机械设备设计中如何创新与应用

作者：张凤娟

来源：《现代经济信息》 2017年第11期

冶金机械设备在我国现有的各类设备中有广泛应用，且和我国国民经济发展息息相关。创新性的设计和研发机械设备，对于促进国民经济发展具有举足轻重的作用，为我国实现从制造业大国向制造强国转变具有积极的促进作用。近年来，我国机械设备的设计研发水平有了很大的提升，逐渐在世界舞台崭露头角。但我们与发达国家相比，还存在一定差距，有很大的提升空间。因此，只有将机械设备的设计和研发需要变得更合理，更科学，更智能化，才能在世界高端领域拥有话语权，成为促进经济社会科学发展的有力引擎。

一、当前冶金机械设备设计存在的现状分析

冶金机械设备通常都是一些高能耗、高污染的设备，我国传统的冶金机械设备设计的大多是以长期的经验积累为原始资料，通过力学建模、数学建模或实验等，所形成的图表、经验公式、标准及规范，再利用条件计算和类比等方法进行雏形设计。但是这种设计方法会使冶金机械设备在其以后的工作环境中, 有噪声、废气排放、热辐射、泄漏等现象出现。因此, 怎样减少冶金设备的能耗以及增加实用性, 实现冶金设备的制造过程整体最优是一个重要课题，也是本文要探讨的方向。

二、机械设备设计研发流程

机械设备的设计研发阶段决定一个机械设备的全寿命周期中最重要的形成环节，主要工作是根据客户提出的实际需要和应用，设计研发出来的能有效的实现一种或多种满足客户需求功能的机械装备，而在此过程如何创新和设计是需要重点优先考虑的事情。

第一步，跟一般的设计研发步骤相似，由需求应用单位的人员提出设计研发申请，创新性的分析和研究实现客户需求的方法，考虑到性价比和发展性；第二步，等到设计研发申请经过设计负责部门商议研究得到批准以后，设计人员必须将申请中的需求细化分解任务，细化到设计研发任务的具体内容和要求，及其创新性要求，一并发送到相关的各个任务部门，让设计者及各个配合部门进行确认任务和目标，即机械设备的需求申请，必须由主管部门或领导确认并批准；第三步，相关的各方接到任务的部门根据任务书要求，挑选人员，成立专项部门进行创新性研发。

修改方案形成以后，设计部门要认真对照修改方案，对原设计方案进行细致周密的修正，进入方案正式的实质性设计阶段。设计完成后，由相关人员进行再次审核，经上级主管领导批准后，才能将正式图纸输出打印。为确保实现设计效果，以及日后的使用效果乃至设备报废阶段的处理方式，在设备制造之前，设计部门要与加工制造单位进行细致有效的沟通，确保设计中的细节不被忽略，做到绿色加工制造，引入系统制造工程概念，确保下游加工制造单位对设计思路和要求有较清楚的认识，也为日后顺利施工奠定基础。

在机械设备的制造过程中，设计人员应与加工制造单位保持及时有效的沟通，跟踪加工进度，并第一时间解决制造过程中遇到的情况，做好记录工作以备今后查阅和参考。

设备加工制造完成后，设计人员进行验收，之后进行试产运行鉴定，对使用效果进行综合评估，并做好记录。机械设备试产达标后，设计人员要及时跟进，认真完成日常操作、设备工艺、日后维护的相关图纸和资料交付工作，并进行必要的培训。正式交付使用后，设计人员还应经常主动了解机械设备运行情况，对出现的问题进行记录，并分析问题所在，及时制定完善功能的方案，在合适的时候进行改造和优化，为日后的设计积累经验。

三、机械设备设计的几点思考

在机械设备的设计过程中，方案设计阶段是设计过程的关键一环，有很多基础性工作必须缜密考虑。它直接关系着机械设备的智造质量和运行效果，对后期维护也有紧密联系，并关系着用户的满意度。作为设计者，在设计设计方案过程中，要多翻阅文献和相关资料，并进行实地考察，征求使用方的建议。要遵循系统工程原则：注重机械原理、通讯信号、电气技术和智能数字化的有机结合；同时兼顾使用、维护的成本、便捷和安全；综合考量技术先进程度与生产制造成本之间的平衡取舍；注意可能遇到的问题和解决问题的预案谋划等。

要避免以下倾向：单纯追求高精尖，忽视性价比；片面追求高精度，没有成本理念；忽视对机械设备实际操作、运行保养方便与否，甚至对安装场地、实际情况没有考虑；凭主管经验，不重视科学计算和校核；盲目模仿，缺乏创新；对设计方案可能产生的问题，缺少预想准备不足。

四、机械设备智能化的前瞻

当前，机电设备一体化、智能化的步伐正在加速，智能化的应用在冶金机械设备设计中迅速推广，并日益得到各机械设计领域的高度关注, 其应用范围不断拓宽，并在智能化设计的基础架构上,更多融入了运筹学技术、云计算技术以及模拟人工智能等要素, 为机械设备的设计融入了更多的新元素，逐步向智能化转型。即在机械设备的设计中将能源供给、相关接口以及电气接入等进行细致的模块划分, 有效提高了机械设备的运行效率, 为日后的故障修复提供了智力支持。

五、结语

机械设备的设计和研发工作，任重道远。因此，机械设备的设计人员必须树立更加远大的目标，并从实际出发，将创新融入设计研发程序的每一个环节，并不断探索新的思路和方法，才能领跑行业的发展，促进设计研发工作不断取得新的、更大的进步。