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【关键词】机械工程;自动化技术;制造业;问题;解决措施
机械行业是属于第二产业,是国民经济产业中一个重要的产业分支,在整个国民经济社会中占据重要位置。机械行业在国民经济中起到的支柱性作用决定了它的生产发展会影响到国家的经济发展,关系到整个社会的住房、日用品消费、钢铁建筑等等方面,是拉动我国经济发展的一辆“马车”。自动化是指机器或装置在无人干预的情况下能够按预定的程序或指令自动进行操作或控制的过程,而机械自动化主要指在机械行业中应用自动化技术对生产对象或加工对象进行连续自动生产,达到优化高效的自动生产过程,加快生产与投入物品的加工变换和流动速度。运用机械自动化的技术进行生产或加工,节约了人力物力,提高整体的制造和生产效率,该项技术的应用和发展影响到这个行业的整体发展水平,是机械行业进行制造和生产必不可少的一项技术。
1.机械工程自动化技术的现状及问题
1.1机械自动化的管理应用及问题
机械自动化技术主要是指依靠机械的方法实现自动控制的一种技术。目前我国机械自动化技术应用越来越广泛,且行业的发展前景也十分广阔,但究其管理应用模式来看,还存在一定的滞后性。机械自动化技术在国外的管理应用中,占据重要地位,使得技术不断创新,应用效果良好。在我国许多机械工程企业中对自动化技术的重视程度不够,使得技术应用效果不明显,管理过程也缺乏系统性和科学性。许多自动化技术仍处于刚性自动化阶段,使自动化仅实现局部形式,造成生产发展限制。与国外的柔性自动化管理以及智能自动化管理相比较,我国自动化管理缺乏不断的创新,使整体机械自动化技术更新过慢。
1.2机械工程自动化人才培养现状及问题
对于机械工程自动化人才的管理,既缺乏技术人才的培养,也缺乏对技术人才的管理。机械工程自动化技术发展还处于初级阶段,因此专注于此方面的技术人才培养不足,造成人才匮乏现象。另外是对技术人才的管理,在人才培养上我国更加侧重于理论知识教育,使人才缺乏技术实践经验,直接造成了对人才全面发展的制约,对开展自动化技术应用也有着制约影响。我国的机械设计水平没有大幅度的提升,使得设计人员的技术水平也出现了停滞现象,这种现象直接使我国机械工程自动化呈封闭状态发展,造成发展状态不平衡。
2.改善机械工程自动化技术的措施
2.1实现“以创新科技为导向”的机械工程自动化
从我国的机械行业发展现状出发,着眼于市场的需求和企业的发展要求,高举科技与创新两面大旗,自主研发机械自动化技术和有选择的进行技术的引进。国家发展要靠先进的生产力,生产力从哪里来?科技是第一生产力。在自主研发方面,以创新科技为导向,加大技术研发方面的投资,国际和企业联结一心,鼓励和支持企业研发部门进行机械自动化技术的创新研究。在引进发达国家的先进的机械自动化技术方面,从我国市场和企业的实际需求进行选择性的采购,做到不盲目不跟风,以有效性和实际运用情况为准则,结合传统设备和先进机械自动化的不同特点,进行互助使用。
2.2利用先进机械加工自动化技术
目前,在制造业方面,我国同发达国家仍存在着较大差距。没有实现高度自动化,应用计算机集成制造系统没有得到广泛应用,基础技术储备不足,我们应该努力消化吸收国外成熟的技术和经验,结合自身特点,突破技术壁垒、实现自主知识产权。目前,机械加工生产过程中,当生产较大量的零件并需要流水作业时,仍然以半自动为主。针对成品生产时,我们应该采用引进先进设备,广泛利用先进的机加设备,从而实现机械加工高度自动化,减少资源的浪费,实现良好的经济性。针对单件小批量生产,应该推广成组技术人手,适当发展采用数控机床或加工中心的应用。另外,自动化的应用并非是简单复制,对不同的行业不同的产品,应该有区别的进行侧重和优化。信息化、新材料等上游技术不断发展的同时,会带给我们提供更广阔的追赶和发挥的空间。新一代自动化技术向PC化和开放式结构发展;驱动装置向交流、数字化方向发展;通讯方式,向数字网络化发展;自动化系统在控制性能上向智能化发展。随着工业自动化进程的大力推广,智能化将在工业生产中占据越来越重要的地位。
2.3注重高技术人才培养
坚持走机械工程自动化技术的发展道路,就必须加大机械自动化教育体系的发展、突破应试教育的局限、加强校企合作、着力培养复合型人才。目前,我国技能人才,特别是高技能人才的缺乏,已成为“严重影响我国经济持续健康发展的瓶颈”。在人才培养中要加大教育体系建设,从教育着手,加大对自动化专业人才的教育投入。同时改变传统应试教育模式,积极鼓励学生理论与实践相结合,坚持“工学结合”理念,使专业人才在接受理论教育阶段接触机械自动化实践。通过教育机构与校外企业的联合合作,可以保证机械工程自动化人才是理论知识与实践技能兼备的复合型人才。针对目前专业自动化人才空缺现状,要结合科学理念进行培养和管理,在吸纳人才和应用人才的过程中,也要注重人才潜能挖掘,实现机械功能自动化技术创新,人才发展推动我国技术革新。
3.结语
我国的机械自动化技术发展道路过程中还面临诸多挑战和困难,应该坚定信心,从国情和机械自动化技术的现状出发,以科学创新为导向,加强绿色和低成本标准的技术开发和应用。坚持可持续发展观,做到经济效益和社会效益的和谐统一发展,加快我国机械自动化技术与国际水平接轨的脚步。 [科]
【参考文献】
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关键词:机械制造;自动化;发展趋势
前言:现代机械制造及其自动化技术被应用都各处,为强化制造能力,逐渐加大了对机械制造及其自动化的研究,尤其是在科学技术较为发达的今天,机械制造及其自动化中也应用了各种技术,因此,未来机械制造及其自動化应朝着哪一方向发展就成为现阶段值得思考的问题。
一、机械制造及其自动化概述
(一)机械制造及其自动化特点分析
通过对机械制造及其自动化的研究可以发现,其特点主要表现在以下几方面:
第一,机械制造及其自动化具有减轻劳动强度,强化生产效率的特点。机械制造及其自动化中融合了多种技术,这些技术的应用在一定程度上促进了产业结构升级,同时也为提高了生产效率,这些都是机械制造及其自动化的特点所在。
第二,机械制造及其自动化的应用范围较广。对于机械制造及其自动化来说,它的应用范围相对广泛,无论是在设备改造中还是在加工效率强化上都有应用,这正是由于这一点,使得机械制造及其自动化成为现代不可缺少的一部分[1]。
第三,机械制造及其自动化能够促进技术升级。现代机械制造及其自动化不仅可以向高级机械制造转化,还能进一步强化技术升级,这是其他技术无法比拟的。
(二)机械制造及其自动化的应用分析
现代机械制造及其自动化技术拥有其他技术无法比拟的优势,所以被应用到各处,如在锅炉制造中经常会使用到机械制造及其自动化,由于锅炉体积较大,需要焊接的地方较多,常规技术难以顺利完成这一任务,而机械制造及其自动化则可以完成这一工作,随着机械制造及其自动化的应用不仅有效提升了焊接效率,还强化了焊接速度,使得锅炉质量也得到了保证。由此可见,机械制造及其自动化的应用可以很好的满足现代生产制造需求,因此,应加大对这一问题的重视。
