障率低，且设备应用、设备维修的操作便捷，具有一定可靠性；非标设备生产环节的材料消耗较少，对环境破坏较小，具有环保性；非标自动化设备的设计方案不统一、生产标准不统一，设计及生产的改动空间较大，灵活性较强[2]。

2 标准化在非标自动化设备设计中的特点

非标设备的标准化设计主要针对通用零件、借用零件，能提高产品质量、减少成本，并且在风格彰显、品牌建设等方面有促进作用。以下为标准化在非标自动化设备设计中的具体特点。

2.1 减小误差

非标设备的零部件数量多、种类繁杂，设计人员凭借已有设计经验，以及在设计环节养成的勤观察、深度思考的良好习惯，针对标准化零部件归类，并总结这类通用型零部件设计方式，坚持标准化设计原则，使设计工作轻车熟路，减少试错成本和返工频次，以此提高非标设备质量。换言之，机械结构的设计具有个性特征和共性特征，设计人员针对已有项目的设计实践比较分析，围绕共性内容总结标准化设计方式，对其广泛实践，可极大减少非标设备设计差错，保证产品品质[3]。

2.2 降低成本

对非标设备进行标准化设计，可缩短设计时间，并加快非标设备流通速度，使其快速销售，从而抢占市场，真正扩大市场份额，从整体上实现降本目标。非标设备标准化设计期间，还要建立标准部件库，通过标准部件的灵活调用、快速更换而缩短工时，并减少材料费、置换费用，从而扩大企业利润空间[4]。

2.3 品牌建设

非标设备标准化设计推进的过程中，会随着时间推移形成独特设计风格，这对非标设备品牌建设有促进作用。品牌知名度的提高，有助于企业非标设备资源库扩容，而通过非标设备资源的有效利用可彰显产品价值，再次强化品牌力量，基于品牌效应增强企业影响力和知名度。可见，标准化设计的隐形价值显著，对非标设备设计者来说，要注重标准化设计，在标准化设计实践中传递独特的设计理念，助力企业品牌建设。

2.4 备件通用

标准化在非标设备设计中应用，意味着通用型部件的大量设计及生产。从企业备件、备库角度来看，当备件具备通用性，就可适当减少备件数量，扩大仓储容量，提高仓库空间利用率；从客户角度来看，能减少使用成本和维修成本。基于此，企业应基于标准化设计更新备件备库，保证备件通用性，提高备件利用率[5]。

3 标准化在非标自动化设备设计中的实践

非标自动化设备标准化设计工作的逐步推进，既要掌握设计要求，又要明确设计步骤，在标准化设计实践中保质保量，极大提高非标设备利用率，促进工业持续发展。以下为标准化设计实践要点，可确保非标设备标准化设计任务优质完成。

3.1 设计要求

非标设备设计工作因客户要求、生产实际的变化而调整，因此设计内容包括多方面，设计要求也会相应增多。尤其是非标设备的标准化设计，其注意事项较多，对此要从不同视角展开分析。

从生产要素层面来看，设计人员要置身生产场地，亲自获取环境信息，编制合理化非标设备设计方案，使设计工作在方案指导下有意义地展开，极大提高非标设备的实用性，帮助企业创造经济效益，证明标准化设计的可行性[6]。从机构设计角度来看，应基于已有标准要求精心设计机构，保证零件位置合理性，一般须准确定位零件中心点，这关系零件效用。从电控设计环节分析要求，需要注意视图清晰度，并减少尺寸误差，这对电控产品质量有重要影响。须注意的是，非标设计标准化设计要体现创新性，因为非标设备的应用需求会动态变化，加之科学技术的持续升级，所以要在标准化设计环节适当创新，以此增强产品适用性，提高用户满意度。同时，标准化创新可为企业发展注入活力、提供动力。概括来讲，非标自动化设备在标准化设计过程中应遵循标准模块化、独特性、实用性的设计要求。

3.2 设计流程

（1）以需求为导向。企业对非标设备设计前，要明晰客户的设计需求，需求越详细越有利于设计目标的细化，以及设计工作的充分准备，减少标准化设计环节出错[7]。一般需求内容体现在产品材质、生产条件、现场因素、环保标准、产品精度、产品质量、生产时间、预算等方面。只有细致的获知客户需求，才能在标准化设计中做正向努力，使下一环节有效开展。

（2）制订设计方案。在需求导向下，技术人员要结合自身经验，以及现有技术特点、设备器材，合理制订并动态调整标准化设计方案，确保设计方案具有实际操作性。如果方案设计初期遇到问题，要及时与客户沟通，在征求客户意见的前提下，协商改动设计方案，确保在需求、方案、方案实践3个环节顺利对接。

（3）审核设计方案。设计方案为标准化设计实践提供指导，如果方案不合理，那么非标设备标准化设计工作会遇到阻碍，不仅浪费时间，还会增加成本，最终有损企业信誉，降低客户满意度。基于此，要重视设计方案审核环节，结合审核意见适当整改。具体来说，由专家组成员、专业设计师、技术人员对初步拟定的方案进行内部会审，参审人员从职业角度、实践层面，以及安全性、经济性等视角提出建议，直到设计方案通过参审人员的认可。一般而言，过审的设计方案应能满足设备整体可行性、设备与工艺有效结合、经济性、部件结构合理性、部件标准化等要求。最后设计方案提交给客户，结合项目需求及客户意见对方案再次会审，经细节调整，最终敲定方案[8]。

