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智能制造论文:制造智能技术的农业机械论文 1农业机械制造智能技术 智能化是制造自动化的发展方向,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。 作者:黄春辉 李国祥 单位:新疆科神装备科技开发有限公司 智能制造论文:人工智能汽车制造论文 1人工智能在汽车制造业中的应用 概述制造业是国家的经济命脉,而汽车制造又是战略性支柱产业,它包括了整车、各种零配件厂等生产商,也包括了各地经销企业和销售企业。近年来,我国汽车行业面临着前所未有的挑战,原材料、生产、物流成本上涨、利润下降,以及国际经济形势的影响。因此,汽车企业可以运用具有智能分析功能的商务智能系统,通过分析历史数据快捷、及时地输出各类报告,预测未来的客户需求和销售趋势,在宏观上为企业管理人员提供决策依据。计算机人工智能技术发展到了今天,已经开始使用庞大的知识库来有效地取代人类器官或机构的记忆方法,近些年来很多的专家决策系统在考虑一定规则的基础上对人类的诊断和经验上的分析都能够做出很好的判断,甚至处于主导地位。这个系统可以很好地利用知识库,并从中挖掘出我们想要的问题答案、成功地寻找到其中的关联性,并提取相应的模式等。而实际上,这样的专家系统已经在很多领域都有了非常不错的应用,帮助很多企业在很短的时间内就做出相应的生产计划、调度计划、运输计划等,非常有效率,而且可以大大地增加收益,并很好地控制企业的人力成本。我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步。经过二十年余年的努力已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年,我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右,年销售额在20亿元以上。统计数据显示中国市场上工业机器人总共拥有量近万台,占全球总量的0.56%,其中完全国产工业机器人行业内规模比较大的前三家工业机器人企业,行业集中度占30%左右。其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主,年出口量为100台左右,年出口额为0.2亿以上。多年来我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位、劳动强度大、作业环境恶劣、焊接质量不易保证,而且生产的柔性也很差,无法适应现代汽车生产的需要。 1.1搬运机器人在汽车制造业中应用 汽车桥箱类零件具有精度高、加工工序多、形状复杂、重量重的特点。为提高其加工精度及生产效率,各重型汽车生产厂家纷纷采用数控加工中心来加工此类零部件。而在使用数控加工中心加工工件时,要求工件在工作台上具有非常高的定位精度,且需要保证每次上料的一致性。由于人工上料此类的工件具有劳动强度高、上料精度不好控制等缺点现在正逐步被工业机器人或专机进行上下料所取代。工业机器人具有重复定位精度高、可靠性高、生产柔性化、自动化程度高等、突出的优势,与人工相比,能够大幅度提高生产效率和产品质量,与专机相比具有可实现生产的柔性化、投资规模小等特点。机器人智能化自动搬运系统作为减速器壳体加工的重要生产环节,虽然已经在国内重型汽车厂内取得成功的应用,但依然尚未普及。在国家经济建设飞速发展的进程中,重型载重汽车的生产能力及生产力水平亟待有一个质的飞跃,而工业机器人即是提升生产力水平的强力推进器。 1.2焊接机器人在汽车制造业中的应用 汽车行业的发展水平,代表了一个国家的综合技术水平,汽车工业的发展将会带动其他行业的发展。各厂商为了在日渐激烈的竞争中立于不败之地,必须率先实现焊接自动化。因此,今后除了如汽车、摩托车这样的大批量生产行业。一些产品多样化的企业,为了提高焊接质量,也将会考虑使用焊接机器人,如钢结构等行业,与此同时,对焊接机器人的要求也必然会逐步提高,如说对焊道的自动跟踪系统的需求会逐步加大等。作为焊接机器人和焊接机的专业生产厂家,OTC公司将继续为提高中国的高速、高效、自动化焊机做出自己的贡献。对于在汽车工业中的点焊应用来说,目前已广泛采用电驱动的伺服焊枪。日本丰田公司已决定将这种技术作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。 1.3装配机器人在汽车制造业中的应用 在国内外各大汽车公司装配生产线上被广泛采用的装配机器人。一方面使汽车装配自动化水平大大提高,目前,国外某些大批量生产的轿车的装配自动化程度已达50%~65%。另一方面,有效地减轻了工人的劳动强度,提高了装配质量并明显地提高了生产率。在汽车整车装配中,机器人不仅用于挡风玻璃的密封济涂覆、安装和车轮备胎、仪表盘总成、后悬梁、车门、蓄电池等部件的安装。 1.4喷涂机器人在汽车制造业中的应用 喷涂机器人在汽车制造业中可喷涂形态复杂的汽车工件而且生产效率和很高。多用于汽车车体的喷涂作业,如喷漆、喷釉等。除了上述机器人以外,汽车制造业中应用的机器人还有用于特殊加工的激光加工机器人用于部件形状测量、装配检查和产品缺陷检查的检测机器人,抑制尘埃粒子大小及数量的水切割机器人和净化机器人等。 2人工智能在汽车制造业中的进展分析 随着中国汽车工业的迅猛发展,机器人在先进汽车制造中的重要性也越来越凸显。机器人的产品应用广泛,覆盖焊接、物料搬运、装配、喷涂、精加工、拾料、包装、货盘堆垛、机械管理等领域。在汽车行业的应用主要分为以下五大部分。车身系统中,采用虚拟仿真等手段,主要针对车身覆盖件不断开发出新的标准化、模块化解决方案,动力总成系统中,提供了涵盖汽车传动系统优秀部件,发动机、变速箱和传动轴的全套装配测试系统。在冲压自动化系统方面从卷材与堆垛到零件的码垛,从提供控制系统到企业ERP,从设计到生产支持与效率优化,拥有全面的工程能力,涂装自动化系统方面,以高柔性高精度的喷涂机器人来帮助客户提升涂装质量,减少生产废料,而在焊接自动化系统中,机器人比较典型的应用是电阻点焊、电弧焊,其最新一代机器人配套提供一系列高度人性化的软件工具。汽车工业的最大特点是产量大,生产节拍快,产品一致化程度高。消费者对汽车质量要求越来越高,是促使机器人应用越来越普遍的一个重要原因。机器人本身只是集装箱里的一个货物,随机器人的设备功能越来越精细,客户的思维在这时候逐渐走向成熟,在采购时不再单单考虑某生产工位的瓶颈,而更多地考虑到长期战略因素,如维护成本加入的高低,长期投资回报是否划算,服务涵盖地域是否广泛,响应是否及时,全球技术支持能力有多强,中期后期不同阶段解决问题的能力有多大等等。这时,产品本身的价格和意义相对弱化而长期的价值越发凸显。 3结束语 人类智能主要包括三个方面——“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。而人工智能是指由人类利用人脑特有的智力表现制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。人工智能在汽车制造工业方面的应用体现在问题求解,逻辑推理,自然语言理解,自动程序设计,专家系统等方面,这些方面就体现了自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械人类意识能力,强化控制自动化,因此人工智能在汽车制造领域将会大有作为。 作者:韩旭萍单位:陕西职业技术学院 智能制造论文:智能制造行业发展与人才需求变化研究 摘要:智能制造的发展给职业教育提出了加强培养信息化人才、技术技能型向知识技能型人才转型、单一技能向专业群技能人才转型、单学科向交叉学科人才转型等新的要求。 关键词:智能制造;人才需求变化;职业教育 智能制造最为突出的特点是可以有效的缩短产品研制的周期,提高工作效率和生产产品的质量,降低成本和能耗。智能制造是工业转型升级的重要路径和最主要攻克的方向,也是走向制造强国的必经之路。我国以及地方政府一直将大力发展制造产业作为未来产业政策导向的重点。2015年5月,国务院印发“中国制造2025”,实施制造强国战略,到2025年实现制造业重点领域全面实现智能化、产品生产周期缩短50%,不良品率降低50%。聊城市“十三五”规划中明确指出了要大幅度的发展智能制造,促进传统制造业的升级和转型,提高优秀竞争力。 一行业产业现状 (一)我国智能制造行业产业现状 装备制造业是为我们的国民经济提供必要技术装备的基础产业,关联度相当高、吸收就业的能力强、集聚技术和资金,是其他产业升级、技术进步的强有力保证和国家综合国力的重要体现。经过六十多年的高速发展,我们的装备制造业经济总量已经连续七年位居世界的首位。但是装备制造产业目前整体上仍处于由自动化向智能化发展的初级阶段,例如国产机器人的精密减速器、控制器、伺服系统等优秀零部件还是需要依赖从国外进口,占到总生产成本的百分之七十左右。没有实际掌握优秀技术,对外依赖性强,重要零部件受制于国外。2015年以来,我国在政策措施、重大工程项目等方面加大智能制造推进力度,推动大众创业万众创新。2016年12月15日,在云栖大会上华中数控与阿里云宣布,双方要在云计算、大数据、物联网等领域的工作规划和实施方面达成合作,联合推动制造装备从“数控一代”向“智能一代”升级。《中国制造2025》已经正式拉开中国工业转型的大幕。《中国制造2025》规划纲要强调创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本,指出“完善多层次多类型人才培养体系,促进产业转型升级,培育有中国特色的制造文化,实现制造业由大变强的历史跨越”,种种这些意味着智能制造后续发展潜力的巨大。 (二)山东省智能制造行业产业现状 “十三五”时期是山东省转方式调结构、实施创新驱动发展战略、实现“一圈一带”发展战略历史时期。山东省“十三五”科技创新计划中指出,把握装备制造世界前沿技术和产业发展方向,立足我省良好的装备制造产业基础,以大型企业为龙头,加快发展自动化生产线集成技术和智慧工厂支撑技术、典型行业、高端装备制造、智能制造装备及智能化生产关键技术,推动装备制造向柔性、绿色、智能、精细转变,提升我省装备制造和智能化生产技术的优秀竞争力,巩固在高端智能制造和智能化生产技术方面的优势,实现高端装备制造业由大变强的转变。 (三)聊城地区智能制造行业产业现状 作为整体发展水平欠发达的聊城,工业发展正进入转型阶段。怎样抓住产业转型机遇,智能制造产业是一个重要的突破点。聊城作为济南都市圈副城市、山东西部经济隆起带中心城市,对加快推进实现“一圈一带”发展战略起到至关重要作用。聊城地区新能源和智能环保产业共有87家,其中规模以上企业48家,主要集中在循环经济和智能产品制造两大领域。从企业整体情况来看,主要体现四个方面:一是以高新技术开发区企业为代表的机电类行业,其智能化设备应用比较广泛。二是以日发织机为代表的纺织机械行业设备的自动化程度较高。三是以东阿阿胶为代表的食品企业自动化程度较高,但是一些关键参数的控制侧重于专家经验。四是以鑫亚公司为代表的机械加工企业设备均已实现自动化。聊城地区大部分规模企业已经实现设备自动化,但还未实现智能化管控。聊城工业发展正在进入迅速转型阶段,聊城产业的转型升级亟需大批量的智能制造、精密制造方面的高端技术技能人才作为支撑。 二发展趋势 我国“十三五”规划中先进制造的总体目标是:强化制造业优秀基础能力,构建企业业务系统及创新应用模式,推进制造过程向智能化、绿色化、服务化发展,提升装备智能制造水平。“十三五”规划中先进制造的重点任务是:制造资源数字化管控、智能工厂、全生命周期制造服务、智能机器人、3D打印、激光制造、高端成套装备、制造基础技术与关键部件、绿色制造。智能制造业由大走向强,工匠型人才紧缺成为软肋。同时,在“一带一路”国家战略和企业“走出去”背景下,急需培养能对接国际先进工艺流程、产品技术服务标准、管理手段与方法的人才。作为中原经济区东部优秀城市,2016年12月国务院批复《中原城市群发展规划》,该城市群的发展规划包括山东省的聊城市和菏泽市。聊城作为服务一带一路重要战略城市,加快聊城企业融入一带一路走出去的步伐,推动产业转型升级,同时也增加对具有国际视野的高素质技术技能人才需求,为此聊城市政府紧跟国家加快发展现代职业教育的战略决策,确立了“加快推进现代职业教育体系建设,构建鲁西技术技能型人才培养高地”的工作思路。以构建聊城现代职业教育区、实训实习产业区、产业服务区为优秀内容,打造聊城产业发展与职业教育深度融合的新平台、新高地,从而带动优质企业入驻发展,最终实现区域经济与产业的转型升级。作为聊城地区唯一一所高等职业院校肩负着为区域提供大量高素质技术技能人才和智力支持重任,也为聊城职业技术学院更好更快发展提供良好的外部机遇。 三人才需求变化 先进的信息技术已经与制造业紧密结合在一起,正在酝酿着新的产业变革,逐渐形成新的生产方式、产业形态、商圈模式,塑造新的经济增长点。智能制造涉及到的学科比较多,专业知识分布零散,涉及了高职不同的专业,这也对培养企业所需的专业人才提出的了更高的挑战。 (一)人才需求数量分析 人力资源和社会保障部《高技能人才队伍建设中长期规划(2010-2020)》中提到:2020年技能劳动者需求将分别比2015年增加近3290万人,其中高技能人才需求将增加约990万人。到2020年,全国技能劳动者总量达到1.4亿人,其中高技能人才达到3900万人,占技能劳动者的比例达到28%左右。根据教育部官网2012-2015年统计数据表明,十大重点领域年度人才总缺口最大的就是高档数控机床和机器人,年度最大缺口20万人左右。根据人才需求数量分析,智能制造业的人才供需状况仍为供不应求。 (二)人才需求质量分析 智能制造所需的专业知识分散在高职不同的专业中,培养适应智能制造生产模式的复合型人才对高职教育提出了新的挑战。产业转型升级还对不同工作岗位人才岗位能力要求有所变化。根据《中国制造2025》规划给出的相关政策,规划中明确了技术改造的时间表,2017年将迎来大范围的设备改造,制造类规模生产企业将有一半实现全自动化生产。技术工人既要有丰富的专业知识,又要具备熟练的动手操作能力和解决复杂问题的创新能力。随着国家有计划地进行传统制造企业数控化、信息化、智能化、工业机器人、3D打印等智能装备的普及,员工还要具备对企业生产过程的分析能力。 (三)人才培养对策 ①适应产业新形态,打造专业特色中国制造面临新产业形态挑战,智能制造专业群应围绕聊城有色金属及深加工、新能源汽车、化工新材料、高端装备制造业、生态造纸、纺织服装、轴承加工、食品加工8大产业集群发展规划,形成特色鲜明的智能制造专业群。 ②紧跟行业新技术,升级开发课程成立或加入工业机器人、3D/VR等与智能制造相关的联盟,了解新技术新进展新资讯,紧跟智能制造行业发展,开发特色课程。 ③提升国际新视野,建构师资团队打造一支具有国际水准、对接国际行业标准、具备行业影响力的师资队伍,为培养对接国际先进标准的高素质技术技能型人才提供基础。 ④借鉴国际化标准,持续改进质量打通学分互认,增加专业选修课比例,形成技术复合,适应智能制造产业机构的调整。 四结语 智慧制造的理念还在萌芽阶段,职业教育要做的是充分了解智能制造企业,用典型的智能装备为例,在教学的过程中结合企业的实际需要,有针对性的讲解,帮助学生了解前言科技和企业实际所需,开发专业的模块教学课程,和企业接轨,培养专业实用人才。 作者:刘倩婧 单位:聊城职业技术学院 智能制造论文:智能制造产业发展研究 摘要: 在第四次工业革命的驱使下,智能制造产业正在全球范围内孕育兴起,主要工业化国家发展智能制造立足本国的产业优势,并得到了一定的发展,其发展受制于各种因素的影响。本文分析了智能制造产业发展的影响因素、趋势和我国智能制造产业发展现状,试图探究我国智能制造产业发展脉络的理论依据。 关键词: 智能制造;产业发展;互联网 智能制造产业成为全球新一轮制造变革的优秀内容,世界各国纷纷加快谋划和布局,积极参与全球产业再分工,智能制造产业发展的主导产业、智能协同效应等方面都出现重大变革。全球智能制造的发展趋势基本一致的,但影响因素却不尽相同、错综复杂,发展路径和发展模式也各具特色。因此,结合我国实际分析智能制造产业发展的影响因素和趋势,可以推动智能制造产业的良性发展。 一、智能制造产业发展的影响因素 (一)互联网发展影响。2015年,全球约有150亿产品连入互联网,预计到2020年将增长至300亿。新一代信息技术所产生的庞大的科技动力和新的能量促进工业朝互联网化方面发展,构建起大的互联网空间,正在和工业空间、企业和工业体系,互联网催生的智能技术对工业进行全方位的改造、提升和变革,一系列工业生产的新模式、新业态和新的价值链体系正在全方位形成,把虚拟世界和物理世界紧密融合在一起,发挥协同作用。 1.互联网改变制造业的生产组织方式。第三次工业革命使个性化定制成为可能,数字化制造、机器人、人工智能与新型材料技术的成熟和应用使企业可以跨国中间商,直接响应用户的需求,并通过可重构生产系统或柔性生产线,按照用户的个性化需求交付产品(C2M)。而且与大规模定制相比,个性化定制的成本并不显著增加、交付时间也不会显著延长,这就使具有个性化定制能力的企业获得了显著的优势,这些都需要新型的智能制造业作为支撑。 2.互联网促进新的制造业业态的形成。现在制造业和互联网双向融合的趋势越来越明显,把产业互联网、消费互联网和产业互联网的发展模式高度融合为一体,包括消费环节、产品运营、技术研发、生产流程和产业服务等全方位的融合。互联网时代的新一代智能产品不断涌现,产品制造过程也不断智能化,同时,产业边界和流程界限变得模糊。互联网融合促使工业的生态环境、业态环境也发生了深刻的变化形成工业的智能生态系统,成为一个分享经济、共享经济的时代,新的智能制造业的业态正在全方位形成。 3.互联网改变工厂形态。如果说第一代工厂是机械化、第二代工厂是升级版的机械化(电力驱动的大规模生产)、第三代工厂是自动化(IT技术),那么第四代工厂则是由工业互联网连接而成的“信息物理系统”(CPS),即智能化。供应商、生产者和消费者之间,原材料、生产设备、产品之间,研发设计、生产和销售之间,均被互联网连接起来,各个实体、单元、环节相互之间可以进行高效、实时的通讯。原材料能感知生产设备的需求及自身的数量,及时供货和备货;生产工厂可以及时掌握用户的需求采购原材料,根据产品销售情况调整生产进度。在计算机系统(人工智能系统)的控制下,完全无人化的智能工厂将成为可能。同时,互联网提高了制造业生产效率,产业互联网通过加快研发设计流程、优化供应链、加快加工制造速度、改善产品质量、减少库存和原材料消耗、提高产品附加价值等手段,同样能够推动生产效率的提高。 4.互联网催生新的产业。互联网技术对其他产业的影响不仅表现在流程上,而且表现在对最终产品、服务的颠覆上。一方面,互联网技术的广泛应用本身就会形成巨大的市场需求,从而产生新兴产业,譬如智能传感器产业、智能机器人产业、智能工厂解决方案提供产业、云计算、云存储产业;另一方面,互联网技术与其他产品、服务的结合也将形成新的产品和服务,随着市场需求的扩大演变为新的产业部门,譬如智能家居产业、可穿戴设备产业、大数据分析产业及系列的服务型制造产业。 (二)《中国制造2025》战略影响。《中国制造2025》明确了智能制造是建设制造强国的主攻方向。要在重点产业关键领域推进智能化升级;促进研发设计模式不断创新,打破传统的封闭式研发创新模式,加快推动产业链整体科技创新能力提升;推进制造业服务化智能改造,实现工程机械的远程监控、工况分析、运维服务,工程机械联网服务的成功应用提升了工程机械工作效率,在安装、维修、培训、设计、系统集成、工程总包、软件开发等领域取得较快发展,通过加强大数据和物联网技术应用,不断提升服务能力和效率。推进智慧车间和工厂的建设运营,打造线上企业资源充分共享、制造能力高度智能、产业链环节紧密协同的云端制服务体系。推进《中国制造2025》与德国工业4.0合作试验区建设,重点发展智能制造、高端装备、工业互联网、智能服务等产业。 (三)装备智能化与智能互联的影响。工业4.0引领智能制造产业作为第四代工业革命的范式,其主要特征包括高度柔性制造环境下的大规模定制,以及工业流程的自我配置、优化与诊断。在大数据支持下,智能服务提供商也能够越来越准确地预测用户的需求,智能服务根据不同客户的特定需求提供特定服务。智能空间为互联网嵌入式物品、设备等提供互联的智能环境,依赖于底层高性能技术基础设施,智能产品被嵌入至技术基础设施层,形成网络化物理平台。而软件平台成为异质性物理系统和服务的整合层,服务平台作为业务集成层,营造数字生态系统。 二、智能制造产业研究演进 (一)国外研究演进。从20世纪90年代开始,美国国家科学基金就着重资助有关智能制造的相关研究,包括制造过程中的智能决策、智能协作求解、智能并行设计、智能物流传输等。2011年,奥巴马宣布实施《先进制造联盟计划》。日本于1990年首先提出为期10年的智能制造系统国际合作计划。欧盟于2010年启动了第七框架计划的制造云项目。2010年,德国推行《高技术战略2020计划》部级战略,旨在奠定“工业4.0”的关键工业技术,领先于国际地位。 (二)研究的焦点。主要是讨论智能制造的概念、内涵、模式、发展路径及影响因素等方面。由于制造技术、信息技术、网络技术等不断发展,关于智能制造的概念和内涵,也处在不断变化、充实和完善之中。杨叔子和丁洪从智能制造的研究背景和发展现状出发,指出智能制造研究领域主要包括智能制造技术(IMT)与智能制造系统(IMS),同时强调了智能制造从属于21世纪先进制造范畴,双I是其重要特征。朱剑英从科学、技术和产业三者关系的角度对智能制造进行了研究,并指出在实现智能制造时要重视中小企业和传统产业的数字化智能化,另外相比于机器设备的智能化而言企业管理的智能化更为重要。熊有伦从产业交叉融合的角度对智能制造进行了阐述,指出智能制造是工业化和信息化深度融合的产物,并概括了智能制造的范围的各类智能产品。虽然学界对智能制造理解的侧重点不同,但总体上可概括为两个层面,一是制造设备、产品的智能化,二是制造过程、管理的智能化。前者关注制造对象,后者关注制造主体,后者的研究正受到越来越多学者的重视。针对智能制造的模式、发展路径以及影响因素,国内学者大都是在借鉴国外先进经验的基础上展开相应研究。例如,张爽生以全球信息化为背景,分析了企业生产制造所面临的新问题,提出需借鉴发达国家经验,对中国企业生产模式进行改造。易开刚和孙漪主要从要素环境、制度环境、产业环境等方面,探讨了民营制造企业智能化转型影响因素,并针对民营企业“低端锁定”问题,提出了相应突变路径。智能制造与产业的关系,主要研究智能制造与制造业转型升级的相互关系,以定性为主。丁纯和李君扬从德国“工业4.0”的动因、内容、前景等方面入手,介绍了德国制造业智能化的特点和发展趋势,并给出了中国应对全球制造业变革的对策建议。杜晓君和张序晶研究了国外发达国家制造业升级路径,总结了国外经验对中国制造业转型升级的启示和借鉴意义。陈雪琴针对高端制造向发达国家回流,低端制造向东南亚等国转移这一新形势,指出中国制造业亟需从要素驱动转型升级为效率驱动、创新驱动,并强调需积极开展智能制造试点示范,提升制造业的智能化,推动产业升级。以上结果说明,智能制造已成为发达国家产业转型升级的重点发展领域,中国也必须给予足够的重视,积极开展相关研究和实践。智能制造与企业关系,主要探讨智能制造环境下的企业集成、企业智能化升级、企业管理智能化、企业运营绩效等问题。例如,等人在分析制造业发展趋势和企业面临问题的基础上,提出了智能制造环境下企业集成的总体目标和原则,以及企业集成的信息模型和实现技术。易开刚和孙漪等论证了智能制造可有效打破民营企业“低端锁定”路径依赖,并从外部政策支持及企业内部变革两方面,提出了民营企业实施智能制造策略的路径。蔡为民以轮胎制造企业为例,研究了智能制造与企业运营绩效的关系,并从生产效率、节能减排、服务质量等方面进行了统计,分析表明智能制造可助力制造企业提质增效。智能制造其它方面的研究,该部分主要探讨了智能制造与管理创新、企业社会责任等其他方面的话题,研究内容较宽泛。例如,陈佳贵以国外管理学百年发展历程为背景,研究了中国管理学创新发展问题,并在文章中指出“大数据、智能制造、移动互联网为代表的新技术正在激发企业组织结构、制造模式等一系列管理范式的变革”。云制造是近年来由李伯虎院士等借用云计算的思想,提出的一种基于知识、面向服务的网络化智能制造新模式。更进一步,姚锡凡等在云制造、制造物联、企业2.0等基础上,提出了智慧制造,并探讨了从云制造到智慧制造的实现路径。 (三)国内研究进展。综上,国内智能制造理论研究主要是对制造业智能化现象的笼统描述、转型路径的浅层分析和发展模式的简单总结,未见理论上的深层次探讨,研究深度尚显不足。主要表现为:对智能制造内涵和外延的界定比较模糊、不够清晰;对制造业智能化转型升级的影响因素没有完整的分析;对智能制造发展路径和模式的探讨更多集中在现象描述层面,缺乏微观机制和内部动力等视角的深入分析;对智能化转型中企业的组织架构、管理方式变革等方面只有少部分论述,未见系统的探讨。因此,在今后的工作中,不仅需要对智能制造的内涵、外延等进行详细阐述和研究,还要注意结合创新理论、运营管理理论、组织理论等对智能制造发展的路径、模式、规律等进行深入、系统的研究,为后续工作奠定扎实的理论基础。 三、智能制造产业发展现状和趋势 (一)国内智能制造产业发展现状。当前,我国制造业尚处于机械化、电气化、自动化、信息化并存发展阶段,对多数企业处在由工业2.0向工业3.0过渡阶段。我国工业基础落后,高端传感器、重要操作系统和数字化基础的智能化水平还有待提高,互联网与工业的融合发展还有很大空间;制造业自动化水平存在区域、行业间、行业内部的多层次不均衡,在自动化及智能化装备和生产线、生产加工的数字控制、企业信息管理方面基础较为薄弱。《2016~2020年中国智能制造行业深度调研及投资前景预测报告》中指出,我国智能制造处于初级发展阶段,同样也是大部分处于研发阶段,仅16%的企业进入智能制造应用阶段;从智能制造的经济效益来看,52%的企业其智能制造收入贡献率低于10%,60%的企业其智能制造利润贡献低于10%。 (二)智能制造产业发展趋势。 1.智能制造产业将与以互联网为代表的新一代信息技术产生深度融合。新一代互联网技术向生产和消费领域全面渗透,在物联网、云计算、大数据等新一代互联网基础设施的支持下,制造业产品、生产流程管理、研发设计、企业管理乃至用户关系将出现智能化趋势,互联网重构了产业生态链及价值链,生产组织方式、要素配置方式、产品形态和商业服务模式都发生变革,已成为撬动智能制造的重要力量,将推动“中国制造”向“中国智造”转型。 2.大数据驱动下,智能制造产业将出现按需定制的制造模式变革。智能制造产业开始走向个性化定制的一个新时代,进行网络化和智能化的柔性和协同生产,将出现网按需定制的制造模式变革。生产制造系统将具备高度柔性化、个性化以及快速响应市场等特性。将出现消费需求智能感知的制造模式变革,对制造业的生态和业态产生深刻的影响,从而重构智能制造产业生态圈,推动智能制造产业集群在线上实现转型升级。 四、结语 通过上述分析,智能制造业的发展离不开对发展趋势的把握,要利用好有利因素,克服不利因素;借鉴美国GSP智能协同系统,德国工业4.0的智能制造业的发展模式,充分发挥互联网对智能制造升级的引领、融合、创新驱动作用,有针对性地选择智能制造的创新路径和重点突破口,实现智能制造的创新发展。 作者:唐德淼 单位:无锡环境科学与工程研究中心 智能制造论文:服装企业智能制造创新工程研究 摘要: 从设计、生产、管理等3个方面,阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。在设计环节,实施设计数字化,引入PLM模式。在生产环节,采用基于物联网技术的MES系统对生产过程进行实时监控,促进企业充分利用各种生产资源、合理安排生产。在管理环节,通过ERP、PLM、MES系统融合,实现协同制造、集成管控,实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成,使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量及使用等方面的信息情况,为高层管理人员经营决策提供科学依据,有效提高企业的优秀竞争力。 关键词: 服装智能制造;服装设计数字化;生产智能化;管理信息化;智能工厂;数字化车间 近年来,由于人力成本急剧上涨,作为劳动密集型产业的服装制造业面临着许多新的压力,服装企业的生产方式开始转变,逐步从人力密集型向技术密集型转变。国家提出了中国制造2025战略计划,服装企业面对产业转型升级和智能制造该如何应对。本文从设计技术创新、生产技术创新、管理技术创新等方面阐述服装制造企业智能制造的解决方案和应对措施。 1设计技术创新 1.1设计数字化、网络化、信息化服装设计受流行、消费者需求、风格、定位、结构、材料、工艺、成本、文化等诸多因素的影响,服装企业通常会将设计研发中心设置在流行的中心城市,这就要求设计师能协同、高效的把流行、技术等信息及时传递给企业。设计的数字化、网络化、信息化很好的解决了此类问题[1]。计算机辅助设计技术使得服装这一劳动密集型产业得以数字化,促使服装产业快速发展。常用的通用设计软件有Photoshop、CorelDraw、Illustrator等。服装专业软件有GERBERCAD、LECTRACAD、富怡CAD等。服装CAD可完成服装创意设计、结构设计、样板设计、样板缩放、工艺设计、工艺单等技术文件的设计开发。利用CAD进行设计开发时,可以借助款式库、材质库、色彩库、图案库、配件库等辅助设计师完成设计工作。智能化的CAD软件还可以实现自动缩放、自动排料等功能。3D服装设计系统可以高效地完成一款服装的整体设计。数字化技术对于服装业技术革新具有重要意义。由于CAD/CAM系统能大幅缩短服装产品开发周期和生产周期,有效提高生产经营效率,因此,这种数字化、网络化、信息化的辅助设计与制造系统更适应当前服装企业多品种、小批量的生产经营模式[2]。 1.2设计研发引入PLM模式服装设计流行周期短、款式多、批量小,这给设计管理带来不小难度。产品生命周期管理(简称PLM)为服装设计管理提供了一种有效的管理方式[3]。产品生命周期管理是以产品为对象,将产品的生命周期从创意到生产、销售、退出不同阶段都进行监控管理,产品生命周期管理如图1所示,让经营者将每个阶段中的人员、资金、物料等生产要素进行优化整合。PLM是企业现有信息系统(计算机辅助设计与制造CAD/CAM、计算机辅助工程CAE、产品数据管理PDM、企业资源计划ERP等)的整合,它促进创造、计划和控制之间的协同,有效地优化产品开发过程。PLM是企业信息化的基础,企业应用系统(如企业资源计划ERP、供应链管理SCM、客户关系管理CRM等)是产品生命周期管理重要的组成部分。企业所有业务数据都按照统一的产品定义信息与过程模型被集成到PLM中,相关部门都能够过PLM获得信息服务。服装业PLM解决方案将与产品有关的数据(具体包含过程及项目管理、产品数据管理、图文档知识管理、设计变更管理、协同设计开发等内容)进行集中统一管理,确保数据的完整性、一致性和正确性,实现企业内部信息共享,服装PLM设计流程架构如图2所示。我国服装企业应用PLM软件已经取得了初步成效,对于企业实现研发过程的协同工作起到了一定的作用。它可以提高设计方案的市场需求导向性、有效缩短生产周期、提高设计效率和规划能力、提高设计方案的可转化性、实现内外部协作开发[4]。 2生产技术创新 服装产业是典型的劳动力密集型行业,产品的生命周期和生产周期不断缩短,要求服装企业具有快速反应机制。这就要求企业能够及时了解各种生产信息,以便指导生产。为了适应服装款式的快速变化及消费者的个性化需求,在服装制造过程中融入制造企业生产过程执行管理系统(简称MES)[5],这将有助于企业充分利用各种生产资源、实时监控制造进度、合理安排各个生产环节。 2.1生产制造过程控制数字化、网络化、智能化MES系统是面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统,主要包括生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理等4个功能。在过程控制方面,MES通过相关信息的采集与处理,对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行实时监控管理,对生产过程中发生的异常情况能够及时反馈,使其相关人员及时采取对应措施进行整改。MES是服装企业CIMS信息集成的纽带,是企业实现车间敏捷生产的基本手段。作为车间信息管理技术的载体,MES在实现服装企业生产过程自动化、智能化、网络化等方面发挥着巨大作用。制造执行系统MES在企业信息管理系统中主要用于对服装车间现场生产过程中的组织与管理,其作用主要有3个:一是实时对生产进行指导。依据服装生产定单的要求,计划与设置工作单元具体的生产任务和工艺流程,均衡生产计划,降低非生产用工时,准确掌控进度。二是对生产进行有效和实时监控。实时监控生产现场统计生产数据,掌控服装制造的全部生产过程,实时跟踪物料流向,及时发现并警示瓶颈所在。三是生产中的各种信息可追溯。采用条形码或RFID技术追溯产品生产过程信息、产品质量信息等,做到对服装产品加工每道工序的详尽管控,提高质量管理力度,降低损耗,减少浪费。 2.2基于物联网技术的信息交互、实时控制从目前服装企业生产现场看,生产车间中的各种服装设备之间的网络通信性能差、信息利用率较低,不能及时获取需要的信息和数据,所有的信息依靠人工方式输入,工作量大而且慢,出错率高。针对这一情况,研究人员开发了一套适合服装工业缝纫机生产现场的MES系统。MES系统的管理模块通过数据采集控制层可以实时地监控到服装车间内部的情况,服装制造执行系统工作流程,如图3所示。数据采集控制层主要是由末端设备以及网关组成的。末端设备是由各种类型的数据采集和控制模块组成的,比如传感器设备,像湿度传感器、RFID、声音传感器等。底层传感器设备将采集的数据上传给MES系统[6],实现信息流、物料流、劳动力流、设备流实时数据采集和控制,帮助企业及时获取生产进度、员工表现、各工序完成及工时情况、作业效率等信息,实时反映车间现场状态,为管理决策提供可靠依据。通过引进先进的自动化设备及相关软件来改造传统服装业[7],不仅可使工艺标准化、管理透明化,而且可以优化或简化生产流程,减少用工数量,同时还降低工人的劳动强度,缩短产品设计研发与生产周期。 3管理技术创新 随着服装企业竞争的加剧,如何进行高效管理的问题日益突出。未来,一些服装企业中的设计、生产、销售等环节可能分布在不同的地域。服装企业的生产经营过程主要包括:计划制定、前期开发、设计展开、结构调整与制版、工艺确定、样品试制、新产品客户确认或市场试销、新产品调整、批量生产等诸多环节[8],各主要经营环节中又包含许多分支环节。整个过程信息反馈周期较长,某道环节一旦有问题且信息反馈不及时,企业经营便难以顺畅推进。通过实施企业资源计划系统[9](简称ERP)可以实现企业整体的信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有效集成,使各级管理者能够及时了解企业各类资源数量、使用等方面的信息情况,同时可以将企业的各类资源及时调配和平衡。为高层管理人员经营决策提供科学的依据,从而有效提高企业的优秀竞争力。 3.1协同制造协同制造是指企业充分利用网络技术和信息技术实现供应链内及跨供应链间的产品设计研发、制造、管理和商务等方面进行紧密配合与协调的一种制造运营模式[10]。它是21世纪的现代制造模式,是敏捷制造、协同商务、智能制造、云制造的优秀内容。对服装企业来说,协同制造能够最大限度的缩短服装新品上市时间,缩短生产周期,快速响应客户需求,提高设计、生产的柔性。通过网络技术和信息技术使企业财务、生产加工、成本管理、物流、人力等方面快速、有效协同,使企业资源最充分利用。协同制造可以大幅度地提高产品设计效率和可制造性以及成本的可控性,有利于降低生产经营成本,提高产品质量,提高客户满意度。 3.2集成管控服装企业运用信息化手段,打通设计、生产、管理等各方面的信息通道,充分集成PLM、MES、ERP等各个系统,PLM、MES、ERP的互动关系如图4所示,使企业实现对主要生产经营环节的有效管理,主要体现在以下3个方面:一是对整个供应链进行管理;二是精益生产、并行工程和敏捷制造;三是事先计划与事中控制。图4PLM、MES、ERP的互动关系PLM(创新)、ERP(计划)、MES(执行)是工程数字化和自动化作业控制系统主要组成部分。PLM、MES和ERP系统的功能可以互相延伸和对接,共同构建更为完善的现代化服装企业信息管理体系。数字化技术和信息化技术的快速发展,不仅使服装企业具有了快速响应市场需求的能力,同时也提高了企业的生产能力和生产效率。服装企业管理数字化和信息化是一个具有投资大、周期长、系统复杂和高风险等特点的系统工程。对多数服装企业来说,这些系统现阶段应用尚有一定困难,但在满足产品附加值较高、自动化设备广泛应用、RFID技术成本进一步降低等条件后,还是具备可行性的。毕竟,数字化、网络化和信息化是服装企业未来发展的一个重要方向。因此,服装企业在上述系统应用过程中必须结合企业自身实际情况,从系统工程和科学管理的角度出发,选择适合本企业的成熟软件,企业要有接收变革的心理准备,做好风险控制和周密完善的计划,由实力强大的团队实施,确保各管理系统项目的成功实施。 4结语 在互联网时代,零距离交互、分布式共生的基因会更加广泛地渗透。服装产品研发设计数字化、生产过程智能化、企业管理信息化、采购营销网络化、协同研发与生产等现代制造业特征正逐步在服装企业中体现出来,这种以数据驱动,利用互联网信息平台和数据进行智能制造模式会逐步在服装企业中应用并推广。服装企业数字化、智能化、信息化将成为一种全新的制造模式。 作者:张志斌 李鹏 陈上 单位: 邢台职业技术学院 河北科技大学 艺术学院 智能制造论文:机电一体化技术在企业智能制造的运用 1智能控制系统种类 机电一体化技术需要一个智能化的控制系统来运转,为了更好的促进制造生产工艺的创新和发展,维持企业智能制造的稳步推进,开发人员设计并研发了应对各种情况的智能化控制系统,能够对生产制造进行管理和控制,极大的提高了生产效率。下面就介绍几种常用的控制系统。人工神经网络系统是一种模仿动物的神经网络的行为特征,将各种信息处理工作才去分布于网络中,并行进行处理的控制系统,这种系统的复杂程度很高,方便利用和调整其内部存在的大量神经节点之间的相互连接的关系,以此来处理信息,而且能够适应大多数生产制造过程中遇到的情况,可以自主记忆和学习。专家控制系统主要是指一个高智能的计算机程序系统,内部包含着大量的专业知识和积累下来的宝贵经验,比如制造加工的工艺和相关技术,就可以存储在该系统之中,系统在处理生产制造某个故障和问题时,就可以将以往的知识和经验方法拿出来,迅速有效的解决问题,而且可以解决很多的高难度问题,高效迅速,节省了大量的检修时间和工作量。 2机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 2.1传感技术的应用。传感技术在智能制造过程中发挥着传递与接收信息信号的重要作用,在电子设备与机械设备之间需要做出指令和信息的传递时,传感器就可以凭借其极高的敏锐度和高效的传递信息的能力,在指挥生产制造中起到重要的连接作用,目前,很多制造企业为了加强这种联系,强化信息传递的能力和水平,使生产效率进一步加快,使用了更加具备系统化和规范化的传感网络,也就是专门用于传递接收信息的处理系统,加快了信息传递的速度,并且缩短了反应时间,能够在很短的时间内完成对信息的识别和判断,经过解析后再发出有效信息,以其先进的技术和极高的效率极大地促进了智能制造的快速发展和应用。2.2数控生产中的应用。数控机床在生产制造中属于最关键的设备之一,而数字化和智能化机床的进一步研发和应用,也促进了相应的机电一体化相关技术的发展,可以说数控生产也是智能制造发展过程中的重要部分,将电子智能化产品与生产机械完美的融合在一起,这本身就是一种机电技术相结合的创举,我国的数控机床的最尖端产品已经处于世界领先地位,这就是将机电结合,生产制造智能化的重要体现,随着数控机床所利用的机电技术愈来愈多,功能更加多样实用,“中国智造”并将获得更快的发展和更大的进步。2.3自动生产线与自动机械的应用。由于智能制造的发展理念更加深入人心,企业的制造生产过程为了应对快速发展带来的挑战和机遇,自动化的生产流水线被大量装备到企业的厂房中,通过智能机械设备代替大量人工,在各个生产环节中减少误差,有助于提高产品的精密度,从而提高制造能力和工艺水平,打造智能化生产线。2.4工业智能机器人。工业智能机器人是机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并结合多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量中发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 3机电一体化在企业的智能制造中的发展前景 智能化技术的发展从未有过像最近十年的发展速度,智能机器人的应用范围愈加宽广,中国资本一方面大力发展本国的智能技术的创新和应用,另一方面通过国家合作与资本收购其他先进智能制造产业来加快促进智能化建设,可谓双管齐下,发展速度极快。制造业的生产制造过程是优秀,也是基础,而要将智能技术完美的融合进制造工艺之中,还必须有配套的技术和措施加以促进,这就是机电一体化技术,将拥有智能化的电子设备与企业的机械生产设备结合应用,就做到了制造业与智能制造的融合,机电一体化技术作为两者之间的重要联系纽带,也是目前国家制造业转型升级中的关键科学技术,其发展和技术上的突破,能够带动整个制造业的加速转型,为实现成为制造业强国的宏伟目标提供充足的动力源泉,无论是智能化的系统还是科学技术,为了增强制造加工的智能化水平,就必须借助发展机电一体化技术来促成,将每个生产设备和环节统一纳入到智能化管理和控制之中,制造企业的管理与生产将获得质的飞跃。 4结语 总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。 作者:王哲 智能制造论文:互联网+智能制造实现传统制造业服务化转型升级路径研究 摘 要:面对传统产业市场竞争加剧的格局和互联网信息化手段的兴起,互联网+智能制造成为不少传统生产型企业转型升级的应对策略和手段。本文通过阐述智能制造内涵,着重分析传统生产型产业智能制造发展的现状和智能制造的价值优势,以此为众多正在转型中的传统产业提供具体的解决方案。 关键词:互联网+;智能制造;传统产业;服务化 一、智能制造的内涵 智能制造是以产品的全生命周期为导向,融合互联网、大数据、物联网等现代信息技术,运用数据挖掘出客户需求信息并贯穿于供应链中各个生产环节,包括生产、设计、产品库存、客户需求、物流配送、客户关系管理等关键环节,使用先进自动化机械设备及制造系统进行柔性化生产,形成一个多维度的智能制造系统。通过智能制造提高优秀竞争力,革新旧有的劳动密集型模式,把传统制造业打造成高附加值并提供生产服务化的高科技企业。智能制造的内涵体现在以下四个方面: 1.工业化和信息化的有机融合 智能制造集中体现在“智”。随着互联网+APP技术的兴起,“智”更多在于通过最新的信息通信技术拉进与终端消费者的距离,通过海量的数据采集并利用大数据挖掘客户的有效信息获知客户的需求,融合先进制造技术在设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,在互联网+时代形成工业化和信息化的有机融合。 2.智能工厂为载体,全面深度互联 智能工厂是实现传统制造业智能制造的重要载体。而智能制造系统则是智能工厂的优秀环节。在生产过程中实现智能化调度,有效执行生产和按需生产,按订单投产零库存是智能制造中最关键的制造节点和生产管理节点。以数据互联互通为特征的智能生产系统为导向,围绕产品全生命周期,通过打造可视化、智能化的工厂,实现生产过程如每个生产单元、工艺设计、智能设备的投放和使用、知识工人的运用、执行系统、物流自动化配送等系统进行实时管理和优化。 3.以客户端到生产端信息数据流为优秀驱动 现代化的信息技术手段使得客户能在网上直接下单,C+M模式和O2O模式已成为现实。传统制造企业通过对网上生成的大批量订单进行智能分析,可以实现对个性化定制中的同类项需求合并。智能制造的驱动要素主要在于数据,当产品可以变成数据时,每一个生产工序能用一组数据进行串联,即可实现以互联网进行数据交换实现全程生产协同完成整个制造流程。简言之,智能制造环节是以客户端、生产端的信息源为优秀驱动,使客户需求变成协同化制造的生产单元,实现大规模化的生产定制,从而实现从生产向服务、由用户直接驱动的制造方式。 4.以互联网驱动的新型产业制造模式 通过互联网+智能化技术、数字化、智能化3D打印技术、先进生产装备、机器人的应用,传统制造业中的流水线生产可升级为个性定制化的大规模生产,在设计、供应、制造和服务各环节实现端到端无缝协作的智能工业生态系统,生产型制造企业逐步转变为以提供服务为主的高科技制造企业。 二、传统生产型产业智能制造发展的现状 1.传统制造业附加值低,产销结构不合理 我国传统制造业大而不强,土地资源环境约束、产品附加值低、产销不对路导致库存积压、产业结构不合理、竞争力不强、创新能力弱等问题制约着制造业的发展。 2.先进制造机械零部件依赖进口,替换成本高 智能制造的生产更新换代需要机器人的投入使用,需要提升生产效率。而先进机器人的优秀零部件主要依赖于进口,一些中小企业由于订单小、资金周转慢等原因,大面积把工人替换成机器人也不现实。 3.智能软件系统发展滞后,自主研发程度低 《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中明确提出积极发展智能制造和大规模个性化定制,提升网络化协同制造水平,加速制造业服务化转型等一系列“互联网+”协同制造行动。传统的生产线操作远远不能满足大规模个性化定制的要求,特别是落后的生产软件系统无法生成一系列自动指令来指挥机器人操作。数控机床、机器人、行业内的生产工序的操作系统大多靠国外软件公司。国内智能制造装备生产企业的软件技术非常滞后,如CAD、ERP、MES、传感器等基础操作系统,仅有部分大型企业能根据自身产品的特点自主研发生产操作系统,融入客户个性化需求进行柔性化生产。 4.各行业内自动化生产基础差异导致智能化升级难度大 由于原有行业内的生产自动化、数字化基础差异,各行各业的智能制造升级路径存在较大差异。传统的生产制造主要企业生产什么,市场就会提供什么产品。但随着互联网+制造业工业融合的发展,企业可以通过分析客户的订单,掌控最新的市场需求,实现对产品的全生命周期的监控。而部分企业数据集成和综合利用能力低,无法利用海量的源数据提取有效的客户需求信息,从而无法转化成生产数据和精准的经营决策。 三、智能制造的价值创造优势 当前,我国已进入消费者个性化需求时代。而产业链两端高附加值低、产品同质化现象严重、价格战、劳动力成本上升、小批量多批次的定制化生产需求制约着中国制造业的发展。通过智能制造转型升级,我们可以通过互联网、物联网、大数据应用、云计算等现代通信技术,结合生产制造资源进行敏捷化柔性化生产,基本可以实现个性化定制、制造业服务化、资源高效利用,以及互联网与工业跨界融合。 1.提升生产效率,降低生产成本 在客户端,互联网融与制造工业的融合使得来自全球或全国各地的订单数据 能够零时差、零失误传递至生产企业内部;企业从网络云端获取订单数据,依照客户个性化需求进行定制生产,企业所有员工直接面对客户,避免了盲目生产,生产效率大幅度提升。在生产端,通过机器人的投入使用把工人从纯手动操作释放出来。生a过程采用全程数据驱动,把各项生产工序转变为系统指令,实现人机一体化,大大缩减研发、设计、管理人员,提高了企业资源的使用效率,降低生产成本。 2.满足个性化需求,实现需求驱动 通过互联网技术,采用C+M的商业模式可以使消费者与生产者深度融合,满足顾客个性化私人定制的需求。以需求驱动为契机,企业生产效率更高,服务更为精准化。订单平台集合而来的数据,基本可以体现消费者的个性化设计需求。数据驱动和智能生产制造能有效化解个性化定制与大规模生产之间的难题,从而形成面向客户的极有竞争力的优势,把传统的制造企业变成高附加值以服务客户为主的网络科技企业。 3.实现了零库存,引导消费主权时代 通过智能制造,推进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务的综合应用,发展生产过程智能化,提升企业智能化水平,可以实现零库存。个性化定制采用全程数据驱动,先付款后定制,避免了企业产销不对路的市场供给方式,原辅料和产品均能实现“零库存”,解决了库存长期积压企业资金周转慢的顽疾。 四、启示:传统制造业服务化转型升级的解决方案 根据Andy Neely对全球13000家制造业上市公司研究的结果,发达国家制造业服务化的水平明显高于正处在工业化进程中的国家。美国制造与服务融合型的企业占制造企业总数的58%,而中国制造业的服务化进程相对落后,具备服务型制造能力的企业进展所有企业的2.2%。通过“互联网+智能制造”,传统的制造业对生产加工、产品研发、销售模式、盈利模式、物流系统重新再造,建立高效合理的业务流程和模式,实现生产和管理的智能化。 1.革新产业业态与定制化运营模式 从“互联网+智能制造”的视角出发,树立协同创新的信息化和工业化深度融合的商业思维,将产品设计研发、线上线下联动销售、生产制造流程、物流配送、售后服务等过程进行高度整合,重塑价值链延长产品的全生命周期,逐步有序现大规模个性化定制、创客和众包设计,从而增强产业链整体竞争力。 2.打造智能车间、数字化工厂 通过打造智能车间和数字化工厂,让制造资源、生产过程、现场运行、物料管控、质量管控数字化,可大大提高生产效率和工人的积极性。此时,通过机器换人,把人从传统的工序中剥离出来,由传统的“人指挥机器”转变为“人根据信息指令完成生产工序的调度”,解决工业化进程中人类脑力劳动自动化效率低的难题,同时可有效应对人力成本上升带来的中低端产业转移至毗邻的发展中国家的挑战。 3.制造业智能服务化的战略及实现路径 (1)注重客户需求,实施个性化定制 通过移动互联网+电商渠道模式,积极探索客户需要,鼓励客户参与产品研发过程、消费体验,让制造企业从价值链低端逐渐延伸到价值链高端实现产品全生命周期的价值共创,提高服务化产出,进而提升服务化水平。在产品销售管理方面,通过线上线下渠道、微信公众号、网络商城、天猫淘宝、移动电商、跨境电商等渠道,来拓宽客户需求的层面。同时,鼓励自动化生产基础强、有一定影响力的制造企业率先实现大规模个性化定制形成智能制造试点示范中心,从而带动薄弱的中小微企业逐步升级为以服务提供商为主的制造企业。 (2)打造全生产服务生态链 以消费者为优秀,重构产品个性化研发、柔性化生产、大规模定制的智能制造体系,通过云计算、云存储、物联网的运用,融入顾客参与设计产品服务的流程,增加制造业服务要素的投人和供给,加强制造业与服务业的深度融合,向研发、设计等价值链上游扩展,提高产品附加值,实现价值链中的价值增值。此外,借助大数据的统计分析,打造智能产品平台和渠道平台实现全生命周期的生态链延续。 (3)应用信息技术,革新营销方式 应用最新的信息技术,建立企业自身涵盖客户需求层面和工厂内部生产过程及设备运用的大数据体系,要将信息技术和业务流程、组织结构等有机结合起来,对企业进行内部治理。根据客户需求开发新技术、新工艺,革新营销方式和销售渠道等,进行服务创新。 (4)政企联动,鼓励智能制造服务化 长期以来,受粗放型工业发展影响,制造业企业过度追求规模、以产定需、重产品轻服务、忽视客户个性化需求,产品的附加能力相对较低。随着《中国制造2025》战略的出台,企业继续通过智能制造转型来解决产能过剩、产品同质化现象严重、白热化的价格战、劳动力成本上升的困境。为保障战略的顺利实施,应采用政企联动战略,即通过政府的“手”打造生产性服务集群基地,在财政税收、土地政策上给予适当的政策倾斜和优惠措施,健全服务型制造公共服务体系,鼓励制造企业和服务企业融合发展,以点带面,实现规模化效益。 作者简介:蔡丽娟(1984.03- ),女,广东佛山人,广东环境保护工程职业学院讲师,经济师,国际商务师,研究方向:国际经济与贸易、跨境电子商务 智能制造论文:智能制造的大数据机遇与挑战 作为一个数据科学家,我这里表达两个观点。 第一,我非常欣赏杭州市萧山区对大数据的认识,我不认为大数据对近一两年GDP的贡献有那么大,但我可以很肯定地说,大数据对于三年、五年之后的GDP贡献巨大。换句话说,只有沉得下心,愿意扎扎实实打好基础的政府和企业,才能从大数据技术上获益。 第二,大数据技术并非已经成熟的技术,是一个正从应用中逐渐走向成熟的技术,目前的挑战多于成熟。 今天,我的演讲主要分为两部分:第一部分,大数据承载了如此多的期望,有些期望是合理的,有些期望未必合理,我想从科学的角度说一些科学问题。第二部分,回到智能制造,也就是工业大数据的重要方面,谈谈自己的认识。 大数据及大数据原理 什么是大数据?大家都知道数据是什么?数据就是资料的数字化。资料是什么?资料就是生产过程、管理过程,乃至经济、社会、生活过程的记忆,那些记忆可能表现为一个文件,一段演讲,一段文字等,这是资料。资料不放在计算机上,一般不叫数据。但放在计算机上就叫数据,所以有个标准的说法:数据是指以编码形式存在的信息载体,是资料的数字化形式。 因而,数据一定要放在机器上,要有空间。其实真正的大数据是指大而复杂的资料集,这些复杂性包括了海量性、时变性、异构性、分布性等,我们从互联网数据能够观察到其特征。 那么,到底什么是大。凡是对一些问题积攒的数据量超过这个量,就叫大数据,反之则不叫大数据。因而讲大数据是两件事:第一,大和小是相对概念;第二,相对特定问题而言,不同的决策问题要求的数据不一样。否则大家就认为现在是大数据时代,大数据可以解释任何事情,我认为不要神化它,大数据可以做很多事,但也不是能做所有事,这是我的基本观点。 现在都说大数据是基本的生产资料,大数据是基本的生产力,因而,大数据是经济社会的基本生产资源。看看互联网就知道,互联网主要在信息传递上发挥作用,近几年的发展,是把互联网从复杂的信息传递到消费互联,再到生产互联(也就是物联网),再到智慧互联,这就是互联网的大体走向。在这个走向中非常大的问题就是信息技术在互联网产生以后,和其他任何领域要深度整合,这就是今天谈论信息工业化、谈论大数据的主要原因。 这里面还有一些问题要说清楚。我们知道了太多的新技术,例如物联网、互联网、人工智能、移动互联网等,其实这些新技术都是信息技术的一个层面,大家不要期望某一项技术包打天下。真正产生效益和作用的是所有技术的综合运用,这是今天和大家分享的第二个观点。 千万不要以为有了大数据就不讲物联网,讲物联网就不讲互联网,讲互联网就不讲人工智能,其实大家是互补的,都是从不同的层面讲问题。物联网讲的是交互方式,人工智能讲的是应用模式。那么,大数据讲的是信息技术,是人和人、人和机器、机器和机器交互的内容特征。 所以,从这个意义上讲,大数据是最底层的信息技术。因而,大数据掌握的技术,是基本的标配,任何工业要实现“两化”,任何政府要实现科学决策,大数据是基本标配,这是我的第三个观点。 大数据时代的思维改变 关于大数据应用,我有五个观点,想讲五句话。 第一,明确目标是前提。每个地区、每个政府、每个企业,要解决的问题不一样,必须要真正解决问题,大数据才有用。 第二,拥有数据是基础。大数据产业就是以现代技术设施为基础,以数据为生产要素,以数据的价值挖掘为创新活动的产业,叫大数据产业。因而没有数据谈不上大数据产业。 第三,计算平台是支撑。没有一定的计算架构和计算平台,计算不了。它是支撑作用,但做企业的人不必过分强化,也不必过分低估。 第四,分析技术是优秀。这是今天较少讲的主题,也是领导较少讲的主题。我非常担心在整个大数据的链条中,有些链条做得过分粗壮,有的链条过分纤弱了一些,也就是我担心的产业链布局不均衡,有的过分膨胀,会产生新的产能过剩。 第五,产生效益是根本。就是说,数据是基础,平台是支撑,技术是优秀,赚钱是王道,记住这四句话不走样也不失望。 为什么大数据可以带来超凡价值、背后的原理是什么?在这个大潮中又给思维带来怎样的改变呢? 我概括了三条原理:第一,量变到质变的原理。第二,分析出价值原理。第三,跨界关联原理。举一个简单的例子,假设一个火锅店的老板想提高营业额,这是目标。他当然会收集一年当中的采购量资料、现金流资料等等,这些是企业内部数据。但如果能采集到这个火锅店周围的人口分布数据,如果能够买得到这个地区天气预报的精细数据,对火锅店的营业而言就是极为重要的。我们都知道湖南人和四川人比较喜欢吃火锅,天气潮湿的时候比较喜欢吃火锅,这就是赚钱的道理,就是跨界关联原理。 这个过程中有很多观念要改变:第一,数据是资产。第二,用户是资源。谈谈用户,过去企业是上帝,那是教育员工的服务态度,因为我们都知道神是拿来敬的,用户是心里尊重的。但到了大数据时代,产业模式变了,用户是我们的生产资源,要个性化服务。如果没有用户的反馈,为谁服务?我知道过几年数据会免费,因为重要的是三大运营商在实时报告我们的信息、行为、爱好,这些是他们挣钱的主要依据,是不是资源?第三,服务即感知。滴滴、快车已经告诉了我们这件事情,还有公共服务免费,高价值服务盈利也是基本的盈利模式。 制造大数据至关重要 制造大数据也非常重要,“中国制造2025”主要讲的就是这件事。继互联网之后,真正能够对企业产生重大影响的就是大数据。再次重申,讲大数据的时候不要和其他技术隔离开。我也重申,现在人工智能潮正在到来,我要告诉大家的是不要冷落了大数据,人工智能在可见时间内,真正能够称得上人工智能,真正发挥作用的就是数据智能,就是大数据。 因为人工智能简单来说是两大类,一类是模拟人脑工作机制、行为方式,是仿脑类脑的技术。另一类是快速的认识,因为人脑对大数据的认识本身没有那么快,但获取数据的速度极强,可以从数据中分析出人类认识问题特定的方式方法,@部分就是数据智能,也叫人工智能。 大家说大数据能服务于转型升级,转什么型,升什么级,至少要清楚这个问题。具体转什么?对工业来讲,转型就是从过去以产品为中心,以产品组织设计、制造、销售管理的过程,到以服务为中心,以定制化为中心。 最近有一个基本的观点,说从过去的老三基到新三基,过去的材料、工艺、零部件是老三基,现在的新三基是大数据、传感器和零部件。我希望大家了解,对一个行业来讲,数据极其复杂,来源于设计、制造、运行和服务,仔细分析每一步的数据。离散型和连续型并存,数值型和非数值类型并存,结构化和非结构化并存。 大数据必须关注完整属性,必须关注产品全寿命特性,必须关注全方位连接,关注制造系统融合等等,这些要求使得我们认为基本难点在认知知识数据。 总体上说,我想向大家传递的是如果要做工业大数据,互联互通是基础。首先解决数据采集问题,就是互联互通问题;定制化服务是中心,基本模式要转变,懂数据会分析是关键。今天我想用这点时间和大家分析基本的观点。 智能制造论文:智能制造背景下机械工程应用型人才培养模式探索 (重庆科技学院机械与动力工程学院,重庆 401331) 摘要:在智能制造和产教融合等应用技术大学教学新常态下,针对机械工程专业学生的工程应用能力培养问题,从智能制造的技术特征和技术体系分析出发,研究了智能制造背景下企业对机械工程专业人才的新要求。依据机械工程人才对新技术的要求,构建了符合专业要求和当前背景的实验教学体系,搭建了实验教学平台。以产教深度融合为指导方针,研究了合作企业的特点和选择原则,制定了学生在企业阶段的学习方案和教学执行计划,为培养高素质的、符合企业要求的机械工程应用型人才提供了参考方法和管理运行方式。 关键词:智能制造;产教融合;机械工程;高职教育 在经济新常态下,高等教育也处于新常态的运行模式下。对于应用型本科院校的机械工程专业而言,目前的新常态主要表现为智能制造和产教融合[1]。智能制造是发展方向,产教融合是指导方针。周济院士[2]指出“智能制造是新一轮工业革命的优秀技术,是中国制造2025的主攻方向”。为了贯彻落实《中国制造2025》中提出的五项基本指导方针,结合地方本科院校转型发展的需要,探索智能制造背景下应用型人才的培养模式是重中之重。本文从智能制造的技术体系入手分析智能制造对人才的新要求,结合产教融合方法提出了符合要求的机械工程专业的实验教学体系和实验室建设思路,研究了校企合作培养符合智能制造要求的应用型人才的新实施方案。 一、智能制造对学生能力的需求分析 智能制造是在常规制造技术基础上,随着科技发展而升级换代的新制造技术。所以对从业人员能力的需求也是在常规能力基础上提出了新的要求,需要从业者具备一些新的能力和技能。为此,我们从技术的需求出发分析了智能制造企业对一线人才的能力需求。 1.智能制造的技术体系。智能制造技术的优秀是“智慧工厂”,是将新型传感器、智能控制系统、工业机器人、自动化成套设备形成一个智能网络[3]。通过这个智能网络,使人与人、人与机器、机器与机器、服务与服务之间,能够形成互联,从而实现横向、纵向和端到端的高度集成,其技术体系如图1所示。根据智能制造的技术体系,其优秀技术主要有:数字化建模技术、计算机网络技术、移动互联网技术、工业机器人技术、智能传感器和物联网技术、数控编程技术、数字化制造技术、虚拟现实与模拟仿真技术等[4,5]。 2.智能制造背景下对人才技能的新需求。智能制造具有高度自动化、信息化和网络化三大基本特征。自动化将导致工业形态发生改变,特别是企业工作者的角色和地位将发生较大的改变,这要求新型工人拥有新的知识和技能,并能够与机器人进行协作。信息化使工业机器人能协同工作,由于互联网技术(特别是移动互联网技术)在生产制造领域的广泛应用,将更容易提高生产效率,形成学习型生产系统。因此,智能制造对专业人才具有如下的新要求[6-8]:(1)技术人员需要更多的机电一体化实践经验,能迅速解决设备运行中遇到的问题。(2)技术人员需要掌握更多的信息技术和网络技术,能运用网络技术解决生产中遇到的问题。(3)技术人员需要与软件工程师紧密合作,解决智能机器中的软件问题和软件的用户体验。(4)技术人员需要掌握特定的编程技能,以及复杂系统的控制、操纵和设置技术。根据上述要求可以看出,智能制造导致了对优秀员工标准的转变,人机交互以及机器之间的对话将会越来越普遍,技术人员从服务者、操作者转变为一个规划者、协调者、评估者和决策者。 二、实验教学体系及实验室建设 针对智能制造对技术人员的新要求,实验教学是能力培养的根本保证。这就需要构建先进的、符合能力培养要求的实验教学体系,并在该体系的指导下进行实验室建设。为此我们坚持“以学生为本,依托环境教学,突出应用能力,培养创新精神和系统观”的实验教学理念,构建了“四级能力层次、七个教学模块、三类驱动项目、三种结合方法”的“4733”实验教学体系,搭建了准工厂化环境的实践教学平台。创新实验教学方法,培养学生的工程应用能力和创新能力,增强学生团队意识和社会责任感。该教学体系从能力上着眼于循序渐进,从内容上覆盖装备设计、检测、制造和生产组织全过程,从方法上着重于项目驱动,从培养模式上依靠产教融合。实验教学体系的能力层次分为基础能力、专业能力、综合应用能力和创新应用能力四级。由机械基础模块支撑基础能力的培养,机械设计模块、机械制造模块、机电液控制模块和石油冶金装备模块支撑专业能力的培养,综合实践模块专注于综合应用能力的培养,机械创新模块服务于创新应用能力的培养。使用三类产品贯穿上述7个教学模块,将各个教学模块串联成一个整体,培育学生的系统观和整体观。在教学项目开发和教学方法上采用“产学结合、虚实结合和赛课结合”的方式。 三、校企合作培养模式探索 产教融合是本次教学改革和高校转型发展的根本指导原则。产教融合的实施效益可以从学生、教师、学校和企业等四个主体来分析。(1)学生方面:基于产教融合的教学方法、教学内容和教学案例可以激发学生的学习兴趣,明确学习目标,改善学习效果,提高动手能力和实践能力,使之更适合企业需求。(2)教师方面:产教融合要求教师深入企业、加强与企业的联系,从而更进一步地了解企业和社会的需求,避免“盲教”。同时在与企业导师合作指导学生的过程中将有助于提高教师的工程实践能力。(3)学校方面:产教融合为进行应用技术大学试点探索新的教学方法和人才培养模式,为学校成功转型积累经验,提供参考。同时,与地方中小企业的合作也为学生就业难题提供新的解决途径和解决办法。(4)企业方面:首先,企业与学校深度合作,所合作企I亦可借助学校的科研平台和人才优势,解决中小企业技术力量薄弱的问题。其次,企业与学校合作培养学生的工程能力也是响应国家政策,为政府排忧解难,对提高企业社会效益和社会美誉度具有一定的作用。另外,改革方案也为企业选拔优秀人才提供了一个更为可靠的解决方法。 1.产教融合中联合培养企业的选择。(1)签署联合培养协议的企业数量要多。在不影响企业生产的前提下,考虑企业可接纳人数的限制,参考国外高校人才培养的实习生制度,将学生分散到各个企业中去,每个企业安排2-10名学生,故签署合作的企业数量要求众多。例如重庆科技学院机械与动力工程学院为了完成机械设计制造及其自动化或机械电子工程两个专业学生的联合培养工作已经与40多家重庆本地的从事各种设备(或机电一体化装备)设计制造的中小企业签署了产学研合作协议。他们计划将签署合作协议的企业数量扩展到100-150家。(2)合作企业突出地方性。在企业的一年学习期间,需要将理论知识与实际工程项目结合,注重实践动手能力和解决问题能力的培养,学生需要与专业教师之间频繁联系交流,同时为了对学生监管的方便,离学校空间距离不远的地方性企业无疑是最佳的选择。同时要了解地方经济的发展、地方企业对人才的需求,使得培养的学生更能快速融入地方经济,服务于地方经济,体现学校的地方性特色。(3)合作企业以单件小批量生产模式从事设备(装备)的设计制造为主。所选择的企业大部分均为单件生产模式的集设计与制造一体的装备或机电一体化产品生产企业。因为该类型的企业从概念设计、详细设计到生产制造以及生产管理等所有生产内容均有所涉及,使得学生可以得到更为全面的锻炼;同时,这类企业对技术人员的需求更为旺盛;另外,大批量生产模式企业生产的产品较为单一,技术也较为成熟,而单件模式的企业产品开发项目众多,更适合于基于项目教学的培养方式。(4)合作企业的生产规模以中小型为主。一方面因为这类企业技术力量薄弱,对专业人才更为渴求;同时这类企业灵活多变,对市场反应灵敏,产品开发速度快,适合学生培养。另外,学校导师组对企业也可以起到技术支持作用,企业有与高校合作的意愿和动力。 2.企业学习阶段的实施和运行。在企业学习培养阶段,学校与企业之间应该建立全方位的合作关系,形成一套系统的有机的运行机制。共同商定学生的培养计划、学生的监管、学习效果的评价以及学校对企业的技术支持等。学校需将所签订联合培养的企业按照产品类型进行分类,然后成立一批“导师组”,“导师组”由学院不同知识结构的老师及企业一线工程师组成。由导师组负责学生在企业学习阶段的指导、联系、管理和学习质量监控。全过程参与学生专业课程学习、毕业论文(毕业设计)的指导等。教学方式:采用“教师提出问题-学生自主学习-实践-教师辅导”的教学模式。重点是深度参与项目关键技术、设备的开发与改造,并通过专业知识、相关资料、计算分析等方法解决其中的部分问题,以实际项目为驱动,完成专业课程的学习及完成设计、制造、生产管理等技能训练。考核方式:主要考察基本理论在实际工作中的应用及动手操作能力。导师组对课程学习报告、以案例为内容的大作业、以项目为对象的课程论文、学习小组(或)专题的汇报和答辩以及其他要求进行综合评定,确定学生学习成绩。 在“中国制造2025”和“工业4.0”背景下,中国要想实现从制造大国到制造强国的转变,适宜智能制造的应用型人才的培养将是实施“中国制造2025”的关键。智能制造专业人才培养要建立以市场为导向、制造企业深度参与、校企融合、多学科联合共建的智能工场结合以非正式学习形式的人才培养模式。 作者简介:何高法(1972-),男,安徽舒城人,重庆科技学院机械与动力工程学院教授,博士,主要从事先进制造技术、精密测量技术等领域的科研和教学工作,已20余篇。 智能制造论文:机电一体化技术在智能制造中的应用分析 摘要:进入21世纪以来,人工智能技术取得飞速发展,在工业制造中人工智能发挥的作用越来越明显,尤其在南方沿海发达地区,很多企业都已经几乎实现了100%智能化无人生产。在工业制造领域,机电一体化技术成为当前最炙手可热的技术和应用。本文主要立足于机电一体化人工智能技术所处的特殊的宏观时代背景,对其在机械制造领域的应用现状、呈现的特点及存在的问题等做梳理分析,结合当前最新的理论与发展实际,探讨改进的措施和对策。 关键词:机电一体化;智能制造;应用 随着经济社会的进步与发展,机电一体化在工业制造生产中的应用越来越广泛。所谓机电一体化,通俗讲就是机械电子学,是电子信息科学技术在工业制造领域中的应用。在当前激烈的市场竞争中,可以说机械化程度的强弱,已经成为企业竞争实力强弱的体现之一。因此,从企业发展的角度看,不断加强机电一体化技术的推进,是企业长久发展直观重要的推动因素。 1机电一体化的意义 所谓机电一体化,主要强调的是将机械技术与电子技术之间的结合,在当前计算机技术的高速发展,再加上网络技术的辅助性作用,使得机电一体化的发展提升到一个新的高度上来。从客观上来看,机电一体化已经成为集中计算机技术、信息技术与自动化技术等为一体的综合性技术体制。在未来,C电一体化会朝着更为广阔的应用空间发展。 2机电一体化发展的现状 机电一体化技术研究的时间比较常,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的水平和目标,应用范围也并不十分广泛,技术没有得到充分发展。 如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要,机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。当前,在全球化趋势的推动作用之下,工业生产已经并不单纯局限于某一个单独的领域当中,而是就地取材,遍布世界的诸多角落。所以,关于机电一体化的含义也被融入了新理念,因此,在现代化机电一体化技术当中,我们不难看到远程控制技术和远程监视技术的存在。伴随着科学技术的不断发展,机电一体化技术也处于不断完善与发展的过程当中,在未来,势必会突破原有的生产模式,从而对于机电产品的部分标准进行统一与规范。 3机电一体化技术在智能制造中的应用 3.1在自动生产和自动机械中的应用 当前,机电一体化在企业当中已经得到了广泛地应用,其中最为突出的就是智能化制造技术的应用,不仅体现了自动生产线在实际生产当中的运用,也体现了自动机械在实际生产当中的运用。无论是现代传感技术,还是电子技术,在实际生产当中都有着一定的运用。我们将计算机化的制造系统成为柔性制造系统技术,对于这一技术来说,将数控机床、计算机、工业机器人等进行连接,从而成为一个生产网络整体当中的生产技术。其存在着一个显著的优势,就是能够满足于生产部门所提出了相应问题[3]。 3.2计算机的集成化体制 基于当前的战略发展理念,借助于全局动态的形势,能够帮助促进整个计算机集成制造系统的完善与优化。在这一体系当中,其建立与组合,并不单纯是子系统的简单组合,而是立足于当前地系统,将各个部门之间的界线得以突破,在这一系统当中,制造系统是主干系统。对于企业本身来说,在其具有一定的集成性特征时,就能够对于生产因素当中的各项资源进行优化配置,从而在客观上保证生产开发水准的提升,使得企业当中所蕴含的潜力和发展潜力被激发出来。 3.3在工程建设当中的使用 机电一体化在工程建设当中的使用,能够体现在以下几个方面:首先,在建筑物照明系统的应用,在@一功能当中,主要能够通过通信系统和计算机控制系统联合实现的,因此,对于不同时段的照明系统,应当进行有效控制。在这一照明体系当中,对于照明时间的自动控制,能够帮助减少电能损耗,实现智能化控制。其次,在建筑内部空调系统的控制方面,也存在着智能化特征,利用比例积分调节器闭环的形势,从而对于不同季节的空调使用模式进行设置,这样能够实现空调的智能化调节,保证整个建筑物的室内空气的优化,从而最大程度上减少能量的损耗。 4机电一体化未来使用的方向 首先,在当前机电一体化趋势越来越明显的背景之下,其已经开始逐渐朝着微型化的方向发展,而就微型化发展本身而言,体现出来的是对于高新科技产品的发展与完善。就现有状况来看,由于卫星机电一体化产品在题记方面相对比较小,所以损耗的能量也不是很大,能够完成很多任务。 其次,从智能化角度上来看,工业领域对于人工智能的重视程度已经提升到一个新的程度上来,其中不仅涉及到机器人智能应用,也涉及到相应的数控智能应用。虽然当前的数控机床领域,并不能够与人类一样实现完全地智能化,但是,拥有部分人类智能的性能对于提升机电一体化产品的性能有着极强的帮助作用。 再次,无论机电一体化的发展方向如何,其最终目的始终是为人类服务,所以,在实际设计的过程当中,应当尽可能保存人性化的设计,在色彩和造型方面起到一致性,在满足上述条件之后,可以融入艺术性色彩。 5结语 总的来说,机电一体化设计对于人类的影响是极大的,这也是当前现代化经济发展的产物,也是多重高新技术的集合体。因此,在未来研究与发展的过程当中,有必要在智能性方面进行深入研究,从而实现生产方式的深化改革,保证生产质量和效率的提升,与以人为本的发展理念相契合。 智能制造论文:机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 [摘 要]随着科学技术的不断进步,机电一体化也得到了快速的发展,并且其生产应用范围逐步扩大,机电一体化技术已经成为工业化发展的动力。机电一体化技术实现了电子与机械的紧密结合,从而实现了对机械设备的智能化控制和管理,这也是智能制造的构成基础。在实际的生产制造中,智能制造基本上包含两方面的内容,一是智能制造系统,另一个是智能制造技术。智能制造已经成为社会工业化发展的主体,使工业生产更加的智能化、人性化,可以准确控制生产过程。而智能制造的发展离不开机电一体化技术,加强机电一体化技术在智能制造中的研究具有重要的现实意义。 [关键词]智能制造;机电一体化;应用 前言 在当前市场竞争日趋激烈的形势下,机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备,探寻新的生产方式,而智能制造作为一种更加先进的生产方式,自然就引起了越来越多人的重视。现实中,智能制造一般包含两层含义,一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术,另一层就是指代智能制造系统。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式,构建智能化的制造系统。可以这么说,在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势,对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。 1 智能控制系统种类 智能控制系统的好坏决定着机电一体化系统的优劣。广泛应用于机电一体化的智能控制系统有:神经网络系统、模糊控制系统、家控制系统以及分级递阶智能控制系统等等。分别给予介绍:(1)专家控制系统。该系统汇集人的知识、经验以及技能于一体,将其录入到计算机中,按照编制好的指令程序对运行控制系统进行操作;(2)分级递阶智能控制系统。该系统又被称为分级控制系统,基于自组织和自适应控制,通过组织级、执行级等发挥控制作用;(3)神经网络系统。在机电一体化中,神经网络系统的应用十分广泛,其控制原理是:通过人工神经元、神经细胞等,进行非线性映射、对人的智能进行模仿以及分布处理等.其优势是:适应性强,能够实现自组织控制等;(4)模糊控制系统。在专家模糊控制中实现了多层次知识的表达和利用,对于提高控制的智能化来说十分有利;基于神经网络的模糊控制能够实现相应的模糊逻辑控制功能。 2 机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 2.1 传感技术的应用 传感技术是机电一体化技术中的一个重要技术之一,由于其具有较高的精准性与敏捷性,可最大限度地免受来自外界其他信号对设备的影响,若将其应用于智能生产中则将会发挥巨大的作用,而普通的传感器则效果不显著,若要使用还需构建相对应的传感器网络系统,这样才能实现信息之间的对接与传输,并借助计算机将所收集到的信息进行整合与分析,从而使整个生产过程得以有效控制。纵观当前各大生产制造中所使用的传感器,我们发现其主要使用的是光纤电缆传感器,并使用标准化的接口,这样可大大降低设计的难度与标准,在一定程度上也可节约一定的成本。 2.2 数控生产中的应用 在我国机电一体化最早应用在数控加工技术中,对提升我国机械制造水平方面发挥了重要作用。机械制造业的发展水平直接关系到我国的工业化水平,将机电一体化技术应用到数控制造中,在提升机械加工精度以及机械加工效率方面发挥了重要的作用。数控生产的价值主要体现在加工精度上,所以数控生产对智能控制系统要求十分严格。目前数控机床中的智能控制系统基本上采用CPU和总主线模式。该模式利用在线诊断技术和智能控制技术,实行三维仿真,模拟数控技术加工的整个工程,为数控机床的实际操作提供重要的依据。 2.3 自动生产线与自动机械的应用 目前许多大规模生产企业基本上都采用了自动化生产线和自动生产机械。该技术主要是借助电子技术中的光电控制系统以及人机界面控制装置,从而对生产流程实现全面的控制。自动生产线与自动机械应用的范围十分的广泛,例如在电脑、手机等都已经实现了自动化生产线。智能制造企业在生产的过程中融合柔性制造系统,主要利用计算机控制系统对生产设备进行有序的融合,即数控设备、计算机设备等生产要素实行一体化管理,从而实现集约化、网络化生产。 2.4 工业智能机器人 工业智能机器人是当前机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并且结合了多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,智能机器人技g是控制论、传感技术以及信息技术等综合体,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量,增加产量以及减轻员工劳动强度方面发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 结束语 总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。 智能制造论文:3D打印分布式智能制造模式创新 摘要:基于中国3D打印制造模式创新的现实需求,应用新兴产业创新管理的基本思想,通过对大量现实案例的总结,识别了3D打印分布式智能制造模式的P键要素,揭示了3D打印分布式智能制造模式的管理特征,基于传统集中智能制造参照模式提出了全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式、跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。最后,给出了推进我国3D打印分布式智能制造模式发展的政策建议。 关键词:3D打印;云智能平台;分布式制造;管理特征;模式创新 作为第三次工业革命重要标志的3D打印(3D printing)引起了社会各界人士的广泛关注,中国为此专门出台了重要文件――《国家增材制造产业发展推进计划(2015~2016年)》,以推进这一战略性新兴产业的发展。 3D打印制造技术具有产品设计民主、无限满足个性化需求、单件或小批量制造、精确地点打印等典型特征[1],其中:产品设计民主、无限满足个性化需求等特征将促进“以企业设计师为中心”的产品专制设计模式向“以客户为中心”的产品民主设计模式转变[2],单件或小批量制造、精确地点打印等特征将推动“大规模集中制造模式”向“单件或小批量分布式制造模式”变革。因此,3D打印制造技术与新兴信息技术的深度融合,将产生引领高端制造业革命的优秀发动机――3D打印分布式智能制造模式[3],该制造模式的突出优势在于可制造复杂和个性化的特殊产品[4]、可提升产品的研发能力和设计水平、可创造新的就业机会和形成新的经济增长点[1]。 学者们对“3D打印制造技术所导致的制造模式变革”这一前沿领域的相关研究明显滞后于社会实践,这主要是由于管理学者应对挑战性问题的勇气不足、缺少文献和数据、缺乏自然科学知识等原因造成的。因此,本文研究3D打印分布式智能制造模式创新具有十分重要的理论意义和实践价值。 1关键要素 云智能制造是一种依托新兴信息技术和公共服务平台,为消费者提供各种按需制造和服务的智能化制造新模式[5]。在此基础上,可对3D打印分布式智能制造模式作如下定义:针对消费者的个性化需求,借助于物联网、云计算和大数据等新兴信息技术与公共服务平台,联合具有不同生产规模和能力、处于不同地域的3D打印制造企业,提供成本低、质量高、使用易的个性化产品制造新模式。依据此定义,可以识别出该制造模式所蕴含的关键要素。 113D打印制造技术 3D打印是一种做增材制造的先进制造技术,被广泛应用于消费行业和工业领域,取得了很大效益,典型案例见表1所示。据统计,在1988~2010年间世界3D打印产业产值保持着年均26%的增长速度,预期在2020年全球规模将达108亿美元[1]。但沃顿商学院的Karl Ulrich教授表示,要快速拓展3D打印的主流应用市场,就必须开发出与3D打印制造技术相匹配的制造模式。由表1可知,随着3D打印制造技术与物联网、云计算和大数据等新兴信息技术的深度融合,可以利用新兴产业创新管理的基本思想,开发出能够有效克服传统制造模式在产品设计不民主、无法充分满足消费者个性化需求等缺陷的3D打印分布式智能制造创新模式。 然而,传统集中智能制造模式尚存在一些缺陷:首先,采用“以企业为中心”的专业设计师主导的产品设计模式,该设计模式难以准确把握消费者的需求;其次,采取模具铸造和机械化加工等硬件制造方法,其造型能力有限,难以实现宏微结构一体化制造和复杂结构制造[4]。再次,采用系统化的产品物流与仓储设施,产品制造后需要运送到各地,会消耗大量人财物。最后,采用大规模集中制造的生产方式,企业与社会大众在产品设计、产品制造、产品消费等环节的动态交互显得无足轻重,消费者因为没有更多选择只能被动接受产品,难以满足消费者的个性化需求。 