機械設計自動化設備安全控制技術探討

郭在云

（云南能源職業技術學院，曲靖 655000）

近年來，經濟社會的穩步發展為機械行業帶來了新的發展可能。在很多行業的發展過程中，機械設備都是不可或缺的生產要素。為推進行業發展，在機械設備配置方面應優選性能高、質量好、功能全的設備。正是機械設備的重要作用，人們對機械設計提出了新要求，促使很多設計工作都可由設備的自動化功能完成。在自動化設計模式下，機械設計自動化水平顯著提高，可克服人工設計的不足。在開展自動化設計的過程中，需做好安全控制技術的應用，提高機械設備的可靠性。

1 機械設計自動化設備的主要工作內容

隨著我國經濟實力的增長，各行各業進入現代化發展階段，機械設計自動化設備的應用范圍擴大。在農業、軍事、商業及醫療等各個方面，機械設備有效發揮了作用。利用機械設計自動化設備，可一定程度上取代人工作業，克服不利的環境因素的限制，降低人工作業難度，提升生產效率。機械設計自動化設備如圖1 所示。

機械設計自動化涉及的技術種類較多，不僅包含信息技術、自動控制技術、數控加工技術，還包含計算機技術和通信技術等。在將自動化技術應用于機械設計的過程中，最關鍵的是要通過應用自動化技術實現自動化設計，提高設計的科學性，使所設計的機械產品具有經濟性、技術性和實用性，確保機械設計自動化設備可靠、穩定運轉。在具體的機械設計自動化設備中，一旦涉及安全控制指令的執行，為達到安全目標，有關人員需堅持相應的原則與規范。一旦設備運行過程中出現故障，設備可立即進入自動化分析環節，并根據分析結果進行相應處理[1]。因此，為保障機械設計自動化設備設計的科學性與合理性，促進機械制造自動化、智能化目標的實現，應以生產對象為前提，如自動化儀表、立體車庫等，考慮相關人員在后續制造過程中發生偏差時的診斷能力和解決能力。機械設備自動化設計需綜合考慮溫度、壓力、應用頻率等各個因素，依據設備對外界作用力的恢復程度，確定最合理的安全系數。

2 機械設計自動化設備安全控制的關鍵點

2.1 保證設備之間、零件之間的整體配合

在當前機械設計制造技術不斷進步的過程中，設計自動化取得了顯著成效。為達到安全控制目標，在開展自動化設計的過程中，應保障設備之間、零件之間的配合度。在實際設計過程中，即使應用了自動化控制技術，也很容易出現不同設備之間聯動不好、零部件協調性不足的問題。如果在設計過程中這些問題得不到有效處理，機械設備投入使用后可能會出現零部件的磨損或者損壞情況，增大安全風險[2]。因此，機械設計自動化設備安全控制中應重視設備之間、零件之間的整體配合度。

2.2 重視電力、動能的適配性

在具體的運行過程中，任何機械設備都需要有電力或者其他動力的支持。只有在動力驅動作用下，才可實現機械設備的功能、質量和安全目標。為在機械設計自動化設備安全控制中做好各項安全工作，需保障電力、動能之間的適配性。在電力等動能系統架接的過程中，應確保在設計和處理環節電壓、電流、功率等各個參數的合理性，以避免電力、動能匹配性不足導致安全問題[3]。

2.3 關注實踐數據的分析與利用

機械行業在當下穩步發展的過程中，不論是設計還是制造，自動化都取得了一定的發展成效。隨著人們對機械設計自動化設備安全控制的重視，為達到理想的安全控制目標，在開展各項設計工作的過程中應重視實踐，關注機械設備在具體應用中的情況，將實踐數據作為設計依據。

2.4 重視信息化系統的應用

機械設計自動化設備的安全控制中，為達到最終的設計效果，不能再采用傳統的設計思路，應該積極應用信息化系統，通過構建信息子系統實現相關信息的共享，從而達到安全管理的目標。在形成信息化系統后，安全信息的分享可利用現代信息技術和設備來完成。存儲于設備的各種信息，可在共享前提下實現合理利用，作為安全控制的依據。

3 機械設計自動化設備安全控制的具體對策

3.1 引入先進監控系統和安全預警系統

在開展機械設計自動化設備的安全控制時，為保障最終安全目標的實現，需引入現代化的監控系統和安全預警系統完成對整個設計環節的安全監控。一旦系統發現自動化設計過程中存在安全威脅，預警系統會立即發送預警信息，將結果反饋給有關人員。設計人員可根據安全控制的要求和反饋的信息，有針對性地進行設計調整。比如，在自動化設備各個部分的工作中，可通過攝像頭或者傳感器的安裝，由這些攝像頭或者傳感器進行相應的信息分析和安全監控。設備運行過程中，安全預警系統可實時監控設備各個環節的狀態或者參數信息，確保溫度、轉速、氣壓等各個參數處于正常范圍。一旦存在數據異常信息，預警系統會立即發送報警信息，提醒相關人員及時處理問題[4]。在有條件的情況下，可采用智能控制預警系統。該系統具備更高的智能化水平，可在識別到異常信息后實現自動修復與處理。