二、机械制造及其自动化发展趋势分析
(一)机电一体化
对于现代机械制造及其自动化技术来说,正朝着机电一体化方向发展,在科学技术的带动下,机械制造及其自动化技术将逐渐呈现完全自动化的特征,这样不仅可以有效强化数控体系,还能提高制造功能,这也是强化机械生产效率,强化机械制造与加工能力的体现。随着机电一体化的实现,相关工作人员的工作压力会大幅度减轻,他们也会有更多的时间与精力用于新型机械制造及其自动化研究中,为机械制造及其自动化的进一步发展奠定基础。
(二)智能化
现代智能技术越来越发达,各种数控设备被应用到各处,机械行业也随着技术不断升级改造,通过对现代机械制造及其自动化的研究可以发现,未来将朝着智能化方向发展。未来的机械制造及其自动化将与智能技术融合在一起,两者的结合不仅可以促进数控技术发展,还可以大幅度提高机械制造水平,强化生产效率。同时,随着机械制造智能化的实现,所需人力会大大减少,企业每个月可以节省大量开支,生产效率不会减少反而会有所提升,这些也是其他技术无法比拟的,随着这一目标的实现,机械制造及其自动化的应用范围会进一步扩大,因此,应加大对现代机械制造及其自动化的研究与关注[2]。此外,未来的机械制造及其自动化还会吸收与融入大量人工智能的内容,所以,在这一过程中应加大对这一问题的重视。
(三)模块化
通过对机械制造及其自动化的研究可以发现,未来机械制造及其自动化也会不断向模块化方向发展。未来机械行业所采用的生产模式会与现在不同,为提高生产效率,强化作业能力,模块化会成为其主要生产模式,为满足机械行业需求,机械制造及其自动化也会不断朝着模块化方向发展,随着模块化的实现,机械行业无论是生产效率还是生产作用都会更加显著,因此,应加大对这些问题的重视,只有这样才能更好的满足人们对机械制造及其自动化的需求。
(四)网络化
从上世纪九十年代开始,计算机技术正式出现,并快速占据现代市场,在计算机技术中,网络技术的发展最为迅速,被应用到各行各样中,且发挥着重要作用,未来网络技术将更加精细化,综合能力也会不断增强,而机械制造及其自动化作为一种综合了多种技术的技术,也将不断朝着网络化方向发展,随着网络化的实现,在一件产品被生产出来以后或在生产以前就会在全世界范围内有接收客户,同时,相关工作人员也可以利用网络操作与控制机械制造及其自动化,不仅可以让管理实现不受时间限制,还打破了地域限制,这些都是网络化实现给机械制造及其自动化带来的好处,因此,应加大这一问题的重视[3]。
(五)环保化
现阶段,人们的环保意识逐渐增强,希望使用的一切设备都具有环保性,机械制造及其自动化也是如此,未来的机械制造及其自动化可以最大程度的减少在生产与制造中所产生的废物,也可以实现资源的充分利用,在机械制造及其自动化作用下,生产出来的产品将具有可回收特征,即便不回收也可以自动讲解,不会出现继续污染环境的情况,这也是人们对机械制造及其自动化的期待[4]。
(六)人性化
由于机械制造及其自动化是为满足人的需求而出现的,这就意味着未来机械制造及其自动化将呈现出人性化特征,可以很好的满足人们所提出各种合理需求,这样一来,人们在应用机械制造及其自动化的过程中也会更加方便,所以说,人性化已经成为现代机械制造及其自动化不断努力的方向,做好此类研究也就成为当前最重要的工作之一。
结束语:
通过对以上的研究可以发现,现阶段机械制造及其自动化的应用范围已经很广泛,这与其自身优点较多有关,在科学技术的带动下,机械制造及其自动化也会呈现出不同的发展特征,文章认为未来的机械制造及其自动化将朝着机电一体化、智能化以及模块化等方向发展,相应的生产效率也会有所提升。
参考文献:
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在3月24日举行的中国纺织机械协会第七届理事会第三次全体会议上,《纺织机械行业“十三五”发展指导性意见》(以下简称《意见》)正式。
中国纺织机械协会会长王树田表示,“十二五”期间,纺织机械行业以自主创新为动力,以产品结构调整为主线,努力发展高端纺织装备和优质专用基础件,自主创新能力有所提高,加工装备水平明显提升。展望“十三五”,纺织机械行业将进一步为纺织工业提供高质量、智能化的新型纺织装备,支持纺织产业向技术密集型、资源节约型、环境友好型产业转变。
《意见》在对纺机行业“十二五”取得成绩和存在问题进行总结和回顾的基础上,提出了纺机行业“十三五”发展的指导思想、发展原则和目标。《意见》提出以自主创新为动力、结构调整为主线、质量为基础、市场需求为导向、加强行业自律的基本发展原则,“十三五”期间,将产学研结合研究关键共性技术,重点研发新型纺织机械成套装备及专用基础件,并加快行业服务平台的建设。纺织机械行业将从以往高速规模扩张的发展模式转为以创新为动力的增长模式。
值得关注的是,“十三五”期间将研发、推广一批具有广泛适用性的先进纺织数控技术和智能化纺织装备,《意见》中列入了“十三五”期间重点“科技攻关项目”59项,“先进适用技术推广项目”34项。
回望“十二五”:增速放缓创新升级
“十二五”期间,随着产业结构调整的深入,国产中、高端纺织装备发展较快,受到国内外用户的欢迎,纺织机械行业整体运行稳中有增。
5年来,行业主营业务收入持续增长,2011年历史性地突破了1000亿元大关。2015年,纺织机械行业主营业务收入1179亿元,5年中年均增长3.64%,接近《纺织机械行业“十二五”发展指导性意见》中提出的1200亿元的目标。与此同时,在科技进步的带动下,国产纺织机械延续“十一五”期间形成的销售势头,市场占有率保持在70%以上,出口金额从2011年的22.45亿美元增长到2015年的3.89亿美元,年均增长8.3%。
在我国纺织工业增速降低、内需市场需求下降的情况下,我国纺织机械行业持续进行产品结构调整,企业努力进行新产品开发,并积极开拓海外市场,取得了较好的出口业绩,使全行业保持平稳发展。
《意见》在分析“十三五”期间纺机行业面临的发展机遇与挑战后指出,随着中国经济进入“新常态”和纺织工业结构调整的深入,“十三五”期间,纺织机械行业将进入新一轮结构调整发展时期,行业将放缓规模扩张速度,主营业务收入将在稳定的基础上增长;而伴随产品技术含量的增加、创新力度的加大,国产纺织装备的市场占有率和出口金额将会增长。
“十三五”行业经济运行目标为:全行业主营业务收入达到1500亿元;国产纺织装备出口金额超过35亿美元;国产纺织装备国内市场占有率达到80%以上。
《意见》提出,“十三五”行业经济运行目标为:全行业主营业务收入达到1500亿元;国产纺织装备出口金额超过35亿美元;国产纺织装备国内市场占有率达到80%以上。
展望“十三五”:装备智能化引领新趋势
装备产品与制造智能化。在数控技术被广泛采用的基础上,“十三五”期间,纺织机械行业主要技术研发方向是纺织装备产品智能化和装备制造智能化。产品智能化是通过提高纺织装备主机的数控水平和智能化程度以及研发智能化辅助系统,为下游纺织用户提供智能化生产解决方案。