32全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式 对传统集中智能制造模式作进一步改进,可以开发出全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式(见图2),与前者相比该模式有如下发展:首先,3D打印分布式制造代替了大规模集中制造;其次,系统化的产品物流转变为最后一公里产品物流;第三,零部件供应企业和产品库存消失;最后,通过搜索和众包的方式,网络社会大众中的创新者可充分参与企业创新。 由图2可知,该创新模式可以有效克服传统集中智能制造参照模式的缺陷:首先,采用3D打印制造技术,降低了单件小批量产品制造、复杂结构产品制造的成本;其次,采用以消费者为中心的产品民主设计模式,通过搜索与众包方式,网络社会大众中的创新者可参与企业创新,共同设计出能够充分满足消费者个性化需求的产品;第三,采用社会大众参与产品制造的全价值链模式,有效衔接了消费者的个性化需求与企业的制造能力;最后,采用分布式制造模式,可有效解决3D打印目前存在的打印速度慢、难以批量制造等问题。例如,实力雄厚的大企业3D Systems公司就采用了该创新模式。 33跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式 随着大数据、物联网、云计算等新兴信息技术深度融入各行业,企业的边界变得模糊,这种趋势将深刻影响企业的制造模式,甚至重构其企业文化和组织结构[12]。在这一情景下,企业管理者将会发现更多跨越领域进行合作的创新机会,这就是跨界的基本思想[13]。基于此,对全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式作进一步改进,可开发出跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式,如图3所示。与前者相比,该创新模式有如下变化。首先,虚拟控制决策中心① 替代了实际的企业管理决策中心;其次,由C2B2C的两面市场模型取代了C2B的价值链模型。第三,由工商一体化的产品自制转变为外包产品制造业务。 在基于跨界平台服务的3D打印分布式智能制造创新模式下,实力雄厚的大企业将转变为平台型虚拟企业以实现跨行业混合经营,否则就会因为难以准确找到自己的竞争对手和目标消费者而出现经营困难,甚至破产;小企业则可利用其大企业所不具备的灵活性优势,借助于开放的云智能平台展开业务经营,极大降低了与大企业竞争的门槛。例如,Shapeways公司就采用了跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。 4结论与建议 在我国大力推进3D打印这一战略性新兴产业发展的大背景下,本文采用大量案例总结与文献分析相结合的研究方法,识别并刻画了3D打印分布式智能制造模式的关键要素,揭示了3D打印分布式智能制造模式的管理特征,基于传统集中智能制造参照模式提出了全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式、跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。研究成果能够为促进我国传统制造业的升级改造、推动我国3D打印智能制造模式创新提供重要的理论支撑与决策借鉴。 然而,3D打印分布式智能制造模式创新不是一蹴而就的,需要依靠官学商的共同努力。基于此,本文给出如下政策建议:(1)科研投入。3D打印分布式智能制造模式的发展要依托技术创新和管理创新。国家应加大对材料技术、新d信息技术、打印装备、软件技术、组织和管理创新等关键领域的科研资金投入力度,重点扶持新兴信息技术与3D打印制造技术融合的交叉领域研究,鼓励经济管理学者对3D打印制造技术领域的管理创新进行探索性研究。(2)产业链规划。3D打印分布式智能制造模式创新将催生新的产业链形态,这需要完善的供应商、服务商和市场平台体系,包含工业设计机构、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商、3D打印设备经销商、3D打印服务商、第三方检测验证支持、金融支持、知识产权保护支持等等。国家应制定3D打印产业链发展规划,推进行业协会和产业联盟的建设,推动产学研协同创新、知识产权保护法案制定、技术和行业标准制定。(3)平台建设。云智能平台是3D打印分布式智能制造模式的优秀要素,是一种面向行业、服务企业、对离散的社会服务资源起带动作用的公信度高、服务面广、公益与效益相结合的服务性平台。政府应主导云智能平台的建设,基本思路是政府引导、多元化投资主体、企业建设和运营[11]。(4)人才培养。3D打印制造技术的特征不仅要求从业人员掌握技术创新、组织和管理创新、服务和艺术创新等多方面的知识和能力,还应具备与不同领域的专家合作进行协同创新的能力和素质。因此,3D打印分布式智能制造模式的创新发展需要更加灵活和自由的专业人才培养模式,可采用线上线下互动配合、产学对接、实战训练的三维3D打印专业创新人才培养模式,以应对未来3D打印产业发展对人才的需求。 智能制造论文:面向智能制造的特色网络工程专业人才培养的研究 摘要:在国家提出振兴东北老工业基地,提出工业智能制造2025、“互联网+”等重点战略部署的新形势下,处于政策高地中的辽宁,面临相关人才缺失的巨大压力,而多数高校网络工程专业的设置上仍偏重于传统网络运维。为此,本文研究了面向工业背景的特色“网络工程”专业的建设和工程实践能力培养问题,提出了立足辽宁自身需求的高校网络工程专业的改革方案,并在我校网工程专业进行了相应试点。试点结果表明,对于以应用型人才培养为目标的普通高校来说,对原网络工程相关专业进行特色改革可以有效地满足地方对该领域的人才需求,同时也提高了该专业的学生学习兴趣和就业前景。 关键词:东北老工业基地;互联网+工业;智能制造2025;网络工程专业应用型人才培养 一、引言 在我国提出智能制造2025的背景下,研究面向工业特色的“网络工程”专业的建设是我省目前迫切需要解决的问题;另一方面,“网络工程”是一门实践性很强的技术性学科,同时,工业领域对该专业的工程实践能力培养要求很高。因此,面向东北老工业基地的特色“网络工程”专业应用型人才培养的研究具有极大的现实意义和研究价值。 二、专业建设总体规划方案 1.专业定位、专业特色和培养模式。①专业定位,为抓住辽宁省大力发展精细化工产业这一良好契机,结合教育部新颁布的《普通高等学校本科专业目录(2012)》以及辽宁省重点产业集群基本情况,并根据我院现阶段自身特点,我院将以“地方性,应用型,国际化”为办学方向,明确地将我院专业定位为“工程应用型”。②专业特色,主动适应地方经济发展对本专业人才的需求。在深入调研的基础上,结合学院的办学经验,明确专业定位为依托合肥学院,立足安徽,面向全国,培养适应面宽、实践能力强、具有创新思维和敬业精神的计算机工程应用型人才。③培养模式,结合地区经济社会发展对计算机专业人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的具体需求,注重理论与实践结合。强调以知识为基础,以能力为重点,知识、能力、素质协调发展,注重对学生实践能力、沟通与合作能力(理解、表达、团队合作)、创新能力(理论应用)的锻炼和培养。在专业方向、课程设置、教学内容、教学方法等方面均以知识应用为重点。 2.专业建设指导思想和基本思路,在辽宁省大力发展精细化工产业和辽宁省重点产业集群基本情况的大背景下,以国家教育部学科建设和专业建设有关文件精神为指导,坚持以人为本,不断改革,努力创新;以学科建设为龙头,以师资队伍建设为关键,以人才培养为根本,规范各项管理,全面提高专业办学水平和能力。并依据按以下基本思路开展专业建设工作:①专业规模适度发展,从现在四个专业年招生9个班逐步发展到六个专业13个班。其中拟申办“信息安全”专业和“物联网技术”专业,这两个专业均是“工业自动化”和“信息化”两化融合过程中急需的专业,也是精细化工产业发展所需的辅助专业。②在全面加强国际、校企合作办学,本着“加强基础、拓宽专业、优化课程、突出实践”的原则,完善人才培养方案,强化国际、校企合作。③按照工程素质和应用创新能力的培养这一基本思路,对实践教学的各环节进行有机整合,形成以工程技术应用为主线的递进式(基本技能训练、工程素质综合训练、创新能力培养)实践教学新体系。拟在实践教学内容中特别加入与精细化工产业相关的管理类软件、生产控制与仿真类软件开发实训。④强化学风建设和素质教育,培养全面发展的学生。⑤树立以“学生”和“教学”为中心的全面服务意识,建立系统的教学评估、检查体系与监控网络,形成教学活动健康运行的长效机制。 3.实习基地建设规划,在现有实习基地的基础上,进一步拓展在辽宁地区与精细化工产业相关或辽宁省重点产业集群中的企业实习基地。①每年选派一定数量学生到基地进行认识实习和生产实习,企业为本专业的实践教学提供支持和帮助。同时,针对本专业大四毕业生,通过学生与企业双向选择方式,实施校企业学分置换。②双方合作开展有关课题的研究。实习单位可以根据企业目前实际运营过程中存在的难点、重点问题,提出具体课题,由实习单位、学院和学生共同组建项目组,定期展开研究、探索解决方案的相关活动。③双方合作开展培训工作。我院教师可为实习单位员工开展针对性地相关培训,同时也可邀请实习单位的工程技术人才不定期来我院兼课或做讲座。④充分发挥合作企业所具有的工程教育资源优势,与本校的人才培养优势实行优势互补,将更多具有综合性、实践性、创新性和先进性的企业课程引入到教学中。 三、特色“网络工程”专业的建设 首先,我们对工业企业进行了大量调研,形成了专业需求报告。其次,结合国内外相关专业建设情况,针对工业企业需求报告进行了面向工业背景的特色“网络工程”专业方向课程建设和相关实验和实践环节的设计,形成系统、全面的“网络工程”专业的建设方案。再次,对方案进行了广泛意见征求,请了教育界和工业企业界专家进行评估和考核,同时进行了试点。最终形成了以下特色。 1.专业特色,以网络通信技术和计算机技术为基础,突出工业控制网络、无线传感器网络和物联网等跨学科综合技术的培养,使本专业培养的学生不仅具有商业网络应用系统设计和网络工程设计能力,更具有面向工业网络应用系统设计和网络工程设计能力的特色优势。 2.办学特色,指导思想:宽基础、重技能、有特长、广选修。培养计划:制定了“先基础、后专业、理论与实践同步”的培养措施,与学校的优势学科联合,共同培养(面向工业背景的特色“网络工程”专业)。就业前景:紧跟国家发展和人才需求导向(在未来五年至十年内对面向工业和商业的泛在网络建设的人才需求极大,而目前该方面的人才短缺),本专业正是针对这一市场需求培养人才,充分依托我校特色优势化工工业背景,有效地提高本专业毕业生的市场竞争力。 四、小结 我校网络工程专业从2010年开始招收第一批本科生,因为是新办专业,每年最多招收一个班,在校生人数为120人。从2010年制定的培养模式开始,该专业经历了三次培养方案的制定工作,分别为2010培养方案、2013培养方案和2016培养方案。在这三个培养方案中,我们都采用了“3+1”的工程教育培养模式,即3年完成公共基础知识、专业基础知识和专业知识的学习,第4年进入全年技能实践培训学习。一部分学生进入企业实习,另一部分学生在学校继续完成技能培训。而教学内容设定上,在参考国家专业委员会认定的专业知识体系基础上,根据工程技术人才需求,按照工程教育的思想,分别设定了本专业的三个培养主线,即企业级网络工程系统设计与实施、java企业级网络应用系统设计与开发、.net企业级网络应用系统设计与开发。以一个企业级项目为指导,所涉及的项目实际内容分散到专业知识体系涵盖的课程内容中,学生在第4年实践环节开始时,就能以团队或个人的形式,掌握专业各项知识和技能。就目前培养模式看,已经接近于CDIO的工程教育理念,其培养的人才定位于服务辽宁智能制造行业。 智能制造论文:计量科学在智能制造产业中的应用 摘要:分析国内智能制造领域的各种问题,指出我国推进实施“中国制造2025”战略,必须狠抓优秀关键部件自给率、提高精密测量技术,将计量科学真正应用于智能制造领域,实现复杂参数测量的等效一致性和关键技术标准的国际接轨,才能从根本上摆脱高端制造业受制于人的局面。 关键词:计量科学;智能制造;人工智能;国家质量基础; 0引言 中国对智能制造和产业自动化升级的需求,催生了巨大的机器人市场。然而作为新兴智能装备制造业的机器人产业,计量标准体系的缺失,可能令机器人产业难以走入良性循环,进而影响我国智能制造产业的发展。世界领先的工业机器人制造商ABB公司质保及校准部经理Peter Fixell认为:“一台真正好的工业机器人,应该在其整个生命周期内都会保持良好的精度……”。然而在中国,一直是国外机器人的天下。因此,尽快制定我国具有自主知识产权的机器人基础标准和计量检测体系,打破国际技术性贸易壁垒并实现与国际标准接轨,为推进机器人产品走向市场奠定基础,对推动中国制造抢占高端制造业市场具有重要意义。 1智能制造的发展现状 智能制造源于人工智能的研究。一般认为智能是知识和智力的总和,前者是智能的基础,后者是指获取和运用知识求解的能力。智能制造应当包含智能制造技术和智能制造系统,智能制造系统不仅能够在实践中不断地充实知识库,具有自学习功能,还有搜集与理解环境信息和自身的信息,并进行分析判断和规划自身行为的能力。 早在2011年,美国就率先了国家先进制造伙伴计划,重点关注和支持智能化技术和智能制造。德国作为全球制造业中最具竞争力的国家之一,也于2013年了工业4.0战略。其他制造业区域如欧盟、日本、韩国也纷纷了与智能制造相关的国家机器人发展战略。可见当前,新一轮工业革命已成为世界各国战略布局的主要方向,发达国家和地区纷纷把智能制造和机器人作为国家战略,抢占智能制造技术和市场的制高点。以机器人、智能制造为代表的“工业4.0”时代已悄然来临。我国经过多年的高速发展之后,已进入经济发展的新时代,目前是在由制造业大国向制造业强国迈进的关键时期。 中国工程院院士卢秉恒就中国制造业的发展提到了支撑智能制造的三大技术:机器人、智能装备、3D打印机,其中机器人技术是助推智能制造的关键之一。与此同时,自2013年起连续三年时间内,我国已提前步入机器人时代,产业急速井喷,目前已然成为世界第一大机器人市场。 然而,我国的机器人产业大而不强。首先,我国的装备制造业中,关键零部件自给率低,如目前80%的集成电路芯片制造装备还严重依赖进口,更别说高性能传感器、先进材料以及高速精密轴承等。 其次,我国装备制造业中先进技术对外依赖度高,精密测量技术、智能控制技术、智能化嵌入式软件、机器视觉都非常缺乏。新型传感器的感知技术、在线分析技术、大功率变频技术等构成智能制造装备或实现制造过程智能化的重要基础技术主要依赖进口。 这些电路芯片、先进传感器、精密测量和控制技术都是机器人产业、智能制造的基础。机器人的材料、关键零部件到整机、装备到系统集成,都需要进行测试,才能检验其是否满足性能的要求。伴随着机器人产业的发展,作为直接关联的传感器、仪器仪表和计量测试行业,成为未来的重点发展方向。 2计量科学是智能制造能力提升的保障 2016年是国家“十三五”规划开局之年,也是“十三五”规划的政策落地年。为推动中国传统制造业转型升级和可持续发展,加快智能制造技术与装备创新发展和产业化,不单政府在积极制定政策助力中国制造协同创新发展,高校、研究院所、企业等机构也自发组织产业协会和联盟,期望通过机器人技术推动制造业实现跨越发展,最终实现我国从“制造大国”向“制造强国”迈进。 在各类国家创新能力的驱动和评价模型中,很少提及计量和质检工作,但是计量质检水平却又被确认为国家竞争力和国家综合国力的最直接的体现。这说明计量和质检工作对促进国家创新能力的系统性作用的研究和认识还十分欠缺。以机器人技术中的传感器为例:对于机器人来说,传感器必不可少,同时,机器人对传感器有非常严格的要求,主要表现为准确度高、可靠性强、稳定性好;电磁干扰、强机械振动、灰尘和油垢等恶劣气候环境和机械环境下抗干扰能力也非常关键;最后就是整机性能和安全、噪声、储能和易于校准。 此外,复杂的几何量测量也是智能制造的优秀关键。只有几何量测量仪器结合智能制造中工业机器人,形成智能制造的全方位感知系统,才能促进制造过程中的智能化,为真正形成智能制造打下坚实的基础。然而,我们也要清楚地意识到,目前几何量仪器自动化程度极低,还不能形成网络化,难以在测量现场形成测量数据。 伴随着智能制造的快速发展,计量科学家也在努力研究新的非接触测量技术、在线测量技术、自动测量技术,使其能满足智能制造的高准确度需求。在“2014中国仪器仪表学术产业大会”上,学术界和工业界一致将“智能制造”作为当下的最重要的议题,指出传统仪器仪表行业应借助“智能制造”寻求新的突破。而我国质检和计量部门也在积极寻求和高校、研究院所合作,以期在智能装备制造产业发展中牢牢占据科技领先地位,表1为近年来寻求技术合作的情况。 从表1可以看出,地方政府、高校已经开始围绕战略性新兴产业开始了“政产学研”的合作,充分发挥科研机构、高等院校科研优势,有效提升质检技术机构服务能力,而且积极开展这些合作的省份均是我国机器人产业集群区,或者是经济发达、对外开放程度高、高校云集以及老重工业基地。这些监督、检验和测试中心的成立,对于未来加强我国机器人产品质量监督、相关测量仪器的准确度,提升智能制造产业质量水平有着重要的意义。 3计量科学和智能制造共同助力“中国制造2025” 地方政府在积极推进这项工作的开展,中央政府部门如科技部、发改委也都开始从顶层开始支持我国智能制造、计量科学的发展。2016年科技部会同国家质检监督检验检疫总局等13个部门,制定了国家重点研发计划《国家质量基础的共性技术研究与应用》重点专项实施方案。该方案聚焦产业转型升级、保障和改善民生、提升国际竞争力等国家重大需求。此项重点研发计划的实施,其中涉及了多处先进制造和智能制造方面的重点支持方向,如表2所示。 这里提到的国家质量基础(Nation Quality Infrastructure,NQI),是由计量、标准、合格评定(检验检测和认证认可)共同构成。这个概念是基于联合国工业发展组织和国际标准化组织在总结质量领域100多年实践经验而提出的,被国际公认是提升质量竞争能力的基石,更是保障国民经济有序运行的技术规则、促进科技创新的重要技术平台、提升国际竞争力的重要技术手段。 而对于测量仪器和高端设备来说,提升我国科学仪器设备的自主创新能力和装备水平也是当前的重中之重。国家科技计划管理部际联席会还设计了《重大科学仪器设备开发》专项来进行重点支持,以形成具有自主知识产权、“结实耐用”和功能丰富的重大科学仪器设备产品,并进一步服务科学研究和经济社会发展。 在《重大科学仪器设备开发》专项的申报指南中,提到“传感器”有29处,可见,《重大科学仪器设备开发》和《国家质量基础的共性技术研究与应用》两个重点专项对于未来我国的智能制造、高端计量仪器的研究有着非常大的支持力度。 4结语 智能制造随着全球制造业的发展而不断进步,而计量科学的最终目的就是支撑我国智能制造产业的不断发展。在这种新形势下,智能制造的发展就必须以智能生产为目的,以互联互通为手段,以计量测试为关键优秀技术,并能把一切测量结果进行综合分析和运用。在处理各种测量数据时,能够以反馈的形式,利用实时测量数据进行在线校准。整个智能制造过程中,实时、准确、可靠的计量无处不在,而这些对计量科学提出了全新的挑战。 虽然现有的计量技术还不能满足智能制造中对准确度、测量效率、测量环境的复杂性以及在线测量的要求。国家已经通过各种科研项目的支持和政策的引导,积极鼓励计量更进一步的发挥其重要作用。相信在“十三五”期间,伴随着我国科技体制的改革,一大批重大项目将会发挥其应有的作用。 智能制造论文:智能制造下的管理会计创新探索 摘要:为了加快我国制造业由大国向强国的转变,政府制定了“中国制造2025”规划,与之相对应的一个重要概念便是“智能制造”,对产业格局产生了深刻的影响。作为企业管理的基础,管理会计与智能制造在多方面进行高度融合。在智能制造的环境特征下,企业需逐步推进管理会计创新工作,努力实现自身绿色制造的转型和服务型制造的升级。 关键词:智能制造;管理会计;创新 一、研究背景 制造业在我国国民经济占主体地位,即是立国之根本、兴国之利器、强国之基石。在创新驱动下,许多新的生产方式、新产品、新形态和新的商业模式应势而生。“中国制造2025”规划正在推进,供给侧结构性改革不断深入,制造业的优化转型升级和创新发展都面临着新的机遇。智能制造内涵包括:一方面人工智能广泛应用于生产制造的各个环节,减缓相关人员的工作强度,以达到提高产品的质量与生产的效率的目标;另一方面其体现“互联网+”技术的创新需求,奠定了“新经济”桥梁的基础。管理会计为了与“智能制造”相适应,应实施“智能管理”,依靠“人工智能”大力提升其处理系统多样性和复杂性的能力;充分理解管理对象异质性,有效、合理配置智能化管理工具,最大限度发挥管理会计管理控制和信息支持的功能。 二、智能制造下的管理会计 (一)以“互联网+”为代表的现代科学技术,形成复杂多变的企业组织关系。要求管理会计控制系统不断通过优化升级产销流程,加强产品生产过程的可控性,同时重视企业价值增长的战略空间、管理过程、控制绩效,加大在不同战略选择下的成本管控力度,力求实现企业成本最小化和企业效益最佳化的最终目的。 (二)根据管理会计信息支持系统,有效、合理配置生产计划并掌控生产进度,深化产品生产的可视性。智能制造时代背景下,以网络通信技术为媒介,工业机器、设备、存储系统及运营资源紧密连接在一起,充分发挥了良好的信息集成功能,并依赖于开放的管理会计信息支持系统将技术与经济结合起来,实现管理会计“管理控制”与“信息支持”活动的横纵双向沟通与交流,实现企业财务与业务有机结合、敏捷快速运作。 (三)影响管理会计的价值增值目标。1.从企业的外部环境看,持续不断的推进智能制造,对降低智能设备等的成本费用有促进意义,零成本社会的内在属性在智能化设备的配套环境中也得到了体现。2.从企业的内部环境看,通过改革智能化管理会计的供给端结构,充分利用外部廉价的制造能力,将企业的固定成本转为可变成本,极大程度地提高企业的资源配置效率。 三、管理会计工具创新 智能制造是一个商业生态圈系统,由智能设备、智能工厂和智慧员工构成,结合企业具体的情境特征,创新管理会计工具可从智能制造与新经济的结合、智能制造与“互联网+”技术的融合程度上进行。 (一)约束理论(TOC),每一个组织的发展都会受到来自不同约束条件的限定及制约。智能制造业绩高低主要是从完工效益、存货和营业费用三个方面进行考察。根据约束理论,实现“互联网+”为代表的现代移动技术与企业生产经营活动的融合,有利于充分发挥企业的有形成本要素与无形成本要素。当前,依靠管理会计的创新驱动,智能制造的内在需求便是充分发挥无形成本的内在潜力。 (二)适时生产制(JIT),智能制造能使适时生产制进一步拓宽。适时生产制是作为一种无库存的生产系统,追求消除一切只增加成本而不向产品增加价值的过程。依靠价值链与供应链中的智能化成本管理,使企业线上与线下的经营活动紧密连接,使管理会计工具由时间驱动向时间与空间双驱动的融合创新方向发展。 (三)持续改善(Kaizen),智能制造对企业产生持续的改善作用,通过对产品与服务的质量、员工的努力、民主参与意识的高低等进行主动的沟通和调整,利于提高管理会计控制系统的效率与效果。实现智能制造与管理会计的结合,企业的成本或利润不仅仅是“数量”的要求,更是对“质量”的规范。 (四)精益成本管理(LCM),智能制造自身就是一种精益成本管理的过程。通过建立一种交互用户的平台,基于大数据分析,实现由生产型制造到服务型制造的升级,不仅为用户提供全流程个性化体验,而且能实现企业的价值的增值。 (五)业务流程再造(BPR),智能制造与科技创新相结合可能会引起激进式的流程变迁。伴随现代科技的的迅猛发展,工业机器人已经是十分重要的自动化工具。广泛运用工业机器人,不但提高产品的产量与质量,且对人身安全的保证、劳动环境优化、劳动强度降低、劳动生产率的提高、原材料消耗的减少和生产成本的降低具有非常意义。智能制造的业务流程再造是实现“互联网+”与新经济对传统产业的改造的一种新兴工具。 (六)平衡计分卡(BSC),智能制造与平衡计分卡的结合有两个重要的优点。一个是能增强管理会计的战略导向性,另一个是能够促使企业的前景理论与平衡计分卡执行力的紧密融合。智能化平衡应当包括两个层面:一是基本平衡,指长期目标与短期目标的平衡、实现结果与制约因素的平衡;二是具体平衡,具体指财务指标与非财务指标的平衡、实体价值链与虚拟价值链的平衡、链式整合链与网式整合链的平衡、内外群体的平衡、经营中的领先指标与滞后指标的平衡、学习与创新中的东方古典哲学与西方精细化管理的平衡。 (七)作业成本法(ABC),智能制造将从根本上对作业活动实现变革。智能作业管理能提供更加完整的成本核算信息,凭借合作联盟网站等网络式竞争平台,增强企业内外作业活动之间的合作、交流与服务,合作建立起产业作业链与技术联盟,形成网络集聚,扩大与拓展智能化作业管理的内涵与外延。 (作者单位:厦门立洲五金弹簧有限公司) 智能制造论文:智能制造背景下机械设计实验教学改革探索 摘 要:结合数控技术专业的学情特点、专业特色及智能制造的发展趋势,探索了机械设计基础课程基础型实验、综合型实验及创新型实验教学内容的改革;基于该实验教学的实践性特点,探索了动静结合、信息化导入、理论教师参与实验操作等教学手段,同时优化了考核评价方式。 关键词:机械设计基础 实验内容改革 教学手段改进 考核方式优化 随着“智能制造”计划的制定,加快制造业转型升级提上日程。实现制造强国的战略目标,为与制造业相关的数控技术专业的教学带来新的机遇和挑战。机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程,该课程作为一门实践性很强的课程,其实验教学是一个十分重要的实践环节,除了起到加深学生对理论知识的理解、对课堂上教授的理论知识的验证作用外,更重要的是培养学生实践动手能力、理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力,启迪其创新思维,开拓其潜能的重要手段[1-3]。如何结合专业特点同时迎合中国制造2025计划的需要,舍弃陈旧,吸取精华,接纳新鲜内容,是机械设计基础实验教学中面临的重大 课题。 1 当前教学现状 机械设计基础实验教学是该课程教学的重要组成部分,是学生将理论知识应用于实践中的媒介,更是培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力及启迪其创新思维的重要途径。然而,目前实验教学以传统验证型实验为主要内容,实验内容单一,既不能反映数控专业的特色内容,也束缚了学生的思想,更不能适应“中国制造2025”的时代背景;另外,实验教学手段单一、考核方式不够科学[4],不利于充分调动学生的积极性,最终导致实验教学的效果与实验课的教学目标相差甚远。 2 实验教学内容改革探索 2.1 结合学生的兴趣点设置基础型实验 基础型实验包括机构认知、零部件认识等认知性实验和机构简图测绘、齿轮范成等验证性实验。根据本课程的特点,巧妙安排该类实验教学和理论教学的先后顺序,使两者有机结合起来激发学生的学习兴趣。例如,在平面四杆机构的理论课程前设置认知性实验,带领学生参观机械原理陈列柜,可以使学生在理论学习之前对该章节所涉及的典型机构和零件有感性的认识,在此基础上,引导学生动手做平面四杆机构的搭接实验,使学生进一步理解平面四杆机构的功能性,从而激发学生对理论课程的兴趣;而在齿轮范成加工方法的理论课程之前,组织观看齿轮加工的影像,在理论课程之后设置齿轮范成实验,学生通过了解实验原理、记录和分析实验参数,不仅对齿轮范成加工进行了印证,也学会了验证某一原理或设计成果可行性的方法,然后带领学生进校实训车间,现场观察滚齿机切制齿轮的加工过程,增加学生的学习信心[5]。 2.2 结合数控专业特色设置综合型实验 机械设计基础是数控技术专业开设的一门重要的技术基础课程,其实验教学是提高本专业技能最重要的实践环节,为更进一步的突出课程实验对本专业的服务性特点,笔者结合本专业所涉及的机床及数控加工工艺设置机械设计基础综合型实验,通过对机床机械结构的实际零部件的测量与分析提高学生分析抽象机构及典型零件的能力,进而提高学生对数控加工方法和工艺的分析与设计能力[6-8]。 综合型实验教学的具体内容设置如图1所示。 2.3 结合“智能制造”设置创新型实验 结合“智能制造”创新发展和制造业与信息技术融合的理念,在实验教学时设置创新拔高型实验,以适应“智能制造”的要求[9]。 如图2所示,以机构创新认知实验、校园环保自行车创新设计与制作等为代表的创新发展类实验,使学生层层深入到典型机构与创新产品中去,既能逐步激发学生的兴趣、锻炼学生分析问题和解决问题的能力,又能培养学生的创新意识。利用信息技术设置虚拟设计与仿真类实验,例如通过计算机辅助设计与制造软件模拟机器人的运动过程、设计与制造实训车间智能运输小车,以有利于学生实训的实际产品勾起学生的创新欲望[10-12]。设计与制造实训车间智能运输小车为例,首先将学生分成若干组,使各组学生运用其在一年级所学的CAD课程、同期CAM课程,分别设计智能小车的各个零部件并进行三维造型,由实验教师将各组设计的零部件组装,并进行编程模拟运动,让学生参与设计与制造,真实体验机械零件设计过程的实质和乐趣。 3 实验教学手段改革探索 3.1 “动”与“静”结合 在实验教学中,实验室教具、模型设置,对学生动手操作兴趣的提高有重要影响。“动”体现在物品陈列的状态和教师讲授过程,根据陈列物品种类的不同,将典型运动机构、传动部件及机械零件设置为可运动的动态陈列柜,便于学生观察机构的实际动作及零部件的实际运动。教师讲授过程配以动作演示,将实验指导书的讲解转变为实物操作讲解。“静”体现在学生自动作业以及以小组为主的自主学习、合作交流。运用“动”与“静”的结合提高实验教学效果。 3.2 引入信息技术 教学辅助材料通常为纸质实验指导书,大量的文字表达,学生往往不能抓住实验要领。现将实验指导书涉及的特殊工具、典型量具、专用仪器、操作方法与步骤及实验结果处理手段以电子课件的形式呈现,配以小视频和动画促进学生对 3.3 优化实验教学人员 现将理论课主讲教师与实验员共同参与实验课教学、教研及科研,使理论教学与实践教学无缝隙结合,这一教学模式获得学生的一致好评[13-14]。 4 优化考核评价方式 基于基础型、综合型及创新型的实验内容设置,优化考核评价方式。基础型实验考核占比50%,综合型实验考核占比30%,创新型实验考核占比20%。 4.1 基础型实验考核 基础型实验考核包括考勤成绩10%、操作过程成绩20%、实验结果分析20%。考勤成绩涉及学生的出勤率,操作过程成绩涉及学生操作的正确性、参与度及团队协作度,实验结果分析成绩涉及学生实验数据的分析整理的准确度、是否独自思考及书面整洁度[15]。 4.2 综合型实验考核 为了考查学生对知识的综合应用,对综合型实验的考核包括出勤率10%,操作过程成绩10%、实验结果分析10%。考虑到学生学习层次的差异性,在综合型实验考核时均分比例,促进学生对此类实验重视程度的提高。 4.3 创新型实验考核 新考核项,占总评成绩的20%。包括参与分5%,创新操作10%,实验结果分析5%。鼓励学生积极参与创新型实验,学生能对本课程所学的知识点或对应的训练提出自己独到的见解并能以一定成果展示即可获得创新分数。 5 结语 实验教学与理论课教学是相辅相成,相互促进的关系,结合学生特点、专业特色及行业趋势将机械设计基础实验教学内容设置成基础型实验、综合型实验及创新型实验三个层次,配合多种教学手段和综合考核评价,使学生在实践学习环节逐步深入,提高了学生的实践兴趣,同时激发了学生的创新潜能,也促进了学生对理论课程的学习和理解。
机电一体化技术在智能制造中的运用:试论机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 摘要:文章重点介绍了机电一体化智能制造的概念、特点、支撑技术、研究内容和发展简况;并对智能制造与人工智能和计算机集成制造系统的关系作了简要介绍。 关键词:机电一体化 智能制造 制造企业 机电一体化又称机械电子学(Mechatronics,由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成)。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术,是机械和微电子技术紧密集合的一门技术,它的发展使冷冰冰的机器有了人性化和智能化。如今的现代化企业已经进入了崭新的智能制造时代。 一、智能制造的概念 智能制造应当包含智能制造技术(IMT)和智能制造系统(IMS)。因本文不涉及智能制造技术本身,只侧重于论述制造模式,所以重点讨论智能制造系统。智能制造技术是指利用计算机模拟制造专家的分析、判断、推理、构思和决策等智能活动,并将这些智能活动与智能机器有机地融合起来,将其贯穿应用于整个制造企业的各个子系统,以实现整个制造企业经营运作的高度柔性化和集成化,从而取代或延伸制造环境中专家的部分脑力劳动,并对制造业专家的智能信息进行收集、存储、完善、共享、继承和发展的一种极大地提高生产效率的先进制造技术。智能制造系统是指基于IMT,利用计算机综合应用人工智能技术、智能制造机器、技术、材料技术、现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、并行工程、生命科学和系统工程理论与方法,在国际标准化和互换性的基础上,使整个企业制造系统中的各个子系统分别智能化,并使制造系统形成由网络集成的、高度自动化的一种制造系统。 IMS是智能技术集成应用的环境,也是智能制造模式展现的载体。IMS理念建立在自组织、分布自治和社会生态学机制上,目的是通过设备柔性和计算机人工智能控制,自动地完成设计、加工、控制管理过程,旨在解决适应高度变化的环境制造的有效性。由于智能制造模式突出了知识在制造活动中的价值地位,而知识经济又是继工业经济后的主体经济形式,所以智能制造就成为影响未来经济发展过程的制造业的重要生产模式。 二、智能制造系统的特点 IMS具有以下几个特征: 一是自组织能力,二是自律能力,三是自学习和自维护能力,四是整个制造系统的智能集成,五是人机一体化智能系统,六是虚拟现实。 综上所述,可以看出IMS作为一种模式,它是集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身,并不断向纵深发展的先进制造系统。 三、智能制造的支撑技术 人工智能技术; 并行工程; 虚拟制造技术; 信息网络技术。 四、智能制造主要研究内容及目标 1.智能制造主要研究内容 (1)智能制造理论和系统设计技术; (2)智能制造单元技术的集成; (3)智能机器的设计。 2.智能制造主要研究目标 (1)整个制造过程的全面智能化,在实际制造系统中,以机器智能取代人的部分脑力劳动作为主要目标,强调整个企业生产经营过程大范围的自组织能力。 (2)信息和制造智能的集成与共享,强调智能型的集成自动化。 五、智能制造的发展简况 1.国外发展简况 自20世纪80年代美国提出IMS概念以来,IMS一直受到众多国家的重视和关注。日本、美国、加拿大、澳大利亚、瑞士和欧洲自由贸易协定国在1991年1月联合开展了由日本首先于1990年4月提出的为期10年的IMS国际合作计划。 2.国内发展简况 我国20世纪80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,已在专家系统、模式识别、机器人方面取得了一批成果。1993年,中国国家自然科学基金委员会重点项目“智能制造技术基础的研究”获准设立,1994年开始实施,由华中理工大学、南京航空航天大学、西安交通大学和清华大学联合承担。研究内容为IMS基础理论、智能化单元技术、智能机器等。至今,已取得了不少可喜的研究成果。 综上所述,可以看出IMS是一种集自动化、柔性化、集成化和智能化于一身的制造模式,具有不断向纵深发展的高技术和高水平的先进制造系统,同时也是需要投入巨大科研力量去突破一个个技术难点的先进制造系统。目前研究的重点为虚拟企业、分布式智能系统、并行工程和基于的IMS。同时也应看到,这是一个人机一体化智能系统,只要努力追求人的智能和机器智能的有效结合,这样的系统就有可能实现。当然,这种实现是一个从初级到高级的发展过程。 总之,随着智能产品价值日益攀升,在可以预见的未来,IMS模式将成为下一代重要的生产模式。 (作者单位:淄博市技师学院) 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在智能制造中的应用 摘 要:自从改革开放以来,我国的科学技术发展迅速,在工业生产中体现为微电子技术和自动化技术的应用,就目前的工业企业生产而言,机电一体化技术已经成为了我国工业发展过程中的一种强劲动力。机电一体化技术属于综合性的技术,它融合了电子、计算机、机械以及信息技术的优势,将生产设备进行有机的组合,利用信息设备对其进行控制,大幅度提升工业企业的生产效率。在智能制造过程中使用和发展机电一体化技术将是智能制造发展的大方向,在智能制造过程中,加强机电一体化技术的使用对于提升企业的生产能力,提升产品质量以及提升产品的科技含量具有重要意义。 关键词:机电一体化 智能制造 应用 机电一体化又称为机械电子学,随着科学技术的进步和经济的迅速发展,机电一体化技术在生产中逐步的得到了广泛的应用,尤其是在市场经济下竞争激烈的今天,机电一体化技术成为了工业生产的强劲动力,机电一体化技术将电子与机械进行紧密的集合,从而实现了人们对机械设备的智能化管理,新世纪的制造必然是智能制造。智能制造包含两重含义,即智能制造系统和智能制造技术,在目前的工业企业生产过程中,智能制造已经成为了制造业的主流,智能制造通过计算机模拟人脑,对制造过程中的各个环节进行分析、推理、判断以及进行生产的决策,从而实现整个企业生产过程的智能化以及高度人性化,以电脑的模拟分析代表人脑的分析过程,对生产过程进行准确的控制。该文介绍目前机电一体化技术的发展现状以及智能制造的概念,着重说明智能一体化技术在智能制造中的应用,希望对读者有所帮助。 1 机电一体化技术发展的现状 机电一体化技术是电子技术和机械技术的集合。机电一体化技术在20世纪60年代初步形成,这种技术的出现是为了满足工业生产的需要,在发展的最初阶段是通过电子手段对机械设备进行控制,提升企业的生产效率。最初的机电一体化技术十分简单,技术含量也不高,智能适用于简单小型设备的生产。经过几十年的发展,机电一体化技术已经逐步的融合了计算机技术的精华和微处理技术的精髓,尤其是进入21世纪以来,机电一体化技术又和信息技术以及电子技术等高新技术融合,模拟人脑对生产过程进行分析和判断,使生产逐步的智能化。 如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要,机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。目前,随着经济全球化进程的不断推进,工业生产已经不仅仅局限于某个区域,而是就地取材,遍布世界的各个角落,因此,机电一体化技术也有了新的含义,远程控制技术以及远程监视技术也在渐渐的被应用到机电一体化技术中来,机电一体化技术的发展是随着科学技术的发展和生产的需要而不断发展的,机电一体化技术有着广阔的发展空间。机电一体化技术的发展也势必会使企业打破自有的生产模式,逐步的实现模块化集成机电生产,统一机电产品的部分标准,规范生产过程,提升产品质量。 2 智能制造技术及其发展 随着科学技术的迅速发展,机械制造技术也不再拘泥于陈旧的生产模式,科学技术赋予了机械制造新的活力,机械制造技术正在逐渐的吸取各种技术的精华,实现自身的改革和进步。现如今,生产逐步的实现机械化,人们对于机械设备的需求不断加剧,为了满足这种需求,人们不断的研究新的技术提升机械生产效率。智能制造技术是目前机械制造技术的主流,智能制造技术是使机械设备自主驱动并且自主的控制机械设备的元件,实现机械设备系统控制的智能化,智能制造也必然是机械制造的主流趋势。智能制造能够储存大量的信息,能够有效的获取生产过程中的信息,能够对生产过程中出现的问题进行及时的处理,具有组织、学习、分析、优化、维护的功能。智能制造技术克服了传统制造中的诸多缺点,大幅度提升了产品的质量,提升了产品的合格率和科技含量。智能制造技术正在逐步的借助三维动态演示,模拟技术、计算机编程、多方向视图技术以及比例缩放等技术,对所要制造的产品进行设计和生产过程控制,使生产过程能够满足设计图纸的高精度需要。智能制造技术在大幅度提升制造效率的同时还能够实现人机的互动。 智能自造技术能够对产品的设计生产等各个环节进行有效的控制,减少了人工的劳动,解放了大量的劳动力,在劳动力紧缺和劳动力成本很高的今天,智能制造技术对于企业的生存和发展有着特殊的意义。另外,对于一些污染较重以及危险技术较高的生产制造单位而言,使用智能制造技术不失为最佳的选择,使用智能制造技术能够及时发现安全隐患,有利于企业的安全生产。一些具有特殊生产要求的企业必须使用智能制造技术以实现劳动工人无法实现的操作控制,智能制造技术的使用还在很大程度上减少了误差和人为失误的出现,提升了产品的质量和生产效率。 3 机电一体化技术在智能制造中的应用 智能制造技术随着生产的需要发展迅速,并在短短的十几年间广泛的应用到绝大多数的工业生产当中来。当前,机电一体化技术正在逐步的和智能制造技术进行结合,用以满足多样化的工业企业的生产需要,同时两种技术的有机结合也为两者的发展提供了更为广阔的发展空间。机电一体化技术在智能制造中的逐步应用必然会应用到一些优秀的技术。传感技术就是其中的优秀技术之一,传感技术如若应用到智能生产当中来必须要保证其准确性和灵敏性,并且保证传感器不被目标信号以外的其他信号所干扰,单纯的传感器是不行的,还要建立相应的传感器网络系统,传感器用于目标信号的收集,无线传感器网络实现信息的传输,通过计算机收集的信息进行分析和处理,最终达到对于整个生产过程的控制。就目前生产制造而言,主要采用的是非接触性的检测手段以及光纤电缆传感器,采用统一且标准化的接口,将设计的难度适当降低,主要开发成本较低的串行接口。 机械制造在国民经济中占有重要的地位,同时机械制造对于国家农业和工业的发展有着重要的意义,在我国,数控领域最早将机电一体化技术应用到智能制造中来,数控生产对于智能控制的要求非常高,其中还要涉及到模拟、信息处理等多种技术,在生产过程中,智能控制技术能够对无法进行建立模型的环节以及模糊的信心进行处理,优化整个生产过程的管理和控制。目前的数控机床主要采用多CPU和总主线的结构形式,通过在线诊断以及模糊智能控制技术,采用大型的储存设备、提升数控能力,提供二维和三维的仿真动态画面,对整个生产的过程实现多过程和多通道的控制。 自动机械和自动生产线也在智能制造中得到了很好的应用,其使用人机界面控制装置、光电控制系统以及可编程序控制装置等。机电一体化技术在智能制造中的极高体现表现为工业机器人的使用,工业机器人综合了人工智能、遥感技术、通讯技术、仿生学技术等,它可以对生产信息记性获取、识别和处理,工业机器人在目前工业生产中发挥着不可替代的作用。 4 结语 机电一体化技术技术的在智能制造中得到了极为广泛的应用,提升了以往低下的生产效率,革新了传统的生产模式,机电一体化技术在智能制造中广泛的应用是经济发展的结果,也是工业生产的需要,这种生产制造模式实现了技术的融合,提升了生产效率,推进了工业生产的革新。 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在智能制造中的应用浅析 摘 要:随着经济的不断发展,科学技术也得到了极大的进步,各种新技术、新手段层出不穷,给人们的生产生活带来巨大的冲击。其中智能制造利用机电一体化技术发展十分迅速,并且提升了我国的机械制造水平。基于此,本文从智能制造概念出发,分析机电一体化技术在其中的具体应用,以供参考。 关键词:智能制造;机电一体化;应用 0 引言 随着科学技术的不断进步,机电一体化也得到了快速的发展,并且其生产应用范围逐步扩大,机电一体化技术已经成为工业化发展的动力。机电一体化技术实现了电子与机械的紧密结合,从而实现了对机械设备的智能化控制和管理,这也是智能制造的构成基础。在实际的生产制造中,智能制造基本上包含两方面的内容,一是智能制造系统,另一个是智能制造技术。智能制造已经成为社会工业化发展的主体,使工业生产更加的智能化、人性化,可以准确控制生产过程。而智能制造的发展离不开机电一体化技术,加强机电一体化技术在智能制造中的研究具有重要的现实意义。 1 智能制造概述 从目前的社会发展来看是,智能制造主要包含两方面的内容:一是智能制造技术(IMT)。主要指的是,技术人员借助计算机模拟系统,从而实现对某一系统的分析、决策等,节省了大量的人力和物力,研究人员只需通过计算机系统就可以实现系统的分析,有效保证了研发的可靠性,同时也保证了生产的实效性。二是智能制造系统(IMS)。可以简单地理解为人机一体化智能系统,由智能机器人和人类专家共同组成。它在应用的过程中,以计算机为主要工具,借助人类专家进行分析、构思以及决策等智能活动,代替制造工程中人力脑力活动。智能制造系统是智能制造技术的延伸,是集网络化、自动化技术于一体的制造系统,使整个子系统实现智能化运转。这也是本文应用研究的重点。 智能制造系统一方面是集成应用的主要场所,另一方面也是智能制造模式展现的主要载体。智能制造系统主要是基于社会生态学的根基上,借助计算机并通过人工智能的控制,从而实现设计、加工以及控制管理等各个阶段,该系统在高度变化较为显著的环境中较为适用。在智能制造模式中对知识体系的注重程度较高,知识经济也是新兴经济的主导模式,因此智能制造将引领未来社会制造业的潮流,成为发展的必然趋势与目标。 2 机电一体化技术的发展概况 机电一体化技术研究的时间比较长,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是要靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的目的,应用范围也不大,该技术没有得到充分的发展。而随着计算机技术、信息技术等的发展,机电一体化又焕发了新的活力,在生产中得到广泛的应用,其在智能制造中的应用更是促进了整个机械行业的发展,使生产管理工作更加的智能化、自动化,为生产工作的开展提供了更加便捷的服务。 机电一体化囊括了多种技术,并且不断更新技术内容,保持技术的先进性。机电一体化技术借助电子技术,以人工智能的方式,借助计算机系统,从而实现对机械设备的自动化控制,使生产更加的便捷、高效。并且随着网络技术的出现和普及,出现了很多跨地域生产活动,这主要是借助远程操控系统实现的。机电一体化技术的应用,解决了很多生产中的难题,使生产活动更加规范化、自动化、规模化。 3 机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 3.1 传感技术的应用 传感技术是机电一体化技术中的一个重要技术之一,由于其具有较高的精准性与敏捷性,可最大限度地免受来自外界其他信号对设备的影响,若将其应用于智能生产中则将会发挥巨大的作用,而普通的传感器则效果不显著,若要使用还需构建相对应的传感器网络系统,这样才能实现信息之间的对接与传输,并借助计算机将所收集到的信息进行整合与分析,从而使整个生产过程得以有效控制。纵观当前各大生产制造中所使用的传感器,我们发现其主要使用的是光纤电缆传感器,并使用标准化的接口,这样可大大降低设计的难度与标准,在一定程度上也可节约一定的成本。 3.2 数控生产中的应用 在我国机电一体化最早应用在数控加工技术中,对提升我国机械制造水平方面发挥了重要作用。机械制造业的发展水平直接关系到我国的工业化水平,将机电一体化技术应用到数控制造中,在提升机械加工精度以及机械加工效率方面发挥了重要的作用。数控生产的价值主要体现在加工精度上,所以数控生产对智能控制系统要求十分严格。目前数控机床中的智能控制系统基本上采用CPU和总主线模式。该模式利用在线诊断技术和智能控制技术,实行三维仿真,模拟数控技术加工的整个工程,为数控机床的实际操作提供重要的依据。 3.3 自动生产线与自动机械的应用 目前许多大规模生产企业基本上都采用了自动化生产线和自动生产机械。该技术主要是借助电子技术中的光电控制系统以及人机界面控制装置,从而对生产流程实现全面的控制。自动生产线与自动机械应用的范围十分的广泛,例如在电脑、手机等都已经实现了自动化生产线。智能制造企业在生产的过程中融合柔性制造系统(图1所示),主要利用计算机控制系统对生产设备进行有序的融合,即数控设备、计算机设备等生产要素实行一体化管理,从而实现集约化、网络化生产。 3.4 工业智能机器人 工业智能机器人是当前机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并且结合了多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,智能机器人技术是控制论、传感技术以及信息技术等综合体,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量,增加产量以及减轻员工劳动强度方面发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 4 结束语 综上所述,智能制造是工业生产行业的主要发展趋势,实现了工业生产的自动化、智能化管理,有效提升了工业生产效率和产品质量,为企业创造更多的经济效益和社会价值。机电一体化是智能制造实现的重要技术条件,其运用水平也直接关系到智能制造功能的实现。因此一定要注重机电一体化技术在智能制造中的应用,促进智能制造更好的发展。 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 [摘 要]随着科学技术的不断进步,机电一体化也得到了快速的发展,并且其生产应用范围逐步扩大,机电一体化技术已经成为工业化发展的动力。机电一体化技术实现了电子与机械的紧密结合,从而实现了对机械设备的智能化控制和管理,这也是智能制造的构成基础。在实际的生产制造中,智能制造基本上包含两方面的内容,一是智能制造系统,另一个是智能制造技术。智能制造已经成为社会工业化发展的主体,使工业生产更加的智能化、人性化,可以准确控制生产过程。而智能制造的发展离不开机电一体化技术,加强机电一体化技术在智能制造中的研究具有重要的现实意义。 [关键词]智能制造;机电一体化;应用 前言 在当前市场竞争日趋激烈的形势下,机械制造企业都在努力革新自己的生产技术和设备,探寻新的生产方式,而智能制造作为一种更加先进的生产方式,自然就引起了越来越多人的重视。现实中,智能制造一般包含两层含义,一层是实现智能制造过程中所需要用到的各种先进技术,另一层就是指代智能制造系统。智能制造技术的提出和应用目的就是为了实现智能生产方式,构建智能化的制造系统。可以这么说,在机械制造领域实现智能化制造也是机械制造发展的必然趋势,对提高生产管理能力、生产效率以及企业效益等均具有极其重要的现实意义。 1 智能控制系统种类 智能控制系统的好坏决定着机电一体化系统的优劣。广泛应用于机电一体化的智能控制系统有:神经网络系统、模糊控制系统、家控制系统以及分级递阶智能控制系统等等。分别给予介绍:(1)专家控制系统。该系统汇集人的知识、经验以及技能于一体,将其录入到计算机中,按照编制好的指令程序对运行控制系统进行操作;(2)分级递阶智能控制系统。该系统又被称为分级控制系统,基于自组织和自适应控制,通过组织级、执行级等发挥控制作用;(3)神经网络系统。在机电一体化中,神经网络系统的应用十分广泛,其控制原理是:通过人工神经元、神经细胞等,进行非线性映射、对人的智能进行模仿以及分布处理等.其优势是:适应性强,能够实现自组织控制等;(4)模糊控制系统。在专家模糊控制中实现了多层次知识的表达和利用,对于提高控制的智能化来说十分有利;基于神经网络的模糊控制能够实现相应的模糊逻辑控制功能。 2 机电一体化技术在企业智能制造中的发展与应用 2.1 传感技术的应用 传感技术是机电一体化技术中的一个重要技术之一,由于其具有较高的精准性与敏捷性,可最大限度地免受来自外界其他信号对设备的影响,若将其应用于智能生产中则将会发挥巨大的作用,而普通的传感器则效果不显著,若要使用还需构建相对应的传感器网络系统,这样才能实现信息之间的对接与传输,并借助计算机将所收集到的信息进行整合与分析,从而使整个生产过程得以有效控制。纵观当前各大生产制造中所使用的传感器,我们发现其主要使用的是光纤电缆传感器,并使用标准化的接口,这样可大大降低设计的难度与标准,在一定程度上也可节约一定的成本。 2.2 数控生产中的应用 在我国机电一体化最早应用在数控加工技术中,对提升我国机械制造水平方面发挥了重要作用。机械制造业的发展水平直接关系到我国的工业化水平,将机电一体化技术应用到数控制造中,在提升机械加工精度以及机械加工效率方面发挥了重要的作用。数控生产的价值主要体现在加工精度上,所以数控生产对智能控制系统要求十分严格。目前数控机床中的智能控制系统基本上采用CPU和总主线模式。该模式利用在线诊断技术和智能控制技术,实行三维仿真,模拟数控技术加工的整个工程,为数控机床的实际操作提供重要的依据。 2.3 自动生产线与自动机械的应用 目前许多大规模生产企业基本上都采用了自动化生产线和自动生产机械。该技术主要是借助电子技术中的光电控制系统以及人机界面控制装置,从而对生产流程实现全面的控制。自动生产线与自动机械应用的范围十分的广泛,例如在电脑、手机等都已经实现了自动化生产线。智能制造企业在生产的过程中融合柔性制造系统,主要利用计算机控制系统对生产设备进行有序的融合,即数控设备、计算机设备等生产要素实行一体化管理,从而实现集约化、网络化生产。 2.4 工业智能机器人 工业智能机器人是当前机电一体化技术在智能制造中最先进的应用,并且结合了多种先进技术,是人工智能技术、仿生学还有计算机系统等众多学科相互作用的新型成果。机器人是当期科学技术的研究重点,智能机器人技g是控制论、传感技术以及信息技术等综合体,我国在其研究上已经取得了一定的成绩,并且在生产行业中已经得到应用。工业智能机器人的出现,在提高产品质量,增加产量以及减轻员工劳动强度方面发挥重要作用。工业智能机器人在应用的过程中具有明显的优点:一是能够有效甄别信息资料;二是可快速地完成较为复杂的工作流程;三是生产的精准度高,可应用于军事生产制造中,受到社会各界的认可。 结束语 总而言之,机电一体化技术作为实现智能制造方式所不可获取的一种关键技术,将其与智能制造技术进行结合应用具有重要意义,必须引起我们高度的重视。此外,智能制造技术和机电一体化技术的结合还会推动二者各自拥有各大的发展空间,这对机械行业的未来发展也将产生巨大的积极作用。 机电一体化技术在智能制造中的运用:机电一体化技术在智能制造中的应用分析 摘要:进入21世纪以来,人工智能技术取得飞速发展,在工业制造中人工智能发挥的作用越来越明显,尤其在南方沿海发达地区,很多企业都已经几乎实现了100%智能化无人生产。在工业制造领域,机电一体化技术成为当前最炙手可热的技术和应用。本文主要立足于机电一体化人工智能技术所处的特殊的宏观时代背景,对其在机械制造领域的应用现状、呈现的特点及存在的问题等做梳理分析,结合当前最新的理论与发展实际,探讨改进的措施和对策。 关键词:机电一体化;智能制造;应用 随着经济社会的进步与发展,机电一体化在工业制造生产中的应用越来越广泛。所谓机电一体化,通俗讲就是机械电子学,是电子信息科学技术在工业制造领域中的应用。在当前激烈的市场竞争中,可以说机械化程度的强弱,已经成为企业竞争实力强弱的体现之一。因此,从企业发展的角度看,不断加强机电一体化技术的推进,是企业长久发展直观重要的推动因素。 1机电一体化的意义 所谓机电一体化,主要强调的是将机械技术与电子技术之间的结合,在当前计算机技术的高速发展,再加上网络技术的辅助性作用,使得机电一体化的发展提升到一个新的高度上来。从客观上来看,机电一体化已经成为集中计算机技术、信息技术与自动化技术等为一体的综合性技术体制。在未来,C电一体化会朝着更为广阔的应用空间发展。 2机电一体化发展的现状 机电一体化技术研究的时间比较常,在发展的初期人们并没有实现电子技术与机械技术的融合,还将其视为分裂的个体,主要是靠电子技术在机械工业中的应用,来提高机械生产效率,提升产品质量。但是,在当时的发展阶段,机械工业与电子没有融合,还是独立的个体存在于机械生产中,使得其发展水平并没有达到预期的水平和目标,应用范围也并不十分广泛,技术没有得到充分发展。 如今的机电一体化技术,尤其是在一些大型企业的生产过程中,涵盖了机械技术、电子技术、控制技术、计算机技术、声学技术、光学技术等。机电一体化技术的发展依赖众多科学技术的发展,机电一体化的发展是为了适合生产的实际需要,机电一体化技术将更加的智能化、模块化和网络化。机电一体化技术能够高度的模拟人脑,对整个的生产过程进行分析和判断,发出各种操作指令,完成复杂的生产,对生产所用的机械设备进行智能控制,整个生产的过程也十分的人性化,电脑代替人脑进行控制大大的减轻了人们工作的负担。当前,在全球化趋势的推动作用之下,工业生产已经并不单纯局限于某一个单独的领域当中,而是就地取材,遍布世界的诸多角落。所以,关于机电一体化的含义也被融入了新理念,因此,在现代化机电一体化技术当中,我们不难看到远程控制技术和远程监视技术的存在。伴随着科学技术的不断发展,机电一体化技术也处于不断完善与发展的过程当中,在未来,势必会突破原有的生产模式,从而对于机电产品的部分标准进行统一与规范。 3机电一体化技术在智能制造中的应用 3.1在自动生产和自动机械中的应用 当前,机电一体化在企业当中已经得到了广泛地应用,其中最为突出的就是智能化制造技术的应用,不仅体现了自动生产线在实际生产当中的运用,也体现了自动机械在实际生产当中的运用。无论是现代传感技术,还是电子技术,在实际生产当中都有着一定的运用。我们将计算机化的制造系统成为柔性制造系统技术,对于这一技术来说,将数控机床、计算机、工业机器人等进行连接,从而成为一个生产网络整体当中的生产技术。其存在着一个显著的优势,就是能够满足于生产部门所提出了相应问题[3]。 3.2计算机的集成化体制 基于当前的战略发展理念,借助于全局动态的形势,能够帮助促进整个计算机集成制造系统的完善与优化。在这一体系当中,其建立与组合,并不单纯是子系统的简单组合,而是立足于当前地系统,将各个部门之间的界线得以突破,在这一系统当中,制造系统是主干系统。对于企业本身来说,在其具有一定的集成性特征时,就能够对于生产因素当中的各项资源进行优化配置,从而在客观上保证生产开发水准的提升,使得企业当中所蕴含的潜力和发展潜力被激发出来。 3.3在工程建设当中的使用 机电一体化在工程建设当中的使用,能够体现在以下几个方面:首先,在建筑物照明系统的应用,在@一功能当中,主要能够通过通信系统和计算机控制系统联合实现的,因此,对于不同时段的照明系统,应当进行有效控制。在这一照明体系当中,对于照明时间的自动控制,能够帮助减少电能损耗,实现智能化控制。其次,在建筑内部空调系统的控制方面,也存在着智能化特征,利用比例积分调节器闭环的形势,从而对于不同季节的空调使用模式进行设置,这样能够实现空调的智能化调节,保证整个建筑物的室内空气的优化,从而最大程度上减少能量的损耗。 4机电一体化未来使用的方向 首先,在当前机电一体化趋势越来越明显的背景之下,其已经开始逐渐朝着微型化的方向发展,而就微型化发展本身而言,体现出来的是对于高新科技产品的发展与完善。就现有状况来看,由于卫星机电一体化产品在题记方面相对比较小,所以损耗的能量也不是很大,能够完成很多任务。 其次,从智能化角度上来看,工业领域对于人工智能的重视程度已经提升到一个新的程度上来,其中不仅涉及到机器人智能应用,也涉及到相应的数控智能应用。虽然当前的数控机床领域,并不能够与人类一样实现完全地智能化,但是,拥有部分人类智能的性能对于提升机电一体化产品的性能有着极强的帮助作用。 再次,无论机电一体化的发展方向如何,其最终目的始终是为人类服务,所以,在实际设计的过程当中,应当尽可能保存人性化的设计,在色彩和造型方面起到一致性,在满足上述条件之后,可以融入艺术性色彩。 5结语 总的来说,机电一体化设计对于人类的影响是极大的,这也是当前现代化经济发展的产物,也是多重高新技术的集合体。因此,在未来研究与发展的过程当中,有必要在智能性方面进行深入研究,从而实现生产方式的深化改革,保证生产质量和效率的提升,与以人为本的发展理念相契合。
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电气自动化技术分析篇1 技术的过程中,应当首先开展优化设计。在电气工程中应用智能化技术的工作任务是比较复杂的,因而工作人员在开展设计的过程中一定要具备专业的专业知识和优秀的核心设计理念。除此之外,设计工作人员还需要有充足的社会经验,以此确保在开展设计的过程中可以设计出最佳的计划方案[1]。此外,在电气工程中应用智能化技术,依据机器设备的不一样,在开展设计的过程中也需要采用不一样的设计计划方案。不仅如此,在电气工程以及自动化技术中开展智能化技术的高效应用,其实际上便是期待电气工程以及自动化技术可以愈发的智能,因而在开展人工智能技术的运用过程中,一定要注重智能化设计。智能化设计也就是说机器设备可以愈发的智能,更为智能也就是可以摆脱人的监管,在没有工作人员开展操纵的过程中或是极少数工作人员的控制过程中也可以有效地开展工作[2]。 1研究背景 人工智能技术的优点可以分为三个方面,(1)人工智能技术可以对电气自动化系统进行有效的调节,使得电气设备可以更高效的开展作业。其主要原理是其能够将电气设备调试到最合适的数值,使的工作效率得到最大化的提升。(2)人工智能技术可以进行电气设备运行的相关数据处理,收集与分析电气设备的运行状态,以便工作人员可以及时发现电气设备的是否存在运行或安全隐患。(3)人工智能技术可以直接对系统进行控制,将复杂的作业流程进行自动化操作,保证工作效率。电气自动化控制与人工智能技术的融合可以将难度系数较大、危险性较高的作业内容交由人工智能技术进行实现,借助人工智能的逻辑程序控制电气系统进行安全作业。 2人工智能技术在电气自动化控制中的应用 2.1优化设计在电气工程中应用智能化技术,企业若想充分发挥出最佳的实际效果的前提就是要开展合理有效的设计,所以在电气自动化控制中应用智能化理与解决,以此确保电气系统的正常运行,保证生产效率[3]。在开展故障确诊工作时,电气自动化控制中的电力变压器和发动机十分关键,由于相比于别的机器设备系统软件而言,电气自动化控制系统机器设备的内部构造更为繁杂,因此一旦发生故障,其故障原因难以快速检验出,由于涉及的层面比较广泛,因此传统式的人工确诊故障方法不能够在第一时间立即找到故障形成的原因,会消耗特别多的时间且不可以合理达到机器设备的常规运作规定。所以,人工智能技术的充分应用,可以避免常规性故障问题的出现,并立即确诊出故障发生点以及原因,以此及时对故障与问题展开修补与解决,进而更快的推动电气自动化控制工作的顺利开展与进行。此外,人工智能技术可以立即确定出故障造成的原因,降低了人工诊断消耗的时间,而且还能对故障种类开展深入分析,协助工作人员可以精确寻找解决困难的方式,让机器设备修复到常规的运作之中去。假如说机器设备故障造成的原因是系统内部结构的原因,在解决这一故障问题时就可以借助人工智能技术进行故障诊断,快速定位故障点,并分析出故障解决方案。又例如某公司生产系统运作环节中系统软件忽然提醒发生故障,人工智能技术的应用便会对故障事件的相关数据进行收集与整理,并向工作员传达故障形成原因的数据信号,例如,人工智能技术确诊出是因为机油箱泄露变电器无法正常的工作,就可以对于此问题开展有针对性的处理解决计划方案,工作人员必须留意的是,若产生这一故障问题工作人员必须在第一时间断开开关电源,进而保证故障影响范围不会进一步扩大,在处理与修补完故障时某公司只耗费十五分钟,就促使机器设备系统恢复到常规的运转工作之中,这对公司而言人工智能技术运用在故障诊断工作之中,不仅可以将工作效率进行大幅度的提升,还可以确保生产作业的稳定进行。 2.2故障诊断故障诊断是电气设备维护与养护工作中主要的工作内容,传统的故障诊断主要以人工诊断为主,故障诊断所需要的时间较长,而其故障诊断的准确性往往得不到有效的保证。将人工智能技术融合到故障诊断工作中,主要是依托于其的专家技术以及神经网络技术,进而实现实时监测电气设备运行的目的,便于工作人员收集、整理与分析电气设备是否存在故障情况,进而对发现的问题进行及时的处0引言人工智能技术虽然依旧无法与人脑智力相比,但其通过相应的自动学习方式也是具有一定智能性的,其在电气自动化控制种的应用可以依照人们已经设定好的程序进行运作。 2.3电气设备系统综合控制客观的分析人工智能技术在电气设备系统综合控制中的应用,此项关键技术运用到电气自动化控制之中,还有着一定的瞬时性,所以为了更好地充分体现出人工智能技术的优点功效,有关管理人员要对人工智能技术借助权威专家管理决策的方法来作为关键管理方案模式,例如根据专家对电气控制系统开展分类与归纳,以此更快的开发出与其相对应的程序软件,进而来提升人工智能技术在电气自动化控制中的多功能性。例如,我国某一电力企业的电气自动化控制系统软件有八个服务器机柜,其关键以方向型安全保护模式为主,以此更好地加强电力企业的综合性控制,可是如果任一阶段发生了常见故障,在清查问题时就十分不便,必须人力来对八个服务器机柜开展逐一清查寻找问题点,太过度耗费人力与时间,并且工作效能不高,因而该电力企业将人工智能技术运用到在其中,立即就可以填补耗费人力与工作效率低的问题现状,利用人工智能技术运用到在其中,完成了电气自动化控制的系统软件综合性控制欲管理方法,而且还合理解决了电气设备中经常会出现的一些缺点与问题,如短路故障、走电等一些也许会引起安全生产事故的常见故障与问题。 2.4实现智能化的自动控制伴随着现代社会的发展,我国对工业生产的智能化水平要求不断提高,致使电气设备担负的运作压力也逐步提升。因此,相关企业如果想要保持高效率、安全可靠的电气设备智能化生产,就应该积极引进先进的人工智能技术,持续不断的优化电气系统,使其能够紧跟时代的发展。不仅如此,企业还要加大对相应人员的操作培训力度,确保工作人员的操作能够一直保持规范化与正确性,以此进一步实现电气系统的精准控制,促使人工智能技术全面服务于电气自动化控制生产[4]。所以,工作人员一定要灵活运用人工智能技术中的模糊控制和神经元网络控制两项技术,根据企业的生产运作的需求合理将两项技术应用到电气系统中,使其能够在生产过程中表现出精确性和合理性[5]。总之,依托于人工智能技术的各个功能优势,可以有效推动电气企业的智能化发展,提升对电气设备的控制精准度,帮助电气企业获取更高的经济效益。 3结语 随着我国各项智能技术的深入研究,其有效推动了我国各行各业的智能化发展。人工智能技术在电气自动化控制中的应用,不仅符合电气企业的发展需求,还提升电气生产的效率与质量,给电气企业带来了更多可观的经济收益。人工智能技术还能实现电气系统的故障诊断,以便工程人员可以及时定位故障发生点,制定合理的解决方案,为电气自动化设备的稳定运行提供有力的保障。 参考文献 [1]张鑫,冯清.人工智能在电气自动化控制中的应用[J].集成电路应用,2021,38(10):142-143. [2]王晋.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].工程技术研究,2020,5(23):250-251. [3]张坤平.试论人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].信息系统工程,2020(08):84-85. [4]徐亮.人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路分析[J]. 作者:刘勇波 单位:国家电投集团江西电力有限公司高新清洁能源分公司 电气自动化技术分析篇2 当今科学技术整体向自动化、智能化的大方向发展前进,农业领域的各方面发展须与时代同行。在农业机械的电气控制中引入自动化技术,对农业发展具有重要作用。且PLC(可编程逻辑控制器)技术的应用,加快了农业现代化,提高了农业生产率,在整个发展中起到了标志性作用。同时,农业市场竞争也愈发激烈,在农业机械生产过程中,通过电气自动化能够有效加强各生产环节的控制,提高农业生产整体效率。目前,农业生产过程中,所使用的播种机、拖拉机、分拣机等设备,整体使用流程复杂繁琐,将电气自动化设备引入其中有助于农业机械生产化繁为简,精准把控整个生产流程,为农业的稳定、持续发展提供有力保障。 1电气自动化控制系统概述 1.1电气自动化控制系统优点电气自动化控制系统的优点主要体现在生产过程的直观化、保障效益、安全性能三方面。①使控制内容清晰且直观。在农业生产中,电气自动化控制系统能够将农业生产各环节内容清晰地展示出来,使相关工作人员能够实现对农业生产各环节更为精准的把控。通过监控屏幕,工作人员同时能够更加直观地观察到相应内容,为达成预期效益提供了可靠帮助。②提高整体效益。据统计在应用电气自动化控制系统的各产业中,其产业经济效益均得到了一定程度上的提高。与传统模式的控制器相比,电气自动化控制系统所产生的效益更高且生产质量更好。设计的高精准控制器及其对信息强有力的管理应用于农业生产的各环节,农业生产各环节的效率得以显著提高。③保障整体安全,有效控制成本。电气自动化控制系统主要是通过计算机系统的自动化管理,并应用少量的人员进行整体的控制运作,能够有效帮助农业产业降低人力成本。同时电气自动化控制系统的应用,可以有效监管农业机械设备并降低故障发生率,其具有优良的安全性能,能够为整个农业生产提供一定的安全保障。 1.2电气自动化控制系统整体特点电气自动化控制系统具有应用范围广泛、整体技术发展速度较快、控制工作效率高等特点。首先,电气自动化控制系统是一种很方便的系统,它结合了电子技术和网络技术,具有自动化的效果[1]。电气自动化控制系统可以从根本上减少人们的工作量,给人们带来极大的便利,人们在生产生活中更愿意使用电气自动化控制系统,使得电气自动化控制系统的应用十分广泛。其次,电气自动化控制系统在很大程度上需要通过计算机实现管理,电气自动化控制系统随着计算机技术的发展而逐渐发展。随着计算机技术的快速发展,电气自动化控制系统在生产中对被控量的管理更加全面,监测力度更大,信息的处理速度更快。最后,电气自动化控制系统主要应用在日常生活和工业化生产两方面,其中,在工业生产中的应用更广泛。随着科技的进步,人们已经适应了更快的生活节奏,生产需求也越来越多,这在给企业带来巨大经济效益的同时,也给工业化生产带来了巨大的压力。电气自动化控制系统的推广和运用在一定程度上缓解了这种压力,它不仅大大提高了工业生产效率,让工业生产的各个环节可以高效、紧密地联系在一起,提高了生产过程的顺畅性,还提升了生产线的故障反应能力。在生产线发生故障时,可以及时作出反应。通过系统的紧密联系,可以及时反馈生产中的故障问题,减少故障查找和修复的时间,从根本上帮助企业提高生产效率和安全性能。 1.3电气自动化控制系统的运作原理电气自动化技术的工作原理主要分为两方面。一方面,电气自动化技术能够充分利用先进科学技术手段。随着科学技术的不断创新发展,其应用于农业生产领域的必要性也愈发显现[2]。电气自动化技术作为目前科技界的前沿技术之一,此项技术主要包含了电气工程、自动化、计算机等领域的科学技术,通过应用该技术来实现农业机械设备的自动化。另一方面,电气自动化技术与计算机网络技术密不可分。电气自动化技术通过与计算机技术、设备相协调、合作,运用计算机模拟计算的方式实现农业机械的自动化生产,通过互联网的信息技术来实现后续指令的连续化传递,进而达到对农业机械生产的控制与辅助。 1.4电气自动化在农业机械化生产中的应用现状近年来我国农业生产水平虽较过去有了显著提升,但农业生产的自动化整体水平还是较世界发达国家有着不小差距。在科技发达的农业一线地区,电气自动化技术应用较为普及,但仍缺乏对电气自动化农业机械产品的研发创新意识[3]。在较为偏远的农业区域,自动化技术普及率极低,导致区域农产品品牌较少,农产品无法进入高水平、高质量的农业市场,不利于当地农业的健康持续发展。同时,从宏观上来讲,农业领域始终对农业机械自动化方面缺乏创新及科研能力,对农业科技的革新始终不够敏感、积极,大部分农业企业满足于传统的农业技术,导致农业机械整体的使用效率低下,无法满足农业生产需求。 2电气自动化技术在农业机械的具体应用 2.1农业机械中自动化与柔性技术的应用随着社会各方面不断前进发展,我国作为农业大国,农业生产在整个国内外市场中均占比较大,且农业市场竞争愈发激烈,农业企业开始全方面对农业现代化发展不断进行深入探索。柔性技术在农业机械中应用不成熟是农业向现代化方向发展的主要制约因素。对于农业机械设计制造而言,其整体缺乏面对实际情况的应变能力,且农业机械设计制造技术水平未能达到农业发展所需的基础标准,无法达到如今农业向现代化方向发展的设备要求。农业机械设计制造可通过柔性技术的应用,结合现代电气自动化技术,提升整个农业生产过程中所需的应变能力,提高农业机械设计制造的质量水平[4]。在农业机械设计制造过程中,柔性技术的应用主要体现在引入自动化、智能化等技术上,并将其与农业生产实际情况与需求进行有机结合,使整个设计生产更富有灵活性、适用性。当柔性技术被合理应用在农业机械设计制造中时,设计制造各环节的协调关系将得到进一步加强,能够使农业机械最后设计成果的质量得到关键性提升。针对农业机械设计制造中柔性技术应用如何系统性展开这一问题,研究人员利用计算机技术设计出柔性制造系统,能够设置柔性制造单元进行制造。同时,在实际设计制造过程中充分发挥柔性技术的作用并保证其科学性,通过与实际需求进行有机结合,促使设计制造具备高效性与高质性。 2.2农业机械中自动化与智能化的应用随着智能化时代的到来,在农业机械设计制造与自动化技术实际应用中引进智能化技术是时下科技发展总体方向[5]。智能化技术作为当前时代中的新兴技术,位于科技发展前沿,可以利用电气自动化技术将智能化技术与计算机网络技术结合进行应用,综合三者优秀性能,拓宽三者技术手段的应用范围,投入到农业机械生产过程,满足农业机械生产的高标准要求,促进电气自动化水平、机械控制能力的不断提高,提升农业机械使用效率。智能化技术应用于农业机械设计制造,相关科研人员可着眼于智能化机器人与电气一体化等方面。既保证设计的产品在实际生产中能够有效应用,又要保证技术的创新性与可持续性[6]。机械制造中可应用智能化技术手段,对机械整体参数进行有效分析、调整,提高制造整体质量。关于智能化机器人在农业机械制造中的具体应用,实际上可提前设置好相关程序,进行部分重复性、机械性工作,如电焊、喷漆等。智能机械的应用,可以最大限度为农业企业避免日常中出现的人为失误,同时降低大量人工成本。根据当前农业机械发展水平,水稻直播机与施肥播种机是目前农业领域中常用的农业机械设备。电气自动化技术在水稻直播机上的应用更为直观,其在实现播种自动化控制的同时,能够对机具内的种子数量进行精确的检测和评估,极大提高了播种效率。施肥播种机的出现有效减少施肥所需的巨大劳动量,降低了人力成本,同时对提高农作物的质量、产量也起到了显著的作用,使整个农业生产活动所产生的经济效益得以明显的提升。 2.3农业机械中自动化与虚拟技术的应用农业机械的设计制造需要投入一定的资金成本,为了避免常见问题的出现,可以通过电气自动化技术进行模拟设计制造,打造仿真模拟系统,在有效降低人力、资源成本的同时,降低设计制造中出现失误的几率[7]。借助虚拟技术实现对农业机械设计制造各环节的仿真模拟试验,通过发现问题、分析问题、制定解决方案、科学合理处理问题等一系列环节,以试验结果为依据对整体参数进行优化改良,随后不断开展模拟仿真试验对改良后的参数进行检测,直到模拟试验结果能够符合农业机械实际制造的标准与农业生产的需求。通过应用虚拟技术开展模拟仿真试验,能够有效降低设计成本,提高设计成果质量,为接下来农业机械实际制造奠定良好基础。如何将虚拟技术切实应用于农业机械制造也是目前的一个重点问题。在机械制造整个环节中,虚拟技术的应用实际上与设计类似,需要对机械制造工艺流程及工艺各项具体参数进行反复模拟试验、确定、优化,以此保障所设计制造出来的农业机械设备符合使用质量标准。虚拟技术的引入与应用,不仅对农业机械设计制造的每个环节进行了排查与优化,使设计制造的质量得到质的飞跃,同时还降低整个过程中的各方面资源成本消耗。 2.4电气自动化在农业机械控制中的集成化应用目前,在农业机械设计制造领域,我国与世界上发达国家还仍存在一定差距。国内农业机械制造产业仍然处于一种传统、固定的流水作业运行模式,对于电气自动化技术应用广度与深度的探索、开拓不足[8]。在农业机械制造中,可利用电气自动化技术对生产模式进行崭新的整合排列,以实现自动化技术的集成化应用,将其传统、固定、过时的分配与管理模式重新进行合理整合,达到提升生产水准、农产品质量、企业效益的根本目的。电气自动化技术的集成化应用主要体现于对设计制造过程的优化,对管理、组织构架的完善,以及对整体综合成效的提高等方面。想要拉近国内农业现代化发展与发达国家间的差距,对农业机械设计方面就要坚持不断创新发展。通过对电气自动化技术进行集成化应用,促进技术与综合应用方面的及时整合,提高农业机械设计制造的自动化技术水平,在提升农业机械性能的同时,借助集成化手段对设计制造流程进行查漏补缺,及时优化改良。自动化技术的集成化应用有助于将多种技术手段、特点及优势进行科学合理的集成整合,从而为农业机械设计制造的创新优化提供先进的技术支持。我国有诸多农业机械设计制造企业,每个企业内部的设计制造标准不同,各参数指标也不尽相同,故而在进行自动化技术集成化应用时,需要重点关注协调方面工作,结合生产实际,针对客观需求,完善优化应用手段,在满足现代化农业发展对农业机械设计制造需求的前提下,通过自动化技术集成应用推动农业机械设计制造的快速发展。 3结语 我国作为人口众多的农业大国,农业生产各方面都直接影响到社会的发展与安定。将电气自动化技术积极引入农业生产过程各环节,提高农业生产效率,保证农业产能,既是农业现代化不断发展的必要条件,也是现有国情对农业领域的要求。农业走向自动化、信息化是农业领域未来整体的发展方向,农业领域人员需深刻认识到电气自动化技术的广泛应用及发展创新将成为农业日后重点课题之一。 作者:裴春雨 吴程 单位:江苏省滨海中等专业学校 电气自动化技术分析篇3 自动化技术呈现实时性、节能性特征。为进一步推动水力发电项目的优质建设,理应充分应用自动化技术,继而达到提质增效目的。 1水电站电气工程自动化技术要点 1.1PLC技术适用于水电站电气工程应用场景的自动化技术较为多样,包含PLC技术(可编程控制器)。此项技术涵盖编程器、接口以及主机等多项部分,且PLC技术应用流程,见图1。该技术在应用期间,应当先行了解PLC系统预留余量,通常在I/O点数确定过程中,应当至少设置10%的预留点数余量,而后分析水电站电气工程PLC负载输出电流类型以及输出渠道,从晶闸管或晶体管等不同输出渠道中进行选择,每一项选择都会影响PLC系统运行稳定性。此外,PLC技术的应用还要选取适合的COM点,由于COM点带有的输出点数量不同,且适用范围不一致,故此应当根据电流规模予以判定。若水电站电气工程属于大电流,应以带有1个或2个输出点的COM点产品为主,若为小电流,则主张选用带有4个或8个输出点的COM点。同时,PLC技术需要选用与之匹配的PLC编程器。常用编程器多包含手持式、图形编程以及兼容软件式产品。第一种多在小容量PLC系统中比较适合。第二种则具有易于操作的优势,对于水电站电气人员而言,能在短时间内快速熟练掌握编程器使用技巧,但对应的成本偏高。最后一种属于高效编程器。然而,也要在选用此种编程器时考虑消耗的成本是否符合水电站电气工程建设条件。PLC技术中的电源部分,多以DC24V或AC240V为主,要想强化电源的抗干扰性,需要提前装设1:1隔离变压器。而且在大电流电气设备上应用PLC技术时,务必注重晶体管的有效保护,并提前计算出模拟量范围与脉冲量,以此提升PLC技术的适应性。PLC系统中模拟单元分辨率为1,且标准电量为0V,分辨率为32767,标准电量为10V,且PLC系统检测温度范围为0℃到100℃。在计算模拟量阶段,应当参照电压或电流参数进行确定。比如在-10V到10V范围内,分辨率6000的PLC系统,转换值在F448到0BB8Hex以内,而0V~10V电压值对应相同分辨率的转换值为0Hex到1770Hex,且电压自动控制电路图可见图2。其中在触发控制端指引下,能够对连接的管形氙灯进行连通,摆脱传统人工闭合开关的束缚。0mA~20mA电流参数下转换值与0V~10V电压范围内相同,具体应当根据分辨率的差异性计算模拟物理量。关于脉冲量的计算,可以结合水电站步进电机予以分析。其中在控制电机角度时,可以利用下述公式求取角度动作脉冲数(a)。 1.2计算机技术水电站电气工程还可以应用计算机技术。以往在电气控制过程中,多依靠人工力量。而计算机技术的运用,可以针对自动化程序进行简化处理。无论是测控装置还是机电保护装置,都能依托计算机技术优化性能[1]。计算机系统具有远程监控、数据采集与调试、数据分析等多项功能,在水电站自动化控制过程中可以根据对电气模拟量的综合分析,参照历史数据判断当前水电站电气控制系统是否存在异常运作迹象,绘制模拟曲线,如图3所示,借助专家分析结果确定水电站运行稳定性。而且还要计算水电站出力,便于在自动化调节出力过程中,维持水电站运行安全。水电站出力(N)可以利用下列公式求值。 2水电站电气工程自动化技术运用方向 2.1应用于涡轮螺旋桨调速水电站电气工程运用自动化技术,其中最为关键的方向即为涡轮螺旋桨调速中应用PLC技术。通过水位的自动化控制,提高水能利用率。关于PLC技术的实际应用,主要是在该技术辅助下,对水位与水轮机水头展开协调设计,进而促使涡轮螺旋桨的转动角度以及转动频率都能适合当前发电机组运行需求。此外,PLC技术还能细致的展现水位变化规律,经过调整涡轮螺旋桨,优化水力发电状态,避免涡轮螺旋桨因异常运行,干扰发电进度。PLC技术可以直接参与到涡轮螺旋桨热力循环中,其发动机对应的单位推进功(Lp)能够根据循环功传递效率()与螺旋桨驱动功率输出(Lnet)进行计算,即,从中知晓随着有效功的增加,其单位推进功也会随之增加,进而由PLC技术控制螺旋桨发动机热力循环效率。 2.2应用于橡胶坝监控系统自动化技术可应用于橡胶坝监控系统中,在水电站建设阶段,常利用橡胶坝,强化拦水功能。虽然橡胶坝确实能够更高效的利用水资源,但也会诱发共振后果,造成橡胶坝在坝体、坝袋反复摩擦中引起损坏情况,加剧溢流风险。自动化技术可对橡胶坝坝袋高度以及坝袋压力等参数实施有效监控,从中自动化调整橡胶坝升降高度,改善水资源利用现状。 2.3应用于水电站调速器在水电站运行期间,需要利用调速器控制水轮机水头升降空间。在传统控制技术下,常采用芯片替换法控制水轮机水头启动开度,这样反而会降低应用效率。自动化技术能通过编程设计对调速器参数值进行微调。 2.4应用于水轮机控制系统水电站电气工程自动化技术可应用于水轮机控制系统中,切实节约人力资源,保证水资源实现高度利用。事实上,水轮机控制系统多指代油气水的自动化控制。 3结论 综上所述,水电站电气工程自动化技术多包含PLC技术、计算机技术、实时监控技术。为取得显著的自动化改造成果,应在涡轮螺旋桨调速、橡胶坝监控系统、调速器以及水轮机控制系统、电气设备检修等部分加强自动化技术的合理化应用,从而为水电站电气设备的安全运行创造有利条件,保证当地在水力发电项目的支撑下享受到优质的供电服务,践行可持续发展战略。 参考文献 [1]陈永崇.自动化技术在水电站电气工程中的运用与展望[J].光源与照明,2021(6):97-98. [2]魏强.探讨水电站电气工程自动化技术及其应用[J].科技创新与应用,2017(4):197. [3]王小周,侯俊霞,赵玉顺.电气工程及自动化技术的应用[J].现代经济信息,2018(15):353. [4]蔡杰琛.浅谈电气自动化技术在水电站发电中的应用与创新[J].电气技术与经济,2021(1):36-38. [5]谷雷.水电站中电气自动化技术的运用分析[J].黑龙江水利科技,2017,45(2):140-142. 作者:郭悠扬 单位:遂川县发电公司
