机械自动化设备优化分析

王炜　吴相瑶

摘 要：在针对于机械自动化设备的优化过程中，需要全面的了解自动化设备及其技术发展的趋势，这样才能够把握关键，进一步对机械自动化设备进行优化，才能够促进我国机械自动化行业的长远发展。

关键词：机械自动化设备；优化；数学模型；实用型；经济型可行性方案

前言

机械自动化设备的优化应该以当前的发展形势最为出发点，并且根据实际情况采取科学的优化措施，才能够实现对机械自动化设备优化的效果，下面针对于机械自动化设备优化的相关策略进行具体的分析和研究。

1 机械自动化设备及技术的发展方向

1.1 实用型的发展方向

随着社会不断的发展，机械自动化设备也在不断的更新，机械自动化的发展方向是由简单到复杂、由低级到高级的变化过程，这是工业发展的主要趋势，机械自动化设备的发展也会跟随着社会的发展而发展[1]。对于工业生产来说，机械的实用性是最适合不过的了，实用才能有效的提高工业生产的经济效益，任何工业的生产都会将企业的经济效益放在首位，不断的去寻找实用型机械投入工业生产中，这也标志着机械自动化在朝着实用型的方向发展。

1.2 经济型的发展方向

机械自动化设备投入到工业生产中使用，一是为了降低生产成本，二是提高生产效率，这是机械自动化设备的硬性需求。而机械自动化设备应用的技术本身就是一种生产成本，这也是机械自动化设备发展的主要方向，如果成本过高的话对企业也没有生产优势，因此在当今机械自动化技术的改良和更新中，机械自动化技术也会逐渐朝着经济型的方向发展。

1.3 绿色型的发展方向

环境保护已经成为当今世界的焦点，而工业生产是对环境造成污染的主要根源，为了避免对环境的继续污染，要对投入使用的机械自动化设备进行更新，通过机械自动化技术不断的降低工业生产对环境造成的污染[2]。这也是机械自动化朝着绿色型的发展方向，在节约生产原材料的同时，消除原材料对环境的污染因素，保护环境也成为机械自动化设备以及技术研究的一项重要工作。

2 机械自动化设备优化的途径分析

机械自动化设备也可以叫做智能人工设备，是通过机械设备来代替人力生产的一种方式。传统的工业生产中，采用人工生产或人机生产两种，人工生产的主要生产劳动力全部有人工来完成的，不采取任何机械辅助设备，这样的生产需要大量的人力，而另外一种人机的生产模式，也是在利用人工的生产，但是会伴有少量的机械投入到生产中，也是需要客观的人力劳动才能维持生产，而且，如果是在生产环境较为危险的情况下，一旦人员操作不当很有可能出现人身伤亡事件。然而机械自动化设备的出台彻底打破了这个局面，从某种意义上说机械自动化设备不仅可以代替人来完成生产工作，还可以拥有人的智慧能做出一定的应急判断等，将彻底取代人力劳动，更能有效避免在生产过程中出现的人员伤亡事件，为工业生产做出了重大的贡献。通过自动化设备的生产缩短产品的生产周期，有效的提升生产效率，为生产企业创造更过的经济效益。但是，在机械自动化设备长期的试用中，还有很多不足的地方，如，仿真设计的缺陷、三维技术的缺陷等，为了弥补机械自动化设备的缺陷，必须做好相应的优化工作，可以将先进的科学技术作为优化的工具，来提高机械自动设备的设计工作，相关部门做好机械自动化设备能力创新的设计工作，而且，我们不能闭门造车，要及早的与国际接轨，再通过国外一些发达国家的自动化设计来带给我们启发，更好的完善机械自动化设备的优化工作[3]。

3 机械自动化设备优化分析

3.1 建立主要的数学模型

随着社会科技的不断发展，机械自动化设备也不能始终适应工业的生产，因此要对机械自动化设备进行不断的优化，以实现满足工业的生产和发展，机械自动化设备大多都是由数学模型来进行操控的，因此，要把这个作为出发点，建立设备的主要数学模型[3]。首先，要了解机械自动化投入使用的生产周期，以及相应的配置函数等，通过对多种数据的分析，来建立主要的数学模型，如，自动包装机的模型设置，该机器的生产主要有两种成本组成，一，直接成本，就是能对生产过程中产生的费用如，人工费用、设备费用、设备折损费用、原材料费用等；二，间接费用，是在生产中起到一些辅助工作的费用，如，管理费用、采购费用等。通过对这些数据的分析来建立自动包装机的主要模型，以实现机械生产的有效性。