装备制造智能化是通过引入智能化机床和辅助机器人等设备,改进与优化自身生产过程。两方面的智能化都将有效减少人为因素对生产的干扰,提高生产效率,稳定并提高产品质量,降低工人的劳动强度,提高优等品率。
装备制造与应用的信息化。传统制造与云平台、大数据、互联网等技术结合,将使信息化和工业化深度融合,为纺织装备制造与应用提供良好的技术支撑。实现机器的集中控制、联网管理与远程监控制造过程,将有效提高生产效率,减少消耗;在品质控制环节,通过对大数据采集与分析,有助于优化生产工艺和改进产品的质量;在销售与售后阶段,通过互联网平台实现资源的有效配置,减少流通环节,降低运行成本。
装备制造服务化。纺织装备制造企业可向下游延伸服务,为客户提供全生命周期的维护与在线支持,提供纺织品生产整体解决方案和个性化设计以及电子商务等多种形式的服务,有条件的企业应积极发展精准化的定制服务,从单一的供应设备,向集融资、设计、施工、项目管理、设施维护和管理运营的一体化服务转变。
大型纺织装备制造企业应掌握系统集成能力,开展总集成与总承包服务,鼓励装备制造企业围绕产品功能,发展远程故障诊断与咨询、专业维修、电子商务等新型服务形态。
发展的可持续性。纺织机械及专用基础零部件质量和可靠性的稳步提高,是纺织生产高效连续运行的保障,是提高国际竞争力的基础。“十三五”期间,制造与装配新技术、新工艺、轻量化新材料的应用将成为纺织机械企业关注的重点。对环境影响小、资源利用率高的绿色制造技术的研究与应用,关乎纺织机械行业的未来。
四大关键领域为行业走向高端化打牢基础
随着纺织新工艺和新技术层出不穷,促使纺织机械行业创新向价值链高端延伸,走高可靠性、高技术和高附加值的高端发展路线。高端纺织装备在中国纺织产业链中逐渐占据核心地位,其发展水平是纺织产业的整体竞争力提升的保证。
数字化、智能化纺织装备
智能化连续纺纱生产装备。加快研发智能化纺纱生产关键技术,建立智能化、连续化纺纱工厂,实现纺纱全流程数字化监控和智能化管理,夜班无人值守。清梳联合机实现智能化管理,条并卷机与精梳机间棉卷全自动运转、自动生头,粗纱机与细纱机之间实现多台机间粗纱满、空管自动输送,细纱机粗纱空管与满筒粗纱自动交换,细纱机与自动络筒机间实现多台机组集中控制,实现设备生产过程、故障的远程控制、诊断。
采用智能化搬运机器人和运输设备,实现工序间物枓自动输送。数控机织装备。采用数字化控制技术,建立具有全面监控能力的数字化机织车间,实现机织车间的织机群控管理。
新型纤维材料生产装备。建立从纺丝、后加工到产品包装运输的全流程智能化长丝生产线和物流系统,实现化纤的生产、收集、检测、运输等环节的自动化和智能化。
数控节能环保型印染装备。建立智能化印染连续生产线和数字化间歇式染色车间,实现对机械参数、生产工艺参数、能源消耗和产品质量进行全方位实时监控,机台或单元机实现闭环控制;集成染化枓自动配送系统,智能化废气、废水排放监控系统和能源回收监控系统,形成覆盖印染全流程的智能化监控系统。
数控非织造布生产装备。面向产业用纺织品,研发多种工艺在线复合成型和混合型非织造装备,研发宽幅高速梳理、铺网与针刺设备,研发与其他非织造技术结合的水刺装备。
智能化针织装备。通过数据网络将针织设备与生产管理系统联通,实现对设备的集群智能控制,对设备状态、生产数据、工艺数据和花型数据进行在线监控。集成计算机辅助工艺设计系统,通过系统联网传送编织文件、设置编织参数、控制编织过程,实现机器分组管理。
纺织专用基础件生产装备与纺织仪器。研发量大面广的纺织专用基础件的高效复合加工专用数控装备和自动化生产线,保证产品加工质量稳定,提高纺织专用基础件的使用寿命,降低能耗和噪声。
智能化服装生产线。开发智能化服装生产线,研发数控服装生产关键装备,建立包含验布、裁剪、缝制、熨烫、检验、包装、储运等全部工序的自动化生产线,达到降低操作人员的劳动强度,提高生产效率、降低成本的目的。开发专用服装生产数字化控制系统,使设计系统与生产管理系统间的信息互联互通,形成建立在互联网平台上的服装生产制造系统。
纺织机械关键共性技术
纺织装备设计制造理论与技术。开展纺织装备设计理论与方法的研究,主要在基于信息化架构下的纺织装备设计技术平台、纺织装备的人因工程工业设计、碳约束下的纺织工业可持续发展装备设计和纺织装备的RFID(无线射频识别)物联网设计四个方面开展。
纺织装备复杂系统及其数字化、智能化控制技术.开展纺织生产过程中的检测与控制技术的应用研究,提升国产纺织装备的性能、效率及加工质量,包括开展纺织装备中的专用传感器、纺织装备的多单元协同控制系统、纺织工业机器人、纺织装备网络监控系统的研发。
纺织装备专用基础件制造与强化技术。纺织装备专用基础件的种类繁多,用量大,对纺织装备的性能和质量有至关重要的作用。开展纺织装备专用基础件精度控制、表面强化、新材料的应用等技术的研发。
互联网与装备制造智能化
纺织机械制造与互联网。研究基于互联网的纺织机械制造技术,推动装备生产制造模式的变革。研发纺织机械制造过程的互联互通体系和关键支撑工具,建设装备制造工业云平台,为纺织机械设计、制造、营销、经营管理、远程监控等生产经营活动提供支撑和服务保障。
纺织机械制造的智能化。构建面向纺织机械制造的CPS体系,重点研究三个方面:推进纺织机械数字化设计和生产,研究纺织机械数字化设计、仿真优化与验证集成体系和纺织机械数字化工厂相关技术;建立纺织机械智能工厂和智能车间,包括智能物流系统、智能加工系统、智能自动化装配一集纺织机械整机智能测试与质量控制系统,实现纺织机械制造系统的自动化和信息互联互通;建立面向纺织机械制造的大数据和云计算平台,对制造数据进行采集、管理、储存、挖掘分析。研发企业应用软件,具有在线监控、预防性维护、物流预测和智能决策等功能。
纺织机械质量管理与标准化工作
质量管理方面。建立企业质量保障体系,开展纺织机械智能制造基础通用标准、评价规范的研究。加强制造与装配现场的管理,加强装备制造过程中的质量监督与检验。加大技术改造投入力度,提高加工装备和质量检测仪器的技术水平和精度等级。提高行业质量监督水平,为企业提供包括标准宣贯、质量检测、咨询等全面质量服务。
标准化工作方面。完善纺机机械与附件领域的标准化体系,充实标准化工作人员队伍,提高标准制修订水平。标准化工作与纺织机械行业的发展密切结合,紧跟行业产品结构调整的步伐,起到促进纺织机械行业技术创新与规范行业竞争的作用。重点开展新型纺织装备的关键技术标准的制定。在跨领域新技术标准方面,开展纺织机械与附件社会团体标准的制定工作。
关键词:机械自动化,农业,食品包装,自动化技术
0 .前言
机械自动化主要是指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,从而加快生产投入物品的加工变换和流动速度。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。现代世界各国间的竞争主要表现为综合国力的竞争,要提高我国综合国力,需在各生产部门实现生产机械化和自动化。免费论文。