机械制造与自动化论文:自动化应用与机械制造论文 1机械制造技术应用 1.1机械制造技术的虚拟化应用机械制造技术中,虚拟技术主要是运用了计算机系统的仿真能力来模拟实际的操作系统,运用模拟技术来完成产品生产等相关制造环节。根据机械制造技术的虚拟仿真能力对产品实行检验,对制作水平和方法进行探讨,结合实际情况在加工过程中保证产品的品质和安全,严格规划产品的制造工艺,尽量不让产品在生产时出现纰漏的状况,防治发生安全问题,提高生产总质量。 1.2机械制造技术的绿色化应用机械制造的绿色化其中包含了很多方面,有产品的绿色生产、产品的绿色设计、采用绿色设备、使用绿色包装、采用绿色管理等。机械制造技术的绿色化不仅大大增强了能源和原材料的使用程度,还可以有效的降低不良副产品对环境的污染破坏。 2机械自动化技术应用 2.1机械制造的自动化信息系统自动化技术主要包含了计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机产品数据管理体系等等。计算机辅助设计通常是指设计人员根据计算机的图形设备实行的机械设计工作。计算机辅助制造通常是指充分的利用计算机技术将其投入到生产制作的环节中去,这之中的优秀技术是计算机数值控制技术,又称作数控技术。计算机辅助工艺设计是给计算机辅助设计和辅助制造起到了相互连接的作用,使工艺编程效率和工艺设计效果更加完善,合乎标准。产品数据管理主要针对于设计制造时形成的相关数据信息的管理。以上几点结合到一块就成为了自动化技术。 2.2机械制造的自动化物资供输系统机械制造业主要是对一些材料经过加工的一种生产领域,想要使生产线能够制造出产品,就需要不断提供生产所需的材料,从而给持续生产带来一定的保障。机械生产时不但需要源源不断的生产材料,还要把加工完毕的成品运送到正常放置的地点,保障生产带的通畅。因此自动化物流供输系统是自动化生产不可缺少的一项重要环节。 2.3机械制造的自动化生产系统自动化的加工系统可以避免生产中的重复劳动,可以自动的、持续的循环作业,有效的减少了工人的工作量。再加之自动化系统可以很好的提升生产标准,不易出现生产错误,使产品的总体品质有了明显的提高,大大的改善了作业情况,总而言之,自动化的整体制造体系在制造过程中具有相当显著的效果。 2.4机械制造的自动化设备装配系统设备装配系统在机械制造中占有相当主要位置,这种自动化设备装配体系可以把一定状态和一定质量标准的机械零配件达到指定的设计要求,分别为组装、搬运、试验、调试、验收等环节,而这些也就很好的构成了一个相当完善的自动生产制造的生产线。这种装配体系在如今现代化机械制造里是一项缺一不可的应用,它有效的降低了人工重复且繁琐的装配作业,节省了工人的体力,并且如果是工人一直处于长期的工作状态时,就很容易产生失误,而自动化的装配系统却不会,它会严格的按照设定程序进行运转,大大改善了作业质量和工作效果。 2.5机械制造的自动化检测系统由于社会的不断进步,促使科学方面的发展日渐提升,机械制造时会出现很多新型科技成果和高端仪器生产设施等,这就需要具备优秀的工作人员来进行作业,过去的检测技术根本达不到现今科技的检测水平,而且,自动化检测技术在未来将会广泛使用,所以,必须要加强工作人员的技术水平,对新型设备设施要多进行培训,确保其能够做到熟练运用的程度。如今使用较为广泛的检测技术有:具备多判断系统的智能设备诊断技术与基于人工神经网络、电流信号、时序的识别检测技术。 3机械自动化技术发展 3.1机械制造的智能化智能化制造系统在机械制造过程中可以实现简单的智能动作,其中包含了分析、判断、构思、推理等。智能化的重点是智能系统,这种系统有着非常高的适应性和友好性。在机械设计和制造时,大都是选择模块化的方式进行,提高自身的柔性,它的优点重点就在于它的良好性能和安全性能,而且还可以降低能源的消耗,不具有污染危害,能够很好的对资源进行回收。 3.2机械制造的敏捷化机械制造的敏捷化主要是以企业的信誉度和竞争力为首要条件,通过构成的虚拟公司,进行分工合作,大大提升了企业的整体竞争能力,对于用户提出的条件能够很快的做出应对措施。敏捷制造主要是为了达成较为迅速的反应能力,需要以虚拟制造的技术为优秀部分,以虚拟制造技术为首要技术。敏捷制造属于现代机械集成制造技术的发展方向,是现代机械集成制造系统由信息集成发展向企业集成跨越的必经之路,敏捷制造的发展影响着现代集成制造系统的发展。 4结束语 机械制造的自动化技术选用机械制造自动化技术的实际应用水平,机械制造自动化技术是未来主要的发展形势,它不光在整个机械制造行业中有着较为显著的效果,对于国民经济发展也有着重要作用。所以,我们必须要具备完善的机械自动化技术水平,还要做到稳固中求发展的前进指标,有效的做好相关工作,创造出具有我们国家自己特色的一条机械自动化技术的生产道路。通过对实际生产过程的了解,加深对该项技术的重视,让我国机械制造业的发展做到与时代共进。 作者:郭建光单位:神华神东煤炭集团生产服务中心 机械制造与自动化论文:机械制造与自动化中节能设计理念的应用 摘要:机械制造是各种能源、资源占用较多的行业,以现有的节能技术对机械制造与自动化进行创新改造,可提升机械工程的环保性与节能性,继而制造出更多符合社会需求的绿色产品。本文从节能理念的角度出发,对机械制造与自动化的优化设计展开探讨,并展望其将来的发展方向和前景。 关键词:机械制造;自动化;节能设计理念 0前言 目前,机械制造与自动化在我国的发展水平还不够高,相关技术尚不够成熟,制造出的一些产品达不到市场标准。同时,机械制造的设计环节会造成多种资源、能源的浪费,致使能源耗损的程度较大,并且,这也违背了持续性发展的相关原则,为能实现机械行业的资源高效利用,要将节能设计的相应理念融合到机械制造与自动化中,从而促进机械制造的优化革新。 1节能设计在机械制造中的特征体现 相比传统制造的模式,节能型机械制造有较为明显的先进特征,集中表现为:机械节能设计囊括了自然环境、生态环境、生活环境等各方面的理念内容[1]。换言之,机械制造中的节能设计可对自然环境中的有效资源进行反复、循环利用,很多报废后的资源得以回收利用,既减轻了生态环境方面的污染程度,也提高了人们居住环境的总体质量。节能型的机械设计在很大程度上缓解了资源过度消耗的问题,因此,国家和社会十分关注节能理念在机械设计中的实际运用,尤其是面对资源短缺这一典型的社会现象,机械行业更应注重节能设计相关理念的整合运用,以实现机械制造设计的“绿色化”发展。“绿色理念”下的机械设计指标体系。 2节能理念在机械制造与自动化中的设计要求 2.1运用环保型材料进行设计 运用设计材料方面,机械制造应遵循“环保、高效”的利用原则,尽量选择具备可回收性、可再生性的生产材料,少选用重金属材料、贵金属材料及稀有材料进行生产。机械设备的易坏性部件可挑选塑料质地的环保材料或者其他材质的非金属器件,这类型的设备配件要满足“容易更换、可循环使用”的应用要求,集中体现“资源化”、“无害化”的环保特点[2]。此外,机械材料的报废处理要符合环境友好、流程简单、价格低廉的要求。 2.2机械设计要突出质量轻、适用广、寿命长的特征 机械制造中的设计环节要能够体现出质量轻、适用广、寿命长的相关特征,首先,机械产品的适用范围广就可以减少产品的替换频率,进而延长了产品的使用期限,降低机械制品的报废率,促使原材料及能源得以充分运用,以突显产品的节能性。其次,“质量轻”是技术发展的先进体现,按照机械的制造要求,质量较轻的产品能够减低实际生产对机械装置的耗损程度,减少生产运行所形成的负荷量,达到节能的生产需求。再者,机械设计要按照通用的制造标准进行规划,以保证设计、制造出的机械制品具备更强的适用性,发挥配件在组装设备中的应有效用,提升产品的运用效率,达到节能操作的目的[3]。 3节能设计在机械制造中的实现策略 3.1选用节能类型的发动机 机械工程当中最大的运用部件就是发动机,这一部件会对环境形成很大影响,因此,在选择机械制造所用的发电机时,要尽量挑选效率较高、耗能较低、污染较少的类型,当前以水冷增压式柴油发动机为最优选择,没有达到节能要求的发动装置,一律不予使用。 3.2对液压系统进行渗漏防护处理 机械的自动化工程中,液压系统起到稳固运转的实际效用,设计人员注重机械液压系统防护处理的有关情况,尤其要加强防渗漏的处理情况,避免液压油从系统中流失至外部,以保持系统的高效运转。此外,封闭型设计可防止灰尘进入液压系统的内里空间,缓解液压系统中各个组件间的相互冲击力,减轻转运负载及负荷量,使机械装置处于优良的工作状态。 3.3优化机械内置的总体构造 从内置构造来看,机械部件的构造越简易,配件类别越少,产品的制造过程越简单,同时,机械工程的简易化更利于减低能耗,基于此,机械零配件的相关设计工作要做到位,在确保机械系统有效运转的条件下,尽量精简工程结构,去掉多余的相关配件。机械器件的新型设计及制造流程。 3.4机械工艺的合理化设计 按照机械生产的有关需求,对相关工艺进行合理分析和设计,是为了减少有效时间的浪费,提高系统的运转速率,从而增强机械设备的运作功能。机械工艺设计要注意以下几点: (1)对某一特定的机械器件,可选取热、温、冷等不同层次温度的锻压方式进行加工,以符合器件运用的各方面需求。在此过程中,要明确各个加工环节的所需能耗,按照消耗能源的实际特点进行综合选择。例如,高热锻压对能源的使用效率比较低,具体锻压中应减少该方式的运用频率;冷锻压的能源消耗量虽然比较少,但是却给环境带来不小的污染影响。鉴于以上分析,温锻压综合了两种方式的加工因素,具有更加突出的锻压优势[4]。操作中应优先采取这一工艺方式。 (2)工艺参数在机械的制造设计中起着非常关键的作用,尤其是在节省能耗方面,参数值的设定直接影响到工程节能的实际效果。制造系统中电气交版的定量。例如,轴类配件的加工应以多种类的毛坯为主要制备对象,因此,制备工程中要注意毛坯成形所需的具体能耗量,不可盲目投入大量的有效能源。此外,设定加工的余量参数应做到科学化、标准化。降低余量有利于制造产业的节省能源。 (3)机械领域对冷却液的利用却较为多见,但冷却液在器件制造过程中的使用会消耗过多的有效能源。因此,减少冷却液的大规模使用是节能减耗的途径之一。 (4)工序流程是机械制造过程的整体把控,减少非必要的工序,能有效地缩短加工时长,尤其可以减少各工序间的等待时长。但假如工序设定不够合理,则会延长工序衔接、转换时间,增加能源损耗,加大非必要的经济投入。 4机械制造及设计的发展前景探析 自动化技术融合到机械制造和设计当中,可促使机械工程步向多元化的发展方向。当前,新技术不断涌现于我国的高新市场,自动化设计手段的引入使用,既优化了机械设备的原有性能,也提高了制造系统的节能属性[5]。因此,多元化是今后机械产业的发展方向之一。另外,我国当前的机械制造产业将机械设计、制造运转、生产操作、管理工作进行独立运作,致使各环节的工作难以有效衔接。为更好地处理工作衔接问题,机械产业将进一步优化设计制造的细节工序,促进机械运行系统的集成化、一体化发展。再者,“节能减耗”是当前提倡的机械设计理念,为实现节能化的机械制造,机械企业要综合分析机械运作产量与能源投入之间的具体联系,仔细考虑系统优化的各种干扰因素,不断优化各个系统部件的内部配置,以充分发挥工业材料的使用价值,尽可能减少重度污染物的排出量,对废品进行多次循环利用,从而实现“以低能源投入,获取最优产出”的节能目的。 5结束语 机械能源的损耗可在设计规划、器件制造、后期处理等环节中得到有效控制。具体来说,想要实现“节能降排”目标,应从机械设计环节入手,设计者要遵循“节能设计”、“绿色理念”的相关要求,检查系统内置中耗能量较高的组成器件,并对其进行调整处理,尽可能排除各种限制因素,使制造系统的节能优势得以充分发挥,提高制造工程的能源利用率,促进机械产业朝着更为节能化的方向发展。 作者:张英祥 单位:武威职业学院 机械制造与自动化论文:机械制造及控制自动化应用与发展 摘要:机械制造及控制自动化以其高效、高品质、节能、功能多样化、可靠性等诸多优点在经济发展中发挥了重要作用。机械制造及控制自动化的发展方向应是节能降耗、数字化及更加环保,以满足我国工业化、现代化建设的需要。 关键词:机械制造;控制自动化;节能降耗 机械制造及其自动化是一门集合了电子技术、计算机技术、机械技术、信息技术、电力技术和软件编程技术的新型学科,它的产生来源于各种各样的先进机械技术。通过智能化和自动化的设备来实现连续、高效的生产模式。 1机械制造自动化的优点 (1)高质量高效率。 机器自动化和智能化是机械自动化的最主要的特点,机械制造及其自动化使得机器比人和传统的机器设备具有更高的工作效率。机械自动化的产物具有非常强大的信息采集功能和自动控制的能力,使机器不需要在人工操作的情况下就可以自动按照一定的程序完成工作。机械自动化产品在很大程度上提高了检测的灵敏度和控制的精确性,利用自动化控制系统可以使得机器按照执行程序和要求准确无误的完成生产过程,使得生产过程不会因人为因素的影响而产生误差,从而提高了产品的质量,保证了工艺的高效性。另外,机械制造自动化的机器设备在工作的过程中可以减少人工操作的危险性,既节省人力成本,又提高了工作效率。 (2)提高了安全性和可靠性。 传统机械设备总会因故障等问题,在维修和保养方面需要花费大量的资金。但是机械制造自动化设备就与此不同,如果在工作的过程中出现了某种故障,机器自身具备了一种自我修复功能,该功能自行检查、诊断然后进行自我修复。这种功能减少了人工维修可能产生的危险性和麻烦性,使得机器使用的安全系数提高。机械自动化生产设备所具有的监督、检查、补偿、自动诊断和自我修护的功能,大大提高了机器的安全性能。 (3)具有很广泛的使用范围。 机械制造自动化是一门集合了电子技术、计算机技术、机械技术、信息技术、电力技术、软件编程技术的学科,它又具有很多传统机械设备没有的动能,如自动调节、自动检测、自动修复、自动补偿、自动控制等自动化优点,这就使得机械设计自动化在适用范围上变得极为广泛,能满足很多用户的各种需求,可以针对不同的用户采取不同的处理问题的方式。 (4)提高了生产力。 农业机械使农民从“脸朝黄土背朝天”的农田中解放出来了,机械制造自动化设备使得工人从高度紧张的生产线上解放了出来。人们只需要设定好操作程序和时间,就可以离开自己的工作岗位,不需要24小时坚守着。如此便可以减少很多人力物力,减少了因为误差和人工因素而导致生产成本升高现象,极大地提高了生产效率。 2设备控制自动化在生产中的应用 (1)锅炉汽包水位控制方面的应用。 锅炉是一种常用设备,然而在生产过程中必须要保证锅炉汽包的水液高度在规定的范围内。如果水位太低产生的水蒸气就会过少无法满足工艺需求,也会导致锅炉因为供水不足而爆炸;如果水位太高会导致水蒸气中的含水量太多,而不能满足工艺中对水蒸气的需求。所以严格控制汽包水位是非常重要的,但大型锅炉设备人工加水控制非常空难,而且还需人员24小时盯着锅炉水位的升降,一旦人为因素失误导致锅炉水位不足很容易产生爆炸的危险事故。因此,使用自动化设备控制锅炉汽泡水位会使得工作变得既简单又降低了事故概率。 (2)冷却器控制方案中的应用。 冷却剂是冷却器的热载体,冷却器经常采用液态氨作为冷却剂的介质,通过液氨在冷却器内蒸发吸收工艺物料的大量热来达到降低工艺物料的出口温度的要求。自动化在冷却器中的应用主要是控制冷却器的流量和控制氨气的排放量。 3机械制造自动化的发展方向 (1)节能降耗。 虽然时代在前进、社会在不断进步、经济在迅猛发展,可世界上的能源却在逐渐走向枯竭,节约能源是全人类的大事。机械设备是耗能大户,机械制造自动化设备可有效减少能源消耗,因此节能降耗应是机械制造设备研发方向。 (2)数字化。 在制造机械设备时,每一个机器零部件的尺寸、规格都是采用数字的形式标注出来,利用数字来表示信息,使用数字技术来生产机械设备,可以快速整合、收集、研究资料信息,可以高效分析、重新组合企业内部的生产信息。因此生产设计数字化是未来制造业的必然发展趋势。 (3)更加环保。 经济的高速发展虽然给人们的生活水平带来了极大的方便,但是在另一方面也给人类的生活环境和资源带来了极大破坏,经济发展也因此遭到了阻碍。因此机械制造行业必须遵循保护环境的原则,从设备的设计阶段就要本着低污染的原则,保证每一个生产环节都能做到低污染、少耗能。机械制造自动化应向更环保低能耗方向发展。 作者:叶红 单位:武汉软件工程职业学院 机械制造与自动化论文:机械制造与自动化节能设计分析 1机械设计制造中的节能设计理念 1.1设计安全环保的驾驶室 在工业生产中,运用节能设计理念设计出的安全环保驾驶室,既可以提高制作的工作效率,还可以为司机创造一个良好的驾驶环境。同时,安全环保的驾驶室既可以缓解司机驾驶的疲劳感,也可以提高驾驶的安全系数。所以,在设计驾驶室时,可以运用人机工程学的设计原理为司机提供比较人性化的服务,并且司机的座位是可以全方位调整的。在设计过程中,可以运用调动和转向的驱动器,并且它要带有电子监控装置。在设计驾驶室的操作环境时,要采用整体性、全部封闭的样式玻璃,这样就可以防止紫外线的辐射,同时,还要配置无氟环保型冷暖空调。 1.2选择低公害的机械发动机 在对工程进行机械制作时,其最大的部件就是发动机,并且发动机的质量会对工程环境造成直接的影响,因此,为了降低发动机产生的噪声,要选择比较节能环保的发动机。这样,就可以有效地解决噪声污染大的问题,从而实现了节能、降低能源消耗的目的。另外,由于发电机具有耗费油量少、排放低等特点,所以,从另外一个角度看,它提高了加工效率,有效缓解了环境污染严重的问题。 1.3液压系统的节能设计 对液压系统进行节能设计是机械设计制造中非常重要的部分,所以,要想保证液压系统能够高效运作,一定要定期清洁液压系统。同时,机械设计师在设计液压系统时,一定要严格控制液压机造成的污染,并且还要选择适合的油料。除此之外,还要将油液中所有的杂质清理干净,并且延长换油的时间,这样就可以降低液压系统出现故障的概率,在很大程度上降低了液压系统的能源消耗,延长了机械系统的使用寿命。在设计液压系统时,除了要选择合适的施工材料外,还要认真检查软管的损害度和规定时间内的报废量。 2节能设计理念的应用 2.1选择使用可回收再利用材料 在进行机械制造与自动化设计的过程中,一定要选择合适的材料。在选择材料时,一定要坚持降低自然资源消耗的节能理念,要尽可能地选择可以再生的资源和可以回收利用的资源。这样选择的原因是,机械制造与自动化在进行生产加工时,选择可以再生的资源既能够起到分解和回收再利用的作用,还可以减小对生态环境的危害,而且还不会排放出各种有毒有害的物质,有效地减少了对环境造成的污染。除此之外,在设计零部件结构时,一定要遵循“可重组、容易分配和容易分解”的原则。这样做,不但可以提高环保材料的使用效率,还能够有效避免有毒材料的使用。 2.2按照环境通用标准设计机械构件 要尽可能地延长设备的使用时间,降低设备的报废率和机械部件废弃所导致的污染处理成本。在设计过程中,在选择材料时,必须要使用环保负荷比较低的材料,这样就会降低材料的成本,并且还可以减少机械设备报废之后处理污染物质时的工作量。在机械制造与自动化的设计过程中,要遵循“重量轻、能源消耗低和延长设备使用寿命”的原则,要尽量避免使用一些容易污染环境的材料。与此同时,还要注意通用性的特征,要不断优化机械产品的设计,还要针对具体的情况适当降低机械自动化产品的质量,并要严格按照保护生态环境的原则完成机械设备的优化设计,这样才能保证其符合环境通用的原则。除此之外,还要严格按照环境通用的标准设计机械构件。 2.3根据环境需要完善制作工艺 在机械制造与自动化的设计过程中,要不断完善制作工艺,并且在选择制作工艺时,单一零件的加工要与施工现场使用的设备相互匹配,例如,锻压工艺主要包括冷锻压、热锻压等。与冷锻压方式相比,热锻压工艺可以有效提高能源的利用率,而且从施工工艺上讲,冷锻压的成本会更高,不然就会对环境造成很大的危害。因此,在以后的设计中,设计师会选择温锻压工艺施工。除此之外,还要根据具体要求有效地调整施工工序,并且要不断完善工艺,这样才能保证每一个环节都达到环保的要求,进而提高能源的利用率,实现了节能的效果。 3结束语 目前,我国资源浪费的情况比较严重,并且对人们的生活造成了一定的影响,所以,要将节能设计的理念运用到机械制造与自动化中,同时,还要使用环保、节能的材料,采用科学、合理的制造工艺,这样就能够保证机械的高效性和稳定性,同时,也能够降低设备的能源损耗。 作者:郭云龙 单位:渤海石油装备承德石油机械有限公司 机械制造与自动化论文:高职机械制造与自动化专业建设探索 摘要:本文将从五个方面来指导专业建设:从坚持服务区域经济办学定位,实现学校可持续发展;建设品牌专业,切实发挥带动作用;构建三级体制平台,充分释放办学活力;实施两大素质工程,提升人才培养质量;拓展一体化服务功能,增强社会服务能力。 关键词:机械制造与自动化;专业建设;建设思路 1专业建设整体目标 立足武汉,辐射全省,紧扣内涵建设,创新体制机制。成立由武汉市人民政府主导的合作办学理事会,构建政府、学校、行业、企业多方联动的办学模式,形成校企相融、产学互动办学机制;推进校企深度合作,使其与武汉市战略性新兴产业的构建相匹配,将机械制造与自动化专业打造成特色鲜明、优势突出的品牌专业,带动相关院校协同发展;以工学结合为切入点,深化“课岗对接、工学交替、订单培养”人才培养模式改革,融入“敢为人先,追求卓越”的武汉城市精神,全面提升学生职业素养;打造“师德高尚、结构合理、校企互通、专兼一体”的双师型教师队伍,使学校成为校企合作育人的典范;推进教育信息化进程,建设数字化校园,逐步实现学校资源向社会开放;构建社会服务体系,拓展产学研一体化社会服务功能,努力实现学历教育和非学历教育协调发展,职前教育和职后教育相互融合,使学校成为开展四技服务的排头兵、武汉市民终身学习的主渠道。通过三年建设,机械制造与自动化专业建成区域领先、专业人才培养质量明显提高,综合竞争力、区域辐射力、社会影响力及可持续发展能力显著增强,为武汉市及湖北省汽车、装备制造和光电子产业的发展提供了强有力的智力支持和人才支撑。 2机械制造与自动化专业建设思路 深入贯彻《省人民政府关于加快建设高教强省提升高校创新与服务能力的意见》(鄂政发【2012】77号)文件精神,促进建立与湖北省现代产业体系相适应、与人才市场需求紧密对接的学科专业体系。加快建立现代职业教育体系,推进校企合作、工学结合、顶岗实习,推行“双证融合”制度;围绕武汉市支柱产业、战略性新兴产业,打造“武汉职业教育品牌”,建立与职教品牌建设相适应的办学体制、运行机制,全面提高管理水平,提高人才培养质量,发挥教育品牌带动作用,促进高教实力更好转化为发展竞争力,为加快构建促进中部地区崛起的重要战略支点提供更有力的人才保证和智力支撑。2.1坚持服务区域经济办学定位,实现学校可持续发展即坚持围绕“三圈”(围绕光谷优秀圈、武汉都市圈、“1+8”城市圈)、服务“三业”(服务高新技术产业、先进制造业、现代服务业)、构建“三系”(构建校企合作体系、质量保障体系、社会服务体系)、实施“三双”(实施“实习与培训双向基地、教师与技师双向兼职、学生与员工双向培养”策略)、打造“三型”(打造创新型、开放型、就业型高职院校)的办学定位,坚定高职教育改革发展方向,抢抓发展机遇,实现可持续发展。2.2建设品牌专业,切实发挥带动作用校企合作重点建设与武汉战略性新兴产业、先进制造业对接机械制造与自动化专业;深化人才培养模式改革,完善质量保障体系,加强专业教学资源库建设,提高高端技能型人才培养质量。措施如下:(1)深化人才培养模式改革。实施“引厂联企、工学交替”的人才培养模式,优秀是校企共育人才,内引“校中厂”共建生产性实训基地,外联紧密型企业共建“厂中校”实习基地,按能力递进模块,多学期、分段式进行工学交替。(2)进一步优化课程体系。进一步优化“基于工作过程、双证融合”的课程体系,以专业优秀课程为重点,与企业共同开发优秀课程、特色教材和网络课程。(3)推行“以企业工作任务为载体的项目导向”的教学模式。以企业工作项目为教学项目,按生产过程组织教学过程,按企业项目检验标准考核学生课程成绩。建设2间仿真企业工作环境,即融“教、学、做”一体的教室。(4)改革教学组织模式。实行“分段式、柔性化”教学组织模式,按人才培养目标要求和课程模块,分四阶段段组织校内学习与校外实习教学。根据企业生产旺季和淡季,科学安排学生到企业开展生产实习,实现学校教育与企业生产柔性化合作。(5)教学资源库建设。以专业优秀课程为重点,建设自动化生产设备应用专业教学资源库。建设专业优秀课的教学标准、网络课程,以及工学结合项目教材及电子教案、项目/案例库、试题库、媒体素材库等。2.3构建三级体制平台,充分释放办学活力成立由政府、行业、企业、学校四方组成的合作办学理事会,在教学系部成立校企合作办学管委会,在专业成立校企专业共建委员会,构建校、系、专业三级体制平台。在机械制造及自动化专业中采取股份制合作形式,运用董事会管理体制与企业共建二级学院。政校行企多方联动,合作解决校企合作中的政策保障、发展战略、07号实验室仅仅两家做比对,由于各个实验室所配置的仪器设备的精度等级基本一样,那么在用公式(1)判断是否满意的情况下,很可能会将07号实验室判为可疑、05号实验室判为满意。然而,事实却刚好相反。因此,两家实验室间的比对不能够很好地发挥比对作用,从而不能发现实验室存在的问题。 3结语 通过对两家实验室和多家实验室对比的具体操作、评价、介绍以及具体案例分析,可以看出进行多家实验室间的比对的效果要明显优于两家。因此,推荐在进行实验室比对时尽可能组织多家比对,得到数据后采用Z比分数来判断结果。实验室间比对试验的开展,一方面有利于各实验室日常检测工作水平的提高,另一方面有利于实验室之间技术和经验的相互交流与学习,对提高检测水平具有积极的推动作用。通过不断健全比对试验机制、完善结果分析方法,才能使机构的检测水平迈上更新的台阶. 作者:陈帆 程婧璠 单位:武汉软件工程职业学院机械工程学院 机械制造与自动化论文:机械制造与自动化设计理念探究 摘要:近些年来,中国经济取得了较为迅速的发展。这对工业发展提出了新的要求,更在一定程度上推动了工业的进一步发展。由于当今社会计算机技术的普遍应用,在一定程度上推动了工业的发展,逐步成为其未来发展的一个趋势。整体来看,我国的机械制造业及其自动化发展状况良好,工作环境安全并且工作效率较高。但是也应该意识到机械制造及其自动化只是初级阶段,一些技术不能满足实际的需要。这也导致了我国的产品质量不能达到标准,需要其相关的各个方面都有所提升、改进。 关键词:机械制造;自动化;设计理念 虽然机械制造及其自动化得到了快速的发展,并且还在一定程度上促进了我国经济的持续稳定。而相对于世界上的其他先进国家,我国的机械制造及其自动化相比较下起步较晚,存在着一定的差距。文章首先对我国机械制造及其自动化的发展现状进行了分析,然后对机械制造及其自动化的发展趋势进行了阐述。 1我国机械制造及其自动化的发展现状 1.1管理方面 发达国家对机械制造及其自动化技术的管理往往采用计算机。并且十分重视其相应的管理机制以及生产模式的改进和完善,提出了一系列的先进思想,例如准时生产等。而我国对机械制造及其自动化技术的管理绝大部分企业都是通过经验来进行。仅有一小部分较为大型的企业会采用计算机来辅助以进行管理。相比之下,我国的管理手段不够先进,还有很大的进步空间。 1.2设计方面 从设计方面来看,国外机械制造业较为先进的国家经历过了两次工业革命的洗礼,有较为成熟的传统制造工业。并且得到了良好的发展,能对相关的数据等等进行良好的统计更新,目前已经较为普遍的应用纳米技术、复合型加工技术等先进技术。这也在一定程度上帮助其制造工艺效率的有很大的提升。我国的机械制造工业还不够成熟,大部分采取农间作坊的传统模式,效率不高,并且对于当代技术的应用还有进一步提升的空间。 1.3自动化方面 就自动化技术方面来讲,国外已经能广泛的应用数控机床等等设备,在一定程度上达到了其自动化和智能化的要求。而我国的自动化工业仅处于单自动化阶段,对于一些较为先进的设备,例如柔韧制造系统的应用还不普遍。因此我国的自动化技术有待进一步的提升。 2机械制造及其自动化的发展趋势 人们越来越注重节能环保,我国可持续发展战略等一切的政策的提出,要求机械制造及其自动化必须将节能环保的理念贯彻到整个的发展过程中。以在最小的消耗的情况下创造最大的效率和效益。因此未来机械制造及其自动化向着集成化、智能化、虚拟化等方向发展都需要在节能环保的前提下进行,并且要将节能环保理念贯穿始终。在这一基础上,文章对我国机械制造及其自动化的发展趋势进行了分点阐述: 2.1向智能化方向发展 我国在计算机技术方面的技术,例如相应的信息网络、集成技术等受到了普遍的重视,在一定程度上推动了机械制造及其自动化向着智能化方向发展。通过专业人员对计算机以及相应的机械的合理应用,使其能达到对人类思想的模拟,以得到最佳的命令,进而较为自动的完成一系列的工作,形成一个良好的智能化系统。操作较为方便,也能在一定程度上保证从事机械制造及其自动化的工作人员的人身安全,更使相应的生产效率得到了较大的提升。并且对于机械制造行业来说,能够较好的应用智能化系统,能够提升其国际上的竞争力。 2.2向虚拟化方向发展 机械制造行业对于计算机的广泛应用,使其未来有向虚拟化方向发展的趋势。也利用计算机技术实现对整个机械制造过程的模拟和分析,发现方案中存在的问题,并采取一系列的解决措施。保障产品一次就能成功生产。这不仅能缩短对于产品的生产周期,提升生产效率,更减少了重复生产的生产成本,增大了企业经济受收益。使企业的综合竞争力得到提高。 2.3操作界面向简单化方向发展 目前来看,数控系统的相关操作软件特别多而且较为复杂,相应的用户界面没有统一的标准,各个操作系统之间的差异比较大。这给软件工作者提出了较高的要求,也并不利于企工作。机械制造及其自动化为了生产效率谁更好的发展,未来必然会有趋于简单化的操作界面。不但能减轻软件开发者的工作量,方便工作人员的操作,更能使企业的运行效率得到提升。 2.4多媒体将得到更广泛的应用 多媒体技术的越来越广泛应用,多媒体技术可以理解为计算机技术的一种,主要指通讯和声像技术。多媒体技术就是将计算机技术合理的应用到通讯技术、声像技术中。从而在机械制造行业中,实现信息的高效处理,对生产现场所谓的运行情况进行良好的监控和掌握。而对于多媒体技术的应用,需要企业提供较为专业的人才。因此企业只有具备高素质的尖端人才,才能实现多媒体技术的更好有用。 2.5科学计算的向直观化方向发展 较为直观的计算结果能够实现对数据的高效处理和高效应用。目前应用较为普遍的信息交流方式便是文字信息,并不利于对数据的良好掌握和分析。而对可视化技术进行合理的应用,能够实现文字信息的内容向图像或动画等可视信息的转变。并且往往只通过多媒体技术便能得以实现,与文字信息的数据处理相比,能够使产品的生产周期有所减小,并且能保证质量。 3结束语 目前,机械制造已经与自动化形成了良好的结合,两者的发展已经越来越密不可分。我国许多相关公司与国外的合作联系越来越密切,使该行业形成了一系列的跨国公司。这在很大程度上推动了机械制造及其自动化全球化方向的发展。 作者:杜岩 刘政宏 易智涛 单位:沈阳理工大学 机械制造与自动化论文:机械制造与自动化高职专业教学改革探讨 摘要:高职机制专业的学生今后需要进入工厂的生产一线,他们需要具备与机床等机械设备打交道的实践能力。本文从应用人才的角度出发,分析了应用型机械高职人才的基本特征,从多个角度提出了具体的教改建议。 关键词:应用;机械;高职;创新 1引言 随着现代国内经济的发展,高端机械设备进入工厂企业之后,需要有专业人才进行加工工艺、生产方式的设计,高职机械制造与自动化专业是培养企业一线生产人才的平台。高职院校需要针对当前这一人才市场进行合理分配,进一步提出本专业的教学改革方向——应用型人才培养,强调学生基础打牢、应用能力强等基本特征。 2应用型机械高职人才的基本特征 2.1基础知识储备 高职机械专业的学生需要首先具备专业的理论知识,构建他们的机械制造所需要的各类专业知识,机械制图、工艺学、材料、力学,机械原理、液压技术、数控技术等。这些都是具备应用能力的机械专业高职学生所需要掌握的基本机械知识网络。学生只有打牢这些知识储备之后,他们才能在真正的生产过程中,设计好产品生产的工艺[1]。 2.2综合运用能力 具备了专业知识之后,学生还需要学会怎样运用这些知识组织生产的能力,即综合运用知识的能力。上述那些专业知识需要相互配合,实现一种综合性的应用。因为一项产品的生产需要多个工序,不同工种之间相互配合,工艺设计人员还需要思考产品尺寸,形状公差的测定等,这些都是他们可以综合运用上述的专业知识。 2.3创新意识 在产品生产的过程中,工艺设计师需要进一步具备首创精神,在一项新产品的研发过程中,我们没有更多可以借鉴的经验,需要工艺人员针对产品的尺寸、形状、材质等要求进行创新设计生产流程。高职机械专业的学生要想胜任这一岗位的需要,就需要具备一定的创新意识,从多个角度去思考怎样进行新产品的研发生产,一方面需要考虑生产成本的降低,一方面还需要保证产品的生产质量。 3高职机制专业应用人才的培养改革建议 3.1人才培养方案的调整 人才培养方案是机制专业学生培养的基本大纲,要想实现应用人才的培养,就需要首先对高职机制专业的人才培养方案进行调整。针对方案中的一些传统教学模式,教学理念进行调整,主要原则就是提升学生对机制专业的学习兴趣,从学生的兴趣、知识覆盖、综合运用、创新能力等多个方面进行综合考虑,培养出知识网络扎实,综合运用能力较强,创新意识超前的机械制造人才。 3.2教师队伍的调整 应用型人才的培养需要教师更加注重学生的专业应用能力,即教师还需要具备这种能力。因此在教师队伍方面,学院需要及时调整教师培养、高层次人才引进等方向,将更多具有生产实践经验的人才引入到学校,让他们将自己在生产一线积累的经验教授给学生,实现学生的一种有效提升。同时现有的教师也需要积极的开展实践能力的培养,利用节假日深入工厂企业进行学习,学习一线生产的基本经验。教师之间还需要构建一种相互学习、相互帮助的学习氛围,实现教师之间知识能力的整体提升。另外,学校需要配套更多的科研资金,帮助教师进行相关实践项目的推动,一个科研项目将带动一个教师团队的整体实践水平的提升。 3.3理论课程的调整 在应用人才培养的条件下,教师需要进一步培养学生对专业知识的掌握、应用能力,因此需要在尽可能多的理论课程结束之后,加上一些课程设计等,让学生运用学完的这些知识进行实践运用,不断提升他们理论与实践的结合。传统的机械原理、工艺学等课程之后,就有课程设计,这是我们需要进一步坚持的。同时还需要在更多的课程之后加上这类课程设计内容,例如:数控技术、液压技术等,都是需要进行有效拓展其课程设计范围。另外,教师需要进一步思考,引入一些与生产实际有关的课程设计课题,这些与实践联系紧密的课题将有利于学生更好地运用理论知识解决生产实践的能力[2]。 3.4实践教学的调整 在应用人才培养的环境下,高职院校需要进一步拓展机制学生参与实践教学的机会。建立自己的生产实习车间,车、刨、铣、焊、钳等一系列工种都是设计工艺的学生需要进行实践操作的,只有他们自己操作过,他们才能对这些工种有一个更加深刻的认识和理解,力学、液压、机械原理等课程都需要有自己的实验作为理论支撑,教师需要重点开展这些课程实验环节的培养。加大资金投入,建设更加先进的实验室,帮助学生更好地理解和掌握专业理论知识。校外实习也是十分必要的,教师需要不断联系生产企业,让学生进入工厂的生产车间进行参观,学习,拓展学生的眼界。在实践教学环节,教师还需要重点培养学生的创新意识。教师可以设计一下开放性的研究课题,让学生分成学习小组,进行有效的研究分析,通过查阅资料,相互讨论,计算,最终形成学习小组的设计方案,学生的创新意识被进一步体现。 4结语 高职机制专业的学生要想在激烈的人才市场竞争中脱颖而出,就需要进一步拓展他们对知识的应用能力[3]。教师需要从应用的角度出发,对传统的机制专业教学进行有效调整和改革,从而培养出更加应用型的人才。 作者:杨娜 辛鹏 单位:兰州理工大学 兰州职业技术学院 机械制造与自动化论文:机械制造与自动化应用探究 摘要:随着科学技术的发展和综合实力的提升,我国的机械制造业在国际竞争中占据了有利地位,实现了飞速发展。在我国机械制造业长期发展的过程中,自动化等技术的应用有效推动了机械制造业的可持续发展,但是随之而来的也有诸多的问题和挑战。文章研究分析了我国机械制造业和自动化应用的现状和重要意义,并进一步提出了机械制造业与自动化的系统应用以及应用前景。 关键词:机械制造;自动化;应用研究 随着我国社会经济的发展,我国自动化技术在各个行业的应用都取得了较好的发展和进步,特别是在机械制造业的发展中占据着举足轻重的作用。机械制造业的发展是我国经济发展的重要组成部分,因此,如何实现机械制造和自动化技术的有效结合,不断发展自动化技术是当前研究机械制造业发展的重要课题。 1机械制造与自动化应用现状分析 20世纪20年代起我国的机械制造业逐渐发展起来。随着科学技术的进步,特别是对自动化技术的应用之后,机械制造业得到了迅速的发展。正确认识目前我国机械制造业自动化技术的发展现状对于解决当前存在的问题具有十分重要的意义。 1.1管理方面 由于我国管理方面机械自动化发展的时间较短,我国的管理模式和管理思想与发达国家相比仍处于落后地位。我国计算机行业不够发达,这使得我国的机械制造业的自动化程度不高,在设计理念上缺乏创新,管理方法没有实现智能化和数字化,从而严重限制了我国机械制造业的发展。 1.2设计方面 由于我国计算机信息技术还没有达到成熟阶段,这使得在机械制造业和自动化应用的发展过程中不能做出优秀的设计。但是一些发达国家的信息处理技术非常发达,机械制造和自动化应用过程中的设计理念处于更新发展的状态,计算机技术得到充分的发展和利用。 1.3制造工艺方面 我国与其他国家自动化技术的应用相比还存在很大的不足。机械产品制造工艺粗糙落后,机械设备技术含量低,没有完全实现自动化。这也是是阻碍我国机械自动化发展的因素之一。 1.4自动化技术方面 在西方国家的机械制造领域,柔性制造系统、多轴联动机床已经得到了广泛的应用并成为了机械制造业的主流。然而我国的机械制造业虽然实现了数控机床的普及,但是在自动化技术方面仍然使用单一的、技术含量比较低的自动化系统。 2机械制造与自动化应用的重要意义 自动化技术作为技术领域中非常重要的一项技术之一,是机械制造业发展水平的重要表现。一方面,机械自动化技术的应用使得机械制造业的技术含量水平得到有效提高。另一方面,自动化技术水平对于工作效率的提高和生产过程的连续化有着十分重要的作用。自动化技术的发展有利于节省人力资本和优化机械产品质量,实现对机械制造业的升级换代。因此,自动化技术的发展决定了机械制造业的发展水平,自动化技术在机械制造业中的应用具有十分重要的意义。 3机械制造与自动化系统应用 3.1生产自动化 生产自动化是实现生产过程智能化、连续化的重要前提。在机械制造生产过程中利用自动化技术代替繁琐的人工制造生产过程,设备自动的完成大多数工序,减少人为因素对生产过程的影响,这样可以节省大量的时间和生产成本,从而极大地提高产品的生产实效性和企业的自动化运行水平。 3.2信息自动化 在机械制造业的发展过程中,计算机技术的辅助功能是实现机械自动化的主要依据。在辅助制造方面,计算机通过计算出数值实现对机械产品工艺生产阶段的操作控制。在产品设计方面,系统设计人员可以利用计算机相关软件辅助设计,实现产品设计流程中的自动化。在工艺辅助设计方面可以加强升级产品工艺,规范机械产品质量。产品数据库利用计算机技术在制作设计过程中对数据系统进行科学有效的管理。计算机技术在整个机械自动化应用过程中了以有效提升加工效率,提高标准化与机械化生产,从而不断完善机械自动化的发展。 3.3检测自动化 随着科学技术的不断发展,在机械制造过程中新材料新技术不断被应用,而这些新材料的使用使得原有的检测技术不能完全发挥作用,甚至不能达到预期的检测效果。因此,在科学技术不断发展的前提下,在生产过程中可以通过先进的、高精度的监测设施进行自动化辅助检测,从而摆脱目前功能杂乱、检测结果不理想以及人工检测的弊端,保证新材料新技术得到有效的利用,实现自动化检测工作的顺利进行。比如在实际机械自动化生产中实现激光、人工神经网络技术、智能诊断技术以及电流信号检测技术的普遍应用。 3.4机械制造自动化与CAPP、CAM技术的应用 CAPP是当前机械制造业发展过程中一个重要的技术应用类型,是机械制造业发展过程中必不可少的一部分,是生产过程的重要依据,因此在机械制造业的发展过程中应当加强自动化技术与CAPP、CAM等技术的融合,促进机械制造与自动化技术的可持续发展。 4机械自动化应用前景 随着我国工业化程度的不断提高,我国的机械制造业的发展取得了较大的进步。同时在计算机技术的发展和市场经济体制改革的推动下,我国机械制造业自动化正沿着集成化、智能化、虚拟化的趋势不断发展。首先,在企业的发展过程中,工程技术的信息分系统、自动化分系统有着十分重要的作用。因此随着计算机集成技术的不断发展机械制造领域一定会朝着集成化的方向不断发展。其次,智能化是通过人际之间的双向互动从而提高机械制造系统的适应能力,有效节约大量的资源,实现了资源的循环利用。因此在未来机械制造业的发展过程中,智能化操作应用发展也会越来越受到重视。最后,虚拟化也是未来机械制造与自动化应用发展的重要方向。随着计算机技术的不断发展和进步,在产品生产制造过程中可以通过虚拟技术进行科学的模仿、分析,研究生产过程中出现的问题和错误并对此提出解决方法,从而保证生产过程的有效性和成功率。 5结束语 自动化是机械制造业发展的必然趋势,是制造业生存发展必然要求。自动化技术在机械制造业的应用有利于提高企业的生产效率,保证产品的质量,节省产品的生产成本,提高企业的竞争力,最终朝着集成化、智能化、虚拟化的方向可持续的发展。因此机械制造企业要不断完善自动化技术的运用,有效保证生产活动的安全高效和整个行业的可持续发展。 作者:刘新宇 杨帆 单位:沈阳三全工程监理咨询有限公司 机械制造与自动化论文:机械制造自动化技术的特点与发展趋势 【摘要】 经济的发展带动着我国机械行业不断拓展更新,其自动化程度也在不断加强,如何针对机械自动化技术的特点进行更好的应用,如何让其发挥更大的优势,开始被人们所关注。本文对机械制造自动化技术特点进行分析,并对其未来发展趋势进行探究。 【关键词】机械制造;自动化技术;发展趋势 前言 经济的发展带动着社会不断进步,社会的发展也推动者机械化广泛应用于各个领域和行业。科学技术转化为生产力已经成为机械制造业未来发展的必然趋势。对机械制造自动化技术特点进行研究能够有效提升机械制造自动化的推进,实现其对社会的优势,加大对社会的贡献,也是一个企业想要在市场竞争中获得生存与发展空间的最佳途径。机械制造行业必须要对其自动化技术进行深入分析,在此基础上对其未来发展趋势进行预测与评估,从而决定自身企业的走向与发展重点,不断提升产品的质量。 一、机械制造自动化技术特点 机械制造自动化技术是在之前的传统技术基础上发展而来的,但是,其与传统技术也不尽相同,具有比传统技术更具优势的特点,也具有自身的特色。其自动化技术的特点表现如下。 (一)具有综合化特点 机械制造自动化技术相比较传统技术,综合化特点更为显著。其不仅在提高产品的使用率方面得到了提升,同时在运用机械进行产品加工之前的调查、产品加工之后的服务方面得到了提升,其自动化已经贯穿于产品生产的全过程,达到调查、生产、供销、服务一体化的水平,为企业的发展提供了更为广阔的空间。 (二)具有系统化的特点 机械制造自动化建立在计算机信息网络的应用基础上而产生的,其将计算机技术、感应技术、自动化技术相融合,让各项技术均结合在一个系统中,从而通过系统的控制达到所需要完成的目标,其系统化的特点非常明显。机械制造自动化需要高科技信息技术为支撑点,同时结合传统生产制造技术,将两者在系统中进行优化,提高其在实践操作中的性能。 (三)具有一体化的特点 企业在面临市场激烈的竞争的情况下,想要获得更大的生存和发展优势,仅仅提高自身的生产效率只是一个方面,其同样要对自身的业务空间进行拓展,形成产、供、销、售后一体化的经营模式。机械制造自动化则可以对此问题进行有效解决,让企业所涉及的经营范围更加广泛。同时,机械制造自动化还能够对产品质量进行自我监督与控制,在系统应用的范围内进行综合管理,保证了企业时间成本的节约,产品质量的有效控制,资金成本的压缩三方面的有机结合。 二、机械制造自动化技术的发展趋势 企业要进行发展,对于新技术的应用必不可少,同样对于技术的未来发展方向需要进行准确掌控,从而决定自身企业的发展沿着市场的需求前进,保证企业的发展适应人们的需要。因此,对机械制造自动化技术的发展趋势进行有效评估就成为必须。只有对其发展趋势进行正确的分析,才能让企业获得更为有利的发展地位。 (一)智能化与自动化相融合 智能化与自动化已经成为很多行业的未来发展方向,对于机械自动化方面也同样如此,其也是机械自动化的未来发展趋势之一。目前,机械制造行业也在系统中不断融入更加智能的操作,更加方便快捷的运行方式,使其操作更加自动化,能够极大的节约人力成本的投入。比如,建立人机之间的互动模式,增加人机之间的对话操作,在系统可操作的基础上,建立人类思想指令操作模式,让机械能够依照人的意志进行设备运行。并且,机械自动化还建立了自检模式,在出现问题的时候,能够自动停止运行或者自动进入检修系统。随着科技学技术的进步,多核CPU、高频CPU以及RICS芯片也被应用到系统中,将智能化操作上升到一个更高的层次,让其为人类提供更好的服务。 (二)多媒体的综合运用 多媒体与机械制造自动化的结合也将会成为其未来发展的重要趋势。当前情况下,多媒体的应用已经越来越广泛,甚至成为很多企业发展的重要技术手段,将多媒体应用到机械制造自动化中,能够让人们更加形象、直观地看到机械操作的全过程,对于产品质量的控制能够起到很大的帮助作用。多媒体与机械制造的结合是将通信技术、计算机技术以及声像技术有机结合在一起,通过显示屏幕将技术操作的过程进行展示,并配以相应的声音、图像的内容信息,让整个产品制造过程更加具有可控性。多媒体与机械制造自动化的结合能够极大的节省人力成本的支出,给企业的发展创造更加低的成本条件,实现企业的效率最大化,这不仅是各个企业所希望看到的,同样也是各个企业所必然需要的,将会受到企业极大的欢迎。 (三)低碳节能发展趋势 随着国家所提倡的低碳节能概念的提出,各行各业都在寻找积极有效的方法促进低碳节能社会的实现。机械制造行业同样需要对低碳节能社会的发展贡献一份力量,促进我国自然环境的可持续发展,保证我国经济环境与自然环境的和谐共处。机械制造自动化强调运用更加低消耗的材料进行生产,强调在技术应用的基础上追求低损耗高产出,建立绿色的发展环境。同时,机械制造自动化对生产工艺也提出了新的要求,建立从产品生产、包装以及销售、服务等各个环节的绿色发展,建立一系列的绿色发展模式,为构建和谐的生态环境提供基础,进行创新研究。并且,机械制造自动化还对产品的回收利用寻找新出路,增加废旧产品回收力度,从最大程度上实现资源利用的最大化,实现资源的最优配置。 三、结语 经济的快速发展需要机械制造行业的推动,机械制造行业的推动需要自动化的应用,这是经济迅速发展的需求,也是进行机械制造行业改革的关键,更是企业得以生存发展的基础和技术要求。只有加大对机械制造自动化的研究力度,不断推进其精密化与自动化的发展进程,才能让其与世界先进技术接轨,才能让我国的机械制造产业做到高效,让我国的机械产品质量得到提升,保证我国处于世界先进水平的行列。 作者:杨昌博 单位:邵阳学院机械与能源系 机械制造与自动化论文:机械制造与自动化应用研究 随着科学技术的迅猛发展与日益激烈的国际竞争,机械制造业的关注度与重视度越来越高,并得到了很好的发展。机械制造是与人们的日常生活紧密相关的一个行业,人们在日常的生产生活方式受机械制造技术的影响。由此可见,机械制造业的发展在社会经济中有着举足轻重的地位。如何提高当今机械制造业的科技含量和技术水平,是研究机械制造发展的课题。因此,引入自动化技术是机械制造业在发展中进行升级与转型和提高生产效率的必然要求,也是未来机械制造业的发展方向。 1目前的自动化应用与机械制造业的现状 机械制造在我国开始于20世纪20年代或20世纪30年代左右,机械制造的现代化技术提高了生产率的质量,由此,人们开始对机械制造业越来越重视,使之得到迅速的发展。改革开放后,信息技术的发展,经济的腾飞促进了自动化技术与机械制造的有机结合,效果极好。也因此促进了集成系统的形成,并在机械制造业上起到了非常大的作用。 1.1在管理上 自动化与机械制造在实际的应用中,不管是思想管理还是方法管理,与其他发达国家相比都是比较落后的。自动化的应用与机械制造由于很多原因,在管理方法与思想上都没有采用现代化与数字化。反观自动化的应用与机械制造在西方国家的应用中,不管是管理观念上还是管理方式上都实现了数字化的管理,并且十分的专业与科学,将一系列先进生产中的管理理念,如并行工程与准时生产等应用在管理过程中。 1.2在设计上 发展落后的CAD-CAM计算机技术,在自动化的应用与机械制造方面不能做到很好的设计。自动化应用与机械制造在计算机技术发达的西方国家,其设计理念在不断的进行更新中,计算机技术也被充分的利用,例如:引用了限元分析技术。 1.3制造的工艺上 先机科学的计算机技术如纳米加工、(3D打印技术)快速成型、多轴设备的数控加工、高精密的加工、激光加工等,促使自动化应用在国外的机械制造业中具备了非常明显的特点。落后的制作工艺与科技含量低的机械制造,是我国机械制造的现状,国外的先进技术在我国只有少数单位及企业采用。 1.4自动化的技术上 在科学技术的发展中,自动化的设备已经成为机械制造业的主流,如多轴联动机床与柔韧性的制造系统等,在西方国家已被广泛的应用。自动化系统在我国的机械制造行业的应用中还是比较单一的,数控机床虽然也已普及,但是自动化的技术含量还是不高。 2自动化技术在机械制造业应用中的意义 自动化技术是机械制造业水平提高与发展的表现,也是技术领域中非常重要的一项。对工作效率与机械制造的提高,还有连续化与自动化的生产都有着重要的作用。在节省人力资本投入与优化产品的过程中,有利于机械制造业的科技含量与技术水平得到提高。在一定的程度中,自动化的发展水平决定了机械制造技术的发展水平,是机械制造在未来发展中的必不可少的组成部分。自动化技术在机械制造中的应用,有利于机械化水平的提高,是对机械制造业在进行升级换代时的必要手段。 3我国对于机械自动化技术的应用 3.1生产的自动化 自动化技术在生产过程中的应用有利于生产过程更加的连续与智能化。在生产的过程中,设备可自动的完成大部分的工序,避免了生产过程中人为因素的影响,同时节省了很多的人力资源。在进行加工时,也降低了损失的情况,有利于企业竞争力的提升。 3.2在自动化的机械制造业中与CAM、CAPP技术的融合 CAPP技术随着机械制造业在自动化技术的发展,扮演着非常重要的角色。生产的管理与活动作为机械制造在生产过程中的重要依据,是其不可缺少的一部分。在加工过程中,零件的精确化与智能化则需要CAM技术的应用。 3.3信息的自动化 计算机技术的辅助系统在内容上涉及范围非常广泛,如计算机辅助设计系统与工艺系统等,是自动化与机械制造实现自动化功能的主要依据。在产品的设计部分,计算机的辅助设计系统可以有效地促进设计师的精力集中;在加工的效率上,计算机的工艺辅助系统可有效地提高生产过程中的标准化水平与机械生产。 3.4检测的自动化 原材料的运用在科学技术的不断发展中,逐渐出现很多新型的材料,在机械的加工过程中,机械加工的材料不再为单一的传统材料,而是采用了大量的新型材料。然而,新型材料的运用,使得传统的检测方式与之不匹配,这时就要运用计算机技术。比如说电流信号、激光、人工神经网络等检测技术都有利于检测效率的提高。 4自动化技术在机械制造中的发展策略 4.1自动化技术的发展要因地制宜 机械制造业的发展要结合生产的实际情况与发展现状来确定自动化技术在该领域的发展目标。自动化技术在机械制造业的发展中,要把技术的应用作为重点,还要注意技术的创新与引进。另外,还要结合企业的自身发展情况,技术的应用是为了企业的社会效益与经济效益的提高,一定要符合企业的发展需要。因此,机械自动化的技术发展不仅是要加强技术方面的实用性,更是要实事求是,因地制宜的发展,以此促进企业中经济效益的提高。如果只是过分的去强调智能化与自动化的机械设备,盲目的扩大和引进自动化技术,是不符合实际的发展需要的。在生产的方法与模式上要摆脱低负荷率就要注重在技术的创新与引进上,如何应用自动化技术要根据发展的现状和当前技术的发展水平,在生产效益提高的基础上促进生产速度的提高。 4.2低成本的自动化技术发展,有利于效率的提高 效益高、投资少的自动化技术在推广与引进上有利于自动化技术在层次与水平方面的提高。新型的低成本自动化技术在积极地推广与应用中,有利于资源配置的不断优化,在经济效益上有利于用最小的投资成本换最大的利益,有事半功倍的作用。这种以最小的投资成本换取最大的利益源自于美国的LP生产模式,所以在机械自动化技术的发展中进行设备与技术的引进时,要根据企业的自身条件和实际的发展情况,合理的调整机床的布局与机械设备的改进,这样有利于资金与设备在在投入方面的节省,以此获取经济效益的提高。此外,还要应用与引进自动化的管理技术CAD/CAM,提高技术在机械设备中的含量与技术人员的综合素质和专业水平,在管理人员的创造性发挥中,优化人力与技术资源,使机械自动化技术水平得到系统、全面的提高。如今,结合自身的发展情况,我国食物自动化改装已在很多企业的机械制造方面得以实现,降低了技术方面的投资成本,这一技术的运用,在经济效益上会有很大的提高。 4.3自动化技术要提高其自身的技术含量 自动化技术在创新与发展中不断的进行优化与调整,从简单到复杂,由低到高,逐渐从人工控制发展为数字与机械控制。机械制造业在未来的发展方向与趋势上是自动化工厂,有利于生产效率的提高。目前,这也是理想阶段的机械制造技术的发展,实现这一阶段的目标不是一蹴而就的,需要技术人员在机械制造方面不断的努力。与国外发达国家的技术相比,我国的机械制造业发展水平与世界的先进水准还是差距很大的,因此,要加强对专业技术与理论知识的学习,在应用中总结经验,推陈出新,革故鼎新,促进自动化技术在机械制造领域更好更快的发展。 4.4要发展与之配套的自动化技术 机械自动化技术的发展不仅需要高含量的生产技术,还要注重与之相配套的生产技术,促进自动化技术水平的提高。因此,要结合企业的自身情况,做好每个项目在自动化技术应用上的基础工作,有利于自动化技术在整个系统中提高发展水平。在自动化的控制技术发展中,应注重传感器与编程控制器等设备,促使各种道具与微处理机在自动化技术中符合发展的需要,在自动化技术中运用先进的控制系统与计算机软件进行控制与管理,促使机械制造朝着自动化、数字化、智能化的方向发展。机械设备在未来技术的发展方向为智能化水平高与性能好。不断的优化机械自动化技术的系统结构,不断提高其系统的耐性与刚性,在生产设备中的体积与质量上不断优化,是自动化技术在发展中非常重要的方向。在机械制造中,科技含量与技术水准通过自动控制与微电子技术进行提高,并实现其自动化的检测与控制。计算机技术在机械自动化的应用中有利于生产决策与数据运算在技术上的支持,有利于信息的及时处理与传输。 5自动化技术与机械制造在未来的发展趋势 5.1集成化的发展方向 集成系统是由各分系统形式质量信息、工程技术信息、制造自动化与管理信息所构成的系统模式,在企业的发展与生产中有着很大的作用。工程技术的信息分系统是以计算机基础工程中分析、工装设计、设计及工艺过程为基础的;自动化分系统是由工业机器人、自动装配、计算技术控、加工中心构成的;管理信息分系统是由财务管理、材料、人事、经营所构成的;质量信息分系统由计算基础中的质量、测试、检验共同构成。在机械制造领域计算机集成技术的应用会越来越高,越来越广泛。 5.2智能化的发展方向 在机械的制造与生产过程中,加入一些分析、推理、判断与构思等形式,使友好性、优良性、适应性在机械制造的智能化系统中发挥着重要的作用。并在其生产与设计的环节中,进行模拟化操作方式,以提高其柔弱性。在机械制造的智能化发展中,安全性与友好性有利于降低污染物在生产过程中的产生,节约大部分的资源,有利于资源有效的循环利用。 5.3敏捷化的发展方向 机械制造的敏捷化来源于企业的自身竞争力与企业的信誉度,进行分工合作与虚拟化公司的组件有利于企业自主竞争力与综合竞争力的提高,在运转的过程中,对用户的要求可以以最快的速度进行反应,敏捷化的机械制造可促进企业在应变能力上有效地提高。虚拟制造技术就是敏捷化的机械技术的优秀与关键性技术,是其集成化技术的发展目标,发展敏捷化的机械制造技术,在生产过程中可有效地运用现代化技术,并由信息集成化向企业集成化方向发展,所以在很大程度上敏捷化的机械制造影响着其现代化的集成技术,也是近几年自动化技术在我国的技术研讨中的主要攻克目标之一。 6结语 自动化技术的应用在机械制造中,有利于经济效益与生产效率的提高,有利于企业在市场竞争力上的提高,自动化技术在机械制造业中正向着集成化、智能化、数字化及绿色化的方向发展,有利于在发展过程中实现可持续的发展理念,和谐共生,相互促进。在科学技术与社会经济的发展中,自动化技术与机械制造技术的有机结合,促进了生产效益的大幅度提高,保证了产品质量,在生产过程中对工作人员的劳动强度也起到了降低的作用,也促使在激烈的市场竞争中,企业有了长足的发展空间,因此,自动化技术在机械制造业领域中的应用要越来越完善,符合社会实际情况的发展要求,不断地提高社会效益与生产效益。 作者:徐钦 从彬 单位:郑州工业安全职业学院 机械制造与自动化论文:机械制造自动化技术发展现况与趋势 摘要:机械制造自动化技术在我国机械制作业有着举足轻重的地位,其具有系统性、综合性以及体现市场竞争等优势。文章首先分析了机械制造自动化技术的特点以及机械制造技术发展现状,最后根据这些利弊得出了机械制造自动化技术的发展趋势,希望通过笔者的研究可以为业内人士给予些许帮助。 关键词:机械制造;自动化技术;发展趋势 机械自动化技术是机械制造业中最为关键的技术,也可以说是保证国民生产基础的产业,机械自动化技术为机械行业的发展与进步提供了动力支持与基础保障。我们国家也大力对自动化技术进行研究,使自动化技术在我国的发展日益进步,更加促进了制造技术的发展。 1机械制造自动化技术的特点分析 系统性、综合性这两点点是机械制造自动化技术的特点,这两个特点在机械制造自动化发展中作用很是明显,以下是笔者对这两点的分析。 1.1系统性 本身自动化技术涉及的行业十分广,所应用的技术也很多,单从机械制造自动化来看,通信技术、计算机技术、材料研发等等诸多技术手段才能满足其需求,其系统性得以体现。在机械制造自动化技术的系统工程中,产品设计、管理规划、销售与售后服务等,均拥有了非常成熟的应用。机械制造行业本身属于传统的生产制造行业,在自动化技术的加入之后,给机械制造行业有了很大的改变,实现了传统工艺和现代信息自动化技术近乎完美的结合[1]。在自动化的引导下形成了统一系统,大程度将机械制造行业发展促进。 1.2综合性 采用机械制造自动化技术主要目的是提升机械制造企业自身的竞争实力,从而推动机械制造行业的发展。因此,机械制造自动化的应用不单是针对机械产品生产的单一环节,而是涵盖了产品的调研、设计、研发以及销售和售后等多个环节[2]。同时,把所有的环节均串联组合为一个整体,进行集中研发与挖掘。这种综合化、一体化的特征,使企业的效益得到了大幅的提升。 2机械制造技术发展现状 在很长一段时间内,我国对机械制造行业的扶持力度都很大,尤其是改革开放以来,我国更是重点扶持机械制造行业。不过,我国机械制造技术的发展相对晚,相应的基建条件不够先进,和工业发达的国家与地区比较而言,依然有一定的差距存在。西方工业发达的国家,在经过蒸汽时代以及电气时代之后,工艺技术得到了很大程度的革新,传统的工艺技术相对成熟。而和工业发达国家比较,国内的机械制造工艺技术不够精密,现代化水平不够高,很多高新技术依旧处于研发阶段,还未真正投入生产中[3]。例如,很多工业发达国家逐步的推广应用纳米技术、微激光技术以及复合生产技术。但是,国内很多的机械制造企业依然在走粗放型发展的路线,即使有些工艺技术开始逐步发展,不过整体讲依然少有高新技术的应用。 3机械制造自动化技术的发展趋势 3.1智能化自动化发展 在机械制造生产过程中,以往采用的自动化系统一般仅仅可以对较为理想的条件,完成相对简单的操控,并通过合理调度,达到自动化的目标。但是,智能化系统却是基于计算机对人所具有的思维加以模拟,并在此基础上得到最优化的命令,再进行相应的操控。随着未来科技不断发展,自动化与智能化定会更加紧密的融合,由智能系统下发命令,再经由自动化系统来代替各种的人类操控[4]。现阶段,自动化技术的智能化正向着更为复杂,精准的趋势发展。 3.2精确高效化发展 机械制造技术的水平高低,主要是由其效率与精度所决定的。在信息科技不断发展的同时,机床的硬件也快速的更新换代,特别是在高频CPU、多核CPU出现及发展以后,使机床的数控手段得到了更快速的发展,也促使了数控机床越来越朝着高效与高精度的方向前进[5]。 3.3操作简单化发展 自动化操控软件数量非常多,不同的软件又具有差异性极大的操作界面,这样使软件的开发更加的复杂,同时也加大了使用人员的操控难度。因此,未来在操控界面设计中,定会逐步的向简单化方向发展,这样才可以降低人员操控的难度,提升生产效率。 4结束语 综上所述,我国正处在社会经济发展的重要时刻而机械制造业相对来说还比较落后,这在一定程度上限制了我国经济的快速增长。因此,要求我们了解机械制造自动化技术的特点,并全面掌握未来的前进方向,以不断提升机械制造行业的生产效率与效益。 作者:刘睿 金英俊 王志远 单位:沈阳理工大学 机械制造与自动化论文:机械自动化技术与机械制造模式研究 传统的机械生产加工对人的依赖性很大,由于人的操作失误难免会造成企业的损失。机械自动化与传统的机械生产加工相比有着自身的优势和特点。它主要是指在无人的情况下,通过编排好的程序,依靠专用设备来完成机械的生产。在整个机械制造行业当中,机械自动化水平是机械制造企业发展水平的重要指标,它对国民经济的增长有巨大的推动作用。 20世纪20年代,我国机械制造企业开始采取机械自动化技术来从事大批量的冷加工机械生产,但由于受到了种种因素的制约,其发展较为缓慢。到了20世纪60年代,机械自动化在我国的发展基本处于停滞状态,此时与外国的发展水平有着巨大的差距。改革开放以后,我国机械制造行业与外国的交流日益密切,机械自动化的发展开始进入了一个新的阶段,但由于缺乏优秀技术和自主创新能力,我国所制造的机械设备的质量和性能远远不能达到世界标准。近年来,随着数控技术在我国的快速发展与应用,机械自动化技术因此也实现了较大发展,逐渐向智能化方向前进。从机械自动化技术的发展方向我们可以看出,机械制造企业的经营者和相关技术人员要从企业的实际情况出发,积极学习和引进外国机械自动化的经验和技术,不断提高企业的实力,此外还要提高自身的自主创新能力,增强企业的软实力,以此来提高企业的市场竞争力,满足我国对机械制造的生产需求。 一、实施机械自动化的意义 机械自动化技术是在传统机械制造上的发展,它主要是指在无人的情况下,应用先进的科学技术和计算机手段通过编排好的程序,依靠专用设备来完成机械的生产。机械制造企业利用机械自动化技术可以弥补传统人工机械生产的缺陷,提高生产效率和生产质量,同时提高了机械制造企业的国际竞争力,符合国际市场对机械设备的标准,满足了国际市场的需求。此外,机械制造企业采用机械自动化技术可减少员工的工作量,极大的降低员工在生产中的劳动强度,促进员工实际工作效率的提升,而且还使机械性能得到充分发挥,促进了机械制造企业在整个行业中的优势的发挥。 二、机械自动化的优秀技术 机械自动化水平的高低是由机械自动化的优秀技术决定的,机械制造企业掌握的优秀技术越多越成熟,那么该企业则会具有较高的机械自动化程度。具体来说,机械制造企业应掌握的优秀技术主要包括以下几个方面: (一)机械技术 机械技术是机械制造企业实现机械自动化的基础,企业若要完成高水准的机械制造任务,必须依靠良好、成熟的机械技术做支撑。近年来,随着科技的快速发展,机械技术取得了较快的进步,进步的方向主要体现在三个方面:第一,机械制造材料的质量更符合制造要求和人们的需求;第二,机械设备在制造结构上更加趋于合理;第三,机械设备制造的性能更加优良全面,更符合现代化的发展标准。机械技术对于机械制造企业至关重要,企业的机械自动化技术功能的发挥受到了机械技术的重大影响。 (二)计算机信息技术 随着科技的快速发展,计算机技术被逐渐应用到了机械自动化技术之中,并逐渐成为机械自动化的典型技术。机械制造企业通过计算机技术在机械自动化中的应用,可以有效的对机械生产过程进行控制,并提高生产效率。在当代社会,机械制造行业属于我国领军产业之一,它只有跟上时代的发展趋势,积极采用现代化的计算机信息技术,并不断的对信息系统进行更新换代,才能使得机械自动化技术达到预期效果。 (三)系统技术 系统技术属于应用技术,它被大部分的机械制造企业所普遍采用。机械自动化的系统技术主要是指机械制造企业将世界各国最先进的技术进行引进与结合,通过对技术的综合应用来提高机械自动化系统的安全性和整体性能,同时还可帮助企业实现节能环保的目标。此外,机械制造企业应用系统技术还可以实现机械自动化的规模效益,确保机械制造任务的有效完成。 三、机械自动化的制造模式 企业在进行机械生产过程中应用机械自动化是对机械产品制造模式的一种创新,它可以使企业提高生产效率,实现经济效益,提高企业的竞争力。目前,机械自动化技术基础上的机械制造模式主要体现在以下几个方面: (一)绿色化制造模式 机械自动化为企业的发展带来了很多益处,提高了企业的生产效率,增强了企业的竞争力,但是大部分企业应用机械自动化发展过程中忽视了对自然环境的保护,对生态环境造成了严峻的破坏,致使人们的生活和身体健康出现了各类问题。这就要求企业的生产在采用机械自动化技术时要采用绿色化制造模式,把它作为企业追求的最高目标。绿色化制作模式是历史发展的必然,是全球企业生产经营的方向,它可以使企业实现可持续发展,同时也保障了人类的生命安全。绿色化制造模式需要长期大力的发展研究。 (二)流水线生产模式 机械自动化技术在机械制造企业中应用最为标志性的模式是流水线生产模式,它主要是指将产品生产的整个环节进行分割,每一个部门或个人只对应着产品生产的一个工序,它是人和机器的有效组合。机械制造企业可依靠流水线生产模式对产品进行批量生产,极大提高了员工的工作效率和产量。在流水线生产模式中还可加入网络化技术或智能技术,这样不但可以提高生产效率,还有效规避了因前一道工序的失误而造成从头生产的问题。 (三)智能化控制模式 智能化控制模式是机械自动化技术的指挥官,在机械制造过程中,它掌控着生产系统的应用和生产过程,具有人无可比拟的优势。员工通过智能化控制模式可以进行简单快捷的操作,有效规避了因人的操作不当而造成的资源浪费,但是智能化控制有效性的前提是员工严格按照操作程序进行操作,需要员工熟悉掌握智能化控制中的各项功能和指令。智能化控制模式除了掌控着生产系统的应用和生产过程外,还能及时的对产品进行误差检测和修复,保证产品质量。随着科技的快速发展,机械制造企业越来越重视智能化控制模式在自动化生产中的应用,并不断采进新设备和新技术来加强机械生产的自动化和智能化,以此来提高企业生产的效率和质量。 (四)人员精简模式 人员精简模式是一种新型的制造模式,具有较强的实用性,而且应用方便、适用范围广泛,此外还能对成本进行一定程度上的控制。近年来,随着社会的进步和经济的快速发展,人员精简模式除了在机械自动化技术中得到广泛应用外,在其他领域也得到了各行业的好评和借鉴。人员精简模式可以帮助企业有效控制生产成本、提高生产效率,使企业的经济效益实现最大化。相对于传统的机械生产模式,人员精简模式是一场重大的改革,它促使了企业的生产程序简单易操作,并且方便管理。 (五)网络化制造模式 互联网技术的应用对人们的日常生活、工业生产、政治、教育、军事等方面产生了巨大影响,同时也促使了机械自动化技术的重大变革。机械制造企业可通过网络化制造模式对机械自动化设备进行远程操作。互联网的快速发展缩短了国家、地区、企业间的距离,使得企业间的竞争开始向全球化发展,当机械制造企业生产出新产品后,只要其满足人们的需求且质量可靠,便会很快在全球畅销。此外,随着互联网的普及,各种依托网络而开发的远程控制和监视技术应用到了企业的机械自动化生产中,极大提高了企业的管理能力。综上所述,随着社会的进步,我国机械制造企业在生产过程中普遍采用了机械自动化技术,为我国机械制造业的发展和国民经济的增长做出了巨大贡献。为使机械自动化技术充分发挥作用,机械制造企业要与时俱进,积极引进国外先进的技术设备,同时还要加强自主创新能力,掌握优秀技术,通过先进的机械制造模式来提高机械自动化技术水平,不断提高机械设备生产的质量和效率,促进我国经济的可持续发展。 作者:滕皓 单位:扬州工业职业技术学院机械工程学院 机械制造与自动化论文:节能设计理念在机械制造与自动化的应用 1机械制造与自动化的发展现状分析 自我国改革开放以来,机械制造技术发展迅速,同时在我国的工业生产中占据了越来越重要的地位。近年来,随着科学信息技术的深入普及,各行各业都开始广泛地运用计算机技术,特别是在机械制造行业中,通过与计算机技术的有机结合,使机械制造趋于自动化,且其工业产品制造的完成也越来越安全与快速,使机械制造行业更加快速的发展,现在机械制造与自动化的显著特点就是高安全性与高效率生产。同时因为机械制造技术与自动化技术的有机结合,使得我国的机械制造技术的发展也越来越快,并且近年来,国内的一些机械制造企业还开始尝试与国际接轨,通过建立跨国公司使国际交流有效加强,通过这一举措,国内许多机械制造行业的技术发展得到了有效的促进,其规模开始不断扩大,也逐渐提高了其机械制造的自动化程度,从而竞争力不断提高,并促进企业的快速发展[1]。随着能源能耗的增加与我国对节能减排的大力倡导,机械制造与自动化行业对节能环保技术发展的关注度也越来越高,且对于机械制造与自动化行业的发展而言,有效地引入节能设计理念非常必要。在现代工业中,机械制造与自动化行业发展的一项重要技术就是节能环保技术,通过对机械制造中各个环节的严格把控,有效地对节能设计理念进行应用,从而对机械制造与自动化行业持续健康的发展提供有效保障。 2机械制造与自动化中节能设计理念的有效应用途径 2.1改进机械结构设计 在机械制造与自动化中应用节能设计理念时,贯彻节能设计理念的第一步就是改进机械结构设计,只有使机械结构设计真正做到节能环保,才能有效地保证整个机械制造设计做到节能环保。在改进机械结构设计时,节能设计理念的应用途径主要可以体现在以下几个方面。 1)选用低污染、低公害的发动机。发动机作为机械工程系统中最大且最关键的部件,其所排放出的噪音和气体会极大程度地影响到外部环境。因此,使用环保型的发动机不仅可以有效减少噪音与气体污染,还能使油耗与排量降到最低,同时有效提高加工效率,提升机械系统的动力,并极大程度上缓解了机械对于外部环境造成的污染压力[2]。 2)液压系统的设计要坚持节能原则。机械工程中的液压系统会极大程度影响到整个机械工程的运行,要想使液压系统的高效传动得到有效保证,就要有效保证液压系统的清洁度,这不仅要求严格把控油料的选择,设计师在设计液压系统时,也要将油液中的磨损物与微尘垃圾杂质进行彻底清除,从而使液压系统的清洁得到有效保证,并极大程度延长换油的时间间隔,使液压系统的故障发生率有效降低,同时大大降低配件的更新率,延长机械设备的使用寿命,对液压系统的污染进行严格的控制。所以在对液压系统进行改良设计时,应该要选择耐腐蚀性强、防老化能力突出及密封优良的优质液压管,软管尽量用硬管代替,从而使软管的废弃量与损坏量有效降低,并因管道破裂而引起的环境污染问题减少。 3)改良机械工程驾驶室的设计。驾驶室是大型机械工程中操控机械工程最主要的控制室,在对机械工程驾驶室的设计进行改良时,可以采用防紫外线辐射玻璃、经减震降噪处理的全密封整体式“安全环保型”驾驶室,可将环保无氟型冷暖空调配备在驾驶室内,对人体工程学设计原理进行充分运用,设计一个基于FOPS与POPS技术的安全驾驶室,并将多元化美观合理的色调搭配有效地融入到设计过程中,在保障驾驶员安全的同时,也有效缓解视觉上的疲劳,有效改善其工作环境的同时,也使作业效率得到提高[3]。 2.2采用节能环保材料 1)机械工程系统设计时尽量选用可回收、可再生的材料。机械制造与自动化的材料选择应该严格遵循可回收、可再生及易分解的基本原则,在生产加工过程中就不会有大量的有毒有害物质排放出来,也可以有效减小对环境的危害。特别是在进行结构设计时应该尽量选用可拆卸、可回收且无毒的材料,从而使机械材料的再生率有效提高,并使机械工程材料的浪费情况有效减少。 2)机械工程系统设计时要遵守长寿命、低能耗与轻重量原则。一般情况下,有效延长产品的使用寿命就是使机械产品的报废率降低,同时也意味着减少了机械的产品产量。机械产品的能耗降低也能减少污染,提高环保效率。从材料能耗降低的角度,将机械产品的重量适量减轻,并从环境的负荷对于机械的要求方面进行优化设计,产品设计应于环境通用标准相符合,从而保证机械构件的通用性有效实现。 3)机械工程系统设计时尽量选择综合成本与污染最小的机械材料。在进行机械制造与自动化设计时,一些企业常常会忽视机械材料报废以后的污染处理问题,为满足节能要求的同时也使材料的综合成本有效降低,应积极采用一些综合成本最小化与低环保负荷的机械材料,并尽量避免使用树脂、石棉、氟利昂以及含氯橡胶等类型的机械材料。 2.3优化制作工艺 在设计机械制造与自动化系统时,结构与材料的设计是非常重要的内容,但是为了能够使设计阶段全过程的节能目标有效实现,制作工艺的优化也十分重要。 1)优化现有产品结构。众所周知,机械制造与自动化系统中,设计零件越少且机械结构越简单,在进行制造时所需的能源就会越低。除此之外,在制造过程中所需的能耗也会受到机械设计中零件形状的影响。因此,在机械制造与自动化系统设计时,不仅要使产品的基本性能得到保证,还要使其零件尽可能简化,使零件数量与机械体积减少,并优化其产品结构。 2)合理安排工艺工序。因为不同加工工艺产生的能耗不同,因而在进行产品加工时要合理安排加工工艺工序,对加工工艺进行节能设计,让机械生产设备一直保持一个满负荷运行的状态,从而使生产设备的使用效率得到有效提高,并有效降低能源的浪费。 3结语 我国机械制造与自动化在飞速发展的同时,也付出了能源大量浪费与消耗的代价。因而,各行各业应该高度重视节能环保问题,将节能设计理念贯彻落实,在保护环境的同时要促进企业的可持续性发展。 作者:郭敬飞 单位:山西霍尔辛赫煤业有限责任公司 机械制造与自动化论文:机械制造与自动化应用刍议 1检测自动化 随着机械制造业技术的不断发展,新型的工业材料越来越广泛,机械制造业在材料的选择上空间更大,一些具有特殊性能的材料被广泛使用,提升了产品质量的同时,也对产品的检测带来困难,这种情况下,传统的人工检测方式根本无法达到现代加工工艺的要求,所以计算机自动检测技术的运用是必然的。利用激光、三座标测量仪、电流信号、人工神经网络、时序对零部件的磨损程度进行检测,提升检测效率。 2机械制造自动化与CAPP、CAM技术相融合 CAPP技术在现代机械制造业中起着不可替代的作用,在整个制造过程中,作为衔接产品设计与生产制造的中间纽带,工艺设计过程是管理阶层安排生产与管理的主要依据,也是企业法规的重要组成部分。工艺设计过程说白了是决策过程,具有很强的经验性,影响因素比较多。随着市场多元化的发展,竞争的日趋激烈,传统的工艺设计已经满足不了需求,而计算机辅助设计与辅助制造成为机械制造自动化发展趋势。随着机械制造自动化水平的逐步提升,计算机辅助设计与制造系统也将更好的连接,而两者之间的桥梁——计算机辅助工艺过程设计(CAPP)也必将快速完善,其基本功能有:设计信息的输入;工艺操作路线、工序以及必须用的机床、刀具等的选择;切削用量的决定;工时和成本的预算;工艺文件输出等。在完成工艺设计后将信息交由CAM执行,CAM(计算机辅助制造),利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程,它输入信息是零件的模型、工艺路线和工序内容,输出信息是根据刀具、加工部位智能化生成合理、高效的刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序,提高零件的加工节拍。 3.机械自动化制造技术应用前景 目前,我国经济发展突飞猛进,各行各业正处于快速发展阶段,市场经济的日益完善,为机械制造自动化技术的发展提供了广阔的空间,其集成化与智能化发展水平逐步提升,加上计算机辅助系统的广泛运用,机械制造自动化应用有了充足的技术保障。依据我国机械制造自动化应用的情况来看,我国在这方面的发展前景可以从以下方面总结: 3.1集成化。计算机集成技术的应用是机械制造自动化发展的必然,也是重中之重,是优秀的生产模式。计算机集成技术在机械制造领域的运用,使整个制造过程成为有序的整体,自动化控制分系统、工程设计信息分系统、自动化管理分系统相互配合,共同保证制造过程的顺利进行,实现集成化管理。 3.2智能化。与集成化一样,智能化也是机械制造自动化发展的趋势,智能化的制造系统实质上是人机合一的系统,由智能化机械与工程专家组成,实现了人机的双向互动,主要体现在操作系统中有较好的操作界面,生产的每个阶段都能进行人机交流。为了使机械制造系统能够有较强的适应能力,可以采用模块化的设计方式,对于整个生产过程的操作人员来说,大大提高了操作的安全性和便利性,进而有效提升生产效率。对于每一个机械制造企业来说,智能化系统的应用是企业整体实力的象征,能够大大提高企业市场竞争力,而且大大减少了能源资源的使用,有利于生态环境建设和保护,树立企业良好形象。 3.3虚拟化。机械制造在工艺的设计与制造方面采用了虚拟化的方式,主要包括多媒体技术、人工智能技术、计算机技术等,处于优秀地位的是计算机仿真模拟技术,由其他众多技术构成完整的系统。虚拟技术的应用,使企业能够对产品生产制造的活动过程进行模拟、分析,从而能够对生产过程中可能出现的错误和问题进行分析研究,制定出应对的策略和措施,保证生产过程的连续不断,提升一次性成功率。并且,此技术的运用能够大大缩短产品的研发时间,控制生产成本,提升市场竞争力。 4.小结 伴随着科学技术的快速进步,机械制造业普遍实现自动化生产成为必然,自动化技术的发展与完善,能够促进机械制造效率的大幅度提升,加之现代信息技术与自动化技术的不断融合,机械制造的自动化程度将更高,克服了一系列生产过程中的问题,全面系统的获取与生产相关的信息,进行整合与分析,确保生产的持续进行。 作者:黄华宁 单位:广西轻工高级技工学校
