发布时间:2023-09-20 09:46:40
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇简述智能制造技术,期待它们能激发您的灵感。
1前言
近年来随着科学技术的发展,机电一体化系统已经逐步成为机械制造与发展的主要趋势,使更多的机械设备制造实现自动化、智能化的主要方式,机电一体化系统在智能制造中的深入应用,极大的满足社会发展需求,它将在工业发展中表现出无法比拟的优越性,满足工程可靠性与效率需求的同时,有效减少因人工操作造成的失误,从而实现精度的生产,对促进企业生产自能化方面有着举足轻重的作用。
2机电一体化概述及发展现状
首先,机电一体化技术主要是为了满足社会工业生产的需求,于20世纪60年代出现,主要是将电子与机械集于一体的先进科学技术,其中它涵盖了计算机、机械、信息技术、传感和自动控制等多项技术于一体的综合性技术。其中,详细的说机电一体化的基本组成部分主要有机械体,实现各部件之间的连接构造;驱动动力部分,提供动力并帮助机械实现能量的转化,使实现动力功能;遥感测试部分,检测机械内外部环境实现其预算计测功能;执行部位,接受控制信息,对要求动作完成;信息处理单元,运算、处理、决策、实现控制功能。这一技术进入21世纪以来,融入了微处理技术和计算机技术的精华,得到了快速发展,之后又融入信息电子技术,模拟人脑对生产流程进行分析判断,使企业的生产逐步实现智能化。其次,机电一体化发展现状介绍,机电一体化技术主要是应用于一些大型的生产企业中,机电一体化依赖于众多学科的先进技术的融合,实现对人脑的模拟,使其对企业机器生产的全过程能够进行有效分析,判断和处理,通过发出各项指令操作,通过机器实现复杂的生产流程,通过机械设备进行智能控制,运用机械操作代替人力的操作,使整个生产过程简单,便于管理,在极大减轻人工工作用负担的同时,也为企业的发展减少了很大的成本。随着世界经济一体化进程的加深,世界工业的发展早已不再仅仅局限于某一领域内,或是某一区域内,而是考虑利用最小成本的同时,实现世界各地的就地取材,面对这种发展现状,机电一体化体系也有了新的发展要求,将远程控制技术也应用于机电一体化体系中来,因此,不难看出机电一体化技术是伴随着生产技术要求和科学技术的发展不断向前发展的,机电一体化技术有着广阔的发展空间,另外,机电一体化技术也逐步打破企业的自有生产方式,通过对机电生产产品的统一标准,生产流程的规范,从而实现模块化的集成机电生产。
3智能制造技术及其发展
智能制造是指通过运用计算机程序模拟人类的思维活动,实现机器对在无人控制操纵下的机械自动化生产。智能制造技术已经成为现阶段机械制造技术主流的趋势,通过智能化的制造可以有效帮助人解决很多复杂繁琐的操作,极大的避免了因人工不小心失误造成的生产损失,提高了生产设备的精确度,因此,智能制造的应用要比往往传统的制造具有无法比拟的优越性。使机械设备的制造在人类不可能达到的空间展开。智能制造在机械生产制造方面已经为人类创造了很大的价值。智能控制技术是发展人类智能中一个重要的领域,其主要目的是为了改善以往传统制造中较为复杂多样的控制任务。
4机电一体化技术在智能制造中的应用
机电一体化体系中,智能控制的应用途径十分的广泛,在我们社会生产生活的方方面都有体现,随着科学技术的进步,现阶段的机电一体化正在逐渐向人工智能化的方向发展,这是社会发展所需求的在必然趋势,是经济发展水平与科技发展相结合的应然产物,在我国机械制造业发展过程中,能够有效快速实现机电一体化是机械制造发展的重点内容,机电一体化能在提高生产产品效率的同时,还能确保产品的质量,目前的科学技术水平在机械制造的领域内最大的实现计算机网络技术和智能制造控制技术有机结合,从而实现由人工管理操作到智能控制监管的有效过度。同时,智能监管控制的部分,还可以实现对机械设备运作的检测预测管理工作,实现对可能发生的机械事故有预测的作用,以确保生产的顺利进行,或是通过智能控制系统有效协调工作的进行。(1)机电一体化中应用智能制造的优势。智能控制技术对机电一体化系统中的程序或部分结构进行智能化调试与控制以保证程序系统工作的可靠安全性;工作人员采用计算机网络技术将编写的程序或是代码输入到机电一体化系统中,实现对机械的智能控制;智能控制技术可以实现根据外部环境变化,对其工作内容,进行调控,实现机电一体化工作的精确度。(2)以机电一体化体系中智能制造在建筑领域的应用做详细解释说明,智能控制在建筑领域的广泛应用主要体现在两方面,分别是在保暖制冷系统和建筑照明系统中。其中的照明智能控制系统,是通过应用通信技术和计算机网络技术两者有效结合实现的,能够有效的实现对照明区域,照明亮度,照明时间的合理控制与调节。从而有效节约能源,较大可能的提高资源利用率。(3)机电一体化技术中的智能制造在数控领域的有效应用。社会生活的各行各业都在应用机电一体化技术,而其中的数控技术对机电一体化技术的要求越来越高,数控技术由于其是进行大规模的生产,数控技术在逐步实现智能化方面具有很大的发展空间,利用计算机网络技术在数控方面实现智能监控,编程,建立自身的数据库。智能控制技术在数控技术中的应用还可以实现,在一些较为大型复杂的工程问题或是机器设备有问题的情况下,人工无法实现的检测,借助数控技术可以进行推理与演算,适时给出修改意见。
5结语
伴随着科技的发展,机电一体化在智能制造中的应用产品已经渗透到了我们生产生活的多方面,这种通过多种高新技术结合的产物极大的为我们生产生活带来便捷,这种机电一体化的智能发展方式进一步推动生产方式的深化改革。仍将有广阔的发展前景,需要我们相关从业人员根据实际的生产生活不断的进行改进,为我们社会经济的发展做更大的贡献。
参考文献:
[1]吴小龙.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015,1(29):68.
[2]秦立峰.机电一体化技术在智能制造中的应用分析[J].工程技术:引文版,2016(4):272.
[3]纪钰珩.机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用[J].企业技术开发月刊,2014(8):42.
[4]林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯,2015(14):92.
(新疆科神装备科技开发有限公司,新疆石河子832000)
摘要:传统的农业机械制造业随着现代工业的发展面临新的技术挑战,创新已经成为现今农业机械制造业发展的必经之路,为促进兵团农业机械制造智能技术更好更快地发展,本文对兵团农业机械制造智能技术的发展现状进行了分析并在此基础上对兵团与内地该技术进行了比较,针对性地提出了兵团农业机械制造智能技术的发展建议。
关键词 :农业机械制造;智能化;现状;发展
1农业机械制造智能技术
农业机械制造智能技术是工业智能技术的衍伸,是利用计算机模拟制造技术手段分析、判断、推理、构思和决策等一系列职能程序,并能将这些职能中的程序与智能机器有机的结合起来,将其贯穿应用于制造业企业的各种分系统,实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化,从而替代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,并对制造业中人的智能信息进行采集、记忆、计数、互动、传承和发展的一种先进制造技术。
智能化是制造自动化的发展方向[1],很多专业性机械制造智能技术已经发展到相当水平,而在农业制造领域,还在起步阶段。农业机械制造智能技术是专门研究产品的设计、生产、加工、销售、售后乃至维护维修的整个技术过程,并将提高产品质量、效益、竞争力作为最终的目标。农业机械制造智能技术包含了生产对象、生产资料、能源、人力资源、生产和质量信息等内容。其中,生产对象、生产资料与能源属于硬件范畴,生产和质量信息则是软件范畴,而人力资源则是两者都属于。在诸多的生产要素之中,人的要素处于主要地位。
2兵团农业机械制造智能技术现状及其与内地的差距
2.1兵团农业机械制造智能技术现状
近年来,虽然很多企业在农业制造业方面不断采用先进的制造技术,像北疆的科神数控设备已占企业机加工设备的30%以上,且已经引进了CNC加工中心,企业的机加工能力得到了很大提升。公司已经启用了企业资源计划系统(erp),以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理和服务。南疆的天诚对企业设备也进行了较大投资,且已经在某些焊接生产线采用了焊接机器人,大大提高了产品的焊接质量和工作效率。但是这些进步与内地专业化农业及机械制造业相比,仍在许多方面存在着较大的差距。
2.2兵团与内地在农业机械制造智能技术上的差距
2.2.1管理
内地优秀的农业机械制造业广泛采用计算机进行管理,对于组织和管理制度的更新与发展都较为重视,并对生产模式加以完善,力求达到准时、快速、高效的生产制造。比如采用MES(制造执行系统),该系统包括计划排产、过程纠偏、质量控制、资源优化、数据采集、电子看板、ERP集成等模块。系统依据ERP或手工输入的生产任务,通过精细排产,得到可执行的工序级生产排程,并通过对生产执行过程的详细进度、用料、用时及质量等信息实时跟踪统计,以数字化的方式、智能化的形式直观地展现生产全过程。而兵团农业机械制造业采用计算机管理的水平还正处于起步阶段,大多数的企业仍然处于陈旧的经验管理阶段,是兵团农业机械的制造业发展步伐缓慢的原因之一。