机械自动化技术从上个世纪20年展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机制造的高度集成化,开始向计算机集成制造系统 (Computer IntegratedManufacturing System,CIMS)发展,并大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。
目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低,机械制造业发展很不平衡,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重;我国机械制造业企业中自动化装备水平不高,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水平也存在较大差距。免费论文。
以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命,不仅深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展,而且也深刻影响着机械自动化的发展趋势。机械自动化技术将向以下几个方向发展[1]:(1)光机电化方向;(2)柔性化方向;(3)智能化方向;(4)全球信息化方向;(5)绿色化制造方向。
1. 机械自动化在农业中的应用
农业是一种复合产业,它不仅包括作物的生产,而且包括农产品的加工、储藏和运输等等。农业生产的发展过程受自然环境和社会条件的影响,过去为了解决粮食供应不足的问题,开发农业技术着重于增加产量;但对于现代社会,温饱问题已经基本解决,人们对于产品的品质以及工作的高效性和舒适性的要求日渐提高。农业机械自动化就是农业机械或装置的操作过程或工作状态不依靠人的感官和手工而自动实现。免费论文。农业机械自动化应以实现生产的高效率和高精度,降低生产成本,节约资源,提高农产品品质和实现安全生产等为目的,以满足人们在农产品生产和消费中的需求。
目前农业机械自动化大致有以下3类:
(1) 已有农业机械及装置的部分自动化控制。这种自动化方式以提高已有农业机械及装置的作业与操作性能,提高作业效率和作业精度,减轻驾驶员的负担,节约资源(肥料、种子、农药、燃料等) 等为目的。目前,已经广泛采用的自动控制装置大多数属于此类[2-5],如拖拉机、施肥播种机、移栽机、插秧机、喷雾机、联合收割机、挖掘收获机、干燥机等。
(2) 已有农业机械及装置的无人自动操作。这种自动化方式用在操作简单且容易实现无人运转,能长时间重复单调过程的作业上。如用计算机程序或无线电遥控来操纵拖拉机及联合收割机,自动控制行驶,自动检测耕深、耕宽或作物行列数,自动完成作业,以及能使干燥机、自动化温室等固定装置自动完成作业的机械及装置。
(3) 农业机器人。农业机器人是一种可由不同程序软件控制,以适应各种作业,能感觉并适应作物种类或环境变化,有检测(如视觉等)和演算等人工智能的新一代无人自动操作机械。
目前许多发达国家正在进行农业机器人的开发研究,部分研究成果已开始在农业生产中应用。例如, 使用机械手的果蔬自动采摘机;水果采收、分选及食品加工等部门广泛采用的摄影图像处理等视觉检测装置;畜牧业中利用远距离遥控技术检测乳牛的位置,并把挤奶器附着在上挤奶的自动挤奶装置[2]; 还有把羊的形态图形化,使剪刀自动感知羊的皮肤并作业的剪羊毛机器人。
2. 机械自动化在食品包装业的应用
食品工业是中国第一大工业门类,在全部包装机械中,有近一半的种类和数量与食品工业包括饮料工业相关。二十多年来,中国经济的高速发展,国民经济和人民生活水平的持续增长,对中国食品工业产生了巨大的市场需求,从而也带旺了与之相关的食品包装市场以及食品包装机械制造业。
中国食品包装机械制造业起步于二十世纪八十年代初期,一些中小型机床、农机制造企业由于失去了国家计划经济的支持而自发转型。部分私营企业也从相对技术含量较低但利润空间较大的食品包装机械行业入手,中国食品包装机械制造业可说是由仿造进口设备开始,一步一步发展起来的。
国内食品包装机械行业是保持高速增长的行业。我国食品和包装机械行业在经历了上世纪70年代起步,80 年展,80年代末和90 年代初的快速增长(年增长率高达20%),初步形成了门类比较齐全、品种基本配套的产业。由于我国食品包装机械起步晚,生产企业构成形式多种多样,从行业企业总体规模来看,95%的企业为小型企业、乡镇集体企业、民营企业、个体企业及少量联营企业和股份制企业,大中型企业只占行业企业总数的5%。这样的企业构成也是我国大型成套设备生产能力弱,高档设备主要依靠进口的主要原因。目前大型国营生产企业、部分民营企业、合资和独资企业成为食品包装机械行业的主力,但国内没有大型成套设备方面的设计和制造能力。
食品包装机械的发展趋势主要体现在高生产率、自动化、单机多功能。传统包装机械多采用机械式控制,如凸轮分配轴式、光电控制、气动控制等控制形式。机电一体化技术是在信息论、控制论和系统论基础上建立起来的综合技术,运用过程控制原理,将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合,实现机电一体化和自动化,提高包装机械整体制造水平。
自动化产品在食品包装机械行业的市场具有很大的发展潜力。2005年包装机械使用的自动化产品的市场规模约为8亿元。2006年自动化产品在包装机械的市场增长率在10%左右。
食品包装机械自动化产品的厂家市场概况如下[6]:
(1)活跃在食品包装机械市场的PLC厂家主要有12家,具有竞争实力的有三菱、OMRON、西门子、松下电工、施耐德和台达6家。
(2)活跃在食品包装机械市场变频器厂家主要有19家,具有竞争实力的有三菱、富士、安川、SEW、松下电工及松下电器、西门子、台达和施耐德9家。
(3)活跃在食品包装机械市场,且互为竞争对手的人机界面厂家主要有5 家:DIGITALHITECH、三菱、OMRON、西门子和EASYVIEW。
(4)活跃在食品包装机械市场的电机厂家主要是国内电机生产厂商,合资和进口的电机基本得不到应用。
(5)活跃在食品包装机械市场的低压电器的合资或进口厂家主要有7家,具有竞争实力的有富士、OMRON、西门子、施耐德4家,大部分都是国内生产。
食品包装机械自动化产品生产存在以下主要问题[7]:
首先我国机械食品包装制造企业高起点的较少,大多数企业在低水平徘徊。中国包装机械在产品开发、性能、质量、可靠性、价格、服务等方面与进口产品的竞争中处于劣势,抵挡不了进口产品的大量涌入。每年的进口设备,大都是国内不能制造或达不到使用技术要求的技术含量高的或大型的设备,如无菌包装机,大型高速饮料灌装机、贴标机、组合电子秤等。
其次是科技发展滞后,创新能力不足。目前国外包装机械产品的品种大约有6000多种,成套数量多,并且不断有新技术、新产品出现,一方面向高精度、大型化发展,另一方面向多功能方向发展。与发达国家相比,我国包装机械产品品种及配套数量少,只有国外品种的一半左右。