机电技术应用论文:应用专业发展机电技术论文 1.推进校企深度合作,实施工学结合的人才培养模式 借鉴德国“双元制”培养模式,依据学校目前的实训实习条件和教师队伍构成,结合全国职业院校技能大赛的指导思想,进一步完善校企合作运行机制,完善灵活的工学交替教学过程,深入探索工学结合的人才培养模式。学校首先要根据企业的用人需求,制订有效的职业能力培养方案。具体实施时可让教师走进企业开展深入调研,了解企业生产过程中的技术、工艺,研究生产岗位对技术能力的要求;也可把行业专家和企业的工程师、技术员请进学校,对学校的课程设置和具体内容提出建议和指导。在充分调研的基础上制订新的课程标准,改进教学计划,确定课程内容。在教学实施方面,要充分利用企业的资源组织实境教学,让学生参与企业产品制造,有效培养学生的职业能力。 2.改革课程体系,构建精品课程,建设专业教学资源库 在校企合作的基础之上,学校应根据专业培养目标进行课程体系改革;同时整合教学内容,建立优秀专业课精品课程,形成较为完善的教学方案,同时做好专业教学资源库建设。①课程体系改革。在进行课程体系改革的过程中,要注重培养学生的动手能力,同时也要注重职业道德、综合素质、实践能力的培养,建立必要的文化知识和专业实践能力相结合、理论与实践相融合、教学内容与岗位需求相适应的课程体系。具体可借鉴德国机电一体化技术工人的培养目标,同时结合全国技能大赛“机电一体化设备组装与调试”项目规程及指导方向,以本专业面向的装备制造企业的典型工作任务、工作过程为导向,整合企业生产过程中的典型工作任务,把企业岗位能力模块化,建立专业模块课程体系;并且对典型工作岗位的作业流程所包含的知识、技能和态度进行分解,引入现场实际工作任务,选择适当的项目或任务,构建工作任务导向课程。②精品课程建设。要以专业优秀能力的要求为依据,构建精品课程体系;以职业能力为主线,以职业活动课程为主体,以职业岗位能力和“双证书”为基础,构建精品课程内容;采用“做、学、教一体化”的教学方法进行教学。在课程建设的过程中,首先制订课程标准,然后选定其中重要技能的课程作为精品课程建设项目进行开发和建设,并通过项目建设,形成一套精品课程及教材,其中包括教学内容、教学策略、教学环境、教学方法、教学评价等内容。机电技术应用专业应重点对以下三门课程进行改革探索,以打造精品课程。一是“液压与气动技术”。要充分利用实训室资源开展“理实一体化教学”,以若干课题、任务为引导,使学生能够正确选择气动液压元件、正确安装和调试维护液压气动装置。课程结束后,以任务书的形式对学生进行考核。二是“电气安装与维修技术”。以工作任务为载体,实施“做、学、教一体化”的项目教学。教学以实训为主,突出电气设备的维修能力培养。设计任务时以项目为单元,所设任务应从简单到复杂,理论和实践交替进行。课程的考核注重工作过程,以任务书方式逐个学生逐个项目进行。三是“机电一体化设备组装与调试技术”。从机电技术应用所需的控制电路出发,把机电技术专业的优秀技能集中于设备装配和调试之中,使学生通过该模块的实训,掌握机械装配技术、气动技术、变频技术、电气安装技术、人机对话触摸屏应用技术、信息检测及传感技术等,使学生具备相应的专业能力。③充分利用信息化教学手段,做好专业教学资源库建设。在开发建设精品课程的基础上,整合教学资源,完善教学课件,研发仿真实训教学软件。如利用多媒体信息技术建设电工技术、传感器技术、电气安装技术、变频技术、液压气动技术、机械基础等多门专业课程的教学资源库网络共享平台,为学生的技能水平提升和职业能力考核提供自主学习平台。 3.进一步加强师资队伍建设 通过师资队伍建设,促进教师的自我发展,进而提高工作积极性和主动性。而专业带头人和骨干教师的培养是师资队伍建设的重要内容之一。①培养专业带头人、骨干教师。选拔一名素质好、进取心强、专业水平高、教学能力强的教师作为专业带头人培养对象,通过重点培养,使其具有把握机电技术应用专业发展方向的能力,能提出本专业的中长期发展思路,在校企合作、专业建设中能够起到科学引领作用。同时,选拔多名有一定实践经验、有较强教学能力的教师,通过企业实践、外出学习、担任技能大赛指导教师、教学研究等方式,培养骨干教师,使他们能够胜任本专业骨干教师岗位工作职责,在教学中起到示范和表率作用。②加强“双师型”师资队伍建设。在培养专业带头人、骨干教师之余,要进一步扩大专业教师的“双师”素质培训,如分批选派教师下企业实践锻炼,及时了解企业人才需求情况、掌握企业技术规范和技术能力、积累实践工作经验、强化专业规范意识;同时鼓励教师参加课程体系改革、精品课程建设、理实一体化教学项目等,以提高业务水平。通过以上种种举措,使本专业教师既具备较高的理论教学能力,又具有相应的实践教学能力,具备基于工作过程实施教学的能力,成为真正的“双师型”教师。③做好兼职教师队伍建设。在全面提高校内专业教师素质的同时,邀请企业专家更深入地参与专业课程和实训基地建设,加强教师与企业专家交流与合作;同时聘请行业专家、企业工程技术人员和社会上的能工巧匠,承担专业课程教学或各类实训指导任务,以弥补学校实训指导教师的不足,促进专业实践课教学。 4.完善学习评价体系 在同“德中机电”合作期间,我校尝试和探索了“过程性评价”的学习评价体系。这种评价模式对机电技术应用专业的大多课程都非常适合,有利于促进学生职业能力的培养和形成。这种评价体系在今后的教学改革中还要不断完善和加强,最终形成本专业“过程性评价”与“终结性评价”相结合的学习评价体系。其中包括:①模块课程的学习评价标准。该评价标准要求对学生的技能水平、工作态度、合作精神、沟通能力等进行综合评价。②学生校外实习考核标准。该考核标准要借鉴企业对员工的考核、奖惩、晋升的制度,引入生产经营的管理理念,让企业参与评价。③专业课程的终结性考核试题库。利用该试题库对学生的专业课程知识进行标准化考核。综上所述,要使机电技术应用专业得到持续发展和壮大,首要任务是深化校企合作,依据专业培养目标和职业岗位要求,以职业活动为主线,有效实施“工学结合、校企合作、顶岗实习”的人才培养模式,这样才能大力推进“做中教、做中学”的教学方式,从而突破传统学科型技能人才的培养模式。与此同时,还要通过课程体系改革和精品课程建设,通过提升师资队伍的整体实力和完善教学质量评价体系,使专业教师的教学水平以及人才培养质量得到稳步提升。 作者:李峡 单位:河南信息工程学校 机电技术应用论文:应用专业理论教学机电技术论文 1及时更新理论教学内容 职业学校机电技术应用专业应当结合社会的实际发展需求,及时更新理论教学内容,使学生学习和掌握最新的专业理论知识,提高学生专业技能。在具体实践中,职校可采取“请进来”与“走出来”的方式推动理论教学改革。对于“请进来”而言,职校可聘请一些在大型机械企业或相关专业协会的工程师、技师,到本校进行授课,向学生传授最新的理论知识,通过将专业教学内容与自身实践经验相结合,激发学生的学习兴趣。对于“走出去”而言,职校应当选派专业课教师去相关企业进行学习和实践,使专业课教师掌握先进的生产技术,及时收集机电技术应用专业的新信息,并将这些新知识和新信息传授给学生,拓展学生的知识面。 2构建理实一体化教学模式 以“机床故障检测与维修”专业课程为例,教师可采取项目教学法、现场教学法、仿真教学法、案例教学法等多种教学方法,使教、学、做融为一体,让学生在学中做、做中学,构建理实一体化教学模式,积极推动理论教学改革。教师可根据专业课程的特点,将其划分为四个项目及若干个任务,具体如下:项目一:机床的管理与维护。主要任务为车间的6S管理与机床的检查、机床精度测量与验收;项目二:机床机械部件的调整与维修。主要任务为进给部件的调整与维修、主轴部件的调整与维修、重要辅助部件的调整与维修;项目三:机床典型故障的诊断与维修。主要任务为螺纹车削误差故障维修、机床润滑系统故障维修、轴类零件加工误差故障维修、机械手换刀故障维修、辅助装置故障维修等;项目四:数控机床故障诊断与维修。主要任务为数控机床方式选择功能的故障维修、通信功能故障维修、冷却功能故障维修、进给倍率功能故障维修等。通过进行基于工作过程的实战训练,既能够使学生在实际操作中掌握机床故障检测与维修的相关理论知识,又能够使学生具备拆装调整机床机械部件与诊断排除机床机械故障的技能,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。 3运用多样化的教学手段 在机电技术应用专业的理论教学中,教师必须转变传统的填鸭式教学方式,灵活运用多媒体教学手段,将专业课程中涉及到的原理图、零件图、装配图、程序图、电路图等内容制作成多媒体课件,以供课堂教学使用。通过运用多媒体教学手段,可以有效弥补传统教学手段的不足,节省课堂板书时间,使枯燥、抽象的理论知识易于理解和记忆,从而提高学生对专业课程理论知识的学习效率。同时,职校还可以利用网络信息技术,将专业课程的相关教学资料上传到校内网络平台上,使学生能够利用课下时间复习和巩固已学的理论知识,拓宽学生的学习渠道。 4结束语 总之,机电技术应用专业是我国职业学校的基础专业之一,其专业课程教学效果直接关系到本专业技能型人才培养目标的实现。随着社会经济发展对机电技术应用专业人才的需求不断增加,职校必须立足于自身办学特色,优化专业课程体系,改革传统的理论教学模式,积极推行理实一体化教学,从而促使学生夯实理论知识基础,不断提高专业技能和专业素质。 作者:王久华 单位:湖南机电职业技术学院 机电技术应用论文:煤矿机电化技术应用实践论文 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿机电一体化技术 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 一、机电一体化技术的应用实践 1.1矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出KJ2,KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了Windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4,KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2矿井提升机中的应用矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外,我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3井下带式输送机中的应用在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 二、结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用研究论文 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用论文 【论文关键词】:机械工业机电一体化数控模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术的应用及其发展趋势 【论文关键词】:机械工业 机电一体化 数控 模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用 论文关键词 :Web3D技术 机电产品 Cult3D技术 汽车 虚拟现实 论文摘要:主要介绍 了 Web技术和 3D技 术相结合的产物一Web3D技 术的基本概念、特点及实现技术.并以实例的方式详细阐述了web3D技术之一的 Cult3D技术 .在机 电产品虚拟设计 中的工作流程,从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果,为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式,最终提 高企业的竞争力。 0 引言 随着数字化设计技术 的发展 .人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类 、二维的产品图片,而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的Web3D技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务 、远程教育 、工程技术 、计算机辅助设计等领域已经获得 了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示 、色彩设计实时装配等 ,从而提高用户的参与性 。增强体验感。 1 Web3D技术概述 1.1 Web3D技术的基本概念 虚拟现实 VR (Virtual Reality)技术是一种逼真地模拟人在 自然环境中的视觉 、听觉、运动等行为的人机界面技术,Web3D技术是虚拟现实技术的一种实现形式 [21。Web3D还可以简单地被看成是 Web技术和 3D技术相结合的产物 。实际上也就是本机的 3D图形技术 向互联网的扩展.网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3D图形技术的主要差别在于:第一,实时渲染 :它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的;第二,具有无限的交互性:因为是实时渲染,这就为交互性提供了基础;第三,优化和压缩:由于网络带宽的限制 .文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用 Web3D技术 ,用户可以在 网上浏览以三维形式表现的物体 ,并对其进行交互性操作 以体验身临其境 的奇妙感受。 1.2 Web3D技术的实现手段 Web3D的实现技 术主要分成三大部分 .即建模技术、显示技术 、三维场景中的交互技术 [31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立 的三维模型描述转换成人们所见到的图像,就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类 :一是基于几何模型的实时建模与动态显示 :二是基于图像的实时建模与动态显示 。交互技术是 Web3D的关键技术 ,交互功能的强弱 由 Web3D软件本身决定 。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。 在众多的 Web3D软件系统中 。基 于 JAVA内核的Cult3D技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户 的普遍欢迎 ,现已广泛应用于众多电子商务网站的 3D机电产品展示中。 2 CuIl3D技术及其开发流程 Cuh3D是一种全新的 Web3D技术 .它有一纯 软件跨平 台的渲染引擎 ,主要包含 Cult3D Exporter plug—in、Cuh3D Designer和 Cuh3D Viewer plugin三大部分。 开发设计人员可 以使用 3D设计领域广泛使用的 3DSMAX或 MAYA来设计 产 品 3D模 型 .使 用 Cuh3D Exporterplug—in来转换设计模型 ,在 Cuh3D Designer中为模 型加入交互 、音效等其它效果 ,再无缝隙地嵌入到 HTML页面和其他应用程序中 [41。其开发流程如图1所示。用户 即可在网上实时观看 3D模型 ,还可通过 鼠标对其进行旋转 、放大或缩小等操作。 3 Cult3D‘技术在产品虚拟设计中的应用实例 3.1 创建汽车 Cult3D对象 为方便输 出,必须使 用一个 三维模 型制 作 软件f3DMAX或 MAYA1制作物体 的三维模型。制作前必须先下载插件 Cult 3D Exporter for 3DMAX或 Cult 3D Exporter for MAYA。只 有安 装好 输 出插 件 ,3DMAX或MAYA才可以将 3D模型输出成 Cult 3DDesign的 C3D格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫,尽量用最少的面来做模型,以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间 ,更是对浏览者机器 的考验。最后输出成 C3D格式的 3D模型 。 3.2 对汽车 Cult3D对象进行交互设置 Cuh3D对象的交互设计就是在 Cuh3D Designer的事件地图窗 口中建立事件、动作和场景的相互关系,使浏览者触发某个事件或某个事件 自动做出相应的动作 ,并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。 汽车的时间地图如图2所示,它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在Cult3D Designer中完成设计后,需将CulturalD对象导出为可的CO格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。 3.3 汽车Cult3D对象 可Cult3D对象的程序有多种,其中基于网络的应用较为广泛,用户可以通过网络或在本地机种用IE或Netscape浏览器查看。基于网络的需要编写想应得网页,在编写网页时,有两项主要工作: (1)在网页中编写语句嵌入Cult3D对象。IE浏览器是通过ActiveX组件来cult3d对象。IE使用 Object 的标签命令来在网页中嵌入ActiveX组件。 Netscape浏览器不支持 ActiveX控件 .需要另外设置外挂程序的语法 。Netscape浏览器使用 embed 的标签来嵌入 外挂组件 。另外 ,必须安装 Cuh3D Viewer插件,才能在浏览器网页时播放 Cult3D对象。对于 IE浏览器需要在 Object 这个标签内插入 codebase指定其下载网址.Netscape浏览器需要在 embed 标签内插入 type=“application/x--Cuh3D--object”语法说明外挂程序对象.pluginseape指定其下载网址。 (2)需要时 ,在 网页中编写语句触发 Cult3D对象的 自定义事件。Cult3D支持和网页相互交互。通过在网页中嵌入 Java语句,可以使浏览者在网页中点击按钮或进行选择时,触发 Cult3D对象 的 自定义事件实现同步展示,并同时把用户的选择保存在数据库中供网上调查、销售等电子商务模块使用。 4 结束语 虚拟现实技术作为一支崭新的综合性信息领域中的奇葩 ,体现出较高的人性化科技特色与风格。而将虚拟仿真技术同机电产品设计产业相结合 ,为设计师与企业厂商们提供了非常好的技术支持与解决方案.更为产品的推广营销创造了巨大的商业价值。无论是与传统影视媒体 、多媒 体软件 ,还是 与传统虚拟现实技术 比较 ,Web3D技术都表现出了在机电产品设计中的独特优势和潜力 。随着网络技术的高速发展必将有更新的 web3D技术出现,服务于设计 、服务于大众、服务于未来 。 机电技术应用论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术应用论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈电工新技术在机电一体化中的应用 摘 要:文章从电工新技术的发展谈起,对电工新技术在机电一体化中的应用作详细分析,并着重探讨电工新技术的特点,归纳、总结出相关结论,供同行参考借鉴。 关键词:电工新技术;机电一体化;应用 电工新技术目前已在机电一体化中得到了广泛应用,依靠电工新技术研发制作的机电一体化产品种类众多,为机电一体化事业的发展起到了巨大的推动作用。分析电工新技术的基本功能,当该技术应用到机电一体化以后,不但能有效改善机电一体化产品的生产环境,提高机电产品工作效率,还能减少能源浪费,实现生产节能。下面笔者结合电工新技术的发展概述,对机电一体化中应用到的电工新技术作详细分析。 1 电工新技术分析 1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素 电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长,它借助自身技术优势,一方面解放了国民生产力,有效促进了生产效率的提高,另一方面降低了生产能耗,为社会主义建设做出了贡献。总的来说,电工新技术促进了国民经济的发展,为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。 1.2 电工新技术的定义与发展趋势 所谓电工新技术,实际就是指在当前并未实现规模化应用,但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步,电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大,成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因,它实际是在传统电工技术基础上发展起来的,是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展,当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等,新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天,电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶,除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外,电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展,成为了国民经济发展中的中坚力量。 2 电工新技术在机电一体化中的应用 电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用,比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等,都属于电工新技术的范畴。详细分析如下: 2.1 自动控制技术 自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象,该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中,系统能对机电设备的运行状态进行连续测量,并结合测量数据推断出设备偏差,及时采取相应措施对偏差进行处理,尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中,为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分,往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后,市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高,而为了满足市场要求,机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好,全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高,既能满足系统自动控制技术要求,又能提高系统控制与调节精度,为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此,现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。 2.2 pc的应用 pc,实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置,技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上,既具有计算机控制功能,又能实现通信,所以该控制器在出现以后,便被广泛应用于机械生产自动化控制中。pc技术产生初期,常用的pc大多只具备逻辑控制、定时和记数功能,通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用,plc的功能日趋完善,性能不断提高。plc已经发展为集计算机技术,自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前plc正朝智能化、网络化方向发展。plc作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线,既发挥计算机优点,又考虑电器操作人员习惯,始终保持大众化特点。plc具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。plc控制系统与继 电顺序控制系统的比较:plc控制系统大部分为软件控制,系统结构紧凑、体积小;plc控制器内部全部为“软接点”,动作快,系统的控制功能改变一般需要修改程序;plc控制系统的设计、施工、调试周期短plc控制系统具有较强的自检、监控功能,可靠性高,适用范围广。特别是可编程计算机控制器pcc与传统的plc相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计,不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。 2.3 运动控制卡的应用 运动控制卡是一种基于pc机及工业pc机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、d/a输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源,来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速,从而缩短电机方向和转速的时间,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,用于控制步进(直线)电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点,使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用,因此,变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项优秀技术。 3 结束语 综上所述,我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛,成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点,为机电一体化发展创造了众多有利条件,促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说,电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献,它不仅省去了多余的社会劳动力,实现了机电一体化产品的自动化控制运行,还减少了能源消耗,对社会进步起到了巨大作用。 机电技术应用论文:矿山机电设备检修中的故障诊断技术应用 摘 要:矿山开采是为了更好的满足经济和社会发展对能源的需求,因此,在矿山开采过程中一定要对机电设备的故障诊断技术进行提高,这样才能保证在矿山开采过程中不会出现更多的安全事故,保证矿山企业安全生产。 关键词:煤矿企业;矿山机电设备;故障诊断技术 煤矿企业在生产过程中会使用大量的机电设备,因此,在生产过程中要想保证安全一定要对机电设备的故障诊断技术进行分析,这样才能更好的对机电设备进行维修,保证煤矿企业的生产不会受到影响。 1 矿山机电设备故障诊断技术的内涵 矿山机电设备诊断技术是一项非常复杂的技术,也是一项综合技术,其中包含着信息技术、计算机技术以及传感技术,能够对设备出现的事故进行很好的反映,因此也能在设备出现事故前就进行维修。矿山机电设备在维修诊断技术方面也是发展很好的,能够对机电运行过程中的状态进行检测,这样能够更好的提高机电设备的安全性和可靠性,同时也能及时对出现的问题进行解决。机电设备维修诊断技术能够对设备出现的异常原因以及危害程度进行更好的分析和评价,因此,也能及时采取必要的措施进行预防。 2 故障诊断技术的概述 2.1 构建数学模型 机电设备在运行过程中会产生很多的参数,这些参数在一定程度上能够对设备的运行情况进行反映,因此,构建一个数学模型能够更好的对设备运行情况进行反映,同时也能对机电设备出现故障的参数进行总结,以后通过对参数进行分析就能及时反映出故障是否存在。 2.2 采集各种信号和参数 在设备上安装各种传感仪器能够更好的对设备运行状态的各种信号和参数进行收集和测量,这样能够更好的通过传感设备对设备情况进行掌握。传感器产生的各种信息可以传递给计算机,这样能够使计算机成为数据存储的工具。 2.3 对采集的各种信息进行处理 对生产现场采集到的设备各种信息,有些是不能对设备的运行情况进行反映的,因此,要对采集的信息进行处理,在处理的过程中还要对出现的无用信息进行剔除。 2.4 对处理后的信息进行分析和识别 对处理后的信息进行分析和识别以后,能够更好的与其和设备运行的标准参数进行对比,这样能够更好的对设备的状态和故障类型进行反映,同时也能更好的找到解决故障的措施。 2.5 预测 在现场采集回来的信息进行分析和识别以后能够更好的对设备的运行情况进行反映,同时也能更好的对设备的故障情况进行预测,这样也能更好的对设备故障可能带来的影响进行分析。 3 矿山机电设备故障诊断的主要技术 3.1 主观诊断技术 在对矿山机电设备进行故障诊断的时候,维修人员可以利用相关的实际经验对故障进行判断和检修,但是这种技术只适用于简单的故障,同时可靠性也是非常低的。主观判断技术,通常分为直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法和故障树分析法。直觉经验法是维修人员凭借自身的经验和感觉通过对设备进行查看判断故障原因的一种方法,这种方法受到维修人员阅历的影响。参数测量法是对设备的运行参数进行测量,然后通过与标准参数进行比较,对设备可能出现的故障进行判断,同时对故障的位置进行判断。逻辑分析法通过逻辑关系对设备故障的显性现象进行判断,能够找到故障出现的原因和位置。故障树分析法对系统出现的故障能够更好的进行判断,对经常出现的故障可以直观的进行反映,这样能够最终对故障进行判断。 3.2 仪器诊断技术 在对矿山机电设备进行诊断的时候,工作人员可以利用监测仪器对机电设备进行系统的检测,这样能够更好的对设备运行情况进行掌握,同时也能对故障情况进行判断。 3.3 数学模型诊断技术 矿山机电设备在进行诊断的时候,工作人员可以利用相关的测量设备对机电设备的运行参数进行统计,然后与标准参数进行比较,这样能够更好的进行分析和判断,同时也能通过数值比较找到故障的位置和类型。 3.4 智能诊断技术 在诊断技术中,智能诊断技术的发展前景是非常好的,在进行诊断的过程中可以利用计算机对信息进行获取、传递和分析,这样能够更加及时的得到出现故障的位置,同时对故障的类型也能更快的得到。 4 故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用 4.1 诊断依据 矿山机电设备在运行的 过程中,会产生一定的动力、热量以及化学能量变化,这样就会导致设备在使用过程中出现温度上升和压力不断增大的情况,导致机电设备的运行状况和工作效率受到一定程度的影响。 4.2 信息采集 在对矿山机电设备进行信息采集的时候可以利用故障诊断技术中的点检仪或者是传感器等仪器来进行信息的采集,而且在信息采集方面也是非常的准确的,因此,对机电设备的实际情况也是能够更好的进行体现的,对信息进行分析和处理能够更好的掌握设备的状态。在信息收集的时候场所也是非常重要的,通常可以在生产现场进行采集和性能方面的检测。在现场考察的时候要对机电设备的表面情况进行观察,这样也能够通过外表对其使用情况进行判断。 4.3对设备的性能检测 对机电设备的性能进行检测的时候,主要对其投入和产出之前的变量情况进行对比,这样能够更好的对其性能进行掌握。在相同投入的情况下,如果设备的产出出现了减少的情况,这样就说明机电设备的运行效率出现了下降的情况,同时在产出相同的情况下,如果投入出现增大的情况,也说明了设备在运行过程中出现了下降的情况。导致设备出现运行性能下降的情况,原因有很多,其中,电机的功率、轴承的转速以及设备的温度变化都是影响的因素。因此,在设备出现工作效率下降的情况时对一些关键的部位进行检测是非常重要的,同时也是避免设备出现更大的故障的保障。 5 矿山机电设备检修中故障诊断技术 5.1 故障诊断专家系统 由于矿山工作环境的复杂性和多变性,导致矿山机电设备故障常常具有复杂性和隐蔽性,运用传统的故障诊断技术难以对故障进行准确的判断,而故障诊断专家系统能够综合运用领域专家的知识和经验,模拟专家的思维过程,对故障进行准确的分析和判断。 5.2 模糊数学的应用 矿山机电设备故障的原因和现象间通常具有一定的对应关系,其中既有随机因素,又有确定因素,因此在保障诊断精度的前提下,将模糊数学引入矿山机电设备的故障诊断中,建立模糊诊断数学模型,使得定量分析和专家经验、定性分析相结合,并在计算机上实现,为矿山机电设备故障的诊断决策提供辅助依据。 5.3 人工神经网络的应用 神经网络拥有特殊的结构和信息处理方式,使其在模式识别、信号处理、自动控制与人工智能等许多领域得到了实际的应用。矿山机电设备的故障诊断中从故障初始征兆到故障源的映射通常具有复杂的非线性映射关系。通过连续地对这些部位进行监测,能够使得矿山机电设备的运行状况得以准确和直观的反应。 6 结束语 经济和社会在快速发展的情况下,对能源的需求量在不断增大。矿山企业在进行生产的过程中,工作的环境是非常的复杂和恶劣的,这样也使得矿山开采过程中经常会出现安全事故。在矿山开采过程中,机电设备经常是处于高负荷运行的情况下的,这样也使得设备会经常出现故障。对故障进行诊断才能更好的保证生产顺利进行,同时也能保证安全生产。 机电技术应用论文:试论汽车发动机电子技术的应用 [摘 要]汽车发展需要电子技术的全面支持,汽车发动机的控制技术也随着电子技术的发展而进入到电子时代,针对这个领域全世界都进行了全面而深入的研究,使得电子技术对发动机的控制进入到了全面而智能的领域。 [关键词]电子技术 车辆控制 发动机控制 应用方法 一、电子技术在汽车与发动机上的应用概况 1、电子技术在汽车上的应用 电子技术的应用在汽车上的应用是为了适应汽车工艺与应用的需求而被被采用的,不完全统计在近几年间,在汽车的生产与制造中,大量的电子装置已经被应用在汽车中,占有的比例增加到了近三成。一些高级别的轿车上已经安装了单机片甚至是计算机,电子产品占有整车的比例达到一半。目前电子技术的应用已经渗入到各个汽车系统,安装目前的应用情况,汽车电子系统的用应用安装不的产品与功能可以分为两种,一种是汽车电子控制系统,主要负责对车辆上的机械进行智能化控制,使得汽车在运行过程中可以按照不同的需求对车辆进行智能化控制,即所谓的机电结合。另一种是车载电子系统,即在汽车中可以独立使用的电子系统,他们与汽车的性能没有关系,如导航系统、音响系统、通讯系统、网络系统等等。 2、电子技术在汽车发动机上的应用 在汽车发动机上电子技术也有了大量的应用,随着人们对乘驾的要求不断提高,加上环保等标准的升级,汽车电子技术在功能上不断获得改建,系统化、集成化、微型化等方面都获得了突破。对汽车发动机的电子化控制已经使得汽车的性能有了大幅度的改变。未来汽车电子技术将有望在以下领域出现突破。如传感器技术的应用,随着汽车电子化的拓展,自动化已经成为其发展的必然趋势,对传感器的应用已经成为车辆中不可缺少的技术,尤其是对发动机的检测与控制,更离不开传感器的应用,其数量与功能将不断拓展,使得电子技术对汽车发动机的控制更加直接与智能。同时,发动机机电控制单元的技术水平也会不断提高,电控单元将向着多功能集成化方向发展,其处理的性能将更加强大,为整个动力系统提供智能化控制模式。 二、电子技术在汽车发动机上的应用实例 1、电子点火系统 电子点火系统实际上是为了适应汽车环保需求而设计应用的,其主要是,满足发动机的点火可靠性,所以电子技术被应用到该装置上,这样就可以控制点火的精度。因为电子技术的高速发展,现在的晶体管器件都可以达到较高的精度与性能。当前研发的汽车电子点火装置,从控制点火圈、可控硅点火装置、集成电路点火装置等等。其优秀系统是由芯片、传感器、接口、执行机构等组成。其目的就是节约燃料、降低污染。同时电子点火装置的应用还可以实现对车辆发动的智能化控制,并可进行自我诊断等。 2、电子油喷系统 在汽车生产中,机械式和电混合喷射系统都已经不能适应车辆的应用需求,电控喷射装置已经逐步普及。电子装置可以利用电子智能控制来保证发动机的最佳工况,输出的功率相对稳定,且降低污染。在研发中可以将发动机的最佳工况输入到电子系统中,这样就是先了喷油效果最合理。实现空气流量、含氧量、进气温度、发动机转速等多种参数的相对平衡,进而达到智能化控制的目标。这样就可在车辆行驶中根据当时是的工况对喷射油量进行智能化调控,让发动机始终处在一个最为合理的工作条件,进而让发动机综合性能提高。在车载的燃油喷射系统的控制单元是一个完整的控制中心,并利用安装在发动机上的各种传感器测定运行参数,按照驾驶工况对喷油器的油量进行精确控制,使得发动机在运行中获得的燃油混合气比例最佳。 目前该系统的应用已经较为成熟,在柴油喷射系统中有着突出的效果。如1)电控分配系统,柴油机电控分配泵的喷油泵油量及喷油定时的装置都是采用高速的电磁阀门进行控制,电磁法在工作中可以对喷油的进行定时,进而利用开启和闭合对油量进行精确控制。2)还有一种是电控直喷的油泵,电子控制装置可以对喷油量和喷油时间进行定时,或者具备其中的一种功能,这样就可对燃油与空气的比例进行限定,还有的可以对压力和速率等进行控制。电子控制的直喷装置可以设计为电控调速器。电控调速其可以与转速相互配合,并且容易实现。同时响应 速度可以高于机械的调速装置,这样就可实现对发动机的油量进行控制的目标。3)电控单体油泵控制系统,这样的系统采用较短的高压油管,可以对喷油进行加压,最高压力可以达到160mpa以上,这样与高速电磁阀进行配合从而控制喷油量。再有就是利用机械驱动的电控喷油系统,目前最为完善的是电控喷油嘴系统,是电子式的驱动系统,现有的产品也可实现高压喷油的效果。其中最大的压力已经可以达到200mpa,甚至更高,机械驱动的电子喷油系统已经在国外有了完善的研究与发展,从小型的柴油机到大型的柴油机都已经可以实现电子控制,并精确控制喷油量。4)电子控制的喷油嘴系统,这样的装置可以利用机械驱动和蓄压形式实现定量控制,都可以实现高压力的喷射,使得燃油最大化的行车雾化混合物,大大降低了柴油机燃烧系统对缸内的涡流强度的需求,甚至可以实现没有涡流的设计。5)电控蓄压喷射系统。随着研究的深入,电子控制蓄压喷射嘴系统的研究上升了一个高度。其设置不需要机械驱动和机械调节,所以不用在设计中考虑柴油机整体的结构,这使其最大的优势之一。在研究中美国公司研究的装置可以将电控与液压的技术结合起来,形成一个按照时间控制喷射过程和相应压力装置,具有喷油速率控制的效果,对初始供油期、着火延时等进行油量的优化。同时也可实现对柴油机烟度、颗粒等进行改善。 3、排气循环和带速装置 在电子控制系统中,对排气系统的控制也是涉猎的内容,将发动机排出的部分废弃进行利用回流到进气管,并与新鲜的空气进行混合,再次的进入到汽缸中进行利用,这样可以控制尾气中的有害成分,期间废气的量则由电子电子阀进行控制,从而实现智能控制。 还有就是怠速控制,怠速控制的功用:实现发动机起动后的快速暖机过程;自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运行。怠速控制的主要内容:起动后控制暖机过程控制,负荷变化的控制以及减速时的控制。 三、结束语 发动机是汽车工作的重要系统,在对其进行控制的过程中需要智能化升级,因为只有智能化的升级才能让发动机在工作中更加的低耗,并以此形成一个节能的效果,同时电子技术的应用可以帮助汽车实现整体的智能化,以发动机控制为优秀的电子技术的应用,实现了整车运行与控制的智能化,这样才能让汽车在运行中体现安全、节能、环保、舒适等进步。 机电技术应用论文:煤矿机电管理技术的应用探讨 【摘 要】煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。采用机电一体化产品的煤矿,能够获得可观的技术、经济和社会效益。随着现代化设备的不断投入使用,对机电管理人员的业务素质也提出了新的要求,只有熟识电气设备的功能,才会更好的完成本职工作。因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 【关键词】机电管理人员;煤矿机电一体化产品;煤炭生产 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化,综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等,使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为优秀。 1. 机电一体化 机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组,并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展,它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击,采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备,而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革,对传统的机械工业注入新鲜的血液,实现文明生产。 2. 煤矿机电一体化产品 煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机为优秀的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场,我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等,为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。 3. 改进煤矿机电管理的办法 3.1 重视管理,提高机电管理水平。 重视机电管理,首先是矿井领导人重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作,多提工作建议,以获 领导的支持。 3.2 因矿制宜建立机电管理机构,授予职权,统一管理。 矿井机电管理机构体系不论采取哪处形式,都必须授予机电部门职权,实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权,即:制定机电管理规章制度权;编制部署机电工作计划权;设备配件分配权;制止违章作业权;追查机电事故权;检查评比考核奖罚权;机电业务骨干调整调动工作监督权。 3.3 加强机电标准化管理,建立健全标准化管理组织,提高全体机电人员的质量标准化意识,按标准化要求开展机电工作。 机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础,地方煤矿应逐步完善机电标准化工作,成立标准化领导小组,制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”,即面上抓质量升级,线上抓达标头面、机道、机房,点上抓薄弱环节。建立机电标准化奖罚制度,开展机电标准化竞赛活动,树立标准化样板机电区队、机房硐室、机道,推动机电标准化工作的全面开展。 3.4 扎实地做好设备综合管理工作。 设备管理的基本任务是掌握设备动态,建立、保管设备档案,办理设备调拨转移手续,掌握设备技术性能状态,编制审查设备购置、更新、改造、修理、配件计划,掌握大修资金的使用,对设备实行全过程的管理。各矿应建立设备综合管理体系,完善设备综合管理制度,配齐设备管理人员,实行流程化管理,扎实地做好设备综合管理工作,确保设备管理制度化、正常化、规范化。 3.5 认真落实规章制度。 规章制度是机电业务活动的准则,是做好机电工作的纪律保证,应建立健全。当前,规章制度执行不利是突出的问题,特别是操作、维修、综合平衡、质量验收、现场管理等制度的执行方面尤为突出。矿井机电管理的主要工作对象是设备,落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是:机电管理人员责任制度;设备使用操作规程;设备维护保养、检查、维修、质量验收制度;机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。 4. 对我国煤矿机电一体化技术的思考 (1)在 20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 (2)应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的优秀装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。 5. 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:关于机电一体化技术及其应用研究 摘要:讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁 工业 中的应用以及 发展 趋势。 关键词:机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微 电子 、控制、 计算 机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、 网络 化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种 艺术 享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学 技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归 自然 ,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁 企业 中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(ic) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央 计算 机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的 发展 ,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。dcs具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。dcs是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(ocs) 开放控制系统(open control system)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过 工业 通信 网络 使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(cims) 钢铁 企业 的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应 现代 钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的 经济 效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现cims化。 2.5 现场总线技术(fbt) 现场总线技术(fied bus technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20ma,dc直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致dcs的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化plc(programmable logic controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力 电子 技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、 计算 机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的 发展 ,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭 科学 研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有 网络 连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的 计算 机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平 发展 ,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如 网络 、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使 企业 获得更加显著的技术、 经济 和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:浅析煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的计算机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一 个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。数控技术是实现机械制造自动化的关键,以数控技术为优秀的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。 【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。中国 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: (1)在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 (2)节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 (3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国marco公司合作生产的pm31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 二、机械制造中数控技术的应用 1、煤矿机械 现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。 2、机床设备 机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。 在机械制造业中,数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大,产品交货质量和成本要求的提高,要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力,就需要我们能利用现代数控技术的灵活性,最大限度的应用于机械制造行业。 机电技术应用论文:论机电一体化技术的应用及其发展趋势 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业 机电一体化 数控 模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方 式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六 ) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器研究现状与发展,探讨传感器在机电一体化系统中的应用,并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 nbsp; 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的计算、模拟和设计方法; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。
机械制造自动化技术是一个集机械、光学技术应用以及信息技术操作等技术于一身的综合体,不仅是现代机械制造业中不可缺少的技术类型之一,也是人类应用于高新技术领域的好帮手。因此,将该项技术与现代通信技术融合,来代替人工操作,不仅有利于人工智能技术的发展,还能大大缩短工业产品的生产周期,以顺应当下绿色环保的科学理念。 1当前机械制造自动化技术的应用现状 随着科学技术的发展和进步,计算机制造系统也逐渐集成化和高速化,大大促进了我国机械制造自动化技术的发展和革新。但是从本质上来看,我国机械制造自动化技术依然处于发展和萌芽的状态,较国外发达国家相比还有很大的差距。具体表现为:首先,在管理模式上来说,国外发达国家大多以应用计算机系统进行集约型管理,而且设置了专门的管理组织对体制和生产模式进行高效管理,从而不断推出高新型的管理技术,但我国大部分企业依然采取计算机辅助管理,依靠人力资源分散进行,大大降低了产品生产效率,其次,在功能设计方面,发达国家通过引进人才和高新技术等方式,不断创新发展设计方法,CAD技术就是其中之一,但我国CAD技术的应用水平还处于初级阶段,没有得到快速发展;再次,在制造工艺上,很多国家已经采取了新型的加工技术和工艺,如纳米科技、精密加工技术以及激光等人工智能技术,大大提升了工业产品的产值,但我国对于上述技术的应用还不够全面和具体。最后,在自动化技术方面,国外一些国家已经普遍掌握了数控机床以及柔性制造系统等,生产流程逐渐朝着集约化和高效化的方向发展,但我国依然沿用传统的生产流水线,发展缓慢。 2自动化技术在机械制造业中的应用分析 2.1信息系统的自动化技术 首先是计算机辅助工艺设计。计算机辅助工艺设计作为机械自动化技术和辅助技术之间的桥梁和纽带,提升设计质量,不仅可以强化产品工业流程,还能进一步促进生产质量。基于此,CAPP技术的功能基本为:向计算机信息系统中输入有关信息,在确定工艺路线和工艺流程的同时,促进设计工序和内容,以及选择合理的加工工具等。在对设计成本进行估算的同时,输出工艺文件,从而拟定设计合同,保障技术单位和客户双方共同利益。在机械制造行业领域中,通过采取计算机辅助设计工艺,可以彻底将人力解放出来,改善传统手工编制代码的流程,减少生产时间的同时,大大提升编制的正确性和稳定性,为开发新技术提供条件。其次是计算机集成系统,可以帮助机械制造系统形成集约化的发展,增加各个环节之间相互渗透的职能和作用。同时,在人力的指导之下,将图纸信息和各种资源数据进行采集和加工,避免重复劳动所带来的时间消耗问题,从而保障产品的设计工艺和生产效率。 2.2供输和装配的自动化 物流供输系统,作为机械制造自动化流程中重要的环节之一,可以在原材料生产和加工之后,将成品运输到相关的指定地点,在保障制作过程流畅性和系统性的同时,完善自动化物流体系的建设。其中涉及的组件包括之行划软件系统以及单机自动装置等。按照相关的技术要求,完成搬运、检测以及组合等步骤,整理产品生产的配套设施,全面提升工业产品的生产质量,简化流程。 2.3虚拟化技术 伴随着电子信息技术的发展,将计算机虚拟技术应用到机械制造自动化流程当中,成为信息时展的必然趋势。虚拟化技术采取计算机技术和控制理论等,将一系列高新技术和产能融入到计算机系统之中,例如通过将计算机仿真技术和信息控制技术高度结合,在实际制造机械时,可以使操作过程完全虚拟化和模拟化,减少由于人为失误造成的隐存问题,使机械产品更加智能化。同时,虚拟技术的应用,也大大减少了核算成本,有利于提升制造企业的优秀竞争实力。 2.4加工系统自动化和检测自动化技术 传统的机械制造过程,有大量的重复活动,限制了生产效率。但是加入自动化技术,可以自由地装卸各类工件和数据,优化自动化过程中的加工系统,从而大大减少人力劳动,提升操作的精确度。同时,检测系统的自动化技术,能够将一些复杂的工序融入到计算机辅助工业产品设计系统中,从而引用智能设备网络技术、人工智能技术以及神经网络技术等,检测电流信息数据信号,从而提升工业产品设计的精确度。 3机械制造自动化技术的发展趋势研究 3.1数字化 数字化作为机械制造自动化技术发展的关键和优秀,能够集制造技术、电子信息技术和管理于一身,强化数字设计和制造技术等环节。尤其是对于制造设备来说,想要控制参数数据就需要以数字信号形式表现出来;但是对于制造型企业来说,数据信息、图形数据以及文案图像等都是通过数字形式在企业内部高速传播的,这样不仅能够顺应市场发展的趋势,还能快速搜集行业信息,促进企业的高速运行。因此,在数组制造的环节下,想要实现加工领域跨国、跨地区的发展,就需要在企业、生产车间以及每个员工中找到一个计算生产结点,保证技能的公式化表达。而这些操作都是与数字化密不可分的。 3.2集成化 新时期,在机械制造自动化技术发展的过程中,集成化是主要的发展方向。同时,面对当前自动化技术在机械制造业中的应用现状,技术人员应该不断革新自动化生产模式,将计算机组合和计算机辅助技术作为基础,然后通过科学合理的整合,将机械制造系统作为一个发展整体和生产趋势来研究。除此之外,将系统模块化,然后再找出其中的关联和影响模型,将自动化管理系统、自动化制造系统以及产品自动化信息数据囊括其中,在保证产品生产效率和质量的前提下,提升自动化集成效率。因此,在未来的机械制造自动化技术发展过程中,集成度会逐渐加深,对整个领域的发展奠定坚实的理论基础。 3.3智能化 机械制造业的发展重点就是智能化,就是要求在机械生产和加工的过程中,实现高效的人机互动,从而大大加深机械制造系统的适应能力和操作能力。尤其是在未来的机械加工行业中,智能化一定会越来越受到重视,在自动化机械技术发展革新之后,推动机械制造业的发展和进步。基于此可以发现,智能化制造模式是自动化和集约化模式的结合,其能够深入发展到高新技术水平的领域之中,促进机器和人高效互动的同时,将模拟化技术和柔性化技术延伸到制造业的各个环节之中,在进行实际的机械制造过程中,能够对技术、产品、生产工艺以及各项数据进行判断、总结、分析和认证,得到科学的决策依据,从而为制造型企业提升品牌竞争力,实现社会效益和经济效益的有机统一。 4结语 综上所述,机械制造自动化技术在实际应用的过程中,由于起步较晚与较发达国家相比还存在一定的差距。因此,机械制造企业需要不断提升以创造力为优秀的竞争意识,促进信息系统的自动化、供输和装配的自动化以及加工系统自动化和检测自动化,只有这样,才能实现工业产品加工的智能化和集约化,从而促进整个机械制造业的发展和进步。 参考文献 [1]张振.机械制造自动化技术发展趋势研究[J].建材与装饰,2016(50):218-219. [2]王玮琼.自动化技术及在机械制造中的应用[J].时代农机,2015,42(11):27-37. [3]廉冰娴.探讨有关机械制造与自动化技术应用[J].现代制造技术与装备,2015(6):145-148. 作者:李战义 单位:济宁市技师学院
汽车安全技术论文:基于数值仿真的汽车安全技术教学方法探讨 摘 要 鉴于汽车安全技术课程在车辆工程领域的重要性以及学生普遍反映难学的特点,将数值仿真技术融入到教学方法中去,并开展本课程的新型教学方法研究与探索。实践证明,在教学中实施数值模拟试验,不但可以弥补课堂讲授存在的单一性和抽象性两方面不足,同时还增强了学生的学习能力和实践能力。 关键词 数值仿真 车辆工程 汽车安全技术 教学实践 0 引言 近年来随着我国汽车工业飞速发展以及汽车的普及,培养特色鲜明的应用型人才已成为理工科院校发展的重要趋势。①汽车安全技术作为车辆工程专业的专业选修课,涉及到机械、车辆工程、卫生医学、交通运输工程、法律、保险等多学科,具有很强的技术性和实践性。在我国,由于高速公路建设和现代汽车工业的不断发展等诸多因素,导致近年来汽车安全事故逐年上升,而且人们对汽车安全性能的关注程度比以前有很大的提高,这些因素都促使我们必须重视对汽车安全领域的教学和科学研究来促进汽车安全性的提高。 然而,目前很多本科院校在汽车安全技术的具体教学中,仍然普遍反映难教、难学的特点。从教师角度出发,汽车安全是一项极其复杂的系统工程,实车碰撞试验是综合评价汽车碰撞安全性能的最基本、最有效的方法。但是,实车碰撞试验费用昂贵,周期较长,限于学校试验条件,只能从理论上向学生讲授,这样就造成教学内容陈旧、方法单一、重理论轻实践等现象。从学生角度出发,由于教学对象过于抽象、乘员约束系统比较复杂、工程性强但实践机会较少,很难将汽车安全技术与工程实践有机结合,学生反映教学效果欠佳。 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,对课堂教学方式进行了探讨,并将数值仿真技术融入到教学方法中去,其目的是充分激发学生思考、活跃课堂气氛。教学实践证明,基于数值仿真技术的教学方法,可以在课程中引导学生积极思考,促进教师与学生的互动,改善汽车安全技术教学中存在的重理论轻实践的问题,更重要的是能加强学生的实践能力、学习能力和创新能力。 1 改革课堂教学方式 汽车安全是一项极其复杂的系统工程, 教师需根据教学目标和教材的实际情况,从学生的知识基础、心理特点和接受能力出发,以学生为主体,教师为主导,通过教学方法上的改革,②促使学生全面发展。 第一,强调实践性。针对汽车安全技术教学,应采取课堂教学与数值仿真相结合的方式进行。课后学生上机演练课内所学内容,使学生逐渐熟悉掌握数值仿真技术在汽车安全方面的应用。第二,授课内容应加强针对性,突出教学重点,侧重理论与实践的有机结合,同时做到容量适当,遵照由简到繁的原则完成教学。本课程可先向学生讲授汽车安全技术的相关机理,然后在该理论基础上以具体实例为目标,通过软件建立的数值仿真模型,开展相关的仿真控制和数据处理,增强教学效果。第三,采用互动教学方式。授课期间应观察学生的反应,采取设问、提问、反问等方式调动学生的学习热情, 注意因材施教。③条件允许情况下,可在机房配备一台多媒体投影机,教师边用多媒体投影机讲解,学生边在自己的计算机上模仿,教学效果将会更佳。 2 基于数值仿真技术的汽车安全技术教学 本文针对汽车安全技术课程的重要性和教学特点,建立乘员和约束系统在不同冲击载荷下的数值仿真模型,如图1所示。利用碰撞过程中乘员的运动方式和约束系统的工作方式来阐述乘员的损伤机理以及需采用的乘员损伤评价指标。教师在课堂上通过仿真动画引导学生进行思考,寻找乘员损伤模式,重点掌握此工况下需采用的人体损伤评价指标。 在授课过程中,教师应针对具体汽车碰撞实例和学生兴趣,主动提供学生动手实践的平台,培养学生自主创新能力。整个教学过程应注重发挥学生潜能,培养学生自学能力,倡导学生进行创新思维。教师应把握好方向,引导学生,并对其设计方案、研究内容、技术路线等严格把关。通过这类实践,学生有针对性地带着问题深入进行理论学习,既培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,又加强了学生自主创新、团队协作的意识。 3 结论 在汽车安全技术课程教学过程中,通过实施数值模拟试验教学方法,并严格贯彻学生为主体,教师为主导的教学思想,不但能引导学生进行积极思考和探索,使其加深对知识的理解,而且还能培养学生的学习能力和创新能力。实践证明,将数值模拟技术引入汽车安全技术课程教学,激发了同学的学习兴趣,开拓了同学的视野,课堂气氛明显得到改善。 论文资助项目:长沙理工大学教学改革研究项目(cn1 206)“汽车服务工程专业应用型人才培养目标和培养模式改革的研究” 汽车安全技术论文:我国汽车制造安全技术中的自动化及测量技术 【摘要】在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。本文讨论了汽车制造安全技术或产品的应用以及汽车制造自动化现代测量技术。 【关键词】汽车制造 安全技术 自动化技术 自动化测量技术 一、汽车制造安全技术或产品的应用 汽车制造设备,尤其是冲压设备,都是安全等级要求极高的设备,一直以来也是安全控制产品的主要应用领域,从很多安全产品和应用中,都能明显看到这一点。由于法律和文化等诸多方面的原因,欧洲的安全技术和产品一直处于领先,应用也最为成熟和广泛。 在我国,安全一直被放在很高的位置,但多数停留在“对人进行安全教育”的层面,认为安全事故的主因在人,把对技术措施的改进放在第二位。但是国外,尤其是欧洲多年推行安全技术,事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题,技术性的措施比对人的教育更加重要。 可喜的是,目前安全技术在国内的应用日益广泛。虽然我国强制性的推行国际安全技术标准,但大多汽车制造厂对安全技术有比较严格的要求,带动了安全技术在国内机器制造行业的应用。而且,随着美国和日本逐渐重视安全技术,使得美国和日本的电气控制巨头们也推出了诸多具有竞争力的安全产品。 对安全技术的应用有了更大的推动作用。一般来说,安全控制系统应该包括安全输入设备(如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮),安全控制电气元件(如安全继电器、安全PLC 和安全总线)和安全输出控制(如主回路中的接触器、继电器或阀等)。 其中,安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC,就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC,在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时,就意味着它具有广泛的自诊断能力,可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外,安全PLC 还必须能够执行标准机构(例如TUV、FM等)认证的必须的故障安全动作,而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计,并满足国际安全标准(如IEC61508和EN954-1等)中定义的要求。另外,安全PLC 还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容,用来保护安全PLC 不受来自外界的干扰。 从安全PLC供应商方面看,罗克韦尔自动化、欧姆龙、西门子A D等巨头纷纷采取一系列措施,推出自己的安全PLC产品,这些产品几乎都符合IEC61508标准并得到了SIL3的等级认证。同时,都试图将安全PLC 与其他机械安全产品一起构成完整的机械安全解决方案。罗克韦尔自动化在美国举办的年度Automation Fair展览会上设立了安全产品线独立展区,产品线覆盖从传感、逻辑判断到执行机构的每个环节,如安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫描器、集成安全功能的马达启动器与伺服电机、安全PLC(模块式与分布式)、安全分布式I/O、安全网络等。同时,罗克韦尔在安全PLC和安全继电器方面还将不断推出新品,Ethernet/IP safety安全以太网也即将推出。此外,西门子的安全PLC也从丰田这样的著名汽车商那里获得青睐。目前,在世界范围内的丰田汽车公司制造厂中,有3个安全PLC项目正在进行中,分别是Tahara(日本)、印第安纳(美国)和剑桥(加拿大)。在这3个工厂中使用的西门子安全PLC 总数大约为170个,共使用了大约2000个I/O模块。 二、汽车制造自动化现代测量技术 应高精度、高速度、多功能、在线检测的需求,不断取得新的发展与突破;同时,测量技术所覆盖的工艺环节和工业领域,也越来越多样化。 系统的最新发展及方向。目前自动化系统发展的一个主要趋势,是控制器功能的集成化,以及通讯的集成化。长久以来,由于技术的限制,在一个自动化系统中需要使用多种,来自多个厂商的专一功能的控制设备,比如一般控制任务的PLC;安全控制用的PLC;运动控制用控制器;伺服控制用控制器;等等。相应地在通讯上,有一般控制任务的现场总线;用于安全控制的安全总线;用于运动控制的通讯等等。 这样集成得到的系统,复杂性高,无论系统集成商,还是设备使用维护方,除了掌握各种不同的技术外,还必须适应不同厂商产品的不同设计习惯,不同的软件编制风格。还有,不同系统之间的接口和通讯进一步增加了系统的复杂性。而且从一定程度上,降低了系统的性能。 现在,集成了上述几个和全部控制功能的控制器越来越多。比如集成了一般控制功能和安全控制功能的PLC,集成了PLC功能和运动伺服控制功能的基于PC 的控制器,等等。同时在通讯领域也在发生重大变化,以太网借着在一般网络上取得的巨大成功,已经在工业领域逐步深入,开始牢牢确立自己的地位。集多种通讯功能于一身的以太网产品已经出现,随着技术的逐渐成熟,产品的逐渐丰富,以太网技术是目前能够看到的一统江湖的通讯网络。 汽车行业有自己的特点,就是高可靠性,高利用率,设备的高寿命。这些特点,决定了在选用自动化产品时,普遍比较谨慎,不敢为天下先,一般倾向选择成熟的产品。因此这些新的技术何时能够大规模进入汽车行业,就要看它们何时能够积累起足够的市场认可度。 由于中国巨大的汽车市场,各个国际汽车巨头目前纷纷在中国各地投资建厂,汽车制造商为了扩大品牌占有率和汽车销售,会对原有厂房或生产线进行扩建或改造,同时,由于汽车厂商的建厂、改造,必然会带动相关零部件厂商间的竞争,从而零部件厂商也会为了扩大生产而采取相应措施,因此,需要越来越先进的生产设备和系统来扩大自己的生产、增进效率、降低成本。汽车自动化系统的发展成为了业界瞩目的焦点之一,因此我国汽车制造安全技术非常重要。 汽车安全技术论文:汽车电子安全技术的现状及其发展策略 摘要:介绍了当代汽车电子安全技术的发展现状,从主动与被动安全两方面技术分别探讨,包括电子制动力分配装置、驱动防滑系统、电子稳定装置、自适应巡航控制装置、和安全气囊防护系统、自动防抱死刹车系统、电子刹车辅助系统、事故自动报警系统、驾驶纪录系统等。同时对未来的汽车电子安全技术的发展趋势做了简要介绍。 0 引言 汽车安全,一个大家越来越关心的话题。实际上从汽车诞生那一刻开始,汽车安全技术就随着汽车技术的发展而发展,如今汽车安全技术早已经不仅仅是安全气囊安全带的简单应用,各种电子设备的介入使得汽车安全装置更加的智能化、人性化。本文主要介绍了汽车安全相关的电子技术,并对未来的发展趋势提出了构想。 汽车安全性配置按照事故发生的前后基本可以分为主动安全和被动安全两大类。汽车的主动安全性是指事故将要发生时汽车防止事故发生的能力,而被动安全则是在发生事故时汽车对车内成员的保护或对被撞车辆或行人的保护,使损失降到最小的能力。 1 汽车电子的主动安全装置 主动预防、避免或减少汽车在行驶过程中发生事故,对汽车的内、外部结构进行合理有效的设计,所谓主动安全技术就是在汽车设计和制造时,为提高汽车的主动安全性能,而采用的更先进的技术和装备。目前已广泛采用的汽车电子主动安全技术主要有自适应巡航控制装置(ACC)、电子稳定装置(ESP)、驱动防滑系统(ASR)、电子制动力分配装置(EBD)、电子刹车辅助系统(EBA)、自动防抱死刹车系统(ABS)等。 1.1 ABS(Anti-lock Braking System)自动防抱死刹车装置 由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况,在遭遇紧急情况时驾驶者踩死刹车,刹车抱死车轮。ABS系统使车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次循环,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。 1.2 电子制动力分配系统EBD(Electronic Brake force Distribution) EBD系统可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程,防止汽车制动时后轮先制动的情况发生, 如发觉前后车轮有差异,而且差异程度必须被调整时,制动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率,使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布,它就会调整汽车制动液压系统。因此,重踩制动在ABS动作启动之前,为改善制动力的平衡并缩短汽车制动距离,防止出现后轮先抱死的情况,EBD已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力。一些汽车技术性能就有了ABS+EBD的项目,EBD实际上是ABS 的辅助功能,可以提高ABS的效用,使满载车辆和弯道制动性能改善。 1.3 电子刹车辅助装置EBA(Electronic Brake Assist)在一些非常紧急的情况下,驾驶员往往缺乏果断性,不能迅速踩下制动踏板。EBA就是为此设计的。它的功能与ABS相似。该系统利用传感器感知驾驶员对制动踏板踩踏的速度和力度大小,以此判断驾驶员此次制动的意图。如果属于非常紧急的制动,EBA就会指示制动系统产生更高的制动力,使ABS发挥作用,从而使制动力快速产生,减小制动距离;而对于正常情况的制动,EBA则会通过判断不予启动ABS。通常情况下,EBA的响应速度都会远远快于驾驶员。这对缩短制动距离增加行车安全性非常有利。因此,对脚力较差驾驶员避让紧急危险的制动是非常有帮助的。 1.4 驱动防滑转控制系统 ASR(Automatic Slip Regulation),也被称为牵引力控制系统TCS 该系统根据传感器监测到的车轮滑转状况,综合控制发动机输出功率和驱动轮制动力,把车轮的滑转率控制在最佳滑转率附近。 充分利用路面的附着能力!提高了汽车的驱动性和操纵性,使得汽车在附着状况不好的路面上能顺利起步、加速和转向。 1.5 电子稳定装置(ESP)(Electronic Stablity Program)ESP实际上也是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。该系统具有支援ABS及TCS的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、TCS发出纠偏指令,帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。 1.6自适应巡航控制装置ACC(Adaptive Cruise Control) 该装置是CCS(Cruise Control System)功能的自然延伸。它依据雷达探测到的主车与目标车辆间的相对位置关系及相对运动关系,通过控制发动机节气门开度、行驶档位及制动器制动力矩实现对车辆行驶速度的调节,从而达到与目标车辆间保持安全行驶距离的目的。 2 汽车电子的被动安全系统 为使直接损失降到最小的技术,保护车辆内部乘员及外部人员,汽车被动安全技术是指一旦事故发生时,所采取的安全保护系统。 2.1 安全气囊防护装置(SRS) 安全气囊系统主要由传感器、微处理器、气体发生器和气囊等主要部件组成。传感器和微处理器用以判断撞车程度,传递及发送信号;气体发生器根据信号指示产生点火动作,点燃固态燃料并产生气体向气囊充气,使气囊迅速膨胀。随着技术的发展,安全气囊的保护范围将进一步扩大,从现在的前排乘员前方保护扩展到前排乘员的侧面、膝部和后排乘员的前方与侧面以及车外行人。侧面安全气囊、发动机罩宽幅气囊、车外气囊等产品不断推出。同时,安全气囊已出现智能化,能识别乘员席有无乘员、有无逆向儿童座椅以及乘员身材大小、重量,坐姿、是否系戴安全带等,并根据上述信息调整动作,以求最大限度地减少失误和保护乘员。 2.2 驾驶纪录系统 依据地理信息管理系统(GIS)及计算机数据库系统,汽车黑匣子是利用GPS先进技术,形成一套现代化的监控体系。它能帮助有关部门迅速准确地分析事故发生的原因,不但具有像飞机黑匣子一样记录事故发生前后的详细数据,而且还能帮助车辆管理人员和驾驶员,它实质上是机动车综合记录仪,最大限度地减少事故的发生,适时监控和分析车辆的运行情况,从而加强对车辆的管理。实践证明,汽车黑匣子的使用,产生了显著的社会效益和经济效益,大大减少了人员伤亡和财产损失,使交通事故率降低了37%~52%。 2.3 事故自动报警系统 它与智能汽车交通系统和全球卫星自动定位系统相配合,是在汽车后视镜内安装了一个微型摄像机,它主要是与移动电话和撞车传感器相连,事故自动报警系统将是今后汽车必备的安全系统,一旦汽车发生事故,将自动向有关部门和医疗急救部门报警,并保持联络,使事故车中的人员得到及时救护,它能全面地提供系安全带人数和人员受伤的大致程度、事故严重程度、车载人员数、汽车所在位置等信息。 3 汽车电子安全技术的发展趋势 未来的汽车安全技术将向着集成化、系统化和智能化方向发展,安全技术中的主动安全和被动安全是相辅相成、缺一不可的。 3.1 智能化 随着电子信息等技术的飞速发展,安全技术正逐步走向智能化,智能技术在汽车安全系统上得到了广泛应用。随着传感器技术及计算机技术的进步,越来越多的新型智能化安全装置将出现在现代汽车上。全球卫星定位系统(GPS)技术、智能安全气囊、智能轮胎、智能悬架、智能避撞系统、智能驾驶系统等将在汽车上发挥越来越大的作用。这些智能装置将具有一定的识别、判断能力,在各种情况下都能自动协助或自行控制。未来的智能约束系统尽可能多地收集和利用有关乘员形体位置及撞车类型和撞车速度的数据,建立数据库,对某一碰撞中获得的乘员和车的有关信息进行判断识别,使人体获得最佳的保护。 3.2 系统化 为达到系统整体的最佳效益,实现驾驶员特征、车辆机械特性及道路交通法规之间的协调,达到各自性能的最佳匹配,将人、车、路作为一个系统来分析研究,让三者相互协调。 3.3 集成化 德尔福公司推出的集成安全系统(ISS)涵盖了汽车上所有的主要电子系统,为得到更好的安全保护效果,将汽车主动安全技术与被动安全技术进行融合,由50种不同的技术组成,能更好地预防交通事故发生,协同发挥作用,这些技术集成于一体。 4 结语 我国汽车被动安全性和汽车安全技术研究起步晚,但发展迅速,正在接近和赶上国际先进水平。随着现代科学技术的发展,未来的汽车将越来越智能化,越来越人性化,越来越可靠,越来越安全。未来的汽车电子安全技术将向着微处理机、光导纤维传导技术、纳米技术、声纳传感技术、软件技术、多通道传输技术、集成化技术、车载网络系统等更先进的技术领域发展。 汽车安全技术论文:汽车被动安全技术分析 摘要:随着科学技术的发展, 汽车主动安全技术在交通安全中起着越来越大的作用。但尽管如此, 仍然不可避免地发生意外情况, 此时, 汽车的被动安全技术将是避免乘员受伤的唯一保障。汽车的被动安全技术主要包括安全带、安全气囊、安全转向柱及安全座椅等几个方面。 关键词:汽车安全 碰撞 安全带 气囊 随着我国经济的不团发展,汽车作为现代化的交通工具已经走进了平常百姓的生活中。汽车数量的极大增加一方面给人们的日常生活带来了方便,但同时不多出现的各类交通事故也带来了极大的负面影响。国内外大量统计数据表明,汽车交通事故造成的人员伤亡和财产损失时巨大的。如2009年,全国共发生道路交通事故238351起,造成67759人死亡、275125人受伤,直接财产损失9.1亿元。汽车安全性能越来越为人所关注。 1、汽车被动安全 车用安全系统根据是否为预防性质, 可分为主动安全(Active Safety System) 与被动安全(Passive Safety Systerns)两类,前者为预防事故的发生,后者则为减缓事故发生的伤害程度。简单的来说主动安全技术就是防患于未然,被动安全技术就是要做到汽车在不可避免发生事故时“车毁人安”。 汽车安全问题自汽车诞生的那天起就时刻的存在,但是由于早期汽车的速度较慢,数量也相对较少汽车事故并没有引起社会的广泛重视。随着汽车大规模的运用,汽车技术的不断革新,速度的增大和数量的增多,汽车安全问起变得越来越突出,据统计,目前每年死于车祸的人数多达100万,伤残人数达到数千万人。汽车被动安全技术作为保障人员安全的最后一道屏障,也引起来人们的高度重视。 2、分散撞击力车架 车架是汽车的基本骨架,现代的汽车的架设计不仅要考虑空间、重量和发动机的布局,更要考虑其安全性能,即在事故中抗冲撞的性能。通过精密计算与设计将汽车碰撞时的撞击力分散开来,并最终将碰撞的撞击力分散到整个车架的各个部位,减轻车内乘员承受的冲击力,同时加强座舱的强度避免车体或发动机等部分凸入车厢内。通常这些分散撞击力车架的横向撑杆及纵向梁全都十分坚固和紧密相连,那些在撞击时受力最大的地方都运用多种特质钢材并经过特别的强化工序处理,或是增加了加固件。当然,分散撞击力车架最重要的品质表现还在于当撞击真的发生时车架将会如何折曲以吸收掉大部分的冲击力,合理的折曲设计可以确保车厢结构完整,即实现所谓的“安全舱”,这对于保证车内乘员的脱险和抢救是至关重要的。 3、防撞钢梁 一般包括汽车前后防撞梁和四车门防撞梁,防撞梁的主要作用是保证车辆在中低速行驶的过程中发生汽车前后碰撞,汽车侧面碰撞等情况时,对车辆起到一定的保护作用,能在一定程度上保护驾乘舱人员的安全,但不能百分百保证安全。 前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置,在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。也就是说汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差。如果在某一点受到力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度,特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。 在汽车结构中防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒,然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。低速吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量,尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害,这样可以降低维修成本,而螺栓连接的方式可以更方便的对防撞梁进行更换。 在高速偏置碰撞中,防撞梁可以有效的将撞击力从车身左侧(或右侧)传递到右侧(或左侧),尽可能让整个车体去吸收碰撞能量。在发生低速碰撞时(一般为15km/h以下),防撞梁可以避免撞击力对车身前后纵梁的损害,降低维修成本。 4、安全带 汽车座椅安全带是最重要的汽车乘员约束保护装置,如今安全带已经是汽车的标准安全配置,在减轻碰撞事故中乘员伤害程度方面起着重要作用。瑞典沃尔沃公司于1959年首先开发了三点式座椅安全带, 此后被为国的汽车制造厂所采用。