2.2.2技术设计
内地优秀的农业机械专业化厂家对设计方面要求严格,且更新速度较快。由于大量采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),部分大型企业甚至已经开始脱离图纸进行设计和生产制造。而兵团农业机械制造企业,对于计算机辅助设计技术的使用尚比较局限,使用水平有待提高,兵团农业机械制造业技术发展推动力不足。
2.2.3制造工艺
内地农业机械专业厂家比较广泛的使用数控加工,许多新型的加工方法,例如:激光切割、高精密加工、复合加工技术等也得到广泛应用。然而这些新型技术在兵团农机制造企业基本没有应用,有的甚至还在企业议程之中,使得兵团农机机械制造技术仍然处于低水平状态。
3发展建议
3.1系统优化
农业机械制造过程中对速度、精度和效率以及柔性化和智能化的要求较高。在采用高速控制系统的同时又改善了机床的特性,使得机床的速度、精度及效率大大提高。而柔性化不仅仅指机械本身,还有群控系统的柔性,数控系统的本身就是采用模块管理的方式进行管理,裁剪与组合性比较强,能够满足用户的不同设计和需求;群控系统则是根据制作流程的要求不同自动进行修正和调整,使得群控系统的效能充分发挥出来。为了适应快速变化的社会市场环境,仅有柔性化是不够的,机械制造智能化也需要不断升级改造[1]以适应当今科学技术的不断发展和提高,只有具备了智能化才能应对更加复杂的市场发展环境。
3.2多媒体技术的应用
在智能化的数控系统中要做到用户界面的图形化、科学计算的可视化与多媒体的结合和应用。用户界面是系统与使用人员之间的桥梁与窗口,由于使用人员的要求不同和专业性差异,给计算机软件的开发与研制带来了较大的难度,采用图形化用户界面后,使用者在使用时较为方便。科学计算的可视化可使可视信息直接使用,比如说图像、动画演示等。可视化技术的应用与计算机的虚拟技术环境结合起来,使智能化领域又进一步得到拓宽。而计算机、声像以及通信技术完整的结合便形成了多媒体技术,它使计算机拥有了综合处理数据的能力。多媒体在智能化数控领域中可综合化、智能化地处理信息,在现场监控系统中也有着重大的应用价值。
3.3体系结构的优化
在农业机械制造过程中,改善和发展体系结构较为重要。首先,企业数控机床占用比例应不低于50%,使智能制造系统应用效率达到基本要求。在此基础上集成企业CPU资源系统来提高集成度和运行速度。采用高集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPRD、CPRD以及专用集成电路ASIC芯片的新一代PCNC数控系统,并应用LED平板显示器平台,以实现超大尺寸的显示传导和发散信息。采用增强集成电路的密度来改进性能,使组件的尺寸减小,可靠性提高。其次,硬件的模块化使数控系统的集成和标准化更加简单和方便。如显示器、CPU、输入输出设备、以及存储器等最基本的模块,都可成为独立的载体,在通过不同方法的组装、搭配以及减持和增加以便构成档次和功能不一的数控系统。最后,通过系统中心枢纽对机床进行网络化,通过机床联网的手段,可以在任意一台机床上进行多台操作,使不同机床的画面在同一台机床的屏幕上出现,实现对机床的远程控制或者是无人化操作。将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服系统、自适应控制动态数据管理及刀具补偿、动态仿真等高新技术融为一体,形成严密的制造过程闭环控制体系,使产品制作过程灵活多变,以适应当前农机市场多品种、多批次的市场需求。
4小结
农业机械制造智能技术的应用是农业机械制造业的发展趋势,该技术的推进将会给农业机械制造行业带来巨大活力,可大大提高产品的质量、效益和市场竞争力,较为有效地促进兵团大农业机械化的发展。
关键词:智能制造;关键技术;实现
中图分类号:TG305 文献标识码:A
智能制造是一种集自动化、智能化、网络化于一体的制造模式。因其具有高效、经济的特定被广泛应用在产品生产作业中。尤其是智能制造还能够优化产品生产流程,实现能源可持续利用。相比于传统的产品生产模式,智能制造从根本上了改变了产品研发、制造、销售的流程,这对于企业的长久发展非常重要。
一、智能制造概述
智能制造系统是一种人机一体化的智能系统,在实际的产品制造过程中,不仅能够代替人类进行分析、判断、决策,还能实现自动化向智能化、集成化、柔性化的扩展。从“十二五”提出推广智能制造技术到目前为止,智能制造已经广泛受到各界人士的关注,且已经被应用在制造各个行业中。如石油石化智能成套设备、冶金智能成套设备、自动化物流成套设备、智能化食品制造生产线等。这些智能系统都是建立在智能制造基础之上的。由此可见,智能制造将会成为产品生产技术发展的主流趋势。
二、智能制造中的关键技术及实现途径
1.射频识别技术
射频识别技术又称RFID,是一种能够识别无线电信号,读写数据信息的无线通信技术。显然,射频识别技术是不需要接触系统和识别目标的。一般射频包括超高频、高频、低频3个频率段,其读写方式包括固定和移动两种方式。基于无线通信技术,在使用射频识别技术时只需要将小型的无线微型设备放置在物体表面,并利用读写和识别技术,就可以实现目标数据信息的收集、记录。
射频识别技术被广泛应用在消费应用、制造、安全访问控制等各个行业之中。如将其应用在供应链管理中,能够通过自动化数据收集和数据传输,减少错误发货、物品丢失等问题,尤其是能够实现远程产品维护。例如在药品冷链物流中应用RFID电子标签技术能够进行全程连续的温度追踪,从而实现可靠的温度管理。当冷链箱被贴上RFID电子标签之后,RFID电子标签就会自动记录有关冷链箱的所有数据信息包括实时温度信息。而且在一批冷链周转箱出库时,读写器能一次性读取到该批次各冷链保温箱内的所有RFID温度标签的信息。这使冷链周转箱出入库的信息录入实现了自动化,缩短时间的同时也确保了出入库信息的准确性。当货物量很大时,出入库自动读取信息能够解决物流操作环节的瓶颈问题。
2.实时定位技术
在实际的产品生产过程中,企业要对所有的产品、原材料、设备等进行实时跟踪管理。但是又无法应用人工手段。因而需要建立相应的实时定位系统。而智能制造中的无线射频技术就能够实现这一目标。一般情况是,实时定位系统会有信号接收器和发射器等设备组成。
目前实时定位系统还会利用光学、声学技术实现信号定位,如超声、红外、超宽带等。不同定位技术的频率、带宽、穿透性、抗干扰能力都有所不同。如清华同方RFID资源管理跟踪系统通过使用RFID标签、读写器和软件来对企业资源进行监测,帮助其提高效益及投资回报率。该系统主要由阅读器和电子标签(RFID)组成,用于完成免打扰的信息采集和识别。软件系统包括应用软件和接口引擎两部分组成,用于完成信息采集、数据加工、位置信息时时显示等功能,从而实现管理人员能实时地监测到整个企业资源的状态,包括人员位置、各种设备使用情况,兼顾安全出入管理。这样方便管理人员对相关重要资源进行调整和分配。
3.无线传感系统
无线传感系统能够帮助企业更好地控制生产流程和物流。无线传感系统主要由计算定位、感应、信息传递3个部分组成。另外,无线传感系统还能够对温度、声音等不用的物体做出反应。
无线传感系统的核心技术是无线数据库技术,具有信息传递、查询、跳跃路由协议等功能。而且无线传感系统是一种全新的信息获取和处理技术,被广泛应用各个行业中,如工业环境监测、智能电网等行业中。尤其是将其应用在工业生产中,不仅能够有助于工业生产工艺的优化,还能够提高产品生产效率。如可以实现生产全过程的检测、实时生产参数的采集、材料消耗状况的检测。
4.信息物理融合网络
信息物理融合网络也可称为CPS。CPS包含环境感知、嵌入式计算、网络通信等多种系统工程,主要应用于智能系统上,如物联传感。CPS的应用彻底改变了传统的产品生产理念。另外,CPS还是工业4.0发展的核心内容,能够助力于智能车间、工厂的构建。
简单的说CPS就是互联网+制造的智能化系统。在新的工业革命中,CPS将会成为实现智能制造系统的关键技术。CPS应用在产品生产过程中,能够实现产品、设备数据信息与企业信息系统的融合,并将生产数据传送到云计算中心。准确的说是产品生产线中的传感器会及时收集生产信息,然后通过无线通信这些数据就会传送至数据处理中心。相比于传统的产品生产模式,管理人员能够迅速获知产品出了什么故障,哪里需要配件,从而实现真正的生产智能化管理。另外,CPS还能够把帮助企业进行消费者数据和企业生产数据信息的分析,经过数据挖掘、设备调整等工作流程之后就能够生产出具有个性化的产品。总的来说,CPS是智能制造中的关键技术,同时也是现代工业革命发展的重点技术。
结语
综上所述,随着我国智能制造的发展,射频识别技术、实时定位、无线传感等关键技术越来越受到人们的关注。相比于西方发达国家,我国智能制造技术仍然不够完善,因而企业和科研机构应该正确看待智能制造的关键技术,并在不断地实践、探索中,完善关键技术的应用方式和方法。
参考文献
[1]邹方.智能制造中关键技术与实现[J].航空制造技术,2014(14):32-37.
