孫傳瑜 劉彬

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在地球上有著無(wú)數(shù)資源供人類使用，改善著人類的生活。然而，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，自然資源飛速消耗的同時(shí)環(huán)境也受到了極大程度的破壞，引進(jìn)綠色技術(shù)并將其融入各方面是如今乃至以后的必然趨勢(shì)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 綠色技術(shù);機(jī)電一體化;機(jī)械系統(tǒng);應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]? H-39? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）34-0162-02

隨著工業(yè)和科技的進(jìn)步，在現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展，但同時(shí)也存在資源浪費(fèi)、環(huán)境污染等一系列問(wèn)題。近年來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中綠色技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，因此對(duì)其進(jìn)行研究具有積極的意義。

一、綠色技術(shù)和機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹

綠色技術(shù)是指工業(yè)產(chǎn)品從生產(chǎn)制造到報(bào)廢的過(guò)程中，運(yùn)用各種先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，對(duì)環(huán)境低污染或者無(wú)污染的一種可持續(xù)生產(chǎn)制造方式。如今的時(shí)代是一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)代，同時(shí)也是一個(gè)不斷創(chuàng)新的時(shí)代。其中制造業(yè)的發(fā)展更是一馬當(dāng)先，在機(jī)器人等產(chǎn)品快速發(fā)展的同時(shí)，各個(gè)行業(yè)中，機(jī)器人正在逐漸替代人類來(lái)完成作業(yè)，不僅解放了勞動(dòng)力，同時(shí)也提高了效率，可謂一舉兩得。因?yàn)闄C(jī)電一體化效率高、自動(dòng)化程度高，作業(yè)時(shí)間沒(méi)有太大的限制，所以極大地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步。隨著5G時(shí)代的到來(lái)，“網(wǎng)絡(luò)+”模式是一種非常普遍的模式，而人工智能便是機(jī)電一體化往后發(fā)展的必然趨勢(shì)。借助網(wǎng)絡(luò)信息便捷傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，將機(jī)電一體化推向另一個(gè)嶄新的高度。

二、綠色設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的要求與原則

設(shè)計(jì)的目的就是最大化地將產(chǎn)品以合理的方式加以利用，從而達(dá)到較為良好的設(shè)計(jì)效果，這其中包括環(huán)保、效率、回收、循環(huán)等，本文談到的機(jī)電一體化在這一方面更應(yīng)該注意。因?yàn)闄C(jī)器的運(yùn)作是需要消耗能量的，而能量的來(lái)源大多是來(lái)自于地球上的自然資源，隨著機(jī)器的增多，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)弊端也顯現(xiàn)了出來(lái)，因?yàn)橐磺惺挛锒季哂袃擅嫘?，有好的?dāng)然也有壞的，在這個(gè)背景之下，環(huán)境問(wèn)題變得日益嚴(yán)重，霧霾、黑河、污江等都是環(huán)境惡化的表現(xiàn)。引入綠色能源是如今不能懈怠的一個(gè)大問(wèn)題。大眾所熟知的綠色能源有太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等，而應(yīng)用最為廣泛的便為太陽(yáng)能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將綠色技術(shù)融入機(jī)電一體化之中，有利于機(jī)電一體化更好、更快地發(fā)展。以大眾所熟知的汽車為例，汽車是一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，它在人們的日常生活中扮演了一個(gè)非常重要的角色，極大地便利了人們的日常生活。汽車在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性和舒適性是汽車非常重要的一個(gè)指標(biāo)，因此汽車的各個(gè)零件需要經(jīng)常更換，以確保再出問(wèn)題的時(shí)候可以快速解決。所以在汽車零件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到該零件的可拆卸性這一重要元素，同時(shí)拆卸下的汽車零件可以回收，經(jīng)過(guò)處理再次利用，從而達(dá)到一個(gè)良性循環(huán)，提高資源的利用率。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)該考慮產(chǎn)品使用壽命的問(wèn)題。對(duì)于產(chǎn)品的選材、形狀進(jìn)行考慮，以達(dá)到延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命的目的。因?yàn)楫a(chǎn)品的使用壽命長(zhǎng)的話，性能等各個(gè)方面絕對(duì)是更為優(yōu)秀的，這樣的產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力，不會(huì)頻繁地出問(wèn)題，更不會(huì)過(guò)了很短的時(shí)間就需要更換產(chǎn)品，耗費(fèi)人力、物力，極大地降低辦事效率。所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行較為完善的測(cè)試，而產(chǎn)品壽命主要在于選材、形狀、精度等方面，可以從這些方面入手進(jìn)行設(shè)計(jì)，定能事半功倍。而最后需要注意的是，設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)整體進(jìn)行把握，因?yàn)榻鉀Q上文討論的問(wèn)題的目的是提高效率，所以對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)講以方便、易懂為核心，圍繞這一核心來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，增加人們?cè)诓僮鳟a(chǎn)品時(shí)的舒適度，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的操作系統(tǒng)，從而間接地提升了辦公效率，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的，提高了對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力，在一定程度上避免了資源的浪費(fèi)。