由于三点式安全带使用方便维护简单,保护效果比较明显,后来就逐渐扩大了安全带的使用范围, 从小轿车车到载货车、客车, 从短途车到长途卧铺车, 从外侧座椅到中间座椅。装配的安全带形式也从三点式到赛车运动的多点式。现在, 大部分汽车所有乘员的座位上都装配安全带,作为汽车安全标准装备。 安全带是最典型的被动安全装置, 它可对驾乘人员进行系绊约束和相对固定, 能有效地减轻交通事故发生时乘员与车身的碰撞的几率, 并将乘员的损伤程度降至最低。其工作原理很简单, 缓拉时无阻力, 急拉时可锁紧。即当车辆出现紧急制动、正面碰撞或发生翻滚时, 乘员会使安全带受到快速而猛烈的拉伸, 此时卷收器的自锁功能可在瞬间卡住安全带, 使乘员紧贴座椅, 避免乘员身体冲出座椅与车内饰件发生二次碰撞。安全带作为主要的乘员约束保护装置, 是目前最有效的安全设备, 其单独使用时可以减少42%左右的死亡率。事实证明, 在正面碰撞、追尾碰撞及翻车事故中, 普通安全带对乘员保护效果很好, 尤其是对乘员头部, 胸部的保护。为了进一步降低碰撞时乘员的“潜水”现象(即乘员沿座椅下滑)造成的腹部伤害, 目前很多汽车生产厂采用织带预张紧器或织带夹紧装置的安全带。这种安全带同改进的座椅结构及安全气囊相接合, 便可大大提高对乘员的保护性能[1]。 汽车安全技术论文:浅议现代汽车安全技术活理念 摘要:汽车交通事故已成为日益严峻的全球性社会问题。笔者提出汽车驾驶者与汽车安全性能共同发展的现代汽车安全活理念。使人们在享受汽车带来便利的同时加强安全意识。 0引言 随着交通工具现代化和绝对数量的剧增,交通事故已成为严峻的全球性社会问题。毋庸置疑,好的驾驶习惯、出色的应变能力以及先进的汽车安全设施是行车安全的保障。努力研究开发高性能、高安全性的安全汽车,同时也要加强对在用汽车的定期维护和管制,使汽车经常处于良好的技术状况,以提高汽车行驶的安全性。 1汽车安全活理念 从1886年有了汽车, 汽车给世界装上了轮子,使人类实现了征服距离的梦想,由加快生活节奏升华为一种享受,但驾车如驾虎,驾乘人员必须掌握一套系统而科学的安全理念。“五次元”安全活理念,将汽车行驶过程中出现的安全威胁分为五个等级,分别为:正常路况下的“安全驾驶”;危险路况上的“安全问题”;轻微碰撞时的“安全损控”;车辆碰撞后的“安全防护”以及碰撞救援时的“安全脱离”。其意义是说明:首先在最大程度上避免事故发生,其次如果不可避免,就将损失降低到最低程度,最后一旦发生重大较大事故,避免再次伤害是首先要考虑的因素,实现“车守护人”的安全理念。 2汽车安全性 汽车的安全性是按交通事故发生的前后进行分类的,一般分为主动安全性、被动安全性、事故后安全性和生态安全性。 2.1 汽车主动安全性汽车主动安全性(也称为“一次安全性” )是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了防抱死制动系统(ABS)、防滑驱动系统(ASR)、自动悬架、动力转向、四轮驱动(4WD)、四轮转向(4WS)、灯光照明系统、刮水器、后视镜、防止车辆追尾的车距报警系统和激光雷达等。这些安全装置和技术称为主动安全系统,也称为预防安全系统。未来的汽车将主动安全性的新技术更加广泛的应用和普及,如打瞌睡警告及唤醒系统,高适应性定速巡航系统,紧急制动先期警告系统,录仪行车(类似于飞机上的黑匣子),卫星定位导航系统,防碰撞系统,安全的行驶方向控制系统,转弯减速调节系统,EyeCar技术(即无阻碍视眼和最好的能见度),CanCar技术(提示驾驶员的感知能力)等智能化汽车。 2.2 汽车被动安全性汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 2.3 汽车事故后安全性汽车事故后安全性是指汽车发生事故后保障驾乘人员及时救助,能减轻事故后果的性能。主要包括能否迅速消除事故后果,同时避免新的事故发生,避免再次伤害。GPS救援系统利用卫星导航定位缩短救助时间,门锁紧急施放系统使驾乘人员迅速离开车内和现代的交通管理系统都是事故后安全的组成。 2.4 汽车生态性安全汽车的公害问题,指汽车的制造、使用过程中发动机排气污染、噪音和电磁波对自然环境、人类生存、资源消耗带来的危害影响。人们期望使用零污染、无公害和保护环境的绿色汽车。绿色汽车主要标志为:第一是可以回收利用;其次是动力源多样性;第三是对环境污染小。电动汽车具有低耗、低污染高效率的优势;被称为清洁能源的天然气汽车、氢能源汽车、甲醇汽车、太阳能汽车都是典型的绿色汽车;设计合理的动力混合汽车,都使汽车工业持续发展。 3汽车驾驶技术培训 安全驾驶培训是驾驶员上路前必修之课,全球每年死伤于交通事故的人数有5000多万人,我国拥有的车辆数量只占世界车辆总数的2%,死亡率却占世界的15%。通过学习掌握“安全行车指南”的五大准则,提高驾驶员的综合素质能力达到保障行车安全的目的。 3.1 提高预测能力要时刻查看前方路上发生的事情,不要只关注车跟前,因为隐患往往在车前很长一段距离就出现了。 3.2 观测行驶道路的全景了解车辆周围发生的事情,仔细观察发展变化的交通形势,目光注视某物的时间不宜超过2秒,同时要养成每隔5-10秒就查看一下反光镜的习惯。 3.3 尽早打出信号,表明意图以便他们有时间作出正确决定,但不要突然行动,以免引起他人的惊慌。 3.4 安排一条退路选择超车时机,做好避让的准备,以便在意外发生时迅速作出反应。要安排一条能有足够时间、空间和视程来平稳起步或停车的退路,避免汽车追尾。 3.5 果断行动按照以上四条准则执行以后,驾驶员就应该有充分的时间和空间来处理紧急情况,最后需要的就是要下定决定、果断行动,做到快准稳。 4总结 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:浅谈汽车智能安全技术的应用 [关键词]智能安全技术;防撞技术:防盗技术 汽车已不仅仅只是代步工具了,而是演变成一件件高科技产品。当前汽车安全技术发展的目标就是提高行车安全性和各环境下的适应性。当前的信息技术革命正在推动汽车设计翻开新的一页,自动化、智能化、多功能将成为21世纪汽车发展的新趋势。智能化的汽车在21世纪将以更高的速度和效率把人类带入智能信息时代。 一、关于发达国家智能汽车研究的现状和趋势 进入20世纪90年代以来,随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统(ITS)研究的必起,国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门,目前它已成为世界众多发达国家重点发展的智能交通体系中的重要组成部分,也是世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力。 美国交通部已开始一项五年计划,投入3500万美元,与通用汽车公司合作开发一种前后防撞系统。同时,美国俄亥俄州立大学和加州大学以及其他一些研究机构正在进行全自动车辆的研制与改进工作。欧洲的一些国家正试验将智能速度适应(Intelligent Speed Adapta2tion,ISAl作为提高车辆安全性的手段,其构想是通过路边标志信息或卫星定位信息以及车载数字地图进行车辆导航,并自动控制车辆的速度。目前在日本,夜视和后视报警系统已应用在某些汽车上,三菱公司和尼桑公司已其近期可使用的防撞设备。前方防撞和车道偏离有望在1至2年内实现。世界各国著名大学也参与到智能汽车的开发中,如麻省理工学院、斯坦福大学、剑桥大学等。 二、关于智能安全技术的应用 1.防撞技术。专家、学者在分析城市交通事故的原因时,普遍认为事故原因主要由:人员素质、运输车辆、道路环境、管理法规等4个方面。而其中很重要的一点――运输车辆性能的提高,常常为人所忽视。而事实上,随着科技水平的不断提高,使得机动车辆的智能化已成现实。可以通过机动车辆的智能化来提高交通的安全性。一是新型带,自动制动功能的碰撞警示系统。该系统由沃尔沃公司最近推出,可以最大可能地降低碰撞时的车速,减少碰撞双方乘员伤害风险。该系统功能包括:纵向避撞――有助于防止车辆与车辆之间,车辆与其他物体或行人之间正面或尾部的碰撞:侧向避撞――有助于防止车辆偏离行驶车道引起的侧面碰撞;视觉强化防止碰撞――改善驾驶员观察道路及道路上或道路旁物体的能力。二是激光测距在汽车智能防撞系统中的应用。该汽车智能防撞系统主要包括:振动电路、激光调制器、激光发射器、激光接收器、计数器、处理器,以及显示、报警和智能制动装置等。当启动系统后。激光发射器不断发射激光束,探测前方是否有障碍物。当有障碍物时,激光束被反射回来被接收器接收并转换为电信号。经放大后通过计数器计数获得N值,再经处理器的运算得到是否安全的距离。三是智能式汽车安全气袋控制系统。气袋控制系统的任务是准确判断出事故的碰撞强度,并点爆气袋。现在大部分系统都采用带微处理器的智能控制系统。它使用单片机对电子式加速度传感器测得的信号进行计算,认为发生了碰撞并且达到一定强度时,输出点火脉冲引爆气体发生器。迅速产生大量气体充满气袋。智能控制系统的控制算法由软件实现,极大地提高了算法的灵活性,而且具有记录事故信息和与计算机通讯等前两代控制系统无法实现的功能。 2.防盗技术。一是射频识别技术。汽车电子式防盗采用射频识别技术(RFID),通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID技术采用射频传输,可以透过外部材料读取芯片数据,实现非接触操作,应用便利,使用寿命长;大容量的存储空间,适合储存大量的数据信息;数据安全方面,通信数据使用加密算法对数据进行加密,实现数据安全存储、安全管理和安全通信。基于射频识别技术的汽车防盗器主要功能特点如下:普通汽车防盗器主要是采用键盘输入方式对司机身份进行识别的,这种方式给驾驶带来诸多不便,而且由于其密码组合有限。较容易被窃取和破译。而采用射频识别技术来识别身份,则可有效解决这一问题。车主只须携带应答器(32mm)靠近阅读器的感应线圈(进入7cm左右的感应范围),即可在瞬间完成身份识别,并且其密码不宜破译,因而大大提高了防盗效果。利用该电路可以方便地实现防盗系统的安全提示和报警功能。二是汽车智能钥匙。智能钥匙的主要功能:靠近汽车时。钥匙和汽车便开始通过无线电交换已设定好的指令信息。随即汽车的关闭系统和安全系统以及发动机的控制系统全部被激活。打开车门时。只要驾驶员一碰到车门把手。传感器就会探测到这一压力,同时伺服发动机便会打开车门门锁。接着座椅、转向盘和外后观镜便会自动调整到合适与车主的位置。启动前,驾驶员踩下制动踏板,转向盘锁会被随即打开。同时启动按钮也会被释放。最后主制动器自动松开。下车时,驾驶员必须按下锁车钮,如果闪光灯亮起则表示车门已安全上锁。汽车上锁的同时,钥匙和汽车就会重新约定好一个新的指令信息。三是GPRS移动通讯网络汽车智能防盗系统。当用户驾车外出。车辆停放位置与用户比较近时。防盗监测系统通过GSM网络发短消息给用户的GPRS手机。不需要上Internet网络,这样用户可以更快采取补救措施。当用户车辆在公用车库中或距离很远,或中途被抢,此时就可将信息经GPRS和Intemet网络传送给监控中心计算机,监控中心计算机分析现场传输的图片、声音等资料,采取相应的措施,同时利用GPS传送信息结合该地区、城市地形图,确定被盗车辆现在哪个地区哪个城市哪个街道。将监测到的有效信息提供给公安机关,帮助快速破案。 三、关于汽车智能安全技术的展望 汽车出现有100多年的历史,而智能汽车才刚刚起步。尽管汽车智能安全技术的发展前景非常广阔。但仍存在着不少障碍。如某些高智能化安全系统造价昂贵。普通消费者无法接受。为了实现彼此设备的兼容,、要制定统一的工业标准。现在的智能汽车时速还不能超过30公里/小时,以及受到恶劣天气、路况的影响还比较大。随着技术上的不断完善,我们有理由相信。未来的汽车驾驶和乘坐,将不会再有任何的安全顾虑,驾车也将真正成为一种享受。 作为交通运输工程的参与者,要大力倡导和积极推广汽车智能安全技术在工作和生活中的应用。身体力行的同时。要注意不断总结和技术研发,切实推动汽车智能安全技术项目的完善。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的智能化发展刍议 摘要:汽车技术首要作用是确保安全。在智能化技术飞速发展的今天,汽车的安全技术也有了长足的进步。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分,作者结合自身学习与实践,从主动安全技术与被动安全技术两方面论述汽车安全技术的智能化发展现状,着重讲述主动安全技术的智能化发展趋势,并举出相关例证。 关键词:汽车;安全技术;智能化;发展 一、概念简述 汽车的节能减排、降低环保、保证安全是当代汽车技术的重要衡量指标。其中最重要的指标是安全性。汽车安全主要有主动安全与被动安全两部分。主动安全指的是在事故发生前充分使用安全技术,消灭安全隐患;被动安全指的是发生事故的时候,通过汽车性能设计和被动安全设备尽量降低驾驶者、乘客和车外行人遭受伤害的机率。 在目前智能化技术的发展的促进下,汽车安全技术和以往比较产生了巨大的进步。不仅仅在智能化的方面有着明显的发展趋势,汽车安全技术的进步的重点正从被动安全转移到主动安全。 二、主动安全技术的智能化发展趋势 1、减轻碰撞系统 此系统利用完整的智能系统检测驾驶员会要采用的紧急刹车等行为,并在刹车实施的时刻,辅助驾驶员把制动力加刀尽量大,达到减少制动距离,降低碰撞几率。奔驰公司当前投入使用的新式减轻碰撞系统有着两个雷达传感器,第一个探测的角度相对小一些,为的是探测远处事物;第二个探测角度相对大一些,为的是探测近处的事物。丰田雷克萨斯利用了探测距离较远的雷达传感器来检查远处是否有障碍物如汽车、路障等;第二个探测距离相对近的物体例如行人。沃尔沃公司目前试验能够达到现有的制动辅助设施的条件下同一时刻对转向也可以采取干预的技术,进而达到有效降低事故概率的目的。 2、距离警示系统 此系统的最大特征是当自适应巡航控制系统(ACC)关闭的时候,也能够辅助驾驶员时刻与前车保持一定的距离,若是打开了距离警示系统打开,驾驶员能够实现设置好驾驶车辆和前方车辆的安全距离,当汽车行驶,系统发现驾自身车辆和前方车辆的距离间隔小于实现设置的时候,就在前风窗玻璃上进行提示,并且发出警示声音,若是驾驶员还没有进行规避或调节驾驶,该系统便会自发的制动。如沃尔沃汽车公司所生产的此类预防碰撞的距离警示系统(Distance Alert)。 3、驾驶员警示系统 该系统一项正在发展完善的汽车安全技术,能够监测车辆在道路上的行驶状态,一旦驾驶员的操作有一场,就会向驾驶员进行示警。这系统安装在车辆上后,不仅在白天,即使在黑夜,如果汽车行驶到驾驶员容易松懈的平直车道或易于判断错误的复杂道路时,警示系统就能利用摄像头持续监测车辆和道路两旁和周围车辆的距离,继而使用传感器传递至电控单元,电控单元再分析相关信息,用来检测汽车有没有安全隐患,若是存在,系统就能够发出警报,同时还能够在仪表板上显示是否应该休息的提示。 4、车道偏离警示系统 该系统能够帮助驾驶员及时辨别休整方向。工作原理是通过摄像头观察汽车与道路标线之间的距离。若是没有展示变道信号就越过了车道标线,系统会有声音信号提示驾驶员。在此工作原理上,可以强化其智能化,开发自动转向回避碰撞功能,这样能够比车道偏离警示系统更优越,能够使用摄像头与雷达传感器监测车辆和其它车辆之间的距离,从技术上确保了可以预防驾驶员粗心大意导致的摩擦碰撞等。比如汽车如果要驶入错误车道,而且系统监测到旁边有车可能与自身发生碰撞,汽车会自动调节线路,到达安全车道。 三、被动安全技术的智能化发展趋势 1、气囊式安全带 以最新的福特后座气囊式安全带为例,该安全带在2011年配置在新一代福特Explorer SUV汽车中。目前福特打算为全世界的汽车上使用气囊式安全带技术。气囊式安全带可以降低事故发生对乘坐者头部、颈部与胸部的损伤机率与程度,而事故中最易受到伤害的是儿童与老人。平时应用时,气囊式安全带和传统安全带功能类似,并能够适用于儿童身上。百分之九十以上的测试气囊式安全带的人都感觉气囊式安全带的舒适程度和传统安全带到得多。 发生事故时,汽车安全带中的传感器可以及时检测装机的力度,并迅速打开气囊式安全带的气囊。安全带里面有许多管状气囊,能够利用冷压缩气体膨胀展开,安置在座椅底部的气罐把气体利用特殊设置的扣环导进安全带中。气囊式安全带就会将碰撞的力量分散到更大面积,用以增加保护面积,并减少可能导致的伤害。 2、智能化安全气囊技术 智能化安全气囊是基于以往安全气囊基础之上设置了智能传感器,用来监测前面的座位里有没有人,乘坐者是儿童或是成人,有没有系好安全带,驾驶员与乘员在座位上的位置是否合理等等。智能型安全气囊包含以下几种传感器:重量传感器,能够利用座椅上重量检测到是不是有人乘坐,是儿童还是成人,甚至可以检测乘客的性别;红外线传感器,用以确定车上人员的位置;电子区域传感器,利用测量低能量电子区域的电流,检测乘客之间的相对距离。 3、吸能式车体结构 汽车碰撞时,车体结构的安全作用是吸收汽车动能的同时减缓乘员移动的程度,并保证乘员有足够的生存空间。专家们认为,在未来汽车的车体结构设计中,要预先设计一个具有高吸能特性的所谓“压偏区”(一般为非乘坐区)。当车体受到撞击时,该压偏区能以一种可以预见的形式发生断裂或破坏,在一定程度内被压偏,从而最大限度地吸收车辆的压力。 四、结论: 凭借着在智能化领域强大的技术实力和先进性能,当代汽车的安全技术越来越智能化,其效率越来越高,世界各大汽车公司,都在开展这方面的研发,目前车企业在汽车安全技术智能化方面已取得实用化成果。为解决智能交通系统研究开发过程中的汽车行驶安全问题,提供了理论及技术支撑,汽车安全技术的智能化发展,必将为人们的生命安全提供有力的保障。 作者简介 王莉(1979-08)女,籍贯吉林省四平市,单位:烟台汽车工程职业学院,学历:研究生。研究方向:汽车。邮编265500。 汽车安全技术论文:汽车安全技术要首先考虑行人 在汽车上开发各种先进的安全技术时,开发者、利用者最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者 轿车正在走进普通中国人的家庭。据商务部预测2004年中国汽车产量将突破500万辆,其中240万辆是轿车。 当汽车堂堂皇皇地进入到人们生活中时,其负面影响也愈发地显著起来。每次到中国访问,我都能立即感受到城市中的大气污染。而汽车的迅速增加也带来了交通事故的频发。中国只有2400万辆汽车,但交通事故造成的死亡事故在这几年一直是每年10万人,相当于每天将近有300人死于交通事故。 当然汽车厂家、中国政府都非常重视这些问题。在环境方面,上海汽车工业公司与通用公司(GM)在共同开发油电两用车(同时使用汽油引擎及电动马达的汽车),东风集团也将在2005年以后生产同种汽车。第一汽车集团已准备和丰田共同生产油电两用车,中国政府在全方位地推进环境对应型汽车的开发。国际社会上有些厂家的燃料电池汽车已经接近实用化,在汽车大踏步地走入到人们生活中时,技术的开发、引进有可能让环境等问题得到改善。 世界众多的厂家都在为解决交通事故的产生,而在进行着技术开发。现在,日本正在开发和利用的相关技术有:窗帘气囊(在侧面遭受撞击时,能保护乘客头部的气囊)、防止横向滑动装置、带有控制车与车之间距离的低速行驶装置、导航系统、囊括了以上主要装置的ITS(Intelligent Transport Systems)系统等。日本正在进行安全技术、支援驾驶等技术的开发和利用,如果中国也进行这方面的开发、引进的话,这些能成为对付交通事故的一个有力的手段。 但是笔者更愿意在这里强调的是,技术的开发、利用由于意识、思想的不同,能带来结果也大不相同。乍一看同样是安全技术,但其开发、利用的意识的不同,能营造出完全不同的结果。打个比方说,刀子可以作为餐桌上使用的餐具,也可以作为战争中的武器。虽然它都是以金属加工技术为基础的,但使用目的的不同,做出来的刀具其形状及结构也大相径庭。手握一把刀子时,是用它去加工食品还使用它去打仗,最后结果是完全不一样的。 从汽车安全技术上看,一方面是公路建造方法、交通法规不完备,对司机的安全教育不彻底,而另一方面则在车上装上了气囊及防止横向滑动装置,这些与行人的徒步行走环境的改善毫无关联。司机的安全系数高了以后,反而使一些人敢胡乱开车,让行人处于更加危险的境地。导航系统在强调它们是如何的方便,但如果在技术开发上无原则地增加信息量,反而会让司机的注意力不能集中。 所以在汽车上使用这些技术时,开发者、利用者应该在意识和思想上真正把安全当一会事来思考,最需要铭记的是,路上的行人绝对是个弱者。 一个以每小时5公里速度行走的体重50公斤的人,和以每小时50公里行驶的1吨重的汽车相比较,由于运动能量与重量有关,和速度成二次方的比例,汽车的运动能量是人的2000倍(重量是人的20倍,速度为10倍时,20×102=2000)。我们应该注意的是,在行人的旁边(这里面有注意力不够成熟的孩子,有行走的自由度比较少的老人,还有残疾人),具有如此巨大的运动能量(破坏力)的汽车在飞驶着。要保卫处于绝对弱势的生命,必须彻底坚持“行人优先”的原则,这与2004年5月在中国实施的新《道路交通安全法》的精神――“以人为本”的精神也是一致的。 当然,司机也是人,人是会犯错误的。我们应该让公路结构,让交通法规在司机犯错误的时候也能减少行人的生命危险;应该在道路设计上实现人车完全分离,让司机在驾车失误时也不会造成行人的人员伤亡;应该充实交通法规,确实地遵守法规;应该进行彻底的安全行驶教育。 在“行人优先”思想的指导下,在实施以上对策之后,再引进汽车安全技术,这才是有意义,汽车也才能真正地为人类服务。如果不是这样,在没有安全意识、安全思想的时候推进汽车的普及,行人在路上行走将时刻面临着死亡的危险。笔者已经多次在日本看到过惨不忍睹的状况,衷心地希望中国的汽车普及能在“行人优先”的原则下推展下去。 (日本・名城大学经济系副教授) 汽车安全技术论文:汽车吊安全技术使用 摘 要:关注汽车吊自身技术性能,选择用好吊装索具,加强现场安全管理,是汽车吊安全技术使用的关键。 关键词:技术 使用 规范 管理 一、概述 汽车吊(又名汽车式起重机)是一种移动式变臂垂直运输机械,通常以内燃机作动力,通过液压机械传动等安全保护装置实施对物体的变高运输,即将物体从一个高度安全稳妥地吊运至另一高度,这种作业方式是各行业生产、建设和施工中常见的基本手段,由于汽车吊的工作是始终处于多变的工作状态(环境、吊物、起吊条件等),回顾历史及各行业对汽车吊应用的事故案例,加以系统的总结,对防范汽车吊使用过程出现安全事故是尤为重要,以下从诸因素对汽车吊安全技术使用的影响加以说明,以此借鉴。 二、结构件强度的保证作用 汽车吊的结构件主要包括水平支腿、臂架、垂直支腿、车架、回转盘支承架、回转盘、起重臂支架、起重臂、起重臂头架、滑轮组、变幅缸支承,伸缩臂支承、卷扬减速支承等,这些结构件担负着载荷的支承,一但某处出现诸如断裂失效等,起重作业将会出现重大事故,后果不堪设想,因此,在使用过程中要加强对这些部件受力点的观察和检测,以便及时消除隐患,隐患的表现形式有:严重锈蚀、基体的变形、焊缝的裂纹和开焊、支架的断裂、钢索在滑轮处掉槽,回转盘固定螺栓松脱等。 三、液压系统 汽车吊的液压系统是实现稳定支承、伸缩臂杆改变工作半径、升降钩头、上车回转运动的液能传动装置,如果液压系统的工作出现故障或性能下降,就会出现工作中断或受阻,液压系统主要有:液压油箱、滤油器、管路、液压泵、液压马达、操作阀、平衡阀、溢流阀、液压锁、液压油缸等组成。在使用中,要保持液压油的清洁,系统的额定压力,各装置及阀类有良好的工作性能,不能出现任何的外漏内泄,这样系统内各部件才能灵敏到位,工作中的运动停歇阶段,才不会出现油缸回缩,吊物下落现象,始终处于严密受控状态,如出现液压系统异常状态,应及时稳妥回收吊物,将故障及时排除,确认无误才可重新作业。 四、安全装置 为了防止汽车吊在作业过程中出现不安全因素,厂家在设计制造时就已安装了能满足吊车性能的各种安全防护装置,如:力矩限制器、幅度指示、臂杆长度指示、起重量指示、水平仪、防止吊臂后倾装置、钩头起升高度限位器、溢流阀、平衡阀、液压锁、电磁卸荷阀等,其主要作用是: 1.当起吊重物、吊臂长度、吊臂角度三者形式的总力矩低于安全极限值5%时,起重机蜂鸣器系统动作报警,当起重力矩达到安全极限值时,红灯开始报警,执行系统迫使液压卸荷,切断动力,停止吊车动作。 2.钩头上升高度达到极限值时,停止钩头动作。 3.保持液压系统平稳动作,锁止液压油缸和液压马达。 在汽车吊作业过程中,确保这些装置和元件的有效性能,是汽车吊安全作业的基本保证,因此在作业前或作业中都要严密关注它的情况,一旦有丝毫的异常就要随时停机查明原因,加以排除,确认无误后才可继续动作。 五、起吊参数及载荷系数的确定 汽车吊起重参数的确定主要是指起吊重量,吊车工作半径,臂杆使用长度等,需要认真考虑的是被吊物的尺寸和重量,以及要吊的初始位置和准备吊达的最终位置,现场平面布置及空间位置。 1.知道被吊物的尺寸和重量,初选吊车工作半径。如某施工现场有一台储罐Q1=16t,直径φ4.0m,罐高5.6m,要从水平地面吊至高为5m的基础上,选用吊车工作半径,现有一台NK-400E加腾汽车吊,16.5m臂杆6.4m工作半径时可吊20t,钩头重q1= 0.45t,吊装索具重q2= 0.2t,是否合乎使用要求? 吊车回转中心至后尾距离为2.5m,储罐半径为2.0m,初选工作半径为6.4m,吊车后尾至吊物间隙为e,则有e=6.4-2.5-2.0=1.9(m) 初选16.5m臂杆的吊装高度大于基础高5m+5.6m=10.6m,所以选择NK-400E吊车的相关工作参数符合安全起吊要求。 2.确定动载荷。在起吊作业过程中,由于频繁和突然的起动与制动,加之发动机运行振动以及风力作用在被吊物体上而附加的吊载,使原有的静止载荷有了增大的改变,因此就引入了动载荷系数K1,以动载荷系数K1乘以原静载荷,得出了计算动载荷,通常汽车吊动载荷系数选定为K1=1.2,如令动载荷为Q2,静载荷为Q0,则Q2=K1×Q0= K1(Q1+q1+q2)。 设备在垂直吊装作业时,提升系统的最大动载荷同时要考虑钩头滑轮组重量q1,吊索具的重量q2。 3.两台以上吊车同时抬吊一台设备时,每台吊车可吊载荷应是相应工况下额定载荷的80%,如TG500E多田野50t汽车吊,在支腿全伸,21.8m起重臂长,在工作半径4.0m时的最大起重量是24t,采用两台吊车合吊一台设备时,每台吊车的起重能力只能是 24×0.8=19.2(t),考虑动载荷系数,则Q2==16(t)扣除钩头滑转组0.5t和吊索重0.1t,则每台吊车最大起吊重物能力只能是15.4t。 六、起吊钢丝绳的选用及吊物的捆绑 吊装设备钢丝绳的强度是起重吊装安全的关键,在选用钢丝绳时要根据钢丝绳受力进行强度核算,不同的吊装工况不同的吊装机械所选用的钢丝绳都有相应的安全系数规定。 1.由钢丝绳受力确定选择钢丝绳,通常汽车吊吊装设备使用的钢丝绳的安全系数为6~10,设钢丝绳选用的安全系数为n,钢丝绳应受的最大拉力为Fmax,钢丝绳的破断拉力总和为Fb,钢丝绳破断拉力换算系数为φ(钢丝绳名义直径与作拉力试验同等直径钢筋的实际截面积之比值),则有 根据上式中钢丝绳所需的破断拉力选出相应规格型号的钢丝绳。 2.吊装钢丝绳受力的计算 选择吊装吊索直径时要根据物体的重量,吊索的根数及吊索与水平面夹角大小来决定,夹角越大,吊索受力越小,反之夹角越小,吊索受力越大。如图:采用两弯四股 钢丝绳与水平夹角的关系,α越小,h越大,夹角就变大,钢丝绳所受张力变小,反之变大,捆绑钢丝绳与水平夹角在450~600为宜,这样,就有吊装时的稳定又不致于加大钢丝绳的张力,在捆绑设备(吊物)时,钢丝绳与设备间应加塞软性防滑物,避免钢丝绳被割伤和滑移。 七、汽车吊的稳定性及站立位置的确定 汽车吊的稳定性是指在自重和外载荷作用下抗翻倒的能力,也就是在其吊起规定的重物离开地面而不翻倒为准。 ⑵自身稳定是指在非工作状态下失去稳定而倾倒的抵抗能力,如风力影响等,自身稳定应满足下列要求: 自身稳定系数另外自身稳定还需考虑坡度影响,附加载荷和载荷偏摆等。 2.站立位置的确定: 汽车吊的站立位置非常重要,它对安全起吊和设备就位有着决定性作用,在确定汽车吊站立位置时要充分考虑被吊物的重量、尺寸、被吊物就位时的高度,以及上吊在作回转动作时,是否在安全区域内,同时还要考虑汽车吊的进、出线路以及工作空间无障碍物等,用一台吊车起吊多台设备时,站位更要选择科学、合理、以充分发挥其工作效率,具体要求是: (1)场地要坚实平整,如需要时铺设枕木或钢板,防止沉陷。 (2)汽车吊的回转支承面与水平面的倾斜度不应大于2/1000。 (3)汽车吊的任何部位与架空高压线的安全距离应符合规定。 (4)汽车吊支腿下部要有足够面积的承压枕木,以保证作业时的稳定。 (5)在坑、沟边吊装时要有可靠的安全距离,其净距离要考虑坑、沟的深度和土质情况来决定,通常安全距离应是坑、沟深度的1.1~1.2倍。 (6)汽车吊站位下方要避免隐蔽工程,尤其是在工厂区,应在站位前摸清情况,必要是进行取证。 八、其它要注意的问题 1.明确汽车吊吊装作业区域,设置警戒线,安排专人负责现场安全。 2.起重作业要有专门的起重工,并且持证上岗,汽车吊要有安全使用许可证,在作业前要对其技术性能作进一步确认。 3.设备的捆绑要有防滑措施,设备就位应视需要在预先加装溜绳,以作就位时牵拉使用。 4.起重作业时风速不得大于13.8m/s(相当于6级风),臂长大于50m起重机作业时,风速不得大于9.8m/s(相当于5级风)。 5.汽车吊在吊装作业时,可先将被吊物按预先起吊半径吊起离地100~200mm,稍等片刻(10~15分钟)观察重物下落情况,各油缸活塞杆回缩情况,结构件的受力情况,必要时加以检测计量,确认符合要求后,放落被吊物,检查支腿支承情况和回转盘水平情况,必要时加以调整,再重新进入起吊作业。 6.避免雨、雪、雾天气作业。 7.不允许不打支腿进行任何起重作业。 8.不允许斜拉、斜吊和吊拔重量不明物体。 9.起重作业时不得随意调整支腿。 10.汽车吊作业区域内不得有防碍作业的障碍物。 11.汽车吊在操作时应平稳起吊,起吊被吊物和被吊物就位时尤其要缓慢平稳,防止快动和制动带来的冲击载荷。 上述有关汽车吊安全技术使用事项,是针对现场吊装实际考虑,是为了合理合规正确使用汽车吊完成相应的吊装工作,主要从吊车性能的保持、吊装参数的选择、吊索的选择、吊车的站位稳定及基本的安全技术措施来着手,把通常应用实际与相关技术规定相结合,力求使汽车吊在广泛的应用领域能安全稳妥的应用,更好地适应新经济建设事业的需求。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的智能化发展 摘 要:近年来,随着人们生活水平的提升,我国汽车保有数量在不断的增多,随之而来的,交通事故发生率也越来越高,因此,全社会开始普遍关注交通安全问题。笔者认为,对于汽车安全技术,一般可以从两个方面来理解,一种是主动安全,另一种则是被动安全。本文分析了汽车安全技术的智能化发展方向,希望可以提供一些有价值的参考意见。 关键词:汽车安全技术;智能化发展;分析 汽车节能、环保、安全是现代汽车技术的发展方向。其中最重要的是汽车安全,因为其和人们生命财产有着最直接关系。汽车安全技术将一系列先进的技术设备加以应用,借助于传感器和雷达,可以对周围交通环境与路面状态等进行检测和扫描,同时,将电子、信息、通信处理技术等应用过来,智能化程度得到了显著提升,车辆安全程度得到了提高。 1 主动安全技术 在车辆控制系统中,非常重要的一个方面是车辆智能安全保障系统,如安全系统、危险预警系统等,通过这一系列先进技术的应用,可以保证行驶安全;将传感器、红外线以及超声波传感器等安装于车身各个部位,这样就可以有效地监测路况、预防事故,尤其在容易出现事故的环境下,如雨天、大雾等,可以借助于声音和图像等,将车辆周围以及车辆自身信息提供给驾驶员,这样就可以有效控制车辆,降低了事故发生率。同时,因为有传感器布置于车身四周,那么就可以对车辆四周的路况分别探测,将回避操作指令等及时提供给驾驶员,促使车距符合相关要求。具体来讲,包括以下几个方面的技术: 1.1 制动系统 通过实践研究表明,借助于汽车制动防抱死装置,可以促使刹车距离得到缩短,在刹车过程中,也可以有效控制车辆,这样交通事故的发生几率就得到了有效降低;而ABS的辅助功能则是电子制动力分配,可以对ABS的功效有效改善,ABS的升级版为加速防滑控制系统,在汽车加速过程中,它可以有效控制滑动率,否则就容易出现打滑问题。 1.2 车速自动控制系统 借助于本系统,车速保持固定,本装置行驶于恒定速度下,加速踏板是不需要踩的,那么车辆就可以更加安全平稳的行驶,车辆如果行驶于高速公路上,这种装置就非常有效。 1.3 视野、控制和显示装置 驾驶员要想安全驾驶,视野非常的重要;要想扩展驾驶员的视野,就可以对摄像头适当增加,对玻璃材料进行改善,将防雾防眩功能给充分发挥出来,如果出现了不利天气,镜面清洁需要良好控制。同时,为了促使黑洞效应得到减少,还可以将紫外线大灯给安装过来,这样驾驶员方可以具有良好的视野,降低了交通事故的发生几率。 1.4 危险警告系统 通过危险警告系统的应用,可以避免车辆与行驶路线偏离,导致碰撞或者其他交通事故的产生。在这个方面,可以将CCD摄像机应用过来,以便对道路上的白线进行识别,如果汽车与行驶的道路发生了偏离,司机没有将转弯信号给出来,系统就会自动将声音预警提示出来,如果司机依然没有将纠正动作,系统就会对汽车自动控制,以便促使行驶方向得到保持。 1.5 预警监测系统 借助于本系统,可以有效监测驾驶者、车辆以及道路状况,并且给出相应的警示。比如行人横穿预警,因为我们将超声波传感器设置于汽车保险杠上,那么就可以对车辆前面的行人或自行车等有效监测,如果出现了一些情况,可以及时发出预警,司机也可以集中注意力。将激光雷达用于车轮控制系统中,采用的光束有着较小的照射幅度,水平振动于水平方向,并且不断照射,结合前车反射光反射回来的时间,就可以对车距有效计算,促使车距符合相关要求,如果过分接近了前车,就会有报警信号发出,对驾驶员起到有效警示作用,行车安全可以得到保证。以马自达汽车为例,应用碰撞预警系统技术,将激光雷达装置设置在格栅上,可以对车前行人进行有效的监测。 2 被动安全技术 2.1 智能安全气囊 如今,安全气囊已经被普遍安装到汽车中,这样如果车辆出现了中等或者严重的碰撞,可以避免伤害到车上人员。调查研究发现,广泛采用的智能控制系统往往具备微处理器,控制系统既需要处理电子式传感器的信号,又需要将点爆信号给输出去。过去所采用的安全气囊,仅仅能够保护车内乘员,而进入新世纪以来,还需要有效融合人、车和环境,因此,在汽车设计过程中,还需要保护行人。可以在汽车前部安装相应的安全气囊。一般经常使用的有两种,发动机罩气囊和单独的前围气囊,通过碰撞传感器,激发发动机罩宽幅气囊,这样机罩气囊就会展开于保险杠上方,可以有效保护中高身材成年人的腹部和臀部,而对于儿童或者身材比较矮小的成年人,则可以有效保护其头部和胸部。碰撞传感器激发单独的前围气囊系统之后,就会展开于左右A立柱之间的风窗底部前方,汽车的这个部分能够被覆盖到,这样头部的防护性能就可以得到有效提高。 2.2 座椅安全带 如今,在设计安全带的过程中,也应用了诸多先进技术,结合车辆的具体设计情况,可以有一定的变形出现于安全带收缩装置中。在检测方面,采用的是碰撞传感器,如果出现了碰撞,司机和乘客得到有效保护。同时,设计的安全带还将孕妇和儿童给纳入了考虑范围,这样孕妇和儿童的安全就可以得到保证。 3 结语 综上所述,汽车安全在汽车电子控制中是非常重要的一个方面,如今智能传感器、执行器以及电控单元等得到了大力开发,并且在汽车上也开始广泛应用雷达技术、计算机网络技术等,可以有效集成汽车安全装置,促使汽车安全性能得到提升。汽车的智能化、信息化和自动化程度不断提升,那么汽车安全也需要朝着智能化方向发展,这样在安全领域内,就需要对安全系统大力开发,保证具有较好的性能和更快的反应,这样方可以有效保证汽车安全。 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术和被动安全技术发展探究 摘 要:随着人们经济水平的不断提高,汽车的应用已成为普遍的趋势,由此带来的汽车安全问题成为全世界关注的焦点。本文从汽车安全技术的概念入手,简述了汽车主动安全技术和被动安全技术的应用情况,明确了未来汽车安全技术的发展趋势。 关键词:汽车主动安全技术 被动安全技术 发展 从汽车投入使用那日起,汽车的安全问题就一直是汽车设计者非常重视的问题,针对汽车安全领域的额研究和改进也没有停止过。经过世界各个国家和组织的共同努力,汽车安全技术在很多方向中也取得了不错的成效。加大汽车的安全技术可以在很大程度上减少了事故发生的几率,减轻了由事故所带来的伤亡和各方面的损失,进一步保障了人们的人身安全。 一、汽车安全技术的概念 汽车的发展和应用的百余年里,汽车的安全问题一直受到汽车制造商和社会各界的广泛关注。汽车的安全成为人们重视的重点,随意打开某一品牌的汽车宣传册,汽车安全的介绍往往占据主要的篇幅。汽车安全技术可以划分为主动安全技术和被动安全技术两种。主动安全技术是运用原有的防范,防止交通事故的出现。被动安全技术则是指事故发生的过程中或者事故发生后,把伤害减到最低的技术。虽然被动的安全技术也可以减小事故发生的伤害,主动安全技术则更占据主要的位置,主动安全技术可以最大可能的避免事故带来的人员或者车辆的损害。主动安全技术起到防患于未然的作用,减少事故发生后出现的交通拥堵而引起的间接地经济损失的问题。 二、汽车主动安全技术及应用 (一)汽车防抱死制动系统(ABS) 汽车防抱死制动技术就是运用计算机对传感器所探测到的各个车轮的转速进行计算,得到当时车轮的滑移率,以此来确定车轮是不是存在抱死的情况,这时可以对执行机构下达调整制动压力的命令,确保车轮在理想的制动情况中运行。对于防抱死制动系统的准确认识是如果驾驶人员要进行紧急刹车的情况,可以保持车辆不会因为抱死而失去控制,可以维持住转向力进而躲避障碍物的碰撞。在通常的情况下,防抱死制动技术不可以缩短刹车的距离。 (二)驱动防滑系统(ASR) 汽车的驱动防滑系统是指在车辆进行加速运行车轮打滑的时候,运用把调整点的时间和间歇关闭的喷油阀降低至发动机进行转速,从而降低了发动机的扭矩,保障车轮不出现打滑的情况。汽车驱动防滑系统是防抱死系统的延伸,进一步为防抱死系统进行完善。汽车的防抱死系统可以确保制动过程中的汽车方向的稳定和操纵性,汽车驱动防滑系统则保障了行驶过程中汽车方向的稳定性和操纵性。所以,汽车驱动系统只能对驱动的车轮加以控制,而汽车防抱死系统可以对所有的车轮实施控制。 (三)电子稳定程序(ESP) 电子稳定程序对于防抱死系统和驱动防滑系统具有支援的作用。电子稳定程序运用各个传感器得到的车辆行驶情况的信息实施分析,对前面两种系统发出纠偏的命令,辅助车辆维持好平衡。电子稳定程序由车轮传感器、电脑、转向传感器等部分组合而成。如果汽车在行驶的过程中,转向的参数会不停的传到电脑,电脑可以结合其他传感器的值来对该车辆行驶过程的转向不足进行修正。 二、汽车被动安全技术及应用 汽车的被动安全技术是指当事故已经发生后,运用车内的保护系统保障车内所有人员的损失降低到最小的程度。 (一)安全带 安全带的应用有着很久的历史,如果出现剧烈碰撞的情况,安全带可以确保车内人员的身体状态不会出现乱动,为其他的安全设施发挥作用奠定基础。汽车上所运用的安全带一般有两点式、三点式、四点式和斜挂式,分别由安装固定件、调节件、织带等部件组合而成。目前的安全带技术运用电子限力预紧的模式,这种模式的使用不仅可以精确地锁定安全带,也可以在收紧安全带的同时保障乘车人员的身体和椅背靠紧。电子式的安全带和安全气囊隶属同一套的控制设施,如果出现剧烈撞击的情况,安全带就运用自带的收紧装置比气囊优先工作,更有效的确保乘客的人身安全。 (二)安全气囊防护系统 安全气囊防护系统的应用在很大程度上减小了碰撞发生时车内人员的受伤几率。安全气囊划分为气囊系统、传感器、气体发生器三个方面。由于技术的快速发展,安全气囊的保护范围也不断的加大,安全气囊的应用可以使紧急的撞车事故中减少车内人员遭受仪表盘、方向盘和挡风玻璃对于颈部、头部、和胸部剧烈的撞击。保护气囊的保护部位由安装位置所决定。安装正面的安全保护气囊需要在车头的左右两面30度的区域内的正面碰撞并达到一定的碰撞的速度和力度方可引爆,侧面的安装要求碰撞点在中心线60度左右的区域内。所以不要以为安装了安全保护气囊就万事大吉了,在没有系安全带的情况下,安全气囊对于保护人的左右更小,也有可能出现不好的作用。因此想要发挥气囊原有的作用,首要的条件是系好安全带。 (三)自动求救系统 自动求救的系统是被安装与GPS车上最新的被动安全系统。如果车辆发生严重的碰撞事故后,此系统可以快速的向救援中心发出呼救,并把事故发生的位置和车辆所处的状态进行报告,为救援人员尽早的获知伤员的信息做了快速的传达。自动求救系统不仅可以预测车内是否有需要救助的人员,也可以检测出车厢内部微量的二氧化碳和轻微的震动情况,为尽快、尽早的救助受伤人员争取了宝贵的时间,把伤亡的指数减小到最低的限度。 三、汽车安全技术的发展趋势 随着电子信息技术的快速发展,越来越多的智能技术在汽车上得以应用,安全技术也向智能化的方向推进。安全技术的智能化主要表现为可以对车辆的行驶情况时时监控、对车辆自身进行监控、可以对驾驶人员进行监控。比如:可以对在车辆运行过程中驾驶人员的瞌睡情况提出警示,智能化的系统也可以对于驾驶人员的身体状况进行监控,判断驾驶人员是否适合驾车。也可以运用智能化的装置对车辆自身进行监控,杜绝出现病车上路的情况,减少事故出现的几率。 可以把汽车、人和道路当做一个系统来进行研究,达到三者的协调发展,确保各自性能的最佳匹配状态,达到驾驶人员的行为特征和道路的设施、交通法规各方面的最佳协调模式,保障整体系统的最佳效益。 为了确保汽车的主动安全系统和被动安全系统可以合为一体的使用,达到更高的安全性能,在最大的程度中保障车辆、车内乘客和路边行人的安全。把雷达、稳定的控制电子传感器和影像传感器进行整合,全面的监控驾驶的环境,自动的帮助驾驶人员运用更好的防护方法。 结束语:汽车作为现代社会无可替代的交通工具,不仅给人们的出行带来了方便,随之而来的还有重大的安全问题。汽车主动安全和被动安全具有相互补充的功效,基于现今汽车的主动安全技术和被动安全技术的应用,对未来汽车的安全前景做出展望。 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术势在必行 现如今,中国汽车市场发展快速,国内消费者对驾车生活的追求也逐渐从满足基本的代步功能转向追求舒适和安全等更为高层次的需求。对于保千里汽车主动安全系统,汽车电子行业知名品牌广州飞歌汽车音响有限公司的副总经理陈健勇表示,如果能够有效针对潜在危险向驾驶者提供更加全面、及时的信息,可以有效提升国内汽车安全水平,这不仅对车主是一大福音,也给行业今后在汽车主动安全领域的发展指明了方向。同时,他指出:“汽车的交通安全是我们汽车电子企业的一份事业,同时也是一份社会责任。道路的交通安全离不开企业的创新发展,企业在市场推广的同时也提高了交通参与者,尤其是车主的安全意识。我相信,随着消费者观念的转变,汽车主动安全系统这类产品的市场前景是非常好的。” 据陈总介绍,主动安全相比被动安全,更能保证驾乘者的安全,防患于未然。从过去的数据来看,被动安全的参数基本接近饱和,它的作用已经接近于极限。现在大家更关注的是怎样预防事故的发生,因此主动安全产品的应用将是未来汽车安全产品的发展趋势。“在汽车业群雄逐鹿的今天,无论从消费者的角度出发,还是从汽车电子行业发展方向来看。中国汽车工业必须顺应汽车主动安全技术发展的方向,在我国有计划、有步骤地发展现代汽车主动安全技术是势在必行的。”他说。 深圳市汽车电子行业协会副秘书长陈会军也表示,汽车主动安全产品是一个大趋势,将来会慢慢形成一种标配。他说:“对于驾驶者来说,他们需要的是越来越安全,而汽车的进化就是往安全、便捷、智能化方向发展,所以汽车的主动安全在今后相当长一段时间内可能会占领主要的位置,特别是汽车电子这一部分,汽车安全部件现在增长是非常快的。现在很多高档车都已经安装了主动安全系统,一些中档车也开始在装,根据每个车厂设计的车型的不同,功能会有一些小的差异,但是大的方向是相同的,各个车厂都有自己主动安全的基准侧重点。” 不过,就目前来看,尽管主动安全方面的产品开发已经取得一定的成就,但当前汽车主动安全防护方面的应用状态还很少,普及率较低。对此,陈秘书长表示:“从前装的车厂来看,很多高档车都已经装了,但是后装有些难度,也有技术方面的问题。目前后装的可能只是在原来的基础上加装一些预警和提醒的功能,对车本身的驾驶没有干预,但是前装的车厂很多时候可以对整车的驾驶进行干预,比如自动减速或刹车,这是有很大区别的。从普及率来说,比较快的还是前装车厂的这种模式,但高档车毕竟买的人不多。不过到了中档车也有这种功能的时候,也会有更多的人对主动安全这个概念有更清楚的认识。比如20万以上的车都标配有这种功能的话,那对于普及来说是非常有利的。” 而飞歌的陈总分析道:“任何一个新产品的研发过程都是不易的,因为主动安全是一个新领域,对企业不仅仅有技术上的创新要求,对企业的研发思路上也有极大的创新要求。目前国内主动安全技术的研发相对滞后,但广阔的前景不言而喻。当然,主动安全的意识要不断推广普及,让更多企业和车主加入主动安全的行列。” 那么,汽车电子企业能为汽车主动安全的发展提供哪些支撑呢?陈总说:“我觉得汽车电子行业在汽车主动安全领域还是大有可为的,就拿飞歌自身产品来说,其中就有一项很重要的功能胎压监控。驾驶者可以通过车内提示系统来判断轮胎胎压情况是否正常,避免因轮胎亏气出现的行车跑偏,预防因胎压不正常出现的爆胎情况,在高速行驶时对于乘坐者的安全也是一种保障。汽车电子的种类繁多,但无论是什么类型的产品,都应该从自身角度出发,将细节做到极致。特斯拉开启了汽车的智能时代,让有技术优势的企业有了新的生机。汽车的智能整合也即将开启,例如主动防撞、道路偏移纠正系统和专业的夜视记录仪就能通过智能系统充分结合。汽车电子企业可以在车辆的通讯、发动机控制、OBD报警、远程故障诊断、轮胎、夜视、主动防撞、车道偏移纠正、救援、云数据等方面提供最新技术和产品支持。将来安全性汽车电子产业将是一个百花齐放的阳光产业。” 在陈总看来,企业的竞争形态可以看出一个行业的发展状况。目前已经出现了很多创新的、有特色的汽车电子产品,除了保千里汽车主动安全系统外,还有自适应巡航系统、车道偏离警告系统、主动刹车系统以及防撞系统等产品。但车载导航是汽车与人沟通的中心点,扮演着司令部的角色。将来所有的汽车智能化产品都是借助车载导航来实现操控与通信。所以,将来的汽车主动安全系统与车机是一个相互配合、相互推动的过程。 对于汽车主动安全未来的发展,陈秘书长也提出了一些建议:“对于汽车制造厂而言,我觉得在汽车设计定型和销售时可以在汽车主动安全方面多做一些科普和宣传,这样可以进一步提高车的销售和买车人的安全意识。而对于后装市场,要尽量将产品的稳定性和可靠性做得更好一些。但我不是特别赞同后装主动安全的企业去干预车辆的驾驶。我觉得后装市场做主动安全的企业把预警做好,能做到提醒驾驶者这就够了,不要轻易涉入车身去干预驾驭。不管是后装的差异、品质,还是品质的管控,安装的难度,市场销售的策略,我觉得都应该是这样子。” 结语 很明显,消费者对于汽车主动安全的需求是存在的,这种需求已经逐渐被激发出来并促使汽车业进入了主动安全时代,这对于汽车电子企业而言无疑是一个机遇。或许过不了多久,将会有越来越多的企业挤进汽车主动安全这片蓝海,那就让竞争来推动这个领域的创新和提升吧! 汽车安全技术论文:汽车主动安全技术新动向 如果要列举目前汽车技术最热门的领域,主动安全无疑应该榜上有名。近日有媒体测算,根据目前汽车保有量、增速和电子系统价格,未来3年国内汽车主动安全系统前端市场有望达2926亿元人民币的庞大市场规模;夜视系统后端市场也将达733亿元人民币。 碰撞预警、紧急制度辅助刹车、驾驶辅助、自动泊车、车道偏离警告、ABS、电子差速锁……如果留心一下,你会发现,在2013年上市的新车会上,这些主动安全技术名词开始被作为新车营销的亮点频频提起,德尔福高管甚至称“2013年是中国汽车主动安全元年”。包括德尔福在内的博世、电装、大陆、天合、威伯科等外资零部件企业,早已看准主动安全会在国内汽车市场得到大规模应用的前景,均展在这方面开展了大量的前沿研究。 这里,《汽车科技》把近来主动安全技术的新动向分为三类,分别为大家呈现。 外部检测系统 汽车主动安全策略中,外部检测系统一般主要是针对车辆外部危险物体的靠近进行的检测,用以对驾驶人员进行预警,沃尔沃公司在这方面近来有项新的技术,可以主动发现“突然冒出来的骑行者”。 今年1月份,沃尔沃宣布跟瑞典头盔及运动防护装备公司POC合作,并提出了全新的交通安全理念,他们的第一个合作项目就是从汽车到自行车的通信系统,即在四轮的机动车和两轮的自行车之间建立信息交互渠道。这个合作项目的基础是沃尔沃在2013年3月份的骑行者检测技术。沃尔沃与POC将在今年的下半年进行新技术的公开展示。 所谓骑行者检测技术,是对与车辆行进方向相同的骑自行车的人进行实时监测,能够在即将发生碰撞时自动全力刹车的主动安全技术。这项技术是对行人检测技术的一大更新,对于已经实装行人检测技术的车辆,可以直接升级这项新功能。 根据沃尔沃统计的数据显示,在欧洲,有50%的骑行者死于与汽车相撞。因此,对于骑行者的安全保护技术,也被提上日程。但是,与行人相比,骑行者的速度更快,而且同时有“人”与“物体”两种因素,要进行骑行者检测,对检测系统就有了更高的要求:必须能够进行更快的视觉数据处理功能,能够实现更快的识别和更精准的判断。 骑行者检测系统中三项设备各司其职:安装在进气格栅上的雷达,用于识别探索范围内是否有物体并计算两者之间的距离;安装在车内后视镜前方的摄像机,用于判断物体的类型,是行人、车辆、动物还是骑行者;最后还有一个中央控制单元,持续不间断地监控并评估前方的交通情况。 该系统不仅能够检测前方行人和骑车人,向司机发出提醒,还能够在司机反应不及的情况下主动采取制动。虽然无法完全避免碰撞的发生,但该系统至少能够将碰撞发生后的损伤降到最低。 国外汽车媒体AOL Autos将这项技术评为年度技术之一。最重要的是,沃尔沃已经准备将该系统搭载于2014年款的车型系列中。 去年,国内科研人员也开发出了成本更低的外部车辆预警摄像头。 在模拟的数字画面中,通过视频捕捉的前方车辆与测试车的间隔距离实时显示,10米、8米、6米……滴滴滴,当两车距离过近时,系统立即通过声音向驾驶者进行预警。这就是27岁的新加坡南洋理工大学工学博士刘国清展示的新型汽车主动安全系统。 “它的工作原理与沃尔沃、奔驰这些高端汽车配备的碰撞警示系统工作原理相同。后者是基于雷达,我们的系统只需要依赖于一个摄像头。”刘国清是南京一家信息科技公司的总工程师,“与辐射范围只在2到3米的短距离倒车雷达不同,应用于汽车前端的长距离雷达的成本很高,因此只能在高端品牌的汽车上配备,或提供选装,价格都在万元以上。”正是这一点的优秀区别,使得刘国清和他的创业伙伴们找到了市场中的这块蓝海,“目前,我们是国内首家以视频捕捉分析技术为优秀的主动安全系统研发团队。在世界范围内,也只有少数几个独立团队和国际汽车集团从事这一类型的产品开发。” “一部iPhone 4S的摄像头和芯片处理能力就能完全满足技术的硬件需要。”刘国清透露,以这套新型汽车主动安全系统为蓝本开发的App将以免费的方式在苹果商店提供下载,“只要开车时将手机进行类似行车记录仪的方式进行固定,打开软件就行。” 驾驶员辅助系统 驾驶辅助是较早开始应用的、针对驾驶员的主动安全技术,尤其是在大型客车上,辅助配置越来越多。目前针对驾驶员的主动安全技术有一个热点――防驾驶分心,通过各种跨学科手段,检测驾驶员的注意力集中状态,用以指导甚至控制车辆的运行。 很多人觉得自己可以一脑多用,但科学证明并不是如此。“大脑是一台集中注意的机器;它只能一次进行一项任务,”Geoff Mackellar说,他是神经工程公司Emotive的CEO。“因而当你觉得自己在进行多任务处理时,实际上只是在不同任务之间迅速地来回切换。”当你边开车边发邮件时,后果是非常危险的。 Emotive和西澳大利亚皇家汽车俱乐部最近刚完成了一项研究,他们造了一辆叫Attention Powered Car(注意力驱动车)的汽车,用以研究我们开车时分心的频率。这车就跟它的名字一样:只有当你注意力完全a集中时才能全速开动;如果你分心了,它会根据程度来调降车速。 他们使用EPOC(过量耗氧)建立了一个精神探测系统,用来测量驾驶者转换注意力的频率。它会跟踪整体的注意力水平,同时会测量驾驶者喝咖啡或是玩弄广播时的注意力。那个耳机拥有14个EGS传感器,用来测量整体的大脑活动,有8个专注于大脑额叶,这是集中注意力的地方。 最有意思的是Mackellar可以知道一位驾驶者将要分心,在你拿手机发短信之前它就知道你要分心了。“我觉得很惊讶,我们可以探测驾驶者将要做什么事的意愿水平。”他说。 2013年,日本的一名工程师还研制出了一种基于计量生物学原理的车用安全系统,可通过名为EEG的脑电波扫描仪监测司机的脑电波,从而判断出是否有劫车、疲劳驾驶、酒驾或引擎熄火等异常情况的发生。 这个EEG系统由一系列的电极组成,通过连接司机的头皮来检测其脑电波。和指纹、虹膜或者视网膜一样,每个人的脑电波都不同,可用于作为甄别个体的可靠依据。 EEG系统在投入使用前需要首先获取车主在正常驾车状态下的脑电波,当出现劫车、瞌睡、酒驾等突发事件时,车主的脑电波会出现异常,系统即可通过有异的脑电波获知驾车情况有变,进而发出警示或作出其他的必要反应。当有人试图盗车时,EEG可检测出脑电波并非车主所有,自发制动引擎,使汽车无法启动。 在未来,或有可能推出通过无线连接装置将车主的脑电波信息传送给汽车、电脑、智能手机或其他需要持续认证的装置。最为理想的情形是:所有的此类装置都能在车主在场时自动解锁、在车主离开时自动上锁,无需任何手动操作。但距离如此智能化的系统还有多远距离,尚未可知。 2012年4月,谷歌了风靡一时的谷歌眼镜(Google Project Glass),它是一款“拓展现实”眼镜,具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照,视频通话和辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。今年初,谷歌宣布正在研发一款名为Drive Safe的app,将和谷歌眼镜配套使用,用于在司机出现瞌睡迹象时发出警示提醒,并帮助其寻找距离最近的休憩场所。 司机通过语音命令“眼镜,让我保持清醒”即可启动该app。该app主要利用一个红外线传感器和一个倾斜传感器运作,其中,红外传感器检测司机的眨眼情况,倾斜传感器用于测量司机的头部方位,两者测量得出的数据可通过一个特殊的公式计算出司机是否在打瞌睡或有打瞌睡的趋势。如果计算结果显示司机已出现驾车疲劳,那么app就会出现语音警示提醒,并提供距离最近的休息地址。 不过以目前的状态来看,以上三种技术现在还很难应用到实际当中,很多人连安全带都懒得系,更不用说戴个傻气耳机、眼睛或其它装置了。此外,注意力驱动车在公路上随便减速也是很危险的,而谷歌Drive Safe需要和谷歌眼镜结合使用,司机有可能收到眼镜发出的其他无关消息对驾车过程带来干扰,加利福尼亚州就曾处罚过一位戴谷歌眼镜开车的女性。因此,它们是否会商业化还难以定论。 2013年11月,伟世通电子提出一种全新的车舱新概念,其中采用多用途摄像头用于监视路况的同时,保护司机的人身安全。 全新的多功能摄像头能够将特定的驾驶员控制系统增强,能够减少司机在操作这些系统时所花费的时间,减少司机分心的几率。多功能摄像头同时还能够辨认出驾驶者的样貌,并根据情况调节某些系统的运作方式,这一功能用于防止窃贼或强盗时非常有用。 多功能摄像头安装非常方便,可安装在驾驶舱内的各种位置,以实现最佳视野。通过将收集到的画面经过微处理器计算,系统能够辨别出司机当前视线聚焦的地方,例如汽车中控台还是路面。根据这些数据,系统能够即刻自动增强这些功能的可视性,让司机更容易看到信息。 系统拥有的识别能力还可用于自动调节座椅位置或侧视镜。此外,万一有窃贼进入车辆后,系统判断出窃贼并非司机本人后将禁止发动机起动,甚至将拍摄到的入侵者图像保存下来。 前方摄像头与普通摄像头功能一样,检测前方车辆、行人和道路标志。当前方出现障碍物时,微处理器将前方摄像头收集到的画面数据进行计算,而后方摄像头则解析司机当前视线的聚焦点,并判断出司机是否看到了前方的障碍物。这项信息会以声音警报或在仪表盘上弹出信息的方式转达给司机。 伟世通电子正在向各汽车制造商展示这项技术,希望将其运用于未来的汽车安全系统中。 智能交通系统 主动安全新技术还集中在智能交通领域,通过共享道路、车辆信息来预防事故发生。 以前车辆搭载的主动安全系统信号输入主要是由大量的随车传感器提供的,这些随车传感器主要监控驾驶状况以及潜在驾驶危险。而现在已经有大量的研究人员开始研究利用一些外部组合传感器增加甚至替代主动安全系统之前的信号输入种类。 相比之前单纯依靠摄像机、雷达等随车传感器数据的局限性,通过结合GPS卫星数据和车载导航数据作为主动安全系统的信号输入来源具有更广泛的数据输入类型。 越来越多的公司开始研究车辆与车辆、车辆与基站的通信技术,也就是V2X(Vehicle to X)技术。此种通信技术采用了传统车载通信系统不常采用的专用短程通信手段。尽管V2X技术面市还尚需时日,但是其主要的公路测试已经完成。等到美国车辆监管机构批准其上市时,其公路测试的数据将作为主要的数据基准。正因为此技术所带来的车辆安全性以及可承载车流量的大幅提升,目前已有大量的汽车生产厂商正计划在将来将此技术应用到车辆当中。 当路前方较远距离存在潜在驾驶危险时,V2X技术可以及时的通过基站与车辆进行通信,提早做出相应减速措施。相比较随车传感器实时性突出,远距离预警则有所不足。V2X技术的远距离预警功能不仅可以提高驾驶安全性,而且对于提高燃油经济性、保证交通顺畅同样具有重要作用。 目前,德尔福、电装、伟世通等都投入人力、物力研究。 伟世通高级开发副主任Brian Daugherty表示:“V2X系统造价与传统辅助驾驶系统相比要低一些,V2X技术不仅可以作为传统辅助驾驶系统功能上的补充,而且还可供低配车型选配。” 在谷歌宣布125亿美元收购摩托罗拉移动公司两个月后,后者了一款摄像头系统及其专利图,据悉,这项系统能够将检测到的路况信息与其他车辆的司机共享,这也是该公司为数不多的直接与汽车相关的技术专利。这项代号为US 13/556,081的专利或将帮助司机降低道路风险。 “该摄像头系统将收集到的路况信息拍摄记录,并将多媒体信息传输给即将抵达此地的车辆,起到预警的作用。”以上是专利的部分技术说明内容。 系统中包括视频编码器、摄像头、无线电频率调制电路。其中,后者起到调节雷达信号、视频信号8的作用,系统利用跨车辆警报系统(inter-vehicle alert system)控制摄像头捕获视频数据,将视频数据通过后方天线装置传输至其他车。 作为汽车安全措施的重要一环,a新车主动安全系统评价也越来越重要。2013年10月底,中国C-NCAP 管理中心评价部部长、国家轿车质量监督检验中心副总工程师刘玉光透露,新版C-NCAP评价规程预计在2014年形成初稿,2015年定稿并公布实施。“从中远期来看,C-NCAP研究的方向将会更加侧重主动安全、碰撞形态、测量效果、安全考核四大领域。”随着更多企业的加入,主动安全市场由当初的蓝海已经变成了拼杀激烈的红海,但国内企业还是处于被动跟随的状况,等到技术大规模普及红利显现时,我们是否只能望洋兴叹了? 汽车安全技术论文:汽车安全技术运用及发展趋势研究 摘要:汽车安全技术的运用提高了汽车的安全性,降低了事故的发生率,对保证人民的生命财产安全又重要作用。本文首先探讨了汽车安全技术的运用,然后阐述了其发展趋势。 关键词:汽车安全技术;主动安全技术;被动安全技术;发展 一、汽车安全技术的运用 1.汽车主动安全技术 汽车主动安全性是指汽车设计时能主动预防或减少道路交通事故发生的性能,在交通事故发生之前采取安全措施,特别当即将发生危险状态时,驾驶者操纵方向盘避让或者紧急制动以避免交通事故发生。使汽车在正常行驶中,为确保驾驶者的基本操纵稳定性,对周围环境的视认性和确保汽车本身的基本行驶性能,汽车结构设计开发了主动安全系统。 (1)距离警示系统 该系统主要特点是在自适应巡航控制系统(ACC)关闭时,也可帮助驾驶员保持与前车的安全距离,当距离警示系统被激活后,驾驶员可预先设定驾驶车辆与前车的时间间隔,汽车行驶时,系统探测到驾驶的车辆与前车的时间间隔低于设定值时,会在前风窗玻璃上发出警示,同时发出警告铃声,如驾驶员仍未采取任何安全措施,这个系统会主动制动。沃尔沃汽车公司最近开发出了这种防止撞车的距离警示系统 (2)行人安全系统 除了提高交通参与者的安全意识以外,主动避让的行人安全技术的开发显得尤为重要。该系统由集成在前格栅中的雷达装置,装在车内后视镜前面的摄像头和一个中央控制单元组成。雷达的任务是探测车前的物体并确定与车的距离。摄像头则确定物体的类型。行人安全系统不仅能够对前方静止或行驶的汽车做出反应,还可以探测到任何身高80cm以上的行人(包括儿童)。如果有人走入汽车的行进路线,系统即会发出警告;如果驾驶者未能及时做出反应,系统会自动全力制动。在车速小于35km/h时,可使汽车避免与行人相撞。在较高的车速下,则尽可能在发生碰撞前减小车速。并在发生碰撞前施加全力制动,完全规避或最大程度减少事故发生的伤亡程度。 (3)误踩踏板加速抑制系统 日常生活中,经常会有些新手驾驶者因为把油门当制动酿成的惨剧,针对这一现象,日产研发的误踩踏板加速抑制系统能够有效地降低惨祸发生的概率。在限定的区域内,只要该系统启动着,无论驾驶者用多大的力度踩加速踏板,车辆都不会猛的向前蹿出去。这个系统将成为很多新手驾驶者的福音。该系统通过全景式监控影像系统的4组摄像机获取图像信号数据,可以识别车辆是在道路行驶还是在停车场内(或者前方有障碍物)。 (4)远红外夜视系统 夜间是事故高发时段,照明系统是否可靠直接关系到汽车驾驶员的生命安全。最新的夜视辅助系统可让驾驶员在夜间提前看清近光灯照不到的交通标牌、弯道、行人、汽车、障碍物或道路上其它可能造成危险的物件。装备夜视辅助系统的汽车装有两个红外线前照灯,可以找到前方大约200m的距离,在风窗玻璃内侧,有一个小型红外线摄像机可以记录前方的驾驶环境,减弱干扰的耀眼光,提高其它物件的显示亮度,并将其显示在驾驶员仪表板的显示屏上。 (5)驾驶者警示控制系统 由于高速公路网的不断完善,增加了长时间驾驶的机会,驾驶人员极易疲劳和注意力不集中,由此而引起的交通事故约占整个车辆事故的50%。该系统能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的驾驶员发出警示,避免或减少因疲劳驾驶导致事故的发生。在车辆进入容易使驾驶者进入放松状态的笔直、平坦的道路以及容易使驾驶者注意力不集中的环境时,当车速超过60km/h,该系统激活;当车速超过65km/h,系统便开始进行干预。 2汽车被动安全技术 汽车被动安全性(也称为碰撞安全性或二次安全性)是指在无法避免碰撞事故的情况下,依靠车辆本身保护撞击,将撞击伤害降到最低的装置。另外,作为防止事故后出现二次伤害的安全性,因汽车碰撞分为一次碰撞和二次碰撞,驾乘人员受到伤害的主要原因是二次碰撞中与车身的各部位发生接触或甩出汽车外而造成伤害,汽车被动安全性又分为车外部安全性和车内部安全性。车辆的钢板,车身结构,预紧式安全带,智能安全气囊,头枕,可溃缩吸能的方向盘及制动踏板和自适应约束技术系统(ARTS),灭火系统等都是被动安全的重要组成的部分。 (1)膨胀式后座安全带 福特开发的膨胀式后座安全带在事故发生时,通过把撞击压力分散到更大面积来扩大保护范围,为头部和颈部提供额外支持,有助于减少撞击对胸部的压力和控制后座乘客头部和颈部的移位。该系统将筒状气囊折叠成褶皱状收放在安全带内侧。在发生正面碰撞或侧面碰撞时,汽车安全带传感器在瞬间测定碰撞的严重性并展开气囊式安全带的气囊,从发生碰撞到气囊膨胀打开只需40ms的时间。 (2)外部安全气囊 福特开发的外部安全气囊系统采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的气囊。这两种气囊一个是发动机罩气囊;一个是前围安全气囊。两者的配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。碰撞发生时,碰撞预警传感器激活发动机罩气囊,其在保险杠上方紧靠保险杠处开始展开,50}75ms内完成,充气后的安全气囊约有1371mm宽、558mm高、127mm厚,由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。 (3)智能型安全气囊技术 所谓智能型安全气囊是在原有安全气囊基础上增加传感器,以探测前排座椅上是否有人,乘员是儿童还是成年人,是否系好安全带及驾驶员和乘员在座位上所处位置。智能型安全气囊有5类传感器:重量传感器可根据座椅上重量测量出是否有人,是大人还是小孩,是男性还是女性;红外线传感器根据热量探测人的存在;电子区域传感器通过测量低能量电子区域的电流,测定乘员是否存在和其所处乘位的位置;光学传感器判定人体存在与否和其位置;超声波传感器分析反射波探明乘员是否存在及其位置。 二、汽车安全技术的发展趋势 为了避免或减轻行人与车辆相撞时发生伤害的严重度,提高车辆的各项主动与被动安全性,世界各大汽车公司投入巨大的人力、物力和财力来研究和开发汽车安全保护技术和产品,并逐渐应用到现代汽车上。未来汽车的安全技术将向着智能化主动化和集成化的方向发展。 智能化。在科学技术不断发展的今天,高科技在汽车制造业中的运用越来越多,使汽车安全系统向着智能化方向前进。通过这些智能化设备的运用,提高了汽车操作的简便性和安全性,保证了人们行车的舒适与安全。 主动化。数据表明,汽车被动安全技术的发展已经到了瓶颈阶段,很难再有新的突破,其作用已经接近极限。现如今,只能通过运用主动安全技术来提高人们行车的安全性。 集成化。将主动安全技术与被动安全技术进行融合,使之形成一个有效的网络,协同发挥作用。中央控制系统能够在危险逼近时主动辅助驾驶者驾驶汽车,而如果事故无法避免的话,系统将会在有限的时间内,把事故的后果减轻到最轻的程度。 三、结束语 车在路上行驶,车祸猛于虎,安全才是王道。抛开价格因素,一辆“安全车”应达到的最基本标准是:前后盘式制动系统、前排双气囊、三点式安全带、安全玻璃、高位刹车灯、ABS+EBD(刹车防抱死和电子制动力分配系统)、车头、车尾可溃缩的安全车身设计、车门内有防撞杆NCAP碰撞测试成绩等结构,良好的驾驶技术才能让优秀的安全设施发挥其应有的作用,构筑以人为本车守护人的和谐社会。 汽车安全技术论文:汽车安全技术的研究现状及展望 摘 要:安全技术是汽车技术中最重要的问题。保证汽车技术的安全性可以减少交通事故的发生,减少交通事故带来的伤亡和财产损失。研究和展望现阶段的汽车主动安全技术和被动安全技术,并对汽车安全技术的前景进行展望。 关键词:主动安全技术 被动安全技术 防抱死系统 电子稳定系统 1 引言 作为现代社会不可缺少的交通工具,汽车在给人们带来便捷的同时也带来了大量的交通事故。由汽车引起的伤亡数量一直在增长,相关经济损失也非常巨大。因此汽车安全技术也越来越被全球各个国家所重视。在这种情况下,经过各个国家和组织的不懈努力,汽车安全技术在很多方向上取得了一定成果。本文中,笔者将对汽车安全技术的现状和汽车安全技术的未来进行研究和讨论。 2 汽车主动安全技术 汽车主动安全技术主要包括:防抱死系统,电子稳定系统,电子制动力分配系统,转向控制系统,防滑转系统等技术。 2.1 防抱死系统 防抱死系统的基本功能是在实时状态下感知汽车车轮的运动状态,并对其作出调整,防止车轮抱死事故的发生。根据统计数据显示,轿车,重型卡车和客车在安装了汽车车轮防抱死系统后,交通事故发生率分别减少了8%,15%和5%。通常情况下,防抱死系统可以明显的提升汽车运动状态下车轮的安全性并很大程度上的减少相关事故的发生。 2.2 电子稳定系统 通常情况下,电子稳定系统包括以下几种功能模块:驾驶员疲劳检测,距离控制,周围环境检测,刹车助力器,限速器,综合稳定性控制,汽车轨道设置器和汽车轨道偏离警示系统。这几种功能模块的综合使用,可以很好的提升汽车运行的稳定性,从而减少汽车交通事故的发生。 电子稳定系统的工作原理是:通过感应监控设备来监控汽车运行状态下的所有数据,数据会被传输到微型计算机控制系统,系统用提前存储好的标准状态数据和接受的数据进行比较,以此来判断汽车当前是否处于不稳定的运行状态。一旦发现汽车处于不稳定的运行状态,系统会迅速的分析当前汽车的不稳定程度和可能出现的后果,如果不稳定程度比较严重,系统会取代驾驶者自动控制汽车。从而减少潜在的事故发生,保证汽车安全。 2.3 电子制动力分配系统 电子制动力分配系统经常被看做是防抱死系统的辅助系统。它可以调节汽车前轴和后轴刹车制动力的分配比例,从而保证汽车的刹车性能。同时,电子制动力分配系统可以和防抱死系统结合使用来提升刹车的稳定性。其工作原理是,利用计算机感应汽车每个车轮的周围环境和摩擦力,控制每个车轮对应的刹车装置,根据得到的数据提供相应的制动力分配方案,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.4 汽车牵引方向控制系统 汽车牵引控制方向系统是用来控制汽车的转向过程的。它是由刹车液压传感器,减速传感器,车身摇摆角速度传感器,转向轮角度传感器和车轮速度传感器组成的。汽车牵引力控制系统可以修正使汽车偏离安全路径的牵引力,防止汽车偏离正常行驶路径。主要工作原理是:利用传感器实时的感应汽车的行驶状态的信息。如果发现汽车当前行驶方向的数据和标准安全数据不同,系统会自动的调节刹车控制器和加速器,同时在不同的车轮上独立的进行制动,从而保证汽车驾驶的安全性。 2.5 汽车防滑转系统 汽车防滑转系统是一种新出现的系统,是建立在防抱死系统的基础上的。系统通过监测和控制主动轮来防止由于汽车大幅度转向或路滑引起的汽车失控。主要的工作原理是:电子传感器监测主动轮和从动轮的转速,如果发现主动轮的转速比从动轮的转速高,系统就自动发出控制命令,例如降低档位或者刹车从而防止车轮滑转。 3 汽车被动安全技术 汽车被动安全技术主要包括安全带、安全座椅、气囊系统和COF能量吸收刹车踏板。 3.1 安全带系统 安全带系统的作用是在交通事故中,减轻或防止乘坐者由于和物体碰撞引起的伤害。它主要的工作原理是:预紧装置在汽车紧急刹车或碰撞时迅速的收紧,同时安全带将乘坐者固定住,以防止乘坐者和物体碰撞并造成伤害。当撞车影响减弱时,安全带会自动松开。大量的测试证明,安全带最大可以承受1.4吨的力量,可以在90%的事故中起到减轻或防止伤害的作用。安全带系统主要由两部分组成。 (1)安全带预紧装置。预紧装置的作用原理是专门的感应器收集撞车信息,如果发生碰撞就释放出脉冲,脉冲控制气体发生器引爆气体。爆炸产生的气体迅速在管内膨胀,迫使球链向前运动并带动棘爪盘转转动。棘爪盘和轴连为一体,棘爪盘带动轴转动,安全带就绕在轴上,因此瞬间实现了安全带的收紧功能。 (2)安全带拉力控制器。安全带控制器的作用原理是在预收紧装置的轴上有一根金属转动棒。当汽车碰撞结束后,转动棒即开始转动,从而松开安全带。 3.2 安全座椅 安全座椅主要是指以保护儿童乘车安全而设计,制作的专用汽车座椅。汽车的车座和安全带一般都是按照成人体型来设计的,在保护儿童乘车安全性的功能方面有所欠缺。安全座椅根据儿童的身体特点而设计,可以在事故发生时对儿童起到很好的保护作用。 3.3 安全气囊 汽车安全气囊,通常设置在车内正面,侧面和车顶三个位置。旨在减轻乘员的伤害程度,当汽车发生碰撞时,安全气囊在小于0.1秒的时间内弹出并快速充气,保护乘坐者的头部和胸部。此技术的一个不足之处在于,当汽车碰撞不是非常剧烈时,安全气囊的弹出可能会对乘坐者带来不必要的损伤。 3.4 COF能量吸收刹车踏板 统计表明,世界上90%的驾驶者都在严重的汽车碰撞中腿部骨折,甚至造成了残疾。这是由于在重大事故发生时,驾驶者通常都会用力的用右脚踩踏刹车,这样由事故引起的巨大能量会通过和踩踏方向相反的方向传递给驾驶者右腿。因此驾驶者的右腿往往会在事故中受到相对严重的伤害。 为了减少这种情况的发生。德国大众公司发明了一种能量吸收刹车踏板,最早被使用在POLO轿车上。当汽车遇到和行驶方向相反方向的碰撞时,刹车踏板会在制动后自动分解,从而使驾驶者右腿受到保护。 4 汽车安全系统的未来发展方向 4.1 激光测距成像技术 激光测距成像技术一定程度上解决了机械成像的难题,但也具有一些自身的缺点,例如噪音大,测量精度和分辨率低,成本太高。因此在实际应用上还具有一定难度,此技术未来的发展方向将是提高其测量精度和降低制造成本。 4.2 集成传感器技术 和激光测距成像技术一样,集成传感器技术也正处在研究阶段,并存在着一些缺点。传感器在汽车技术中起着非常重要的作用,现阶段的主要研究方向是怎样将多个传感器组成合理的传感器阵列从而使这些传感器综合的发挥更好的作用。 4.3 综合控制技术 此类技术的的应用效果比单一使用技术要更好,分别在主动和被动安全技术方面取得一定进展。 例如美洲豹汽车的“自适应约束系统”(ARTS),对前面提到的安全气囊的缺点进行了改进,它能够自动检测乘坐者的体型,头部所处的高度,并根据汽车碰撞的剧烈程度来控制气囊是否弹出和气囊充气程度,从而使安全气囊更好的起到保护乘坐者的作用。 福特公司的“综合安全系统”(ISS),该系统综合的涵盖了多种先进的电子系统,由超过50种的系统综合组成。 5 结语 人类对于科学技术的探索永远不会停止。关于汽车技术,我们已经取得了很多成果。安全技术作为汽车技术中非常重要的组成部分一定会随着人类的努力和汽车技术整体的进步,朝着更高,更远的方向而发展。 汽车安全技术论文:中国汽车安全技术的现状与展望 摘 要:交通意外伤亡率高是当前中国的严峻形式,所以企业、学校、科研机构已加紧研究和开发汽车安全技术投资,加速安全技术和产品开发能力提升的过程。独立的C- NCAP五星级品牌汽车,以获得较高的分数,中国的飞跃带动了安全技术的发展。行人的保护、后排乘客的保护、保护骑自行车等被列入安全研究之内;主动安全系统、预碰撞系统、智能汽车网络系统的研究和发展,已进一步成为了人们关注的焦点,更高层次的乘客、车辆和环境相关的主动和被动安全技术的融合协调,将推动零伤亡的汽车碰撞安全概念的实施。国家研究开发和商业化的主要问题,是完善法规与标准的建立,将成为汽车安全技术的飞速发展。 关键词:中国汽车安全;技术;现状;安全 近年来,中国汽车产业的快速发展。中国已经超越美国作为世界最大的汽车生产商,在2010年中国汽车销量分别为1.826万美元和1.807万美元,汽车产量和销量都超过1800万,赢得了世界的第一。中国汽车保有量以突破70亿,达到一个新的高峰,不断增长的汽车事故造成的大量人员伤亡,是当前中国面临的一个首要问题。为了减少交通伤亡率,提高车辆乘员保护,汽车安全技术已经成为中国汽车产业的最重要的研究方向之一。引进先进的汽车安全技术和研发,努力提高中国汽车产业的自主性是必须经历的过程。 一、中国汽车安全的现状 随着中国社会人们的安全意识的淡薄,中国交通意外在年年增加,日益增长的交通伤亡率,进一步反映了整个中国的汽车安全性能低(见图),虽然在汽车销售存在一个巨大量的突破,中国的汽车安全技术发展还比较落后。 因此,根据中国的国情,为中国新车评估C - NCAP评价体系建立,揭开了中国汽车安全技术快速发展的序幕。国内消费者从以前的重外观不重质量的角度来看,逐渐转化为车辆的安全性能是购买的首要标准,C - NCAP汽车安全星级,以帮助消费者更直观地识别车辆安全性能的表现,正是因为有这样的第三方评级机构,有效地促进了国内汽车公司在汽车安全技术的研究和开发,以及安全配置,加大投资力度,不仅是为了实现国家的法律法规和标准,但深入挖掘并满足消费者的安全需求。中国汽车安全性能的要求逐步提高汽车零部件的质量要求也越来越高,安全零部件供应商积极引进国际先进技术,加大投资力度,研究和开发新产品,以提升国内整体汽车安全部件性能。消费者,原始设备制造商、供应商有效地刺激国内汽车安全技术和产业进步之间的互动。 二、汽车安全的类型 1、主动安全技术 主动安全技术指的易用性和舒适的驾驶条件,以帮助司机避免事故的技术。主动安全技术,包括底盘的主动安全技术,安全预警技术和集成安全技术,整个主动安全技术的发展,如图2所示。底盘主动安全技术主要以底盘控制技术为优秀,最终通过机箱组件用于与安全相关的控制。以及开始的防抱死制动系统及其应用(防锁定制动系统.ABS)。 2、主动安全控制 主动底盘控制技术是底盘的主动安全控制与执行以电子制动控制,是使用最广泛的技术。电子稳定控制系统(ESC)在主动安全性的底盘控制技术起到很重要的地位。如图(3):在电子稳定性控制系统通过传感器和汽车驱动程序的实际操作状态的操作意图检测到的数据的比较,和差补偿施加到车辆制动横摆力矩控制的转向特性的变化和改进横向稳定性,从而减少交通事故的数量。 3、安全带 安全带是第一个在中国市场上已经普及的被动安全装置,三点式安全带已成为标准的安全装置。在已经升级的基础上,出现了三点式座椅安全带预张紧器,安全带预紧器和限力器,安全带具有更多功能的安全带,安全气囊,座椅安全带预紧限力等;在中国市场上有三点式安全带的一般逐渐开始取代普通的三点式安全带成为各种车型的标准配置。国内汽车制造商积极引入更智能的电机皮带,电机皮带(参见图8)通过预碰撞警告系统检测到碰撞的风险,可以增加安全带来的电动安全带卷收器,符合消除安全带松弛预碰撞的主动安全系统可以更好的乘员约束,以减少可能造成的损害。 车外人员保护措施 虽然中国汽车保有量在200万左右,但作为一个发展中国家,基础设施相对薄弱,人口众多,混合通过主要道路交通状况时有发生,导致越来越多的车毁人亡,事故中行人的伤亡率、行人事故死亡率高约占总死亡率的26%,高于其他类型的交通人员死亡7%。中国在近几年才开始开展行人保护研究,2009年10月30国家了GB/T24550-2009 “汽车对行人的碰撞保护”的法规和标准,体现了中国政府和汽车制造商的行人注意安全。目前,中国汽车技术研究中心有一个完整的模块,能够超过七冲击实验,包括头模块(成人和儿童)的发动机罩冲击试验,腿模块保险杠冲击试验,大腿模块引擎盖边缘震荡行人保护测试实验室,其他汽车制造商都在积极行人保护实验室的建设。自行车作为中国的主要手段,在复杂的道路环境运输也面临着由机动车辆发生碰撞的风险,根据中国的交通情况,有关大学对驾驶自行车与汽车的骑手接触位置与车辆碰撞速度进行试验,碰撞运动的车手,机械师和人身伤害事故等方面的重建,事故模拟,建立中国人体特征作为参数的碰撞模型模拟研究,并寻求降低骑手受伤的解决方案。 三、国家汽车安全法规和标准 目前的汽车安全法规的释放与建立对中国汽车安全有积极的影响,侧面碰撞、安全气囊技术、安全带技术、安全带提醒装置、儿童座椅、行人保护法规等;相对于欧洲,美国和日本而言,全面的滞后是我国最基本的国情;欧盟的ECE / EEC法规相对较早,作为中国汽车安全研究时间较短,并开展小范围,技术能力和缺乏这方面的经验是领先的中国缺乏的主要原因。经过多年的努力,支持了自己的品牌,以及高校,国家正在建立具有中国特色的汽车交通安全法规,打破国际技术壁垒,一直占据着很重一页。要加快中国汽车安全技术发展的步伐,中国汽车技术研究中心汽车安全法规标准不断提高,安全带提醒,儿童乘员约束系统,行人保护方面的国家标准。表(1)显示了中国各大汽车安全的阶段有关技术标准: 中国汽车安全技术展望 随着社会的进步和科技的发展,汽车技术也获得了快速增长,越来越多地车企参与汽车安全技术在各方面的研究,中国的汽车安全发展方向也将走向一个全面综合和创新的时代;主动安全技术将成为汽车安全技术发展的主流,主动提醒没有被证明是有效避免交通事故,开始主动出击,积极干预控制深度的方向,随着技术的不断发展,通过先进的电子技术相结合的智能集成安全系统,自适应主动安全性研究巡航控制系统,车道保持系统,积极的事故预防系统,CAR2X主动安全系统、控制技术、汽车安全技术将成为未来的主流;智能交通系统是先进的信息技术、人工智能技术、信息和通信技术自动控制进行汽车主动安全装置,控制干预智能交通的安全性,最终形成全社会的信息通信技术和计算机处理技术,有效整合交通管理系统,与汽车主动安全技术是一个完整的统一。 总之,人体生物力学、高科技材料、电子信息技术、计算机仿真技术,除了政府需要建立中国人体功能与底盘集成等关键技术研究项目,也要集中优势资源,是解决中国当前滞后重要的一点。只有汽车安全相关的学科和技术已得到改进,才能有效地促进汽车安全技术的快速发展。
《中国工业和信息化》主要栏目:工业领袖、视野、工经论坛、管理经纬、专题研究等。
