電力電氣 綠色技術在機電一體化機械系統(tǒng)中的應用思考

綠色技術在機電一體化機械系統(tǒng)中的應用思考摘要：隨著現(xiàn)代社會的穩(wěn)步發(fā)展，工業(yè)的機械設計制造環(huán)節(jié)體現(xiàn)出了越來越豐富的技術和相關的應用價值。先進科學技術的應用能夠推動工業(yè)機械智造快速長遠發(fā)展，效果更加明顯，作用更加突出，為社會的穩(wěn)步發(fā)展奠定良好的基礎。為了保證機械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，相關單位應該加強機械設計制造中綠色理念的應用，這樣才能夠有效提升機械設計制造的整體水平，進而推動社會的可持續(xù)發(fā)展。本文首先介紹了綠色理念在機械設計制造應用的重要性，并提出了加強綠色理念應用的有效措施，希望能夠推動企業(yè)與社會的共同健康發(fā)展。關鍵詞：機電一體化；機械系統(tǒng)；綠色技術引言工業(yè)化與機械智造水平不斷提升下，環(huán)境惡化、資源短缺等社會問題逐年顯現(xiàn)，在這樣的時代背景下，為了有效降低大型機械制造過程中污水、廢渣等污染物的產(chǎn)生，減少污染源產(chǎn)生，有必要充分意識到綠色設計在機械裝備制造中的重要作用，基于綠色環(huán)保視角與理念探索機械設計制造的新路徑。綠色設計是在生態(tài)文明理念、可持續(xù)發(fā)展觀念下，將集約型資源利用、與環(huán)境友好型社會發(fā)展有機結合，在日常滿足人類工作、生活生產(chǎn)以及推動社會發(fā)展的前提下，盡可能減少對資源、環(huán)境的過度破壞與過分消耗，從而實現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟效益以及生態(tài)文明效益之間完美平衡為目標而進行的一種生產(chǎn)活動。一、綠色制造技術應用現(xiàn)狀（二）關于機電一體化機械系統(tǒng)的發(fā)展機電一體化將傳統(tǒng)機械技術、計算機網(wǎng)絡技術、電子控制技術以及微電子技術等多種技術進行綜合運用，優(yōu)化了傳統(tǒng)機電的主要功能，并且最大化的發(fā)揮設備功能、動力功能、信息功能以及設備控制功能。機電一體化技術是一種新型的綜合性多元化科學技術。因其具有極強的綜合特性，能夠把生產(chǎn)中的多種技術設備綜合高效組合在一起，不斷進行優(yōu)化配置合理化調(diào)控。從而，增加機電多項功能，降低工業(yè)生產(chǎn)能耗及環(huán)境碳排放，提高整體系統(tǒng)的工作質(zhì)量和工作效能和綠色經(jīng)濟性。實現(xiàn)對電子機械設備智能化、準確化的管理和控制。該技術包含從產(chǎn)品層級和技術層級的內(nèi)容，在不斷發(fā)展和完善的過程中極大的提高了機電產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。隨著新時代的快速發(fā)展，機電設備一體化已經(jīng)結合了全行業(yè)各類技術優(yōu)勢。很大程度上有別于于傳統(tǒng)的機械制造領域，對于將來機械系統(tǒng)的等等發(fā)展也有著很大的推動作用，在一些高新的產(chǎn)業(yè)鏈上也出露頭腳。當前社會已經(jīng)是一個具備許多智能化的社會，對于這種狀況來講發(fā)展機電設備一體化的智能建造也是必經(jīng)之途。機電設備一體化呈現(xiàn)了明顯的科技型、智慧型的發(fā)展趨勢，由于微電子處理器具有高速、高性能的特點，因此可以更多的代替人工進行智能化操作，實現(xiàn)了系統(tǒng)的精確控制、人工智能。當前的機電設備一體化本身就結合了可控制編程技術，這種技術的應用也加強了技術的智能化與自動化，對于操作命令的下達也可以很好的進行分析，確保整個命令的準確性。這種準確性的操作也很大程度上決定了機電一體化的應用，對于一些較席位的方面也可以進行應用。傳統(tǒng)的機電設備一體化的元件被電子元器件代替，這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)形式已經(jīng)很難得到更好的應用，傳統(tǒng)的機械部件已經(jīng)無法面對越來越復雜的現(xiàn)狀。