黄选鑫

（厦门洪远自动化科技有限公司，福建 福州 350119）

引言

在制造业中，非标设备广泛应用于各种装配设备中，也是制造业发展的重要组成部分。随着我国制造业社会经济的进一步发展和科学技术的不断进步，企业生产中对非标设备生产工艺的实际要求越来越高。因此，企业必须针对机械设备的实际情况制定生产计划，确保能够更合理、更高效地利用好生产设备[1-2]。目前，在机械加工制造行业，如果非标加工设备存在设计不合理，或者未按照加工工艺要求的生产设备进行加工，都将直接影响设备的性能和产品质量[3]。近年来，随着对非标准设备需求量的不断增长，许多公司生产的设备质量有所下降。在这种情况下，应更加注重非标自动化设备的设计流程和设计要点[4]，以提高非标准自动化设备的质量及应用性能。

1 现状分析

根据市场数据调查，非标准自动化设备目前无法形成批量生产。主要原因是非标准自动化设备没有标准。在大多数情况下，设备是根据企业的实际生产定制的，即企业的设备只能应用于该企业，不能批量生产并复制给其他企业。由于非标自动化设备开发周期长，从客户的客观需求、乙方公司给出的设计方案、甲乙方商讨拟定方案、签订合同，到图纸设计、加工零件、组装、交付使用，通常需要2～3个月的时间。在正常情况下，即使对批次有一定的需求，先完成样机然后批量生产，也会分多个批次交货。当前，非标设备行业存在无法规模化生产、项目周期长、利润空间有限以及投入产出比较低的现状，限制了非标自动化设备企业的发展[5]。但非标自动化设备可根据自身系统特点依据客户的不同需求进行定制，非标准自动化设备的外观和功能未在国家标准中规定，而是依据行业标准，根据用户的特殊环境和特殊需求设计的新型设备，广泛应用于各个领域，包括航空航天、工业、电子产业、医药和卫生等不同行业[6]。非标准自动化设备具有以下优势。

1）装配灵活。根据不同用户的需求或特殊用途，生产和制造不同的设备来满足客户的需求。

2）工艺技术完整。采用现代高新技术、计算机自动化等相关工艺和技术，形成较为完整的技术装备，是一个完整过程的应用。

3）产能利用率高。产能的有效利用不仅是提高劳动效率的重要条件，也是产能的重要保证。

4）操作和使用相对简单。员工可以通过简单学习就能使用和操作，减轻了员工的工作量。

2 设备概述

“非自动化设备”指非标准自动化设备。非标准设备的实物图如下页图1所示。非标自动化设备主要是针对企业实际情况和生产需求而制造的机械设备。虽然它们不是按照国家颁布的统一的标准生产的，但它具有广泛的设计灵活性、独特性和非市场流通性。非标设备主要采用单元组装，主要功能设计是依据客户自身的需求进行定制，在操作方面具有方便灵活的特点，也可根据客户的不同需求增加相应的特殊功能，有很大的变化空间。由于非标准自动化设备的生产没有具体的参考模型，还要满足客户在功能、用途和流程等各个方面的需求，非标准自动化设备没有固定的标准系统和设计方案，因此，其设计和生产有很大的改动空间，在现实生活中的应用也比普通的标准自动化设备更加广泛。当前，非标准自动化设备主要用于工业（加工制造业的生产、运输和包装、加工装配业、食品业、汽车行业中汽车零部件的生产安装）、电子行业（电子和电气线路产品的运输）、物流、航空和医疗保健等领域。

图1 非标自动化设备

3 非标自动化设备的设计流程

非标自动化设备的设计流程应根据具体项目的实际情况进行适当的更改，但是各方面流程都要严格按照相关标准规范进行。非标自动化设备的设计流程如下：

1）信息的收集与整理。有针对性地详细了解原生产设备和生产工艺相关的所有环节，以及当前的生产率、工作强度、工艺质量和相关材料等。对生产线进行调查，调查了解现有的技术人员和操作人员情况，并了解工作场所的环境需求以及是否有特殊要求。

2）客户需求的询问。了解客户主管要实现的主要目标和要求。

3）方案的确认。在收集信息和了解客户需求的基础上，结合可选择的条件，提出可行性方案初稿，由团队一起商讨，最后交给客户确认并选择。

4）自动化部件的选择。在客户确认可行性系统后，开始选择自动化部件（通常在进行可行性项目时也需要进行初步选择）。

5）参数验证。根据客户的生产能力要求，进行全过程的阶段设计，并提前对所选自动化部件的功能进行检查确认。

6）常规设计。完成上述工作后，即可进行总装设计、计算和拟编。

7）客户审核与确认。机械设计完成并经规范审查确认后，可对本项目的自动化零部件、机加工零件、电气系统图纸和程控图纸进行外包、生产、安装和调试，完成后可进入试验阶段。

8）现场调试及投入运行。通过试运行和试验，在满足设计要求和客户需求后，安装调试，并由客户现场使用，直到整个项目完成。

4 非标设备的设计要点

1）非标设备的生产必须小批量进行，且对相关设计人员有经验和技术要求。非标设备的设计主要采用标准中文系统和非标设备系统。非标准设备的设计主要考虑应力集中和类型、应力评估方法的特殊性、材料的不均匀性、几何特征及焊接接头缺陷等因素[7]。

2）在设计非标设备过程中，优先尝试选用成品件来确定标准件，此方案在降低原材料消耗、生产管理和控制生产成本方面成效显著。选用成品件在产品投入市场后具有较高的可靠性，可缩短设计、制造周期，提升设计效率。在设计时，不仅要兼顾客户的需求和生产的需要，还需要对产品结构、安全性能、制造和安装维护等多方面进行评估。因此，对设计人员提出更高的要求，必须按技术标准、规范执行，熟练掌握工艺要求、物理参数和非标准设备功能，落实相关措施，并确定最优系统。在设计过程中，必须对零件的刚度、应力是否符合要求进行检查，根据此要求选择零件材料，并根据相应的类型确认加工方式。

3）在设计时必须确保标准化。设计工作每个环节的质量把控直接关系到设备的质量水平。为了系统地展示标准化技术和设计过程的评审，需要制定合理的设计程序[8]。

5 结语

本文对非标自动化设备现状、设计流程及设计要点进行了详细的阐述。非标自动化设备设计流程的研究确保了非标准自动化设备的质量及应用性能，应用于不同企业，可提高企业的生产效率，进一步促进企业的可持续发展。