机械设计制造及其自动化技术中节能理念渗透思考

施峰

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

在信息技术发展的影响下，我国机械设计制造逐渐朝着自动化方向前进，对自动化技术应用逐渐提高。但由于我国自动化技术应用发展起步相对较晚，产生的能源消耗量较多，导致我国机械设计制造发展速度相对比较缓慢。因此，需要在现代节能理念的渗透影响下，高度重视机械设计制造行业中的节能降耗问题，不断优化自动化技术的内容，提高节能效果质量，提高机械制造自动化生产效率，逐步减少机械行业生产制造过程中对环境产生的影响，最终促进机械制造行业的可持续性发展。

1 机械设计制造自动化技术与节能理念的内涵分析

1.1 机械设计制造自动化技术分析

机械设计制造自动化技术与传统机械设计制造之间存在较大不同，主要研究内容包括自动化技术实现以及制造技术应用等，在现代制造业中有着更加广泛的应用。具体应用特点如下所示。

1.1.1 综合性

结合机械设计制造流程来看，从产品设计到研发生产，整个过程具有非常明显的综合性特点，对我国经济建设以及科技发展产生了较大影响。相比传统的机械设计流程，通过对自动化技术的应用，可有效提升机械设计精准度，提高设计效率，保证机械产品有着良好的运行效果。在现代计算机技术的应用下，可及时发现机械产品设计制造过程中存在的问题，尤其是通过对BIM 技术模型构建的分析，对设计存在的问题实施更加精准的分析，保证产品质量的同时能够真正符合社会发展的需要。除了重视对质量的提升外，机械产品体积也发生着较大改变，在自动化技术的影响下，机械设备逐渐朝着微型化趋势方向发展，占用空间面积更小，更方便人们的使用。

1.1.2 能耗性更低

传统机械设计制造受技术方面的影响，产生的能源消耗数量较多，不仅会环境造成一定影响，同时，由于对资源的利用率较低，因此会加剧企业成本支出，不利于企业经济效益的提升。而现代自动化技术由于技术方法得到创新，对可持续发展理念贯彻力度较高，对于节能思想的融入程度更加强烈，因此在能耗性方面偏低，逐渐成为现代机械设计制造的主要核心方向。企业在转变技术的过程中，需要充分结合自身发展的特点，不能盲目转变以往的生产思路，要结合实际情况完成对产品的创新。

1.1.3 符合我国当前生产要求

机械设计制造作为工业体系中的一部分，对我国工业体系建设有着更加直接的联系，对于工业产品性能以及功能实现都有着更加紧密的联系。进入新世纪以来，我国工业体系发展得到了不断的改革，在保证生产效率的基础上，减少对环境的污染以及对能源的消耗，逐步朝着绿色化方向前进。而机械设计制造自动化技术无论是技术流程以及技术效果，都与我国目前工业体系发展要求相吻合，能够积极落实国家节能减排的号召。通过对自动化技术的应用，可使用资源消耗控制在一定范围内，提升企业在市场中的核心竞争力。

1.2 节能理念分析

随着世界人口的不断加剧，对资源的消耗程度迅速提升，造成非常严重的能源短缺问题。正是在这种问题的影响下，绿色节能理念逐渐受到更多人们的重视，通常绿色节能理念主要指在生产活动中，将节能意识充分融入进去后，通过对相关技术的应用，以此减少各种经济活动中的资源消耗总量，有效缓解当前人类社会所面对的资源短缺问题。因此，节能理念在机械制造行业中得到了充分渗透，形成了具体的指标。具体形成内容如图1 所示。

图1 机械设计制造自动化技术节能理念渗透指标图

2 节能理念在机械设计制造与自动化技术中的具体应用分析

2.1 机械结构优化

在机械设计制造中，结构设计优化占据了很大一部分内容，对机械制造效率产生了极大影响，同时也影响着机械产品的具体功能以及能耗。因此，在结构优化的过程中，在保持原有机械结构设计的基础上，添加相关的节能功能，做好对机械结构的不断优化。具体可分为三个步骤实施。

（1）利用各种仪器设备对优化前的机械结构能耗情况展开统计，根据收集的数据信息，对能耗较高的原因细致分析，为后续优化过程打下良好基础。或者利用现代BIM 技术对机械结构内部进行模拟，制作相关的机械结构模型，使设计人员能够更加清晰地了解到机械的内部结构，根据机械结构内部情况寻找更加合适的解决方案。比如，可通过对发动机的改造优化，减少对各种能源的消耗、对油气混合场所的改造，可以提高对石油以及柴油的使用效率、提高气缸的封密性可使各种原料消耗更加充分。因此，在结构优化的过程中，对数据的把控是非常关键的。

（2）对机械运行产生的热量进行分析，机械运行过程中，通过对能源的消耗会产生出大量热量，产生的热量越大，说明机械能源消耗程度会越高，而且受技术方面的影响，大多数产生的热量会直接消散到空气中，没有对热量进行有效的利用，加大了能源的消耗程度，因此，需要重视对热量的循环利用。比如，可对机械结构中的空调系统进行优化，当机械产品内部温度下降比较严重时，可利用发动机产生的热量提升内部温度，防止机械产品运行受到影响，同时也可减少对能源的消耗，实现对热量的循环使用。

（3）可针对风力助力展开结构设计，主要是对机械结构中的外形结构进行优化。比如，利用BIM 技术建立风阻模型，模拟出风力走向以及风速，最终寻找出最合适的机械结构外形。或者利用BIM 技术完成对液压系统的维护处理，在机械制造自动化设计中，液压系统占据比较重要的角色地位，因此在设计优化的过程中，需要重视对稳定性的优化。具体有效效果如图2 所示。