关键词:智能制造;智能科学与技术;人工智能技术;机器人;实验平台建设
智能制造是基于新一代信息技术,贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节。具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。是信息技术和智能技术在装备制造过程技术的深度融合与集成。加快推进智能制造,是我国在全球新一轮产业变革竞争背景下出台的《中国制造2025》的主攻方向。广东省作为国内制造大省和全球重要制造基地,也对接印发了《广东省智能制造发展规划(2015-2025年)》。针对广东省制造业的创新能力、产业结构、信息化水平的缺乏竞争力的问题,大力实施创新驱动发展战略,推动智能制造核心技术攻关和关键零部件研发,推进制造过程智能化升级改造,实现“制造大省”向“制造强省”转变。创新驱动,智能化升级改造需要国际领先水平人才的引进和高等院校实战型工程技术人才培养。我院智能科学与技术专业就是面向广东智能产业的深度融合设置的。其专业实验平台的建设需要针对广东省高端装备、制造过程、工业产品智能化等领域的薄弱环节,以“机器智能”为方向,完善实验教学体系、整合实验教学资源,开设综合性、创新性的实验项目,培养学生实践能力和创新意识。紧密联系企业,针对智能制造关键技术协同创新。培养具有智能系统开发与设计、智能装备的应用与工程管理能力;能在智能装备、智能机器人、智能家居等领域从事智能系统的是开发与设计、应用于维护、运营与管理的“厚基础、强应用、能创新”的高素质工程应用型人才。
1专业实验平台建设思路
面向智能制造专业实验平台的建设,依据《广东省智能制造发展规划(2015-2025年)》中发展智能装备与系统,工业产品、制造流程智能化升级改造的任务,从智能科学与技术知识体系中提取专业发展方向的课程,建立完善专业实践教学体系。以“机器智能”为方向建设人工智能与机器人实验室为核心,以项目、科技竞赛、紧密对接企业协同创新为手段,培养学生能够运用工程基础知识和专业理论知识设计工程实验,分析实际问题的能力,培养学生查询检索资料文献获取知识的能力,培养学生能够综合运用自然科学知识、专业理论知识和技术手段设计系统和过程解决实际问题的能力。通过科技竞赛等活动,培养学生在团队里具有工程组织管理能力、表达能力和人际交往能力。通过与企业的合作,掌握基本创新方法,并让学生具有追求创新的态度和意识,以培养学生的综合素质和能力为重点。立足华软学院电子系电子信息工程嵌入式专业、自动化专业、通信工程专业现有的平台优势,按照“整合、集成、共享、提升”的基本思路,完善支撑体系,优化验教学资源配置,建设一个能够与广东智能产业深度融合的阶梯形层次化实验平台。
2实验平台建设内容
智能科学与技术专业实验实践平台的建设要依据实验教学体系的构建,突出面向智能制造工程实践为特色,按照学生的成长需要,建立阶段化、层次化、模块化的实验教学体系。
2.1专业实践课程体系建设
面向智能制造的智能科学与技术专业定位是以工程应用型人才培养为目标的,是在通识教育基础上的特色专业教育。专业课程体系的建设首先还是以培养学生具有扎实自然科学基础知识,人文社会科学知识和外语应用能力为基础,其次是智能科学与技术专业技术基础课程,如数字系统与逻辑设计、数字信号处理基础、信号与系统、电路分析与电子电路;c语言程序设计与算法分析、数据结构、数据库与操作系统、微机原理与接口、传感器与检测技术等。最后是专业方向类课程,也是专业的核心课程,如制造业基础软件中的嵌入式软件、工业控制系统软件,工业机器人中人工智能技术应用和智能控制技术。主要有知识获取模式识别;数据通信与网络;嵌入式系统移植和驱动开发;嵌入式应用开发;人工智能与神经网络;智能控制技术;机器人学等课程。培养学生具备计算机技术、自动控制技术、智能系统方法、传感信息处理等技术,完成系统集成,并配合专业实践课程体系如图1,完成电子工艺实习、技术基础课程、核心课程的课程设计和综合项目实验,并在工程应用中实施的能力。
2.2实践教学体系建设
依据专业实践课程体系,构建主要包括计算机基础、电路基础、信息与控制基础、嵌入式技术、机器智能系统五大模块开展不同学习阶段层次化的实验教学体系。主要包括基础类、专业实训类、综合创新类。
1)基础类实验注重开设与课堂教学中基本理论相结合的精品实验项目,并逐步提升基础实验课时的比例。从实践中启发引导学生牢固掌握基础理论知识。除此之外,还要注重工作方法和学习方法的能力培养,如收集信息查找资料、制定工作计划步骤、从基础理论到解决实际问题的思路以及独立学习新技术的方法和评估工作结果的方法。培养学生厚实的专业基础知识和能力。
2)专业实训类实验主要以项目教学、案例教学、情景教学方式培养学生利用专业知识及方法独立解决行业领域内的任务和问题并能够评价结果的能力。如智能传感应用项目,人工智能技术实验项目,知识表示与推理项目,计算智能项目,专家系统,多智能体系统;机器人项目,如最小机电系统组成,如何完成对电机的控制;利用单轴或双轴控制平台实现基本搬运装配作业。
3)综合创新类实验注重培养学生从理解问题域开始,获取数据和知识、开发原型智能系统、开发完整智能系统、评估并修订智能系统、到整合和维护智能系统六个阶段构建智能系统。如开展人工智能技术在智能制造中的应用包括产品设计加工、智能生产调度、智能工艺规划、智能机器人、智能测量等;直角坐标机器人实现码垛搬运、多关节串联机器人、弧焊机器人实训等。
4)科技竞赛、与企业协同创新,通过观察记录待智能化升级的工厂生产过程,发现定义问题、提出假设、搜集证据检验假设、发表结果、建构理论等实验过程设计的能力。培养学生掌握基本创新的方法,团队协作管理能力、表达沟通能力等。如嵌入式设计大赛、机器人大赛等科技竞赛;以及针对自动化生产线的嵌入式工业控制系统设计;针对原材料制造企业的集散控制、制造绦屑成应用;针对装备制造企业的敏捷制造、虚拟制造应用;工业机器人在汽车、电子电气、机械加工、船舶制造、食品加工、纺织制造、轻工家电、医药制造等行业的应用。
2实验教学保障
智能科学与技术实验平台建设以人工智能与机器人实验室建设为核心,结合目前学院嵌入式系统实验室、自动控制实验室、传感器技术实验室、通信原理实验室资源,仪器设备共享共建的原则,系统化筹备购置。人工智能机器人实验室主要针对智能系统设计开发和机器人应用,基于计算机系统的人工智能技术学习应用包括人工智能技术在智能制造应用和工业机器人仿真软件ABB Robot Studio。基于“探索者”机器人系统控制实训箱Rino-MRZ02(包含履带机器人、双轮自平衡机器人、5自由度机械臂、6自由度机械臂等)
可以开展的项目有:利用启发式算法、遗传算法、蚁群算法等模糊数学理论对工业产品设计进行性能模拟、运动分析、功能仿真与评价;利用人工神经网络自学习、自组织构造产品加工过程新能参数预测模型。利用模式识别、机器学习、专家系统、多智能体系统进行感知、并对环境的改变进行解读、动作进行规划和决策;利用专家系统、遗传算法、模糊逻辑集中式解决生产调度多目标性、不确定性和高度复杂性的问题,寻求最优规则,提高调度的速度;利用蚁群算法、遗传算法分布式多智能体系统进行问题分解、彼此协商、任务指派、解决冲突。
履带机器人可开展电机控制实验;运动控制实验;HD轨迹控制实验;无线通信实验。双轮自平衡机器人呢可开展自平衡模块实验;倒立摆算法实验;双轮载具运动实验。6自由度双足机器人可开展双足运动控制实验;步态规划实验;双足平衡实验;机构改装实验。5自由度机械臂可开展机械臂运动控制实验;颜色分拣实验。可扩展为8自由度双足机器人、轮腿式机器人等技能提高类课程设计。
通过ABB公司的机器人仿真软件RobotStudio进行工业机器人的基本操作、功能设置、二次开发、在线监控与编程、方案设计和验证的学习。
关键词:矿山机械;再制造;节能减排
中图分类号:TD4 文献标识码:A
机械再制造属于绿色制造,是机械维修的高技术的发展和应用,它以废旧产品零部件作为毛坯进行高技术再加工,充分挖掘废旧产品中蕴涵的附加值,再制造的产品可以减少对环境的污染。近年来,机械再制造作为循环经济的重点推进项目。一些机械制造企业为扩大生产规模,提高企业的市场竞争能力,运用再制造先进技术的发展成果,实施矿山机械再制造。机械设备再制造要以实现废旧装备性能提升为目标,坚持优质、高效、节能、节材、环保,以先进技术和产业化生产为手段,修复、改造废旧机械装备的技术。废旧产品的再制造要通过各种高新技术实现,及时吸取最新科技成果的关键技术。一些矿山机械制造企业实施矿山机械再制造工程,运用先进技术和产业化生产,使废旧矿由机电产品获得高质量再生。机械再制造与维修不同,它是维修的高层次发展,是废旧机电产品高技术维修的产业化。通过运用高技术和最新科技成果等优势对废旧矿山机电产品的核心零部件改造提升,充分挖掘蕴涵在成型零部件中的材料、能源和加工附加值,使再制造后的产品性能达到或超过新品,成本低,创造价值大。
1我国矿山机械的维修及回收利用的状况
1.1我国矿山机械的维修及回收利用情况
(1)采用大修或项修的方式恢复旧矿山机械设备的功能,通常仅能恢复到原机性能的70%,维修后的设备功能并未提升。
(2)为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新加工装配,以恢复原精度;对不能满足生产要求的系统进行最新的技术改造。
(3)对报废的矿山机械设备,多数资源如机械结构件部分作废钢铁回炉处理,回收的原材料的价值不及原机价值的10%,原机制造时零部件的附加值全部丧失,在回炉中还消耗大量的能源和劳动力,造成环境污染。
1.2矿山机械设备维修方式存在的问题
(1)传统的矿山机械维修方式未考虑废旧矿山机械设备隐藏着绿色再制造价值。相当部分有再制造价值的零部件一般都作废品处理,不能得到修复与再制造,造成资源严重浪费。
