天保中天科技（天津）有限公司
摘要：机械制造技术水平在不断提高，而自动化技术的应用，可以促使其产品生产效率与质量得到进一步优化。但是想要实现机械制造行业的可靠发展，还需要企业正确认识自身存在的缺陷，顺应时代发展要求，基于节能性要求对工艺和材料进行优化，降低能源损耗，减小对能源的依赖性，从根本上来改善生产效率与产品质量。
关键词：节能设计理念；机械制造；机械自动化；智能设备
引言
机械制造与自动化是工业发展的重要成果，鉴于工业产品在现代社会生产生活中的重要作用，将节能设计理念应用其中十分必要。近年来，全球环境的恶化引起了各界的广泛担忧，节能设计一方面能够降低消耗，提升企业经济效益，另一方面也有利于控制温室气体排放，逐步实现社会发展和环境保护的和谐。就节能设计理念在机械制造与自动化中的应用进行分析有一定的实际意义。
1机械制造与自动化的发展现状与前景
1.1机械制造与自动化发展现状
近年来，我国的机械制造业发展势头良好，在工业生产的发展中发挥着重要作用。与此同时，计算机技术的发展使机械自动展现出巨大的优势，不但可以提高工业生产效率，而且能够保证生产安全，是机械制造行业新的发展方向。将机械制造与自动化结合在一起，能够促进机械制造业的发展。但是，目前我国的机械制造与自动化正处于初级发展阶段，在许多方面的技术还不够成熟，需要不断的改进。所以，我们必须认识到机械制造与自动化发展中存在的不足，充分重视对先进技术的开发，提高我国机械制造与自动化水平。
1.2机械制造与自动化的发展前景
机械制造与自动化的发展必须有计算机技术的支持，为了进一步提高机械制造与自动化水平，我们需要与发达国家进行更多的技术交流，吸取先进的经验，不断的提高自身的技术水平，将自动化技术与机械制造充分融合，使机械制造与自动化拥有更好的发展前景。与此同时，节能环保已经成为社会发展的主要趋势，而机械制造与自动化的设计与应用中需要消耗大量的能源，不符合节能环保的发展要求，所以，在机械制造与自动化的发展过程中，需要坚持节能设计理念，将节能技术应用在设计中，对每一个环节进行深入的研究，降低设计的能源消耗，做到机械制造与自动化设计的节能环保，促进机械制造行业的发展。
2自动化设计与机械制造中节能设计要求
2.1使用节能环保材料
自动化设计与机械制造所使用的材料能否达到节能环保的要求，是决定节能设计工作成败的重要因素之一。对于工业企业来说，投入机械生产所使用的各种材料需要符合易于分解、可回收以及可再生等要求，降低稀有材料与贵金属材料的使用量。尤其是对于使用寿命比较低的材料来说，可以使用其他非金属性材料以及环保型工程塑料等。采用这种材料一方面能够降低对于生态环境所造成的压力；另一方面能够在更换与设计上体现出比较明显的可塑性优势。
2.2体现通用性强、质量轻以及寿命长等特点
自动化设计与机械制造设计中，尽量提升机械设备在通用性以及使用寿命方面的优势。提高机械设备的通用性能够帮助工业生产企业避免重复引进功能相似但机械外部结构不相容的设备，降低工业行业对于机械设备的消费量，降低机械制造材料的投入使用量。降低机械设备驱动所需要的能源消耗量，尤其是降低石油以及煤炭等不可再生化石能源的使用量。在工业设计过程中对机械设备的内外部结构进行优化设计，从力学分析的基础上对各种零部件的受力情况进行均衡化处理，避免机械设备在长期使用的过程中受到严重的应力冲击，进而实现机械设备使用寿命的提升，降低工业企业在机械设备方面的资金投入。
3机械制造与自动化设计中节能设计的理念
为了实现机械制造和自动化整个流程的节能减排，机械制造和自动化设计者应从以下几点着手：