1全球产业分工格局未来走势分析 1.1新技术产业的快速发展是全球产业的必要推动者 综观工业互联网、工业4.0、超智慧社会5.0(Society5.0)、《中国制造2025》等愿景,数字化、网络化、智能化技术的创新发展和应用扩散都是其中的优秀要件。这种共识具有引导预期和投资的作用,会使资源更多集聚,最终导致创新加速、应用加快。产业链前端的需求种类和体量将不断扩大,但是终端生产与消费之间的空间将越来越小。由于全球全天候不间断的研发创新主体的连续参与,提高了产业链首端包容性。更多的互联网技术和跨国企业充分利用本国的生产要素参与,使传统模式的生产、消费空间不断减小,让消费者与生产之间的联系不断加大,进而促成新的产业链分工。数据要素的提升将会激发发达国家的竞争力,由于需要大量前期基础设施投资因而竞争门槛很高、充分利用能够大幅提升生产制造全生命周期效率是商业模式创新的关键基础等原因,数据正逐渐成为最重要的生产要素。这种情况下,主要发达国家在人才储备、数据基础设施、知识经验、关键技术积累、营商环境等方面的优势将会更加凸显。 1.2技术相对落后国家参与全球产业分工将愈加困难 技术相对落后国家在实现技术赶超的过程中,就是实现全球产业分工格局重组。这些国家能否复制当前亚洲的国家实现快速的工业化,存在一定的不确定性。虽然技术相对落后国家对于工业化发展的意愿非常强烈,事实成功实现工业化赶超的国家并不多。罗迪克研究了全球42个主要国家在二战后至2010年间的制造业发展问题并指出,自1990年以后达到指标峰值的国家,其达峰时人均GDP水平大约只是1990年达峰国家的40%。这就意味着,相比以前的工业化国家,后发国家会更快、在更低的收入水平上实现制造业高速增长。由于技术自我研发能力并不能快速的累积,工业化发展会遇上技术创新上的壁垒。1.3中产阶级的壮大给“市场型”国家带来机遇一个国家中产阶级的壮大,会快速带动国家需求总量的提升。会推动产业的快速发展,需求总量加大将带动全球产业格局的延展性变化。目前,全球消费主要集中在发达国家。但是新兴中产阶级主要集中在亚洲地区,全球消费地图布局将更趋平衡。未来,以中国为代表的一些国家将成为全球中产阶级兴起的主要贡献者,这将重塑全球消费地图。据预测,2030年全球中产阶级的数量将达到49亿人,其中2/3会集中在亚洲地区;亚洲地区对全球中产阶级增量的贡献率达到85%。这种新兴国家的中产阶级对新产品的接受程度很高,品牌意识不强,所以产业的发展过程中对需求的快速响应成为企业成长的重要能力。本土文化与产业的有机结合,形成产销一体的多元化产业链成为国家具备的驱动能力。 2当前我国产业发展的现状 2.1新技术浪潮中我国产业发展的短板 通过近20年的经济发展,我国经济发展需求的各个要素比较完善,比较多元。与其他发展中国家相比有比较大的优势,在新一轮全球产业竞争分工中有相当大的竞争力。我国新兴中产阶级规模巨大,这为新产业的发展提供了广阔的市场空间和试错空间。通过多年的制造业发展,培养了雄厚的制造业基础和相对领先互联网技术和市场。尽管都不是最顶尖水平,但全球同时具备这两方面坚实基础的国家极少。人力资本提升的长期努力正“开花结果”,对全球高端人才的吸引力也有所提高。此外,我国在长期规划能力、法律法规适应性调整能力、跨产业协作协调能力等方面也有着相对优势。尽管多年来我国对于科研基础建设的投入,逐年增长。但是存量方面还是与技术领先国家有比较大的距离,所以实现优秀技术的突破,长时期的基础学科积累是重要条件。在一段时间内,一些而关键领域比如:芯片、航空发动机、数控机床、先进材料、生命健康等方面,在基础研究比例上还是比较低的,存在着缺陷性技术结构,在较短时间内想要实现阶段性成功还是比较困难。我国在互联网技术方面有一定的竞争力,以工业互联网平台搭建起来的企业,有可能成为未来竞争的高点,所以这个领域的发展对我国产业的长期发展尤为重要。 2.2合理对待国内产业的发展机遇 工业发展后来跟上的发展中国家为我国产业发展带来了新的平台,当经济发展到一定阶段,本国内产业转移是社会经发展的必然趋势。目前,我国内部产业发展的形式来分析,将我国内的产业向工业后来发展的国家进行合理转移势在必行。不管从国内产业发展情况来看,还是从国际上产业再分工的趋势来看,只有合理有序的向后发展国家转移国内完善的产业,才能在未来全球产业再分工的机遇中得到有利的话语权。新一轮国际标准竞争的过程中,如果能借此实现国内标准的更广泛应用,将可以最大限度地提高我国产业的地位和产业价值的有效控制力,为我国产业发展奠定夯实基础。面对国际产业再分工的基础,我国产业再升级遇到不能跟上产业输出的机会,未来将会面临严峻的问题。工业发达国家经验表明,本国内部的产业合理输出和有效转移是推动转移目标国经济发展的有效手段,也是发展本国内部经济的难得机会。首先,本国内部产业的合理转移有效降低本国内部的经济隐患。一个国家在有效转移产业的过程中,工业化进程必然会受到促进,人均GDP将得到合理提升,在转移的过程中对经济增长良性影响将越来越大。其次,我国制造业得到良好发展的同时,我国GDP水平将会到达合理发展区间。创新是产业发展必要因素之一,制造“普通商品”和创造一个新的高科技未来之间并没有绝对界限。当制造业实际生产的不断加大,技术的发展将会不断提高增长韧性。国内将越来越重视制造业的发展,使产业发展得到社会规范和共识。 3促进我国产业发展的有效路径 中产阶级的不断壮大为我国的市场提供多层次发展机会,也成为我国产业发展重要基础。我国国内消费市场的特点,非常契合推动新产业发展的要求。首先,我国中产阶级的巨大量体形成超大规模多层次国内市场,为我国消费市场创造了巨大的容量。其次,在社会需求不断加大的过程中,不但为企业提供巨大的市场,也促使一些传统企业的快速转型。形成我国市场独有需求群体,也出现凸显出对产品的新需求,这将促使企业创新将放在重要位置,这也对我国对技术创新、管理模式创新和销售方式创新有了新要求,积极促进我国产业的良性发展。在积极培养我国巨大消费市场的同时,我国内部产业发展也面临重要的考验,比如高房价、社会保障体系仍不完善、消费者保护力度还不够等。在推动国内产业合理转型的同时,更要注重品牌的营造,产销共荣的积极局面。积极配合好我国供给侧改革的巨大挑战,实现我国内生市场需求与产业合理发展的有效结合,相互促进社会经济生态系统。我国制定的部分智能制造标准逐渐获得了国际认可,在国际电工委员会(IEC)已经主导制定了20项智能制造国际标准,其中13项已经正式,智能制造系统架构已纳入ISO/IEC智能制造标准地图组。国家综合实力的增长必然会带动我国在全球贸易竞争中的话语权持续增加,只有全球制造业在升级的进程中,我国产业发展抓住本国发展的机会,积极参与并主持国际标准的制定和全球事务的治理,才能掌握话语权。我国目前参与国际产业分工的份额还有待提高,但是已经取得了一定成功。我国的崛起是一个长期并且困难的过程。从国内情况来分析,我国面对国际事务的理解和洞察、引导和把握等方面的能力还有待提高。经过上百年的工业发展和资本市场发展的发达国家,已经有比较完善的体系。我国在改革开放30多年的经验之上,还有继续学习和容错、改错的过程。从国际情况来看,随着我国经济的快速发展,工业的快速崛起,抢占国际产业分工的市场,很多发达国家都持有警惕心态并积极与后发展国家进行竞争。我国作为工业发展崛起的发展中国家的典范,面对当前复杂的国际产业再分工的局面,要快速增强国内产业的创新能力,尤其是国内扶贫、数字经济、新能源等领域的发展。 参考文献 [1]马晓红.金融危机后虚拟经济与实体经济祸合发展的必然性及对策[J].商业经济研究,2014(12). [2]成思危.虚拟经济与金融危机[J].管理科学学报,1999(1). 作者:赵云峰 单位:天津社会科学院产业发展研究所
引言 两业融合背景下对职业院校物流人才的培养提出了新要求,在对国家政策分析、地方产业发展调研的基础上,学校结合自身的专业优势在重新定位智慧物流人才培养目标;推动专业耦合共生;创新人才培养模式;优化教师队伍结构;共建智慧实训基地等方面进行了探索,并对两业融合下的智慧物流人才培养从产教融合、师资团队以及培养平台等方面提出了进一步的思考。两业是指先进制造业和现代服务业,两业融合是指先进制造业和现代服务业的融合,两业融合是顺应国内国际双循环新发展格局、深化供给侧结构性改革和加快产业转型升级的必然要求。因此,服务智能制造的各级各类人才就成为实现国家战略的核心要素,加速培养先进制造业需要的智慧物流人才成为大势所趋,在此过程中,职业院校是当仁不让的人才培养改革的实践主体。 一、智慧物流人才培养是两业融合高质量发展的需要 两业融合是国家重大产业发展战略,从政策的提出到产业的实践,都需要强化技术技能人才支撑。2020年,国家就推动物流业制造业深度融合创新发展制定新的行动方案,进一步提出在生产物流等6个重点领域推动两业深度融合、创新发展,推广应用物流机器人等智能物流技术装备,提高生产物流的科技化、专业化、智能化水平。江苏率先推进两业融合,2019年开展全省先进制造业和现代服务业深度融合试点,并在现代服务业发展规划中强调全面推进物流高质量发展。近年来,淮安明确了“绿色高地、枢纽新城”的发展定位,重点培育“333”产业体系,将新型装备制造和现代物流分别列入制造业和现代服务业3大重点产业之一,同时实施融合发展工程,推动从提供产品向提供“产品+服务”整体解决方案转变,促进物流业与制造业在服务化、智能化、绿色化方面深度融合。基于上述两业融合的宏观需要以及地方产业发展的要求,需要我们职业院校调整专业结构,创新培养模式,加大集创新型、应用型、复合型为一体的“智慧物流人才”培养培训力度,需要职业院校提供“智慧物流”的人才培养方案并落地落实,需要职业院校瞄准物流业和制造业深度融合创新发展的趋势,进行产业和专业吻合度的深入调研分析,切实打破专业界限和壁垒,实现主干专业与相关专业的跨界融合,丰富专业发展内涵,协同提升专业建设质量,真正形成装备制造专业与现代物流专业深度融合的“智慧物流”人才培养新模式。 二、两业融合背景下职业院校智慧物流人才培养的探索 淮安市高级职业技术学校位于部级经济技术开发区,主要为区内企业提供技能人才支撑,借力区内企业集聚优势较好实现了教育链和产业链的深度对接。以现代物流管理专业为核心的现代物流专业群与以机电一体化专业为核心的装备制造专业群是学校的两大优势专业群。基于形势分析和上述思考,基于两业融合背景,在装备制造专业群支撑下,对物流人才的培养作出了积极地调整与改变,主要在以下几个方面进行了探索。 1.重新定位培养目标,构筑多路径一体化培养体系。服务于智能制造业的智慧物流须运用智能化的设备与技术,对懂技术、会运营支持的物流人才需求增加,意味着学校在注重物流管理与应用技能培养的同时,更要加强信息素养、创新能力、服务意识的培育,跨系融合、跨学科建群成为趋势。基于学校对接服务业与制造业的现代物流管理与机电一体化两个优势专业,在企业调研的基础上,我们把物流人才的培养目标重新定位为:懂物流管理、会技能操作、通工程技术、有创新意识的复合型智慧物流人才。围绕这一目标,探索形成富有自身特色的培养路径:服务于地方物流产业发展战略,基于学校专业建设基础,持续进行中国特色学徒制实践;构建学校本位课程+工作本位课程的模块化课程体系;深化“课堂革命”,有针对性地实施分层分类的混合式教学;校企协同调研机制,及时将物流行业前沿技术、先进工艺、最新规范等用于专业教学;动态建设跨专业跨学科“双师型”教师教学创新团队;建立以学习者为中心的课程教学评价体系;持续推进1+X证书制度试点,试行学分银行制度。 2.推动专业耦合共生,培养创新型复合型实用人才。学校立足于现代物流管理与机电一体化两个专业已形成的良好的校企合作基础,积极实施基于校企协同的学徒制人才培养模式,为跨系融合培养复合型物流人才提供了可能性;复合型教师是培养复合型学生的前提,学校组建兼具管理与工科背景的专业教师团队,为跨学科培养复合型物流人才提供了师资保障;学校建立高水平综合性实训基地共建共享机制,面向多专业开展实训教学,为物流专业学生认知智能制造创造了良好条件。 3.创新智慧物流人才培养模式,构建岗课赛证模块化课程体系。学校注重跨专业培养模式的互鉴互通,构建了“4双6共1融合”的智慧物流人才培养模式,即在产业、专业双融合背景下,由企业、学校双主体共同制定人才培养方案、共同构建课程体系、共同开发教学资源、共同开发新式教材、共同实施教学过程、共同建立学生评价体系,在学校、工厂双场所开展理论与技能教学,教师、学生兼具双重身份,达成学历证书“1”与职业技能等级证书“X”的融合,培养“能吃苦、能创新、能合作,德技双馨、身心双健”的“三能两双”智慧物流人才。同时,基于产教深度融合,我们从智慧物流的技能与操作、技术与运营、分析与决策等三个方向出发,校企联手开发服务智能制造业的智慧物流工作本位课程、基于人才培养基础性要求的学校本位课程、基于技能持续发展的技能提升课程、基于1+X证书标准的综合能力课程等模块化课程,构建以课为主,融入岗、赛、证的模块化智慧物流专业课程体系,满足不同层次、相关专业学生的学习需求。 4.优化专业教师团队结构,组建跨界式创新教学团队。智慧物流人才懂管理、会技术、能创新的复合要求对师资团队的构建也提出了新的更高的要求。我校依照优势互补、强强联合的原则,遴选具备工科背景、懂制造、会管理的行业企业大师及专业教师等加入智慧物流教师团队中,组成“跨专业、跨组织、跨行业”的结构化异质化教学创新团队,协同实施物流管理、物流机械基础、电气技术基础、数据通信与网络等跨学科的物流工程技术专业课程的模块化教学,取得了较好的教学成效。 5.共建智慧实训基地,打造跨专业立体化培养平台。学校对接地方制造业与生产性服务业融合发展对智慧物流人才的需要,对实训基地进行改造,升级建设“智慧物流实训中心”,打造区域高水平“立体化”校企合作共建共享实训基地。与北京华航唯实机器人股份有限公司、京东物流、林德叉车、圆通速递等企业合作共建实训基地联合体,建立跨专业跨组织的共建共享机制,培养具备工科素养的跨学科智慧物流专业人才。 三、基于两业融合对智慧物流人才培养的进一步思考 在两业融合以及现代职业教育高质量发展的背景下,对智慧物流人才培养提出了更高的要求,未来职业院校应该在以下方面对智慧物流人才的培养进行更深入的探索与实践,以期培养适应两业融合需要的复合型实用人才。 1.建立产教融合动态调整机制。两业融合试点企业对智慧物流人才需求的动态变化给专业建设带来一定的不确定性,因此,建立“定期反馈+适时调整”机制,应成为常态工作。这样,可及时将企业需求反馈至人才培养过程,构建动态调整的“岗课赛证”模块化课程体系,面向多专业学生的学习需要,有利于跨学科复合型物流人才的培养。 2.培育智慧型双师型教师团队。智慧物流专业教师团队的重构需要一定的建设周期,目标是动态建设一支具有职教情怀、教学水平高、专业能力强、结构优化、国内一流、对标国际的“双师型”教师教学创新团队。主要举措:一是建立健全各项制度,如建立有利于团队发展的合作优先机制,促进团队成员共生共长;建立动态性、发展性教师评价机制,加强团队成员发展目标评价,形成团队成员引进与退出机制;探索实施以实际贡献为主要标准的教师激励政策,形成团队教师过程性+终结性考核评价制度。二是构建递进式名师发展路径,搭建多元发展平台,提升教师教学能力。 3.共建智慧物流人才培养平台。与合作企业共建共享覆盖两个专业群的集教育、培训及创新创业于一体的实践实训平台。引进富誉电子等高端制造企业,京东物流、林德叉车等物流企业及物流设备制造商,北京华航唯实等信息技术类企业,共建面向生产物流、商贸物流、物流工程技术等多岗位的智慧物流产业学院,为培养智慧物流人才搭建平台。如何精准呼应两业融合,办好现代物流专业,培养两业融合下的高素质智慧物流人才,始终是职业院校人才培养的追求目标,也将持续引领人才培养的改革。 引用出处 [1]桂德怀.服务智能制造的智慧物流人才供求状况研究[J].中国职业技术教育,2018,(19):89-93. [2]朱宝昌.智能物流赋能智能制造[J].现代制造,2020,(26):6-7. [3]陈晶.智能制造下的高职商科智慧物流发展路径初探[J].商展经济,2021,(7):94-96. [4]赵英霞,谭慧莉.智慧物流助力中国制造业智能转型[J].商业经济,2018,(11):38-40. [5]关于加快推动制造服务业高质量发展的意见[EB/OL].[2021-03-16]. 作者:王娟 单位:淮安市高级职业技术学校引言
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2017年7月8日,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,为我国人工智能未来发展指明了方向,有望在2020年,将人工智能技术和应用处于世界先进地位,为改善民生提供一个新的途径。到2025年,可带动相关产业产值达5万亿元。国家对于人工智能的规划发展,表明了对于人工智能技术的认可和信赖。而电气自动化技术作为一个电气信息领域的新兴学科,其关乎生活中的大事小情,因此如何做好电气自动化控制影响着人们的生活,而引入人工智能则影响着电气自动化技术革新。 1人工智能技术简要概述 人工智能主要通过计算机来模拟人类的活动,设计出机器来代替人们工作,达到一个期望的效果。人工智能不仅是计算机科学的一个分支,还是自然科学和社会科学的交叉综合类学科,包含神经学、数学、行为学、控制学等学科。 2人工智能技术的特点 2.1适应性强 传统的控制方法是线性的、单路的控制,针对系统中的具体对象实施控制,虽然这种控制方法,达到了控制效果,但是针对系统中其他同类或非同类产品控制能力弱。而人工智能技术的引入,对于系统的控制从单路或者线性控制转变为非线性变结构控制,有利于复杂多变环境系统中的使用,可以依据不同的传感器信息,结合信息处理与决策机构,控制系统运行,适用范围更加广泛。 2.2操作简易化 传统的电气控制系统,在进行调试之前,需要了解电气系统设备,参考原理图,接线图以及系统中各个元件的连接关系,需要了解多种资料、综合分析,调试难度较高,花费时间较长。运用人工智能可以实现系统可视化,在控制台上可以直观形象的完成调正,操作简便对于操作人员的要求较低。在参数调节方面,需要不断试错,操作繁琐。通过计算机辅助技术进行模拟,实现参数精确化和简便化,再结合可视化的操作界面,方便快捷。 2.3抗干扰能力好 在电器自动控制系统中,利用人工智能技术对于电器工程系统中的设备实现系统化控制,自身系统稳定性高,受到外界干扰小,实时信息的获取,更加高效的调节,减少了人为因素对于系统的干扰,保证系统能够在稳定的参数下运行较长周期,降低系统运行误差。 3人工智能技术在电气自动化方面的实际应用 3.1精细化管理的实现 随着市场竞争越来越激烈,企业想要生存,需要不断提升竞争力。利用精细化管理,降低企业运营成本,提升企业运行质量是提升企业竞争力的重要手段之一。因此在电气自动化设备中,应不断提升设备的智能化水平,实现可靠性运行和预测性运维。为了实现配电智能化,通过PowerTag无线电能测量模块、多种智能FD控制元件进行系统的多重电能保护与实时能耗监测,以千里眼PC端及移动终端实现远程运维,确保用户可随时随地获取信息,最终达成精细化管理,提升便捷运维体验。 3.2优化电气设备设计 计算机辅助设计技术已经被广泛应用于机械制造、电子仪器行业。在电气自动化设备方面,也从传统设计方式向CAD设计以及CAE、CAM转变。传统的电气自动化设计依靠电气工程师根据相关标准进行设计,设计周期长,图形审查容易出现问题。依靠CAE和CAM软件,对于电路系统进行模拟,实现对于设计的验证与效果分析,让设计更加高效精确。通过遗传算法,利用遗传算法来计算在电气设备设计中较为关键的数据,求解出最优解,从而提升电气设备的设计水平。 3.3智能化电气工程系统诊断 智能化诊断主要是应用在两个方面,一个方面是问题发生前的预警,另一个方面是问题出现后的诊断。电气工程系统中,不管是设备还是电路出现问题,在系统中可能会出现预兆,例如一些数据的跳动,利用智能化监测技术,实时监测非正常数据,预判问题设备或者系统,采取停机或其他控制方式,降低事故发生率,实现提前预警。在故障出现以后,人工智能技术利用神经网络、模糊理论以及专家数据库就可以分析出问题所在,提高故障排除率,保证系统运行,降低企业损失。 3.4实时控制,图表化分析 智能化系统的使用,简化了系统的控制操作,将员工的工作交给了计算机控制实现,操作界面也从各种开关、按钮转变为可视化的电子屏。并且现有的智能控制系统中,实现了所有开关量、模拟量数据实时自动采集与处理,并能按照设计者预先设计好的要求进行定时批量的整理和存贮。 4总结 人工智能化技术的发展,为其他领域带来了新的发展机遇。传统的电气自动化控制系统在现代的市场竞争中,也有着自身的不足。而引入智能化技术可以消除或者缓解传统电气自动化控制技术的不足,实现故障诊断、可视化操作、数据实时分析与管控,协助企业实现精细化管理,降低企业运维成本。 参考文献 [1]魏海春,张堃.在电气自动化控制中人工智能技术的应用[J].自动化与仪器仪表,2013,(05):128-129. 作者:张麒轩 单位:辽宁科技学院
摘要:目的:探讨多模式物流管理的医用耗材全流程信息化精细化管理体系建设与实践应用效果。方法:全面组织和规范医用耗材物资字典,建立标准分类代码;直接使用GS1条码或类似条码作为医用耗材进出院唯一可追溯码,进行HIS扫码计费,医院检测试剂的GS1条码追溯和实时库存监控;植介入高值RFID智能柜配备供应商“库存系统”,低值医疗用品RFID智能柜配备SPD物流配送“定数包”和“零库存”管理。过程中,建立“部门数据库”部门信息流和实时物流监控。结果:预建基于多模式物流管理的全流程医用耗材信息管理系统,压缩低值医用耗材库存与检测试剂库存百元以上,实现对种植介入的高值医用耗材计费管理,并实时减少库存,大幅降低了近3年卫生材料的耗占比。结论:基于多模式物流管理的医用耗材全流程信息化精细化管理系统的建设与实践,确保了医疗设施的精细化管理和成本控制。 关键词:医用耗材管理;多模式物流管理;精细化管理;体系建设 随着新世纪我国医疗改革的逐步深入,医保支付改革、医用耗材零加成等降低医疗成本政策的出台,公立医院医用耗材已成为主要业务支出,随着医疗技术的发展快速增长,医用耗材产品计量繁重复杂,医用耗材费用增加,医用耗材由收入转为成本,医院运营压力加大。医用耗材的管理属于流程的管理,所有的联系都是密切相关的,包含的因素非常广泛。因此,建设信息化、精细化管理,可以保障物流管理和医疗业务更高效的发展。 1目标和方法 1.1基于唯一的GS1条码溯源管理 高价值耗材完善并充分利用原有“物资信息管理系统”模块的功能:重新分配和建立各级不同人员的权限,如采购和存储;医用耗材基本词典和日常采购计划的访问管理和维护权限,存储和存储管理权限分开管理。对管理权限风险点的风险点进行内部控制,维护医用耗材基本词典,如新进库存医用耗材的产品监控、定价、供应商变更等。 (1)物资字典GS1代码的扩展。GS1编码表是在现有物质字典的基础上创建的,如图1所示,实现与物质供应相关的编码。GS1代码的分析方法和材料代码信息记录在表中。系统通过读取条形码解释表中的数据来获取有关物质的信息。同时,在所有物资字典中扩大了《北京医院管理财务分类》中引入的医疗材料的分布区域,并保留了使用其他材料进行医疗分类的可能性。 (2)基于GS1代码的供应商平台。在供应商平台系统中,GS1产品条码直接作为统一的院外物流追溯条码,成为院外物资信息交换的桥梁,大大降低了供应商创建“医院定制条码”的成本。对于带有标准GS1条码的产品,供应商可以通过信息平台扫描条码并提交订单。在医院检查期间,可以扫描二维码以确保实物与信息匹配。为确保供应信息的完整性和效率,我院要求供应商提供的条形码包含以下4项信息:GTIN(全球贸易项目编号)、制造日期、有效期和批号。医疗费用的标准GS1编码要求对库存、工厂、生产日期、保质期、批号和通过物流信息平台进行GS1编码。在物流包裹的“Fate”中输入对应的条码。 (3)基于GS1码的仓库管理。在医疗物资仓库的管理中,一般有以下几个方面,即入库、出库、盘点,而这些操作都必须以条码扫描的形式进行。入库分为进货检验、移库和出库,出库包括本科室的移库、退库以及消耗出库。移库出库以及退库出库,分别对应着移库入库和退库入库。盘点在仓库进行,盘点可以保证盘点符合核算,具体盘点可以通过扫描条码进行。 (4)多个信息系统的互联互通。作为GS1医疗设施的唯一桥梁,信息资源管理系统与临床信息系统、物流配送系统和物资管理系统相连接,形成医用耗材全流程信息化追溯系统。目前,对接系统中有大量的物资管理信息系统,通过GS1条码扫描记录耗材的物流和使用信息,利用数据交互实现整个物资建设过程中的医用耗材追踪系统。其中,GS1标准唯一识别的医疗器械是主线中的三个主要场景:①住院患者二级仓库、日间手术中心二级仓库、介入导管室等高值植入医疗用品的库存管理;②医学检测中心将检测设备与试剂、检测项目打包并进行存储操作。③门诊、临床病房,由第三方运送的医用耗材,由主机工作人员扫描入库,使用后返厂信息。 1.2基于智能RFID耗材柜的高值耗材管理 用于心脏病学和介入导管的基于RFID的智能可穿戴医疗柜被引入手术室。不同型号的医用耗材仪表确定库存基数,在实际库存量低于库存基数时,实现供应商或制造商“自动补货”的原则。科室授权工作人员通过患者指纹或密码自动补货,系统自动记录医疗费用。为实现用户部门实际消费与存储的对接,自动补货。确保对临床使用的即时需求有效地减少了库存和制造商的资金负担。GS1医务人员扫描程序,HIS自动支付医疗账单,库存减少,数据库确认,供应商计算等流程同1.1。 1.3基于第三方SPD的低值耗材管理 在实施基于SPD模式的低值医用耗材管理时,需要将合作供应商的资质下载到医院的数据库中并进行审查。检验完成后,可直接在系统中生成采购程序。SPD可以实时了解医院未使用物资的使用和剩余情况,根据医院的实际需要制定合理的采购计划,避免囤积廉价物资,增加采购成本。在物流平台上确认供应商后,即可按条码发货,保证采购信息的完整性,满足医院的需求。低值医用耗材进院后,相关管理人员可根据后勤信息系统数据进行核对,确保采购的低值医用耗材与实际型号、数量一致。测试完成后,系统会保存。这种方法不仅有效地管理了低成本,而且优化了资源的配置,提高了管理者的效率。 1.4基于信息流、物流、医嘱流实时监控的耗材“科室”管理 使用PDA(移动医疗设备)时,扫描入库的“定数包”物流码及商品种类、数量等库存信息。同时,通过SISH医师的医嘱案卷,建立了GS1扫码减库存的自动减库存、人工减库存、自动开票的方法。实时动态监控信息流和物理流。在手术室,可以使用一个包含N个号码的“定数包”来收取低价医用耗材,并根据实际使用的患者人数进行计费确认。充分发挥各类医用耗材使用部门的自主管理作用,建立使用部门的日周库存和月度管理制度,完善财务审计、医务人员、医务科室管理的月度和季度管理制度,落实各项职能。打造科室信息化建设、医用耗材物流配送和使用全过程通过最后一公里监管。 1.5基于智能RFID低值耗材柜的耗材综合管理 在手术室、重症监护室和大型集中管理科室建立各类低值医用耗材的库存基础,确定所有低值医疗物资的库存,打造科室所需的“定数包”。供应商审核通过后,自动生成医院RFID条码包,医务人员自动补充库存。采用科室授权人员接入信息系统,自动记录智能柜内的物料医务人员确认HIS记账,根据实际情况,当库存量低于库存基数时“自动补货”的原则,它可以直接比较仓库部门和仓库的实际消耗和自动补货,即确保临床需求的紧迫性,有效降低制造商库存和资产负债表;SPD第三方物流配送信息系统自动实现“定数包”的所有权转让,作为第二天部门消费的“定数包”清单。医学品种和“定数包”中包含的信息的数量,即用于存储的信息。该部门通过其医疗建议自动、手动减少库存、GS1扫码、自动计费、减库存等方式实时监控“定数包”内医用耗材的品种和数量,同1.4。 1.6多元化物流管理中的药品成本分析 根据医院后勤和内测试剂后勤的报告,这两组信息要下发到ERP财务信息管理系统和工作产品管理系统,实现物流的信息化、标准化和完善、信息流、资金流全流程,实现对接和月度财务回顾。与第三方发送SPD系统提供的软件以及医院后勤信息软件相关联的信息,实现内外部网络物流信息的互联互通。建立并不断完善基于多渠道物流管理的医疗保健管理体系,全面管理试剂过程中的信息,医院职能管理部门和各用户部门可以监控物流信息、使用信息、核算和医疗信息。各用户科室各类医用耗材收入,信息全面管理。根据行业标准要求,公布医用耗材使用率、使用次数和使用量排名、使用人数和使用量排名等医用耗材使用情况统计分析结果前,以及供应商和制造商的销量和数量排名。为医用耗材和检测试剂的科学、合理、高效使用和卫生技术评价提供坚实的大数据基础。 2结果 (1)全面实现高值医用耗材GS1条码可追溯,避免了耗材费用错收与漏收。医院门诊、住院部中所有高值医疗用品逐渐融入GS1条码管理,消除了医护人员在救护车和医院内不使用和误用医用耗材的现象。对于医用耗材的合理使用以及为避免误用、误费和条码粘贴错误提供了可追溯性。 (2)实施并全面推行低成本医疗物资的第三方物流管理模式。全面实施后,所有低预算的医疗资源将直接分配给第三方,从而大大提高分配服务的效率和满意度。同时,相比之下,由RFID操作控制的低成本医疗代码可以实现“自动补货”,进一步提高效率。该部提交每日或每周的实现“自动补货”,超越效率进一步提升。 (3)物流信息管理软件检测,可匹配不同部门、工作组、检测仪器、检测项目存储的检测试剂的数量和品种,为检测仪器的使用效率和效益评估奠定坚实基础、测试对象和试剂的基础知识。包括云模型VPN平台和内外信息交换在内的试剂物流信息化软件,实现了供应商和厂家在线上传,各种检测试剂合格证信息和不同有效期的自动预警。在线提交、审查和发送实时的每月和每周试剂测试请求和购买计划。处理各类资质文件和分配供应商的物流效率显著提高。目前,临床试剂库中的实验室试剂均处于监控状态,自动控制试剂供应,以进一步引入科学试剂、实验室物流配送的合理高效分配奠定了基础。 (4)基于多模型的全信息精细控制,完善了医院医疗费用管理制度和结构,实施住院治疗费用报送流程,大幅降低了近3年卫生材料的耗占比。 3结语 为进一步升级医院管理体系,构建医疗物资管理功能,需要考虑医疗机构、医疗产品、试剂检测等各种问题和困难,细化安全管理信息化流程,快速建立医用耗材卫生技术成本评估体系和完善的物流管理和计算机现代化系统。基于多逻辑控制的信息管理系统的构建和实践是近年来临床医学工程系统不断研究和加强的阶段,充分利用新的管理理念和管理方式,以及互联网等现代管理手段,支持医院的医疗和医疗需求管理实践,对医院管理和成本控制产生积极影响。 参考文献: [1]陈毓杰,陈翠微,孙奕奕.医院物流管理系统在医用耗材管理中的应用分析[J].中国医疗器械信息,2020,26(23):167-168+173. [2]刘刚,郑建忠.传统医用耗材管理模式与SPD医用耗材管理模式的对比分析[J].科技视界,2020(07):8-11. [3]郭红,张涵宇,王爱英,王倩,王碧晗,王慧宇,田宗梅,谈春荣.基于多模式物流管理的医用耗材全流程信息化精细化管理体系建设与实践[J].中国医疗设备,2020,35(01):111-114+123. 作者:陈宇露 单位:深圳市龙岗区中医院
1946年,世界第一台电子计算机在美国问世;1951年,计算机走出实验室,开始为社会服务。早期的计算机应用范围极其有限,仅有一些精通二进制编码的专家为特定目的编写带有强烈个人色彩的单一程序,让计算机来执行(IBM的创始人托马斯•沃森曾说“全世界只需要5台电脑就足够了”)。但人们很快便意识到在机票预订、商业服务、保险、零售等各个行业都需要应用计算机,都需要复杂的计算机编程。[1]于是,1959年世界上第一家软件编程公司正式成立,“软件”一词也首次出现在人类语言中。从此,软件业以令人难以置信的速度发展起来。1999年,人类进入互联网时代,而软件业发展获得了进一步加速。今天,世界上已经有数百万软件工程师(这还没有包括数以千万计的学生与编程爱好者)。2010年代中期,以大数据、5G技术、人工智能为标志,计算机及软件开发技术进入一个新时期,而软件开发技术在这个新时期必将发挥更大的作用。 一、计算机软件开发技术在新时期的应用特点 在1960年代,软件工程师是艺术家、科学家,为高精尖项目编写软件;在1980年代,软件投入大规模商业应用,编写软件从艺术创造变成了工业化生产;今天,计算机已经走入千家万户,成为人们日常生活的必须品,而软件也融入了人们的生活,变成普通消费品,这标志着软件新时期已经来临。 (一)软件表现形式日趋多样 2017年,中国网民人数已经超过7亿,高居世界第一。互联网覆盖越来越广泛,互联网连接越来越密切———今天的网民已经实现了“人人互联”,随着物联网与数字货币的兴起,互联网将实现“万物互联”、“价值互联”。[2]互联网按照自己的面貌创造了一种全新的虚拟世界,营造了全新的互联网生态与互联网逻辑,在这种虚拟环境下,软件的表现形式也日趋多样。 (二)数据计算日趋复杂 今天,互联网上的数据正在以几何指数增长,GB、TB(1TB=1024GB)、PB(1PB=1024TB)、EB(1EB=1024PB)已不足以反映数据量,2008年全世界的产生的数据已经进入ZB时代(1ZB=1024EB=十万亿亿字节)。2008年,全世界产生0.49ZB数据,2009年增长为0.8ZB,2010年达到1.2ZB,2011年达到1.82ZB。而整个人类史上一切文字信息的总和不超过200PB,一切语言信息的总和不超过5EB。———海量数据的涌现,将使数据计算更加复杂。 (三)软件发展日趋多元化 随着“互联网+”战略的实施,“互联网+农业”、“互联网+教育”、“互联网+普惠金融”等互联网发展新业态不断涌现,而计算机软件开发应用的范围不断向外扩张,向内深化。[3]日趋多元化的市场催生了多元化的软件开发,而软件市场的不断细分又推动了软件开发的日趋精细化。 二、新时期软件开发技术的发展趋势 (一)智能制造与软件开发深度融合 在新时期,人们越来越不满足于“千人一面”的标准化模式,越来越渴望表达自己的个性。另一方面,在新时期,物联网与智能制造正在兴起,在几年以后,用户可以把自己对产品(无论是轿车还是服装、鞋子)的设计要求用智能手机发送给制造业物联网终端的设计师,设计师再根据用户的意见设计产品,投入智能生产线,为用户进行个性化订单式生产,制造出让用户满意的产品。———可以预见未来的智能制造企业必须不断开发、应用更加智慧的软件,才能满足广大用户越来越多样化的需求。因此,我们相信智能制造与软件开发很快将实现深度融合,未来任何一家智能制造业企业都必须具有强大的软件开发能力。换言之,智能制造业与软件业将合二为一。 (二)不同软件的边界将日趋模糊 随着“万物互联”时代的到来,人们的社交、娱乐、投资、理财、交易、教育、出行、购物、医疗、体育健身、旅游等生活与生产都将通过互联网实现全面融合,互联网将成为人们生活必不可少的一部分。这也就要求不同的社交软件、娱乐软件、投资软件、医疗软件等各种类型的软件必须必须有意识地模糊自己的边界追求互相兼容、互相融合,否则便不可能为用户提供更好的服务(举一个最简单的例子:将来病人就医就需要医院的电子病历档案系统与银行的数字货币系统、交通物联网系统、远程智能医疗系统互相兼容)。 (三)软件开发将更加便捷 今天,全世界的网民已经超过39亿;每一个网民,都有自己的不同的生活习惯,不同的兴趣爱好,不同的行为模式,不同的生活、学习、工作目标,都需要为自己量身打造软件,都有权获得更好的软件服务。[4]但全世界的软件工程师只有数百万人,不可能满足数十亿网民的不同需求。———所以,我们可以预见:软件开发必将更为便捷,新的更加简明易懂的程序设计语言必将推出,软件开发将日趋智能化。在不远的将来,连小学生都可以根据自己的需求,在人工智能的协助下,寻找必须的功能模块,自己开发计算机软件;而软件开发也将成为一门极其普通的日常生活技术。 (四)封闭式软件开发将被开放式软件开发所取代 当前各家软件公司依旧进行的是封闭式软件开发,为特定目的编写软件,工作量大,效率低。而且一旦软件市场的需求发生变化,软件开发前期投入的成本便可能血本无归。———今天,FACEBOOK已经向大众公开开放源代码,供世界各地的程序员免费使用。每天都有超过40万开发者为FACEBOOK开发应用程序,每天FACEBOOK都有140个应用软件上线。———我们可以预见:FACEBOOK这种开放式软件开发模式很快将推广开来,未来的软件工程师更愿意追求双赢而非恶性竞争。因此,封闭式软件开发必将为开放式软件开发所取代,软件工程师们将对外开放软件的技术、标准与源代码,供大家共同开发软件。开放式软件开发将集成每一个程序员的智慧,提高工作效率,增强市场灵敏度。 (五)软件的淘汰速度将进一步加速 随着软件与人们日常生活、与人工智能、大数据、互联网的深度融合,软件也将日趋碎片化,软件淘汰速度必将进一步加速(金山画王、超级兔子等风靡一时的软件今天已经消失[5])。从长远来看,人工智能开发软件将逐步取代人工软件开发。 三、结语 在新时期,计算机软件开发技术拥有广阔的市场前景,也面临着前所未有的激烈竞争与挑战。我们应当结合宏观经济形势,认真研判软件开发技术发展趋势,助力软件业更好更快的发展。 参考文献: [1]韩禄.新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势分析[J].电脑知识与技术,2018(25):93-94. [2]祝雁,蔚艳玲.新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势[J].无线互联科技,2018,15(11):48-49. [3]刘家帆,韩东伯,黄涛,王梓璇.新时期计算机软件开发技术的应用及发展趋势[J].电脑迷,2018(04):39. [4]刘祥,褚含冰.计算机软件开发技术的应用及未来发展趋势[J].山东农业工程学院学报,2018,35(02):33-34. [5]王冠男,孙睿.新时期计算机软件开发技术的应用及发展方向研究[J].计算机产品与流通,2017(10):30+90. 作者:周洋 单位:南京市第一中学
企业物流外包论文:企业物流外包研究论文 1、服务跟踪不彻底 日本一家光学产品集成商在与物流供应商合作的过程中,采用了一套严格的服务跟踪程序以确保外包顺利实施。以物流中的运输环节为例,这家集成商会定期对供应商的车辆满足率、紧急订车满足率、准时率、投诉率、货物破损率、异常事件处理效果、运价随市调整状况等做出统计。在与供应商每月召开的业务例会上,这家企业会向物流供应商通报上月物流业务执行情况,提醒供应商注意下个月运作中应改善的环节。对于因为供应商失误而造成的损失,他们将按照协议进行索赔。同时,每当企业发展规划或业务发生变动时,他们都会及时向供应商说明,以便物流供应商及时做出相应安排。通过例会,供应商亦可对客户的运作协调与业务配合状况提出改进建议。通过这套信息沟通与反馈机制,这家企业在不断完善自身运作的同时,还促使供应商持续改进了服务方式、提高了服务水平,最后真正达到了供需双方双赢的效果。 反观国内物流供应商,他们缺乏类似的服务跟踪制度,这也是造成物流外包频频失败的根源之一。目前,国内多数物流企业在处理外包时,不是以服务为导向,而是把短期利润作为业绩考核指标。在这种情况下,供应商一心只想得到更多客户、扩大企业规模、获取更多收入,往往在一个合同还未履行完就将注意力转移到了另一个项目上。如此周而复始,无论是企业还是内部员工一旦取得客户的服务订单,快速完成合同、提供优质服务的动力就消失了。甚至有供应商为了赢得业务,在没与客户签订合同前,就将销售人员与客户的口头承诺“交”给操作人员进行作业,结果使得操作无章可循。而此时,销售人员又忙于跟踪其他潜在客户,无暇监控操作作业,导致操作失控,物流常常被迫中断。 2、缺乏物流顾问 工厂生存的灵魂是拥有一批有专业技术才能的员工,物流服务供应商的运作与工厂类似。因此,美国著名物流专家杰克•罗瑟(JackRoser)认为,在处理外包时,专业物流顾问与技术工人一样,他的作用比企业领导更重要。他这样界定物流顾问的作用:“他们要管理、维护公司项目设计规划的过程、提供物流需求以及项目数据。这往往与物流外包成败相关联。”在这个过程中,企业管理者扮演的仅是监督员的角色。 如果缺乏专业的物流顾问,物流外包营销将无从谈起。可是,目前国内物流供应商非常缺乏合格的专业物流顾问,致使不能对客户希望的服务要求做出全面、满意的回复,或者使需求评估效果失真。 物流供应商想要聘请合格的专家很困难,因为物流顾问的身价通常都很高,令供应商望而却步。即使聘请到稀缺的一流物流顾问,也未必能达到预期效果,因为,物流顾问一般会将物流外包的规划和设计交给资质一般或非专业人员来做,结果可想而知。 2、工作范围不明确 工作范围(TheScopeofWork)就是物流服务要求明细,它对服务的环节、作业方式、作业时间、服务费用等细节要做出明确界定。工作范围的制订是物流外包最重要的一个环节。 跨国企业在物流外包方面具有丰富的操作经验,像HP、IBM这样的企业在实施物流外包时,会要求供应商与其签署两份文件:一般性条款(Thegeneralarticles),规定了一些非操作性的法律问题,如赔偿、保险、不可抗力、保密、解约等;工作范围,对服务细节进行具体描述。 物流外包失败或出现黑洞大多最终要归结为工作范围不明确。如在物流合同中常出现“在必要时供应商将采取加班作业以满足客户的需求”等泛泛承诺。由于没有明确的界定,实际运作中,双方会就如何理解“必要”发生分歧。客户会认为,“提出需求时即为必要”;而供应商则认为,“客户提出需求,且理由合理时才为必要”。类似的例子,在物流外包服务中经常遇到。 目前,许多需求方在寻找物流外包供应商时,其中一项重要的工作就是开项目招标会,目的是让供应商了解项目的背景和理解标书的内容。如果供应商和需求方对标书的理解能达成一致,外包就成功了一半。 物流服务供应商和和需求商的联合和协同,将促进物流业务外包市场的发展。对于需方,产品的生产和交付的方式正在进行结构性转变,业务全球化趋势、对供应商依赖程度的提高、生产制造过程中部分功能外包率的上升、直销渠道的发展以及对市场快速反映的需求都将使物流管理工作比以前更为复杂和充满挑战。对于供方,物流外包服务逐步趋于一体化和系统化,服务提供商正在加紧进行创新和技术变革,强化竞争力,利用技术提高物流管理的效率,快速延伸全球业务链和扩展服务功能链,为使企业进驻不同的细分市场作准备。 随着全球经济一体化进程的加快、信息技术在物流领域的应用和发展、对一体化多渠道市场的需求的增长和物流服务供应商服务能力的扩充和完善,物流业务外包服务将逐步被社会认识、了解、认可和进一步采用。美国IDC公司进行的一项供应链和物流管理服务研究计划表明:全球物流业务外包将平均每年增长17%,至2006年市场总额达3,087亿美元。近年来,由于跨国企业正在将更多的业务转向中国,并通过外包来降低供应链成本;国内企业面临着降低成本和增强优秀竞争力的压力而增加了物流外包的需求;政府采取的积极财政政策和激励措施对物流市场需求的剌激;营销方式的不断发展和营销渠道的网络化趋势;传统仓储企业和新兴物流企业的激烈竞争等,推动了我国物流业务外包市场的迅速发展。据《中国第三方物流市场调查报告》显示,2001年我国第三方物流市场规模在400亿人民币以上,70%的物流服务提供商在过去的三年中,年均业务增幅都高于30%,预计全国第三方物流市场2000年至2005年的年增长率将达到25%。 物流外包作为一个提高物资流通速度、节省物流费用和减少在途资金积压的有效手段,确实能够给供需双方带来较多的收益,尽管供需双方均有信心和诚意,但在实践的过程中,物流外包又举步维艰,常常出现中断,甚至失败。阻碍物流外包发展的因素既有体制的制约、人为的失误,也有观念的陈旧和技术的缺陷,这些因素既存在于物流供应商方面,也存在于物流需求商方面。 目前,我国实施物流外包的企业中,有超过30%的客户对供应商不满意,主要原因有合作双方沟通不畅,信息反馈滞后,缺乏应急措施;物流供应商的信息技术系统落后,不能对物流活动进行有效跟踪和监控;缺乏标准化的运作程序,同一客户不同项目、不同环节服务水平参差不齐;缺乏持续改进机制;服务功能单一等等。而在美国,有80%的企业对物流供应商感到满意,这也说明我国物流供应商仍有较长的路要走。随着物流行业的进一步整合和物流服务逐步走向一体化和系统化,物流业务技术含量的高低将是供应商获取市场份额的关键因素,仅仅靠功能性的专业知识取得竞争优势将日趋艰难。为维持并增加市场份额、提高客户满意度,使需求商了解企业的特色,认可企业的价值,供应商将必须塑造个性化的优秀竞争能力,明确、清晰地宣传企业能够为客户物流管理带来的战略价值和管理效率。由于物流业务外包市场是买方市场,在分析外包过程中出现的问题,往往将原因或根源归结在供应商方面,而需求商方面存在的不足却很难被人发现,良好的外包合作关系是建立在相互信任和尊重的基础上的,物流作业一体化的程度决定着物流供应商的服务水平和需求商的满意度。需求商如要成功实施外包,并与供应商建立良好、互利、长期的外包合作关系,应注意以下几个方面的问题: 1、正确理解物流外包 虽然"外包"目前是一个流行的词语,但并不是每一家企业都应该采用外包,企业应深入分析内部物流状况,并探讨物流是否是企业的优秀能力,物流是否能为企业带来外部战略经济利益;如何在无缝衔接的基础上调整业务流程,进行职能变革;如何对外包的物流功能进行持续有效的监控;企业文化是否鼓励创新与变革;企业领导和员工对变革持何种态度等等。外包本身并不是企业发展战略,它仅仅是实现企业战略的一种方式,企业应确定在行业中是否存在有能力和可供选择的供应商,否则,实施外包不仅不能成功,反而外包了一系列问题。企业只有在拥有了合适的合作伙伴,企业内部管理层也认识到外包的重要性而且清楚针对外包应作的准备工作,才能决定是否实施外包。 2、严格筛选物流供应商 在选择供应商时,首先要改变现有的观点,即仅着眼于企业内部优秀竞争能力的提升,而置供应商的利益于不顾,需求商应以长远的战略思想来对待外包,通过外包既实现需求商利益最大化,又有利于供应商持续稳定的发展,达到供需双方双赢的局面。在深入分析企业内部物流状况和员工心态的基础上,调查供应商管理深度和幅度、战略导向、信息技术支持能力、自身的可塑性和兼容性、行业运营经验等,其中战略导向尤为重要,确保供应商有与企业相匹配的或类似的发展战略。供应商的承诺和报价,需求商务必认真分析衡量。报价应根据供应商自身的成本确定,而非依据市场价格,报价不仅仅是一个总数,应包括各项作业的成本明细。对于外包的承诺尤其是涉及政府政策或供应商战略方面的项目,必须来自供应商企业最高管理者,避免在合约履行过程中出现对相关条款理解不一致的现象。 3、明确列举服务要求 许多外包合作关系不能正常维持的主要原因是服务要求模糊。由于服务要求没有量化或不明确,导致供需双方理解出现偏差,供应商常常认为需求商要求过高,需求商认为供应商未认真履行合约条款。例如:供应商在没有充分了解货物流量、货物类别、运输频率的情况下就提交了外包投标书;或者供应商缺乏应有的专业理论知识,不能对自身的物流活动予以正确的、详细的描述等,需求商应该详细列举供应商应该具备的条件:生产能力、服务水平、操作模式和财务状况。比如:订单是否能够100%完成,准时率是否能够达到100%等等。 4、合理选择签约方式 分别签订仓库租赁合约和操作合约,这样两个合约单独履行,互不影响,即使取消了操作合约,仓库租赁合约仍然生效。要注意不同企业商业文化的差异,特别是企业的上游和下游,对两者都要提前做出判断,从而有效协调沟通,确保与供应商签定的合约满足各方的需求,实现各自目标。合约不可能对环境变化做出全面准确的预测,签订前后的各种情况会有所不同,诸如行业政策、市场环境、供应商内部发展状况等等,同时,供应商签订合约的成员不再是合约的执行者,合约执行时间越长,需求商将会越不满意,在某种情况下,即使供应商的操作方式或理念比较超前,但并不一定适合需求商发展的需要。 5、共同编制操作指引 需求商不能认为外包作业是供应商单方面的工作,与供应商一起制定作业流程、确定信息渠道、编制操作指引,供双方参考使用,操作指引能够使双方对口人员在作业过程中相互步调一致,也为检验对方作业是否符合要求提供了标准和依据。 6、提前解决潜在问题 建立外包合作关系后,认真细致地考虑未来发生的变化及潜在的问题,在问题出现之前就要提出解决方案。在物流外包方面,文化、思想的多样化、差异性具有特殊作用,思想越趋于一致,企业越比供应商更容易出现工作官僚化,有时企业内部物流经理会把供应商当作威胁自己地位的竞争对手。当供应商规模越来越大时,也会出现工作官僚化的现象。一种经常使用的方法是与供应商探讨如何解决假设存在的问题,如如何处理客户投诉、服务质量的下降、应变能力的降低等等。 7、积极理顺沟通渠道 导致外包合作关系失败的首要原因是计划错误,其次是沟通不畅,沟通的重要性仅次于计划,供需双方在日常合作过程中出现的问题大多与沟通不畅有关。供应商是顾客关系中最重要的环节之一,供应商应该被包括在企业整个业务链中。建立正确的沟通机制,双方应就矛盾产生的根源达成一种共识,即矛盾和冲突是业务本身产生的,而工作人员主管原因导致,当问题出现时,双方应理性对待,不要过于冲动,给对方考虑和回复的时间。同时在履行合约的过程中,花费一定的时间和精力相互沟通了解,探讨合约本身存在的问题以及合约以外的问题对维持双方的合作关系是很重要的,这一点常常容易被忽视。 8、明确制定评估标准 一般情况下,对供应商服务水平的评估是基于合约条款,而合约条款多数只对结果做出描述,因此对外包业务过程不能进行有效的评估,也不能建立适宜的持续改进机制。随着时间的推移,当需求商准备向供应商增加外包项目时,才发现供应商已不符合企业进一步发展的要求。不能有效考核的工作,正是管理薄弱的环节,当建立合作关系后,依据既定合约,充分沟通协商、详细列举绩效考核标准,并对此达成一致。绩效评估和衡量机制不是一成不变的,应该不断更新以适应企业总体战略的需要,促进战略的逐步实施和创造竞争优势。实施外包变革是一个长期的、艰巨而又曲折的过程,合约的签订只是外包的开始,在这个过程中,需要不断的对完成的活动进行考核,甚至包括外包决策,使每个步骤都能达到预期的目的,从而确保变革的有效性,企业不断对供应商进行考核的目的是促使供应商的优秀能力得到长期、持续、稳定的发展。 需求商不仅对供应商不断进行考核,也要对企业内部与外包活动相关的的职能进行持续监控。外部虽不是企业的优秀能力,但它日益成为企业创造竞争优势的重要贡献者,过去,外包决策是基于扩大生产规模而采取的一种短期战术行为,现在它是基于实现资本有效利用的长远目标而考虑的,企业管理者应时时关注、考核自身的优秀能力,同时找出问题,加以改进。 9、适时采用激励方法 绩效考核标准应立足实际,不能过高而使供应商无法达到,同时要有可操作性,但是标准应该包含影响企业发展的所有重要因素。良好的工作业绩应该受到肯定和奖励,供应商或企业内部职能部门即使对所做的工作有自豪感,也同样需要得到承认和好的评价。表扬、奖励、奖品甚至一顿晚宴都是一种激励因素,管理者应充分应用一切有效的方式和方法达到激励的目的。 10、持续巩固合作关系 物流供应商对企业和企业的客户的服务能力是依靠企业自身的工作表现的好坏,外包意味着双方利益是捆绑在一起的,而非独立的,良好的合作伙伴关系将使双方受益,任何一方的不良表现都将使双方受损。供需双方自我真诚的评估和定位、行为道德、相互信任和忠诚以及履行承诺是建立良好的外包合作关系的关键因素。 企业物流外包论文:企业物流外包风险论文 摘要:物流外包是企业提高物流速度、降低物流成本的有效手段。但是物流外包本身具有的复杂性,使企业物流外包过程中常常出现物流中断,甚至失败。本文对企业物流外包的原因、物流外包存在的风险进行分析,进而提出防范对策,以促进企业更好地结合企业的自身的实际情况,做好物流业务外包,提高企业的优秀竞争力。 关键词:物流外包风险防范对策 随着社会分工的进一步细化和物流业的快速发展,物流业务外包已成为企业降低营运成本、提高企业的优秀竞争力的关键。物流外包,即生产或销售等企业为集中精力增强优秀竞争能力,而将其物流业务以合同的方式委托于专业的物流公司运作,外包是一种长期的、战略的、相互渗透的、互利互惠的业务委托和合约执行方式。由于企业物流业务外包过程中的物流活动时间性强、环节多、参与主体复杂、业务见的相互影响大,局部微小的偏差可能导致整个物流链的脱节或崩溃,因此其风险防范十分重要。 一、物流外包的主要原因 (一)降低成本。与企业自营物流相比,许多第三方物流服务供应商在办内外都拥有良好的运输和分销网络,在组织企业的物流活动方面更有经验,更专业化。所以通过物流业务外包,企业可以降低因拥有运输设备,仓库和其它物流设施所必需的投资,从而把更多的资金投在公司的优秀业务上。 (二)提升企业效率。在企业资源有限的情况下,把企业的物流业务外包给专门的物流管理部门来承担,特别是一些特殊的物流运输业务。通过外包给第三方物流服务的供应商,企业能够把时间和精力放在自己的优秀业务上,提高了供应链管理和企业运作的效率。 (三)分担企业风险,提高企业的柔性。企业通过外向资源配置,取消了企业与用户双方各自独立拥有的库存和运输,从而分散了由政府、市场、财务等因素产生的风险,促进了资源的优化组合,增加了供应链的柔性,使企业更能适应外部环境的变化。 (四)快速响应客户需求。现在企业之间的竞争主要在于时间和速度上的竞争,第三方物流服务供应商由于其专业化和规模效应的优势,能够快速地对客户的需求进行回应。 二、企业物流外包存在的主要风险 (一)外包控制不足。外包常常会使企业失去对一些产品或服务的控制,从而增加了企业正常生产的不确定性。企业在外包的过程中有可能由于丧失对外包的控制而影响整个业务的发展。 (二)增大外包依赖风险。长期依赖某一个第三方物流服务商对企业的资本投资、效率提高具有潜在的好处,但同时又会使第三方物流服务商滋生自满情绪而让企业难以控制。 (三)内部员工抵制。企业物流外包往往会影响企业的内部业务流程,需要企业的内部业务流程重组,这个过程很可能对所有员工都产生影响,受到企业内部员工的抵制而对企业正常的生产经营产生负面影响。 (四)降低用户满意度。企业过于依赖第三方物流服务商,又无法控制或影响他们,使企业不能取得所需的用户需要信息,从而影响企业的产品改进。从长期来看,由于对物流活动的失控可能阻碍优秀业务与物流活动之间的联系而降低用户满意度。 (五)企业利益受损。物流活动的长期外包,会使第三方物流服务商认为企业缺乏专家技术,因此抬高物流服务的价格或提供较差的物流服务,从而使企业蒙受损失。三、企业物流外包风险的防范对策 随着物流外包实践的推广,企业在选择物流外包时应该考虑物流外包优势的同时也必须重视其潜在的风险,以系统的、长期的观点来进行物流外决策,并采取一定的应对策略来防范潜在的各种风险。 (一)识别企业的优秀竞争力。外包本身并不是企业发展战略,它仅仅是实现企业战略的一种方式,企业应确定在行业中是否存在有能力和可供选择的物流供应商,否则,实施物流外包不仅不能成功,反而会带来一系列问题。因此,企业应深入分析内部物流状况,并探讨物流是不是企业的优秀能力,分析物流是否能为企业带来外部战略经济利益;企业只有在拥有了合适的合作伙伴,企业内部管理层也认识到外包的重要性而且清楚针对外包应做的准备工作,才能决定是否实施外包。 (二)外包伙伴的选择。物流外包决策中很重要的一个问题是包给谁的问题,即外包伙伴的选择。首先需要对外部的潜在物流供应商进行调查、分析、评价、调查物流供应商的管理状况、战略导向、信息技术支持能力、自身的可塑性和兼容性、行业运营经验等,评价其从事物流活动的成本状况,评价其长期发展能力,评价其信誉度等。特别是对于物流供应商的承诺和报价,企业务必认真分析衡量。报价应根据物流供应商自身的成本确定,而非依据市场价格,报价不仅仅是一个总数,应包括各项作业的成本明细。对于物流外包的承诺尤其是涉及政府政策或物流供应商战略方面的项目,必须来自物流供应商最高管理者,避免在合约履行过程中出现对相关条款理解不一致的现象。在评价的基础上,对潜在的多个物流外包伙伴进行比较,从中选择最适合企业需要的外包伙伴。 (三)物流外包活动的控制。对外包活动进行监控和控制是外包顺利实施的重要保证。企业即使与第三方物流供应商签订了协议,也应当监控第三方物流供应商的绩效,同时给他们提供所需的业务信息。企业与第三方物流供应商之间要注意相互沟通,共同编制操作指引。企业不能认为业务外包了,一切就由对方承包,完全是物流供应商单方面的工作,而应当与第三方物流商一起制订物流作业流程、确定信息渠道、编制操作指引,供双方参考使用,操作指引能够使双方相关人员在作业过程中相互步调一致,也可以为企业检验对方物流作业是否符合要求提供了标准和依据。因此,企业要建立物流外包的控制机制,对外包伙伴的业绩进行定期检查,制订标准对其业绩进行考核。 (四)企业内部组织结构的调整。企业物流外包可能会受到企业内部原有作业流程的制约,因此,企业内部组织结构的调整主要集中在以下几个方面:如何在无缝衔接的基础上调整业务流程,进行职能变革;如何对外包的物流功能进行持续有效的监控;企业文化是否鼓励创新与变革;企业领导和员工对变革持何种态度等。从战略角度看待物流业务外包,致力于获得最佳合作伙伴,并围绕着这种伙伴关系建立一种健全的管理体系,从而实现无缝衔接,取得外包策略的成功。 (五)以“双赢”为原则,巩固合作关系。物流供应商对企业和企业的客户的服务能力是依靠企业自身的工作表现的好坏,外包意味着双方利益是捆绑在一起的,而非独立的,良好的合作伙伴关系将使双方受益,任何一方的不良表现都将使双方受益,任何一方的不良表现都将使双方受损。在选择物流供应商时,要改变现有的观点,即仅着眼于企业内部优秀竞争能力的提升,而置物流供应商的利益于不顾,企业应以长远的战略思想来对待物流外包,通过外包既实现企业自身利益最大化,又有利于物流供应商持续稳定的发展,达到供需双赢的局面。因此,供需双方相互信任和忠诚以及履行承诺是建立良好的外包合作关系的关键素。 四、结论 物流外包是一个复杂的过程,既要认识到它的重要性,同时又要考虑到实施中所存在的困难。企业物流业务外包应该在寻找优质外包伙伴的基础上,建立以“双赢”为原则的合作关系,同时针对外包业务的特点合理进行组织结构调整和业务流程的变革,在风险和机会并存的机遇中,认真研究物流外包风险的来源,因地制宜地制定防范对策。 企业物流外包论文:国内企业物流外包问题分析论文 前言 迈向21世纪的物流技术,不仅是企业战略的“商务物流”,而且是向整个社会实现物资供给的“社会物流”,进而在全球化市场的激烈竞争中形成多元化网络所必需的“全球物流”,并呈现出信息化、网络化、智能化、柔性化、标准化和社会化的特征。作为与商流、信息流并列的物流,已经成为继劳动力、资源之后的企业第三个利润的源泉。从发展上看,生产和贸易的全球一体化以及技术进步对物流的发展都起到关键的推动作用。全球一体化和信息网络化发展一方面刺激了物流的需求,另一方面对物流管理提出了严峻的挑战。随着市场竞争的激烈化和国际化,对于现代企业的物流管理而言,传统的“纵向一体化”模式已经不能适应目前技术更新快、投资成本高、竞争全球化的制造环境。现代企业应更注重于高价值生产模式,更强调速度、专门知识、灵活性和革新,集中企业资源于经过仔细挑选的少数具有竞争力的优秀业务,也就是集中在那些使他们真正区别于竞争对手的技能和知识上,而把其他一些虽然极为重要但不是其优秀业务的职能(如运输、仓储、分捡、配送等物流环节)外包给专业的物流服务商,并与这些企业保持紧密合作的关系,从而使自己企业的整个运作提高到世界级水平,而所需要的费用则与目前的开支相等甚至有所减少,并且还往往可以省去一些巨额投资。随着社会分工的进一步细化和物流业的快速发展,物流外包(LogisticsOutsourcing)也正迅速被供需双方(物流服务供应商和需求方)所认可。在这里需要给物流外包下一个明确的定义:所谓物流外包,即生产或销售等企业为集中精力增强优秀竞争能力,而将其物流业务以合同的方式委托于专业的物流公司(第三方物流,3PL)运作,外包是一种长期的、战略的、相互渗透的、互利互惠的业务委托和合约执行方式。据美国《财富》杂志报道,目前全世界年营业额在5000万美元以上公司在2001年业务外包的开支上升34%,比2000年业务外包的总开支增加近3250亿美元。针对欧洲发达国家的统计,第三方物流占总物流服务份额的比例:德国为23.33%,法国为26.9%,英国为34.4%,意大利为12.77%,西班牙为18%,欧共体国家平均为20%左右,目前其需求仍呈增长趋势。相比之下,中国第一方和第二方物流的比重比西方发达国家大得多,随着生产、流通领域竞争加剧,第一方和第二方选择第三方承担物流服务的情况将会更加普遍,这也说明国内物流外包市场有较大的发展空间。 一、企业物流外包有其自身的优势 一般而言,物流业务实行外包,取决于两个因素,一是通过外包可以真正达到企业降低成本的目的。二是国际贸易的强劲增长态势要求物流服务业跟上发展。在这个问题上,美国一些专家学者曾经提出了“两维决策标准”。即物流对企业的重要性:企业的物流能力。当然企业在决策是自营物流还是选择外购物流时,要从战略地位出发,看物流是否构成企业的优秀能力。同时还要考虑企业自身能力和自营物流的成本。如一些小企业,它的重点在销售部分,那么物流处理就不是关键,考虑到自身能力和自营物流成本,那么物流部分只能考虑外购物流。又如一些大的企业自身能力进行自营物流,像海尔集团,它的自营物流是较成功的,但它同时要用公共物流服务,只不过管理在它自己。因此,企业权衡是自营物流还是外购物流服务时,最关键的取决于物流是否构成优秀能力。 首先,通过物流外包能够带来成本上的节约。 从成本的角度来看,物流行业最大组成部分是运输和库存,其他还有仓储、行政管理等部分。我们可以看一下美国物流行业的成本构成。运输占58%,库存占29%,仓储占8%,行政管理占4%,其他1%.下面,根据来自ArmtrongandAssciatesdes的资料,我们具体了解通过物流外包在供应链各环节能够节约的成本: 随着第三方物流的发展和企业物流外包率的上升将会给各个行业带来很大的利益。下图显示了各行业通过物流外包来改善供应链管理,从而很大程度提高了企业生产效率。(资料来源:PittigtidRabinTodd McGrath) 第二,通过物流外包可以降低资产规模,从而解放出资金专心搞好企业的优秀竞争力。 对我国而言,物流在国内还是一个新兴的产业,由于被称为第三利润的源泉,众多国内的企业家似乎看到了新的利润增长点,纷纷将企业的重点转移到物流上来,从而对本来固有的具有优秀竞争力的企业特色产品有所忽视。然而,在新的业务上就一定能取得显著成效吗?答案显然是否定的。物流在我国刚刚起步,不论是在理念上还是在实践经验上我都有很长一段路要去探索,要在短期取得显著成效显然不太现实。况且我国绝大部分企业的规模相对较小,如果盲目的放弃自己的优秀竞争力,企业的经济效益就无法得到保证,随之企业的生存也会受到影响。因此最好的结果是我们既要维持企业自身的优秀竞争力,同时也要顺应国际趋势,做好企业自己的物流。这时,企业物流外包似乎成为解决问题的更好的办法。纵观国际型的大企业,这种事例也屡见不鲜。 第三,通过具体事例展示物流外包给企业带来的利益 我们从全球著名的家具品供应商宜家(IKEA)与全球最大的物流服务商_丹麦的马士基(A.P.Moller_MAERSK)集团的合作伙伴关系可以看到这一点的重要性。宜家和马士基有着牢不可断“纽带关系”,因为宜家的“供应商家族”多年来一直在和马士基合作。两家公司长期的合作以及彼此在生意模式、价值观、商业目的等方面多有相似之处,让它们越连越紧,并且相互感染。双方可以开发的谈判,一起协调成本,战略之类的东西。 在1995年,宜家在中国设立办事机构。那时只是从中国采购少量的原料,并不在中国生产销售。不过,即便当时那么小的业务也让宜家大皱眉头。宜家对物流服务商要求苛刻,对方必须在透明度、成本、物流能力、效率、 质量控制等方面满足其条件,甚至还必须有环保意识——选择不污染环境的设备、机器、物流工具和燃料等,而且在运输中,还要科学的处理污染水和气体排放问题。然而中国的物流公司有几家能这样规范呢? 此时,宜家开始怀念起马士基。因为在欧美市场它们合作的是那么的完美,马士基可以做到小到办事处,大到地区,乃至整个欧洲都保持一样的服务水平。于是,宜家开始向马士基招手了。而当时的马士基在中国并不能设立物流公司,仅仅在上海注册有一个“马士基有利集运”中国办事处。不过马士基仍然快速签署了宜家在中国市场的原料出口物流计划。马士基通过“有利集运”经香港、新加坡等地为宜家提供物流服务。同时,马士基在中国内地办事处扩充到9个。 随着中国市场经济的飞速发展,到1998年宜家感觉中国市场大有可为,其亚太战略中心开始向中国转移。同年,宜家在上海开设了第一家家居商场,1999年又在北京开了两家。随后,宜家风行中国,两年内在中国的销售额涨了43.6%,全球采购量的10%也转移到了中国。随着供应商的数量的增加以及地域分布的拓宽,宜家业务量快速膨胀,包括原材料的采购、原料进口、产品和原料出口、国内运输、仓储、配送等等,这时,需要物流服务者能够对供应链做出整体规划。而此时马士基的办事处显然已经不能满足宜家在中国的需要了。 马士基显然不愿看到这种现象的出现。此时正执中国加入世贸之时,随着某些相关政策的开放,马士基在中国的事务显得异常频繁。这些事务主要是“指政府公关”和“市场扩张”。起初人们纷纷认为马士基之所以在中国急于扩张的原因是中国即将加入WTO,投资潜力巨大等等。不过专业人事认为马士基最原始的动机只有一个——追随客户。这就是一些专家经常所提到商业链的作用。马士基是严格遵守这个规则的跨国公司,当它的大客户在中国大量开展业务时,它不能丝毫漠视,尤其是当这些客户是马士基的全球协议伙伴的时候。 宜家和马士基在物流领域的合作是一种经典的通过供应链物流管理(即企业的物流外包管理)从而促进两个公司共同发展的事例,他们长期合作达到彼此互相促进。这同时也是他们之所以成为大型跨国公司的一种保证。在这个事例中并非简单的单指两个公司间的合作,他们彼此间还会有各自的供应商与运营商,从而也就形成了一个很长的商业链条,正是这种良好的合作关系,确保了每个链条上的企业能够互相促进、共同赢利。对我国的大部分企业而言,为什么我们的企业做不大?为什么我们的企业引导不了市场?为什么我们总是单打独斗?为什么我们企业抗击风浪的能力总是比别人差?仔细考虑之后,我们不难发现:我们的企业都是在短链条上运行,更多的业务环节都是靠企业自营来完成的。比较起来,国际的大企业发展生态圈比我们有条理、比我们规范,他们大部分都在长链条上运行,他们更注重与供应商之间的合作关系,在他们之间有一种充分的信任与默契,因此,这种企业运作比我们更加稳定。 二、目前,影响我国企业实施物流外包活动的具体因素 从以上的事例可以看出,企业与第三方物流公司进行合作有着诸多明显的优势。但为什么我国的许多企业并没有更多的将物流业务外包出去呢?我认为以下几点是影响物流外包的关键。 首先,出于制度和观念的阻碍。其主要表现为以下几点: 1、抵制变化:许多公司,尤其是那些目前财务状况还令人满意的公司,不愿意通过物流外包的方式来改变现有的业务模式。此外,寻求外包物流的公司有时还会遇到来自企业内部某些部门的抵制,因为他们目前从事的工作很可能会被第三方物流所取代。尤其是一些国有企业,物流外包将意味着解雇大批员工,这对企业的领导人来说意味着一个非常大的风险。 2、缺乏认识:通常讲,企业对第三方物流公司能力的认识程度普遍还很低。第三方物流行业相对来说还很年轻,尤其是在中国,一些领先的物流公司只有不到10年的历史。更为重要的是,许多公司远远还没有认识到供应链管理的重要性,明显的例子就是还没有哪家公司的高级管理层里有主管物流的人员。甚至,就连“物流”也是最近几年才出现的一个新概念。 企业物流外包论文:企业物流业务外包的利益与风险探析 【摘 要】 本文分析了企业物流外包的利益和风险,并提出了企业物流业外包风险的防范措施。 【关键词】 物流业外包;利益;风险 一、引言 物流业外包,是指企业把一些非优秀竞争业务外包给第三方的专业物流服务公司,集中资源发展企业的优秀部门,以增强企业的竞争力。物流外包在给企业带来利益的同时,也会给企业的发展带来一定的风险。因此,企业要加强对物流业外包的风险进行防范和管理,树立正确的风险意识,积极对物流业外包的风险做出相应的解决措施。 二、企业物流业外包的利益分析 1.降低企业生产成本,较少企业物流工作量 企业物流业外包可以通过第三方物流服务公司完成企业的物流工作。物流公司具备先进的物流管理技术、专业的物流配送人员以及完善的物流信息系统,企业通过物流业外包,对企业的产品进行存储和输送,可以有效降低企业在物流业务中的成本,减少企业物流的工作量。 2.集中发展企业优秀业务,提高企业经济效益 在现代企业经济发展的过程中,优秀业务是企业发展的关键要素。但是,企业发展所拥有的资源和人力是有限的。企业通过把一些次要的非优秀业务如物流业外包给第三方物流服务公司,优化企业的资源配置,集中优势资源发展企业的优秀业务,提高企业的经济效益,增强企业的市场优秀竞争力。 3.物流业外包可以提高对客户的服务质量 与专业的物流服务公司相比,企业的物流管理系统和物流设备存在很大的差距,物流服务质量跟不上企业的发展步伐。客户在选择产品时,不仅需要产品质量达到标准,还对产品物流的服务水平有很高要求。企业通过物流业外包,可以让专业的物流服务公司在送货的过程中,为客户提供更加专业的服务项目,提高客户的满意程度。 三、企业物流外业外包的风险分析 1.企业对物流业的控制能力下降 企业与物流供应商存在的关系,企业采用物流外包,使得第三方物流服务公司接入企业的采购销售以及顾客服务等环节,这会导致企业对物流的控制能力下降。一方面,企业与物流服务公司的合作逐渐深入,这会使得物流服务公司对企业产生控制,威胁到企业生产、销售等各个环节,最终导致企业物流因业务上的依赖而受到物流服务公司的制约。另一方面,企业减少了对产品的运输和配送等业务,完全交由第三方物流服务公司,这也会导致企业对产品物流运输的控制力下降。 2.削弱企业与客户之间的关系管理 企业采取物流业外包,让专业的物流服务公司代替企业直接与客户进行交流。这将导致企业无法直接得到客户的反馈信息,企业的订单提交、产品的派送甚至一些售后服务都交由第三方物流服务公司。一旦产品配送的时间遭到拖延,货物因运输过程中遭到损坏等违背了企业与客户之间的合约要求,这会导致客户对企业的好感下降。当客户对企业产品质量产生怀疑时,企业无法直接与客户进行接触,及时解释产品的具体情况,这也会让客户对企业产品的质量产生怀疑。 3.企业信息泄露风险 随着现代企业的不断发展和进步,物流系统与企业的优秀业务信息也存在很强的关联。而企业物流业外包,将企业的采购、产品运输以及销售等各个环节信息与物流服务公司共享。这会增加企业的风险项目,物流公司对企业的运作流程十分熟悉,一旦物流服务公司诚信度不高,受同行利益的诱惑,将企业的信息泄漏,这会给企业的经营发展带来非常重大的损失。 四、企业物流业外包风险的防范措施 1.建立信息共享机制 企业可以和物流服务公司共同建立信息共享机制,利用先进的信息技术,实现产品物流的信息共享。使企业能够及时、准确地了解产品的物流信息,避免企业与物流服务公司掌握的信息出现错误。另外,在信息共享的过程中,企业与物流服务公司,都必须做到信息保密,一旦出现泄漏对方商业信息的行为,就必须承担相应的法律责任。 2.控制企业物流业外包活动 企业采用物流业外包时,要加强对物流也外包的控制,在控制与放任之间找准平衡点[3]。在为物流服务公司提供物流业信息的过程中,也要对物流服务公司的绩效进行监控。加强与物流服务公司的交流,共同制定物流的作业流程等物流活动。企业不能产生物流业外包,所有的物流活动都与企业无关的错误观念。 3.慎重选择物流业外包合作伙伴 企业在实行物流业外包时,要慎重选择物流服务公司。对所要选择的物流服务公司做出详细的调查研究,了解公司的信誉度和物流的服务质量。通过分析与对比,了解物流服务公司的状况,做出合适的选择,以保障企业物流业外包适应企业的发展,保证企业信息的安全保密。 4.合理利用法律,维护自身的利益 企业在采用物流业外包过程中,要加强对法律法规的运用,明确物流业外包合同中的责任承担问题。对于一些因物流服务公司错误而产生的企业经济受损,要有物流服务公司承担,合法维护企业的经济利益,防范因物流运输等出现的状况带来的风险,保证企业信息安全。 五、结语 随着我国现代经济的发展,企业的竞争压力越来越来大,为了增强企业在市场中的竞争优势,对于企业的物流业务,通常采用专业的物流外包。物流业外包为企业的发展带来许多的竞争优势,提高企业的经济效益。但是,物流业外包承担临着一定的风险,因此,企业在积极做好风险规防范措施,保障企业的持续稳定发展。 企业物流外包论文:中小企业物流外包的风险决策 摘 要:随着我国经济的不断发展进步,中小型企业逐渐崛起,,已经成为了我国重要的经济群体,对我国的经济发展有着很大的促进作用。但是目前市场竞争极其激烈,中小型企业要想更好的发展,必须要实施物流外包政策,物流外包是中小型企业能够提高物流速度,降低物流成本的有效手段,物流外包具有复杂性,在企业的物流外包过程中,经常会出现一些中断现象,企业必须要采取相关措施,实施物流外包,降低企业的成本,提高自身的效率,从而增强竞争力。本文主要对我国中小型企业物流外包的风险进行了研究,并且针对存在的风险因素提出了相关的建议。 关键词:中小型企业;物流外包;风险;建议 中小型企业物流业务外包主要是指企业为了能够集中资源,节省相应的管理费用,将企业自身的物流业务委托给物流公司,在现今市场竞争激烈的环境中,企业要想更好的生存发展,必须要节约成本,提高工作效率,以此来提升竞争力。目前很多的大型企业都建立了高效的物流运输系统,以此来降低企业的成本,对于中小型企业来说,由于自身的资源以及能力有限,因此必须要将运输等物流业务委托给物流公司,这样不仅能够有效的解决企业自身物流实力不足的问题,同时也能够进一步促使中小型企业利用外部资源促进自身的发展。 一、中小型企业实施物流外包的重要性 1.提高了外部资源的利用率 目前,我国的很多中小型企业由于在资源以及规模方面比较小,技术实力比较弱,因此在市场的竞争中优势不大,中小型企业实施物流外包策略,将全部精力都放在企业的生产经营上,这样可以有效的提升企业的优秀竞争力。企业的资源主要有外部资源以及内部资源,中小型企业的内部资源是有限的,若是企业的优秀业务发展迅速,那么企业的物流业务必须要跟上其脚步,但是对于中小型企业来说,由于物流系统过于简单,因此无法很好的为企业服务,提高企业的经济效益。所以物流外包对于中小型企业来说十分重要,具有很强的优势,中小型企业可以利用物流外包突破传统的资源瓶颈,提高自身的资源利用率。 2.增强中小型企业的优秀竞争力 企业要想更好的在市场中发展,必须要对自身的资源进行整合,将一些技术以及知识依赖性强的产业掌握在自己手中,将一些低增值部分交给第三方物流完成。中小型企业将物流业务包给物流公司,有效的实现了企业的资源配置,减少了企业的业务方面的人力物力以及财力,使企业能够全身心的投入到生产经营中,提升自身的优秀竞争力,使自身能够在竞争激烈的市场中长远的发展。 3.降低中小型企业的成本,提升经济效益 对于我国的中小型企业来说,实行物流外包的政策,可以有效的促进企业的发展,提升企业的竞争力,并且能够使企业在市场中更好的发展。首先是可以降低企业的生产成本,将企业自身的物流委托给相应的物流公司,能够有效的提升中小型企业的物流效率,并且物流外包比企业自身的物流更加具有低成本的优势,随着社会的不断发展,相应的物流技术也在不断的进步与成熟,因此其成本将会更进一步的降低。另外,各大中小型企业物流外包的资源以及价格比较便宜,能够直接降低企业的投资成本,并且,通过物流外包能够直接降低企业的加工成本以及制造成本,可以提升企业对外部资源的利用率,使企业能够在每一个环节都进行成本的节约。最后,是能够降低优秀成本的投资,对于中小型企业来说,最为重要的便是优秀业务的处理,利用优秀业务来为企业谋取经济效益,因此将一些零散的业务委托给物流公司,自身努力的发展优秀业务,加大对优秀业务的投资,以此来提升企业的经济效益。 4.提升企业的服务质量,更新物流系统 中小型企业将企业自身的物流服务委托给物流公司,将会提高物流服务的质量,物流公司的服务比较专业,因此在对客户进行服务时,能够得到客户的满意率,促进企业的发展。同时也能够更新物流系统,增强中小型企业的经济优势,实行物流外包,中小型企业可以节约投资成本,便可以获取专业的物流服务,并且能够利用物流外包来不断的更新自身的物流系统,在更新物流系统时,也避免的资本的投入,对于物流公司来说,主要的业务便是物流活动,将物流业务外包,可以有效促进中小型企业结构的优化改进,提高中小型企业的竞争力。 5.更容开拓新市场 最后,物流外包业务的发展会使中小型企业更容易进入到新市场,中小型企业要想获得更好的发展,必须要具备广阔的市场前景,并且需要不断对新市场进行开拓,但是企业在进入一个新市场之前,由于对其的不了解,经常会遇到一些阻碍。而企业在将物流业务外包给当地的物流公司后,会更容易使企业进入到当地的市场,更可以对市场有一个很好的了解,促进企业经济效益的全面提升。 二、中小型企业物流外包存在的风险因素 1.企业管理者对于物流外包的认识不足 首先,中小型企业对于第三方物流认识不够充分,现今,我国的第三方物流处于初期发展阶段,所以对于各大中小型企业来说,对其认识不够完善,认为其水平不是很到位,服务质量不够高,无法满足企业发展的需要,并且很多的中小型企业都没有认识到企业供应链管理的重要性,对于物流的重视度不够,导致企业无法很好的利用外部资源。其次,是企业管理者对于第三方利润源的认识不够正确,企业管理者对于第三方物流的认识仅仅是停留在表面,对物流的第三方利润认识不足,企业管理者认为物流是一个利润很高的行业,因此在与物流公司探讨合作方案的时候,大幅度降低价钱,最终很难建成合作关系,从而严重的阻碍了物流外包的发展。最后,是中小型企业管理者认为外包会失去控制,对于企业的供应链的流程部分,物流公司需要与客户直接打招呼,但是很多的企业管理者都认为,物流外包将会主要依赖物流公司与客户打交道,影响自身企业的发展。企业管理者的这种想法会阻碍物流外包的发展,其实在实际中,第三方物流公司与企业合作,在很大程度上加强了控制力,改善了公司的管理结构,促进了公司的发展。 2.企业员工与部门的抵触 在中小型企业进行物流外包前,必须要能够对企业内部的各项业务的流程进行重组,这样会影响到企业员工的工作,在进行业务的重组时,会改变最初的业务处理结构,改变员工的工作流程,增加员工的工作量,这样会严重的影响到企业内部员工的工作兴致,导致工作的效率下降,产生抵触的情绪,无法使企业更好的进行物流外包工作的开展,为企业的管理者带来很大的压力与风险。 3.第三方物流影响了物流外包工作的发展 由于第三方物流自身存在问题,也会严重的阻碍中小型企业物流外包工作的进行。首先,是第三方物流公司的服务质量水平不够,目前我国的第三方物流处于刚刚起步的时期,因此其内部的管理水平还不够完善,服务质量不够高,无法满足各大企业的发展需要,从而影响了物流外包业务的开展。并且很多的第三方物流公司在进行外包业务时,仅仅是注重短期的利益,十分注重客户的数量,不断的扩大自身的规模,获取经济效益,由于这种只注重数量,不注重质量的工作模式,影响了物流外包的发展。其次,是第三方物流公司对于自身的工作范围的划分不够明确,对于物流公司来说,最为重要的便是对于工作范围的划分,其中工作范围主要有对物流公司服务的环节、作业的方式以及时间等各个细节都要做出规定,很多的物流服务供应商都明白这一点,但是很多的物流公司没有在客户要求的期间内完成任务,并且无法保证完成的质量,导致了中小型企业实施物流外包的积极性很差,阻碍了物流外包事业的发展。 三、中小型企业物流外包的决策 1.正确的认识物流外包 中小型企业的管理者必须要正确的理解物流外包的含义以及本质,对于企业的物流外包来说,不是将企业的全部物流活动都交给第三方物流公司,对于物流活动的自主权在主要是集中在企业手中,所以企业不应该担心失去对物流活动的控制,并且企业在进行物流外包时,可以将企业自身的最为薄弱的环节交给物流公司,对于一些企业的优秀环节业务都是留在自己的手中,以此来保证企业自身的优秀竞争力。 2.识别企业的优秀竞争力 企业必须要制定自身发展的目标,并且能够对自身的资源进行整合重组,以此来提升企业自身资源的利用率,并且能够将自身的优秀业务掌握在自己手中进行经营管理,将一些薄弱的业务交由物流公司,以此来充分的利用企业的外部资源来优化企业的结构,提高企业的经济效益。企业能够专注于自身的优秀产业,来不断的提升自身的竞争力,能够更好的在市场中发展。各大中小型企业必须要对自身的优秀能力进行全面的正确的定位,找到企业自身发展的优势,将一些实力比较薄弱的业务外包出去。 3.选择合适的物流公司 对于中小型企业的物流外包来说,最为重要的便是包给哪一个物流公司,对于外包伙伴的选择十分重要,中小型企业的管理者必须要明确自身的物流需求,以此来对第三方物流公司进行相应的审查,对其物流的能力、价格以及质量等问题进行查看,尤其是关于物流公司的业务范围、发展能力以及信誉度等。另外,对于物流公司的承诺以及报价,企业必须要进行全面的研究分析,以此来选择适合自身发展的物流公司。并且中小型企业必须要与物流公司保持良好的合作关系,这样能够使得双方共同发展,共同获利,中小型企业在选择物流公司时,必须要以提升企业的优秀竞争力为基础,同时也要注重物流公司的利益问题,利用长远的眼光来进行物流外包工作,利用物流外包来提升企业的利益,从而促进物流外包的发展。 4.调整企业内部的组织结构 企业的物流外包会受到企业的内部结构的制约,并且还会影响到企业员工的正常工作,因此会受到很严重的抵制,对于企业内部的调整主要是要能够重视企业的优秀业务,能够确立企业优秀业务在企业中的地位,提高优秀业务的竞争力,并且要对物流外包进行监控,加强对其的宣传,以此来使企业的员工能够真正的明白物流外包的重要性,去积极的应对,并且能够在长远的目光看待物流外包,做好物流外包工作, 5.制定相应的评估标准 在中小型企业进行物流外包时,合约的签订仅仅是开始,之后必须要对物流外包的过程进行全面的考核,能够做好过程中的质量评估,合约仅仅是企业对物流公司一个评价的标准,目前很多的物流公司的合约仅仅是描述出了结果,没有对过程进行全面的规定,使得相应的企业无法对物流公司进行一个很好的评价,因此企业无法建立一些改进制度来促进屋里外包的发展。所以中小型企业与物流公司必须要进行全面的沟通,根据双方的意愿,制定一个促进双方共同发展的合约,列出相应的发展目标。对于评估标准的制定,必须要实事求是,根据企业以及物流公司的实际情况,制定的标准不能够过高,并且对于评估的标准必须要经过不断的更新改革,使其能够符合企业发展的脚步,从而促进企业的全面发展。 6.加强对企业物流外包的控制 企业要想保证物流外包的顺利实施,那么必须要能够加强对企业物流外包的控制,中小型企业与物流公司在合作时,必须要经过全面的商讨,制定全面的计划,能够为物流公司提供相应的物流信息,同时也能够对第三方物流进行完整的监控,并且企业要经常与物理公司进行沟通,制定相应的物流工作流程,与物流公司进行合作,不能够全部都交给物流公司处理。并且中小型企业要能够适当的对物流外包进行监控,若是发现其中存在的一些问题,那么一定要能够及时的采取相关的措施进行处理,与相应的物流公司进行沟通,以此来降低风险,为企业带来更大的经济效益。 7.建立相应的共享机制 对于物流外包来说,其中最为重要的就是能够实现信息的共享,促进信息的沟通,企业与物流公司必须要建立相关的信息共享系统,以此来促进信息的交流与合作,能顾准确的掌握运输的费用以及各种运输的计划需求等。另外,企业与物流公司在进行合作时,对于物流外包的信息必须要保密,若是泄漏,将会给企业以及物流公司造成很大的损失,必须要要承担相应的法律责任。 企业物流外包论文:基于价值链的企业物流业务外包问题探讨 摘要:企业在运行过程中,存在多个价值链活动。在实际发展中,如果每个环节都要兼顾到位,必然会影响到企业优秀业务的发展。因此,企业可以采取外包的形式,将非优秀业务出租出去,为发展优秀业务提供更大的空间和精力。企业物流属于外包业务的一种,在当前应用中非常广泛。本文首先阐述了企业物流外包的意义,以及产生的问题和风险,然后提出风险预警的办法和策略,希望能起到参考作用。 关键词:价值链 企业物流 业务外包 随着市场竞争机制的发展,不断加剧了企业之间的竞争。当前,我国的企业模式主要为大而全与小而全。这两种模式主要采取纵向管理的方式,在运行过程中存在很大局限性。主要是在产品生产、销售以及供应方面控制力非常薄弱,导致发展空间狭小,不能满足市场的需要。