智能装车设备研发设计与制造创新研究

李坚华,汪长青

摘要：科技不断发展进步，机械设备的智能化改革已经深入各个领域，给人们的生活和工作提供了便利和帮助。货车是货物运输的重要交通工具，但货物装卸工作的自动化程度普遍不高，依靠人工作业效率低下，阻碍了货车运输的发展。目前虽然已经有了部分智能装车设备研发并投入使用，但是在普及程度和实践工作中存在着许多不足之处。智能装车设备在研发设计和制造过程中需要以满足实际需求为出发点，重视创新研究，促进该领域研发设计和生产制造的不断突破发展。

关键词：智能装车设备；设计；制造；创新

随着现代工业逐步迈入工智能时代，人工智能已经成为新兴工业革命的关键技术，深入而广泛地改变了整个社会工业的形态。依托人工智能技术，货车的装车逐步摆脱传统以人工为主的搬运、码垛、装车方式，利用机械和人工智能可以实现装卸车的自动化，大大提升了工作的效率和质量。将数字化、网络化、自动化技术与制造技术的深度融合形成的智能制造技术，有力推动了智能装车设备的研发设计与制造的创新升级。相关从业人员应当深入了解和分析我国社会环境下制造工业发展的大方向、大趋势，理解挖掘客户的深度需求，积极学习并使用新思维、新理念、新技术来推进设计的创新和制造的创新，促进智能装车设备的发展。

一、智能装车设备研发与设计的创新

1.1突破传统思维定式，引入创新思维

研发和设计人员应当突破传统的思维方式和知识框架，不断学习新理念、新知识，提升自己的专业素养，并结合国家发展政策和行业发展趋势，引入创新思维，将先进的知识理论和自身工作实践相结合，寻求智能装车机械设备研发设计的不断创新、优化和完善。丰富的知识储备是创新的基础，是创新的动力源泉[1]。研发设计人员除了熟悉机械、动力、自动化等基础知识，还需要学习和更新在数字化、网络化、自动化方面的相关专业知识，做到知识储备的与时俱进。注重创新思维方法的运用，利用差异化、探索式、优化式、否定式的创新思维方式，尝试从多方面，多角度思考问题，提出不同的设计方案进行比选。设计应以人为本，创新过程中应注重创新的实用性、经济性、合理性，综合利用各个方面的知识来优化、完善创新方案。

1.2坚持绿色工业理念，注重低碳环保节能设计

我国正处于绿色环保的可持续性发展经济转型关键时期，智能工业设备的设计与制造也必须积极响应国家的号召，将绿色低碳、节能环保的设计理念融入研发设计当中[2]。首先从设备的材料方面，要在满足使用性能的前提下，尽可能选用环保节能的原材料和零部件， 并重视材料原件的重复利用；其次在设备动力方面，应考虑清洁新能源的使用，并注重整体能耗的控制。再次要减轻智能装车设备在生产制造、安装和使用维护过程中造成的扬尘、噪声、污水、废弃物的污染，减少对环境的危害。最后要考虑设备的资源化利用，从设计阶段就应考虑到使用寿命到期后的回收再利用或者是能够在现场进行升级改造。

1.3设备设计精细化，故障检测智能化

装车设备的智能化依赖数据的采集与计算分析，这就对数据采集的全面性和准确性，以及计算分析的合理性和系统性有了较高的要求。精细化设计需要从硬件和软件两个方面入手，硬件方面需要对于设备的结构和零件进行细致合理的设计，保证结构材质合理，尺寸、位置精准，传感检测系统完善。软件方面需要完善控制系统的计算分析能力，优化统计和算法，实现自动定位、智能控制与智能校正功能，并注重人机交流界面的人性化。故障监测的智能化同样是以全面准确的数据信息为基础，是设备智能化的一部分。通过设备静止和运行过程中的各项数据采集和分析，实现设备故障的智能化预警和故障发生后的自检，准确找出设备的故障点，提供可供参考的故障原因分析，从而保障智能装车设备的安全正常使用。

1.4结合实际情况，适当引入新兴技术

如今的科技日新月异，新兴技术不断涌现。智能装车系统在设计过程中，应当从实际需求出发，选择合理、经济、可靠的新技术，融于到装备的创新设计当中。新技术的采用可以从多种方面考虑，如提高设备的性能，简化设备的结构，减小设备的体积，丰富设备的功能，优化使用体验等。除了在设计方案当中融入新技术，在设计过程中也应该注重采用新技术。例如利用数字化模型对于设备运行进行模拟，通过虚拟运行，检查设计过程中的错误和疏漏，并利用调整参数进行模型的修正和优化，减少了研发设计阶段的资金成本，缩短了研发周期，大大提高了研发设计工作的效率。

