標準化在非標自動化設備設計中的實踐研究

陳 飛

（廣州奧鑫通信設備有限公司，廣東廣州 510900）

近年來，標準化設計理念在各領域滲透。非標自動化設備設計實踐中，設計人員應以標準化設計理念為指導，踐行零部件標準化、設計文件標準化、適配件標準化等，以此提高非標自動化設備質量，增強備件通用性。為進一步優化非標自動化設備標準化設計效果，實現低成本、高質效的設計目標，深入研究標準化在非標自動化設備設計中的實踐十分重要。

1 非標自動化設備概述

非標自動化設備以下簡稱“非標設備”指個性化機械設備，即根據客戶需求、企業生產實際而制造的自動化設備[1]。這類設備未以統一標準來生產，主要突出定制性。非標設備設計過程中，如果客戶需求變化，或企業生產要求出現變動，那么須進行相應設計改動、生產改動，使客戶需求和生產要求得到滿足。非標設備主要包括動力部件、控制系統等，與標準自動化設備對比，非標設備的毛坯零件精度較低，為保證產品質量，生產環節可借助通用器具實現達標生產。

非標自動化設備具有適應性、可靠性、環保性、靈活性的基本特征，具體體現為：該設備可滿足不同條件下個性化設計及生產要求，適用性較強；非標自動化設備能在短時間內完成精準設計任務和生產任務，故障率低，且設備應用、設備維修的操作便捷，具有一定可靠性；非標設備生產環節的材料消耗較少，對環境破壞較小，具有環保性；非標自動化設備的設計方案不統一、生產標準不統一，設計及生產的改動空間較大，靈活性較強[2]。

2 標準化在非標自動化設備設計中的特點

非標設備的標準化設計主要針對通用零件、借用零件，能提高產品質量、減少成本，并且在風格彰顯、品牌建設等方面有促進作用。以下為標準化在非標自動化設備設計中的具體特點。

2.1 減小誤差

非標設備的零部件數量多、種類繁雜，設計人員憑借已有設計經驗，以及在設計環節養成的勤觀察、深度思考的良好習慣，針對標準化零部件歸類，并總結這類通用型零部件設計方式，堅持標準化設計原則，使設計工作輕車熟路，減少試錯成本和返工頻次，以此提高非標設備質量。換言之，機械結構的設計具有個性特征和共性特征，設計人員針對已有項目的設計實踐比較分析，圍繞共性內容總結標準化設計方式，對其廣泛實踐，可極大減少非標設備設計差錯，保證產品品質[3]。

2.2 降低成本

對非標設備進行標準化設計，可縮短設計時間，并加快非標設備流通速度，使其快速銷售，從而搶占市場，真正擴大市場份額，從整體上實現降本目標。非標設備標準化設計期間，還要建立標準部件庫，通過標準部件的靈活調用、快速更換而縮短工時，并減少材料費、置換費用，從而擴大企業利潤空間[4]。

2.3 品牌建設

非標設備標準化設計推進的過程中，會隨著時間推移形成獨特設計風格，這對非標設備品牌建設有促進作用。品牌知名度的提高，有助于企業非標設備資源庫擴容，而通過非標設備資源的有效利用可彰顯產品價值，再次強化品牌力量，基于品牌效應增強企業影響力和知名度。可見，標準化設計的隱形價值顯著，對非標設備設計者來說，要注重標準化設計，在標準化設計實踐中傳遞獨特的設計理念，助力企業品牌建設。

2.4 備件通用

標準化在非標設備設計中應用，意味著通用型部件的大量設計及生產。從企業備件、備庫角度來看，當備件具備通用性，就可適當減少備件數量，擴大倉儲容量，提高倉庫空間利用率；從客戶角度來看，能減少使用成本和維修成本。基于此，企業應基于標準化設計更新備件備庫，保證備件通用性，提高備件利用率[5]。

3 標準化在非標自動化設備設計中的實踐

非標自動化設備標準化設計工作的逐步推進，既要掌握設計要求，又要明確設計步驟，在標準化設計實踐中保質保量，極大提高非標設備利用率，促進工業持續發展。以下為標準化設計實踐要點，可確保非標設備標準化設計任務優質完成。

