徐開國

（久益環(huán)球（佳木斯）采礦設(shè)備有限公司，黑龍江佳木斯154003）

論現(xiàn)代機械中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

徐開國

（久益環(huán)球（佳木斯）采礦設(shè)備有限公司，黑龍江佳木斯154003）

“十三五”以來，中央經(jīng)濟工作會議明確了“穩(wěn)中求進”的經(jīng)濟政策基調(diào)，提高供給體系質(zhì)量和效益等主要任務，有利于機械行業(yè)推進結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型升級。針對現(xiàn)代機械中的結(jié)構(gòu)化設(shè)計進行系統(tǒng)性的分析和探討。

現(xiàn)代機械；產(chǎn)業(yè)調(diào)整；優(yōu)化設(shè)計；轉(zhuǎn)型升級

在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動力轉(zhuǎn)換的背景下，增速趨緩是市場在資源配置中起決定性作用的必然結(jié)果。隨著機械市場需求的不斷變化，為適應國家經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型升級，機械產(chǎn)品正在努力探尋從投資類產(chǎn)品向消費類產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。以主營業(yè)務收入和利潤增速為例，低于全行業(yè)平均水平的行業(yè)主要是工程機械、重型礦山。這些行業(yè)均屬機械工業(yè)中典型的投資類產(chǎn)品行業(yè)。

1　現(xiàn)代機械制造業(yè)面臨轉(zhuǎn)型升級

1.1現(xiàn)代機械制造業(yè)已進入互聯(lián)網(wǎng)+時代

互聯(lián)網(wǎng)+時代的特點是以人為核心，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等在內(nèi)的生態(tài)與系統(tǒng)而形成的高度信息對稱、和諧與高效運轉(zhuǎn)的社會生態(tài)，是“智能+”的標志。那么，在現(xiàn)代機械化的結(jié)構(gòu)調(diào)整中，工業(yè)機器人+智能化，將會是什么樣呢，這的確使人充滿想象，很讓人期待。

1.2現(xiàn)代機械制造業(yè)進入新的產(chǎn)業(yè)布局

博鰲論壇匯聚了互聯(lián)網(wǎng)界的精英翹楚，而他們的觀點及企業(yè)往后的計劃，將對我國工業(yè)機器人智能化發(fā)展有相當?shù)闹巫饔?。關(guān)于智能化及人工智能的大討論，不但符合我國現(xiàn)代機械制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的方向，也符合工業(yè)機器人的發(fā)展趨勢。

1.3現(xiàn)代機械制造業(yè)迎來了“機械”換人

“機械”換人已漸漸進入人們的視野。用人成本降低、企業(yè)生產(chǎn)工藝提升和人才結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這些“機器換人”后的成功經(jīng)驗吸引了越來越多的制造業(yè)企業(yè)。工業(yè)4.0的變革，主要還是因為人工成本一年比一年高，而且工人不穩(wěn)定。從而影響到企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，有很多人一到過年回家后，就換到其他廠工作了。造成前幾年企業(yè)找不到人來做事，產(chǎn)品做不出來，利潤一年比一年低。這才逼使著各個企業(yè)走上機器換人這條路。之前一個車間有一百多人在生產(chǎn)，現(xiàn)在只需要幾個管理人員在看機械就可以了。全線實現(xiàn)自動化生產(chǎn)及輸送，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，也提高了生產(chǎn)效率。

2　機械智能化是未來社會的發(fā)展方向

2.1工業(yè)智能化

工業(yè)機器人要智能化，離不開以上這些信息技術(shù)的支撐。如何通過觸覺視覺聽覺等感知，判斷零部件的裝配質(zhì)量；如何讓機器人在暗光的環(huán)境下識別圖像，準確地傳送物體等。這些與信息技術(shù)息息相關(guān)。當然還有驅(qū)動、傳動、感知與控制等核心基礎(chǔ)部件技術(shù)的突破。

2.2工業(yè)4.0智能制造

據(jù)了解，機器人機械化作業(yè)具可控性，可直接替代車間工人，提高生產(chǎn)效率、品質(zhì)和環(huán)境。其中打磨、焊接、噴漆、物流等環(huán)節(jié)對人體具有一定傷害性。這給智能制造、自動化產(chǎn)業(yè)提供了較大的需求空間，顯現(xiàn)“一體化、智能化、自動化”特色。精準度高、靈活性強的小型機器人廣泛運用于工程、汽車等重工業(yè)，還廣泛涉及食品、電子、日用品等精密加工業(yè)。機器人是智能化工廠的非常重要的底層設(shè)備，是工業(yè)4.0產(chǎn)業(yè)鏈的其中一環(huán)。在自動化領(lǐng)域，工業(yè)機器人發(fā)揮著不可替代的作用。伴隨著機器人產(chǎn)業(yè)的不斷完善，工業(yè)4.0的基礎(chǔ)不斷夯實，智能制造有望加速推進。要逐步完善機器人共性技術(shù)和標準體系建設(shè)，對后期的機器人工作站和工廠級系統(tǒng)集成而言，也形成重要的支撐。

