孫傳瑜 劉彬

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在地球上有著無數(shù)資源供人類使用，改善著人類的生活。然而，隨著人類社會的發(fā)展，自然資源飛速消耗的同時環(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。

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

[中圖分類號]? H-39? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 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)機械設(shè)計制造過程中，機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展，但同時也存在資源浪費、環(huán)境污染等一系列問題。近年來，機械設(shè)計與機械制造中綠色技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，因此對其進(jìn)行研究具有積極的意義。

一、綠色技術(shù)和機電一體化機械系統(tǒng)的簡單介紹

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

二、綠色設(shè)計機械系統(tǒng)的要求與原則

設(shè)計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)計效果，這其中包括環(huán)保、效率、回收、循環(huán)等，本文談到的機電一體化在這一方面更應(yīng)該注意。因為機器的運作是需要消耗能量的，而能量的來源大多是來自于地球上的自然資源，隨著機器的增多，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時弊端也顯現(xiàn)了出來，因為一切事物都具有兩面性，有好的當(dāng)然也有壞的，在這個背景之下，環(huán)境問題變得日益嚴(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大問題。大眾所熟知的綠色能源有太陽能、風(fēng)能、潮汐能等，而應(yīng)用最為廣泛的便為太陽能。在設(shè)計過程中，將綠色技術(shù)融入機電一體化之中，有利于機電一體化更好、更快地發(fā)展。以大眾所熟知的汽車為例，汽車是一個較為復(fù)雜的機械系統(tǒng)，它在人們的日常生活中扮演了一個非常重要的角色，極大地便利了人們的日常生活。汽車在使用過程中的穩(wěn)定性和舒適性是汽車非常重要的一個指標(biāo)，因此汽車的各個零件需要經(jīng)常更換，以確保再出問題的時候可以快速解決。所以在汽車零件的設(shè)計過程中，要考慮到該零件的可拆卸性這一重要元素，同時拆卸下的汽車零件可以回收，經(jīng)過處理再次利用，從而達(dá)到一個良性循環(huán)，提高資源的利用率。同時在設(shè)計過程中，還應(yīng)該考慮產(chǎn)品使用壽命的問題。對于產(chǎn)品的選材、形狀進(jìn)行考慮，以達(dá)到延長產(chǎn)品壽命的目的。因為產(chǎn)品的使用壽命長的話，性能等各個方面絕對是更為優(yōu)秀的，這樣的產(chǎn)品更具競爭力，不會頻繁地出問題，更不會過了很短的時間就需要更換產(chǎn)品，耗費人力、物力，極大地降低辦事效率。所以在設(shè)計的過程中，需要對產(chǎn)品零件進(jìn)行較為完善的測試，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，定能事半功倍。而最后需要注意的是，設(shè)計時需要對整體進(jìn)行把握，因為解決上文討論的問題的目的是提高效率，所以對設(shè)計來講以方便、易懂為核心，圍繞這一核心來進(jìn)行設(shè)計，增加人們在操作產(chǎn)品時的舒適度，簡化產(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)計的目的，提高了對市場的適應(yīng)能力，在一定程度上避免了資源的浪費。

三、綠色設(shè)計過程中重要問題的分析

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計機械系統(tǒng)要從整體性基礎(chǔ)上考慮問題

綠色設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計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、報廢、回收過程中，回收利用同環(huán)境與資源之間密切的聯(lián)系。換句話說，就是在進(jìn)行設(shè)計時，進(jìn)行人—產(chǎn)品—環(huán)境這種關(guān)系稍稍復(fù)雜的設(shè)計。所以，在設(shè)計過程中腦海中應(yīng)一直都有這樣一個設(shè)計理念：在選材和設(shè)計上要對產(chǎn)品零件的可拆卸性和回收性進(jìn)行設(shè)計。對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度分析，展開測試，建立一個產(chǎn)品模塊體系，將產(chǎn)品劃分為不同的模塊，這樣有利于問題的分析和處理，同時也有利于產(chǎn)品零件的拆卸。同時針對零件的回收利用構(gòu)建一個回收循環(huán)、加工利用、重重檢測這一體系。要知道，回收利用是有效提升資源利用率的一個方法。

（二）對資源利用性能的設(shè)計

自然資源是機電一體化的靈魂，在機電一體化機械系統(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關(guān)注的問題?？梢允占瘮?shù)據(jù)以統(tǒng)計學(xué)對數(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，從而可以對產(chǎn)品的性能有一個較為精準(zhǔn)的把握，使得機器產(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