3.2 确定可行性方案

在利用机械自动化设备进行生产的过程中，有很多设备原本设计的方式非常巧妙，尤其是自动化的灵敏度特别高，但是在应用到实际中却出现很多问题，如，灵敏度达不到相应的要求、自动化程序缺乏功能性等，设备已经投资了却达不到应用的效果这是常有发生的事情，总的来说机械自动化设备缺乏可行性设计方案，因此，在对机械自动化设备进行优化的过程中，必须做好可行性方案的设计工作[4]。首先，要从多方面考虑机械自动化设备的灵敏度，可以通过多目标优化法来对多目标的函数进行分析，来实现整体优化方案的可行性，然后才能将可行性方案赋予实际。

3.3 环境保护设计的优化

人们赖以生存的环境在渐渐的恶化，大多数都是人为引起的，如，工业生产的能源消耗、废物废气排放等都会慢慢的腐蚀环境，人们也及时的认识到这个严重的现象，因此在任何生产和消耗中都主张环境保护，要尽量避免对环境造成污染。尤其机械制造业被成为对环境构成严重污染的企业，更应该加强对环境保护的措施，因此，要将环境保护设计列为机械自动化设备优化中的主要项目[5]。首先，是设备生产的能源消耗问题，要做到低能耗、高生产的目的，然后，要设备生产后的排放做好环保工作，要严格按照环境保护的要求实施相关的优化工作，将机械自动化设备的生产逐渐走向环保型，以做到节能减排的目的。

3.4 机械自动化设备智能化的优化

上面的发展方向也提到过，机械自动化设备逐渐的朝着智能化的方向发展，因此，我们必须做好设备智能化设计的优化方案，要彻底实现机械代替人工来工作。机械设备的智能化并不是代替人工的生产，有些时候甚至会超越人工生产，因为有很多情况是人的能力和智慧都无法达到的，而通过机械的智能化生产却能将其做的更好，不仅提升了工业的生产效率，还降低了人工的使用[6]。机械智能化的优化可以实现人机工作，也可以实现单机工作，能解决很多传统生产中不能解决的问题，对于人类的生产来说，这是一项重要的发展标志，对于机械来说，是科技进步一个新的飞跃。

4 机械自动化设备优化实例分析

4.1 优化设备概述

机械自动化设备在工业应用的极为广泛，文章以某工业（W）的自动化设备生产机械（S）的优化为例。S设备为包装机设备，主要用于包装食品、物品、材料等用途，其主要构件由控制键、支架、控制器等部分构成，该设备在使用中直接影响产品的美观、使用、储存、运输等方面，如果设备有些构件有缺陷的话就会导致在运输或储存的过程中出现产品散落的现象，对产品的美观和使用造成一定的影响，如果是食物包装的话，包装不好就会引起食物变质，因此，要对其功能、部件进行以上提到的相关因素进行优化。

4.2 优化前后对比

针对S设备优化前的使用参数进行分析，主要从机械的电源功率、打包速度，产品包装的美观受损现象、运输和储存过程出现的产品散落现象、产品投入使用变质或结构发生变化的现象等进行分析，以生产总例数为1000例的产品进行分析。以下是该设备优化前后的相关参数值通过对设备优化前后的参数对比分析，不难看出优化后的设备不管是从能耗、速度，还是从产品的生产、使用、运输、储存以及美观上，都比优化前要好很多，能耗降低了，使设备实现节能的效果，而且在这个基础上的生产速度也有增加，进一步提高了生产效率，同时产品的损失率也明显降低，直接提高了企业生产的经济效益。

参考文献

[1]郭飞，王玉梅.机械自动化的发展探索[J].科技资讯，2011（31）.

[2]张伟波，张勇.基于多目标优化的施工机械设备优化配置方法研究[J].水力发电，2012（09）.

[3]马振华，李丹.论我国机械自动化技术的发展应该注重的几个问题[J].科技资讯，2012（15）.

[4]李涛.试论我国机械自动化技术应用与发展[J].才智，2011（20）.

[5]阿布别克·乌拉孜.浅谈机械自动化的現状和发展趋势[J].新疆有色金属，2011（03）.

[6]陈奕.机械结构优化研究与实践[J].组合机床与自动化加工技术，2012（06）.

作者简介：王炜（1961，10-），女，民族：汉，籍贯：黑龙江鸡西；副教授；学历：本科；研究方向：机械自动化和力学。