3.1 設計要求

非標設備設計工作因客戶要求、生產實際的變化而調整，因此設計內容包括多方面，設計要求也會相應增多。尤其是非標設備的標準化設計，其注意事項較多，對此要從不同視角展開分析。

從生產要素層面來看，設計人員要置身生產場地，親自獲取環境信息，編制合理化非標設備設計方案，使設計工作在方案指導下有意義地展開，極大提高非標設備的實用性，幫助企業創造經濟效益，證明標準化設計的可行性[6]。從機構設計角度來看，應基于已有標準要求精心設計機構，保證零件位置合理性，一般須準確定位零件中心點，這關系零件效用。從電控設計環節分析要求，需要注意視圖清晰度，并減少尺寸誤差，這對電控產品質量有重要影響。須注意的是，非標設計標準化設計要體現創新性，因為非標設備的應用需求會動態變化，加之科學技術的持續升級，所以要在標準化設計環節適當創新，以此增強產品適用性，提高用戶滿意度。同時，標準化創新可為企業發展注入活力、提供動力。概括來講，非標自動化設備在標準化設計過程中應遵循標準模塊化、獨特性、實用性的設計要求。

3.2 設計流程

（1）以需求為導向。企業對非標設備設計前，要明晰客戶的設計需求，需求越詳細越有利于設計目標的細化，以及設計工作的充分準備，減少標準化設計環節出錯[7]。一般需求內容體現在產品材質、生產條件、現場因素、環保標準、產品精度、產品質量、生產時間、預算等方面。只有細致的獲知客戶需求，才能在標準化設計中做正向努力，使下一環節有效開展。

（2）制訂設計方案。在需求導向下，技術人員要結合自身經驗，以及現有技術特點、設備器材，合理制訂并動態調整標準化設計方案，確保設計方案具有實際操作性。如果方案設計初期遇到問題，要及時與客戶溝通，在征求客戶意見的前提下，協商改動設計方案，確保在需求、方案、方案實踐3個環節順利對接。

（3）審核設計方案。設計方案為標準化設計實踐提供指導，如果方案不合理，那么非標設備標準化設計工作會遇到阻礙，不僅浪費時間，還會增加成本，最終有損企業信譽，降低客戶滿意度。基于此，要重視設計方案審核環節，結合審核意見適當整改。具體來說，由專家組成員、專業設計師、技術人員對初步擬定的方案進行內部會審，參審人員從職業角度、實踐層面，以及安全性、經濟性等視角提出建議，直到設計方案通過參審人員的認可。一般而言，過審的設計方案應能滿足設備整體可行性、設備與工藝有效結合、經濟性、部件結構合理性、部件標準化等要求。最后設計方案提交給客戶，結合項目需求及客戶意見對方案再次會審，經細節調整，最終敲定方案[8]。

（4）詳細設計開發。非標設備標準化設計工作具有系統性，對于設計人員、技術人員來說要保持嚴謹態度，強化工作責任感，在設計開發環節滲透精細化理念。設計方案敲定后，技術人員應對方案詳細設計，具體掌握設備總裝圖、零部件圖，以及電氣系統圖、液壓氣動圖等，并附帶說明書、維保手冊、備件等。

基于上述流程執行非標設備標準化設計任務，能使設計工作有條不紊地開展，還能全面彰顯標準化設計意義，這對產品質量優化、企業平穩發展有重要作用。最為關鍵的是，落實標準化設計實踐，可極大縮短生產周期，增強產品市場競爭力。

3.3 設計表現

（1）通用零部件設計標準化。非標自動化設備個性化設計中，涉及到常用零件、通用零件的設計，對于這類零件的設計工作應堅持標準化設計原則，并在標準化設計環節采用模塊化原則，減少重復設計，縮短設計周期。實際設計中要加強審查，避免出現重復設計、無效設計等現象，還要建立零部件庫，確保通用零部件便捷調用、動態更新，提高其利用率，從而證明設計工作的有效性。此外，通用零部件標準化設計工作的落實，一定程度上可減少誤差，節約成本。

