绿色技术在机电一体化机械系统中的应用思考

　摘要：随着现代社会的稳步发展，工业的机械设计制造环节体现出了越来越丰富的技术和相关的应用价值。先进科学技术的应用能够推动工业机械智造快速长远发展，效果更加明显，作用更加突出，为社会的稳步发展奠定良好的基础。为了保证机械行业的可持续发展，相关单位应该加强机械设计制造中绿色理念的应用，这样才能够有效提升机械设计制造的整体水平，进而推动社会的可持续发展。本文首先介绍了绿色理念在机械设计制造应用的重要性，并提出了加强绿色理念应用的有效措施，希望能够推动企业与社会的共同健康发展。

　关键词：机电一体化；机械系统；绿色技术

引言

工业化与机械智造水平不断提升下，环境恶化、资源短缺等社会问题逐年显现，在这样的时代背景下，为了有效降低大型机械制造过程中污水、废渣等污染物的产生，减少污染源产生，有必要充分意识到绿色设计在机械装备制造中的重要作用，基于绿色环保视角与理念探索机械设计制造的新路径。绿色设计是在生态文明理念、可持续发展观念下，将集约型资源利用、与环境友好型社会发展有机结合，在日常满足人类工作、生活生产以及推动社会发展的前提下，尽可能减少对资源、环境的过度破坏与过分消耗，从而实现社会效益、经济效益以及生态文明效益之间完美平衡为目标而进行的一种生产活动。

　一、绿色制造技术应用现状

　　（一）关于机电一体化机械系统的发展

机电一体化将传统机械技术、计算机网络技术、电子控制技术以及微电子技术等多种技术进行综合运用，优化了传统机电的主要功能，并且最大化的发挥设备功能、动力功能、信息功能以及设备控制功能。机电一体化技术是一种新型的综合性多元化科学技术。因其具有极强的综合特性，能够把生产中的多种技术设备综合高效组合在一起，不断进行优化配置合理化调控。从而，增加机电多项功能，降低工业生产能耗及环境碳排放，提高整体系统的工作质量和工作效能和绿色经济性。实现对电子机械设备智能化、准确化的管理和控制。该技术包含从产品层级和技术层级的内容，在不断发展和完善的过程中极大的提高了机电产品的质量和效率。随着新时代的快速发展，机电设备一体化已经结合了全行业各类技术优势。很大程度上有别于于传统的机械制造领域，对于将来机械系统的等等发展也有着很大的推动作用，在一些高新的产业链上也出露头脚。当前社会已经是一个具备许多智能化的社会，对于这种状况来讲发展机电设备一体化的智能建造也是必经之途。机电设备一体化呈现了明显的科技型、智慧型的发展趋势，由于微电子处理器具有高速、高性能的特点，因此可以更多的代替人工进行智能化操作，实现了系统的精确控制、人工智能。

当前的机电设备一体化本身就结合了可控制编程技术，这种技术的应用也加强了技术的智能化与自动化，对于操作命令的下达也可以很好的进行分析，确保整个命令的准确性。这种准确性的操作也很大程度上决定了机电一体化的应用，对于一些较席位的方面也可以进行应用。传统的机电设备一体化的元件被电子元器件代替，这种传统的生产形式已经很难得到更好的应用，传统的机械部件已经无法面对越来越复杂的现状。因此，丰富了机电设备一体化的功能，使机械性能更具备稳定性，可以更多的满足用户要求，有利于新产品的研发和创新。

（二）机电一体化未来发展趋势

未来机电设备一体化会根据行业全新标准进行模块化智造，满足社会发展对产品研发生的多样性、标准化需求。由于机电一体化更多微型化设备出现，对于一些原本无法进行的操作就具备了一定大发展方向，未来将有更多微型化机电设备出现，并且在更广阔的航空航天技术、生物医学制药、人工智能等等领域开发利用也是一个很好的方向。机电一体化微型设备发展依赖于微机械技术、计算机软件、硬件技术以及微电子元器件技术的发展。人工智能通过学习和模拟人类的操作系统就可以精确的判断分析，实现节省人脑与劳动力的状况。环境污染一直是伴随工业发展的典型副产物，随着绿色经济、低碳经济的发展，人们对生态文明提出了更高的需求，进一步完善企业生产的各个流程和生产工艺。因此，促进机电设备一体化适应新时代发展趋势，在制造工艺、流程、包装运输、以及使用维护、报废朝着绿色低碳方向发展。我国长期以来将生态环境作为提升经济发展的基础，对于这种状况就需要在进行发展的过程当中注重生态环境的保护，当前的生态环境就已经岌岌可危，只有不断地加强绿色技术在机电一体化机械系统的应用才能逐渐改善。