3.1优化和改进产品设计
将节能理念运用到机械结构的设计优化中是贯彻节能设计理念的基础，只有将节能环保技术落实到机械结构的设计环节，才能实现机械制造和自动化的节能和环保性，机械产品的设计体现为外形和功能两个部分。针对性的设计理念有两种：首先，机械产品的外形决定了其使用过程中的资源消耗量，举例而言，机械阻力小的机械在实际运行过程中将更加节约燃油，降低负载的能耗。而诸如轮胎阻力、风阻等的阻力在长期使用过程中会加重能耗和机械的排放。其次，机械产品的功能在其特定的领域内是由其设计用途决定的，为了实现最好的利用，发动机是机械中重要的动力部件，而影响发动机能耗的关键是其机械结构和设计理念。目前小排量涡轮发动机在实现同等动力的情况下排放量要显著低于大排量发动机或者柴油机，因而具有广泛的应用前景。因此，以节能设计为基础，发动机的选择要确保其具有效率高、能耗低、污染小的特性，从而有效降低机械发动机危害环境的程度，在节能的同时减少对环境的污染。
3.2优化机械的加工工艺流程
在机械零部件的加工方式中，应当选择合适的方式为其加工，这样可以避免资源浪费。合理的设计加工工艺可以减少加工载荷的波动，实现机械在全工况内良好的运转，而任何超负荷和不足负荷的情况都是对能量的浪费。这就要求在加工过程中可以通过选择最佳的加工方式来实现机械的最佳状态。比如锻压，可以是冷锻压、温锻压、热锻压。其中冷锻压和温锻压的能量利用效率高于热锻压，也利于机械材料发挥其最大功用，在具体选择锻压方式的时候也要结合当前机械生产的目标与实际运行的环境来决定。
3.3做好节能机械产品的分析
在进行机械制造设计时，需要在产品设计初期做好产品的分析，将对能源的回收与循环利用融入到设计中，以实现机械制造节约能源，减少环境污染的目标。因此，在对机械产品进行分析时，必须重视对污染源的处理与材料的替代等因素，将节能设计理念应用到机械设计中，以确保机械具备良好的节能特性。
3.4提升机械设备的自动化水平
机械设备的自动化水平是其能源使用效率的重要保证。对机械设备进行自动化设计，能够提升操作人员的操作灵活性与实时性。在日常的生产工作中，操作人员一方面可以对机械设备的运行路线进行手动操作；另一方面也可以利用PLC单片机技术对机械设备进行全面的自动化控制。利用先进的PLC单片机控制技术，能够最大程度上对机械设备的运行路线和操作程序进行优化；采用自动化的控制手段，能够降低机械设备的重复与无效工作量，一方面降低机械设备的磨损，另一方面降低机械设备在运行过程中的能源消耗量。减轻管理人员的工作强度，方便工作企业对于各种机械设备的管理与控制。
3.5建立健全的机械设计数据库
通过健全的数据库能够对数据进行全面的分析，以便充分的掌握数据特点。在设计机械产品时，工作人员能够对产品设计时需要使用的数据在数据库中进行备份，并对这些数据进行真理分析，不但能够将产品成本与资源利用率等数据展示出来，而且可以对其进行精确的控制，并以此为基础进行产品的设计。
结束语
综上所述，将节能设计理念融入到机械制造与自动化设计中是机械制造业未来的发展方向，虽然当前我国在这方面还与国外存在不小的差距。但相信随着国家政策的倾斜，节能一定会成为机械制造与自动化设计的重点。
参考文献
[1]刘睿,金英俊,王志远.浅析机械制造自动化技术发展趋势[J].南方农机.2017(03).
[2]李瑞涛,贺天,刘馨泽,丁泽琳.机械制造自动化技术特点与发展趋势[J].时代农机.2017(11).
[3]张英祥.机械制造与自动化中节能设计理念的应用研究[J].自动化与仪器仪表.2016(03).