因此，豐富了機電設備一體化的功能，使機械性能更具備穩(wěn)定性，可以更多的滿足用戶要求，有利于新產(chǎn)品的研發(fā)和創(chuàng)新。（二）機電一體化未來發(fā)展趨勢未來機電設備一體化會根據(jù)行業(yè)全新標準進行模塊化智造，滿足社會發(fā)展對產(chǎn)品研發(fā)生的多樣性、標準化需求。由于機電一體化更多微型化設備出現(xiàn)，對于一些原本無法進行的操作就具備了一定大發(fā)展方向，未來將有更多微型化機電設備出現(xiàn)，并且在更廣闊的航空航天技術、生物醫(yī)學制藥、人工智能等等領域開發(fā)利用也是一個很好的方向。機電一體化微型設備發(fā)展依賴于微機械技術、計算機軟件、硬件技術以及微電子元器件技術的發(fā)展。人工智能通過學習和模擬人類的操作系統(tǒng)就可以精確的判斷分析，實現(xiàn)節(jié)省人腦與勞動力的狀況。環(huán)境污染一直是伴隨工業(yè)發(fā)展的典型副產(chǎn)物，隨著綠色經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟的發(fā)展，人們對生態(tài)文明提出了更高的需求，進一步完善企業(yè)生產(chǎn)的各個流程和生產(chǎn)工藝。因此，促進機電設備一體化適應新時代發(fā)展趨勢，在制造工藝、流程、包裝運輸、以及使用維護、報廢朝著綠色低碳方向發(fā)展。我國長期以來將生態(tài)環(huán)境作為提升經(jīng)濟發(fā)展的基礎，對于這種狀況就需要在進行發(fā)展的過程當中注重生態(tài)環(huán)境的保護，當前的生態(tài)環(huán)境就已經(jīng)岌岌可危，只有不斷地加強綠色技術在機電一體化機械系統(tǒng)的應用才能逐漸改善。（三）綠色制造技術應用現(xiàn)狀首先，技術運用成熟度不夠。綠色制造技術沒有得到高效地運用，最為關鍵的一個原因就是技術比較稚嫩。雖然其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢十分突出，但是在有時候所體現(xiàn)出來的使用價值，與傳統(tǒng)制造技術相對比，仍有很大的不足之處。具體表現(xiàn)在機械加工過程覆蓋不全面，導致很多企業(yè)在進行機械制造時，對于綠色制造技術的使用報以懷疑的態(tài)度，更多的還是在運用傳統(tǒng)制造技術，其所體現(xiàn)出來的制造效率相對比較低，在社會上推廣時就會更加困難。其次，資源損耗比較嚴重。綠色制造技術在機械制造中運用時，所強調(diào)的就是減少資源的投入、避免污染問題發(fā)生。但是事實上，在減少資源投入上，綠色制造技術存在資源控制不良的問題。這就導致綠色制造技術落實時，經(jīng)常會發(fā)生由于控制不良、管理不慎，反而加劇了資源浪費的問題，進而導致制造企業(yè)經(jīng)濟效益難以保障，預期節(jié)省資源的目標沒有得到實現(xiàn)。最后，綠色制造技術發(fā)展時間比較短。綠色制造技術在我國的發(fā)展運用時間比較短，是一個客觀性問題。由于我國對于綠色制造理念的重視，體現(xiàn)出了對綠色制造技術的迫切需求，但是問題在于當綠色制造技術在引入使用時，缺少充分的專業(yè)性人才、專業(yè)設備、專業(yè)工藝作為支持，導致綠色制造技術所體現(xiàn)出來的使用價值仍十分有限。針對這一點，我國仍在發(fā)展完善的階段，應該針對實際情況，圍繞綠色制造技術的需求，推動綠色制造技術的輔助條件不斷完善。二、綠色技術在機械系統(tǒng)中的應用（一）選擇綠色材料在設計綠色產(chǎn)品的過程中，綠色低碳材料在很大程度上決定了機械設計與綠色低碳設計理念的契合程度。所謂綠色地鐵材料,是指可再生、能循環(huán)使用,節(jié)能環(huán)保的材料,綠色低碳與環(huán)境友好共存,且有助于人類的身心健康發(fā)展。倘若能夠保障材料質(zhì)量,綠色低碳產(chǎn)品制造失誤率便會大大降低。但是,縱觀當今產(chǎn)品設計研發(fā)領域,仍舊有很大一部分沒有經(jīng)過安全達標測試的材料混入其中,導致對人身體健康存在潛在威脅的一次性用品,人們對于安全環(huán)保的需求與日俱增。