另外,中国食品包装机械制造业虽然名牌产品在逐渐形成,但生产集中度还不够。目前中国有食品包装机械制造企业6000多家,其中2000多家不够稳定,每年有近15%的企业转产或倒闭,但又有约15%的企业加入到这一行业中来。目前产值及销售额超过亿元的企业仅有十几家,最好的企业产值及销售额刚过10亿元,上市企业仅有一家;年销售额超过3000万元的企业也仅有50家,这50家企业的总销售额仅有80亿元,只有20.66%的集中度。
3. 结语
机械自动化在任何一个国家的重要地位都是显而易见的,机械自动化技术直接关系到机械制造业的基础和水平。作为一个发展中国家,我国必然要大量发展机械自动化技术,走一条科技强国之路。随着改革开放步伐的加快,我国在立足本国经济的基础上,不断吸收国外先进经验,使我国的农业和食品包装业的机械自动化有了长足进步,并向更高的水平发展。农业和食品包装的机械自动化的发展,需要我国结合自身的实际情况,进行自主创新,开发和改进。
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一、数控自动化技术应用于机械制造的表现
数控自动化是近年来兴起并在机械制造行业中快速发展的技术之一。SCADA系统及相关技术、PLC系统及其相关技术是其核心技术。其中,SCADA系统通过计算机技术对机械生产和制造过程进行调控,实现了对设备运行和切割质量的实时监控,主要用于大型矿山机械制造。其工作原理为通过无功干扰排除降低数控切割误动,提高切割质量。人工操作包括显示方式、滤波时间和检测周期的设置和调整。并在电器运行过程中记录投切变动时电压变化情况,以防止由于无功补偿量的损耗导致相关数据记录不准,防止出现设计误差。自动化设备应用过程中,还要防止合理控制电压输出,正确操作以防止设备短路,影响运行寿命。因此,电容器要处于循环投切状态,并进行随时检修,确保设备的合理运行。而PLC系统则是机电一体化的核心技术。PLC系统以体积小、安装方便等特点获得了行业的认可,并促进了机电一体化的发展。PLC利用一种可编程的数据存储器,可实现短时间建立,并通过清晰的界面展示系统功能,为客户操作提供方便。目前,PLC系统主要应用与机械制造过程中的故障检测。可有效判断故障具置并提供替代模块,使系统处于正常运行状态,确保了自动化切割的连续行。提高了系统的运行效率和使用寿命。
二、试论如何提高数控自动化技术的运用效率
(一)以我国机械切割需求为依据,适当引进先进的切割技术
虽然我国工业近年来发展迅速,但与先进切割水平之间存在一定的差距。一方面,大批量生产中的失误依然存在,产品在出口过程中存在不过关现象。数控切割控制技术在中小工厂中无法得到广泛应用。因此,引进先进的技术是企业发展的必然需求。但值得注意的是,先进技术的引进要综合考虑企业发展现状、产品功能等多个方面。逐步实现数控自动化技术的精细化,使其能够应用于多个领域,并且降低切割失误。人才的培养是我国数控自动化技术发展和革新的根本。
(二)扩大数控自动化技术的应用范围
目前,数控自动化在航空等高科技生产中的应用并不明显,并且受限于经济、技术等因素,数控自动化在细节上的应用还存在大量的失误。因此,为扩大其使用范围,并提高我国机械制造的产业化能力,应对现有的数控技术进行改革。将研究重点放在数控自动化应用功能的扩大上,以满足不同行业的不同需求。针对我国经济发展现状,企业还应注意成本控制,数控自动化在设备成本支出上有一定程度的提高。但事实上,合理的应用数控自动化技术实现了人力成本的降低,使数控自动化技术为我国机械行业的发展带来真正的效益。
(三)加快自动化科研研究的步伐
目前,我国机械制造主要应用SCADA技术和PLC技术为主,自动化切割技术是我国机械制造发展的必然趋势,并且这一技术发展迅速。一旦出现技术更新速度慢,则会严重影响机械行业的发展。因此,对于我国机械制造行业来说,还应进一步加快技术的更新换代,增加科研的投入,使技术水平始终处于先进地位。
三、总结
1我国机械行业的特点
目前,我国的机械制造存在一些普遍的特点,比如:离散为主、流程为辅、装配为重点等。如今在工业的生产中最为普遍的2个基本的生产方式就是离散和流程;离散的概念非常易懂,就是把一个个的零件进行组装,最后成为一个产品的过程。目前并不是所有的机械制造都是离散型的,还有一些是流程型的,流程型的特点主要有以下几个:(1)工艺的流程简单,容易看懂,工艺的路线比较灵活但是这些都是小批量的生产,因此这也使得机械企业的生产不按照工艺进行布置,主要按照车、磨、刨、洗等来安排机床的位置。(2)在机械制造的企业对产品结构的描述非常明确,他们往往会利用树的形式进行描述,最终得到的产品一定是由固定个数的零部件组成,这些零部件的联系也十分明确和固定。(3)机械制造企业的物料存储十分简单方便,机械制造企业的原材料主要是固体,存储需要的空间非常大,因此需要存放在露天的场地上。(4)相对于一些其他的工业企业机械制造企业的自动化程度非常低,基本上都是靠人工进行装配。
2机械制造行业成本管理中存在的问题
我国的机械行业在世界上占有非常重要的地位,最近几年发展也非常迅速,也产生了很多优秀的企业,但是在发展中也存着很多补足之处,以下对一些主要的不足之处作简短分析。
2.1观念转变问题
目前来看我国很多机械厂都是以销定产的方式进行生产,把销售看做公司的生命之泉,对生产任务的完成、经营订货等看的比较重,这也是我国机械行业的普遍现象,很多企业对产品的成本控制不足,没有意识到产品成本的重要性,由于产品成本控制不力,导致生产经营困难的企业很多。
2.2生产计划模式落后
锅目前很多企业的流动资金占用量非常大,这主要是因为生产计划模式落后导致的,很多机械企业采用台套的计划方式以产品最长的生产周期作为构成产品物料的采购提前期和生产前期,也就是这种原因导致一些企业夸大库存,以至于难以按时交货。2.3信息分散,不及时、不共享、不准确很多机械企业部门之间不能分享信息,由于一些落后的管理模式使得一些完成的机械企业各个部门之间的信息交换不能及时的完成,造成大量的数据不能衔接,大大影响了管理的决策和科学性。
2.4缺乏标准化、规范化、制度化、程序化的管理
企业的管理基本上都是以人的管理为主,管理人员的优劣直接影响着企业的管理体系,虽然一些企业已经通过了一系列的认证体系但是他们的执行力度还是以人的管理有很大的差异。
3机械制造成本的控制对策
3.1提高自动化水平
众所周知,机械企业如果要提高生产的效率,减少运营的成本就必须降低制造的成本和人工成本这就要企业提高生产的自动化水平,利用战略成本管理的方法和理论,分析和研究制约生产效率的关键工序和人工成本,利用一些先进的设备进行弥补不足,要多使用多技能的工种和通用性比较强的设备进行提高工作效率、降低生产成本。
3.2优化工艺和工序合理的配置设备和人员