3　現(xiàn)代機械結(jié)構(gòu)廣泛優(yōu)化調(diào)整

3.1農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展

從農(nóng)耕時代走向現(xiàn)代社會，農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化離不開機械化，農(nóng)業(yè)機械是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。置身于“產(chǎn)業(yè)革命”的時代浪潮中，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要轉(zhuǎn)型升級，只有通過科技發(fā)力才能贏得更高的產(chǎn)能、更多的紅利。面對動輒幾十萬甚至上百萬的資金，僅靠農(nóng)民自我積累、銀行貸款“輸血”是遠遠不夠的。農(nóng)業(yè)發(fā)展的有形之手，離不開政府扶持引導的無形之手，“平安農(nóng)機”推廣同樣如此。從這個角度來講，政府在普及農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)進程中，不僅要樹立鮮明的科技導向，而且應通過農(nóng)機補貼、免費上牌等惠農(nóng)政策，切實調(diào)動農(nóng)民購買農(nóng)機的積極性，積極化解農(nóng)業(yè)發(fā)展“成長中的煩惱”。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，不再是簡單的“靠天吃飯”，更多的注入了科技含量。從這個角度來講，加強職業(yè)培訓、培養(yǎng)知識型農(nóng)民，已經(jīng)成為繞不過的當務之急。政府部門不僅要加強科技種田指導，還應教會農(nóng)民適應市場、駕馭市場、馳騁市場的本領(lǐng)和辦法，用市場化、信息化、科技化手段推進農(nóng)業(yè)標準化、規(guī)模化、品牌化生產(chǎn)。一言以蔽之，“沒有農(nóng)業(yè)機械化就沒有農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”，大力推進“平安農(nóng)機”建設(shè)，適應從靠天種養(yǎng)到科技生產(chǎn)的發(fā)展新常態(tài)，我們可以做的還很多很多。

3.2智能轉(zhuǎn)型

國內(nèi)制造業(yè)實現(xiàn)智能轉(zhuǎn)型，目前缺乏一個標準的模范工廠，應該讓企業(yè)清楚了解工業(yè)4.0到底如何操作、如何實現(xiàn)。有專門做智能化建設(shè)的公司反映，能夠進行智能化改造與數(shù)字化車間建設(shè)的企業(yè)在國內(nèi)僅占一兩成，有的傳統(tǒng)企業(yè)還在用手工，甚至連最基礎(chǔ)的數(shù)字化建設(shè)都沒有。因此，石勇建議要想實現(xiàn)制造向智造的轉(zhuǎn)型，就要從工業(yè)基礎(chǔ)工程做起，同時大力發(fā)展專用裝備。目前國內(nèi)制造業(yè)很多裝備都是通用型的，專用裝備、專用工裝現(xiàn)有研究的還很少，實際上這一塊需求很大。企業(yè)在實施過程中會發(fā)現(xiàn)很多機床的通信標準都不一樣，很難實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。設(shè)備間不能實現(xiàn)互聯(lián)互通在于控制系統(tǒng)不一樣，接口不一，設(shè)備互聯(lián)成本高昂，成為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化的一大障礙。

4　結(jié)語

“十三五”是機械工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，行業(yè)調(diào)整必須有進有退。行業(yè)協(xié)會正在配合國家有關(guān)部門，抓緊研究機械工業(yè)穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)型升級、降本增效的政策措施建議，爭取從供需兩側(cè)發(fā)力，拉需求，推應用，為機械工業(yè)發(fā)展提供良好的政策環(huán)境，提振全行業(yè)的信心和決心。補齊短板是供給側(cè)改革的重要內(nèi)容。機械工業(yè)當前亟須找到基礎(chǔ)薄弱這一短板，強基固本，補齊短板，要在專用設(shè)備、特別是中高端產(chǎn)品的專用設(shè)備上取得突破，以擺脫多年來一直依賴進口的局面。當前，全行業(yè)要堅定信心，積極推進結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級，將現(xiàn)代機械結(jié)構(gòu)化設(shè)計應用在各個行業(yè)各個領(lǐng)域，真正促進全社會發(fā)展，將現(xiàn)代機械業(yè)變成活水，真正達到造血功能，同時要加強科研指導，將創(chuàng)新驅(qū)動作為解決當前和今后一段時期行業(yè)發(fā)展面臨問題的主要抓手，實現(xiàn)機械工業(yè)“十三五”的良好起步。

［1］王浩東，陸國賢，倪慶興.用動態(tài)規(guī)劃法進行起重機桁架式臂架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計［C］//中國的經(jīng)濟建設(shè)與21世紀的物料搬運技術(shù)——中國機械工程學會物料搬運分會第五屆學術(shù)年會論文集，1996.

［2］嚴世榕.現(xiàn)代機械中的動力學問題［C］//福建省科協(xié)第四屆學術(shù)年會——提升福建制造業(yè)競爭力的戰(zhàn)略思考專題學術(shù)年會論文集，2004.

［3］聞邦椿.現(xiàn)代機械設(shè)備動態(tài)設(shè)計的理論與方法綜述（摘要）［C］//中國科協(xié)2001年學術(shù)年會分會場特邀報告匯編，2001.

［4］杜立群，楊季玲，徐征，等.無閥微泵流體特性的數(shù)值計算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計［C］//中國微米、納米技術(shù)第七屆學術(shù)會年會論文集（一），2005.

［5］郭中澤，鄧克文，陳裕澤.基于拓撲、形狀和參數(shù)優(yōu)化的集成設(shè)計研究［C］//慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術(shù)大會'2007論文摘要集（下），2007.

Discussion on structural optimization design of modern machinery

XU Kai-guo
（Jiuyi Global Jiamusi Mining Equipment Co.，Ltd.，Jiamusi 154003，China）

The central economic working conference has defined economic policy of seeking improvement in stability and improving quality and efficiency of the supply system since the 13th five-year plan，which is in favor of the machinery industry to promote structural adjustment and transformation upgrading.Structure design of modern machinery was analyzed and discussed systematically in this paper.

Modern machinery；Industrial restructuring；Optimization design；Transformation upgrading

2016-04-20

TH 122

B

1674-8646（2016）14-0020-02