三、綠色設(shè)計(jì)過(guò)程中重要問(wèn)題的分析

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)要從整體性基礎(chǔ)上考慮問(wèn)題

綠色設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)最大的不同之處就是在考慮產(chǎn)品的功能、成本的基礎(chǔ)上，也要考慮產(chǎn)品在使用、報(bào)廢、回收過(guò)程中，回收利用同環(huán)境與資源之間密切的聯(lián)系。換句話說(shuō)，就是在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行人—產(chǎn)品—環(huán)境這種關(guān)系稍稍復(fù)雜的設(shè)計(jì)。所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中腦海中應(yīng)一直都有這樣一個(gè)設(shè)計(jì)理念：在選材和設(shè)計(jì)上要對(duì)產(chǎn)品零件的可拆卸性和回收性進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度分析，展開(kāi)測(cè)試，建立一個(gè)產(chǎn)品模塊體系，將產(chǎn)品劃分為不同的模塊，這樣有利于問(wèn)題的分析和處理，同時(shí)也有利于產(chǎn)品零件的拆卸。同時(shí)針對(duì)零件的回收利用構(gòu)建一個(gè)回收循環(huán)、加工利用、重重檢測(cè)這一體系。要知道，回收利用是有效提升資源利用率的一個(gè)方法。

（二）對(duì)資源利用性能的設(shè)計(jì)

自然資源是機(jī)電一體化的靈魂，在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中扮演著極為重要的角色。而在產(chǎn)品正常使用的周期中，使用和消耗自然資源的量也是我們需要去重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題?？梢允占瘮?shù)據(jù)以統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出結(jié)論，隨后建立數(shù)學(xué)模型，將分析所得的數(shù)據(jù)帶入，來(lái)進(jìn)行具體、精確的分析，從而讓人可以直觀地了解產(chǎn)品的性能，從而可以對(duì)產(chǎn)品的性能有一個(gè)較為精準(zhǔn)的把握，使得機(jī)器產(chǎn)品可以得到更加有效、合理的配置和安排。

（三）環(huán)境、回收、循環(huán)、拆卸等循環(huán)系統(tǒng)性能的設(shè)計(jì)

機(jī)電一體化有著效率高、做工時(shí)間長(zhǎng)、不容易犯錯(cuò)的特點(diǎn)，被工廠和企業(yè)所喜愛(ài)。它給人們帶來(lái)了極大的便利，在一定程度上促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展，但是一切事物都有雙面性，因?yàn)閷?duì)自然資源的過(guò)分利用，二氧化碳、二氧化硫及其原產(chǎn)物一氧化硫等混合物的大量排放，污染了空氣，還有一部分未經(jīng)政府相關(guān)部門(mén)允許隨意排放到河里，造成了河流污染，出現(xiàn)了臭河、死水的現(xiàn)象，給環(huán)境帶來(lái)了極大的危害。要在源頭上解決這些問(wèn)題，可以在機(jī)器上安裝減震裝置，在尾氣排放處安裝過(guò)濾裝置，也可以在產(chǎn)品內(nèi)部安裝混合裝置，使得自然資源充分地利用，減少有害氣體產(chǎn)生的同時(shí)也提高了資源的利用率，可謂一舉兩得。

（四）選材及使用的設(shè)計(jì)和優(yōu)點(diǎn)

選材是產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)之初應(yīng)堅(jiān)持綠色環(huán)保的理念，在選材方面，應(yīng)該選用綠色環(huán)保的材料。選用綠色產(chǎn)品符合人—產(chǎn)品—環(huán)境這一體系構(gòu)建的初衷，同時(shí)也是保護(hù)環(huán)境的一種方式。因?yàn)榫G色產(chǎn)品在環(huán)境中易降解、可循環(huán)，對(duì)環(huán)境的自我循環(huán)影響不大，從而構(gòu)建了人與環(huán)境和諧發(fā)展的關(guān)系。從資源利用率上來(lái)說(shuō)，回收利用可以在極大程度上提高資源的利用率，對(duì)節(jié)能環(huán)保有著極大的作用。而且優(yōu)良的綠色選材可以讓產(chǎn)品在同類商品中更具吸引力，試想同等的兩個(gè)產(chǎn)品，一個(gè)正常材料，一個(gè)是綠色材料，肯定是綠色材料更加受到人們的青睞。