　（三）绿色制造技术应用现状

首先，技术运用成熟度不够。绿色制造技术没有得到高效地运用，最为关键的一个原因就是技术比较稚嫩。虽然其节能环保的优势十分突出，但是在有时候所体现出来的使用价值，与传统制造技术相对比，仍有很大的不足之处。具体表现在机械加工过程覆盖不全面，导致很多企业在进行机械制造时，对于绿色制造技术的使用报以怀疑的态度，更多的还是在运用传统制造技术，其所体现出来的制造效率相对比较低，在社会上推广时就会更加困难。其次，资源损耗比较严重。绿色制造技术在机械制造中运用时，所强调的就是减少资源的投入、避免污染问题发生。但是事实上，在减少资源投入上，绿色制造技术存在资源控制不良的问题。这就导致绿色制造技术落实时，经常会发生由于控制不良、管理不慎，反而加剧了资源浪费的问题，进而导致制造企业经济效益难以保障，预期节省资源的目标没有得到实现。最后，绿色制造技术发展时间比较短。绿色制造技术在我国的发展运用时间比较短，是一个客观性问题。由于我国对于绿色制造理念的重视，体现出了对绿色制造技术的迫切需求，但是问题在于当绿色制造技术在引入使用时，缺少充分的专业性人才、专业设备、专业工艺作为支持，导致绿色制造技术所体现出来的使用价值仍十分有限。针对这一点，我国仍在发展完善的阶段，应该针对实际情况，围绕绿色制造技术的需求，推动绿色制造技术的辅助条件不断完善。

二、绿色技术在机械系统中的应用

　　（一）选择绿色材料

在设计绿色产品的过程中，绿色低碳材料在很大程度上决定了机械设计与绿色低碳设计理念的契合程度。所谓绿色地铁材料,是指可再生、能循环使用,节能环保的材料,绿色低碳与环境友好共存,且有助于人类的身心健康发展。倘若能够保障材料质量,绿色低碳产品制造失误率便会大大降低。但是,纵观当今产品设计研发领域,仍旧有很大一部分没有经过安全达标测试的材料混入其中,导致对人身体健康存在潜在威胁的一次性用品,人们对于安全环保的需求与日俱增。

因此，相关设计人员应该结合产品的设计需求,在选取材料时要考虑从环保、低碳、经济、无污染、效能等5个方面入手，避免材料对环境造成污染。传统的机电制造的材料均含有重金属，重金属的使用、释放对人体健康产生威胁，还会破坏生态环境，回收成本过大，难以循环利用，并且不能进行自然分解处理。因此，首选环境兼容性好的绿色材料以及与产品设计相对应的零部件,尽可能确保选用无毒、无污染、无辐射的材料。机械设计制造要从源头上防止污染，使材料具有无污染、可回收、循环利用、经济适用等特性，要同时考虑到经济成本和资源利用的问题,因而在同等作用的材料选择中，设计人员要优先选择可以回收利用或者易于降解的材料,实现可持续发展的长期战略。同时，在开展绿色低碳材料回收工作时,材料种类的繁杂可能会导致材料过度的回收成本,因此，在不断优化产品回收体系完善回收制度的基础上对材料种类酌情减少,为企业带来更高的经济效益。对材料采购体系进行定期的优化和管理，建立绿色材料动态档案及数据库，专门安排人员对材料性能进行测试，有针对性实现材料回收，尽可能做到循环二次利用。

（二）科学选择机械设计方案

绿色设计理念在机电设计中分为以下几类：功能性设计、细节零件设计、产品全生命周期设计、产品外包装设计、材料可拆卸回收设计。

细节零件设计。主要以其灵活性、可代替性、二次利用、修复性为主，方便产品的正常使用与售后修复；可拆卸回收设计的设计理念是针对机械制造过程中产生的大量材料浪费及机械产品废弃回收，从而达到节省资源的可能；