（4）详细设计开发。非标设备标准化设计工作具有系统性，对于设计人员、技术人员来说要保持严谨态度，强化工作责任感，在设计开发环节渗透精细化理念。设计方案敲定后，技术人员应对方案详细设计，具体掌握设备总装图、零部件图，以及电气系统图、液压气动图等，并附带说明书、维保手册、备件等。

基于上述流程执行非标设备标准化设计任务，能使设计工作有条不紊地开展，还能全面彰显标准化设计意义，这对产品质量优化、企业平稳发展有重要作用。最为关键的是，落实标准化设计实践，可极大缩短生产周期，增强产品市场竞争力。

3.3 设计表现

（1）通用零部件设计标准化。非标自动化设备个性化设计中，涉及到常用零件、通用零件的设计，对于这类零件的设计工作应坚持标准化设计原则，并在标准化设计环节采用模块化原则，减少重复设计，缩短设计周期。实际设计中要加强审查，避免出现重复设计、无效设计等现象，还要建立零部件库，确保通用零部件便捷调用、动态更新，提高其利用率，从而证明设计工作的有效性。此外，通用零部件标准化设计工作的落实，一定程度上可减少误差，节约成本。

（2）借用零部件设计标准化。非标自动化设备不完全相同，对于相似非标设备的设计实践，设计人员要事先掌握其机械原理和结构，围绕满足借用需求的零部件进行标准化设计，这既能减少重复设计环节，从而节约时间成本，留有更多实践精细化管理设备图纸，或者总结标准化设计经验，使借用零部件标准化设计效用大大发挥，从整体上推动非标设备标准化设计进程。

（3）图纸/文件设计之标准化。围绕非标设备的图纸或文件进行标准化设计时，要结合国家标准以及行业规范，在概念、方法等方面契合国家标准及行业规范，使非标设备标准化设计工作有序进行。否则，无法为设计实践提供行之有效的指导，导致设计工作失去规范性，并且非标设备实用性也会随之降低，影响产品销量及企业发展。

（4）定型产品设计之标准化。从设计成本来看，定型产品设计成本普遍低于自制产品设计成本，基于此，要应用标准化于定型适配零部件设计。从市场需求来看，定型产品市场空间广阔，对其标准化设计能够有良好销量，且标准化设计的定型产品具有结构稳定、外观美化等优点，其市场竞争力较强。

（5）参数标准化设计。参数化设计需要保证相关参数合理性、实用性，这对非标自动化设备应用效能有重要影响。参数标准化设计指的是，动态标准化设计和整体标准化设计，即根据非标设计应用实际来调整参数，确保非标设备常态运行。对此，设计人员以可变数据为基础，适当丰富系统功能，如数据运维功能、数据分析功能。参数标准化设计期间，以信息技术加持模块化设备单元，并加强经验总结，细分设计要素，增强标准化设计后非标设备适用性。具体而言，要结合现场的实际需求，通过2D 作图、3D 作图支持高度和负载等可变参数的自由修改，所标注的尺寸、公差，要满足使用要求。对于固定参数或可变参数的标准化设计，设计人员需要紧密结合相关逻辑，基于相关特征，充分利用相关软件应用模块输入变量参数，通过软件环境下的算法完成设备图纸设计。其中，软件中可以自动选择相应的设计模块，因为标准模块内建有备选标准件，按需点选相应设计参数，在三维空间中生成数据，并支持数据修改，据此深度开发绘图软件，并完成非标设备标准化开发目标。

（6）定型专机设计之标准化。工业现代化发展步伐加快的同时，非标设备标准化设计对定型专机的需求量增多，为实现大量制造，满足市场需求，要针对定型专机标准化设计，即面向零件、机构进行标准化设计。当企业非标自动化设备的市场细分，且某一产品、某一领域的发展空间扩大，同时，产品设备及市场领域使用场景和需求差异相似时，可以将非标专机定型化为企业标准专机。对比于一般机械设备，定型专机的标准化生产具有良好的市场前景，对于定型专机应用企业来说，会对定型专机设备重复订购，从而实现项目产品预先投产式的标准生产和现货供应，一定程度上降低成本，避免不必要的定型专机设备支出。从本质来看，如今定型化的标准专机属于非标设备，要想实现低成本、高效率、批量化的生产目标，务必对其标准化设计，在此期间，充分结合市场需求，使标准化设计工作有的放矢，同时，坚持设计综合标准化。从工业持续发展角度来看，要客观分析非标设备标准化设计需求，结合需求变化，确保定型化专机设备标准化设计工作与时俱进地开展，在这一过程中，要密切关注市场需求，根据需求变化适当调整定型专机设备标准化设计方案，稳步落实定型专机升级改进，使其更好地服务于非标设备标准化生产。定型化设备推动式生产模式提上日程，对此机械人员、电气工作者，以及软件开发人员协调协配，运用标准化技术要求，并优选材料、创新工艺，根据统一标准对定型专机进行制造。

4 结束语

综上所述，标准化设计是当前非标自动化设备设计工作发展趋势，非标自动化设备设计环节，渗透标准化设计理念，即针对通用零部件、借用零部件、图纸/文件、定型产品、参数等进行标准化设计。对于设计人员而言，既要掌握设计要求、设计流程，又要细化实践要点，从整体上提高非标自动化设备标准化设计质量，实现低成本、强力竞争的设计目标。