以上问题严重影响了企业的生存与发展。在这种情况下,企业要不断转变思想观念,积极引入价值链方案,对企业内部资源实行重组。具体为对价值链比较薄弱的环节,采取外包的方式。通过企业外包,将更多的精力投入到优秀的业务当中。本文主要对价值链的企业物流外包问题进行讨论。 一、价值链概要 一位著名专家曾经提出这样的观点:企业在运行的过程中,包括多个环节的任务,其中有:生产、销售、进货、供给,以及发挥辅助作用的相关活动。与此同时,企业要提高自身的竞争力,就必须兼顾到股东,以及其他各个方面的利益关系,从而创造出最大的价值。这位专家就是迈克尔・波特。一般,创造价值有两个类别。一个是基本活动,另一个是辅助活动,如图1所示。 从图1可以看出,基本活动分为5个项目,分别是:进料、生产、发货、销售,以及售后服务。辅助活动包括四个方面。分别是:企业基础设施,包括(财务与计划)、人力资源管理、研究与开发,以及采购。基本活动在辅助活动的帮助下,给企业创造经济价值与社会效益。 另外,从基本活动中可以看出,进料后勤与发货后勤作为物流服务,占了两个部分。对一个企业来说,物流费用在企业成本中占有一定的比例。据统计,物流成本仅次于企业在制造产品中产生的费用,以及产品零售或者批发产生的费用。因此,降低物流费用,能大大提高企业的收入。从这个意义上讲,物流外包服务是企业降低成本、提高行业竞争力的有效手段和方法。 二、物流外包价值链 根据全球价值链,对物流外包价值链进行了简单的构建。物流外包价值链相对全球价值链而言,更具体、更直接。主要表现为:物流价值链将设计、生产、营销等环节划分的更加细致、清楚。另外,这些流程在进行的过程中,没有地域方面的限制,也就是说不同地域的企业可以承担不同国家、地区的业务,如图2所示。 另外,与全球价值链不同,物流价值链的发包方与消费方在主体上是一致的。同时,将服务生产、销售也融合在了一起。 三、解决企业外包问题的方法和途径 (一)做好外包业务的准备工作 企业在采取物流外包服务前,要认真分析服务的具体要求,比如外包项目的内容、范围。为了保证物流企业顺利开展工作,需要企业提供输运、配送、库房管理方面的信息,以及一些增值业务。通常,这些资料主要是指:订单的处理,运费的核算,客户的需求,以及后期产品的跟进等。根据企业的实际情况,将这些服务的标准一一罗列出来,然后根据这些标准选择适合的外包商。 (二)选择外包商要谨慎 企业错选外包商的问题。一旦企业选择错外包商,就会出现一定风险,造成重大的损失。因此,企业在选择外包商的过程中,一定要谨慎。通常,企业采用物流外包商时,要综合考虑宏观与微观两个方面的因素。 (1)宏观因素的考察 企业要对物流单位的综合情况进行调查、分析、评价。主要包括:物流单位的信息系统是否全面、设备与技术是否先进、内部管理与控制是否规范、在物流外包中是否具有足够的实力和经验,企业信誉是否良好等。只有对物流企业进行正确的评估之后,才能掌握有效的信息,判断该物流公司是否符合企业的要求。这些数据是企业正确选择物流企业的有效依据。 (2)微观因素考察 企业要对外包商的绩效评价做出判断。绩效评价包括两个方面,一个是物流费用指标,一个是服务质量。其中,物流费用指标就是企业在进行物流外包中,应该支付外包商的实际费用。掌握清楚物流费用有助于企业在选择物流单位时,根据自己的实际情况,做出正确的费用预算。另外,服务质量指的是:客户的满意度,货物到达的效率、货物的损坏率、货物的准确率等。绩效评估是外包商在物流服务中整个环节的评价,只有真实、准确的评估出外包商的绩效评价,才能掌握企业与外包商的关系,提高外包服务的可控性。 (三)在共享信息的基础上,实行保密机制 为了保证物流业务的顺利开展,企业通常需要提供相关的运输计划、财务信息、生产指标等。也就是说,物流单位在开展业务时,可以获取到这些信息。通常,这些信息资源要求真实、有效。因此,实现企业与物流单位信息共享存在一定的风险。为了防止企业信息泄露带来的损失,要求建立有效的保密机制。具体方式为:企业与物流单位签订合同,约定公司保密事项,并赋予法律责任。如果有违约的情况,应该赔偿损失,或者承担一定的法律责任。通过建立保密机制,能对物流企业形成有效的约束,防止信息被恶意泄露出去,给企业带来风险和灾难。 (四 )实行双赢,建立良好的合作关系 企业在选择物流外包时,意味着将双方的利益捆绑在了一起。如果任何一方受到损失,那么必将给另方面带来负面的影响。因此,企业要树立长远的发展目标,提高自身经济效益的同时,也增加了物流企业的声誉,使物流企业的发展更稳定、更高效。最终,实现双方的共赢。另外,企业在与物流单位合作的过程中,要求双方都要做到诚实守信,杜绝隐瞒欺诈,只有这样,才能建立良好的合作关系,为实现共赢创造有利的条件。 (五)建立长远的合作关系 建立长远的合作关系,能够巩固企业与外包商的关系,并且取得一定的收益。一方面,长期合作能够降低外包的费用,友好合作,减少风险的概率。另一方面,长期合作避免了机会主义的发生,防止企业信息、机密的外泄,从而提高了企业在运行中的安全性与稳定性。所以,当企业与外包商在洽谈业务时,应该向外包商传递出长期合作的信号,并在以后的行动中体现出来,促进双方长期的友好合作。 当前,企业为了提高自身竞争力,根据价值链业务原理,将非优秀的业务交给外包商运行。物流外包属于外包的一种,在企业中广泛应用。采用物流外包服务,降低了企业的物流成本,使企业有更多的时间投入到优秀业务中,从而提高行业的竞争力。 企业物流外包论文:企业物流业务外包面临的风险及策略分析 【摘 要】企业物流业务外包能够为企业带来不少的利益,同时也能够让企业能够将更多的经历放在主要优秀业务上,越来越多的企业意识到这一点,物流业务外包已经的模式已经被不少企业所接受,企业物流业务的外包也是当前企业发展的趋势。然而,企业物流外包也会带来一定的风险,威胁到企业的经营,本文就从物流业务外包的现状入手,分析其利益和风险,最后提出应对风险的相应对策。 【关键词】物流;外包;风险 一、前言 物流外包的定义来说,是指企业不再需要承担其物流运作,而是将企业本身的物流需求交托给其他物流产业公司,以这种方法来提高公司收益、提高综合能力等。由此可见,物流外包是对于各个企业的一种外包活动,是第三方物流公司运用专业物流技术为各个企业承担或部分承担其产品物流。 二、企业物流业务外包所面临的风险分析 1.不利于企业物流业务的控制 虽然企业物流外包有利于企业优化产业结构,但是因为其他物流公司的介入,对企业产品从生成到销售各环节的物流产生影响。当物流公司于生成企业的合作密不可分时,就会引发许多问题,如物流公司对企业物流的控制和威胁,久而久之企业会对本公司的物流失去控制权。 2.消弱企业客户关系管理能力 生产企业与物流公司进行物流外包合作以后,因为产品运送的性质,企业失去了与顾客交流的第一机会,反而是物流公司更多的与顾客进行接触,从订单的确定到产品的运送都是由物流公司完成。但是物流公司由于其自身的问题,也经常出现送货时间延误、货物损坏等现象,这都会导致企业信誉和质量受损。由于企业没有最先与客户进行交流。由于企业因物流外包的第三物流公司产生了依赖,已经逐渐减弱了企业与顾客的关系,企业难以建立良好的客户关系管理能力。 3.信息不对称及信息泄露风险 企业在进行物流外包时就增加了企业生产风险,容易使得企业信息技术、资源配置以及其他机密被泄露。企业进行物流外包后,生产企业和物流公司的信息为了更好的共享而变得相对的透明,这样双方可以根据不同的市场情况更快更准的了解客户需求,从企业来看,不仅节约了物流成本还增大了生产成本,从物流方面来看,不仅提高了货物派送的时间,还提高了物流服务的质量。所以,第三方物流公司因为信息对流。因此,对企业的市场战略十分的了解,无论是企业发展方向、企业经营状况、企业类型还是企业客户服务,甚至还有那些企业不知道的如产品售后客户反映的宝贵信息。此外,物流公司不可能只为一家公司服务,往往会接收好几家的企业物流外包,其中也不缺企业竞争对手,所以企业的战略机密很可能在物流服务过程中泄露给其竞争对手,从而给生产企业带来致命的打击。 三、企业物流业务外包风险防范 1.加强物流外包活动控制 监督与控制是保证整个物流外包过程顺利进行的一个重要环节。企业将公司的物流业务进行外包时,企业除了要提供相应的外包合作伙伴所需要的企业信息之外,还要对物流供应商的活动进行适当的监控活动。因为物流服务提供商是直接与客户接触的,企业若想获得第一手客户的反馈信息就要与物流服务提供商进行交流与沟通,保证信息能及时共享。同时,加大对合作伙伴业绩的监察与管理,制订标准对其业绩进行考核。 2.构建企业合作机制,实现双赢 对物流承包商来说,他不可能只与一家企业合作,那么对其服务的监督和制约上就存在的困难,但是如果与其他企业联合一同对物流承包商的服务进行监督和制约则可以很好地解决这个问题。首先,建立一个防范物流风险的合作机制。成立风险防范小组,形成防范合作机制,使一家企业遇到物流外包风险,其他企业可以马上建立其相应的预警机制规避风险。其次,在选择物流供应商时,应综合考虑,必须将物流供应商的即时利益摆上议事日程,供需双赢的局面才是真正符合市场规律的合作关系。 3.建立物流共享信息系统 信息风险是物流外包风险中最容易发生的,其原因在于物流外包的供应链涉及多个企业,常常会跨组织。对于物流外包来说,它的内部管理较为复杂,需要建立一个物流信息共享系统,确保企业之间的信息能够得到及时传递,同时也可以减少信息不对称的发生还有物流信息的泄露。这个系统首先要确保系统的信息数据的一致性。合作双方的数据需要保证一致来保证物流外包过程的顺利进行。其次要保证双方信息安全性。物流外包的重要的前提支撑是信息的共享,在信息共享的过程中就容易发生信息的泄漏,特别是一些企业的优秀机密如企业的库存信息、客户信息等,所以就必需要求物流供应方所提供的对接系统对这一类信息进行保密防止此类信息的泄露。 四、总结 企业物流业务的外包已经成为当前企业发展的趋势,企业物流业务的外包能够为企业带来很多效益。但在带来效益的同时也带来了风险,如不利于企业物流业务的控制、消弱企业客户关系管理能力、信息不对称及信息泄露风险以及其他风险。因此,企业在开展物流外包业务的同时也应该加强物流外包业务的风险防范。 企业物流外包论文:智能制造企业物流外包风险分析 摘 要:市场经济的高速发展使得竞争变得更加激烈,生产企业面对越来越大的压力,为了将有限的资源打造自己优秀的竞争力,往往将一些非优秀的业务进行外包,特别是随着第三方物流专业化程度越来越高,外包物流业务已是生产企业的不二选择。然而对于智能装备制造企业来讲,在选择外包的同时,如何规避物流外包过程中的风险却变得尤为重要,本文主要以常州企业为例进行了一定的分析。 关键词:智能制造企业;物流外包;风险 随着物流企业服务能力的不断提高和扩充,物流外包逐步被社会认识、了解和进一步采用。 物流外包也由简单的、单一的物流业务外包逐渐发展为从上游供应商到下游配送的整个供应链集成业务的外包,同时物流外包企业所涉及到的企业生产、产品和销售的信息也越来越多。物流外包双方的合作必须基于信心和诚意,才能顺利进行。智能制造装备是具有感知、分析、推理、决策和控制功能的制造装备的统称,它是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合,体现了制造业的智能化、数字化和网络化的发展要求。智能制造装备的水平已成为当今衡量一个国家工业化水平的重要标志。 一、常州智能装备生产企业发展状况 常州“制造”有着足以自豪的历史,是全国工业明星城市。纺织、服装、印染等,这些,曾经是常州传统的代表产业。在我国转型升级的背景,常州提出了产城融合的发展新思路,目前是江苏省唯一的产城融合综合改革试点城市。产城融合发展思路就是要求产业与城市功能融合、空间整合,以产促城,以城兴产。 面对这样的思路变革,常州大力很早就开始推进制造向“智造”转型。2009年常州启动实施《常州市振兴五大产业行动计划》以来,通过不断增加科技投入,在原有的产业优势的基础上,通过不断改造提升传统制造业,给智能装备制造产业带来无限巨大的发展空间。二、智能装备生产企业物流外包现状 (一)智能装备生产企业物流保障系统主要有以下特点:1、生产物流操作采用远程、可视化管理,报表数据不容易出错;2、采用自动化设备和网络管理,减少收货环节人员,提高生产物流的效率;3、利用自动化程度较高的分拣设备实现快速分拣;4、采用智能仓储管理系统准确及时对库存数量和日期预警。 但是通过对一些智能装备生产企业的调查,发现这些企业,目前只有不涉及优秀机密的物流环节才采用外包,整个物流集成度并不高,这也一定程度地制约了智能装备企业的发展。在强调产业供应链竞争的今天,这种低层次的物流外包与智能城市发展要求有着较大的背离。企业不愿意进行整体外包的原因主要因为担心风险的影响。 二、智能装备制造企业物流外包中存在的风险 虽然物流外包服务商采用较为先进的管理设备和手段进行管理,但是在实际的物流业务运行过程中也出现了一些不和谐的现象,给企业带来了一些风险,这些风险主要表现在以下几个方面: (一)信息泄露风险。在市场竞争日益激烈的情况下,智能装备生产企业的优秀能力至关重要。但是为了提高物流业务外包的运作效率,一般都需要共享双方的相关信息,使双方能够及时的更新生产和市场方面的物流需求,更好地安排生产作业,及时配送产品。显然这大大增加了优秀技术、信息资源与商业机密被泄露的风险。 (二)物流外包商诚信缺失。物流服务商为了获得物流业务,在双方洽商物流外包合作协议时,迎合企业的需求,夸大自身物流服务能力,如果企业缺乏对物流提供商的资信评估能力,企业有可能所托非人。一旦物流服务商不能兑现承诺,则会影响企业生产和销售的正常进行。 (三)对物流的控制能力降低。物流外包过程中,制造企业对物流的控制能力相对是较差的,生产企业要承担物流失控的风险,同时由于增加了第三方,如果一旦出现问题,容易出现相互推诿的现象。 (四)与客户联系减弱。物流业务的外包使得是企业同顾客的直接接触机会大大减少,一方面,如果企业监管不到位,物流企业就可能存在着不良行为,从而造成货主利益的损失,从而影响客户的满意度;另一方面,企业无法直接从客户那儿得到第一手的资料,如果物流服务商不能及时反馈客户的信息,企业将无法进一步的完善物流服务水平,从而降低客户的满意度。 (五)其他管理成本上升。虽然外包物流业务可以降低企业的物流运作成本,但同时会增加一些额外的管理成本,比如监管的成本、协调的成本等。 三、智能装备制造企业防范物流外包风险的措施 针对上面的分析,智能装备制造企业可采用以下措施,加强对物流服务商的绩效与监督,强化智能装备制造企业与外包商的合作关系,以降低企业自身的物流外包风险。 (一)科学选择物流服务商。选择物流服务商是一个复杂的过程,智能装备制造企业应根据自身物流业务的特点选择使用。对照统一的评价标准,采用特定的指标体系,对物流供应商的各项物流服务做出客观、公正和准确的综合评估。比如可以采用招标法和层次分析法对物流供应商进行综合评估。 (二)加强对物流服务商的监管。在智能装备制造企业与第三方物流供应商明确了责任后,有效地监督显得极为重要。选择好物流供应商后,必须对其运作进行严格监督、对其运作绩效进行及时考评,并提供紧密的合作。同时根据相关绩效考核的数据和市场反馈,不断对供应商进行考核和修正,促使第三方物流供应商的优秀能力得到长期、持续、稳定的发展过程。 智能装备制造企业还应制定企业内部针对物流提供商的保密方案。如:加强智能装备制造企业员工的保密意识,尤其是公司涉及企业优秀机密的中高层管理人员。 四、结论 随着经济的发展,社会分工越来越细化,物流外包的应用也越来越广泛。在外包中,企业必须认真寻找优质外包伙伴,建立以“双赢”为原则的长期合作关系,同时应该针对外包业务的特点,认真分析企业物流外包风险的来源,合理地制定防范对策。
电子计算机论文:电子计算机技术在仪器分析中的应用 仪器分析法是以对物质多重物理属性的测量为基础的分析方法。随着科学技术的迅猛发展,仪器分析在方法与技术上都呈现出巨大的变化,例如:摒弃旧仪器,采用新仪器;抛弃原先的落后技术,采用先进的高新科学技术等。现代的仪器分析技术正朝着高科技、智能化的方向进行不断的发展,并且与电子计算机技术进行了有效的结合,表现为:以微电子的应用技术为基础对仪器自动化进行分析,对数控技术进行有效科学的采集、统计及运算,实现对数字图像进行高度发达的处理的效果。在现今社会的科学仪器使用中,计算机技术扮演着至关重要的角色,下文将对电子计算机技术在不同领域仪器分析中的使用状况进行详细的探讨,希望能够提供一定的借鉴与帮助。 一、电子计算机的技术用于金属分析仪 电子计算机的技术在金属分析仪中的应用较为普遍,其作用表现为以下几个方面: 第一,计算机技术能够对金属分析仪进行控制与计算,对金属的相关浓度值进行计算,然后利用串口将计算出的数据传送到主机中,最终将这些数据进行有效处理及有序分析。与此同时,上述功能在运行时并不会对其他的软件产生干扰,完全的安全与放心。 第二,金属分析仪具有非常简洁的操作界面及较强的操作性能,其在菜单的设计方面十分的简单明晰,例如:其主界面上的子菜单十分的清晰,通过对切换键的点击转向任务的界面,再次点击又会转向其他的选项,方便了用户的操作与使用。与此同时,用户能够对仪器的状态进行实时监控,看其是否处在正常的状态。对于共享数据而言,将文件格式与存储路径进行统一的设置可以避免混乱的保存与发送,确保了数据传输的安全可靠性。 此外,数据存储软件向用户提供了方便快捷的查询功能,即使数据量再大,在操作与存储方面也十分的方便快捷,无需担心空间不足。对软件界面进行适当的升级能够对数据进行理想的筛选,获取理想的数据。所以,计算机技术的融入使用节约了大量的人力、物力和财力,将其自身的优点发挥得淋漓尽致,对错误率进行了最大程度的降低,对工作效率进行了大幅度的提升。 二、电子计算机的技术用于血液分析仪 血液分析仪能够对人体的血液(血糖、胆固醇及乳酸的含量等)进行检查,这一仪器的使用对孕妇及糖尿病患者而言意义深远。我国传统的血液分析仪在使用范围方面涉猎较少,比如说:有的血液分析仪只能对人体的胆固醇含量以及血糖含量进行测试,操作起来十分繁琐,获取结果的等待时间较长,对于人体血液方面的检查并不适用。因此,全新的血液分析仪应运而生,其通过对电子计算机技术的采用,对传统血液分析仪中的不足进行了弥补,解决了上述问题。在新型的血液分析仪中包含了较多的内容,比如说单片机、网络通信接口以及液晶显示等,如图一所示。此种仪器能够对多种项目进行同时的测量,使得所有的指标全部展现在用户的面前。新型的血液分析仪具有操作容易的优势,能够将指标进行任意的组合测量。此外,新型的血液分析仪的分析时间较短、操作简单,其不仅可以对用户的血糖及胆固醇含量进行准确的计算,还能够准确地判断出各项含量是否超出标准值或者正常范围,一旦超出,即刻提醒。 上述的操作通过在软件开发的程序中设置一些通过专业临床检验的标准化参数,当进行测量所得的结果呈现后,新型的血液分析仪能够自行地与已经保存好的参数相对比,进而获取准确的判断。然后,新型的血液分析仪利用通信接口将测量所得的结果传向计算机,十分的简单快捷。 三、电子计算机的技术用于心音分析仪 心音分析仪在对信号进行处理的方面具备自身的特点,例如对信号进行采集、存储,对波形进行显示以及对量化进行分析等。在对信号进行采集的过程中,用户只能看到图形化之后的软件界面,容易进行理解与操作,用户只需依据菜单的引导步骤对信号进行采集,然后以音频的格式将采集好的信号保存到相应的数据库中。当信号显示波形时,用户能够对波形进行操作,既可选择对特殊测量进行分析,又可选择对详细测量进行分析。与此同时,心音分析仪能够适当地量化信号,使得分析与诊断更加的细化,采用计算机技术对此过程的算法进行处理将变得十分容易。此外,计算机配有打印机接口,相关数据经过接口向打印机进行传送,打印机依据设计好的格式进行数据的打印,十分便捷。 心音分析仪对计算机的便捷与数据处理能力等优势进行了充分的利用,不仅可以检测心脏及血管的相关情况,还可以给用户及相关医护人员在携带与保管方面带来方便。因此,把电子计算机技术融入到临床医学中具有非同小可的价值。 结语 电子计算机的领域浩瀚无边,其日后的发展定将更加的方便与快捷。所以,我们只有进行不断的研究,将电子计算机技术融入仪器分析中,使得仪器分析逐渐朝着智能化且自动化的方向发展与完善。不管处于何种领域,科技的发展时刻要求仪器分析技术实现自动化、高灵敏度以及强适应性。只有将电子计算机技术与综合学科的新理念、新方法、新思维进行系统的考虑,并且在此基础上对现有的仪器分析进行适当的调整与更新,才能获得更加完善的仪器分析技术。此外,电子计算机技术的采用还可以对错误发生率进行最大程度的降低,对数据进行更为精确的筛选与计算,在处理中获取更加可靠安全的信息数据,值得大力推广和使用。 电子计算机论文:基于电子计算机的医学系统改革 【摘要】 计算机的发展已经成为推动医学发展的主要动力,它使医疗系统从旧模式向新模式变革,尤其是随着计算机网络的普及,远程会诊成为极其可靠的新型就诊方式,它有力地带动了传统治疗方式的改革和进步,为医疗走向区域扩大化、服务国际化提供了坚实的基础和有力的条件,嵌入式系统的应用更是提高了医疗仪器的实时性和可靠性,是现代医学电子仪器的研究热点和发展趋势。 【关键词】 计算机; 医学; 远程会诊; 嵌入式系统 计算机以其高精度、高速度,自动化及大存储容量的无可比拟的优点被广泛应用到各个领域,它在医学系统中的应用更是随处可见,通常被用到医疗系统的信息管理、医学资料的查询、医疗信息的存储、临床医学的诊断和监护、医药的专家系统、计算机辅助放射治疗、计算机辅助断层摄影、人工器官的计算机控制基础医学等各个方面。它促使医疗系统从旧模式向新模式进行变革,有效的提高了医院的医疗水平,逐渐成为推动医学发展的主要动力。 1 医学系统中的改革 电子计算机在本世界50年代末开始应用在医学领域,而我国始于70年代中期,计算机最初仅用来实现医学的管理[1]。经过几十年的快速发展,电子计算机已经深入到医学系统的各个领域,可以利用它检索、存储、传输、处理等各种医学信息,医学与计算机技术的结合对医学的发展起着重要的推动作用,它使整个医疗系统正经历以计算机为中心的技术革命。 1.1 在基础医学方面的改革 在基础医学领域,医院的行政管理、收费系统、财务系统、人事系统、药品库存管理和患者的住院病案管理等,均离不开电子计算机的处理,而且,近年来随着计算机网络的飞速发展,网络的应用在医学系统中更是发挥着举足轻重的作用,比如:用户之间通过邮件的方式自由的交换信息,许多非正式的专家讨论组通过Internet进行网络会议,使人们可以从网络共享大量的信息。 目前,在基础医学方面经常利用计算机联机处理各种医学实验信息,模拟病变过程的生理变化、模拟人体对外界刺激的反应,对研究生物的微观机构、神经活动、癌细胞的发生机理等,都起到了促进作用,进而达到揭示数据所蕴含的生物学意义的目的。在医院的综合管理方面,利用计算机来实现对整个医疗系统进行管理,比如:完善病例存储、药品管理、财务管理、办公自动化等,可使管理人员从繁重的劳动中解脱处理,从而大大提高了医院的管理水平。 1.2 在病历方面的改革 在早期的医生会诊患者时,先通过传统的手写病历了解病情,病历是医生和患者之间的主要沟通方式,也是医生制定医疗方案的主要依据,这种传统的会诊方式存在很多弊端,一是纸质的病历不易长期保存容易丢失,而且医院每天就诊的患者很多,病历的数量很大,种类复杂多样,要想及时的查找某位患者的病历是件工作量很大的工作。二是病例资料不容易共享,当患者面对不同医生时,必须携带其病例资料。三是各医院使用的医学术语和病历格式不统一,有些医生写的病历字体潦草模糊,其他医生难以辨认。因此传统的病历管理方式已不能适应现代医学发展的需求。先进的医疗保健体系必须建立地区性以及全国性的医疗信息系统。而由电子计算机形成的电子病历,可以很好的克服手写病历存在的缺点,它和传统病历一样,包含了患者的所有诊断信息,通过信息的数字化处理保存在计算机上,便于查询,不易丢失,还可以在网络的支持下,方便的实现资源共享,能进行远距离的信息传输,使不同地区的医学专家能对同一个患者进行会诊,方便医生对患者进行共同讨论,从而缩短患者的治疗时间,提高诊断的效率。 1.3 辅助医学诊断的改革 传统诊断的第一步是通过询问患者的主观感应来得到病例资料,这份资料对诊断起到了定向作用,并为诊断提供了线索。医生利用感官检查就诊者的身体,获得评价资料,然后在该资料的基础上进行分析、推理、判断,来制定诊断方案,对于所获取到的资料,不论是否齐全,都需要医生运用已有的知识和经验,进行归纳、剖析、联想、推理,进而产生诊断,由于这些过程增加了医生的工作强度,容易产生误诊和漏诊现象。 电子计算机具有逻辑判断和信息加工的能力,利用计算机进行分析、判断,从而实现诊断的过程又称为“电脑医生”。计算机辅助检测与诊断(computer aided detection/diagnosis)是指通过影像学、医学图像处理技术以及其他可能的生理、生化手段,结合计算机的分析计算能力,辅助发现病情,提高诊断的准确率[2]。当今流行的CAD技术,又被称为医生的“第三只眼”,主要是指基于医学影像学的CAD技术,计算机辅助检测是计算机辅助诊断的必然阶段,检测的结果是诊断的依据。CAD技术的广泛应用有助于提高医生诊断的敏感性和特异性。计算机实现诊断的过程是利用程序设计,将医生的临床经验和诊断标准,输入到计算机,再将患者的询问、体检、化验的病例资料也输入到计算机,计算机通过快速的分析处理并与标准对比,最后作出诊断。例如体表标测心电图就是利用体表多电极信号,来记录体表各部位心脏兴奋形成的电位差,计算机根据自动采集的体表各部位的瞬时电位变化数据,进行分析处理,绘制成等位标册图,它能获得比常规心电图或心电向量图更丰富的信息,有助于认识心脏激动的空间电位分布和体表电位分布的关系。 1.4 图像处理技术方面的改革 近20年来,医学影像技术的飞速发展,已在医学系统形成相当大的规模,随着计算机图形学技术的发展,医生诊断工作站(Review Station)代替了原始的胶片与胶片灯,数字影像资源共享(Image Distribution)代替了传统的胶片邮递,医学影像正从二维医学图像向三维可视化技术转化[3],在传统的影像医疗系统中,医生通过分析一组二维切片图像来发现病变体,然后依靠医生的经验判断,得到需要的信息,而仅靠观察二维切片图像是很难确切知道病变体空间位置、大小、几何形状、及与四周生物组织的空间关系,因此,传统的二维图像技术已经不能满足需求。现在的分子医学通过利用计算机的医学影像图形处理技术对所展现的分子层面的物质结构进行分析处理,在分子层面上研究各种疾病的现象、机理和治疗方法。医学影像技术还可实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、切片图像扫描、三维重建和三维显示,合成完全数字化的三维人体模型,来辅助医生对病变体及其他感兴趣的区域进行定性及定量的分析,比如:应用于超声图象处理、脉象处理及脑血流图分析等,均为医学提供了大量的现代化诊断手段,大大提高了医疗诊断的准确性和可靠性。 医学图像处理技术包括很多方面,比如:图像分割、图像融合、图像配准、纹理分析等[4],这种多维、多参数以及多模式图像在临床诊断与治疗中发挥着巨大的作用。与此同时,核共振成像、数字射线照相术、超声成像、核素成像及发射型计算机成像等也在逐步发展,计算机和医学图像处理技术的结合是影像技术的发展基础,带动着现代医学诊断走向一个新台阶。 2 远程会诊的改革 随着计算机技术的快速发展,尤其是Internet网络的应用,网络和医学的关系也注定是密不可分的。远程医疗会诊技术在这个大背景下也是发展的必然趋势,它是远程医学中最主要的业务活动,是极其方便、诊断极其可靠的治疗方式。通过利用网络技术的优点,它与邮购紧密配合,建立各种类型的远程电子病历系统,通过三维可视化技术为远程医学提供一个完整的多层次、多维度索引的电子病历集成视图[5],完成远程医学的患者门诊、住院的临床资料的收集、归档、检索和显示,有力地带动了传统治疗方式的改革和进步。并能与远程医学影像、远程病理进行互动,支持远程医学集成终端,实现远程医学会诊平台的各种诊疗服务,让会诊室的医生和远程医疗的医生均能有效的获得患者的第一手资料,便于主治医生的诊断,为医疗走向区域扩大化、服务国际化提供了坚实的基础和有力的条件。同时预防和减少了医疗错误,节约了患者大量的时间和费用,改善了会诊质量,提高了会诊效率,促进了远程医学的快速健康发展。 在远程会诊中,信息在网络中传输要求低抖动、低延时,因此采用流媒体技术来传输影像资料[6]。它是指采用流式传输的方式在网络中播放媒体格式,利用流媒体的形式将患者的PACS影像传递到远程会诊终端屏幕,以完成医学影像资料的共享[7]。随着3G的普及,移动无线终端也可采用流媒体技术访问远程医学影像。流媒体技术的应用,突破了局域网的限制,医生可随时了解住院患者的情况并给予及时的诊断处理,提高了诊断的效率。远程会诊模式在医生之间建立了高效影像综合信息传输平台,通过使用公共网络通信资源,保证医生之间和医患之间迅速有效的交流。即使一些医院在条件不具备、经验不丰富、技术不成熟的情况下,只要通信网络通畅,都能迅速传输患者的影像资料信息到会诊专家的数字终端上,进而得到专家的指导性意见。解决了因技术能力不平衡带来的看病难的问题,提供了一个符合中国国情的理想解决方案,也为规范医疗市场、完善医疗服务体系、评价医疗质量标准、交流医疗服务经验提供了新的准则和工具。 3 嵌入式系统在医学中的应用 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统[8]。它是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术、传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的产物。计算机厂家向用户提供产品的插件形式,再由用户根据自己对产品的特定要求选择合适的CPU板、存储器及各式输入输出插件板,将其嵌入到自己的系统设备中,从而构成专用的嵌入式系统,它是为特定应用而设计的专用计算机系统,它具有体积小、功能集中、可靠性高等优点[9],设计人员能够根据需要对它进行优化,减小尺寸,降低成本。嵌入式系统与医学领域的结合是现代医学电子仪器的研究热点和发展趋势。 嵌入式医疗仪器是先进的嵌入式技术和生物医学的融合,是生物医学和计算机技术、电子技术相结合的产物,反映了当代最新技术的先进水平,如:心脏起搏器、放射设备、分析监护设备、药剂控制系统等大型设备;经颅多普勒、彩超、脑电、心电等电子设备;免疫测试系统及全自动生化分析系统等检测设备,都需要嵌入式系统的支持[10]。嵌入式系统中的控制计算机与一般用于科学计算或信息管理的计算机不同,需要有较高的实时性和可靠性,在实际应用中不允许它发生异常现象,因此,在嵌入式系统的设计过程中,首先要考虑其安全性,选用高性能的控制计算机,对所控制的对象设计成双机系统,能对内部和外部事件的请求做出及时地响应,不丢失信息,不延误操作。另外,随着医疗传感器技术的发展,嵌入式设备在医疗保健方面也逐渐被应用,如家用心电监测设备、家庭远程诊断设备。由于数字信息技术的飞速发展,现代医疗系统要求嵌入式医疗仪器具有更强大的处理和存储能力以及高可靠性和高实时性等性能,同时又要能够达到更高级别的环保要求,因此,如何进一步使医疗仪器专业化、小型化、智能化、便携式、低成本,将成为以后研究的方向[11],这也为嵌入式系统在医疗仪器中的应用提供了更广阔的应用平台和更高的性能需求。 在信息技术发展的今天,医学系统离不开计算机技术,计算机对医疗事业的推动有着不可替代的作用,尤其是网络的高速发展和嵌入式系统的应用,使不同地区的医疗信息实现网络共享,使人们能快速的将临床医学系统、医学影像处理技术,网络信息传输系统、医院管理信息系统、远程医疗系统相结合,同时,随着信息的数字化越来越被人重视,嵌入式系统的软件开发已经成为数字化产品设计创新和软件增值的关键因素,是未来市场竞争力的重要体现[12]。总之,计算机在医疗系统中的广泛应用为全人类的健康提供了更加可靠的保障,同时促进了医学信息事业健康、有序、持续和稳定的发展。 电子计算机论文:基于CAN总线的全电子计算机联锁系统设计 摘 要: 目前我国铁路普遍使用6502电气集中联锁设备和计算机联锁系统设备,计算机联锁系统虽然引进了计算机技术和网络技术,但是继电器执行电路却不能完全取消,这就成了计算机联锁系统向智能化和信息化发展的重要制约因素。全电子计算机联锁技术已经逐渐被提出和设计,本文简单阐述了CAN总线在全电子计算机联锁系统技术中的应用情况,希望我国铁路车站联锁设备能够迈向更高、更先进台阶。 关键词:CNA 计算机联锁系统 全电子计算机联锁系统是在传统基于继电器作为执行控制电路的计算机联锁系统的基础上发展而来的,系统采用智能的全电子执行单元代替执行继电器,既能避免继电器的触点粘连与机械结构容易卡死的问题,又解决了计算机联锁系统设备既需要维护计算机系统又要定期检修继电器的重复作业问题,具有良好的发展前景。由于全电子计算机联锁系统要采集铁路车站现场信号机、转辙机和轨道电路等大量信号设备的状态信息并且对这些信息的实时性要求也很高,所以采用FCS(Fieldbus Control System,FCS)控制系统,利用现场总线组成分布式智能控制和采集系统。 CAN是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称,是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络,是由德国BOSCH公司首先研发生产的一种现场总线,它因为具有高的可靠性和良好的错误监测能力而在工业自动化、船舶、医疗设备和工业设备等多个方面得到了广泛的运用。典型的分散式控制系统由现场设备、接口、计算机设备以及通信设备组成,能够满足过程控制的需要,被誉为是自动化领域的计算机局域网。因为CAN总线具有通信率高、可靠性强、连接方便、性价比高等诸多优势,因此全电子计算机联锁系统采用了CAN总线为现场总线,实现分散的铁路信号现场设备智能化控制和网络化连接,能够实现联锁功能集中,执行设备分散的管理模式,同时可以使设备的故障进一步达到分散、透明,以便于铁路车站站场的改造和重建重组。 一、基于CAN总线的全电子计算机联锁系统总体设计 执行单元与联锁机之间采用两路相同的CAN总线全双工通信接口,联锁机可以通过CAN总线实时访问任何一个执行模块,两路通道中的任意一个通道损坏,模块将处于停止执行命令状态。 1.采用高可靠性的工业控制计算机和智能通信板组成联锁机,以实现联锁功能,完成联锁逻辑运算,进行信号设备状态的采集与控制,与监控机交换信息。联锁机与执行单元之间采用现场总线,形成分布控制方式,能够较大的提升控制效果,而且丰富了传输的控制信息。 2.控显机即控制台,能够从联锁机获得设备信息,实时全面真实的反映铁路车站现场的各种信号设备及其状态,车站值班员在控制台上操纵进路,控制现场信号设备。 3.维修监测机与执行单元单独组网,使用同一个模块地址,采用现场总线技术、智能化的采集单元技术和计算机网络通信技术实施监测并记录信号设备的瞬间运行状态并放映车站值班员的操作信息,能够提高铁路电务部门的维护水平和维修效率,保证运输生产的正常进行。 4.执行单元使基于CAN总线的智能执行单元,按照闭环控制、抗干扰防护、硬软件双重校和、控制电路双断等安全技术进行产品设计,符合故障-安全原则,采用控制、监督、监测一体化和双CPU“二取二”工作模式,严格执行联锁机指令,并把现场信息上传给联锁机,通过监测通道向维修监测机提供道岔电流、道岔动作时间等数据。 二、系统硬件设计 全电子计算机联锁系统采用智能化的设备,设备控制的智能化是车站信号联锁控制系统的一个重要技术特点。智能化设备能够处理、识别和控制各种信息,智能的转辙机、信号机和轨道电路可以在接收现场总线传输的控制命令,同时在执行命令时对命令的信息学属性和设备当前状态进行分析判断,以保证设备的安全和命令的执行。 基于信息技术的智能化和网络化的全电子计算机联锁系统,可以实现对现场信号设备的安全控制,同时可以向调度指挥系统和调度集中系统提供列车运行的进程信息,以实现安全控制。系统采用现场总线之后,相比传统的通信系统而言,可以从现场得到的信息量变大了,但是传输信息的电缆数量却减少了,这就要求在提升电缆信息传输能力的同时尽可能的在现场信号设备处就地处理信息,减少现场与联锁机之间的信息传输。从另一个角度上来说,使用现场总线的本质就是信息的现场处理。要对信息进行现场处理,就要减少传输线路上的信息往返,因此在网络设计和系统组态时要以此为原则,这样也可以改善系统的响应时间。 三、系统软件设计 完成CAN通信的重要步骤是CAN控制器的初始化,CAN初始化的主要工作是设置CAN通信参数,包括CAN寄存器读子程序、CAN寄存器写子程序和CAN总线初始化子程序,使其达到理想的通信要求。需要进行初始化的寄存器主要包括总线定时寄存器、接收代码寄存器、屏蔽寄存器、输出控制寄存器和控制寄存器等。CAN总线通信的目的是将全电子执行模块的相关信息传输给联锁上位机或者接收联锁上位机下达的控制命令,并将控制命令传输给MCU进行处理。CAN通信协议采用CAN本身具有的数据链路层功能,使用短信包的方式进行信息的发送和接收,这种方式系统响应时间短,抗干扰能力强等特点。信息周期循环的传输,联锁机是主站,每个一定时间就呼叫各个执行单元模块一次,全电子执行单元模块是从站,只有被主站呼叫之后才能将应答数据发送出去,如果通信时间超时就会使输出导向安全侧,保证系统符合故障-安全原则。 四、总结 本文主要阐述了CAN总线在全电子计算机联锁系统中的信息数字化传输,将全电子计算机联锁系统设备的控制功能分散到现场,将联锁功能集中到室内,提出信号设备逐渐向智能化方向发展,将执行控制功能进一步向铁路车站站场信号设备的顶端分散。系统使用无触点式电力电子开关作为执行单元的主要设备取消了计算机联锁系统中的安全型继电器,采用可靠的冗余与纠错方式,初步尝试自检测纠错手段,能够有效的解决故障安全问题,力图使用智能设备分散信息传输总量,提高信息传输能力,增强系统的可靠性。 电子计算机论文:电子计算机的装配与调试技术 [摘要]随着我国科学技术的稳定发展,电子计算机已经成为人类生活、工作、学习中必不可少的基本工具,使信息的传播具有及时性、高效性等特点。对于电子计算机来说,组成其整体的是多种多样、不同功能的电子零部件,只有将其按照设计要求正确的组装在一起,才能发挥其主要的应用功能。因此,电子计算机的装配技术是十分重要的。计算机的调试工作则是对系统进行优化的过程,减少故障率。本文将对计算机的装配与调试技术进行研究。 [关键词]电子计算机;装配技术;调试技术;研究 对于电子计算机的组装技术来说,主要是运用一定的技术将电子零部件按照设计标准组装成整机的集合。在电子产品的构成中占有十分重要的地位。将设备进行合理的装配,是将通过科学的结构安排、简洁的组装理论作为组装品尝的技术要求指标,生产出运行安全、可靠的电子产品。我们足可以看出电子计算机装配技术的重要性,同时需要创造力融入,是生产一流产品的技术支持。对于计算机的调试技术而言,是实现电子产品系统功能优化的过程。 一、电子计算机的零部件选择及装配 (一)网卡的选购及网卡的安装技术。(1)网卡的选购技术。对于网卡的选购来说,我们首先知道其选购的方式,一般来说,制作的工艺网卡归属于电子产品的领域,制作工艺的好坏根据焊接的质量分析以及板面的光洁度与否。焊点的大小匀称、焊脚洁净、焊接整体质量良好的,就属于好的电路板。与之相反,在质量恶劣的电路板上,我们可以观察到堆焊、虚焊、焊点大小不一,甚至出现微小的气眼。选取优质的晶振作为网卡的材料,将会使其整体稳定性增强,劣质的产品则会造成数据丢失现象。(2)网卡的安装技术。将机箱进行开启,找到相应的插槽,将网卡插入其中,并平衡的将网卡推入到插槽中,直至其完全进行插槽内,最后采用螺丝将其固定,仔细的检查网卡的位置是否正确。 (二)调制解调器的安装和调试方法:(1)调制解调器的安装:对于体制解调器的安装,其内部的硬件安装方式与声卡的安装方式不交相近。要求电子计算机处于关机的状态,在机箱后面的板上,有一个插槽边的挡板,需要用尖嘴钳进行去除;(2)安装技术,需要注意的是,在进行调试解调器的安装之前,保障以将网卡以正确的方式安装完毕。在进行安装调制调节器的计算机上插入网卡。在进行调制解调器安装的时候,会使用到一根电话线,目的是将信号分离器发射出的高频信号进行接收,并接入到调制解调器的ADSL插孔内。与此同时,使用另一根电话线,再一端连接到ADSL Modem的10BaseT插孔,另一端将与计算机中的网线插口相连接。 二、电子计算机中装配与调试运用的主要技术 (一)进行计算机装配时,要认真负责,需要注意一些问题。(1)将产品的零部件进行有效保护,防止其在安装时发生损坏,采用正确的操作规程进行装配。(2)要随时观察具有电气性的电气的连接状态,是处于导通状态,还是绝缘状态。接触电阻与绝缘电阻将会影响到产品的功能使用及质量要求。(3)在进行一些机械强度较大的产品组装之前,要进行仔细的检查,看是否在运输或者转移的过程中由于机械振动发生损坏的现象。(4)在进行产品安装时,一些电子零部件需要考虑到传热、电磁屏蔽等要求。 (二)电子计算机系统的装配方法。(1)优化整体运行系统;(2)将系统做备份与恢复处理;(3)系统的装配需要一定的工艺流程支持,虽然采用自动装配技术一般情况下不受限制,且方便、灵活,各种工序与领域中均会采用个,但是其具有效率低、出现问题的可能性大、组装速度慢等劣势。自动装配一般用于半自动插件机和自动定位机等设备。自动装配和手工装配的过程基本上是一样的。自动装配要求限定元器件的供料形式,整个插装过程由自动装配机完成,元器件装配的一系列工艺措施都必须适合于自动装配特殊要求,对于被装配的元器件,要求它们的形状和尺寸尽量简单一致,有互换性等。对于手工装配没有什么限制,也没有什么根本差别。总装的一般顺序及对装配件的质量要求。电子整机总装的一般顺序与备组成部分装配件的装配质量是相关联的。未经检验合格的装配件不得安装,严格遵守总装的一般顺序,防止前后顺序颠倒,注意前后工序的衔接,遵循准备、装联、调试、检验的顺序。 三、进行调试技术应用的设计方案 (一)基本调试,能够优化系统状态;使用网络监视器监测网络状况;掌握网络配置与性能关系。 (二)系统调试能够对操作系统、设备驱动程序 进行安装,用软件测试计算机部件,建立系统备份,掌握微型计算机常用操作系统的基本命令,调试外部设备的安装和设置方法,用相关软件清除病毒和预防病毒,并且有能够快速故障的能力。在计算机的后续维护中,计算机及网络系统的机房环境、电网电压、温度湿度都要求达标,同时还要做好机房管理和防止网络防病毒,系统维护分为对系统设备的维修,需要选择元器件进行替换或替代元器件替换或替代知识。计算机系统优化调试的作用很多,它可以清理WINDOWS临时文件夹中的临时文件,释放硬盘空间;可以清理注册表里的垃圾文件,减少系统错误的产生;它还能加快开机速度,阻止一些程序开机自动执行;还可以加快上网和关机速度;可以用它把系统个性化。打开IE浏览器,依次选择菜单栏中“工具”/“Internet选项”,在出现的对话框中选“常规”选项卡,点击“Internet选项”区域的“删除文件”按钮即可删除上网留下的LJ文件。清理LJ文件时,可以使用一些优化工具,如“windows优化大师”、“超级兔子魔法设置”等,进行LJ文件清理。对系统基本的清理,可以在桌面上依次选择“开始”/“附件”/“系统工具”/“磁盘清理”命令,启动磁盘清理工具,选择要清理的盘符,勾选“清理”选项,点“确定”后开始清理。这种调试能清理出的空间并不多,其意义在于避免这些太零碎的小文件影响系统的性能和效率。XP默认的视觉效果很漂亮,但同样也消耗系统资源。在“我的电脑”图标点击鼠标右键,依次选择“属性”/“高级”选项卡“性能”区域,点“高级”按钮,选择“视觉效果”选项卡中的“调整为最佳性能”,使其恢复到同2000之前系统一样的式样。如果你想看着XP的式样,又想进行优化,倒有个“鱼和熊掌可以得兼”的办法:在“视觉效果”选项卡中选择“自定义”,在下面的栏目中,只勾选“在窗口和按钮上使用视觉样式”、“在桌面上为图标标签使用阴影”和“在文件夹中使用常见任务”三个选项即可。 四、结语 对于计算机来说,其之所以被人类广泛使用,是由于其简单、便捷、效率高等优势。计算机的组成系统具备一定的复杂性,因此,在进行电子零部件的装配与调试的过程中,工作人员会面临多样性的问题,甚至在使用阶段故障也是不可避免的。因此,牢固的掌握计算机的基本理论同时,要将专业技术水平相应的提升,以适应市场的需求。 电子计算机论文:浅析电子计算机工程网络控制软件的改进 【摘 要】随着网络发展的日益完善,计算机网络工程控制软件也正在发生改变,在市场上网络控制软件的类型日益增加,同时也带来了各种问题,因此如何加强对计算机工程网络控制软件的改进,完善网络控制软件的功能是计算机工作者应该注意解决的问题。 【关键词】电子计算机 网络 控制软件 改进 随着计算机和网络的不断进步,信息技术飞速发展,互联网的普及与应用为人们的生活、学习、交流带来了极大方便,但与此同时网络安全入侵事件却屡见报端,如果对于计算机网络应用中的控制软件应用不加以改进和提升就会使网络安全问题更加突出,给网络用户带来更大的安全隐患,所以,加强网络安全,保证网民的正常生活,确保网络秩序的正常化是网络工作者现实需要面对的非常棘手的问题。 一、相关概念界定 (一)网络控制。所谓网络控制,是指通过一系列的通信信道网络控制装置构成一个或多个闭环控制,随着信号处理,优化和控制决策函数的操作功能。网络控制系统被应用于―系列通信网络的不同物理部件之间,进行处理系统交换信息和控制分配系统的信号,并且控制器可以被分散在网络中的不同位置。 (二)网络软件。网络软件是指,在计算机网络环境中,用于支持数据通信和各种网络活动的软件。连接到计算机网络的系统,通常是基于系统本身的特性,容量和服务对象,配置不同的网络应用系统,目的是用户与其他系统共享网络资源,或是把本地系统的功能和资源提供给其他网络用户共享使用。网络软件通常包括网络协议和协议软件,网络通信软件,网络操作系统软件,网络管理软件和网络应用软件几种。 (三)网络控制软件。网络控制软件是网络软件之一,即通过支持该软件的行为,来提高网络的工作效率,是专门为网络管理人员设计,以帮助网络管理人员对网络进行自动化监控和管理,最终达到减少故障,提高IT效率的目标。 二、网络控制软件的应用及弊端 网络管理软件应用程序的范围很广,主要可以分为广义和狭义两个方面。从广义上来说,任何有网络的地点都需要网络管理,网络管理软件就用在这些领域内。从实际的应用来看,电信,银行,金融等众多行业都使用网络管理软件。在狭义的角度来看,网络管理软件有不同的划分方式。根据网络管理软件管理的对象来分,它可分为系统管理软件和设备管理软件。系统管理软件是对全面的整个网络,深入的监控和管理的软件(包括服务器,网络设备和应用程序);设备管理软件是各种网络设备厂商推出的,可以很好地管理他们的网络的设备(如华为设备管理软件)。虽然网络控制软件通过网络使得人们的工作、学习和生活都带来了巨大的方面,让网络用户通过网络可以实现各种各样的远程操作,但是也同样存在着弊端,例如由此会产生一些网络系统的安全问题;计算机运行的速度问题;由于网络带宽的问题导致的信息在传输过程中的阻塞等现象,这就需要电子计算机网络工作者加强对网络控制软件的改进和完善。 三、电子计算机工程网络控制软件改进应采取的措施 目前,随着人们对网络需求的提高,网络规模急剧扩充的现实已经越来越不充分,因此计算机工程网络控制软件的另一趋势是智能化,集成化的网络管理的方发展方向。 (一)注重对网络安全的建设。我们可以有效地利用网络设备和网络系统,对网络进行安全性测试,如果发现该系统漏洞和安全风险后,进行排除。由于系统本身不可避免的存在一些漏洞,这时可以使用各种软件的“补丁”对漏洞进行修补,更多的系统软件服务,就更容易发生多的系统漏洞,因此,应该要避免运行过多的软件,提高电脑速度,减少漏洞风险,经常性的进行漏洞扫描,以提升网络系统的安全性,有效地保证计算机网络的安全性。用户可以通过授权和其他方法来对数据进行加密,以此保护网络系统的安全性。对系统中的所有数据,可以通过现代数据加密技术进行保护,除了指定的网络设备和网络用户,没有人可以解密加密数据。加密技术主要体现在系统运营和维护,以及开发软件和应用方面,有效的实了现端到端的网络安全保障,是网络安全问题最有效和最可靠的解决方案。 (二)优化配置。配置应用程序为用户提供了写访问的资源,配置应用程序可分为以下几种形式:(1)有关当前资源分配信息。可以使用SNMP来询问如路由表,接口表,地址表和ARP表等。(2)通过管理协议更改配置。通过SNMP协议服务中的Set服务来更改配置信息。这里的一个困难是由于SNMP安全问题,许多制造商不允许写访问的资源。这时可以通过登录系统进行配置。设备制造商允许用户登录到系统中直接更改系统配置工具。 (三)电子计算机工程网络控制实现分布式管理。优秀分布式对象的目的是解决跨平台的连接和互动的问题,以实现分布式应用系统。分布式网络管理是建立多域名管理,域名管理负责管理域对象的管理进程的进程,同时进程间进行协调与互动,以完成全球网络的管理。这不仅降低了在中央网络管理的负荷,并降低了信息传送的延迟时间,达到更有效管理的目的。目前,分布式技术的研究主要来自两个方面:一是使用CORBA技术的,另一种是利用移动技术。 (四)深入研究和拓展智能网络控制系统。智能控制是一类无需人工干预就能够通过自主驾驶智能机实现其目标的过程,是机器模拟人类智能的一个重要领域。智能控制,包括学习控制系统,分级分级智能控制系统,专家系统,模糊控制和神经网络控制系统。应用智能控制技术,实现自动控制理论和先进的电脑控制系统,将促进科学技术进步和提高工业生产系统的自动化水平,加快计算机技术智能控制的发展研究方法。 四、结束语 总之,为了提升计算机工程网络控制软件的计算机工程网络控制软件的性能,必须使其朝着智能化、网络化和集成化的方向发展,并加以改进,从而促进计算机控制系统的发展进程和计算机控制系统的应用。 作者简介: 孟祥才(1982-),男,汉族,就职于内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司,2006年7月毕业于哈尔滨工业大学,计算机科学与技术专业,毕业后一直从事网络管理及维护工作。 电子计算机论文:电子计算机的装配与调试技术 【摘 要】电子计算机的组装技术是将电子零部件按设计要求装成整机的多种技术的综合,是电子产品生产构成中极其重要的环节电子,设备装配的目的,就是以合理的结构安排,最简化的工艺实现整机的技术指标,快速有效地制造出稳定可靠的产品。所以电子计算机的装配工作不仅重要,也具有创造性,是制造世界上一流产品的关键之一。计算机调试则是按照产品设计要求实现产品功能和优化的过程。掌握安装技术工艺知识和调试技术对电子产品的设计、制造、使用和维修都是不可缺少的。 【关键词】电子计算机;装配调试;技术 一、计算机主要元器件的选购与安装 (一)网卡的选用与安装技术分为。(1)网卡的选购。制作工艺网卡属于电子产品,它的制作工艺主要体现在焊接质量、板面光洁度。好的电路板焊点大小均匀,焊脚干净,焊接质量良好;劣质网卡会出现堆焊或虚焊等现象,焊接点看上去不均匀,有时可以看见细小的气眼。晶振材料好的网卡选用优质的晶振,能保证数据传输的可靠性进一步增加。劣质网卡的准确性不高,极易造成传输过程中的数据丢失的情况。(2)网卡的安装。打开机箱,将网卡插入机箱中对应的插槽内,使网卡平衡地将网卡向下压入插槽中,直到网卡的“金手指”全部压入插槽中为止。用螺丝将网卡固定好,并观察是否发生了错位。 (二)调制解调器。需要掌握调制解调器的选购、安装和调试方法:(1)调制解调器的选购:调试内置的硬件安装与声卡的安装类似,在关机情况下,将机箱后面板上PCI插槽边的档板用尖嘴钳拆掉;(2)安装,在安装ADSL Modem之前,电脑中需要安装好网卡。准备网卡在需要安装ADSL Modem的电脑上安装好网卡。安装ADSL Modem 用一根电话线将来自于信号分离器的ADSL高频信号接入ADSL Modem的ADSL 插孔。再用一根一端连接ADSL Modem的10BaseT插孔,另一端连接电脑网卡中的网线插孔。 二、电子计算机装配与调试要点 (一)装配时的注意事项。(1)不损伤产品零部件.装配时,防止由于操作不当,造成损坏所安装的零件;(2)注意电气性能电器连接的导通与绝缘,接触电阻和绝缘电阻都和产品性能、质量紧密相关;(3)保证机械强度产品组装中要考虑到有些零部件在运输、搬动中受机械振动作用而受损的情况;(4)保证传热、电磁屏蔽要求某些零部件安装时必须考虑传热或电磁屏蔽的问题。 (二)系统的装配方法。(1)系统优化;(2)系统的备份与恢复;(3)装配工艺流程,主要是自动装配虽然可以不受各种限制,灵活方便而广泛应用于各道工序或各种场合,但其速度慢,易出差错,效率低。自动装配一般用于半自动插件机和自动定位机等设备。自动装配和手工装配的过程基本上是一样的。自动装配要求限定元器件的供料形式,整个插装过程由自动装配机完成,元器件装配的一系列工艺措施都必须适合于自动装配特殊要求,对于被装配的元器件,要求它们的形状和尺寸尽量简单一致,有互换性等。对于手工装配没有什么限制,也没有什么根本差别。总装的一般顺序及对装配件的质量要求。电子整机总装的一般顺序与备组成部分装配件的装配质量是相关联的。未经检验合格的装配件不得安装,严格遵守总装的一般顺序,防止前后顺序颠倒,注意前后工序的衔接,遵循准备、装联、调试、检验的顺序。 三、调试方案设计 (一)基本调试,能够优化系统状态;使用网络监视器监测网络状况;掌握网络配置与性能关系。 (二)系统调试能够对操作系统、设备驱动程序 进行安装,用软件测试计算机部件,建立系统备份,掌握微型计算机常用操作系统的基本命令,调试外部设备的安装和设置方法,用相关软件清除病毒和预防病毒,并且有能够快速故障的能力。在计算机的后续维护中,计算机及网络系统的机房环境、电网电压、温度湿度都要求达标,同时还要做好机房管理和防止网络防病毒,系统维护分为对系统设备的维修,需要选择元器件进行替换或替代元器件替换或替代知识。计算机系统优化调试的作用很多,它可以清理WINDOWS临时文件夹中的临时文件,释放硬盘空间;可以清理注册表里的垃圾文件,减少系统错误的产生;它还能加快开机速度,阻止一些程序开机自动执行;还可以加快上网和关机速度;可以用它把系统个性化。打开IE浏览器,依次选择菜单栏中“工具”/“Internet选项”,在出现的对话框中选“常规”选项卡,点击“Internet选项”区域的“删除文件”按钮即可删除上网留下的LJ文件。清理LJ文件时,可以使用一些优化工具,如“windows优化大师”、“超级兔子魔法设置”等,进行LJ文件清理。对系统基本的清理,可以在桌面上依次选择“开始”/“附件”/“系统工具”/“磁盘清理”命令,启动磁盘清理工具,选择要清理的盘符,勾选“清理”选项,点“确定”后开始清理。这种调试能清理出的空间并不多,其意义在于避免这些太零碎的小文件影响系统的性能和效率。XP默认的视觉效果很漂亮,但同样也消耗系统资源。在“我的电脑”图标点击鼠标右键,依次选择“属性”/“高级”选项卡“性能”区域,点“高级”按钮,选择“视觉效果”选项卡中的“调整为最佳性能”,使其恢复到同2000之前系统一样的式样。如果你想看着XP的式样,又想进行优化,倒有个“鱼和熊掌可以得兼”的办法:在“视觉效果”选项卡中选择“自定义”,在下面的栏目中,只勾选“在窗口和按钮上使用视觉样式”、“在桌面上为图标标签使用阴影”和“在文件夹中使用常见任务”三个选项即可。 四、结语 计算机系统是一项比较复杂的现代科学技术,在装配、调试乃至使用过程中会出现各种各样的问题,要想快速准确的装配、调试、排除计算机系统的故障,除掌握必要的基本理论外,还需具备一定技术。本文主要分析了计算机装配、调试的过程,介绍了如何利用软件调试来修复计算机系统故障方法和技巧。 作者简介:李邕(1969.12- ),男,汉族,本科,讲师,研究方向:教育技术与传播。 电子计算机论文:FlexRay总线在全电子计算机联锁系统中的应用研究 【摘要】本文研究了FlexRay总线的主要特性,并将其应用在全电子计算机联锁系统中。在满足故障-安全的设计原则上,提出了以内嵌FlexRay总线协议的MC9S12XF512为处理器优秀的全电子执行单元通信接口硬件组成及软件设计,实现全电子执行单元与联锁机、维修监测机之间数据的安全、可靠通信。 【关键词】FlexRay总线;全电子执行单元;通信接口;硬件结构;软件设计 1.引言 在基于二乘二取二全电子计算机联锁系统中信号设备全电子执行单元与联锁机及维修监测机之间采用CAN总线进行数据通信[1],但CAN总线本身传输速率不高,最高只达1Mbits/s,且通信格式采用短帧格式(每帧数据段不超过8个字节),数据容量较小。此外CAN总线采用事件触发方式,高优先级的消息先于低优先级消息访问总线,低优先级消息不可避免产生传输延时。随着高优先级消息数目的增多,响应时间呈逐渐上升趋势,实时性降低。FlexRay总线作为新一代的汽车总线通信协议,克服了CAN总线的不足,以其自身的优势被誉为是可以逐步取代CAN总线协议的新一代的汽车总线[2]。 2.FlexRay总线主要特性 FlexRay与传统的CAN总线相比,在通信速率、实时性、容错性及有效数据容量等方面具有巨大的优势。 (1)通信速率高。FlexRay总线单通道速度可达10Mbits/s,双通道在传输不同的信息时,速率可达到20Mbits/s。通过对总线控制器的配置,总线亦可在8Mbits/s、5Mbits/s、2.5Mbits/s的速率下工作,提高了带宽的灵活性[3]。 (2)实时性好。FlexRay总线采用周期循环通信,周期循环中的静态段基于时间触发技术,可传输实时性要求较高的特定消息,消息在周期循环中拥有固定的位置,即接收器已预知消息到达的时间,且到达时间的临时偏差幅度较小[4]102。 (3)容错性强。单通道通信时可接独立的物理层总线监控器,当节点发生故障不能正常接收或发送数据时,总线监控器将通信控制器和总线断开,不影响其他节点工作;双通道通信通过传输相同的信息来实现冗余容错,保证系统正常运行不影响系统的稳定性。 (4)有效载荷数据容量大。FlexRay帧数据结构复杂,单帧高达254字节的数据容量,更加适合多信息的消息传输,能实现比CAN帧更多的功能。 3.全电子计算机联锁系统 3.1 FlexRay通信网络结构设计 全电子执行单元与联锁机、维修监测机之间通信采用总线型拓扑。 道岔、信号机、轨道电路等全电子执行单元作为FlexRay网络子节点,联锁机作为主控节点。采用冗余总线FlexRay A,FlexRay B通信,分别接收联锁运算结果,进行与逻辑控制输出,并实时采集设备状态反馈给联锁主机。此外,通过检测总线FlexRay C将设备各种状态参数传送给维修监测机。如图1所示。 图1 全电子计算机联锁FlexRay总线拓扑 3.2 基于FlexRay总线的全电子执行单元通信节点硬件组成及软件设计 信号设备全电子执行单元包括道岔执行单元,信号执行单元,轨道执行单元等[5]。以道岔执行单元做一个详细的介绍,其他执行单元类似。 3.2.1 道岔执行单元通信节点硬件组成 基于FlexRay总线的道岔执行单元与基于二乘二取二全电子计算机联锁系统中信号设备全电子执行单元最根本的区别在于通信接口结构的不同。如图2所示。 图2 道岔执行单元通信接口基本结构 MCU采用Freescale公司的内建单/双通道FlexRay V2.1的新系列16位车用微控制器MC9S12XF512,它集成了FlexRay通信控制器和独立总线控制器,一方面简化可硬件和软件设计,另一方面,提高了硬件电路的抗干扰性,满足系统对于高性能,高可靠性和高稳定性的要求[6];总线收发器采用Philips公司的TJA1080,它集成了总线监视器和总线驱动器;在MCU和总线收发器之间加入光电耦合器,实现良好的电气隔离。 3.2.2 道岔执行单元通信节点软件设计 道岔执行单元通信节点参与总线通信之前,需要对其进行一系列的初始化操作,包括FlexRay模块配置,FlexRay协议参数配置和信息缓冲器配置[7]。 FlexRay模块配置主要完成三项主要任务,一是FlexRay模块及其存储器的基址映射的配置;二是配置通信信道单双与否、选择时钟信号以及同步帧滤波;三是复位通信控制器。然后POCR_POCCMD=0x0010使能FlexRay模块,进入协议配置状态POC:config。 FlexRay协议参数配置是将协议参数配置到PCR0-PCR30着31个协议参数寄存器中.协议参数包括通信周期;通信速率;静态段;动态段、标识窗的时间宽度;MT的时长;μT的时长等。所有的参数的最终确定需根据实际系统调试测试结果进行必要的优化。 信息缓冲器配置包括独立的信息缓冲器配置,接收屏蔽缓冲器配置和先入先出缓冲器(FIFOS)配置。以便确定有效数据帧的接收和发送。 配置结束后,POCR_POCCMD=0x0100,并等待进入POC:ready状态,此时便完成了道岔模块FlexRay节点的初始化,并整合进电子计算机联锁系统的FlexRay通信网络中,等待主节点联锁机发出有效操作命令。FlexRay模块的初始化的软件流程图如图3所示。 4.总结 FlexRay总线作为新一代总线,已经在宝马5系及奥迪A8等中实现应用,本文将其传输速率高,实时性好,传输数据容量大等优势应用于全电子计算机计算机联锁系统中,以提高系统的实时性,可靠性和安全性。 电子计算机论文:电子计算机在物资供应管理信息系统的应用 【摘 要】随着科技的不断发展,电子计算机技术被普遍的应用在各个领域。本文从加强电子计算机在物资供应管理中的必要性、物资供应管理信息系统在工业企业中的特点及电子计算机在物资供应管理信息系统的应用等方面进行了分析。 【关键词】电子计算机;供应管理;应用 一、前言 物资供应管理信息系统的不断完善,使得电子计算机技术引起了人们的重视。我国在此方面也取得了一定的成绩,但是依然存在不足和需要改进的地方。所以,我们要加强对电子计算机在物资供应管理信息系统应用中的分析。 二、加强电子计算机在物资供应管理中的必要性 当今社会的一大主题是发展,其内容包括社会的进步和技术的进步,而技术进步是社会进步的前提。目前,技术进步的主要标志是社会的高度信息化。在物流管理行业中有一句行话:“三分技术,七分管理,十二分数据”,因此,准确、统一、规范的基础数据以及必要的代码化处理是系统建立的前提。 三、物资供应管理信息系统在工业企业中的特点 在工业企业生产经营活动中,主要贯穿着两种运动,一种是物流;另一种是信息流。物流是企业最基本的运动过程。要达到经济效果好,必须促进物流的加速运动,以缩短储备周期,生产周期。物资供应管理工作,由编制计划、合同订货、验收入库、出库、整个过程产生的信息,是业务、统计、会计核算的基础。 四、信息技术在企业物资供应管理中的应用 (一)物资供应信息的分类、特征和要求。按照所起的作用不同,物流信息分为:订货信息、库存信息、生产指示信息(采购指示信息)、发货信息、物资管理信息。物资管理信息具有下列一些特征:物资供应管理信息涉及多方面,而且绝对量多,每天发生信息的单位大;信息发生的来源、处理场所、传达对象分布在很广的地区;与企业内部其他部门的关系密切;物资供应管理对信息的要求主要表现在信息充足、信息准确和通讯顺畅三个方面。 (二)物资管理系统的信息处理流程。为了满足物资管理者的信息需求,信息系统需要完成大量的信息处理工作。信息系统的基本流程可以概括为以下几个方面:一是数据收集,二是数据传输,三是数据加工,四是物流信息的解释,五是信息的输出。 (三)信息技术对物资管理信息化的支持作用。物资管理信息化主要表现为物管信息收集的数据化和代码化,物管信息处理的电子化和计算机化、物管领域网络化的基础也是信息化。这些都需要现代化的信息技术予以强力支持。 五、物资供应管理系统软件 (一)物资供应采购管理系统可分为四大功能模块 (1)采购计划管理。制定各单位物资申请领用计划、自制与外出订购物资计划,完成对物资计划的查询、修改、汇总等工作。本模块还可根据历年消耗情况采用加权平均法进行预算,为制定下年物资消耗计划提供辅助依据。 (2)采购合同管理。完备对订货合同的修改、汇总、查询等工作,建立合同卡片,进行合同跟踪、履行、变更情况分析,可随时看到合同的到货情况,并打印合同注销、变更便函,确保每一份合同按“经济合同法”有关规定办理。其中包括完整的“厂家通讯录”及供应商的资质、实力、信誉程度等资料的管理功能。 (3)供应商的管理。对每一类物资建立供应商产品名录库(包括物资名称、规格、型号、最小订货量、最低报价),同时可对每一种物资在各类供应名录库下建立其供应子库,实现采购物资的最优值,从而节省采购资金和采购费用。 (4)采购到货管理。对到达的货物按合同进行物资名称、规格、批次、数量、价格的系统化管理。 (二)库存管理 以灵州物资公司供应系统为例。 (1)入库登记管理。依照到货物资验收人库办法,以“验收单”的录人形式,完成人库登记工作。其中记录了供货厂家名称、物资名称、规格、型号、到货数量、验收情况、订购价格、运杂费处理情况等有关数据,为财务核算提供了原始的数据。 (2)出库登记管理。按开据“领料单”这种形式,完成物资出库登记工作。其中记录了领料单位名称、领用物资名称、规格、型号、“请发数量”、“实发数量”、开票人、提货人、提货日期、单据编号等数据。完成微机自动开票工作,单据经过保管员发料后返回录人,可自动将数据登记到帐本上。 (3)物资调拨和借出管理。在生产经营中,会经常发生物资的调拨和借出,对这一环节的管理,通过本系统可自动跟踪每一种物资的调拨和借出情况,系统将显示调拨和借出物资的状态,做到了调拨到哪里,借出单位及借出归还情况,通过对工作人员权限的管理。 (4)物资库存盘点管理。系统随时查询和统计物资库存的核算功能,自动结余各种物资库存数量、领用数量、借出数量及其价值。自动平衡账表,做到账实相符,自动完成盘盈、盘亏处理。 (5)统计查询管理。打印与查询经汇总运算生成的各种报表中数据的备份、删除、恢复、排序、索引及物资编码库、厂家通讯录的修改、增删。企业领导根据数字和报表,了解和掌握企业经营管理水平、结构、发展变化。 (6)系统维护。完成系统参数设置、打印机选择、系统数据的备份、删除、恢复、排序、索引、物资编码库、厂家通讯录的修改、增删。 (7)联网通讯。完成各仓库与供应公司之间数据通讯工作,无需再派专人送报表。 (三)会计处理 (1)库存财务管理、帐本管理。此功能模块可单独使用,特别适合仓库保管员使用,在此模块中有一套独立的出人库记帐方法,使用起来方便、灵活、直观,将以往的“手工记帐”模拟出来,呈现在用户面前,使得每笔帐目井井有条、历历在目。 (2)报表管理。下设库存明细表、资金汇总表、各单位物资使用明细表。 (3)物资帐薄的查询。建立了库房保管帐、材料明细帐、材料差异帐,以及采购物资到货和采购资金的日报和月报,供随时查询和统计。 (4)转帐处理。每一种物资,从编制采购计划一签订合同一到货人库一领用(借出、调拨)一归还等,各种报表就随每一流动环节自动生成,供领导随时掌握资金占用情况,加快资金周转,为制定计划提供参考,方便并加强了采购管理和库房管理。 六、结束语 综上所述,电子计算机物资供应管理信息系统可以促使企业取得较好的经济效益和社会效益。所以,在今后的物资供应管理信息系统中我们要加强电子计算机技术的应用。确保企业的发展。 电子计算机论文:电子计算机在企业管理中的作用 【摘 要】随着市场经济的发展,电子计算机在企业管理中的应用越来越广泛。根据现代管理中电子计算机的应用现状和需求,对当前企业管理中计算机应用出现的问题进行分析研究,指出相关有助于加强企业信息化管理的一些措施,可以帮助企业管理中计算机技术获得广泛的应用。 【关键词】电子计算机 管理 应用 当代计算机技术发展非常迅速,企业也发现了计算机可以带给企业优秀竞争力和高速的工作效率,因此,为了提高自身的管理和生产水平纷纷启用了电子计算机的应用。但是,当前计算机技术的发展跟不上企业需求的脚步,所以,目前最迫切解决的问题是企业的需求和计算机技术发展无法满足企业需求之间的矛盾。 一、当前电子计算机在企业管理中的应用现状 从上个世纪71年代中期开始电子计算机的应用开始出现在我国的企业里面。主要是以单机操作为主实行单项业务的数据处理辅助管理为主。之后一些诸如人事、工资、库存、生产调度、计划等管理子系统也逐渐建立起来。现在ERP开始出现在国内的企业中。大型企业的信息管理系统已经逐渐的从单项业务管理系统转变向集成管理系统。但是中小型的企业对于计算机系统的应用不是很理想,主要是因为资金缺乏和信息基础薄弱。目前,我国有超过95%的大型企业应用管理软件。其中98%以上应用财务软件。40%左右应用ERP.60%应用商务和业务软件。 二、企业管理需求计算机的原因 企业管理中需要计算机的原因有如下几点: 第一,计算机收集信息的能力很大。企业管理所需的详细的,全面的数据资料,计算机都可以收集到,这些数据资料可以为企业的决策提供依据。我们可以利用计算机能够存储大量信息的能力,将生产线上各种资料和数据第一时间传输到计算机里边,并且长期储存,然后进行分类的加工处理,这样就可以为各个部门准备其需要的资料。 如果某个部门需要参考信息,我们就不用再翻阅文字资料,而是直接去计算机中检索即可。还可以通过计算机直接打印所需要的资料。这样企业的管理人员可以及时的根据这些资料进行决策。 第二,计算机可以实行高速的运算和数据处理。现代化生产力发展要求企业要快速的进行决策,而决策也是管理的实质。信息是否准确也决定了决策是否准确。企业依据计算机汇总处理汇编的数据,及时采取有效的措施,就能够保证各个生产环节协调有节奏的进行。计算机这种高效运算的能力就成为了企业管理的有效工具。 第三,企业管理者使用计算机便于管理。企业的各种信息和资源都可以通过计算机软件集成到一起,计算机可以将企业的各个部门联系到一起。企业的高级管理层也可以通过计算机来掌控整个公司的运作情况。根据各个部门的运营情况作出统筹的规划。 第四,现代化市场经济的发展会把传统的企业管理模式淘汰掉。人工管理信息是传统企业的管理模式,需要消耗掉很多的时间和人力,企业发展壮大之后,企业需要管理的对象和产品逐渐增多,变化也会增多,因此对管理的要求就越来越严格,所以,造成了管理中的信息量过大,人工无法承受,传统的企业管理模式则要被淘汰掉。而电子计算机技术则可以解决这些难题。 三、计算机在企业管理中的作用 计算机在企业管理中的应用在国际上已经有30年的历史了,这期间经历了简单到复杂、单一到综合的发展过程。计算机在企业管理中的作用主要有如下几个方面: 第一,在五十年代初期的时候,计算机只是执行了进行事务处理的实际应用,比如:计算工资和会计作业,这些可以让事物处理的工作效率得到有效的提高。 第二,用于控制对原材料、设备、配件的存储,是订货管理的主要依据。把存储控制和预测技术结合在一起,并采用简单的预测模型,为订货管理奠定了基础。 第三,用于核算产品的成本。种类繁琐的企业,生产和销售的产品种类非常多,造成财会人员的工作量很大,这时候,采用计算机对原始的数据进行录入,然后按照一定的关系式进行运算,便可以自行的比较成本。 第四,计算机可以用于进行决策的辅助。计算机在企业中获得新发展是在六十年代以后,全企业数据管理网的建设,让计算机成为企业决策的助手。 通过计算机辅助管理的企业获得收益也较大,归纳起来,计算机在企业管理中获得的效益有如下几个方面: 第一,收集和处理信息。管理的介质就是信息。任何一个企业信息的变化都会关系到企业的管理。企业的经营决策都是需要根据这些信息作出改变的。计算机可以把零散的信息进行归类,这样就可以提高信息的利用率。 第二,可以让决策更加科学合理。计算机可以建立科学管理方法库和解决优化管理问题的模型库,这样管理人员在进行决策的时候就可以合理的进行比较。 第三,让管理人员的素质得到提升。电子计算机的应用涉及到的知识非常广泛,管理人员也必须具备同样的可以驾驭电子计算机的能力。因此,管理人员不仅仅需要精通本职工作,还需要了解电子计算机相关知识并提高使用电子计算机的管理能力。 四、结束语 现代的企业如果想提升自己的竞争力,必须要重视电子计算机在企业管理中的作用。这样才能在新时期的市场竞争中获得一席之地。 电子计算机论文:电子计算机的装配与调试技术 【摘 要】21世纪是信息时代,计算机软件和网络技术从技术角度看它们要比硬件如计算机组装更胜一筹。本文对计算机主要配件的选购与安装进行了说明,阐述了装配与调试的要点,以及计算机的调试技术。 【关键词】计算机 装配 调试 组装技术是将电子零部件按设计要求装成整机的多种技术的综合,是电子产品生产构成中极其重要的环节电子,设备装配的目的,就是以合理的结构安排,最简化的工艺实现整机的技术指标,快速有效地制造出稳定可靠的产品。所以电子设备的装配工作不仅重要,也具有创造性,是制造世界上一流产品的关键之一。调试则是按照产品设计要求实现产品功能和优化的过程。掌握安装技术工艺知识和调试技术对电子产品的设计、制造、使用和维修都是不可缺少的。 一、计算机主要元器件的选购与安装 (一)网卡的选用与安装技术 1.网卡的选购。制作工艺网卡属于电子产品,它的制作工艺主要体现在焊接质量、板面光洁度。好的电路板焊点大小均匀,焊脚干净,焊接质量良好;劣质网卡会出现堆焊或虚焊等现象,焊接点看上去不均匀,有时可以看见细小的气眼。晶振材料好的网卡选用优质的晶振,能保证数据传输的可靠性进一步增加。劣质网卡的准确性不高,极易造成传输过程中的数据丢失的情况。 2.网卡的安装。打开机箱,将网卡插入机箱中对应的插槽内,使网卡平衡地将网卡向下压入插槽中,直到网卡的“金手指”全部压入插槽中为止 。用螺丝将网卡固定好,并观察是否发生了错位。 (二)调制解调器。需要掌握调制解调器的选购、安装和调试方法 1.调制解调器的选购 调试内置的硬件安装与声卡的安装类似,在关机情况下,将机箱后面板上PCI插槽边的档板用尖嘴钳拆掉。 2.安装。在安装ADSL Modem之前,电脑中需要安装好网卡。准备网卡在需要安装ADSL Modem的电脑上安装好网卡。安装ADSL Modem 用一根电话线将来自于信号分离器的ADSL高频信号接入ADSL Modem的ADSL 插孔。再用一根一端连接ADSL Modem的10BaseT插孔,另一端连接电脑网卡中的网线插孔。 二、电子计算机装配与调试要点 (一)装配时的注意事项 1.不损伤产品零部件.装配时,防止由于操作不当,造成损坏所安装的零件。 2.注意电气性能电器连接的导通与绝缘,接触电阻和绝缘电阻都和产品性能、质量紧密相关。 3.保证机械强度产品组装中要考虑到有些零部件在运输、搬动中受机械振动作用而受损的情况。 4.保证传热、电磁屏蔽要求某些零部件安装时必须考虑传热或电磁屏蔽的问题。 (二)系统的装配方法 1.系统优化。通过对系统进行“开启”、“禁用”,选择菜单和放弃一些不必要功能为代价,并重新分配硬件资源用以提高系统整体运行速度。系统优化可以加快开机速度.也可以美化视觉效果使程序比较有序运行,速度比较快,垃圾文件能很快清理,可以更好的保护计算机。 2.系统的备份与恢复。备份前,要转移或删除页面文件,关闭和删除暂时不需要的临时文件,扫描磁盘和整理磁盘碎片,可以将硬盘中的系统分区备份成映像文件,如果出现系统崩溃文件会恢复系统可以将整个硬盘备份成映像文件存储在光盘、移动硬盘或U盘中实现整个硬盘的恢复,也可以在局域网环境下可以实现对多台电脑进行批量备份或恢复。 3.装配工艺流程。主要是自动装配虽然可以不受各种限制,灵活方便而广泛应用于各道工序或各种场合,但其速度慢,易出差错,效率低。自动装配一般用于半自动插件机和自动定位机等设备。自动装配和手工装配的过程基本上是一样的。自动装配要求限定元器件的供料形式,整个插装过程由自动装配机完成,元器件装配的一系列工艺措施都必须适合于自动装配特殊要求,对于被装配的元器件,要求它们的形状和尺寸尽量简单一致,有互换性等。对于手工装配没有什么限制,也没有什么根本差别。总装的一般顺序及对装配件的质量要求。 电子整机总装的一般顺序与备组成部分装配件的装配质量是相关联的。因此,在总装之前对所有装配按技术要求进行配套和检查。未经检验合格的装配件不得安装,严格遵守总装的一般顺序,防止前后顺序颠倒,注意前后工序的衔接,遵循准备、装联、调试、检验的顺序。每个装配工人完成各自负责的操作项比并按规定顺序把机件传送给下一道工序的装配工人继续操作,形似流水般不停地自首至尾逐步完成整机的总装的作业法。 三、试方案设计 (一)基本调试 能够优化系统状态;使用网络监视器监测网络状况;掌握网络配置与性能关系。 (二)系统调试 1.系统软件调试。能够对操作系统、设备驱动程序 进行安装,用软件测试计算机部件,建立建立系统备份,掌握微型计算机常用操作系统的基本命令,调试外部设备的安装和设置方法,用相关软件清除病毒和预防病毒,并且有能够快速故障的能力。计算机及网络系统的机房环境、电网电压、温度湿度的要求要达标,做好机房管理和防止网络防病毒。 2.系统维护。对系统设备的维修,需要选择元器件进行替换或替代元器件替换或替代知识。同时利用新知识、新产品、新工艺、新技术解决问题计算机领域的问题。 电子计算机论文:试论电子计算机辅助技术在机械领域的应用 摘要:随着计算机技术的不断发展,其社会影响范围也在不断扩大。本文首先分析了电子计算机辅助技术对机械制造业的影响,然后重点阐述了机械制造业中电子计算机辅助技术的应用。 关键词:计算机辅助技术;机械制造业;应用 1电子计算机辅助技术对机械制造业的影响 1.1计算机辅助技术是机械制造业设计制造技术革命的重要标志。随着计算机辅助设计、辅助制造以及辅助工程等相关技术应用范围的不断扩大,为自动化流水线的实际运用创造了有利的技术条件,这也在一定意义上预示着机械制造业在产品研发、生产技术、生产能力等方面发生巨大变革。自动化流水线适宜信息作为导向,以现代化信息技术为动力,同时依托于计算机辅助技术,影响范围广泛涉及到机械制造企业生产过程的各个环节; 1.2计算机辅助技术推动了机械领域的交流互动。当前很多机械制造企业已经对交互式多媒体网络的重要性有了充分认识,借助连接技术,进一步强化了与供应商以及承包商之间的交流和沟通;不少制造企业依托于互联网平台,使产品研发制造周期大大缩短,诸如新产品研发、生产安排及控制、人力资源配置等均离不开信息交换,而借助计算机辅助技术可以在很大程度上减轻工作负担及压力。随着世界经济一体化趋势的不断强化,借助计算机多媒体会议系统这一现代化“以太”会场,全球各地的机械制造厂家进行交流变得更加密切。多媒体会议作为网络系统,可以实现对声音、数据以及视频等的实时准确描述,在工业领域的影响越来越大。世界一体化交互以及网络会议系统实施的重要基础就是计算机多媒体传输及处理技术占据主流地位。 2机械制造业中电子计算机辅助技术的应用 2.1产品研发 利用性能优异的计算机,可以促进研发设计过程中的繁重工作量的大大降低。在计算机辅助设计中利用多媒体技术,图像图形处理将会变得十分轻松,新产品的研发设计效率也会得到很大程度的提升。在计算机辅助设计方面,比较具有代表性的一个软件就是AUTOCAD,此软件不论是在之前的DOS版本上还是目前的32位平台中,一致都是计算机辅助设计的领军者。 首先,运用CAD进行设计计算,确定主要几何参数,受力分析、强度和寿命计算、刚度计算,然后根据给定的设计条件和功能要求对机械部件的许多主要参数进行数值选择。最后,合理布置各部件的相对位置,绘制二维或三维图形。 包含产品生命周期理念在内的计算机辅助工程实现了产品单一研发向系统工程管理的过渡,立足于产品生命周期对诸如成本、利润以及价值等技术经济因素相互间的关系进行深入研究,在此基础上分析预测产品的市场竞争力,确保在当前条件下,通过全面评估,获取最大效益。在此背景下,计算机辅助技术势必充当新产品研发利器。从一定意义上讲,计算机辅助技术为计算机辅助设计及计算机辅助工程的发展奠定了坚实的技术基础,并为二者占据计算机辅助设计软件的基础性地位提供有力保障。 在机械制造业的新产品研发过程中,对应于虚拟设计技术的虚拟现实技术通过与计算机辅助技术的有效结合,对虚拟产品设计带来了极为深远的影响,使该过程中人与计算机的交互方式得到一定程度的改善。举例来说,在计算机辅助设计中引入虚拟现实技术,一方面,可以在进行模拟开发时对新产品的部分性能加以模拟提供便利,另一方面,设计人员修改产品设计方案的难度也会有很大程度的降低。对于具备技术条件的企业而言,在设计虚拟产品的过程中,设计人员可以以当前的计算机辅助设计系统构建起相应的模型,之后再向虚拟环境转移,并为设计人员及准客户提供体验机会;除此之外,设计人员还可以在虚拟现实系统基础之上对新产品的设计方案进行相应的调整和完善。比如,在设计汽车时,设计人员所处的就属于交互式环境,借助头盔显示器、专业数据手套以及位置追踪仪等专业化设备,可以将视觉、听觉以及触觉等连接到虚拟概念产品上,不但能够有身临其境的感受,而且可以十分便捷的检查并评估虚拟产品设计方案,对于发现的不足之处及时加以调整和完善。 2.2生产控制 在机械制造领域,比较具有代表性的生产控制就是围绕产品质量控制这一中心内容的有限次PDCA循环,对生产过程的能力、质量以及产品质量实施有效控制是其主要目的。简单而言,借助计算机辅助技术实现的机械制造业新产品生产过程的控制可以归结为:输入、转换、检查、及时反馈、修正以及输出等。对于批量生产自动化流水线而言,计算机控制系统实时反馈性能具有重要意义。对信息及数据进行反馈,也就是对数据的自动化处理以及对加工参数的及时修正是计算机控制系统的中心内容。通过向计算机控制系统中引入多媒体及相关技术,将会在很大程度上提升系统描述性能,这样,之前极为抽象乏味的数字描述形式将会被更加直观和形象的图形图像以及仿语音形式所代替,从而在一定程度上提高生产人员及控制人员对实际生产过程、过程质量以及产品质量的变化掌握能力,一旦发现问题及时采取相应的解决对策,以确保机械制造生产过程状态的稳定性及最佳性。举例来说,在计算机辅助技术占据计算机控制系统主流地位的背景之下,模具的加工控制过程的难度将会大大降低。在之前诸如凹面加工等掌握及控制难度相当大的信息及数据,如今可以比较轻松的在控制终端以相应的截面图形或者是三维影像的形式准确的展示出来,这样对于生产及控制人员,整个生产工序将会变得更加直观。 对于机械制造业的生产过程而言,借助计算机多媒体信息系统,即使是非同一领域的工作人员也可以为实现相同工作目标而合作。比较具有代表性的计算机集成制造系统远程监控主要是借助多媒体技术得以实现的,对于操作人员而言,能够在同一时间对处于相同制造单元中的几台机器进行操控。借助图形用户界面以及一套能够具备互相作用性能的多媒体信息传输机制,可以达到对交换结果进行适当强化的效果,除此之外,还可以针对具体产品设计制造过程给出相应的解释。