产品生命周期设计。指的是从产品使用到废弃的应用时间及性能设计，并建立适当的数据收集与整理，方便日后的修复与回收；

产品外包装设计:包装一直是以体现产品低碳环保特性的重要组成部分,因此在遵循绿色低碳设计理念产品包装设计时,应尽可能遵循以下原则:其一,选用无污染、易降解或易回收、无毒害包装材料。比如说,和塑料材料包装相比,纸制品包装的回收利用相对来说更佳便捷,对环境造成的危害相对来说更低，不存在自然中无法分解的情况,可以优先考虑。其二,节省材料。在设计产品的包装时,除却要保障包装提供信息介绍、应有的保护、方便等基本要求外,还要综合考虑包装的低碳绿色功能,实现适度包装同时确保确保材料最省。其三,包装设计应符合再循环与回收利用理念,尽可能延长各类包装的使用周期和使用寿命，避免污染。产品包装设计主要是运送包装及产品本身的外表涂装，现阶段产品自身涂漆已经能做到无污染，产品运送包装最好以可回收资源为主。

功能性设计：当今社会的低碳绿色产品设计主要从两方面着手,一是多功能设计,二是摒弃无用功能的设计。首先,产品形式追随功能已经是现代低碳绿色产品设计的标准配置,是同类型产品在竞争中取胜的重要保障,所以,在进行绿色产品设计时,相关设计人员必须注重多功能设计,以满足不同使用者的消费需求,并在此基础上节约资源,使产品具有更长的使用周期。其次,随着新时代的发展和科技的进步，传统的设计理念已经无法追赶时代潮流,比较具有代表性的是只追求形式,而不顾及功能的产品设计。当然，舍本逐末的设计理念在现阶段部分产品中仍旧存在,功能配置和环保无法达到民众的基本要求。因此,绿色低碳产品设计过程中,应该重视对客户体验的探讨,尽可能删减无用功能的设计,降低材料的损耗和资源的浪费,转而加强对产品成本的管控。因此,在这种情况下,要优先考虑低碳绿色设计理念,设计才能满足当代人们生活需求的、功能性和实用性兼具的绿色低碳产品。

材料可拆卸性设计：随着机械的设计复杂化，现代机械智造使用的材料日益多样化，机械材料零部件不可拆卸，无法重复利用会造成大量的各类材料资源浪费，并且加剧废弃物处理量以及处理难度，在传统的机械设计与制造中，更多的是关注零件的相容性及运行稳定性，而很少考虑产品本身的可拆卸性及零部件重复使用的可能性。而在机械低碳绿色设计智造中，可拆卸性是产品设计的核心内容之一，可拆卸设计有效节约资源，实现材料的循环再利用。

（三）考虑可回收性

机械产品的可回收性主要源于产品的完整性及材料的回收性，这在机械产品制造的过程中只要考虑材料是否具备二次利用与无污染属性，其次还有考虑回收的性价比，尽可能的简化回收过程。此外，还要考虑回收的外界因素，并在机械产品的设计初期将环保理念融入到产品中，使机械产品回收率、产品的利用率最大化，这有利于环保与生态平衡。

在设计机械产品的过程中，相关设计师们一方面要充分考虑产品今后的回收和再利用问题可持续发展理念,另一方面也要注重产品的环保性能和实用性能问题,也就是产品的可回收性设计。而且,机械的可回收性专业设计并不是简单的零部件的分离、拆卸和重组,而是全面彻底的资源回收与再利用,也就是说,被拆卸和分离的每一个零部件都能在下一-阶段的产品生产中发挥作用。所以,在初期产品设计环节,设计人员就需要充分考虑可回收性零件的选择,重视相关环节的可回收性设计。具体来说,现阶段常见的产品可回收性设计主要有原料再循环和零件的再利用两种途径,与前者相比,后者循环利用的困难程度和经济成本更低,因此与企业发展的适配性更高,是一种比较合理的资源回收方式。

　三、结束语

应用绿色制造技术，结合当今机械智造实际背景，在制造过程中对企业的可持续发展目标具有直接影响。因此，应立足于机械制造实际，深入分析绿色制造技术开展情况，有效运用绿色制造技术，为制造工作奠定良好基础，满足绿色制造的要求，积极响应我国在节能环保、保护环境上的号召。

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　致谢

大学三年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助，其中我的论文指导老师XXX老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题，我最先做的就是向XXX老师寻求帮助，而XXX老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我了解，然后一起商量解决的办法。

我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，XXX老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向XXX老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。