四、綠色技術(shù)在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題討論分析

機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)，是一個(gè)新時(shí)代的高效率工作的產(chǎn)物，以汽車為例，汽車有發(fā)動(dòng)機(jī)、氣缸、油箱這些部位。發(fā)動(dòng)機(jī)是其靈魂，甚至可以說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)極大程度上決定著汽車的性能好壞。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)壓縮氣體，從而帶動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行工作，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多的氣體，從而提高燃油的效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)的能耗降低，符合經(jīng)濟(jì)節(jié)能的原則。將綠色技術(shù)融入機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)是符合社會(huì)發(fā)展潮流的理念和思想，是堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念的做法。通過(guò)對(duì)機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)各個(gè)部位進(jìn)行設(shè)計(jì)，降低能耗、提高效率，降低了生產(chǎn)成本，有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這就說(shuō)明，將綠色設(shè)計(jì)應(yīng)用到機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)之中有著極為優(yōu)秀的表現(xiàn)，所以可以對(duì)機(jī)電一體化與綠色技術(shù)的融合進(jìn)行深度的研究，從而使兩者融合得更加徹底，也可以嘗試著將綠色技術(shù)向其他還未開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域中延伸拓展，這樣在一定程度上促進(jìn)機(jī)電一體化與綠色技術(shù)融合的發(fā)展，因?yàn)榫G色技術(shù)與其他領(lǐng)域進(jìn)行融合可以作為機(jī)電一體化與綠色技術(shù)融合的借鑒案例，從而間接地促進(jìn)機(jī)電一體化與綠色技術(shù)融合得更加深入。

五、綠色設(shè)計(jì)在機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)中的實(shí)際效果分析討論

在機(jī)械系統(tǒng)的實(shí)際操作過(guò)程中，將綠色技術(shù)有機(jī)地結(jié)合進(jìn)來(lái)，是一種新的嘗試，也是向著更好發(fā)展的第一步。在實(shí)際操作中，綠色設(shè)計(jì)具有比傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)更好的工作環(huán)境，噪聲小、味道小，且節(jié)能環(huán)保。以生產(chǎn)pcb板為例，這其中有好幾個(gè)步驟，如內(nèi)層、外層、壓合、鉆孔、成型、電測(cè)等，其中，電測(cè)的職能是測(cè)試pcb板是否有壞板、誤板。下面就重點(diǎn)說(shuō)電測(cè)這一環(huán)節(jié)。

在車間里，分布著許多測(cè)試機(jī)，將減震裝置安裝在機(jī)器的機(jī)床處，減小了因?yàn)檎饎?dòng)而發(fā)出的噪聲，這就會(huì)使得原本嘈雜的車間變得相對(duì)安靜，心情也不會(huì)因?yàn)樵胍暨^(guò)大而變得糟糕，從而使得工人工作的效率提高，間接地達(dá)到了提升員工工作效率的目的。原本車間里面都是新制成的pcb板，所以會(huì)有一種化學(xué)物品特有的味道，盡管無(wú)毒，且通風(fēng)口一直開(kāi)著，但是難免會(huì)有味道，尤其是在夏天，而采用綠色技術(shù)，采用綠色材料可使成品pcb板所帶有的味道減少，從而改善了員工的工作環(huán)境，且綠色材料的成本相對(duì)較低，在改善員工工作環(huán)境的同時(shí)也節(jié)約了成本，可謂一舉多得。

因?yàn)閜cb板在制作的過(guò)程中會(huì)用到化學(xué)產(chǎn)品，所以在這些會(huì)用到化學(xué)產(chǎn)品的部門(mén)都需要穿上防護(hù)服和特制的鞋子。如防護(hù)服和鞋子采用綠色材料進(jìn)行制作，不僅可以使防護(hù)服的重量減輕，同時(shí)成本也可降低。再者在實(shí)際的工作之中，需要接觸化學(xué)用品，在用過(guò)化學(xué)用品之后要進(jìn)行綠色處理，而不是不管不顧，雖然相對(duì)之前有些麻煩，但是貴在綠色環(huán)保。最后在經(jīng)過(guò)化學(xué)產(chǎn)品處理后的成品同樣要進(jìn)行綠色處理，這是為了避免下一道工序的員工會(huì)因?yàn)榛瘜W(xué)物品處理不當(dāng)而造成意外事故。

機(jī)電一體化是現(xiàn)代社會(huì)飛速發(fā)展訴求之下的一個(gè)產(chǎn)物，它解決了很多之前工作耗費(fèi)極大人力、物力資源的一個(gè)問(wèn)題，極大地提高了工作效率，可以說(shuō)是一個(gè)較為完美的產(chǎn)物，而它的缺點(diǎn)也很明顯：容易出故障、太消耗資源，而將綠色技術(shù)融入其中，則在極大程度上解決了這個(gè)問(wèn)題，遵循了可持續(xù)發(fā)展的理念，這樣才是健康的生產(chǎn)方式。

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編輯 原琳娜