优化工艺,可以大大的提高生产的效率,降低生产的成本。运用信息化管理系统,为了能够提高工作的效率,必须采用信息技术来管理企业的生产,建立合理的决策模型和评价模式,来评价企业生产经营的状况,以这种状况来决策投资的策略和生产任务的安排,形成最高的生产管理信息系统。
3.3改进产品的设计
目前很多机械产品主要销售到一些大型的焦化企业或者建筑企业等,这些企业使用时间比较长,这也使得一些相应的零部件的寿命要长,可以通过改善产品的设计和工艺进行合理的调整,比如利用一些战略性的管理思想来优化产品的设计,从而降低了产品的成本。
3.4简化成本构成
简化成本的构成可以从控制人工成本、降低采购成本、加强经济核算等方面进行着手。针对每一个产品制定相应的简化策略,认真的贯彻勤俭办的方针,健全各项管理制度,明确经济责任,减少因为管理不善而产生的一些损失,这一系列的措施对优化和降低成本是非常有利的。
3.5优化工序
一般的机械企业在产品制造时会经过很多的工序,每一个工序都非常关键,因此要确保每一个工序都不能出错,因此要减少工序的缺陷,如果有工序的缺陷一定要把工序的缺陷限制在初期阶段,严格的把控工序的质量。在加工的过程中,如果对存在的质量问题或者数量达不到要求等有缺陷的产品不能流入下一道工序,一旦发现流入下一道工序就必须进行返修,对于有缺陷的产品必须找出并及时的解决缺陷,避免一些问题的零部件影响整台机器的性能,这样不仅影响产品的性能还毁坏公司的名誉。
3.6生产现场控制
如果要提高产品的质量,就要从生产过程出发,确保每个生产过程都能够严格把握生产的工序,保证生产过程的质量才能保证产品的质量,就会减少次品的产生,减少不合格产品的返修次数,缩短了交货的日期,还能够降低产品的成本。除了保证生产过程之外还要保证生产率,可以通过提高劳动生产率来节约人力资源,从而降低生产成本。
4结论
Abstract: With the continuous development of global economic integration, machinery automation equipment manufacturing enterprises are confronted with hitherto unknown pressure of competition. China′s industrial structure is undergoing a major change, its impact has been deeply reflected in the manufacturing field. China′s production enterprises are facing more and more challenges. Intelligent production management system and automation technology are the key problems that need to solve urgently. Through research and analysis of innovative ideas of mechanical automotive equipment, this paper shows that innovative automation equipment research and development have practical significance on improvement of production efficiency, cost reduction and realization of green production.
关键词: 自动化设备;管理;技术创新;科学思路
Key words: automation equipment;management;technological innovation;scientific thinking
中图分类号:TH-39文献标识码:A文章编号:1006-4311(2014)23-0044-02
0引言
2l世纪,世界进入知识经济的时代,一切创新都依赖于高素质创造型人才。培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育必将成为国家创新体系的支柱和基础。突出和培养创新意识和创造能力的工程教育,为我国的自动化设备的研发应用奠定基础。
1我国自动化设备发展形势
目前,发达国家的工业装备在自动化程度上已经相当成熟,而国内的设备行业与外国有一定的差距。所以提高自动化程度是未来发展的一个必然趋势,我国自动化设备企业要实现高技术的应用,加快高新技术的研究,实现产业转型和技术升级,就必须加强与国际市场的合作,从而获得更多的自主研发专利,真正让机械设备自动化行业成熟。与此同时,我国机械设备也要明确发展方向,积极开发自动化程度高的设备。
自动化设备是我国机械行业发展的重要基础,现有机械技术水平明显落后于产业现代化需求,这种状况严重地制约了我国机械设备自动化质量标准的制定与实施,所以必须重视和强化自动化机械现代化研究。根据炮制工艺技术要求,设计、开发各种类型的加工机械,尤其是能够为机械行业发展提供量化依据的机械和自动化成套设备。
对于国内的机械自动化设备,创新技术发展规划将是一次挑战。机械行业应抓住国家推行GMP认证的时机,积极制定行业标准,提高产品整体水平。只有沿着机械自动化行业发展创新方向不断前行,我国的自动化设备才会有更好的发展。
2机械设备自动化、信息化和网络化趋势
机械设备生产正朝着高速、多功能化及控制智能化的方向发展,以适应市场的需求。为满货期的要求和降低工艺流通成本的需要,未来机械势必要求能够进行高速生产,同时,对不同的产品,要求不同的机械设备相衔接,还应采用连续工作或多头工作方式。此外,还必须降低废品率及故障率,使正常的生产率得以提高。
发展和应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作。既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等将是今后机械自动化的主要技术基础。研究生产大量性能优良、自动化水准高的机电产品是发展应用机械自动化技术的关键。自动化生产时,系统的结构、质量(重量)、体积、刚性和耐性等方面对现代机械自动化技术有着重要的影响。机械技术应利用其它高新技术来更新,实现与适应现代机械自动化技术的发展。自动化生产时,机械制造系统的自动控制、自动检测、伺服系统的操作等都少不了要应用微电子技术和自动控制理论,信息的交换与处理、存取、运算、判断和决策等都少不了要应用计算机与信息处理技术。
机械自动化这一市场趋势已经显现,但单机自动化产品已经不能满足用户的需求。对于从事机械制造的企业来说,应该将更多的注意力放在如何优化设备上,否则将注意力主要放在价格上,则机械设备发展会受到很大的限制。同时我们清楚地看到这些领域的市场竞争越来越激烈,企业要想做强做大,则需要走知识产业的道路,实现在产业机械自动化领域的突破是走知识产业道路的重要
途径。
3我国自动化设备重视自主研发