(2)属于单件作坊式工作,普遍存在效率较低、周期较长,成本较高;受资质水平的影响,难以恢复到原机的水平,维改后的设备质量不规范,可靠性不能保证,这种方式不能适应产业化发展需要。
(3)新技术、新工艺在矿山机械的维修中应用较少,一般还采用传统的修配方式。
2实施矿山机械再制造,实现节能减排
矿山机械再制造停留在维修、功能性改造阶段,已经形成了一定的技术基础,某企业开展矿山机械再制造项目,按目前市场需求及资源状况进行调研分析确定再制造矿用隔爆电机、减速器及配件。
2.1工艺流程
对原材料即废旧矿用减速器和隔爆电动机,进行拆解一清洗一检测一对可再制造件进行再制造加工一再制造后加工〔 车、铣、刨、磨、铿)一检验一(直接利用件+再制造件+新件)组装试验一防腐一包装
在旧件回收来后,全部完全拆解,进行清洗;再进行筛选,一些经处理能恢复原状,如:轴径磨损、箱体等,另一些不需要修复的,如螺钉,它在清洗后能够重新使用。
2.2关键技术分析
(1)纳米电刷镀技术
电刷镀技术属新型表面技术,它在失效零部件的修复和强化上发挥重要作用。在刷镀液中添加纳米颗粒能提高涂层效果的电刷镀技术即纳米电刷镀技术,由纳米电刷镀技术制备的涂层耐磨性能优异。一般用在修复箱体轴承孔磨损、轴径磨损、键槽的键侧磨损、表面划伤、腐蚀坑等。
(2)高速电弧喷涂技术
它以电弧为热源,把熔化的金属丝用高速气流雾化,以高速喷射到工件表面形成涂层的工艺。应用在大型贵重零部件的修复及结构件防腐。采用铝青铜、黄铜、巴氏合金等喷涂材料能修复轴承衬套和轴瓦;采用ICr13 、2Cr13 、3Cr13 等喷涂材料能修复轴类零件和柱塞;采用7Crl3 等喷涂材料能修复磨损件;运用"低碳马氏体+3Crl3 "喷涂材料能进行耐磨处理,提高耐磨性,其寿命能成倍增长;防腐、高温防腐、防滑。
(3)激光表面熔覆技术
激光表面熔覆技术是在被涂覆基体表面上,以不同的填料方式运用涂层材料,经激光辐照使它和基体表面薄层一起熔化,快速凝固后产生稀释度极低、耐磨、耐热、抗氧化等性能的方法。各种轴类零件在在运行中,通常由于磨损等原因导致尺寸减小、表面出现深划痕而失效,轴类零件的修复与再制造在激光再制造技术应用中市场广阔,经济效益和社会效益客观。齿轮在运行过程中普通存在齿面磨损、疲劳脱层乃至断齿的失效现象,堆焊、喷涂等修复技术不能满足齿轮服役性能要求,采用激光再制造技术能够实现失效齿轮零件的修复与再制造,其效率和成品率均较高,修复或再制造的齿轮性能良好。
3实施矿山机械再制造节能措施与评价
3.1节能措施及效果
产品节能:某企业项目属于矿山机械设备的再制造,年利用废旧矿山机械核心零部件10000t左右,与生产同等原新品相比,节约使用新钢铁7000t,折合标准煤4200t,同时减少新钢铁的使用,减少排放。设备节能:选用符合国家规定的节能型设备,电器设备选用新型高效节能型,采用电容补偿,提高功率因数,减少电耗。
废旧产品的再制造采用高新技术来实现,是及时吸取最新科技成果的关键技术,如先进表面技术、微纳米涂层及微纳米减摩自修复材料和技术、修复热处理技术,以及过时产品的性能升级技术等。
某企业以废旧矿山机械的核心零部件为毛坯进行再制造,实施后每年能利用废旧矿山机械核心零部件10000t左右(利用率70%左右)。可实现节能、节材和环保,可实现循环节约和高效利用。产品再生产采用先进的再制造技术和工艺,选择生产设备要符合国家节能标准,应采取节水、节能、管理等节能措施。项目节能能达到60%,节材70%,实现降低能耗,减少材料用量,提高资源的利用效率,从原材料的投入到再制造产品的产出,告别能源浪费,节能效果显著。
3.2节能减排综合评价
(1)矿山机械再制造是节能和环境保护的需要。可以避免采用回炉等方式时对环境的二次污染;对节能减排和保护生态环境作用重大。
(2)能挖掘废旧矿山机电产品中的高附加值
把矿山机械设备原始制造和再制造过程中的能源消耗、劳动力消耗和材料消耗进行对比,再制造因充分利用了废旧产品中的附加值,能源消耗仅是新品制造中的1/2,劳动力消耗仅占60%,原材料消耗仅30%。在一台机电设备中,各部件的使用寿命不等,由于局部表面失效而导致整台设备报废。通过再制造对机器的局部损伤进行修复,可充分挖掘废旧矿山机电产品中蕴涵的附加值。
(3)可增加企业效益,提升市场竞争力
矿山机械再制造能充分利用废旧矿山机电产品中蕴涵的高附加值,投入资金少,生产周期短,而再制造后的机电产品能达到原新产品的性能水平。大型机电设备再制造,仅是新设备购置费用的1/2,能为企业创造可观的经济效益,提高企业的竞争能力。
矿山机械再制造,从建设到制造过程的一系列节能措施的使用,可以使以循环经济为基础的产业链得到有效增长,从而实现节能减排环保的效果。
参考文献
[1] 徐滨士等:发展装备再制造工程促进循环经济建设,建设机械技术与管理,2006(1).
[2] 苏宏声:论机电产品再制造工程的发展,现代企业文化,2008(8).
[3] 朱胜等:激光再制造工艺与技术,新技术新工艺,2009(8).
10月13~15日,中国纺织工业联合会社会责任办公室于第5次参加了在上海国家会展中心举办的第21届中国国际纺织面料及辅料(秋冬)博览会Intertextile Shanghai Fabric,在三大主题展区(流行趋势空间、新技术创新空间、可持续发展专区),向来自29个国家和地区的超过4500家面辅料供应商,以“科技创新”为导向全面推广“绿色制造”路线、工具和创新技术,推进行业企业的绿色制造体系建设与全球纺织供应链的绿色发展。本次活动由中国纺织工业联合会主办,从行业和公共服务角度,突出“创新性”和“公益性”,集新材料、新面料、新技术三大主题于一体。
打造“绿色制造”为核心的科技创新社会责任
2015年“新技术创新空间”位于5.1号馆,展示面积达470平方米,共邀请了28项近年获“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖项目成果进行展示;同时,在展会现场还举办以“纺织行业可持续发展技术交流”和“纺织新材料推介”主题交流日活动,开展技术交流近二十场次;在静态展示区,全面展示近年获“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖项目、“纺织之光”公益活动项目、纺织产业技术创新与可持续发展成就展示,与纺织专业观众和展商进行对接和交流,为参展商和专业观众提供专业技术服务。
科技创新是纺织服装行业实现“绿色制造”的重要驱动力,此次以“绿色制造”为主题的展会行动得到了中国纺织工业联合会科技发展部的支持,共同重点打造科技创新空间InnoTex的“科技创新社会责任”主题展示和展会互动,重点从“可持续创新”、“有害化学物质管控”、“环境信息披露”三大议题展示“绿色制造”的趋势、技术路径和合作机会。“绿色制造”主题得到全球19个市场领导品牌组织“ZDHC有害化学物质零排放缔约品牌组织”及各品牌代表的积极响应参与,并在新技术创新空间与业界开展互动交流。
展会期间,中纺联社责办、中纺联科技部、ZDHC品牌组织共同开展了四项“绿色制造”主题活动,包括“为‘绿色制造’主题点赞+签名”,“可持续创新技术目录”业界意见征求,“纺织供应链化学品管控信息交换系统试点招募”,和“绿色制造”技术创新交流活动日,欢迎行业企业和各利益相关方的莅临展位参与和支持。
“新技术创新空间”展示科技可能性
今年在新技术创新空间展出的28项技术成果,都是近三年来荣获“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖项目,主要展示纺织新材料成果和纺织可持续发展技术两个方面,这些新技术和成果展示特点鲜明,令络绎不绝的参观企业印象深刻。
纺织新材料成果突出新型化学纤维产品、新型纱线产品,以及纺织功能性新面料等。主要参展成果有:青岛即发集团的新型壳聚糖纤维及产品、江苏奥神公司的聚酰亚胺纤维及产品、上海德福伦公司差别化纤维及产品、张家港中孚达公司的牦牛绒纤维制品、泉州海天的高蓬松摇粒绒面料,嘉兴天之梦公司双面丝绒面料,厦门三维丝公司的氟/醚复合材料,浙江荣盛石化、中国纺织科学研究院、鲁泰集团、如意集团、旭荣针织等企业也将带最新的产品进行展示。
纺织可持续发展技术成果突出现代纺织服装生产中影响资源和环境类的源头控制、末端治理及循环经济类技术成果;提升生产效率、改善工作条件的纺织生产监控和管理技术;影响消费安全的防控类新技术成果。主要参展成果有:苏州大学的超临界二氧化碳无水染色技术、江苏丹毛公司的羊毛植物染色技术、龙之族公司的发泡涂层技术、宁波大发化纤的废旧纺织品再生技术、张家港三得利公司的纱线连续涂料染色技术等近十项成果进行展示。
在“空间”活动现场开展主题交流日活动,其中,“纺织行业可持续发展技术交流”内容包括:可持续发展纺织新技术介绍,纺织科技创新实现纺织社会责任专家论坛。“纺织新材料推介”主题交流日活动内容包括:纺织新材料推介、纺织新材料应用研讨交流。
[关键词]500kV变电站;智能化改造;智能组件;故障分析;关键技术
中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)27-0092-01
前言
智能化变电站是智能电网的基础设备和重要建设内容。国家电网相继了《智能变电站技术导则》、《变电站智能化改造技术规范》等相关政策,为变电站智能化改造的建设技术提供了理论基础和依据。500kV变电站可以同时实现设备信息、运行维护和电力调度等之间的互动,实现对变电站的优化综合管理,保证变电站运行时数据的采集、处理、信息共享等,实行实时控制和智能调节,确保变电站及各级电网的安全运行。
但是,由于各个地区的实际情况和管理技术等存在一定的差异,在对各个地区进行智能化改造时,要充分考查和分析当地的实际情况,实施方案的技术细节上注意差异性。目前,500kV变电站智能化改造技术尚不成熟,在进行改造的过程中仍需不断改进。
1.500kV变电站现状分析
