一、水处理非标设备的设计及制造现状
非标设备是指未按照现行行业标准与规格而设计、制造的非标准处理设备,泛指企业为满足自身实际用途需求而针对性设计、制造的处理设备,且外观性能未收录至我国设备产品目录。在水处理行业早期发展阶段,对各类水处理设备研发与制造工作的开展,主要依据相关设计任务书进行。部分设计任务书过于强调各项技术性能指标,忽视设备设计研发周期、制造成本等问题,从而导致早期研制的各类标准化水处理设备普遍存在性能过溢、制造成本高昂等问题,与企业实际生产需求存在出入,难以创造预期经济效益与设备使用价值。
因此,近年来相关企业机构逐渐加大对水处理非标设备的研制力度,根据企业自身实际生产需求,合理设定各项水处理设备的技术性能指标,在满足生产需求、保证设备运行稳定的基础上,实现了对水处理设备研制周期的缩短以及制造成本的降低,对推动我国水处理事业的可持续发展有着重要意义。同时,设备设计效果与效益,逐渐成为所研制非标设备优秀与否的主要衡量标准,也是水处理非标设备的研制重点。但目前来看,各类水处理非标设备在研制过程中,仍存在一定问题有待解决,设备设计水平、制造质量尚存优化空间,常见问题包括设备设计流程僵化、缺乏相应设计标准以及制造周期长等。
二、水处理非标设备创新设计分析
1、优化设计流程
与标准化设备相比,水处理非标设备的核心研制目的是以企业实际生产需求作为设计导向,针对性设计、制造适当使用功能、性能指标的水处理设备,最大化发挥水处理设备的应用效能。为实现这一目的并保证水处理非标设备设计质量,多数企业选择对设备设计流程进行优化完善,综合分析企业环境、生产需求以及设备作业产能等因素,制定若干设备设计方案,并对各套设计方案的优缺点进行对比分析、综合评定,从中选择最为适当的设计方案。同时,采用AutoCAD、Rro/E等设计软件进行产品设计,自动生成部件体积、重量以及重心位置等物理量,为后续设计与制造加工作业的开展提供明确依据。与标准化设备相比,水处理非标设备设计工作具有设计标准化、模块化、简约化以及信息化等特点,确保视图与设备尺寸准确无误,而水处理非标设备的主要设计流程如图所示。
2、完善设计标准规范
非标设备的制造规格虽然缺乏相关行业标准与依据,但并不意味水处理非标设备的设计流程及工作内容不具备标准性和科学性。因此,企业应充分引进国外相对较为成熟的非标设备技术标准与理论体系,结合我国实际情况与企业生产需求,及时构建标准化水处理非标设备的设计标准规范,从而便于水处理非标设备设计方案制定、方案审核等工作的开展。例如,企业对水处理非标设备设计过程中出现或采用的代号、名词及格式等加以统一规定,明确设定设备各项技术参数。同时,目前我国部分水处理非标设备自国外引进而来,设备的技术标准、使用功能、设计规范等往往与企业生产需求有所出入,难以做到对设备应用效能的充分发挥。企业应结合设备实际设计工作情况,对现行水处理非标设备设计标准体系进行优化创新,最大程度降低外部因素对水处理非标设备设计水平及质量的影响。
3、强调设备设计合理性与易用性
从设计合理性角度来看,设计人员应重点对水处理非标设备整体结构设计方案,以及零部件形状、加工精度以及尺寸等设计参数的合理性进行正确评估、综合分析,确保所设定各项设计参数均符合设备研制要求,不会对水处理设备的实际使用效果造成干扰影响。例如,校核水处理非标设备的标准零部件性能质量,分析标准件的刚度、强度、耐久性与抗疲劳性能是否符合实际使用需求。此外,应对所选择水处理非标设备加工方法与零部件配合方案的合理性进行评估、优化调整。
从易用性角度来看,简化水处理非标设备操作系统,将提高设备的操作水平与运行效率。因此,设计人员应严格遵循人性化设计原则,简化设备操作页面、编制完善的设备操作手册等,并衡量水处理非标设备的使用功能、操作要求是否与企业生产环境及工作人员使用习惯相适宜。
三、水处理非标设备制造分析
在水处理非标设备零部件设计环节,设计人员应在条件允许的前提下,优先采用标准化零部件的成品件,既可以推动水处理非标设备的标准化、规范化发展进程,也将有效缩短设备研制周期、控制设备制造成本。
从控制设备研制成本角度来看,在生产标准化零部件时,可采用批量化生产方式,大批量生产规格尺寸与材质相等同的零部件。与传统的单件非标零部件生产方式相比,批量化生产的生产量较大,且生产工艺较为先进、完善,零部件的成品率、生产及管理效率均有所提高,进而使得单件非标零部件的生产成本被控制在较低范围内。
从设备研制周期角度来看,对标准化零部件成品件的普及推广,将有效减少水处理非标设备的设计工作量。设计人员无需消耗大量时间用于重复开展各类零部件设计工作,仅需对标准化零部件的规格尺寸等参数进行适当调整即可。同时,当批量化生产标准零部件、使用成品件时,也将有效缩短零部件的总体加工时间,进而缩短设备研制周期。
从设备研制质量角度来看,与传统的单件非标零部件相比,绝大多数零部件的成品件问世时间较早,在多数水处理非标设备研制方案中得到广泛应用。这类零部件的性能质量、设计参数得到重复验证试验,所存在设计问题与部件缺陷基本得到有效解决,具有良好的可靠性,不会对所研制水处理非标设备的性能质量、使用功能造成明显的负面影响。而在使用单件非标零部件时,受到工艺、人为等因素影响,所研制水处理非标设备的性能质量难以确定。
此外,水处理非标设备制造具有一次制造、定制性以及单件性等特点,制造活动较为频繁、且不同制造工序环节之间具有较为紧密的内在关联。但目前来看,部分企业所制定水处理非标设备制造计划的周密性、统一性有所不足,各项具体制造方案间的协同程度有待提升,且制造方案的总体计划性未得到充分体现,最终导致水处理非标设备的制造质量与设计要求有所出入。针对这一问题,企业应基于水处理非标设备设计方案,结合设备生产特点针对性制定生产制造计划,充分体现设备生产制造方案的总体计划性,强化各项分支方案间的协同性,确保各项生产计划均得到有效执行及控制。
对水处理非标设备设计水平与制造质量的提高,对缓解水资源紧缺矛盾、强化水资源污染治理力度、提高水资源利用率有着重要意义。为实现这一目的,相关企业与工作人员应深入了解水处理非标设备的研制意义及目标,灵活采取上述各项设备设计及制造优化策略,不断提高水处理非标设备的研制水准。