随着市场对工业制造的精密化,稳定化的要求不断提高,国内人力劳动成本的不断攀升,非标自动化设备的市场需求日渐旺盛。部分机械公司把握市场动态,实时地推进了非标设备的研发投入,并实现了非标设备通用化的行业突破,创新研发必须注意的事项是鼓励配套产品研发和生产专业化,如重点发展能够替代进口的电子轴、cPc自动控制装置等配套产品。
近些年,通过在新材料、新工艺方面的创新应用,设备的性价比得到了很大提高。设备拥有技术新、集成自动化程度高、简易操作、投入成本低等特点。为了全面而准确地反映自动化机器设备行业市场的发展现状以及未来趋势,企业需要在大量市场调研的基础上,对自动化机器设备行业现状、市场供需状况、产业链现状、重点企业状况等内容进行详细的研究和深入的分析,为自动化机器设备产业投资者寻找新的投资机会,为企业了解自动化机器设备行业情况、投资该领域等提供决策参考依据。
4自动化设备创新中的应用意义
随着我国老龄化加剧,适龄劳动力比例逐步下降,制造业人均工资呈逐年上升状态,低端劳动力供给不足已成为企业招工面临的一大困扰。80后和90后已经成为劳动力市场的主力,相比60后和70后,他们个人对未来的诉求较多,越来越少的年轻人愿意从事工资低、重复繁重、环境差的工作,导致低端劳动力供给不足。每到岁末年初,这种“民工荒”现象在沿海地区表现尤为明显,用人单位越来越倾向于用机器人替代人工,从事此类工作。
科学技术的不断发展,工业生产线逐步走向自动化和智能化。自动化作为工厂生产的利器,未来有三大发展方向:性能提升、降低成本和功能安全。
①性能提升:智能电网或者智能化生产工具等都强调高性能要求,包括节能减碳、更有效率等要求,以达到节能减碳的目的;②降低成本:关键在于单芯片的使用,以及多轴化控制。特别是多轴控制,为了提高效率和降低成本,需要设计结构更为复杂的机器手臂,可以同时间多轴同时工作,而非像过去不同轴只能分时工作;③功能安全:其实是广义生命安全的保障,这已是全球的大势所趋。即是如何保护机器不损坏,人员不伤亡。自动化产线如果需要经常维修保养,停掉一条产线,将造成很大损失。此外,机器如果经常发生问题,不只设备本身易受损伤,也容易造成人员伤害。
5结论
我国机械制造业各企业有大量的机械设备,在发展现代机械自动化技术时,应以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,构成一个以人为中心,以信息自动化为先导,独立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
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关键词:包装机械 设计方法 改进
中图分类号:TB486 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)10(c)-0090-03
包装机械是机械设备的一种,它符合机械设备的各种特性,但是因为包装机械的特殊性,它比一般性的机械又多了延伸的意义。我国包装机械在经过一段时间的发展后,技术手段正在走向成熟。然而,因为我国制造的包装机械的稳定性和可靠性等问题,在国际上广为诟病。因此,必须改变这种现状,从包装机械的设计入手,优化整个包装机械的行业,以此来促进我国包装机械行业的发展。
1 我国包装机械设计的现状
1.1 我国包装机械的创新
当前,我国包装机械的改进和设计能力不足,即创新能力无法满足时代的需求。所以,我国包装机械的设计大多是模仿国外的同类型机器,然后根据国内的实际情况做一定程度的改动。我国包装机械的改进和设计能力不足的原因主要有以下几种。
(1)我国包装机械设计人员的素质不高。我国包装机械的起步较晚,虽然发展得较快,但是并没有掌握真正顶端的科技。设计人员应用的设计理论和参考的设计规范比较陈旧,满足不了包装机械设计创新的需求。
(2)科学研究和产业结合不够紧密。我国关于包装机械设计的研究并不少,但很少能够应用在实际的生产中。因此,我国包装机械设计的相关研究无法及时地在生产中实践,验证其可行性。
(3)资源配置不合理。我国对包装机械的宏观调控无法和包装机械行业发展的速度相匹配,这导致了资源配置的不合理,阻碍包装机械行业的发展。
1.2 我国包装机械设计的方法
在我国包装机械设计的行业中,仍然沿用着较为陈旧的方法。具体表现为以下几种。
(1)模型模仿性质高。我国包装机械在设计时,往往是根据任务设计书的特征,寻找同类型的样机,在此基础上设计自己的包装机械。整个设计中创新的程度较低,参数模仿的痕迹很明显。
(2)性能指标不够自主。我国包装机械在确定设计任务后,机械设备的技能指标和技术性能的数据在很大程度上是仿造样机的参数。因此,设计的包装机械性能和样机相比无太多进步之处。
(3)绘制图纸。在完成性能指标参数的设定后,我国的包装机械就开始进行工作原理图的绘制和传动系统图的绘制。这个过程符合机械设计的标准流程,而且这方面的技术我国和发达国家并没有太大的差距。
(4)其他设计。机械的设计是一个整体的工程,在设计的时候需要统筹整个机械的工作系统,设计到每一个零件。所以,在绘制完传动系统的图纸和工作原理的图纸后,需要进行关键零部件的设计。然后,设计整个机械的工程图和装配图,最后校核强度和刚度,确定施工图。
我国包装机械设计行业还停留在较为陈旧的模式上,缺乏必要的创新和高新技术手段的应用,这是包装机械设计行业发展的最大阻碍。基于此,必须加快自身改革的步伐,参考国际先进的设计经验,结合自身的实际情况创新的应用,这样才可以给我国包装机械设计行业的发展提供源源不断的动力。
2 发达国家包装机械设计的发展方向
包装机械设计的大国有美国、德国和日本等,它们的包装机械设计技术较为成熟,也经过了较长时间的发展,所以产品的性能要优于我国。它们的设计和生产都是以市场为基础,在充分地了解市场需求后,进行针对性的设计。正因为如此,它们的包装机械有很强的创新性和技术性,也符合市场的需求。美国、日本和德国等在包装机械设计和生产领域领先的国家,它们在发展中有以下主要思路。
(1)注重自动化程度。自动化是指降低人在机械设备生产中的作用,加大机械自动化的程度。这是时展的必然趋势,而且自动化的生产还可以利用机械手完成较为复杂的操作,让生产的包装机械产品质量更高。再者,自动化的生产对提高产品的柔性也有一定作用,可以使产品满足更多的需求。
(2)控制生产成本,着眼于客户的需求。以德国的机械为例,其生产的包装机械可以显著提升产品的产出速率,可靠性也有极强的保证。这就降低了客户生产的成本,使客户的需求得到了满足。
(3)采用模块化的设计。模块需要根据种类做出划分,以方便客户的选择。通过这种设计,用户可以选择模块的组合来决定产品的性能,以此来应对市场的快速变化。同时,这种设计也减缓了包装机械更新换代的速度,用类似半智能化的设计手段来促进包装机械的发展。
(4)产品机械和包装机械的一体化。包装机械是整个生产机械的一部分,以往的分体制使机械间的配合常出现问题,一体化的机械设备很好地解决了这一问题,推动了包装机械的发展。