在我国,500kV变电站是国家电网运行的枢纽变电站。到目前为止,已经有大部分的500kV变电站应用了计算机监控技术和微机化电气保护装置,但在应用过程中仍存在一些实际问题,如采集资源重复、系统多套及设备操作性差等多方面问题。这些问题直接影响着变电站的安全运行,大大降低了变电站的运行效率,不利于电网的安全运行。
随着计算机技术的快速发展,通信网络的日益普及,使得变电站智能化系统有了很大的改进,促进了许多新技术的应用,变电站的应用系统逐渐增多。新技术的出现和应用大部分是为了满足变电站的需求,致使许多应用系统之间缺乏一定的联系和协作,各成一个体系,缺乏信息共享。另外,变电站内仍然存在一些来自其他行业的现场总线通信协议和一些私有协议,这样就日益增加了用户对原厂家的依赖性,致使后期的电力维护得不到保障,使得电力企业面临艰巨的挑战。因此,必须加强对500kV变电站智能化的改造,充分发挥智能化变电站的信息化功能,灵活、快捷的发展新技术、应用新技术,实现信息资源的共享。
2.500kV变电站智能化技术改造方案
依据国家电网公司的《智能变电站技术导则》的相关规定和要求,对500kV变电站进行智能化改造,主要包括以下几个方面的内容。
1.主设备的智能化改造。研究和安装合适的变压器、断路器的监测系统,并积极开发和应用智能组件,包括合并单元、智能终端和在线监测单元。合并单元采集电流、电压等模拟量信号,经装置内部的智能原件将模拟量装换为数字量,经由光纤传输给其他智能保护测控装置;智能终端采集本间隔开关场地内所有设备的异常信号、状态信号、故障信号及模拟量温度信号,并将信息经由光纤传输给智能监控系统,同时接受监控系统发出的分合闸指令并执行。从而实现本间隔内的设备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、检修状态化、运维高效化,充分实现高压场地的智能化;研究和开发利用500kV的智能组合开关、避雷器等装置。为后期的状态检修和输变电状态监测提供便捷。
2.信息一体化平台改造。全站配置微机监控服务器、数据服务器、综合应用服务器、数据通信网关及网络交换机,保护装置、测控装置与一次智能一次设备间建立光纤通道,为各个应用系统提供统一、标准、规范的信息数据,实现信息的实时共享和调度。实现变电站信息的统一性、标准化和规范化,实现二次系统网络化。
3.研究和开发高级应用系统。在实现信息一体化的基础平台上对变电站进行高级应用系统的开发和利用,集智能开票、设备联合、一键控制、智能预警及故障分析和维护等多项功能于一体的高级应用系统,有助于实现变电站运行操作简便、智能调度和控制等功能。
4.辅助系统智能化改造。研究和开发智能巡视系统,有利于对开关刀闸位置进行监测,还可以对一次主设备的红外温度进行监测;一、对站内照明系统进行绿色化改造;二、对站内安防系统进行智能化改造;三、对站内端子箱进行智能化改造;通过智能辅助控制系统对摄像机、门禁、火警、空调、积水及温感等子系统智能化的控制,从而实现了变电站无人巡视、无人值班的智能化应用。500kV变电站智能化改造框架如图1所示。
3.智能高级应用
3.1 智能预警与故障综合分析
实现智能预报和故障综合分析需要完成三个方面的故障推理,包括单事件推理、关联多事件推理和故障智能推理。单事件推理指的是对每一个给出的警报都要进行推理分析,可以提供有关预警的信息、发生原因、处理方法及相应图解等;关联多事件推理指的是对多个事件进行综合性的推理和分析,并提供综合的信息和处理方法;故障智能推理指的是依据故障的类型及发生条件,综合其运行方式、开关位置及状态等多方面进行综合性的判断,并提供相应的故障信息、结论及处理方式。
目前,智能预警和故障综合分析功能还存在一些故障识别率低、实际状况复杂等问题。在实际应用中,由于故障录波通道的配置比较灵活,在一定程度上为故障综合分析系统增加了工作量。以后变电站会实现智能预警和故障综合分析的智能化发展。
3.2 AIS设备一键式顺序控制技术
顺序控制是500kV变电站智能化改造的重要部分。由于AIS设备存在开关设备状态确定的问题,限制了AIS设备的一键式顺序控制的应用和发展。应用智能巡视系统对AIS设备的开关状态进行识别和确定,开发和应用相关的接口程序,有助于实现AIS设备的一键式顺序控制。例如,开关刀闸的位置识别一般是通过对图像中刀闸区域内的直线进行计算和分析,从而确定开关状态。将源图像中刀闸区域的矩形位置与H矩阵中的刀闸位置进行匹配,再应用Hough变换进行直线计算,进而识别开关刀闸的状态。
开关刀闸的位置识别技术已经进行了试验和应用,但在天气状况比较恶劣的情况下,其识别率仍旧比较低,这成为实现AIS一键式顺序控制的应用与发展下一个需要解决的问题。可以对识别算法进行一定的改进和完善,来提高其识别率。之后还可以利用刀闸位置的判断进行对恶劣天气的判断,进一步提升识别率。
4.总结
目前我国的500kV变电站智能化改造技术水平有待提高,其中一次设备智能化、信息一体化及高级应用系统等技术是实现变电站智能化的关键技术。本文通过对500kV变电站主设备的智能组件技术、信息一体化平台建设、辅助系统智能化、一键式顺序控制、智能预警及故障综合分析等技术进行研究和探索,并将成熟技术应用到500kV变电站智能化改造中,从而实现我国电网运行的智能化控制。加强500kV变电站智能化改造技术的探索和研究,不断提高建设水平,优化设计方案,有助于国家电网运行的安全性、可靠性,有助于推动国家电网智能变电站的全面发展,为未来智能化变电站的建设提供更好的技术支持和依据。
参考文献
[1] 陈安伟,乐全明,张宗益.500kV变电站智能化改造的关键技术.《电力系统自动化》 .2011年18期.
【关键词】中药熏洗;早期功能锻炼;屈指肌腱断裂术后
【中图分类号】R243【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2010)12-139-1
屈指肌腱鞘内肌腱解剖结构复杂,功能恢复困难,所以屈指肌腱断裂术后肌腱粘连这一问题,一直困扰着手术医生。我院自2009年1月-8月以来运用中药熏洗加早期功能锻炼治疗屈指肌腱断裂术后42例,有效地防止肌腱粘连,最大限度地恢复手功能,取得满意疗效,现报告如下。
1临床资料
本组患者多为青壮年,年龄15-62岁,其中男性27例,女性15例,受伤原因:切割伤21例,挤压伤18例,碾压伤3例,肌腱损伤部位在第2区23例,3区12例。4区7例,其中拇指6例,中指16例,环指15例,小指5例。
2治疗方法
2.1早期治疗(术后1-3周)
石膏托外固定:腕关节屈曲20-30度,掌指关节屈曲70度,指间关节休息位石膏固定[1],主要进行被动屈曲和主动伸直锻炼。由临床医生或健手帮助进行屈曲,减少近位指间关节屈曲挛缩的发生率,但要注意肌腱修复后最初3-7天其强度会下降20%-40%,如果主被动活动产生的负荷大于肌腱的强度,那么肌腱会再次断裂。
2.2中期治疗(4-5周)
开始“放置与维持”[2]的锻炼,被动屈曲伤指,然后让病人努力主动收缩肌肉以维持手指于屈曲位,同时慢慢地去除被动屈曲手指的力量,让患者做主动屈活动时用两个手指捏住患者的近节手指,保持掌指关节在伸直位,以消除手部蚓状肌屈曲掌指关节的作用,增加指屈肌腱的主动滑动范围。
2.3后期治疗(6-8周)
练习张手和握拳,最大力量主动屈曲手指,持续2-5秒以感到明显肌肉疲劳为度,如个别指间关节或掌指关节僵硬者,将手心平放于桌上,用左手固定患指近端,在用右手压患指远端,使僵直关节部位屈曲,力量由大到小,压松交替进行,并嘱患者主动伸屈活动。并逐渐增加抗力练习,如抓,捏等活动。
2.4中药熏洗
拆线后就进行中药熏洗和中药泡手,并在主动伸屈指间关节,协助病人被动伸展掌指关节和指间关节,手法轻柔,逐渐加大力度,中药处方如下:红花20g,川芎20g,苏木15g,艾叶15g,透骨草15g,川椒15g,生草乌15g,生川乌15g,威灵仙20g,丹参20g,茯苓20g。
疗效标准和治疗结果:
按照中华医学会手外科学会手外科功能评定标准,修复后测定患手的总主动活动度(TAM)评定手功能。优:正常活动;良:TAM>健侧75%;可:TAM>健侧50%;差:TAM
3讨论
3.1早期采取保护性主动,被动活动,可促进血肿吸收,消除肿胀,改善血液循环,有利肌腱愈合,同时又能促进新生纤维尽早纵向排列,利于肌腱瘢痕重塑,减少腱鞘的塌陷和萎缩,加速滑液的分泌,是防止肌腱粘连,保证肌腱滑动的有效措施。
3.2早期被动活动,反复的肌腱滑动打断了肌腱修复部位与周围组织的接触,抑制了从腱鞘向肌腱生长的外源性愈合,另外早期活动阻止了腱鞘细胞过多地向肌腱生长的外源性愈合,阻止了腱鞘细胞过多地向肌腱修复部位生长,从而阻断了二者的粘连,但过早活动存在危险性,过度肌肉收缩引起修复肌腱断裂处间隙扩大,所以指导患者正确功能锻炼尤为重要。
3.3活血化瘀药物可改善血液循环,扩张血管,增加血流量,调节机体新陈代谢,抑制炎症,瘢痕的形成,加速组织的修复和生理功能的重建。另外肌腱修复术后,局部水肿明显,影响肌腱的滑动,所以消除水肿尤为重要,中药方面茯苓,丹参具有独特疗效,再者中药泡手可刺激皮肤感觉神经末梢的热感受器,使皮肤血管反射性扩张,皮肤温度升高,可使皮肤瘢痕区,肌腱粘连含水量增加,起到软化瘢痕,促进愈合的作用。
参考文献
关键词 建筑给排水节能节水噪音防治
中图分类号:TE08文献标识码: A
0引言
水,是生命之源,其在我们生产生活中的作用不言而喻。现在,水相关行业已经形成一套完整的运作体系,新技术的不断涌现及新观点的不断更新促进了水行业的飞速发展。建筑给排水设计作为水行业中一个重要的环节,工作任务重大而艰巨。同时,随着经济的不断发展,居民生活水平的不断提高,其中与建筑给排水设计相关的节能节水问题以及噪音防治问题逐渐凸显。本文将就建筑给排水设计中的节能节水及噪音防治问题,结合设计实际进行探讨。
1建筑给排水设计中的节能节水技术探讨
1.1使用新型节能产品及技术