二、智能装车设备制造的创新

2.1 提升制造过程的信息化程度

信息化时代，生产制造的信息化是实现生产自动化、智能化的基础条件。生产制造过程的信息化主要是将生产的各方面数字化并对数据加以管理和分析运用。信息数据大致可以分为基础数据和动态数据，基础数据包括材料、零部件属性数据、工艺控制参数、物料清单、生产指标等基本数据，是各项工作的基础数据。动态数据是生产制造过程中的原材料库存，资源、能源使用情况，产品的完成量，合格率等多方面随着生产进程而发生变化的动态参数，是过程控制的关键数据。通过信息化的管理，生产过程的成本、质量、进度控制变得更加高效，各部门间的协作沟通也变得更顺畅。制造过程的信息化是现代化生产制造企业的必然发展方向，也是将大数据分析技术运用与生产管理的基础条件。

2.2 建设现代化管理体系，增进协作交流

智能装车设备制造加工由多个不同部门协作完成，各个部门和生产各个环节中，需要积极沟通，紧密协作，才能高效完成生产任务。管理者应创新思维，建立现代化的管理体系，优化管理结构，完善沟通渠道，让各个部门和环节之间形成有机的整体。设计人员应与销售人员积极沟通，了解实际情况，从设计上满足客户的要求和需要；生产人员在制造加工过程中，需要和研发设计人员就产品设计的图纸和方案进行技术交流，确保制造加工出符合设计要求的产品；质检部门需要与生产部门协作，确保制造产品的质量符合要求；售后人员与生产、销售人员协作，做好设备的安装、调试、和售后维护。装车设备的设计、制造、交付和调试环节之间连接紧密，合理分配资源和时间，让整个过程有序进行。

2.3 推进生产制造的自动化、智能化

随着工业生产制造4.0时代的到来，机器人技术、云技术、工业物联网、和人工智能大量运用于生产制造行业[3]。智能装车设备的生产过程也需要适应时代，积极采用新技术、新设备，打造现代化的智能生产线。智能化是在信息化技术、自动化技术、计算机互联网技术的基础上，达到可视化、人机互交、决策和执行，实现设计与制造过程的高度自动化。采用智能化的生产线对于工人的需求量大大减少，降低了人力成本，工人的劳动强度降低，劳动效率极大的提高。智能化生产减少了人工因素对于生产过程的影响，生产过程可视化，信息集成化，更易于控制和管理整个生产过程，成本控制和质量控制得到有效保障。工人逐渐摆脱传统的繁重生产劳动，向高技能、高素质转变，制造企业也从传统的劳动密集型向高技术高质量发展转型。

2.4 以人为核心，发挥集体的创造性

在创新过程中，人的思维才是创造的核心，企业创新应重视人的主观能动性，激发集体的创造能力。企业可以通过引进高学历、高素质的专业人才，提高企业的整体技术水平。同时也需要重视原有职工的培训和提高。企业的创新和发展，与企业中员工的水平是相互关联的。员工是最了解自己所处岗位或者工序的需求和不足的人，提高员工的专业素质，激发员工的创新能力，鼓励员工提出本岗位、本工序的优化改良建议，技术人员集思广益，充分发挥出集体的创造能力，必然能够极大促进制造水平的提升。

三、结束语

智能装车设备在我国尚处于起步发展阶段，没有得到普及，近年来电子商务的迅速发展也带动了物流产业的蓬勃发展，交通运输对于智能装车设备的市场需求极大。智能装卸设备的生产企业应抓住工业科技化、现代化转型的契机，从研发设计到生产制造，结合实际勇于创新，打造高质量发展的现代化绿色智能制造企业。

参考文献：

[1] 张勇, 王晓萍. 智能机械设备研发设计与制造创新探析[J]. 南方农机,2021(8):141-142.

[2] 闫艳. 智能汽车装车技术研究[J]. 工矿自动化, 2015(003):111-113.

[3] 徐海威. 自动化机械设备设计研发与机械制造创新分析[J]. 中国设备工程, 2020(14):105-106.