(5)注重计算机仿真技术。计算机的发展给机械设计行业的改革提供了技术支持,各种绘图软件和仿真技术共同推动了机械设计行业的发展。特别是方针技术在机械设计行业的应用,缩短了设计的周期,降低了技术开发的成本,加快了产品发展的速度。
(6)高新技术在包装机械中的应用。国外的包装机械注重新科技的机械设计中的应用。以包装机械为例,他们将尖端的计算机技术、设计理论大胆地应用在包装机械中,然后在不断的实践中改进应用的方法,最终实现包装机械行业的进步。
3 包装机械设计的改进方法
根据上述的分析可以得出,我国包装机械存在设计创新不足和设计方法不够优化的问题。所以,我们需要改进设计的方法,加入我国特色的元素,用技术推动包装机械的发展。以此来满足市场发展的需求,促进我国包装机械设计的发展。
3.1 从客户需求入手改进包装机械的设计
市场的发展和技术的进步给包装机械的客户提供了更多的考虑空间,所以他们的需求也发生了一定的变化。首先,他们要求提高包装机械生产的效率。生产效率是成本的保障,提高生产的效率就提高了自身的市场竞争力。其次,客户还追求包装机械和生产机械的一体化,要求生产商改变生产的思路和方向。再者,客户还追求包装机械的柔性,要求其能适应多种系统的工作和满足产品变化的需求。除了上述的三点之外,客户对包装机械新的需求还体现在以下几点上。
(1)售后要求。机械设备由于运作时间和运作环境的原因,会出现各种问题,影响正常生产。所以,维修的及时性就体现着设备生产生的竞争力。就以目前的情况而言,远程诊断是最常用的一种方式,生厂商通过远程的视频和数据接受判断设备的问题,然后指出维修的措施或者派出专门的维修人员进行设备故障的排除。对于一些大型的包装机械设备和较为先进的包装机械,我国的售后服务多以派出维修人员为主,因为现场情况的复杂和机械的运行参数传输不准确等问题,一直无法较好地处理售后服务。基于此,可以加强传感器在包装机械中的应用,让生产企业可以更好的了解设备运行中的各种参数,不仅可以保护自身的技术,还可以实现远程诊断的目的,方便售后的维修。
(2)包装机械的设计对环境的影响要小。当前发展的是可持续的经济,要求机械设备产生的污染物较少,产生的噪声也要小,这就对包装机械内含的科技提出了更高的要求。但是当前我国的包装机械在这方面做得还不够好,设计和生产的包装机械还是以追求利益和生产为主,忽视了机械设备附属的价值。
(3)设备购买的成本尽可能少。包装机械设备的竞争力在某种程度体现在价格上,客户想用最低的价格购买性价比最高的产品。这种性价比更多体现在包装机械设备的科技内涵上,包含的科技越高端,其本身的附属价值就越高,同等资源消耗,可以用更快的速度和更高的质量产出更好的商品。
基于上述的几点客户需求,我国的包装机械设计行业可以从这些方面入手,改进设计的方法和思路,以此来满足市场的需求,完善自身的发展。
3.2 采用模块化设计的思路
模块化设计是一种统筹整体和局部的方法,对于包装机械设备性能的优化有着很大的作用。首先,模块化设计及可以简化包装机械的设计过程。包装机械的设计是一个复杂的过程,需要从多个需求入手,然后分别设计相应的功能,最后综合机械设计的原则和指标,完成包装机械的整个设计。但是模块化的设计却可以极大程度地简化包装机械的设计过程,原本的模块是固定的,只要根据功能需求选择相应的模块,然后综合在一起,就可以基本完成整个设计。其次,模块化设计的包装机械产品柔性程度高。模块设计和机械设计不同,它可以独立存在,随时将最新的技术应用在自身。因此,模块化设计的更新换代是极快的。在此基础上,生产商可以通过模块设计来替代原本的产品功能,可以符合多种需求,有很强的设计柔性。再者,模块化设计生产包装机械的成本较低。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成,再加上设计的柔性较高,可以实现小批量的生产,降低了包装机械的设计制造成本。
模块化设计的优点还有便于维修和成本较低。机械产品存在问题之一就是维修和保养困难,有时机械设备的维修和保养花销远远超过了设备本身的价值。包装机械也是如此,面对着维修困难的局面。模块化设计很好地解决了这个问题,使不同模块可以独立地存在,在维修时只需要选择相应的模块就可以,方便了维修的过程。模块化的包装机械在设计和制造的过程中都可以通过选用相应的模块来完成,再加上设计的柔性较高,可以实现小批量的生产,降低了包装机械的设计制造成本。
当前的机械已经向着自动化和智能化的方向发展,需要满足多种需求。所以,包装机械可以利用模块化设计来优化整个包装机械的性能,尽快追赶发达国家的脚步,完善自身的发展,进而优化整个包装机械设计的行业。
3.3 绿色设计和虚拟设计
产品的设计是否成功在很大程度上取决于它能否迎合整个市场的需求和社会发展的法向。当前社会高速发展,也带来了很多发展中的问题。所以,人们要求设计的人性化和绿色化,即设计的产品既能满足可持续发展的要求,又能体现以客户为本的宗旨。我国是人口大国,人均资源的占有相对发达国家较少,必须把设计的方向对准广大的群体,追求产品的性价比,从而优化设计的产品。
虚拟设计是一种新型的机械设计手段,它是随着计算机技术的发展而兴起的,例如计算机的辅助绘图软件CAD和Solidworks等,它们可以实现在电脑上的三维绘图,然后生成相应的技术指标和性能参数。这种方式不仅可以用来检验设计的故障与瑕疵,还可以简化整个设计的过程。最重要的是,这种设计方式很方便修改,可以根据客户的需求做出各种调整,直到客户满意为止。虚拟设计是在计算机基础上发展起来的,所以它对计算机依赖的程度较高。但是这种依赖却有利于包装机械设计行业的发展,它不仅可以提高设计的速度,还可以将设计的成果进行模拟,检验其在特定环境下的工作状况。
基于上述的分析,可以得出,虚拟设计和绿色设计是用现代的科技手段进行传统的包装机械设计。这是时展的趋势,也给包装机械设计行业提供了新的发展方向。但是这种设计手段还在逐步的探索和发展中,技术层面并没有真正意义上的成熟。因此,必须加快这方面发展的脚步,不断在实践中完善技术的瑕疵,最终使绿色设计和虚拟设计发挥自身的优势,促进包装机械设计行业的发展。
上述几种包装机械设计改进思路都是有成功的经验作为参考的,但是创新技术的应用也不容忽视。我国很多大学都开发出了软件对包装机械进行有限单元分析和优化设计,然而因为企业和大学结合得不紧密,这些软件应用的程度并不高。因此,我国包装机械设计的行业可以开展校企合作的形式,加快新技术的研发,以便于给我国包装机械行业提供源源不断的进步动力。
4 结语
传统的包装机械生产的批量较大、成本较高、品种较少,这已经适应不了市场的需求,必须加快自身改革的脚步。我国是包装机械设计和生产的大国,如果不改进当前的设计方法,很难取得长远的发展。所以,我国的包装机械设计行业可以在参考国外先进技术的基础上,加快自身设计方法的改进,从而加速我国包装行业的发展。
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