近年来行业内节能产品及技术层出不穷,这些新产品新技术的出现,为建筑给排水设计节能的目标实现提供了可靠的支撑。例如1、管网叠压(无负压)供水设备,管网叠压供水设备由稳流罐、真空抑制器、压力传感器及变频供水设备及控制器组成(如图1)。该设备利用市政给水余压直接从管网中抽水,与传统的变频给水加压设备相比,利用了市政给水的压力,节能效果显著。
图1.1管网叠压(无负压)供水设备的组成
例如2、高效玻璃钢化粪池,该化粪池抗压抗冲击强度高,避免砖砌及钢筋混凝土因渗漏而影响地下水质和周围建筑的安全,大大缩短施工工期,节省粘土资源及钢筋、水泥等传统建材。
1.2重视建筑内的节水设计
1.2.1用水量定额的选择
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003(2009版)第3.1.9及3.1.10条明确规定了各种建筑生活用水定额及小时变化系数。在实现阶梯水价等节水的经济杠杆措施后,居民节水意识逐渐提高,家庭用水量趋于稳定甚至减少,因此设计人员在工程设计时应执行现行规范、地方标准,根据实际情况合理选用用水定额。
1.2.2增加建筑内对废水及雨水的回收利用。
(1)中水设计
中水来源于建筑生活排水,包括人们日常生活中排出的生活污水和生活废水。常用的中水水源分为沐浴排水、盥洗排水、冷却水、游泳池排污水、洗衣排水、厨房排水、厨房排水和冲厕排水。这7种常用的中水水源排水量少,排水不均匀,所以建筑中水水源一般不是单一水源,而是混合水源组合。按混合后的水质,有优质杂排水、杂排水和生活排水三种组合方式。优质杂排水包括沐浴排水、盥洗排水、冷却排水和游泳池排污水,其有机物浓度和悬浮物浓度都低,杂排水是不含冲厕排水的其他6种的组合,有机物浓度和悬浮物浓度较高,水质较好,处理费用比优质杂排水高。应优先选择优质杂排水作为中水水源。【1】优质杂排水水量不能满足回收要求时,杂排水也作为中水混合水源组成部分。
表1.1我国各类建筑物分项排水比率(%)
项目 住宅 酒店 办公楼、教学楼 餐饮业
冲厕 21.3-21.0 10.0-14.0 60.0-66.0 6.7-5.0
厨房 20.0-19.0 12.5-14.0 — 93.3-95.0
沐浴 29.3-32.0 50.0-40.0 — —
盥洗 6.7-6.0 12.5-14.0 40.0-34.0 —
洗衣 22.7-22.0 15.0-18.0 — —
总计 100 100 100 100
按照上表所示的我国各类建筑物分项排水比率,我国的建筑排水量中优质杂排水及杂排水所占份额住宅为78.7%-79%,酒店为86%-90%,办公楼、教学楼为34%-40%,餐饮业为93.3%-95%。
中水回用指的是中水混合水源经过处理后.达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)规定的水质标准,可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。如果收集起来经过净化处理成为中水,用作建筑杂用水和城市杂用水,如冲厕所、道路清扫、城市绿化、车辆冲洗等杂用,从而替代出等量的自来水,这样相当经济节能。
中水系统设计应进行水量平衡计算,使系统能合理运行,即中水得到充分利用,所需自来水补水量减到最少。原水调节池(箱) 、中水储存池(箱) 容积宜适当加大,中水处理设施宜按一天连续运行16 h 设计计算处理能力,借以减少运行负荷和电耗。
(2)雨水回收设计
雨水利用就是将雨水收集起来.经过一定的设施和药剂处理后,得到符合某种水质指标的水再利用的过程。类似于中水,处理后的雨水作为一种可以利用的水资源可以用于厕所冲洗。城市绿化、景观用水以及其他适应中水水质标准的用水。建筑物收集雨水的一般结构是.把屋顶的雨水引入设在地下的雨水沉砂池.经沉淀或投药处理的雨水流入清水蓄水池.再用水泵送入雨水回用系统用于地下车库地面清洗或者绿化景观用水等。
2.噪音防治技术探讨
2.1噪音的主要来源
2.1.1给水系统的噪音
给水系统的噪音主要包括水流产生的噪音和设备噪音。水流流速变化时,水流冲击管道从而产生管道振动噪音,水流流速过大时,也会产生噪音。流速越大,产生的流水噪音越大。设备噪音的来源主要是水泵房的振动噪音,它与水泵的转速、构造、扬程等工况密切相关,主要通过泵房的结构以及管道的传导进入建筑户内。
2.1.2排水系统的噪音
排水系统的噪音主要包括卫生器具使用过程中的噪音,以及排水管道在水流通过时产生的冲击噪音。
2.2噪音的防治
2.2.1给水系统的防治
(1)合理控制给水系统的流速及水压
防治给水管道噪音的关键是流速的控制。水流的速度决定着水流的噪音,水流的速度与噪音成正比关系。生活给水管道内的干管流速不宜大于1.5m/s,支管流速不宜大于1.0m/s,设计中可适当放大管径,来达到降低流速进而降低噪音的效果。
(2)控制水泵房的振动噪音
水泵房的噪音较大,应尽量设置在底层的地下室。在选择泵组的同时,需要选择性能较好、噪音较小的水泵机组,应在满足需要的情况下优先选择低转速立式泵组;并且,每个水泵机组应单独设置设有隔振垫的基础,以降低水泵振动噪音。同时,水泵进出水管上还应设置可曲挠减振接头,这样可以大大减低水泵振动噪音沿管道的传播。
2.2.2排水系统的防治
(1)选择合适的卫生器具和布置方式
卫生器具的选用,应尽量选择节水消音型。同时,需要在地板或墙壁上固定的卫生器具,应在接触面铺设一层弹性橡胶消音层或安装弹性橡胶异形件。且在布置卫生间时,应尽量将噪音较大的坐便器布置在不紧邻卧室的墙壁。
(2)选择合适的排水管道管材及安装方式
目前,随着铸铁管道的淘汰,建筑排水管道一般选用塑料管道。但是内壁光滑的UPVC管道隔音效果较差,排水噪音比铸铁管高约10Db。因此,在选用排水管道管材时,要尽量选用比重较大、隔音效果较好的管材,尽可能选用芯层发泡技术的UPVC管材,由此可以显著降低排水噪音。高层住宅应设置专用通气立管,这样能有效增加立管的排水能力,平衡立管内的正负气压,减少气塞现象,从而减少排水噪音。
3结语
在经济发展、能源紧张及居民生活水平要求提高的大环境下,节能节水与噪音问题逐渐凸显,本文就建筑给排水设计中的这些问题进行了总结探讨。
总理在2013年3月17日会见采访两会的中外记者并回答提问时说:“实现中国梦要体现在发展中人民呼吸洁净的空气、饮用安全的水、食用放心的食品。绿水青山贫穷落后不行、殷实富裕环境退化也不行、我们不能以牺牲环境来换取人民并不满意的经济增长。”我国政府一向十分关心和重视饮用水卫生及水源防护工作,在新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中,水质指标由过去的35项增加至106项,增加了71项,修订了8项,要求更加严格。就浑浊度这项指标来说,新标准要求≤1NTU,旧标准要求≤3NTU,即新标准对自来水浑浊度的要求好于旧标准3倍。这样严格的要求从吉林市5个水厂的净化能力来看,只有新扩建的二水厂和三水厂能够达标,达标率占全集团公司的65%,其余老水厂的陈旧设备已经在2011年——2013年进行工艺改造,采用高端净水技术对已经运行85年的一水厂、运行30年的四水厂、运行49年的二水厂旧系统的设备、厂房进行了全新改造,增加设备产能7万m3/日,使全公司的水质达标率(新标准)达到99.5%,此举对加强水源防护,提高净水厂和污水处理厂的技术潜质,增加其产能,建设环境友好型水务是非常必要的。
2、具体实施对策与收到的效果
本文所说的水务工程主要包括给水工程和排水工程两部分,其中给水工程包括水源、净水厂、供水泵站、配水管网四部分;排水工程包括污水处理厂、排水泵站、排水管网三部分。以上给水水源与排水工程均属于环境工程范畴,是经济发展和保护民生的重要组成部分,是圆好中国梦的前提,不可忽视与偏废。因篇幅所限,现仅就水源防护工作、污水截流与处理、城市给水淘汰落后产能,采用新工艺取得的初步成效浅析如下:
2.1. 做好水源防护工作的对策与收效
吉林市是建国初期的,以化工、电力为中心的老工业城市,环境问题与水污染比较严重。虽然政府在上个世纪末,关闭了一些严重污染的单位,但仍有个别企业屡禁不止。仅举三个实例,以揭示污染水源单位的顽固性及其支持者的轻慢态度。
2.1.1.我公司二水厂取水口位于吉林市松花江中游左岸深槽段,距右岸泵房250m,据龙潭川雨排水沟220m,该水源自1994年投产以来从未受到污染,但在2002年2月的一周末,吉林市龙潭区环保局的执法人员根据用户反映“自来水有异味,有人饮用后出现昏迷、呕吐现象…..”经查发现水体挥发酚污染,超标20倍,污染单位是一个国家级化工厂所为,态度轻慢。事后,吉林市水务集团自筹资金40多万元,修建了一条永久性引污顺坝,将污水引入下游,并在泵房面向江边的12000多平方米的台地植树种草,埋石造标,建立水源防护带,制止了污染。如今这里已经变成风景区,我公司增设专职水源防护员,严格守护生命之源。
2.1.2. 2006年8月21日,吉林市长白山精细化工厂在吉林市第五水厂牤牛河水源地上游15公里处用槽车集中向牤牛河倾倒了大量对氨基N,N-二甲基苯胺有毒废水,使五水厂受到污染,我集团公司立即组织百名员工采取了“查、围、堵、输、清”为核心的五个大字方针,根据污染物属于多环苯类有机化合物,比水重,其分子量约为水分子量的10倍,易于在河底流动这一特点,我们设置了总面积约886平方米由渔网和塑料膜组成屏蔽阻隔墙将水源区和主流区隔开,毒水在水源区边缘流经14小时后离开,因此间停水24小时,管网水处于静止不流动状态,使一个日供水0.8万吨的水源躲过这一劫。现在该化工厂已经停产,相关责任人受到法律制裁。
2.1.3.吉林市永吉县经济开发区有两家新建化工厂,据吉林市仅15公里,建于松花江上游主要支流温德河岸边,2010年7月28日因暴雨引起山洪暴发,洪水将这两家化工厂7000多只有毒物料桶冲入松花江,引发水质担忧,激起了下游哈尔滨乃至俄罗斯哈巴罗夫斯克市民高度警戒,为捞桶防止事故扩散,某部队一参谋长献出了宝贵的生命。事后该厂在远离河岸的高处建立了新的物料库房,并进行认真整改。