3.2 借助計算機程序控制

為提高機械設計自動化設備安全控制的安全水平，在自動化設計過程中，通過計算機程序控制方式實現對安全隱患的處理。機械設計自動化設備安全管理與控制中，為保障計算機程序的正常運行，需結合實際的設計要求進行程序的科學設定，使得計算機程序可同步執行，從而利用程序實現多項控制。

3.3 做好設備的穩定性設計

在開展設計工作時，設計人員應將穩定性設計作為重點工作，以提高設備本身的可靠性。具體的穩定性設計工作開展中，為保障整體的設計水平，設計人員需結合機械設備的設計要求、結構特點和運行情況，分析影響設備穩定性的各種因素，在對因素加以分析的基礎上開展有針對性的設計。一方面，在機械設計環節應依據機械設備本身的使用功能，預測后續可能存在的安全風險，以這些安全風險的類型和特點為前提，在設計環節制定關于設備安全問題的預備方案[5]。另一方面，綜合協調機械設計中的安全性、經濟性、穩定性以及環保性等，強化自動化設計，使得機械設備自動化模塊能夠進行相應的數據采集和分析，通過自動化調整和控制來保障機械設備的可靠運轉。

3.4 構建安全風險評估系統

機械設備自動化設計可克服傳統人工設計方面的諸多問題，自動對機械設備的各種參數與數據開展系統化分析，并根據分析結果進行機械設備設計的風險評估。通過對機械安全狀態的科學判定，精準分析機械自動化的運行效率和工作質量，進而對機械設計開展全過程、全方位的風險評估。在風險評估過程中，第一時間發現自動化設備設計過程存在的安全風險，從而有針對性地制定安全改進措施，以指導設計工作。在機械設計自動化設備安全控制中，需構建完善的安全風險評估系統，協調處理各種問題，在滿足機械功能設計要求的前提下進行安全優化。

安全風險評估系統應具備安全評價、全過程安全管理以及設備風險分析等功能。第一，安全評價。安全控制工作中，安全評價是前期性工作，對自動化機械設計中的各個環節加以風險分析與評估，將評估結果作為安全設計與控制的依據。第二，全過程安全管理。自動化機械設計的實施過程中，應將設備控制和設計方案有效結合，依據具體情況，強化機械設計與控制，使得自動化機械設計具備一定的預控能力。自動化機械的安全控制環節應強化風險評估，在自動化機械的一些核心環節添加系統化分析模塊，以評估和判定機械設備的安全風險，提高自動化設計的管控能力。安全控制應結合機械設備的基本特點，制定與之相符的安全限制規范，經由自動化設計與安全控制的高度結合，延長機械設備的使用壽命。市場上的機械設備種類繁多，不同類型的機械設備需要從設備本身的特點出發，開展系統化分析，在發現安全風險的情況下及時制定安全控制措施。第三，設備風險分析。安全控制應該將設備的風險因素作為管理的重點內容，對機械設備的具體情況開展全方位判定和分析。一方面，要了解設備最容易出現的故障，以及故障的表現、原因和結果；另一方面，要根據設備操作周期實施系統化管理，針對風險頻次與時間開展有針對性的安全控制。

3.5 積極應用國際先進的安全控制技術

國內外的相關專家在機械設計自動化設備的安全方面開展了大量技術研究與創新，使得市場上出現了很多類型的安全技術。為全面推進機械設計自動化設備安全控制，設計人員在開展設計工作的過程中，可根據國內外的技術發展情況，引入國際上先進的安全控制技術，強化機械設備自動化設計各個環節的安全管理與控制。在開展機械設計的過程中，安全控制需考慮使用者的需求和使用便捷性。具體工作中，需開展人性化設計。機械設計自動化設備要調整與優化各種輸入輸出設備功能，保障設備的功能完整性和性能優越性。自動化技術由計算機程序完成相應的控制，為保持安全控制的有效性，需將安全控制與計算機技術結合，保持不同專業之間的高度匹配，發揮不同專業和技術的優勢。先進技術在機械設計自動化設備安全控制中的應用，既要保障程序的靈活性，又要及時更新軟硬件，以提高智能化水平。

4 結語

機械設計自動化設備安全控制已經引起人們的重視，為實現安全目標，未來應加大設計工作的安全投入，從技術創新的角度，解決機械設計中的諸多安全問題，提高機械設備的可靠性與安全性，發揮機械設備在生產中的積極作用。