图2 节能理念下液压系统维护处理效果图

从图中可以看出，在自动化技术的控制作用下，液压系统可有效提升防渗漏，避免出现浪费及污染现象。通过主控计算机发出的指令，经过支架控制箱的处理后，将其输送到压力传感器、行程传感器以及电液控制阀中，不断调整好液压系统封闭性效果，防止系统内过多杂质的进入，影响液压系统最后的运行效果。

2.2 生产工艺创新

在机械设计制造自动化技术使用中，由于自动化技术本身结构性比较复杂，内部紧密性较高，设计环节较多，因此能量消耗较大。因此，为了能从根源上降低能耗，需要积极重视对生产工艺的创新，在保证机械结构质量的基础上，实现能源消耗数量的下降，降低生产成本，取得良好的经济效益。在对生产工艺进行创新的过程中，企业方面需要提高重视程度，根据自身生产情况了解自身存在的不足，注重对先进技术的引进，扩大生产过程中的节能效果。同时，也要重视对技术人才的培养，提供专业性的理论指导以及相关培训，不断巩固技术人才的专业能力，鼓励对生产工艺的创新，增强技术人员创新的积极性，为实现机械制造自动化技术的节能效果提供有效支撑。在培养好技术人才后，需要通过多种数据分析当前机械制造行业的发展趋势，随时对先进的生产工艺给予更多重视，对后续发展趋势加强掌握，做好系统的规划布局。比如，可通过对现代计算机技术的应用，建立良好的智能化生产系统，在智能化生产系统的引导下，可引进更多先进的生产工艺以及生产器械，实现对节能理念的真正渗透。最后，除了提供人才支持以及技术支持外，还需要扩大资金的投入，增强研发力度，将节能理念作为新的生产工艺创新指标，有效提高机械制造水平。

2.3 节能生产材料及设备的应用

节能生产材料对于节能理念渗透产生了重要影响，同时也是关键的体现所在。任何机械产品在制造过程中都离不开材料的支持，因此，可从节能生产材料中实现节能理念的渗透。在应用节能生产材料之前，需要对当前机械制造行业现有的生产材料展开分析，划分出能耗较低与能耗较高的材料，根据机械产品不同结构选择合适的节能生产材料。要求设计人员在选择材料的过程中，在树立正确节能意识的基础上，按照行业规定完成对机械产品材料的选择，扩大节能生产材料在整个机械产品材料中的比例，实现对产品能耗的降低，充分体现出自动化技术应用的特点。为实现对节能生产材料的充分应用，企业需要更加重视对节能生产材料的研发，聘请各种专家参加研发工作，积极重视对新型节能材料的开发与应用。比如，可利用合金材料完成对机械结构的设计，合金材料不仅强度硬度更高，而且具有良好的防腐蚀性，有着较强的使用寿命，减少对材料的消耗。另外，还需要重视对节能环保材料的二次利用，对生产过程中出现的节能环保废料进行回收管理，统一回炉重铸加工。

而在节能设备应用方面主要以节能发动机为主，传统机械制造设备在运行过程中，不仅会造成大量能源的消耗，同时也很容易引发安全事故，降低生产效率。因此，在选择发动机设备时，除了完成对性能的考虑外，还需要重视对能耗的考虑。要求发动机污染物排放、噪音产生以及能源消耗达到正常标准，降低污染物的排放，最终满足节能设计的具体需要。

2.4 重视对清洁能源的应用

清洁能源应用是节能理念渗透的主要表现之一，可快速提升节能效果。在以往机械设计制造自动化技术中，所采用的能源主要以石油、煤炭等不可再生能源为主。这种类型能源有着较高的污染效果，对生态环境产生了严重影响，同时也无法实现良好的节能效果，为此需要重视对清洁能源的应用，解决上述问题情况。结合不同机械产品的内部结构，对所需的能源展开分析，提升应用效果。

首先，可根据机械内部结构动力完成对混合能源发动机的设计。混合能源发动机除了对传统能源进行使用外，对各种清洁能源的使用效率较高。可快速实现对燃料以及电能的自由切换，在保证设备正常运行的基础上不断减少能源的消耗总量。其次，是对机械制造产品中的外围系统加以改造。主要改造方向是对电能使用率进行完善。比如，可利用太阳能、风能设计出外围系统的电池板，为系统运行提供稳定且清洁的能量，达到更加良好的能耗消耗降低效果，节能目标得到进一步。最后，是要积极重视对新型发动机的研发，根据不同类型发动机提供专门的能源。比如，针对动力性较低的机械设备，可使用天然气为主要的清洁能源，在降低能耗的同时，可减少对周围生态环境的影响。针对动力性加强的机械设备，可在周围设置太阳能发电系统，利用太阳光完成对能源的供给。另外，还要重视对机械设计制造自动化技术的细节改造，比如，可利用现代编程技术输入相关的操作指令，防止生产系统长时间处于开启的状态，以此不断降低能耗。

3 结语

综上所述，本文主要对节能理念在机械设计制造及其自动化技术的具体渗透进行分析研究。要想保证节能理念能够充分渗透进去，要求技术人员加强对我国现阶段机械设计制造工作中存在的问题，不断优化结构形式，重视对新型材料以及清洁能源的应用，不断调整机械设计的制造形式，明确出具体的设计理念，保证节能理念能够充分融入进去，最终促进我国机械制造行业的可持续性发展。