機電一體化有著效率高、做工時間長、不容易犯錯的特點，被工廠和企業(yè)所喜愛。它給人們帶來了極大的便利，在一定程度上促進(jìn)了社會的發(fā)展，但是一切事物都有雙面性，因為對自然資源的過分利用，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)境帶來了極大的危害。要在源頭上解決這些問題，可以在機器上安裝減震裝置，在尾氣排放處安裝過濾裝置，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)計和優(yōu)點

選材是產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)。在設(shè)計之初應(yīng)堅持綠色環(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，同時也是保護(hù)環(huán)境的一種方式。因為綠色產(chǎn)品在環(huán)境中易降解、可循環(huán)，對環(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。從資源利用率上來說，回收利用可以在極大程度上提高資源的利用率，對節(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，試想同等的兩個產(chǎn)品，一個正常材料，一個是綠色材料，肯定是綠色材料更加受到人們的青睞。

四、綠色技術(shù)在機電一體化機械系統(tǒng)實際應(yīng)用中的問題討論分析

機電一體化機械系統(tǒng)，是一個新時代的高效率工作的產(chǎn)物，以汽車為例，汽車有發(fā)動機、氣缸、油箱這些部位。發(fā)動機是其靈魂，甚至可以說發(fā)動機極大程度上決定著汽車的性能好壞。發(fā)動機通過壓縮氣體，從而帶動壓縮機進(jìn)行工作，為發(fā)動機提供更多的氣體，從而提高燃油的效率，使發(fā)動機的能耗降低，符合經(jīng)濟(jì)節(jié)能的原則。將綠色技術(shù)融入機電一體化機械系統(tǒng)是符合社會發(fā)展潮流的理念和思想，是堅持可持續(xù)發(fā)展理念的做法。通過對機電一體化機械系統(tǒng)各個部位進(jìn)行設(shè)計，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。這就說明，將綠色設(shè)計應(yīng)用到機電一體化機械系統(tǒng)之中有著極為優(yōu)秀的表現(xiàn)，所以可以對機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)向其他還未開發(fā)的領(lǐng)域中延伸拓展，這樣在一定程度上促進(jìn)機電一體化與綠色技術(shù)融合的發(fā)展，因為綠色技術(shù)與其他領(lǐng)域進(jìn)行融合可以作為機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)機電一體化與綠色技術(shù)融合得更加深入。

五、綠色設(shè)計在機電一體化機械系統(tǒng)中的實際效果分析討論

在機械系統(tǒng)的實際操作過程中，將綠色技術(shù)有機地結(jié)合進(jìn)來，是一種新的嘗試，也是向著更好發(fā)展的第一步。在實際操作中，綠色設(shè)計具有比傳統(tǒng)的機械系統(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，這其中有好幾個步驟，如內(nèi)層、外層、壓合、鉆孔、成型、電測等，其中，電測的職能是測試pcb板是否有壞板、誤板。下面就重點說電測這一環(huán)節(jié)。

在車間里，分布著許多測試機，將減震裝置安裝在機器的機床處，減小了因為震動而發(fā)出的噪聲，這就會使得原本嘈雜的車間變得相對安靜，心情也不會因為噪音過大而變得糟糕，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，所以會有一種化學(xué)物品特有的味道，盡管無毒，且通風(fēng)口一直開著，但是難免會有味道，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較低，在改善員工工作環(huán)境的同時也節(jié)約了成本，可謂一舉多得。

因為pcb板在制作的過程中會用到化學(xué)產(chǎn)品，所以在這些會用到化學(xué)產(chǎn)品的部門都需要穿上防護(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，同時成本也可降低。再者在實際的工作之中，需要接觸化學(xué)用品，在用過化學(xué)用品之后要進(jìn)行綠色處理，而不是不管不顧，雖然相對之前有些麻煩，但是貴在綠色環(huán)保。最后在經(jīng)過化學(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因為化學(xué)物品處理不當(dāng)而造成意外事故。

機電一體化是現(xiàn)代社會飛速發(fā)展訴求之下的一個產(chǎn)物，它解決了很多之前工作耗費極大人力、物力資源的一個問題，極大地提高了工作效率，可以說是一個較為完美的產(chǎn)物，而它的缺點也很明顯：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問題，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。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙傳生.機電一體化技術(shù)在機械工程上的應(yīng)用及其趨勢展望[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（8）：31，79.

[2]陳輝，王磊.機電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].機械，2018（7）：1-4.

編輯 原琳娜