以上三例充分说明加强水源防护工作具有重大的时代价值。
2.2.将城区生活污水全部截流至下游的污水处理厂处理达标后在排放到松花江下游
本工程自上个世纪末至2007年底约15年的时间,建成两座生活污水处理厂,每日处理污水能力53万吨/日。建成外配套污水提升泵站15座,建成污水排水管网总长898公里,总投资24亿元。因工程规模庞大,故总体规划分步实施。
2.2.1.上个世纪末在龙潭区建成23万吨/日的生活污水处理厂及配套泵站与管网,服务面积40平方公里,服务人口50万,每年减排生活污水8400万吨,尚有一定的潜力,每年排放的化学需氧量COD消减11500吨,BOD及SS大幅度消减。
2.2.2. 2007年8月吉林市第二座污水处理厂投产,日处理生活污水30万吨/日,使吉林市的生活污水处理能力上升到53万吨/日,届时,每年可减排生活污水19345万吨,每年COD排放量可消减26500吨,处理工艺为A/O生物除磷脱氮活性污泥法,设备高效,运行稳定,污水排放标准达到国家一级(B)标准。
第二座污水处理厂目前处理效果为:
进水COD为239.87mg/L,出厂水为33.87mg/L,去除率为86%;进水BOD为143.60mg/L,出水为13.35mg/L,去除率为91%;进水SS为228.77mg/L出水为17.13mg/L,去除率为92.5;进水TP为2.62mg/L,出水为1.22mg/L,去除率为53%。以上数据是在水温2—5℃低温条件下测得的,GB50014-2006规划要求水温宜为10--37℃,效果更好。
2.3 汇聚民智,应用高端工艺改造旧水厂落后产能,发挥技术潜质,水质显著提高,环境大有改善,
一水厂是个建厂85年的老水厂,设备老化,产能底下,2011年引进了,哈尔滨工业大学研制的19组并联管混合器;420片絮凝网格板;25mm,30mm,80mm的中小间距斜板共260m2;分别安装在气浮池和平流沉淀池中,出厂水浑浊度达1NTU以下,水质与产能卓见成效,供水量由6万吨/日增至8.5万吨/日,仅用400万元的投资就换取了每天增产2.5万吨优质成品水的产量,每年可为企业增收600多万元,2012年二水厂旧系统也进行了与一水厂类似的改造,收到了同样的效果。在节能降耗方面,二水厂工程技术人员与河北保定调速有限公司合作在取水1﹟YET2-450-6,250KW电机升级改造中采用的新型斩波内馈调速技术,调速率高,节能效果好。节电率达25%,每年节电547500KWh,合人民币350000元。此外,在此供水改造,降低管网漏失率,优化调度,营业查收,厂区绿化,改造环境方面也都气象一新。
3、结语
综上所述,我作为一名水务工作的技术人员,深深感悟到:“大自然赋予人类生命,是人类生存发展之基。然而,得自然之灵气的人类在传统工业化进程中却无视资源环境的承载力,无止境地向大自然索取资源和倾倒废弃物。面对全球日益严重的生态危机,正确认识和处理人与自然的关系,推动实现人与自然在更高程度上的和谐统一,即是生产力发展进入一个阶段的历史必然,也是当代人与子孙后代生存发展的迫切需要。”总之,几年来吉林市水务集团在党和国家与地方政府的感召下,奉行“建设环境友好型资源节约型和谐社会”的宗旨,在保护环境,关爱生命,建设安全高效水务方面做了一些工作,使吉林市的水环境发生了明显的变化。丰满大坝以上108亿立方米库容的松花湖成了“水明三峡少,湖秀西子无”的国内外名胜风光; 丰满大坝以下百里松花江是东北唯一的不冻江段,其中上游60里江中分布着四个生活饮用水水源地。这里夏季鱼游潜底,和风绿柳,芳草萋萋;冬季寒江雪柳,玉树琼花,无数的候鸟翔集在江中,嬉戏过冬,一派生机,景色盎然。目前,吉林市松花江原水水质已经达到国家Ⅱ类水体的要求。
尽管我们取得了上述成绩,但我们不能满足现状,我们要继续坚持科学发展观,加强水源防护,提高净水厂与污水处理厂的技术潜质,为建设环境友好型和谐水务而努力工作。
圆好中国梦,与全国人民共进小康,共享人生出彩的机会。
3月26-28日,农业装备产业技术创新战略联盟在河南省郑州市组织召开了“十二五”国家科技支撑计划重大项目“现代多功能农机装备制造关键技术研究”课题验收暨成果展览会,科技部农村司、河南省科技厅、农业部农业机械化技术开发推广总站、中国机械工业联合会、中国农机工业协会、中国农机学会、农业装备产业技术创新战略联盟有关领导、专家出席指导。课题负责人、主要研究人员等150多人参加了会议。
“现代多功能农机装备制造关键技术研究”重大项目是“十二五”国家科技计划管理改革农村领域先行先试的试点,由农业装备产业技术创新战略联盟组织实施,积极探索了统筹规划、申报入库、系统布局、组装立项等国家科技计划管理改革方式,充分调动了行业内外参与积极性和优势的协同发挥,推进了创新要素向企业聚集,促进了项目重大成果产出和产业化同步;积极探索和实践了项目专员制、法人责任制以及课题分项任务合约、经费集中管理等管理模式,做到目标管理与过程控制结合、指导服务与督导检查结合、技术创新与产业协同结合,取得了很好经验和成效。
项目取得了一批支撑技术进步和产业发展的重大标志性科技成果,突破了农机先进设计制造、重型拖拉机无级变速传动系CVT技术、大喂入量脱粒分离、作业导航及控制等关键共性技术150多项,开发了400马力级重型拖拉机及配套多功能田间作业装备、10kg/s通用型谷物联合收割机、三行通用型和六行采摘与打包一体化采棉机、番茄和甘蔗等典型经济作物收获机、禽蛋等产地商品化处理装备等高性能装备近100种,申请专利近350项,其中发明专利近200项,获得软件著作权近50项,390多篇,成果转化应用收入超过亿元,对农业装备产业技术升级、产品结构优化调整,推进先进装备技术在农业应用起到了巨大作用,为全面完成农业装备产业科技“十二五”发展目标奠定了坚实基础。
在2014全国农业机械及零部件展览会上举办了项目成果展览会,展出了400马力重型拖拉机、无人驾驶旋耕机、施药无人机、三行通用型采棉机、西红柿采收机、甘蔗收获机、花生收获机、甜菜切顶机等23种代表大型化、智能化发展方向以及先进适用技术方向的成果。
【关键词】自动化;机械制造;应用形式;展望
0、前沿
从20世纪年代开始,机械制造开始广泛的应用于各个行业,并且获得了人们的广泛关注。机械自动化技术的发展起源于20世纪20年代,开始主要是应用于机械制造冷加工过程中,后期随着相关技术的不断完善,从20世纪60年代末开始建立关于可变性的自动化生产系统,而随着现代信息技术的发展,机械制造行业的自动化程度也越来越高【1】。自动化技术能够快速提高制造效率,缩短机械制造的生产时间,节约人力资源,大大降低成本费用,有效提升企业竞争力,使企业的效益快速提高,同时使工作环境也得到明显改善。
1、自动化技术概述
自动化一般是说机器或装置在无人操作的情况下按照事先设定好的程序自动进行操作或控制的过程,在机械制造领域中主要是指在机械制造业中应用自动化技术,实现对加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动化生产过程,加快生产投入原料的加工变换和流动速度,节约人力资源。
在机械制造系统中自动化系统一般由五个单元组成:
(1)程序单元,决定系统该做什么和如何做;
(2)作用单元,对系统施加能量和定位;
(3)传感单元,检测系统工作过程的性能和状态;
(4)制定单元,对传感单元输送过来的信息进行比较分析,制定和发出指令信号;
(5)控制单元,进行制定并调节作用单元的机构。
自动化技术的研究内容主要涵盖了集成技术与系统技术、制造单元制度、柔性制造技术以及与现代化生产模式相适应的制造环境等。在不断进步中,全球化、网络化、虚拟化、敏捷化、智能化及绿色化是现代机械制造的自动化技术的发展目标。在自动化技术中应用较为广泛的是数控技术,其是现代制造系统中的核心技术,综合了计算机、微电子、信息处理、自动检测以及自动控制等先进技术,其很明显的特点就是效率高、精度高且能实现柔性自动化。
2、自动化技术在机械制造中的应用
实现机械制造自动化的理论基础是控制理论,控制理论发展及应用彻底的改变了人类传统的生产、生存、生活和管理模式。自动化技术在机械制造中的应用主要体现在以下方面。
2.1 集成化应用
计算机集成技术是21世纪机械制造企业的主要生产方式。信息技术的不断发展以及自动化技术在机械制造领域应用的不断增多使得许多新技术得到发展,例如计算机辅助设计技术、辅助制造技术、辅助测试艺术、信息管理系统技术等。自动化技术在机械制造中的集成化应用,主要是借助系统工程理论的有效指导和信息技术对企业的制造流程进行整体上的优化,通过精简机构和过程重组等手段促进适度自动化,并在计算机数据库和信息网络的支持下,将机械制造企业的各种要素以及经营管理活动集成为一个有机整体,实现了机械制造以人为中心的柔性化生产。
2.2 智能化应用
随着计算机技术的飞跃发展,智能技术也越来越强,人机一体化机械制造设备也越来越多的走进机械制造企业中,通过智能化的制造系统进行生产中,实现了人机相互活动的智能化,如逻辑分析推理、命题判断、工艺构思等。智能机械制造技术是人工智能技术与机械制造技术的有效结合,它把人工智能融入到了机械制造系统中的各个环节,可以借助专家智力活动的模拟,代替机械制造过程中很多需要专家亲自完成的活动,实现对机械制造过程的自动化监测,并对监测到的问题进行自动的改进或预防,并且对突发事件有一定的调整和应对能力。
2.3 虚拟化的应用
虚拟化制造技术主要包含控制理论、计算机技术、多媒体技术、信息管理、人工智能、以及现代制造工艺等新技术,并以计算机仿真模拟分析技术为基础形成的一项由多学科交叉的系统技术。机械虚拟制造技术通过计算机仿真技术和信息技术对机械制造的过程进行仿真,进而发现和解决机械制造过程中可能出现的问题,这对降低机械制造成本、缩短机械产品开发周期、提高产品合格率等等是非常有意义的。