因此，相關設計人員應該結合產(chǎn)品的設計需求,在選取材料時要考慮從環(huán)保、低碳、經(jīng)濟、無污染、效能等5個方面入手，避免材料對環(huán)境造成污染。傳統(tǒng)的機電制造的材料均含有重金屬，重金屬的使用、釋放對人體健康產(chǎn)生威脅，還會破壞生態(tài)環(huán)境，回收成本過大，難以循環(huán)利用，并且不能進行自然分解處理。因此，首選環(huán)境兼容性好的綠色材料以及與產(chǎn)品設計相對應的零部件,盡可能確保選用無毒、無污染、無輻射的材料。機械設計制造要從源頭上防止污染，使材料具有無污染、可回收、循環(huán)利用、經(jīng)濟適用等特性，要同時考慮到經(jīng)濟成本和資源利用的問題,因而在同等作用的材料選擇中，設計人員要優(yōu)先選擇可以回收利用或者易于降解的材料,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的長期戰(zhàn)略。同時，在開展綠色低碳材料回收工作時,材料種類的繁雜可能會導致材料過度的回收成本,因此，在不斷優(yōu)化產(chǎn)品回收體系完善回收制度的基礎上對材料種類酌情減少,為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。對材料采購體系進行定期的優(yōu)化和管理，建立綠色材料動態(tài)檔案及數(shù)據(jù)庫，專門安排人員對材料性能進行測試，有針對性實現(xiàn)材料回收，盡可能做到循環(huán)二次利用。（二）科學選擇機械設計方案綠色設計理念在機電設計中分為以下幾類：功能性設計、細節(jié)零件設計、產(chǎn)品全生命周期設計、產(chǎn)品外包裝設計、材料可拆卸回收設計。細節(jié)零件設計。主要以其靈活性、可代替性、二次利用、修復性為主，方便產(chǎn)品的正常使用與售后修復；可拆卸回收設計的設計理念是針對機械制造過程中產(chǎn)生的大量材料浪費及機械產(chǎn)品廢棄回收，從而達到節(jié)省資源的可能；產(chǎn)品生命周期設計。指的是從產(chǎn)品使用到廢棄的應用時間及性能設計，并建立適當?shù)臄?shù)據(jù)收集與整理，方便日后的修復與回收；產(chǎn)品外包裝設計:包裝一直是以體現(xiàn)產(chǎn)品低碳環(huán)保特性的重要組成部分,因此在遵循綠色低碳設計理念產(chǎn)品包裝設計時,應盡可能遵循以下原則:其一,選用無污染、易降解或易回收、無毒害包裝材料。比如說,和塑料材料包裝相比,紙制品包裝的回收利用相對來說更佳便捷,對環(huán)境造成的危害相對來說更低，不存在自然中無法分解的情況,可以優(yōu)先考慮。其二,節(jié)省材料。在設計產(chǎn)品的包裝時,除卻要保障包裝提供信息介紹、應有的保護、方便等基本要求外,還要綜合考慮包裝的低碳綠色功能,實現(xiàn)適度包裝同時確保確保材料最省。其三,包裝設計應符合再循環(huán)與回收利用理念,盡可能延長各類包裝的使用周期和使用壽命，避免污染。產(chǎn)品包裝設計主要是運送包裝及產(chǎn)品本身的外表涂裝，現(xiàn)階段產(chǎn)品自身涂漆已經(jīng)能做到無污染，產(chǎn)品運送包裝最好以可回收資源為主。功能性設計：當今社會的低碳綠色產(chǎn)品設計主要從兩方面著手,一是多功能設計,二是摒棄無用功能的設計。首先,產(chǎn)品形式追隨功能已經(jīng)是現(xiàn)代低碳綠色產(chǎn)品設計的標準配置,是同類型產(chǎn)品在競爭中取勝的重要保障,所以,在進行綠色產(chǎn)品設計時,相關設計人員必須注重多功能設計,以滿足不同使用者的消費需求,并在此基礎上節(jié)約資源,使產(chǎn)品具有更長的使用周期。其次,隨著新時代的發(fā)展和科技的進步，傳統(tǒng)的設計理念已經(jīng)無法追趕時代潮流,比較具有代表性的是只追求形式,而不顧及功能的產(chǎn)品設計。當然，舍本逐末的設計理念在現(xiàn)階段部分產(chǎn)品中仍舊存在,功能配置和環(huán)保無法達到民眾的基本要求。因此,綠色低碳產(chǎn)品設計過程中,應該重視對客戶體驗的探討,盡可能刪減無用功能的設計,降低材料的損耗和資源的浪費,轉(zhuǎn)而加強對產(chǎn)品成本的管控。