（2）借用零部件設計標準化。非標自動化設備不完全相同，對于相似非標設備的設計實踐，設計人員要事先掌握其機械原理和結構，圍繞滿足借用需求的零部件進行標準化設計，這既能減少重復設計環節，從而節約時間成本，留有更多實踐精細化管理設備圖紙，或者總結標準化設計經驗，使借用零部件標準化設計效用大大發揮，從整體上推動非標設備標準化設計進程。

（3）圖紙/文件設計之標準化。圍繞非標設備的圖紙或文件進行標準化設計時，要結合國家標準以及行業規范，在概念、方法等方面契合國家標準及行業規范，使非標設備標準化設計工作有序進行。否則，無法為設計實踐提供行之有效的指導，導致設計工作失去規范性，并且非標設備實用性也會隨之降低，影響產品銷量及企業發展。

（4）定型產品設計之標準化。從設計成本來看，定型產品設計成本普遍低于自制產品設計成本，基于此，要應用標準化于定型適配零部件設計。從市場需求來看，定型產品市場空間廣闊，對其標準化設計能夠有良好銷量，且標準化設計的定型產品具有結構穩定、外觀美化等優點，其市場競爭力較強。

（5）參數標準化設計。參數化設計需要保證相關參數合理性、實用性，這對非標自動化設備應用效能有重要影響。參數標準化設計指的是，動態標準化設計和整體標準化設計，即根據非標設計應用實際來調整參數，確保非標設備常態運行。對此，設計人員以可變數據為基礎，適當豐富系統功能，如數據運維功能、數據分析功能。參數標準化設計期間，以信息技術加持模塊化設備單元，并加強經驗總結，細分設計要素，增強標準化設計后非標設備適用性。具體而言，要結合現場的實際需求，通過2D 作圖、3D 作圖支持高度和負載等可變參數的自由修改，所標注的尺寸、公差，要滿足使用要求。對于固定參數或可變參數的標準化設計，設計人員需要緊密結合相關邏輯，基于相關特征，充分利用相關軟件應用模塊輸入變量參數，通過軟件環境下的算法完成設備圖紙設計。其中，軟件中可以自動選擇相應的設計模塊，因為標準模塊內建有備選標準件，按需點選相應設計參數，在三維空間中生成數據，并支持數據修改，據此深度開發繪圖軟件，并完成非標設備標準化開發目標。

（6）定型專機設計之標準化。工業現代化發展步伐加快的同時，非標設備標準化設計對定型專機的需求量增多，為實現大量制造，滿足市場需求，要針對定型專機標準化設計，即面向零件、機構進行標準化設計。當企業非標自動化設備的市場細分，且某一產品、某一領域的發展空間擴大，同時，產品設備及市場領域使用場景和需求差異相似時，可以將非標專機定型化為企業標準專機。對比于一般機械設備，定型專機的標準化生產具有良好的市場前景，對于定型專機應用企業來說，會對定型專機設備重復訂購，從而實現項目產品預先投產式的標準生產和現貨供應，一定程度上降低成本，避免不必要的定型專機設備支出。從本質來看，如今定型化的標準專機屬于非標設備，要想實現低成本、高效率、批量化的生產目標，務必對其標準化設計，在此期間，充分結合市場需求，使標準化設計工作有的放矢，同時，堅持設計綜合標準化。從工業持續發展角度來看，要客觀分析非標設備標準化設計需求，結合需求變化，確保定型化專機設備標準化設計工作與時俱進地開展，在這一過程中，要密切關注市場需求，根據需求變化適當調整定型專機設備標準化設計方案，穩步落實定型專機升級改進，使其更好地服務于非標設備標準化生產。定型化設備推動式生產模式提上日程，對此機械人員、電氣工作者，以及軟件開發人員協調協配，運用標準化技術要求，并優選材料、創新工藝，根據統一標準對定型專機進行制造。

4 結束語

綜上所述，標準化設計是當前非標自動化設備設計工作發展趨勢，非標自動化設備設計環節，滲透標準化設計理念，即針對通用零部件、借用零部件、圖紙/文件、定型產品、參數等進行標準化設計。對于設計人員而言，既要掌握設計要求、設計流程，又要細化實踐要點，從整體上提高非標自動化設備標準化設計質量，實現低成本、強力競爭的設計目標。