3、自动化技术在机械制造中应用的发展趋势
当今科技的发展使得自动化技术在机械制造领域的应用会越来越广泛,在市场竞争的环境下,其可以作为机械制造企业的核心生产竞争力的限制因素而影响到企业的生存与发展。因此,自动化技术在机械制造中的应用发展关系重大,而其发展的趋势主要在性能和功能发展两个方面。
3.1 性能的发展趋势
(1)实现精度、速度的提高。为了使这两个机械制造技术中的主要性能指标得到提高,可以将高速CPU芯片、RISC芯片等先进技术应用于机械制造中。
(2)实现实时智能控制。区别于以往的实时系统,实时智能控制是现代科学发展中人工智能和实时系统的结合体,能更智能、更实时地调度任务的进行,从而为任务的按时完成提供保障。
3.2 功能的发展趋势
(1)实现用户界面的图形化。由于用户对界面的要求各异,所以为了满足不同用户的需求,图形用户界面应运而生,这极大地方便了非专业用户的使用。
(2)实现科学计算可视化。图形、图像及动画等可视信息增加了机械制造中信息交流的途径,而不再拘泥于用文字或语言表达,从而使数据处理与数据解释能够更加高效地进行。
4、结论
随着科学技术的日新月异,自动化技术在机械制造中的应用只会越来越广泛和不可替代。机械制造中自动化技术应用的发展不仅可以极大促进机械制造水平的提高,增加经济效益,更体现着一个国家的综合国力。自动化技术在机械制造行业的应用发展会使得机械制造更加智能化、虚拟化和人性化,而其性能和功能方面的发展也会使得其应用的形式会更加多样化。
参考文献:
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[2]刘红,王贤宽.论机械自动化技术的发展趋势[J].企业技术开发,2011(12)
[3]张列贵.简述现代机械自动化技术[J].黑龙江科技信息,2007(20)
随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理。
长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制了CNC向多变量智能化控制发展,己不适应日益复杂的制造过程,因此,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
2.数控技术的发展趋势
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术发展的趋势来看,主要有如下几个方面:
2.1高精度、高速度的发展趋势
尽管十多年前就出现高精度高速度的趋势,但是科学技术的发展是没有止境的,高精度、高速度的内涵也在不断变化,目前正在向着精度和速度的极限发展。
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料"掏空"的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。
2.25轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。
目前许多国家对开放式数控系统进行研究,数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
3.结束语
随着人们对数控技术重视,它的发展越发迅速。文中简要陈述当前的发展趋势,另外数控技术的正不断走向集成化,并行化,仍有广阔的发展空间。
【论文关键词】:数控技术;趋势;智能
【论文摘要】:随着计算机业的快速发展,数控技术也发生了根本性的变革,是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术,文章结合国内外情况,分析了数控技术的发展趋势。
参考文献
[1]王立新.浅谈数控技术的发展趋势[J].赤峰学院学报.2007.
[2]董淳.数控系统技术发展的新趋势[J].可编程控制器与工厂自动化.2006.
【关键词】互联网信息时代 人工智能 应用研究
当前,世界已全面进入以大数据共享、信息爆炸为特点的互联网信息时代。富有智能化和人性化的计算机网络技术服务成为了人们青睐和关注的焦点。人工智能作为互联网信息时代凝聚高端技术的超值网络服务,在增强互联网安全性、提高网络操作自动化等方面意义重大。现阶段,已有更多行业领域的用户在应用人工智能,体验这一技术所带来的新生活。
1 人工智能简述
人工智能,即Artificial Intelligence,是现代社会特有的综合类前沿学科,交叉云集了计算机、网络技术、控制方法论、信息论、神经生物学、语言学等多学科知识,主要用来研究机器在思考、学习、规划等行为的拟人态进化,使之解决问题的能力大幅提升。人工智能发展至今已有超过60载岁月,其成就在整个历程中熠熠生辉,代表着人类文明的不断发展与超越。人工智能经历了三个阶段的发展变革:第一阶段是以人工智能驱动机器设备,代替或辅助人类思考并解答难题;第二阶段是研发智能机器人,处理不同系统及环境信息的交互工作,如不确定性信息的处理工作;第三阶段的代表成果就是数据挖掘系统,可实现海量模糊信息采集与分析,可视化技术发展迅猛,计算机具有自主学习能力。
2 人工智能的应用领域代表成就
任何一项技术的创新与发展,都源于人类开展生产生活的实际需求,人工智能技术的研究也不例外,发展至今已经为解决不同领域的实际需求提供了众多技术应用。目前,人工智能在下列应用领域中取得了代表性成就:
2.1 专家系统
专家系统,其实是由庞大的程序组编写完成的数据系统,广泛积累不同专业的知识经验,这些知识均可事先归纳分析,可按具体模式表示,从而帮助用户凭借领域专家的固有知识进行推理解决问题。专家系统可系统化分析输入信息并结合已有知识体系进行全面推理,提出建O性的决策建议,相当于发挥行业专家的作用。
2.2 数据库智能检索
人工智能想要做到全面模拟人类思维和动作,需要建设强大的数据库资源,便于及时开展智能检索。数据库基于计算机软件开展,存储了海量专业学科知识,也称之为知识库系统,一旦有用户需要查阅解决该学科的专业问题,都可通过智能检索功能实现快速精准地检索。
2.3 程序自动设计
自动化的程序设计就是借助更高规格高标准的程序设计系统来完成指定功能的程序设计,该系统需要用户输入所设计程序的需求目标,并对整个流程和架构有更为高级的描述,系统就能自动组织对应程序完成设计。高度自动化的程序设计编写方式,也展现了人工智能系统的思考、学习、修正自身缺陷的拟人态功能。
2.4 目标模式识别
模式识别,顾名思义正是为识别不同物体的特征是否匹配目标对象而具备的功能。现代计算机加强了模式识别系统功能,能够提高机器对外界信息的感知能力,不断接受外界信息,对所处环境的特征进行识别,加强概念理解。当前,目标模式识别已由二维向三维层面升级,为研究智能机器人提供了坚实的基础。
当然,人工智能的应用领域远不止上述这些,还在机器学习、机器视觉图像处理(machine vision)、自然语言理解(Natural Language Understanding)、自然信息博弈论等方面发挥着重要的作用。
3 不同行业的人工智能技术应用实例
目前,众多企业为求发展,与内部运营管理中加强了人工智能的应用,聚力解决各项问题,为企业赢得了经济效益,推动着社会发展。
3.1 企业管理应用
将人工智能应用于企业管理中,需要人的智能和人工智能之间的辩证关系,灵活运用工智能应用平台加强对企业内部各项管理智能软件的开发工作,借助灵活的人工智能技术帮助企业实施科学决策。
3.2 水利管理应用
人工智能能够在水情控制与洪灾预报中发挥作用。如可使用人工神经网络和遗传算法等技术,模拟汛期的最大洪峰与洪水总量,研究更有针对性的抗洪模型,提高了洪灾预报精度和汛期准度,有效发挥防洪降灾、拦洪储水的重要作用。同时,人工智能还能够分析大江大河的复杂地质与环境系统,对治理河流起到良好的辅助作用。
3.3 建筑行业应用
目前,建筑行业的用地规划、给排水工程、暖通空调工程、施工管理等内容都在应用人工智能。已有企业基于神经网络算法发明了结构节点探伤法,可查探建筑结构损伤度;也可在市政工程建设中不断强化正反向混合推理的理论思想,查明城市污水处理管网故障;可构建用于分析建筑工程性能效益的系统,加强建设项目性能效益预测和实际效益分析。
3.4 机械行业应用
人工智能同样成为互联网时代下的机械行业技术中的重头戏。如:人们利用人工神经网络算法,设计出土方工程的机械调度的优化方案;多个工程都可搭建含多目标的寻优函数模型。许多大型机械装置,都配置了人工智能操作平台,可提高安全风险监控水平,增强机械操作自动化,进一步优化生产效率。
3.5 商品销售预测应用
人工智能的各种函数模型或优化算法,可在商品销售金额的预测中发挥巨大作用。如:在计算机中输入不同商品某一时间段的销售额,形成非线性系统进行分析,评估各种影响因素。采用人工神经网络,不断放大自分布处理、自组织学习、自适应与自容错等特性,体现强大的预测功能。
当然,人工智能还广泛应用到电子网络技术应用、企业财务管理、航班信息查询、教学服务、心理咨询公路建设、焊接制造、等众多方面,为更多企业带来可观的经济效益。
4 结束语
互联网信息时代的人工智能应用,将会随着科技力量的不断壮大而实现更多的应用。人们应该高度重视人工智能理论与技术的探究,从而更好地为全人类服务。
参考文献
[1]何承.计算机网络技术中人工智能的应用探讨[J].信息通信,2016(03):180-181.
[2]韩晔彤.人工智能技术发展及应用研究综述[J].电子制作,2016(12):95-95.
[3]王宇飞,孙欣.人工智能的研究与应用[J].信息与电脑,2016(05):115-117.
作者简介
李君,男,江西省上饶市人。上海财经大学浙江学院,主要从事教学软件管理类工作。