因此,在這種情況下,要優(yōu)先考慮低碳綠色設計理念,設計才能滿足當代人們生活需求的、功能性和實用性兼具的綠色低碳產(chǎn)品。材料可拆卸性設計：隨著機械的設計復雜化，現(xiàn)代機械智造使用的材料日益多樣化，機械材料零部件不可拆卸，無法重復利用會造成大量的各類材料資源浪費，并且加劇廢棄物處理量以及處理難度，在傳統(tǒng)的機械設計與制造中，更多的是關注零件的相容性及運行穩(wěn)定性，而很少考慮產(chǎn)品本身的可拆卸性及零部件重復使用的可能性。而在機械低碳綠色設計智造中，可拆卸性是產(chǎn)品設計的核心內(nèi)容之一，可拆卸設計有效節(jié)約資源，實現(xiàn)材料的循環(huán)再利用。（三）考慮可回收性機械產(chǎn)品的可回收性主要源于產(chǎn)品的完整性及材料的回收性，這在機械產(chǎn)品制造的過程中只要考慮材料是否具備二次利用與無污染屬性，其次還有考慮回收的性價比，盡可能的簡化回收過程。此外，還要考慮回收的外界因素，并在機械產(chǎn)品的設計初期將環(huán)保理念融入到產(chǎn)品中，使機械產(chǎn)品回收率、產(chǎn)品的利用率最大化，這有利于環(huán)保與生態(tài)平衡。在設計機械產(chǎn)品的過程中，相關設計師們一方面要充分考慮產(chǎn)品今后的回收和再利用問題可持續(xù)發(fā)展理念,另一方面也要注重產(chǎn)品的環(huán)保性能和實用性能問題,也就是產(chǎn)品的可回收性設計。而且,機械的可回收性專業(yè)設計并不是簡單的零部件的分離、拆卸和重組,而是全面徹底的資源回收與再利用,也就是說,被拆卸和分離的每一個零部件都能在下一-階段的產(chǎn)品生產(chǎn)中發(fā)揮作用。所以,在初期產(chǎn)品設計環(huán)節(jié),設計人員就需要充分考慮可回收性零件的選擇,重視相關環(huán)節(jié)的可回收性設計。具體來說,現(xiàn)階段常見的產(chǎn)品可回收性設計主要有原料再循環(huán)和零件的再利用兩種途徑,與前者相比,后者循環(huán)利用的困難程度和經(jīng)濟成本更低,因此與企業(yè)發(fā)展的適配性更高,是一種比較合理的資源回收方式。三、結束語應用綠色制造技術，結合當今機械智造實際背景，在制造過程中對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標具有直接影響。因此，應立足于機械制造實際，深入分析綠色制造技術開展情況，有效運用綠色制造技術，為制造工作奠定良好基礎，滿足綠色制造的要求，積極響應我國在節(jié)能環(huán)保、保護環(huán)境上的號召。參考文獻[1]孫傳瑜,劉彬.綠色技術在機電一體化機械系統(tǒng)中的應用探微[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2020(34):162-163.[2]戚濤.綠色技術在機電一體化機械系統(tǒng)中的應用分析[J].南方農(nóng)機,2019,50(24):168.[3]廖杰.綠色技術在機電一體化機械系統(tǒng)中的應用分析[J].南方農(nóng)機,2019,50(09):119.[4]朱振濤.機電一體化在機械控制系統(tǒng)中的應用[J].內(nèi)燃機與配件,2018(18):199-200.[5]祝茂欽.試論機電一體化技術的應用及發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)新與應用,2017(34):163+165.[6]楊波.綠色技術在機電一體化機械系統(tǒng)中的應用思考.?中國設備工程?2021.10.01[7]陳瑾.新時期機械設計與制造中的綠色設計法探析.?現(xiàn)代制造技術與裝備?2020.04.28[8]寧新元.綠色理念在機械設計制造中的滲透.?內(nèi)燃機與配件?2019.05.30[9]孫國棟.綠色理念在機械設計制造中的應用.?中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)?2020.02.23[10]李全亮、王曉軍.論綠色制造