比如,借助计算机多媒体音像视频可以较为详细的进行操作示范;同时,如果在运行过程中发生超差情况,多媒体控制系统还会自动向操作人员发出通知,使其可以及时采取措施,确保设备处于正常状态。 除此之外,机械制造行业中计算机辅助技术的实际应用还体现在企业员工的培训方面,利用计算机辅助技术针对企业员工进行技能培训主要具有以下几方面的优势:可以组织大量员工开展专业技能培训,效果也更加明显;教学方式及手段有所改进;员工对培训的兴趣得以激发,参与积极性高。 3结束语 综上所述,随着现代化计算机辅助技术的飞速发展,其影响范围日益扩大,对传统机械制造业的发展产生了极为深远的影响。机械制造业中计算机辅助技术的实际运用,为制造业实现进一步发展提供了动力;与此同时,机械制造业现代化及自动化程度的不断提高,对计算机辅助技术的要求也相应提升。当前形势下,应努力寻求传统产业与高新技术产业的有效结合点,促进二者实现有机结合,相辅相成,进而实现健康稳步发展,机械制造业的世界一体化趋势也会逐步加强,在今后发展过程中,占据主流地位的将会是集成化程度以及自动化程度均更高的产品研发、生产以及营销模式,而计算机辅助技术为这一目标的顺利实现奠定了坚实的技术基础。 电子计算机论文:关于某电子计算机房供电系统零地电压问题的分析及其对策 1 问题的提出 “零地电压”是电子信息系统机房供电系统的一项技术要求。零地电压过高,计算机系统不但容易“死机”,而且还会影响通信,造成数据传输的误码率增大,甚至会损坏网络设备。所以有些设备(如服务器、小型机等)设置有零地电压检测电路,一旦零地电压高于某一规定值就不能开机。在电子信息系统机房的接地系统中,为了保证系统运行的安全可靠,必须尽量设法降低或消除零地电压。 不同的电子信息设备对零地电压有不同的要求,如调制解调器要求不大于5V,卫星通信技术要求小于3V,个别重要的服务器(如金融系统)甚至要求小于1V。根据国家强制性标准《GB 50174-2008 电子计算机房设计规范》中有关电子信息设备供电电源的质量要求,零地电压应小于2V。 表1 强电数据汇总(某单位提供) 根据某单位提供的《强电数据汇总》(见表1),只有21F的01、02机柜的零地电压满足要求。2F的4个机柜和3F的2个机柜均不满足《GB 50174》规定的要求。 为此,我公司特提出本报告,对该问题作一分析。 2 产生零地电压的可能原因 低压交流供电系统产生零地电压过大的主要原因有: (1)三相电路负载分配严重的不平衡。三相电路负载的不平衡会造成零线电流过大。由于零线阻抗的存在,零线电流会在阻抗上产生电压降。这样,零线上远离进线端的点,相对于地电位就可能产生较高的零地电压。 (2)三相不平衡且零线断线或接地不良导致中性点位移。这时,各相负荷所承受的电压变大或变小,中性点电位发生变化。 (3)零线中有较多的高次谐波电流通过。供电系统中的谐波电流通过电网会在阻抗上产生谐波压降,从而导致谐波电压的产生,从而使零地电压抬高。 (4)磁场干扰。当零线与其它线路构成较大回路,且受磁场干扰,零线中会产生感应电压。这在零线线缆较长时表现更为明显。 (5)接地电阻不符合要求。共用接地时,零线接地电阻、地线重复接地电阻要求小于4欧姆,若接地电阻太大或与大地接触不良,受电流在接地电阻上产生电压降的影响,零地电压可能抬高。 (6)PE线中存在有较大的接地电流。系统正常工作时,PE线中不应有电流,但若出现以下情况就有可能导致PE线中有电流,从而导致零地电压的产生。 1)用电设备漏电,如相线与外壳绝缘不良、碰壳、相地接反,这时PE线中就有较大的漏电流通过。 2)PE线与N线接错或在某一点PE与N线短接。PE线与N线混接时,PE线中杂散电流最大,在N线中的一部分工作电流也会流入PE线。 3)PE线各重复接地点的电位不等。由于电位差的存在,PE线中会有电流产生。 4) PE线附近有直流大电流流动。杂散电流会通过大地流入PE线。如上海地铁牵引电源为1500V直流电源,直流电可能通过大地泄漏到PE线中形成杂散电流。 (7)接地线长度不合乎要求。高频电子设备的接地线要求必须小于λ/4(λ为高频波的波长),否则会产生驻波 ;由于驻波存在波腹与波节(即电压的最高点和最低点),所以接地线两端可能存在电位差。 (8)UPS选用不当 。UPS的功率因数较低,因而有较多的谐波成分,从而导致零地电压抬高。此外,有些UPS不带有隔离变压器,不能有效地抑制零地电压。 3 降低零地电压的方法 针对上述分析,分别提出以下解决方案。 (1)当三相负荷不平衡造成零线电流较大时 1)调整三相负荷平衡的同时,也要考虑到用电设备功率因数的不同,尽量兼顾有功功率和无功功率均能平衡分布。 2)对N线在负载部分进行重复接地,N线重复接地可以抑制零电位漂移。但不能与PE线的重复接地合用一个接地极,且N线的重复接地线与PE线的重复接地线绝缘,不得有电气联结。 3)使用可调整不平衡电流功率因数补偿装置。该装置用控制器控制,通过在相间以及相与零线之间接入不同数量的单相电力电容器来校正三相不平衡电流,从而补偿了功率因数。 4)采用新一代智能UPS产品(如艾默生的Paradigm)实现对中线电流进行实时监控。这样,可以通过实时匹配整流器的三相电流从而将零线上的合成电流降为零。 5)在零、地电位漂移不太大的情况下加粗零线,从而使导线阻抗下降。 6)使用无流零线。不过线路较长时,费用也相当可观。 (2)检查中线有无接触不良或断线,并可设置中线断线保护。一旦发生断线而使中性点电位漂移,保护装置就会动作跳闸。 (3)防止和减少谐波电流的产生。 谐波电流产生的原因包括: 1)经调查显示:楼宇中产生的谐波占到总谐波量的40%以上。特别是楼宇中日光灯、气体放电灯等的大量应用会产生大量三次谐波,从而对电网构成污染。 2)在用户供电系统中,并联电容器组作为无功功率补偿设备得到广泛应用。然而电容器的谐波阻抗小,谐波电压会产生较大的谐波电流。 为此,应该: 1)增加整流装置的相数。增加整流装置的相数是限制高次谐波的基本和常用方法之一。多相整流变压器二次绕组进行不同组合,可实现6相、12相、24相或48相整流。采用多相整流可显著减小低次谐波含有率,但高次谐波仍然存在。 2)使用电力谐波滤波器,当增加整流装置相数仍不满足要求时,可考虑采用电力滤波器。有源电力滤波器有良好的使用效果。 (4)改善电磁环境。采取各种措施(如机房屏蔽以及电缆的屏蔽)以抑制各种电磁耦合。 (5)降低接地电阻值。保证工作接地与重复接地接地良好。 (6)加强相线间绝缘。防止设备的漏电流通过地线形成回路;杜绝零地混接以减小杂散电流;地线各重复接地的位置不能置于不同的地电位处。在有较大直流电流动的附近,应该使地线对大地绝缘,并使其单点接地。 (7) 对零地电压要求非常高的机房,供配电系统中的重复接地宜和中性线接地采用同一材料接地极,最好都使用铜材料。 (8) 高频系统的接地线应该在1/10λ到1/20λ(λ为高频波波长)之间,此时,导线两端不会产生明显的电位差。 (9)采用新一代智能UPS产品。这种UPS实现了对中性线电流实时监控,可以通过实时匹配整流器的三相电流从而将零线的合成电流降为零,减少了由于零线的压降导致零地电压升高。对于大型机房,应该采用功率因数大,谐波少的UPS。如三相6脉冲整流时UPS的输入功率因数约为0.8,谐波电流为30%左右,三相12脉冲时UPS的输入功率因数可以作到0.95,但仍有10%的谐波电流成分。 电子计算机论文:电子计算机在仪器分析中的应用 摘要:改革开放以来,随着社会不断向前发展,电子计算机技术也在不断向前发展着,不断推动着科学技术的发展,给世界带来巨大的变化。电子计算机技术在仪器分析领域当中成为重要的一部分。高新科学技术和仪器分析密不可分,现在仪器分析已经全面改革,不断向智能、全面、精准等方面向前发展着,这是由于电子计算机的良好发展而演变的。文章从电子计算机技术中的几个方面展开,分别阐述其在仪器分析中的作用。 关键词:电子计算机;仪器分析 当今社会计算机已经十分普及,从开始到现在已经有50多年的发展历史了,虽然对地球和人类发展史来说还是很短暂的时间,但是计算机对整个人类来说,作用是巨大的,完全的改变了人们生活,让人们进入了电子时代。电子计算机从机械计算、电磁式计算机、电子数字计算机、微处理器、多媒体计算机,一直发展到现在,将计算机和现代网络技术完美结合。 计算机技术又叫电子计算机技术,这项技术是非常系统又非常复杂的综合性技术。电子计算机技术包含的范围非常广泛,其分支技术有很多种,其中包括如,运算方法、计算机接口设计、处理器设计等等。计算机从开始到现在,集存储能力、运算能力、管理能力、控制能力等为一体,目前已经成为世界许多领域当中的优秀技术支持。于此同时,计算机软件和硬件产业的蒸蒸日上也为计算机相关技术做出了贡献。计算机技术分为几个方面:部件技术、器件技术、组装技术、计算机的系统技术,而计算机系统技术又包括图像处理技术、数据库技术、软件工程的技术等等:其开发计算机和相关部件技术就是为了提供给计算机硬件的支持,通常包括、信息的存储技术、控制技术和运算能力、计算机接口的技术等;组装电子计算机的技术通常用于对计算机的管理和维修及调试。它们之间既单独存在又密不可分,综合说来大概就是计算机技术的容貌。文章以科学仪器分析为例,研究计算机技术在仪器分析当中起到的作用。 1 心音分析仪器当中计算机的应用 心音分析仪器是当代非常先进的医学上的分析仪器,其作用是为了观测大血管和人体心脏等相关运转状态,具有临床推广价值,其意义非常具有影响。传统的心音分析仪一般都是以模拟电路产生其显示图像来进行观察,但传统心音分析作用非常小、效果不明显、功能较少、但随着计算机技术不断向前发展,使得心音分析仪在计算机技术帮助下,解决其传统心音分析存在的一系列问题。 1.1 心音分析仪当中结构 心音分析仪硬件设施:计算机、音箱、传感器、信号处理模块等,如图1所示。传感器的功能就在要把心音信号传递到信号处理模块当中,其就像听诊器功能作用,但是要比传统听诊器要高级和专业很多。大家都知道想要获取更好的心音信号,就要周围环境及噪音降低到最小,就好像医生判断心音时候采用听诊器,但由于周围环境噪音的影响,会让医生在诊断时受到影响。其中降低周围噪音最佳办法就是过滤声波,心音分析仪使用计算机技术,在心音分析仪当中加上预处理的一个装置,这个装置分为滤波器和放大器。除此之外,除周围环境噪音对分析仪造成影响以外,在患者心音非常微弱时候,使用传统的心音仪很难捕捉到其信号,为了解决心音微弱这个问题,可以采用调节增益来帮助其解决这个问题,其作用就是要增加心音仪的高频成分。 1.2 心音分析仪信号处理 心音分析仪处理信号有自己的一些特点,其中包括如;信号采集、波形显示、储存、量化分析等等。在采集信号的环节当中,使用者看到的呈现出图像的软件界面,非常容易理解和能轻易操作,只要求按照相应菜单指导下标准的步骤来采集对其信号,信号采集完毕后,采用音频格式的存储方式将信号存储到数据库当中。在信号的波形显示时,用户可以对其进行具体操作,使用者可以采用特殊测量分析,还可以采用详细测量的分析。另外,心音分析仪可以用量化处理方式对其进行信号处理,进而达到诊断和更专业的分析研究的目的,在运用这个方法过程中,通过计算机的处理能变得更加容易。不但如此,打印机设置的打印机接口就是通过计算机来完成的,通过计算机数据传送到打印机当中,按照已经设计好的程序用编辑好的数据将其打印出来,这样会让用户操作打印机和整理数据时更加方便快捷。 心音分析仪运用的就是计算机的专业处理数据的功能和计算机的简单操作特点,不仅仅使医生在对其大血管和心脏等状态的观察,并且让医护人员和用户等在使用时携带更加方便,对其更能进行妥善保管。因此表明,把临床医学和计算机技术的有效结合在一起,其具有重大意义影响。 2 在血液分析仪当中计算机的应用价值 血液分析仪当中包括了对人体血液的检查,如胆固醇、血糖、乳酸等含量,这是对糖尿病患者及孕妇等相关人群有着深远的意义。之前国内大多数的血液分析仪使用范围能力有限,有的只能测试人体胆固醇、血糖这两样,并且其操作非常麻烦及复杂,等待结果时间较长,不适用于对人体血液的检查。当前,一种全新型的血液分析仪代替了传统血液分析仪器,全新型血液分析仪基础就是采用了计算机技术,解决了上述当中存在的问题。全新型血液分析仪里面包括,如控制信号当中的环节、单片机、液晶显示、网络通信的接口。新型的血液分析仪可以实现同时进行多项测量项目,使用户没想到的和想了解的指标都一目了然,非常清楚,而且,用户可依据自身情况有目的的进行选择测量,新型血液分析仪操作非常简单,可是把指标任意的进行组合测量。还有就是,在测量时间上,使用新型分析仪会大大的缩短其时间,并且操作简单易懂,新型分析仪不单单能够精准的检查出胆固醇、血糖的含量,并且在测量结果上可以精准判断当中含量是否超标,超出其正常范围,并且发出警告。上述就是因在软件开发程序上一些标准参数的设置,这些参数是经过专业的临床试验得出的结果,在测量结果出来后新型分析仪会自动和保存的参数进行比较,得到精准的判定。最后,使用新型分析仪就能把测量结果通过通信的接口传递给计算机,非常简便快捷。这样就会大大的增加仪器的实用性,因其计算机会对测量数据进行查询和保持。 如图2,新型血液分析仪当中硬件组成部分,其中包括控制信号当中的环节、单片机、液晶显示、网络通信的接口等。 由图2可以知道,在血液分析仪当中计算机起到的作用是采集信号、接口、运算数据是用单片机来完成的,所以本文只能讨论能否在计算机上使用通信接口功能。新型分析仪的通信接口能在连接计算机时非常方便快捷,就好比我们在照相设备中图片使用数据线可以上传到计算机当中,通信的接口作用就是通过串口里面的蕊片有效地将计算机和分析仪连接到一起,两者通过其数据间相互交换,不单单解决了在新型分析仪当中出现的关于数据查询和保存当中复杂的操作,并且因为其计算机里面有数据库的存在,所以可以使分析仪占用的空间得到一定程度上的减少,就会让测量结果产生的时间大大的缩短。上述表明,血液分析仪采用计算机技术来进行测量结果,可以更加的方便快捷。采用人为计算会因周围环境影响和自身因素影响,非常容易出现疏漏和错误的发生,使用计算机技术运用就可以避免这种现象发生,是错误率降低到最小。 3 在金属分析仪当中计算机的应用价值 金属分析仪采用计算机的目的是为了计算器和控制器,来对分析仪进行控制,对金属的浓度来进行计算。在分析仪测量出的数据结果使用串口的通信技术来进行处理,以此来获得浓度。计算机当中的分析软件其功能非常强大,对分析仪可以进行操控,能够对上传数据及信息能有效的进行处理。还有就是金属的浓度超标,其计算机软件还能发出警报。除此之外。采用计算机当中软件的运行和其他软件的运行不发生冲突,并且逻辑性非常强,能按照用户的要求将数据传到其他设备及软件。 综上所述,分析仪这类仪器具有非常严密和精细的技术,非常容易导致其发生误判和疏漏,这就需要采用计算机技术来帮助其解决问题。计算机技术在分析数据当中非常方便快捷,处理和上传数据明了化、具有保存数据的功能,但是不能全面的满足社会对科学仪器的要求,所以我们不能停下脚步,应向前不断创新研究,要能够做到具体问题要具体分析,不断为科学仪器分析找到最新的技术支持。 电子计算机论文:依托电子计算机技术快速发展 加强档案现代化管理 摘 要:随着科学技术的进步,随着社会信息化及电子政务的出现和发展,档案管理与社会各行各业一样,必将由传统的手工方式向现代化过渡,不断完成更新发展的进程,最终实现档案管理现代化。 关键词:档案 管理 现代化 档案管理现代化,是要树立先进的管理思想,学习科学的管理理论,继而采用与之相适应的组织机构、组织行 、管理方法和手段,以达到预期目的面对我国档案事业建设与发展的新形势、新任务,必须树立依靠科技进步和科技管理的概念。档案信息化,建设是项耗资巨、复杂的系统工程,必须明确目标,抓住机遇,加强协调,统一建设,重视培养一支高素质的档案管理人员队伍,确保档案资源电子计算机技术是当今新技术革命的先导技术。 电子计算机具有运算速度快,精确度高,存贮信息和逻辑判断能力强以及自动进行运算等特点,在文件的管理上,运用计算机进行文件的接收、查找、借阅、归还,以及辩识到期应销毁的文件等档案的归档利用和管理工作。在档案管理上,运用计算机进行档案的收集、整理、编制检索工具、内容介绍和编制内目录,还可用于库房的管理。用于特殊的档案工作项目,如编制大型索引、为档案的编研工作提供服务以及档案统计等工作。 一、档案管理现代化的目的 我们进行档案管理现代化建设,就是要取得档案管理总目标的最佳效果。档案管理总目标体现在两个方面:一是要安全、可靠、有效地保存和保护好各类档案实体,最大限度地延长档案寿命;二是充分开发档案信息资源,最大限度地为社会各界服务,也就是要迅速、准确地提供一切可能提供的档案信息为社会进步和经济发展服务。在档案管理现代化过程中,档案信息化是主要组成部分,涵盖了上述目标的两个方面,做好档案信息化建设是档案管理现代化的基础任务。全省各级档案部门、省级各大机关开展了对重要档案的数字化工作,档案信息化建设正在全面推进。加强档案信息化建设已经成为全体档案工作者的共识,信息化带动战略正在各级档案部门稳步实施,推动着档案管理现代化的发展。 二、档案管理现代化的内容 档案管理现代化是一个大概念,涉及到档案的收集整理、档案的保存及保管条件、档案保护技术、计算机应用技术、档案管理数字化、档案信息资源开发利用的方法和途径、电子文件的收集积累、整理归档及开发利用等领域,内容非常丰富。概括起来主要有3方面的工作:一是如何最大限度地延长档案寿命;二是如何利用计算机及其网络技术开发档案信息资源,为社会各界服务;三是在电子文件日益成为社会文件主导形式时,如何收集、积累、整理、形成档案,丰富馆藏,做好新类型增量档案的管理。这三方面工作不是孤立的,而是有相互依存和相互制约的关系。第一方面工作是基础,如果没有档案保存和寿命延长,就谈不上档案信息的开发利用;做好第二方面的工作,可以更好地体现第一方面工作的意义;如果没有第三方面的工作,在电子文件成为社会文件主导形式时,档案就失去了继续丰富馆藏的源泉,变成无源之水、无本之木,其后果也不堪设想。也就是说,在社会信息化的新形势下,第一方面工作望继续深化,第二方面工作要不断发展,都要依靠第三方面的工作,或者说都受第三方面工作的制约。第三方面工作是第一方面工作在社会信息化的新形势下的继续,也是第二方面工作在社会信息化的新形势下的继续发展和拓展。 三、电子计算机技术发展在档案管理现代化的运用 运用快速发展的计算机技术,实现档案管理的现代化验室 1、努力使档案信息化建设与本地区或本单位信息化建设同步。2、把信息化作为档案基础业务建设的重点内容。出于信息技术的广泛采用和电子政务的快速推进,使档案基础业务建设的重心向档案信息化建设转移。3、坚持档案信息化建设“发展、服务、安全”三项基本原则。(1)坚持把档案信息资源建设作为档案信息化建设的基础工程和优秀任务。档案信息资源建设,应该建立对现有馆藏资料、档案和文件的数据库;对文件目录实现机检。由于计算机的普及使用,电子文档成为新时期档案工作的对象,所以管理人员在工作中要对电子形式的文件、档案采用科学的方法和技术管理好,否则电子文档的丢失的损失是巨大的。管理和利用电子文件,是今后档案管理工作的重心。(2)坚持把实现档案信息资源共享、提高档案信息利用服务水平作为档案信息化建设的根本目的。(3)坚持把建立和完善档案信息安全保障体系作为档案信息化建设的关键环节。 计算机档案管理系统一般具有输入、输出、修改、插入、打印、统计、检索、查询、删除等功能,同时计算机还具有判别、诊断、筛选的功能,利用这些功能可进行档案的鉴定工作。运用计算机进行档案的现代化管理具有占用空间小、 储存信息量大、应用能力强、传输速度快等特点,能及时、大量地提供档案信息,提高了工作效率,是档案管理史上的一大飞跃。电子文件作为一新型的信息载体出现在档案领域,以磁性材料和光学材料为载体的电子档案,将逐步替代传统的纸质档案载体,在档案领域占主导地位,给档案工作注入生机和活力。 运用计算机管理档案工作,须加速实现档案工作人员素质现代化,档案工作人员素质现代化的主要内容是管理思想的现代化。如果档案人员没有现代化意识,就会影响档案管理现代化的进程。档案工作的性质决定了档案工作者既是专业型人才,又是管理型人才,只有拥有一批具有高素质的新型档案人才队伍,档案事业才能不断兴旺发达。 档案工作人员要熟悉档案业务,认真学习、深刻领会和掌握档案行业标准,树立高度的工作责任心,做好档案 据的录入工作,积极参与档案学术研究,不断提高理论研究水平。档案工作者肩负着历史的职责,有义务将接收的所有档案运用计算机管理,丰富科技信息资源,推动科研事业的发展。实践证明计算机管理档案既提高了科技档案的管理水平,也促进了管理工作进一步向科学化、系统化和规范化方向发展。 四、档案信息化建设的重要意义 信息化为档案事业发展带来了前所未有的挑战和发展机遇。广大档案工作者普遍认识到,加强档案信息化建设,是档案事业适应时代相社会发展的必然选择,是加强档案管理现代化的客观要求,是提高档案信息服务水平的必由之路。档案信息化建设是国家信息化建设的一个重要织成部分。档案信息化建设对于档案事业的新发展具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。 电子计算机论文:谈20世纪电子计算机与美国的政府和军队 [摘要]美国的电子计算机研究是由军事部门开始的。20世纪40年代,由J.普雷斯特·埃克特(J·Presper Eckert)和教授约翰·W·莫克利(John W·Mauchly)二人共同开发的第一台计算机叫电子数字积分计算机(ENIAC),后来约翰·冯·诺依曼(John von Neumann)参与其中,使计算机得到改进。计算机是由美国政府和军队投资的,成批生产后,首先主要售给了政府和军队,后来才逐步用于商业。美国军队有意把计算机技术传播到民间,因而大学变成计算机研究的主要基地,促进了计算机科学的飞速发展。 [关键词]20世纪 电子计算机 美国政府 军队 庞帅(1987-),男,内蒙古鄂尔多斯人,同济大学硕士研究生。研究方向:软件工程。 早在第二次世界大战期间,为了战争的需要,美国的军事科研部门组织了大规模的高速计算机的开发项目,其目的是为军事服务,经过一系列的研究,终于有了结果,在20世纪40年代,第一台电子计算机诞生了。这台电子计算机的准确名字叫“电子数字积分计算机”,英文叫“ENIAC”,计算机界一般认为,它是第一部真正意义上的电子计算机。这台电子计算机的研制是由陆军军械部投资的,开始的时候,与炮兵的发射计算距离有关。电子数据积分计算机是由美国宾夕法尼亚大学的教授J.普雷斯特·埃克特(J·Presper Eckert)和教授约翰·W·莫克利(John W.Mauchly)二人共同开发的。电子数据积分计算机处理数据时,依靠的是硬件,没有软件的概念。直到1944年,约翰·冯·诺依曼(John von Neumann)教授参与到正在从事的新的机器——电子积分数字计算机的研制队伍中,他们三人夜以继日地潜心研究,终于研制出新的替代硬件概念的存储程序的电子计算机,这种计算机非常有利于对存储的内容进行修正。 约翰·冯·诺依曼对存储程序的计算机这一抽象概念的提出,基本奠定了后来计算机发展的逻辑基础,并得到了快速的推广。虽然约翰·冯·诺依曼基本理论体系在20世纪50年代很快在全美国的计算机界非常流行,但在这时,计算机的硬件仍然与软件捆绑在一起,密不可分。到了1970年以后,与硬件分离的真正意义上的软件才出现并慢慢得以发展。 美国第一台可操作的有使用价值的计算机SEAC是在1950年被开发出来的,后来又造出了不少的改进版计算机。计算机公司把这些批量生产的计算机卖给了联邦政府和军队。下面是一些典型的例子: 例一,旋风(Whirlwind)计算机,是在1949年由麻省理工学院开发出的计算机,这款计算机被20世纪50年代美军的SAGE战略航空防御系统所采用。这套防御系统,是当时世界上最先进的防御系统。 例二,航空科学学院计算机,1951年由高级学习研究所的冯·诺依曼根据他的EDVAC计算机模型和后来的一些研究开发出来,这项研究经费是由美军的陆军部、海军部和无线电公司等单位提供的,计算机生产出来后,卖给了军队。 例三,国际商用机器(IBM)701,1953年由IBM公司研制成功,IBM公司把大多数的计算机卖给国防部,国防部把这种计算机当做科学仪器使用。 例四,通用自动计算机(UNIVAC),是在1953年由雷明顿·兰德(Remington Rand)公司研制成功,这款计算机被美国政府机构、美国人口普查局以及私营企业买走,大大提高了美国政府机构的办事效率。 以上说的是计算机硬件,下面说一说计算机的软件。计算机的软件工业在发展的早期,和计算机的硬件一样,大部分都卖给了联邦政府机构和军队。下面,是美国国防部从1959年到1990年31年间采购计算机软件部分支出数据。 上表反映的数据是美国国防部在计算机软件上的支出,从1959年到1990年31年间增长了80多倍。 从以上论述可以看出,在计算机发展的初期,美国在投资和购买两个方面,都以政府机构和军队为主,但20世纪80年代以后,商业购买的计算机数量逐步超过了政府和军队,成为市场的主体。 在计算机的研究和生产方面,美国军队一直有这样的理念,迫切希望计算机技术广泛流传到民间,希望大学及民间人士参与其中,希望更多的机构和人员参与到计算机的研究、制造和销售的渠道中,在这种思想指导下,美国有许多机构和个人进入到计算机这个行业,在这种情况下,产生了许多“克隆品”,例如ILLIAC,数学分析器数值积分器MANIAN,AVIDAC,等等。但这并不是美国计算机的主流。恰恰相反,美国军队对于计算机技术的开放态度,极大地激发了计算机研制和进步的活力。首先表现在美国各大学对计算机的研究,发挥了中流砥柱的优秀作用。在20世纪的美国,大学是对计算机的硬件和软件进行基础性研究和应用性研究的最重要的基地。促进了硬件和软件的源源不断推陈出新,不断进步。大学又是培养计算机行业高级工程师和科学家的摇篮,在计算机技术公开和开放的环境中,研究人员之间不断地交流、切磋,使大学成为名符其实的计算机工业传播和创新的基地。 在这种公开、开放的环境中,美国的大学常常为工厂和大学之间,也为软件和计算机科学的国防研究和民用研究之间提供了取长补短、优势互补以及信息交流的渠道,这样,促使美国的计算机产业成为全民的产业,成为欣欣向荣、飞速发展的产业。相比之下,苏联、英国、日本等国家,在20世纪,把计算机当做保密的军事技术,参与的人数少,缺乏竞争的活力,被美国远远地甩到后面,望尘莫及。对于军事工业和民用工业的关系,美国人的做法值得我们借鉴。
计算机仿真论文:智能变电站计算机仿真论文 1仿真的总体思路 1.1信息一体化平台 信息一体化平台采用一体化模式,集监控和五防功能于一体。一方面作为后台监控系统软件,模拟数据采集处理、运行监控、正常操作、事件和报警处理等,实现常规站监控系统功能,同时新增加智能变电站特有的高级应用功能:一键顺序控制、告警信息分类、智能告警等;另一方面作为五防系统软件,嵌入到信息一体化平台中,不仅保留就地间隔内电气设备的电气联锁,同时还通过以太网实现相互通信,交换设备的状态,实现智能变电站站控层、间隔层、过程层3级防误闭锁功能。 1.2智能化保护测控系统 智能化保护测控系统按照保护测控装置的物理原理建立数学模型,采用定值驱动法,当故障发生后计算的故障电流结果到达定值要求时自动启动保护测控装置,按照其工作原理进行判别,相关保护动作,报出故障信息报文,有关指示灯点亮,与变电站真实设备保持一致。 2系统功能 智能变电站高级应用功能的仿真是以智能变电站仿真系统为基础,将智能站高级应用集成于信息一体化平台中,实现了智能变电站特有的一键顺序控制、智能告警信息分类、故障综合分析决策功能的仿真。该系统从其功能上可以作为培训和测试的平台。 1)培训功能。智能变电站高级应用功能是智能站特有的新应用,对运行人员来说是全新的知识,需要进行培训学习。该系统真实再现了智能变电站场景,可以为运行人员提供一种有效的培训手段,使运行人员能够学习智能变电站中的新知识、新技术,提升专业素质。该系统已经投入培训使用,系统运行稳定,人机界面友好,培训功能完善,培训效果逼真。 2)测试平台功能。智能变电站高级应用功能的仿真还可以为高级应用功能的研究提供测试平台。由于电力系统的特殊性,不能在真实运行设备上进行任意操作,而该仿真系统通过为其他系统或软件提供开放的数据接口,可以反复进行操作和设置故障,对被测系统或软件运行情况进行测试,通过与某公司合作,能够正确地实现测试功能,为研究智能站高级应用功能提供了一种有效的测试平台。 3智能告警信息分类的仿真 通过建立故障信息的逻辑推理模型,对故障告警信息分类过滤,并对变电站运行状态进行实时在线分析推理,能够实现智能告警功能,可以自动报告站内异常状态,并根据需求提供分层分类的故障告警信息。智能变电站各种运行告警信息量非常大,包括3类: 1)提示性信息。这类信息不需要特别关注; 2)告警信号。这类信息虽然没有直接引发事故跳闸,但实际隐含着可能的故障,若不进行综合分析,消除异常,持续发展会导致事故发生,需要给予重点关注; 3)事故信息。事故信号产生一般都会有保护动作、开关跳闸,要求在尽可能短的时间判断故障原因,以便上报,并依据调度指导进行故障隔离和恢复操作。因此,需要对故障告警信息进行过滤,提供分层分类的告警信息,以方便运行人员工作。智能告警信息分类的仿真包括以下几个方面: 1)图形界面仿真。智能告警信息分类通过信息一体化平台进行展示,信息告警图形界面是信息分类结果的直观展现。在进行仿真开发时,按照智能变电站信息分类的原则,根据告警信号重要性,告警实时显示窗口由多个页面组成,包括:全部告警、严重保护事件、一般保护事件、SOE、开关刀闸动作和智能告警6类,所示同时还会根据告警信息的级别,通过声音的方式发出告警。 2)数据库仿真。智能告警信息量非常大,其仿真时所需的数据量也很多。仿真时全站采集信息采用统一的命名格式。变量命名格式包括:变量名、变量描述、变量单位、变量标识、变量数据指向。变量名是信息的代表,当变量为1时,其变量描述才有意义,该描述会在智能告警图形界面中显示出来;变量单位的作用是区分告警信息变量的间隔,是实现变量筛选分类的基础;变量标识的作用是区分告警信息变量的重要程度,以便于告警信息的分类;变量数据指向主要用于数据通信。 3)告警信息筛选分类功能。由于告警信息总量很大,为满足不同的关注需求,在告警显示窗口设置信息筛选的功能,在窗口中选择某一设备间隔,根据告警信息变量的标识,可以在告警窗口各页面中自动显示出有关该间隔的所有信息,将不关注的信息屏蔽。可以通过左上角下拉列表选择变电站间隔来显示不同间隔的告警信息,使运行人员更有针对性地查看所需的信息。 4故障综合分析决策的仿真 故障综合分析决策是指在故障情况下对事件顺序记录、保护装置动作及信号、故障录波数据等进行深入挖掘,通过多专业综合分析,并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。通常当变电站发生异常或事故时,其处理过程是运行人员按照现场情况、规程及经验进行判断处理,这种方式不仅要求值班员非常熟悉变电运行规程、规范及设备运行要求,而且需要较长的分析判断时间。故障综合分析决策功能可自动为运行人员提供一个或多个可能的事故分析报告,便于迅速确定事故原因和应采取的措施。 4.1故障仿真 故障仿真是进行故障综合分析决策仿真的基础,该仿真系统中对真实系统中可能发生的故障类型进行了分析总结,可实现真实系统中常见故障的仿真。在仿真中故障类型,分为4类,一百多个故障: 1)一次设备故障及异常,包括线路、母线、主变压器、电容器、所用变、断路器操作机构、SF6泄露等; 2)保护与测控装置故障; 3)智能组件故障,包括智能终端、合并单元、网络故障; 4)低压交直流故障。其中,一次故障可以进行故障相别、故障距离、故障性质(瞬时/永久)进行分别设置。在仿真中既可以单独设置一次、二次故障或网络故障,也可组合一次、二次故障和网络故障。故障仿真范围全面,效果逼真。通过仿真系统在培训中的应用,该系统能够在故障和异常发生时,能够真实反应故障现象和保护动作情况,故障信息详细,为故障综合分析决策提供分析依据。 4.2故障综合分析决策仿真的基本结构 故障综合分析决策仿真的基本结构,以仿真支撑系统为服务器,进行故障模拟、采集信息、建立推理知识库、故障综合分析推理,并将分析结果以可视化的形式在信息一体化平台中展示出来。信息采集是对设备实际状态信息和故障信息的采集,在仿真时通过支撑系统完成数据的采集;推理知识库存放专家提供的告警及故障分析知识,推理机完成故障信息的综合分析,给出推理结果,推理知识库和推理机以数学模型的形式存放于支撑系统中;推理结果展示是将推理结果以一条条报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中。 4.3建立推理知识库 推理知识库的知识源自变电运行规程、规范及运行人员的经验总结,通过分类归纳总结,形成一定的知识规则,在仿真过程中其规则内容包括设备名称、事件、原因、推理相关信息等。它采用统一建模方式,可以通过修改、完善知识库中的推理逻辑来提高综合分析决策的功能。 4.4推理机 推理机是利用类似专家解决问题的思维方式,通过推理机来实现知识库的价值。在故障发生后,推理机将采集到的告警信息、设备状态信息与知识库中的推理建立起关联关系,采用正向推理策略,按照推理规则进行反复匹配和判断,最终给出一个或多个合理的推理结果以供参考。 4.5推理结果展示 推理结果展示既是将推理结果以报文的形式展示在信息一体化平台的告警窗口中,告警窗口“推理信息”页面提供简单的故障分析结果报文信息,包括故障发生时间、设备名称及简单推理结论,通过双击该报文信息调用具体故障分析报告的展示窗口,分析报告显示的内容包括故障发生的时间和间隔、动作事件、故障原因、故障相关信息分析的结果。通过推理结果展示,可以直观的看到故障综合分析决策的结果。 5结束语 本文介绍了实现智能变电站高级应用功能仿真的总体思路,并对一键顺序控制、智能告警信息分类、故障信息综合分析决策功能的仿真进行了详细阐述,该智能变电站高级应用功能的仿真为既为高级应用功能的研究提供了测试平台,同时也为运行人员提供了培训平台,有较好的推广意义。 作者:张洪波 刘国宏 徐岩 单位:国网河南省电力公司技能培训中心 计算机仿真论文:变电站塔架计算机仿真论文 1CAD标准和构件标准化 本文针对不同的变电站构件类型,研究其标准化方法,从而可选取标准化构件进行组合和建模。特别是在多排架结构建模时,如果没有标准构件库,模型的建立将需要繁琐的手工设置,变得非常复杂,影响模型的质量。标准化的构件能够帮助设计师迅速建立起复杂模型,同时也能保证模型的质量,提高设计效率。因此,提供一套标准的构件模型库就变得十分必要。 2变电站塔架的标准化 本文研究的建模系统向用户提供了110kV、220kV、500kV、750kV四种变电站类型下常见梁、柱形式的建模。它主要包含圆钢梁、三角形格构梁(三种形式)、四边形格构梁(两种形式)、圆钢柱、人字柱和格构柱等。 2.1圆钢梁和圆钢柱 圆钢梁和圆钢柱是110kV变电站类型中常见结构。圆钢梁的主要描述参数为横向段杆数、每段杆长度;圆钢柱的描述参数包括柱高度、地线柱高度。另外,圆钢梁在实际工程中会设置挂线点,电线从挂线点处穿过;圆钢柱上的地线挂点处会有地线挂载,默认为地线柱的最高点。要特别注明的是,一般提到的杆,其描述参数有起始位置、结束位置、截面类型、材料类型等。 2.2人字柱(A柱) 人字柱常用在220kV和500kV变电站中,采用三角支撑使结构更加稳定,在柱顶处设置连接支架,用于支撑梁。描述人字柱的特性,从下往上讲:第一是根开尺寸,就是底部叉开的Y向宽度;第二是是否有端撑,即是否存在第三条支撑柱,如有则需要指定端撑的X向根开宽度;第三是顶部宽度,人字柱的顶部一般会设立面积不大的操作平台,一般为两边支撑柱截面面积之和的二分之一;第四是柱分段数,在段与段间设置横撑,横撑的长度由以上参数可以计算;第五是地线柱设置,同圆钢柱;第六是避雷针设置,一般提供用户选择,不为必须,避雷针也可配置分段数和长度,并可设置每段截面属性,一般截面设置形式为从下往上越来越细。 2.3三角形格构梁 三角形格构梁拥有三种形式,其特征描述主要包含以下部分:第一是偏心尺寸,即梁与柱之间的间隙距离;第二是横向分段数,每一段的长度属性;第三是段与段之间的属性,包含是否有立杆,立杆中是否有腹杆,段结尾处是否为挂线点;第四为梁的底部宽度和垂直高度,如有起拱则最高起拱处拱起高度。为三角形I型格构梁模型示意。该类型梁的特点如下:首个横向段顶部不存在主杆,每一段的斜撑起点与上一段斜撑终点相连;模型的斜撑呈之字型前后相连。因此,该模型建模时必须保证模型的总跨数为偶数。为三角形II型格构梁模型示意。该类型该类型梁的特点为在其2~3段处有一个折点,梁的起始宽度小于梁最大宽度。梁底部的斜撑形式为交叉形,而侧面的形式则呈以中心段为轴左右对称型。并且,此种类型每一段都存在立杆。因此,该类型在标准化时需额外提供折点,而不需要选择立杆选项。 2.4格构柱 格构柱常用在500kV以上级别的变电站中,其特点是具有高度优势,当承载高压电线时可大大降低对地面设施的影响。展示了工程中使用的格构柱。格构柱模型是由多个竖向的段叠加而成,段与段之间由横向的隔层隔开,每一段有四个面,每一面的形式也不尽相同。因此,对该结构标准化定义,重点在于定义每一段。具体来说,可将每一段分为前后左右四个面,前后面相同,左右面相同;每一面拥有底部宽度、顶部宽度和高度三个几何属性;每一面的支撑杆件的形式一般为以下五种形式之一:“/”、“×”、“>”、“”、“”。段与段间的隔层一般为交叉型结构,故此处仅需要提供截面定义接口即可。 2.5四边形格构梁 四边形格构梁包含两种形式,其横截面均为四边形。四边形I型格构梁与人字柱结合使用,在500kV变电站中较为常见。而四边形II型格构梁则与格构柱结合使用,在750kV中较为常用。展示了750kV变电站中,格构柱和格构梁结合使用的情况。四边形I型格构梁模型图,其底面为交叉型斜撑组成,侧面和顶面为“之”字相连形式斜撑。与三角形格构梁相同,描述其特征也需要描述横向段数、每段长度、结构整体宽度和长度等。每一段之间的腹杆也需要进行定义,如腹杆类型和截面等。该格构梁的首段也没有立杆,故分段数需要为偶数形式。四边形II型格构梁模型图,与I型不同。它在两侧存在额外的支撑,可以与格构柱连接。因此,该模型在定义时还需要提供该支撑部分的参数定义。以上详细介绍了每一种构件的标准定义方法和描述参数,通过这些参数的研究和定义,为构件的计算机模型化创造了前提条件。 3变电站塔架的建模方法 针对上述构件的计算机模型设计,提出构件的计算机建模方法。在构件的计算机表示设计中,Component为构件顶级父类,为每一个构件提供了Name属性。另外,构件的建模需要提供一个初始原点,即Zero-Point,根据构件的参数和该ZeroPoint,调用Genera-lElements生成构件。Pole类为柱构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetHeight为得到构件的总高度,即柱本身、地线柱、避雷针的高度之和;GetBottomPoints为得到构件地面支撑点。Pole类有三个子类,即圆钢柱、LinePole、人字柱APole和格构柱GridPole。LinePole可以设置其柱身高度PoleHeight和地线柱GroundColumn;APole可以设置其底部宽度BottomWidth、顶部宽度Top-Width、地线柱GroundColumn、避雷针LightRod、垂直段VerticalParts等;GridPole可设置的主要为垂直段VerticalParts和最上部段的顶部宽度TopWidth。除此之外,GridPole提供了一个自动计算段宽度的方法AutoCaculateParts。Beam为梁构件的公共父类,提供了两个公共方法:GetLength为得到构件的横向全长;Eccentricity-Length为偏心距离,即梁与柱结合建模时,梁连接点到柱连接点距离,一般在这里安装连接件。Beam有三个子类,即圆钢梁LineBeam、三角形格构梁Rect-angleBeam和四边形格构梁QuadrangleBeam,分别表示三种常见梁构件。其中,LineBeam的设置只包含线形横向段LineParts;RectangleBeam包含有宽度Width、高度Height、横向段HorizontalParts、挠度De-flection、梁类型BeamType等的设置。Deflection是指梁最高处的拱起高度;QuadrangleBeam中除了这些属性之外,还包含与格构柱连接处的属性设置StandBarWidth和StandBarHeight。除了主要的Pole和Beam构件之外,还有其包含的子构件。LightRod即避雷针构件,其提供了分段数Parts设置,以及每段的截面类型SectionName和长度Lengtj;GroundColumn为地线柱构件,其提供了高度Height和截面的设置SectionName;Horizon-Part为水平向的段构件,VerticalPart为垂直向的段构件,一般包含段的长度Length和一些特点属性。上述基础对象模型构成了变电站塔架的基本构件库,为模型的计算机实时建模和分析提供了支持。 4结论 本文基于构件组装的变电站塔架CAD设计系统,实现了对模型常见构件的标准化工作,提出自主模型构件标准,实现了变电站构件模型的计算机模型构件标准化,并实现了计算机建模方法。目前变电站建模系统已经可以将模型在计算机中建立和生成,模型的仿真结果对变电站设计工程师来说更加重要。因此,笔者将会深入研究基于计算机模型的工程仿真方法,为变电站行业的CAD设计仿真做出更大的努力。 作者:白勇 张为 单位:重庆电力高等专科学校 重庆市电力公司检修分公司 计算机仿真论文:海事事故分析中的计算机仿真论文 1计算机仿真 1.1案例介绍 2009年9月18日晚22点左右,一艘渔船(下文称“船A”)在仰光河沉没,船上16人全部遇难.由于水面风平浪静,渔船在出港前进行过适航检查,所以排除因自身原因沉没的可能.为了查明事故原因,缅甸交通部成立事故调查委员会对当时位于出事水域附近的船舶展开调查.海事部门调查得知渔船沉没当时有5条船经过附近水域.对这5条船舶进行检查发现:4条船都无明显摩擦痕迹,其余1艘韩国籍货船(下文称“船B”)吃水线附近有摩擦痕迹,船首右舷方向有一0.5m×1m的凹陷,并重新上了船用漆.据此,“船A”的船东认为“船A”的沉没是由“船B”碰撞而致,要求“船B”的船东赔偿损失.然而碰撞事故发生在晚上,出事海域还有其他船舶,并没有人直接观察到哪条船为碰撞船舶.而且仰光河上经常有原木等漂浮物,无法辨别摩擦和凹陷是与船舶碰撞而导致的抑或与原木等碰撞而导致的.所以海事法庭裁决:仅凭“船B”有擦痕不足以断定“货船B”就是撞击船舶.因缺乏有力证据,一审判决“船A”败诉.“船A”的船东对判决不服,委托保险公司找研究人员,希望找到新的证据.本文即是在此背景下进行的仿真研究,通过计算机仿真驳斥和补充了一审中的一些证据.在新证据的支持下最终在2013年9月份的二审中,“船A”胜诉,获得赔偿. 1.2仿真建模 从缅甸海事局公布的材料模型的质量是影响仿真分析精确度的重要因素之一.虽然仿真建模技术在不断发展,但是目前精确建立一整条船仍是件很费时费力的工作.而且实际经验表明,绝对精细的模型难以进行网格剖分和有限元计算.准确建立出总体轮廓和主要承力部件,忽略非承重结构对仿真精度和精细模型相差不大.本文以实船的横剖面型线进行放样,中纵剖面型线进行拉伸切除,采用这种自上而下的建模方法得到的模型与实船轮廓=几乎一致. 1.3数值计算 船舶碰撞是短时间内,在巨大碰撞载荷作用下的一种复杂的非线性动态响应过程,碰撞中存在着大量的非线性问题,如几何的非线性、材料的非线性、接触非线性和运动的非线性等.所有这些特点使船舶碰撞问题的研究变得相当复杂.当前的研究方法主要有:经验公式法、实船试验方法和有限元仿真分析法.经验公式法计算粗糙,多用于研究船舶在水平面内的二维运动;实船试验方法虽然可以得到可靠的数据,但“破坏性”试验的代价极其极昂贵.相比之下,有限元仿真分析法运算能力强,成本低廉,结合计算机对图像的后处理功能,可直观的再现碰撞过程,顾永宁、崔维成等开始利用有限元法对船舶碰撞进行深入的研究.计算时中心差分法对系统刚度矩阵要求不高,但对时间步长要求挺严格.通常,时间步长越小,计算越准确,但可能导致运算量太大而无法计算;而较大的时间步长容易导致计算不收敛,所以在用中心差分法计算时合理的确定时间步长是十分重要的一步.本文中各单元的时间步长Δt按如下计算方法确定. 2仿真实验 2.1实验一 事故发生在晚上,无人看到碰撞过程,若是“船A—船B”相撞,那么2船碰撞的过程是什么样的?据海事部门对2船的检查:“船A”有2处凹陷,一处位于水线附近,另外一处位于驾驶台左侧;“船B”有3处擦痕,2处位于水线附近,一处位于船首外板的右侧.但并不能据此来证明“船A”与“船B”碰撞,还需验证2船的损伤位置是否能够对应起来. 2.1.1仿真设置 利用前面建好的船舶仿真模型,根据“船A”和“船B”的变形位置、吨位、吃水确定碰撞实验的相对高度。模拟2船碰撞局面,还需知道边界条件和初始条件.主要是明确2船碰撞位置、碰撞角度,以及碰撞速度.参考船舶航行记录仪的数据,以及船员的描述可得到:“船A”航速为2kn,“船B”航速为14kn,两者的航向接近垂直,当时海面风平浪静,故无需考虑风浪对船舶碰撞的影响.计算时“船A”现对静止,根据速度的矢量合成,设置“船B”以14.14kn航速,85°方位角向“船A”左舷船中偏后位置撞去。 2.1.2仿真结果 通过仿真碰撞的平面视图,直观的再现碰撞过程.仿真实验得到的船舶碰撞全过程的二维。通过划分的6个重要阶段能够直观再现碰撞过程:(左边)“船B”以8kn航速、正横的角度向(右边)“船A”撞去.受到“船B”的撞击,“船A”会被推向X轴一段距离,即横移.同时,在撞击力与水阻力的共同作用下,“船A”还会向右侧倾斜.“船B”横向速度较大,向右航行会再次撞上“船A”,造成“船A”继续右倾.最终“船A”右舷入水,水进入船体,稳性降低,加速倾覆. 2.1.3仿真结果与实测结果对比 缅甸海事局公布的“船B”损伤资料,具有法律效应和可信度. 1)由图5a),b)可知,“船B”的船首外板从吃水线上方1m开始由下至上向前延伸使得“船B”接近正横撞向“船A”尾部左舷区时,“船B”上方的船首右侧外板要先于水线附件的首柱外板与“船A”发生接触碰撞.这正对应的是图6标示的“1号损伤”. 2)由图5c),d)可知,第一次碰撞后,“船A”会发生右移和右倾,(“船B”质量和动能比“船A”大很多)“船B”状态几乎不变.“船A”的右移速度受水阻力影响不断下降,“船B”向右航行会第二次撞上渔船.由于“船A”的右倾,“船B”上方的船首右侧外板不再与“船A”发生接触,水线附件的首柱外板与“船A”发生第二次接触碰撞.这对应的正是图6所标示的“2号损伤”和“3号损伤”处.3)图5e),f)显示球鼻首吃水线附近的上端碰撞点距吃水线大约0.9m,下端碰撞点距吃水线大约1.7m;小船吃水线附近的上端碰撞点距设计水线大约0.9m,下端距设计水线大约1.4m,撞深为0.43m(注意:小船已经右倾,在测量小船时不能再以水线(WL)来算距离,而应以设计水线(DWL)来算距离).仿真结果中2船碰撞点位置和图6中所标的2船损伤部位基本吻合. 2.2实验二 事故当时在附近航行的船舶共有5艘.其中3艘为椭圆形球鼻首,2艘(包括“船B”)为柱形球鼻首.不同形状的球鼻首撞击它船后的损伤特点是否相同?“船A”的损伤变形到底是被哪种形状的球鼻首撞击所致? 2.2.1实验设置 首先确定了2种球鼻首———椭圆形球鼻首、柱形球鼻首,二者形状不同,但是为了比较的准确性,两者的质量、速度、角度都须设置相同.因为怀疑“船B”为撞击船,本文以“船B”为基准,通过调节密度使2种球鼻首的质量都为42195t.并以85°碰撞 2.2.2仿真结果 在ExplictDynamics中进行求解,碰撞时间设为0.11s,输出“船A”在2种不同形状船首撞击下的损伤变形云图,受柱型球鼻首撞击,船体在碰撞区域有垂向的长条状变形,有2处变形较大,位于长条上端和下端区域,最大总变形为0.4344m;受椭圆形球鼻首撞击,船体在碰撞区域明显体现出水平方向变形,区域中间的变形较大,最大总变形为1.1159m. 2.2.3仿真结果与实测的对比 缅甸海事部门提供的“船A”实船。真实变形为从甲板边线到舭龙骨间的垂向的狭长状变形,而且据缅甸海事局勘测,实船的最大撞深为0.48m.实验和实测值的对比。将仿真实验得到的变形形状、最大变形与实船测量结果对比分析可得: 1)从碰撞后“船A”的变形形状上比较,很明显受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合,均为垂向狭长状变形. 2)实测“船A”的最大总变形为0.48m.受柱型球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为0.4344m,与实际损伤变形误差为9.5%;受圆形球鼻首撞击,“船A”最大总变形的仿真结果为1.1159m,相对误差达到63.59%.显然,从“船A”的变形程度上比较,也是受柱型球鼻首撞击后得到的实验结果和真实结果最为吻合. 2.3结论 通过仿真实验,知道了“船A”、“船B”的多处损伤变形是由2次碰撞所致;两船的损伤位置可以一一对应;“船A”吃水线附件的狭长状凹陷,是被柱形球鼻首撞击所致,“船B”以航海日志中记录的吨位、航向、航速为参数撞击“船A”,“船A”最大总变形为0.4344m,与海事局实测数据0.48m较吻合.这为执法部门对碰撞事故的责任认定提供了一份客观、科学的材料. 3结束语 本文将计算机仿真技术用在船舶碰撞中,再现了碰撞过程,计算了碰撞后船舶的变形.实际上运用计算机仿真技术还能解决很多海事问题:反推碰撞角度和碰撞速度;计算、校核碰撞后船舶的稳性和强度等.目前计算机仿真技术在事故分析中的运用还不广泛,仿真模型的建立、网格的剖分、边界的约束,时间步长的设定,每个环节都会对结果的精度有较大影响;耗时较长的计算也让很多人对计算机仿真望而止步.但随着海事现代化、数字化的发展,事故数据的收集已不再是难题,对数据的深入研究将逐渐成为提高海事事故分析水平的关键.根据事故数据运用仿真技术可以直观的模拟事故经过,结合有限元计算对事故做定量分析,达到许多传统分析手段无法达到的研究深度. 作者:刘超 李范春 李翔 单位:大连海事大学轮机学院 大连海事大学交通运输装备和海洋工程学院 计算机仿真论文:汽车电子悬挂系统计算机仿真论文 1电子控制悬挂系统的原理与主要结构 悬架系统是影响汽车驾驶及乘坐舒适性和操纵稳定性的主要部件,是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。汽车悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器构成的整个支撑系统。悬挂系统应有支撑车身的功能,改善乘坐的颠簸感觉,不同的悬挂系统设计会使驾驶者有不同的乘坐感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。常见的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别系统则还有缓冲块、横向稳定杆等。计算机仿真系统的电控单元控制悬挂系统可根据车载重量、路况条件、行驶速度等来调节悬挂系统的刚度、减振器阻尼力以及车身高度。从而使车辆在各种行驶条件下均可获得最佳的行驶平稳性和操纵协调性。有多种不同类型的电子控制悬挂系统,以大众汽车的电子控制空气弹簧悬挂系统为例,电子控制悬挂系统主要由空气压缩机、干燥器、车身高度传感器、带有减振器的空气弹簧、悬挂控制执行器、悬挂控制选择开关、悬挂用电控单元等组成。在汽车行驶过程中,电控单元不停地接收车身高度传感器、加速度传感器(即油门动作传感器)、制动传感器、转向传感器以及车速传感器输出的信号并进行运算、分析和判断,最终向执行器输出控制信号,控制车身高度和悬挂刚度。 2计算机仿真技术在汽车悬挂系统的应用特点 电控单元中计算机仿真控制悬挂系统的主要优点有:为提高汽车正常行驶时乘坐的舒适性,可以将弹簧刚度设计得较小,以使车身的自然振动频率尽可能的低。为提高汽车的操纵稳定性,使汽车的行驶安全性明显提高,可以将汽车悬挂抗侧倾,抗纵摆的刚度设计得比较大。将车轮快速提起,避开障碍物,可以在车轮碰到障碍物(如砖、石等)时,提高汽车的通过性。电控单元可以在汽车载荷变化,在不平路面上行驶时自动保持车身高度不变。仿真技术可以防止汽车制动时车头的下冲。提高汽车转弯时的操纵稳定性,可以避免汽车转弯时车身向外倾斜。为提高车轮与地面间的附着力,可以减小轮跳离地面的倾向。 3总结 计算机仿真技术是研究和分析系统运行行为、展现系统动态过程和运动规律的一种重要形式手段和方法。计算机仿真新技术的快速发展和计算机仿真技术所表现的实用性和前景效益是相当大的。特别近年来在仿真方法、技术研究、机械系统仿真应用等方面都取得了显著的成就。因此,计算机仿真技术在多方领域有广泛的应用。 作者:王来丽 田雪萍 王海峰 单位:黑龙江农业职业技术学院 计算机仿真论文:3A21铝合金矩形管变形计算机仿真论文 1简化模型与截面变形 通常采用截面变化率δh表示弯曲后矩形管在截面处的变形程度,其可用公式δh=(h-h1)/h×100%表示,其中h、h1分别表示矩形管变形前后截面处的高度。 2建立有限元模型 2.1模型建立 矩形管坯尺寸为b×h×t=24.9mm×12.3mm×1mm,材料为3A21铝合金。采用Abaqus软件建立有限元模型。步骤如下:建立部件的几何模型、部件进行装配、设置接触条件、划分网格等。 2.2可靠性验证 采用试验方法对有限元仿真结果进行验证,判断有限元仿真的可靠性,进而对芯模参数影响矩形管截面变形规律进行研究。试验与模拟中工艺参数设置一致,即:弯曲角度θ=90°,弯曲半径R=40mm,弯曲速度w=1.567rad/s,芯棒、夹块及其他模块与管坯之间的摩擦系数分别为0.01、0.50、0.17,管坯与模具间隙ΔC=0.1mm,芯头参数为,H=10mm,B=22.88mm,D=3mm,A=60°,n=3,同时要求芯棒无伸出量。对有限元方法与实验方法得到的截面变化率δh进行对比。可以看出:靠近弯曲两端部分(0°、90°)时截面变化率比较小,处于弯曲中间部分(40°~80°)时截面变化率较大,且随着截面位置的增大而增加。对比两条曲线,发现曲线变化趋势相同,通过计算可知模拟结果与实验结果的最大误差为2.9%。充分说明本文采用的模型可有效的模拟3A21铝合金矩形管在绕弯成形中的截面变化。 3模拟结果分析 3.1芯头个数n影响截面变化 以2.2节中设定的工艺参数为基础,保证其他参数不变,改变芯头个数n,分别设置为1、2、3、4,采用文中建立的模型进行仿真模拟,研究芯头个数n对截面变化的影响。不同时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,n=1或者n=2时截面变化率δh较大,且在弯曲中间位置(45°左右)取得最大值,分别为37%、34.5%。当n=3时,截面变化率迅速减小,最大截面变化率为6.9%。继续增大芯头个数n,当n=4时,截面变化率变化不大,可以判断当n大于3时,增大芯头个数对矩形管绕弯成形中截面变化无太大影响,故应选取n=3,矩形弯曲管质量较好。同时,截面变化率在弯曲两端较小,而在弯曲中间位置较大。由于压块、弯曲模与防皱模对矩形管的外壁进行限制,同时芯头和芯棒对内壁起到支撑作用。在弯曲中间部分,内壁失去了芯头的支撑作用,外壁没有压块进行限制,故处于悬空状态,此时截面变形率会较高。矩形管的末端受到夹块及弯曲模作用,即使没有了芯头的支撑作用,其截面的变化也不会很大。 3.2芯头间距D影响截面变化 保证其他参数不变,改变芯头间距D,分别设置为3mm、4mm、5mm和6mm,研究芯头间距D对截面变化的影响。不同芯头间距D下截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,芯头间距D为3~5mm时,弯曲始端的δh比末端的明显小,而D=6mm时两端的δh相近。截面变化率δh随着芯头间距D的增加而逐渐减小。这是由于芯头间距D增加,芯头支撑矩形管内壁的角度增大,故δh减小。 3.3芯头厚度T影响截面变化 改变芯头厚度T,分别设置为3mm、5mm、7mm和9mm,保证其他参数不变。不同芯头厚度T时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,截面变化率δh随着芯头厚度T的增加而逐渐减小。T≤7mm,截面变化率δh在矩形管的起始端与末端比中间部分小。T=3mm时,当绕弯角度大于40°时,δh迅速上升,角度在60°时δh达到最大值,随后逐渐减小。随着芯头厚度T逐渐增加,δh随截面位置变化趋势也较为平缓。这是由于芯头厚度较大时,在绕弯过程中芯头对矩形管的支撑范围比较大,所以使得截面变化程度较小,综上选择T=9mm时矩形管绕弯效果好。3.4芯头圆弧角度A影响截面变化改变芯头圆弧角度A,分别设置为60°、90°、120°、180°,保证其他参数不变。不同芯头圆弧角度A时截面变化率沿绕弯方向的曲线对比图。可以看出,在弯曲过程中矩形管始端与末端δh较小,在中间位置δh较大。截面变化率δh随着芯头圆弧角度A的增加而逐渐增加。这是由于随着芯头圆弧角度A的减小,圆弧上的顶点U与末点C之间的高度差Δh减小,芯头对矩形管的支撑效果越明显,故截面变化程度越小。但是当圆弧角度A过小时,一套芯模不适合在不同弯曲半径的多种弯曲模中使用,而A=60°时,芯头中心与圆弧中心位置一致,方便芯头的加工。综合考虑选择芯头圆弧角度A为60°。 4结论 (1)在矩形管的始末端截面变形程度较小,中间位置(40°~80°)截面变形程度较大;增大芯头数目、芯头间距、芯头厚度及减小芯头圆弧角度,均使得绕弯过程中矩形管截面变化程度降低。 (2)选择3个芯头,芯头间距、厚度和圆弧角度分别为6mm、9mm、60°时,可以生产质量较高的矩形弯管。 作者:赵秀梅 单位:长春工业大学 吉林司法警官职业学院 计算机仿真论文:电弧传感焊缝偏差计算机仿真论文 1电弧电流信号的数据检测 该高速旋转电弧传感器的频率0~30Hz,扫描区域半径0~3.5mm。本次实验选用25r/s的固定频率进行数据采集。实验表明,如果焊接工艺参数一定,设定水平偏差为变量,则在一个旋转电弧圆周运动的周期内,电流的波形具有一定的规律性,通过电流波形的变化特点可以得到焊点的水平偏差的参数。但是在实际操作中,焊接作业很容易受到外界因素的影响,如熔池的震荡、飞溅等,这样获得的电流信号就有了干扰因素,即使在偏差一定的情况下,检测到的电流也不相同。所以为了减小这些因素的影响,将采集到的数据通过小波滤波后进行归一化处理。将采集到的不同周期内的同一点的电流信号进行纵向的平均值处理,取该均值为这点的电流信号,这样便减小了外界因素的影响。设定采样频率为104Hz,旋转频率为25r/s,则每个周期内可以采集到416个点的信息,然后将各个点的电流信息进行小波滤波、归一化、均值处理后得到样本波形保证结构风险最小化原则要求,采用不敏感损失函数ε,加入惩罚参数C和松弛变量ξ(*),ξ(*)=(ξ1,ξ1(*),ξ2,ξ2(*),…,ξb,ξb(*)),得到原始最优化问题minτ(W,ξ*)=12W2+C1l1i=1Σ(ξ1+ξ1*)(1)s.t.(Woxi+b)-yi≤ε+ξi,i=1,2,…,lyi-(Woxi+b)≤ε+ξi,i=1,2,…,lξi*≥0,i=1,2,…,l构造拉格朗日函数进行求解,最优问题以Wolfe对偶原则化作凸二次规划问题min121i,j=1Σ(αi*-αi)(αj*-αj)•K(xi,xj)+ε1i=1Σ(αi*+αi)-1i=1Σyi(αi*-αi)1i=1Σ(αi-αi*)=0αi≥0αi≤Cn变为标准形式,得到最优解α=(α1,α1*,…,αl,αl*)T根据α构造出决策函数为(fx)=1i=1Σ(αi*-αi)K(xi,x)+b(3)式(3)为决策函数式,其支持向量为非零解所对应的矢量。不敏感损失函数ε的选取可以用来调整回归逼近的精确度。根据式(3)选取新的输入参数便可得到一个精确的输出参数。 2支持向量回归机的实现 2.1支持向量回归机的计算原理 设定输入的训练样本集为D={(xin,yk),k=1,2,3,…,l}式中xin∈Rn,yk∈R。通过训练样本可以得到一个决策函数,这样通过训练样本集之外的输入参数x可以较为精确的计算到相应的输出参数y。际工程中可操作。提高焊缝跟踪精度前(下)后(上)的焊缝形貌。 2.2构造核函数运用 支持向量回归机解决实际问题时必须构建一个合适的核函数,类型不同的核函数与之相对应的支持相对应的向量回归机类型也不相同,一个合适的核函数直接决定了所构造的支持向量回归机的运算性能。通过采集的数据信息的包角映射建立SVR核函数,然后修正函数,以提高核函数的回归精度。构造核函数:设定一个标量函数式F(x),F(x)≥0。令F(x)的最大值在支持向量处取得,最小值在支持向量以外点处取得,得到修正后的核函数K(x,x')=F(x)F(x')K(x,x')(4)令其标量函数F(x)的最小值在支持向量处取得,最大值在其他以外点处取得。这样修正后的核函数对支持向量回归的精度有所提高。由于实际操作中支持向量一般都是不知道的,所以通常的初始核函数选为GAUSS核函数K(x,x')=exp(-x-x'22σ2)(5)式中σ为归一化参数。通过式(5)可以得到初始的支持向量,将其带入函数F(x)实现支持向量邻域内黎曼度规的减小。修正后的GAUSS核函数大大提高了回归精度。在Matlab中编写函数式M文件,其逻辑流程为:(1)读取样本数据集;(2)建立数据集矩阵;(3)构建矩阵f,LB,UB;(4)计算初始核矩阵;(5)计算初始α值;(6)计算修正函数;(7)计算各个最优解α,将最后求的各个α值和变量值保存到MAD文件,然后编写决策函数编码通过调用MAD文件里的参数得出偏差值。 3仿真模拟 3.1水平偏差值 计算通过调用MATLAB中已经编写的M文件,得到的变量与函数值采用小波滤波、归一化、均值化处理后得到一个周期内的数据点参数集,使用已经编写好的决策函数文件计算出各个点的水平偏差,将其转化为水平偏差值。 3.2高度偏差值 计算焊炬的高度与电弧的电流值具有一定的规律性。选取焊炬在某一不变的位置高度,得到该位置的电流值,将该电流值与电流均值做差值,则该差值和高度偏差值具有线性规律,在LABVIEW中通过函数公式的各节点可以推算出高度偏差值。 3.3焊缝跟踪将LABVIEW 与机器人纠偏系统相联结,将水平偏差值与高度偏差值的实时参数传送给机器人纠偏系统,焊接机器人实时调整焊缝的路径,这样就实现焊缝焊接的实时跟踪。 3.4实验结果 选取旋转电弧传感器的扫描半径为3mm,V型坡口,角度45°,取样频率104Hz,电弧旋转频率25r/s。在水平偏差不相同的条件下分别选取两组数据,第一组取采集试验结果12个数据训练支持向量回归机,第二组作为参考组,进行偏差识别对比测试。使用该算法系统具有较小的偏差识别误差,提高了系统的识别精度,在实{st(2)α(*)∈R2lW∈R,ξ(*)∈R2I,b∈R。通过图像能够清楚地看到,进行处理后的数据提高了系统的精度和实时性。 4结论 在一定工艺参数下,焊炬的水平偏差和焊接电弧的电流大小在一个旋转周期内具有一定的规律性。通过采集LABVIEW焊接过程中的电弧电流信号,将原始信号进行小波滤波减少外界因素干扰,然后信号进行归一化、均值滤波处理,提高了数据精度。将处理后的数据在MATLAB中进行支持向量回归机的计算,通过修正核函数与决策函数的运算处理最终得到偏差值。试验结果证明,采用这种算法进行电弧传感焊缝的偏差识别是可行的,提高焊缝识别精度约20%,完全满足实际工程的需要。 作者:王霞 单位:江苏师范大学 江苏省泰州职业技术学院 计算机仿真论文:计算机仿真和建模临床医学论文 1引言 研究团队、制药产业及医疗服务业已经认可生命科学仿真系统的作用。在化学工程师和计算机辅助过程工程专家的帮助下,生物工程师可以运用这些手段解决诸多生理学和医学问题。 2仿真技术的研究进展 系统生物学要使用定量分析来研究生命系统。起因于处理大量数据的需要。学者通过计算机仿真技术,利用定量分析来处理临床问题,产生了名叫系统医药学的新学科。化学工程师长期参与生物学和生物医学的定量分析。Peppas和Langer认为在20世纪60年代早期化学工程师就参与生物医药工程。Bailey和同事研究出一种控制新陈代谢的手段,这种手段不仅可用于生物制造技术,也可用于其他生物问题。2005年,Solis和Stephanopoulos指出了纳米级的系统工程需要解决的问题。2006年,Doyle和Stelling回顾了用计算机仿真技术去分析代谢网络的一些重要的成果。2009年,Eissing、Chaves和Allgower利用仿真模型来分析细胞死亡。近年来,有许多论文概述了计算机工程师和化学工程师在医疗系统中的作用。对化学工程师,尤其是工艺系统工程师来说,免疫系统是一个采用仿真技术的复杂系统,化学工程师能够研究免疫系统和病毒之间的相互作用。2004-2005年,Deem开发了一种运用计算机仿真技术研究了病毒和疫苗造成的免疫反应的定量模型。Chakraborty在2003年用仿真技术研究了免疫系统的细胞间的通信,以及免疫反应。2006年,Joly和Pinto认为HIV-1发病机理的数学模型优化了药物治疗的方法。这种方法会导致药物设计和配方设计的改进。Yin在2007年提议把病毒当作一种产品,研究病毒生长和传播时需要考虑时空的影响。可以预见,将来人们会用生理学模型和计算机技术设计出最佳药物配方。为了有效地进行仿真,需要根据生物具体的特性建立多种生理学计算模型。几年前,学者启动生理组计划(PhysiomeProject),旨在寻找人和其他真核生物的计算模型。迄今为止,该计划主要关注使用CellML标准的细胞电生理学的数学模型。CellML标准是一种使用细胞进程模型的生物物理学模型标准。另外SBML标准是一种能够辨识生物进程的计算机可读标准。最近,一个名为虚拟生理人的项目进一步促进了欧洲学者研究生物医学的建模和仿真。学者开发了一些数据库去存储生物模型。细胞模型系统和生物模型数据库是其中两个重要的数据库,两个数据库都建议使用CellML标准和SBML标准。学者可使用这两个数据库来探索复杂的生命系统。生物模型在药物的使用方面有重要作用,这不仅是一个通用手段,而且对癌症治疗和眼病治疗也有特殊的贡献。2002年,Cstete和Doyle提出一种生物反馈系统的逆向工程分析原理。2003年,Tyson、Chen和Novak回顾一些生物控制模块的设计原则。 3简单系统的建模 2001年,Hangos和Cameron强调明确建立模型的目的,模型是在对现象总结的基础上,用计算机能够接受的方式反映规律,建模是下一步仿真计算的基础。对复杂系统来说建模十分必要。复杂系统不可能设计出含所有现象的实验,因为部分量不可测量,并且几个现象间很难找到相互关系。尽管学者已经在测量基因与代谢领域取得巨大进展,但仍有许多生物量无法测量,即便能够测量出一些,测量的准确性也不够高。下面的例子是伦敦大学研究得到的一种模型,该模型模拟了血流改变时动脉壁内皮细胞的反应。血流改变刺激细胞产生化学信号,而这些化学信号拉长了内皮细胞,在某些条件下,巨噬细胞在动脉壁上增加了,最后导致动脉粥样硬化。动脉粥样硬化斑块的位置与血流改变的区域息息相关。并造成影响。学者研究出两个模型来探索这种影响。模型一是细胞表面的血液模型,首先把细胞表面分解成许多不同的小三角形区域(0.4um),这个模型可以看成一个斯托克斯公式的边界积分表达式,通过该模型可以研究在血流作用下细胞的受力情况。模型二研究了力对细胞骨架的影响,细胞骨架保持细胞形状,可以使用开尔文体模型研究这个问题,它是由1个缓冲器和2个平行的弹簧构成的黏性弹性系统,开尔文体代表一种将机械力转化成生化信号的细胞成分,这种生化信号会导致Src激酶的活化,Src激酶会调节Rho激酶和GTP酶(Rac和Rho),而Rho激酶和GTP酶可以控制细胞结构和形态。简单的展示了该过程。此模型可以解释很多现象,但仍然有一些问题解释不了,例如当涉及体内细胞间的通信时,该模型不适用。研究人员建立复杂的仿真模型,这些模型涉及化学和机械领域,可以使用这些模型来进一步研究各种生理学和临床医学现象。 4复杂系统的建模 生命系统具有很强的鲁棒性,生命系统和多反馈的鲁棒性系统相似。建模时要识别模型中的薄弱区域,在该薄弱区域模型可能不够准确,需要用模型进行预测,这要求修改模型。在复杂模型中,特别要注意内部参数不能测量的区域,当处理涉及复杂生理问题时,这些区域变得很重要。原料中包括必要成分A,A和其它成分一起加到反应器。在该反应器上,一些原料反应生成副产物B。在这个过程中,在一定范围内控制成分A的数量很重要。在反应器上,A在催化剂C的催化下生成B,B在催化剂D的催化下生成A。A的数量决定CSTR产生C或者D的数量。如果A加入很多,将会产生C催化正反应。如果A加入的很少,将产生D催化逆反应。与此同时,膜反应器过滤掉废物。这个简单的工艺流程初步反映了血液中葡萄糖调节机制。葡萄糖由肠道进入血液,并供给其它所有的器官。葡萄糖维持在一定浓度很重要,因为维持在一定浓度可以确保人类各种机能的良好反应,这种调节过程称为葡萄糖稳态。如果葡萄糖糖浓度高,胰腺产生胰岛素,指示肝脏把葡萄糖转化成糖原,如果血液中的葡萄糖浓度低,胰腺产生胰高血糖素,将糖原转化回葡萄糖。肝细胞还将血液中废品送入胆汁,并通过胆管过滤并排泄。这是一个涉及多个器官的复杂系统,探索该系统需要考虑许多器官间的联系,葡萄糖稳态系统可以用7个模型表示。 1).胰高血糖素受体模型 通过胰高血糖素模拟肝细胞表面受体的活化,受体活化产生三磷酸肌醇。该模型由5个微分方程构成,分别描述受体的各种状态、G蛋白的活化和三磷酸肌醇的产生。 2).钙模型 模拟由三磷酸肌醇活化产生的钙信号通路。该模型由2个微分方程构成,分别涉及细胞质和内质网中钙浓度。钙模型的前提是Hill方程。 3).环磷酸腺苷模型 模拟受体的活化和环磷酸腺苷的产生。该模型由5个微分方程构成,分别关于环磷酸腺苷的浓度、S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的浓度、受体的比例、不活动的比例以及核定位蛋白激酶A的比例。模型遵守Hill方程。 4).胰岛素模型 模拟肝脏对于胰岛素的反应,该模型由1个描述糖原合成酶激酶(GSK)活化的微分方程构成。 5).血液模型 模拟葡萄糖在血液、肝脏和胰腺之间的运输,该模型由1个描述血液中葡萄糖浓度的微分方程构成。 6).糖原分解模型 模拟控制糖原分解与合成的4个因素,葡萄糖及6磷酸葡萄糖的控制、钙离子的控制、环磷酸腺苷的控制、胰岛素的控制。该模型是一个模糊逻辑模型,该模型描述糖原合成酶(Sta,控制糖原合成速率)及糖原磷酸化酶(Pho,控制糖原分解速率)的活性水平。该模型由4个微分方程构成,分别关于糖原磷酸化酶(Pho)、糖原合成酶(Sta)、糖原和细胞内的葡萄糖。 7).胰腺模型 模拟胰高血糖素或胰岛素的释放。该模型由2个微分方程构成,分别关于胰岛素和胰高血糖素的血液浓度。每一个微分方程都要遵循Hill方程。上述7个模型共同构成葡萄糖的调控模型,需要软件管理系统来协调它们。Saffrey等人在2007年描述一种模型管理系统。该管理系统用来存储模型和数据。在该系统中,上述的7个模型互相联系,共同模拟出葡萄糖稳态系统。Hetherington等人详细描述这个葡萄糖稳态系统的模型。 5完善和应用模型 建立模型以后,需要进一步完善。可以选择各种不同的实验者,将实验者分成多个小组,分别观察和记录他们的数据,根据这些数据完善和调整模型,甚至改变模型,最终确定适合不同人的具体的模型。通过这些具体的模型可以预测未来的变化情况,为了达到某些目的也可以设计一些干预措施。在其他领域中,学者已经充分研究了基于模型工程的设计方法,利用这些设计方法可以达到一些想要的结果,虽然这些设计方法还不成熟,需要进一步完善,但值得借鉴。在生命科学中,要特别注意干预措施也可能会导致一些危害。这些干预措施包括环境干预、药理学干预或基因干预。环境干预通过物理或化学因素,药理学干预主要通过临床干预。在上一部分描述的复合模型中,广泛的使用了计算机辅助过程工程技术,和优化技术寻找最佳解决方案,如糖尿病患者的最佳胰岛素剂量;使用随机技术寻找高敏感度模型的解决方案;使用区间方法确定能够接受的最坏情况。上述方法和模型已经被用来预防一些疾病。如糖尿病患者很可能患非酒精性脂肪肝(NAFLD),利用上述方法可以提出一些措施,有效地避免Ⅱ型糖尿病患者患非酒精性脂肪肝(NAFLD)。基于模型的方法(例如优化、随机分析、间隔方法)将促进生物学和医学的发展,并且随着生物学和医学的发展,这些方法将更完善。要在生物学和医学领域中很好地使用这些方法和模型,必须要掌握生命科学的知识和计算机的知识,单个的研究者常常不具有这两个领域的知识,因此合作很重要。那些希望从事相关研究工作的学者必须合作,例如通过短期或长期项目,建立一个促进合作的机制。 6结论 本文展示了生理学和临床医学中一些可以用计算机辅助技术解决的问题。这些问题涉及化工厂(或者身体内)的化学和物理变化,并且常常涉及到复杂多尺度系统。虽然生命科学发展很成熟,但是在不能测量的领域,我们仍需使用计算机仿真和建模技术去解决问题。只有通过使用系统模型,某些复杂问题才可能解决,最终才有可能设计出合适的干预措施。最大难题是如何建立出好的模型,只有使用足够精确的模型才可以预测生理学系统的行为。在医疗领域的模型只有到很高的精确度时才可以用。模型的临床推广仍然有很长一段路要走。通过新的系统生物学和系统医药学手段,将会使用于临床的这种方法加速运用。 作者:蔺玉柱 邱晓磊 沈平冰 单位:安徽师范大学物理与电子信息学院 计算机仿真论文:冰壶运动轨迹计算机仿真论文 1冰壶运动简介 冰壶运动是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。投掷的冰壶为圆壶状,周长约为91.44厘米,高(壶的底部与顶部)11.43厘米,重量(包括壶柄和壶栓)最大为19.96公斤,冰壶底部和冰面相接触的部分是一个半径约为12.8至13.1厘米的圆环。冰壶所用场地是一个长44.5米、宽4.32米的冰道。场地冰面浇过平整的冰面后,还需要用喷头像冰面喷洒热水滴,保证冰面出现表面圆滑的凸起的小冰点,使冰壶的底面不能完全接触到冰面,并且冰面更粗糙,对冰壶的阻力更大。冰道的一端画有一个直径为1.83米的圆圈作为球员的发球区,被称作本垒。冰道的另一端也画有一圆圈,被称为营垒。在场地两端各装有一个斜面橡胶起蹬器。在冰壶场地前后两端各有一条蓝色的实线称为“前卫线”和“后卫线”。球员掷壶时,身体下蹲,蹬冰脚踏在起蹬器上用力前蹬,使身体跪式向前滑行,同时手持冰壶从本垒圆心推球向前,至前卫线时,放开冰壶使其自行以直线或弧线轨道滑向营垒中心。在一名队员掷球时,由两名本方队员手持毛刷在冰壶滑行的前方快速左右擦刷冰面使冰壶能准确到达营垒的中心或者将对方冰壶击打出得分区域。最后当双方队员掷完所有冰壶后,以场地上冰壶距离营垒圆心的远近决定胜负。 2运动学方程的建立 冰壶在冰面上滑行可以视为刚体的平面运动,可以将其分解为质心的平动和绕过质心轴的定轴旋转。以前卫线的中心为O,前卫线中线为x轴,垂直于x轴的是y轴,垂直与冰面的为z轴建立坐标系。 2.1旋转 冰壶的质量为m,开始时的角速度为,冰壶与冰面间的摩擦系数为μ,μ的大小与温度T有关,可表示成假设摩擦力是均匀分在整个低面圆盘上,故计算摩擦力矩时,应将圆盘分解为许多的以转轴为圆心的同心环来考虑。 3仿真系统结构 为了实现冰壶运动轨迹的仿真,根据前面所述的运动方程模型,需要先确定冰壶运动轨迹的一些参数。为此将冰壶运动轨迹仿真系统分成两部分,即基础参数设置和动态模拟。基础参数设置中分别输入初速度、初始角速度和温度。冰壶场地两营垒之间的距离近30米,所以在没有任何干扰的情况下,冰壶应可以自由滑行20米才是有可能到达营垒。 4结论 根据机械能量守恒理论建立的冰壶运动方程,从主观上验证了它的正确性,可以帮助运动员分析投掷冰壶时应以怎样的初速度和角速度投壶,才能有效的进入营垒。 作者:田雨 单位:沈阳体育学院 计算机仿真论文:飞机模型设计计算机仿真论文 1综合保障效能评估与质量控制 飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上,利用适宜的保障效能评估方法和技术,在飞机研制过程中持续开展综合效能评估,评价出研制过程各阶段的综合保障效能,提出优化、改进建议,实现对新机研制过程综合保障的有效监控;在部署/使用阶段开展保障效能评估,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的,是在飞机研制过程中设计,逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求,飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能,而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述,综合保障和质量控制具有共同的目标,综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段,对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。 2评价指标选择 由于综合保障和质量控制具有共同的目标,反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决于飞机的设计性能,同时也取决于飞机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响,这关系到飞机的设计、研制,并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则:(1)以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。(2)参考国内、外同类飞机的有关指标,相似装备的战备完好性水平,以及本国的国防工业科技水平等。(3)环境条件的约束,包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。(4)预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。(5)现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。(6)费用、进度等约束条件。(7)其他约束条件,如充分考虑各指标之间的协调性(不可互替代性、全面性)和各指标的阶段性等。根据以上原则,结合相关标准,选用使用可用度(固有可用度)、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响,其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况,主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响;能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平;出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响;再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平;寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现,而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响,涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素(包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障)和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准,可以实现飞机设计质量全面控制。 3评估方法和模型构建 3.1评估方法 可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标,但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述;仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性,但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。 3.1.1计算机仿真 仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节:(1)根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果,模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况,模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动。优秀业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。(2)故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样,确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM()函数生成的0~1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下:下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔(2) 3.1.2数据统计 对于已经研制的飞机及其保障系统,数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统,这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标,仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。 3.1.3解析法 解析法主要用于各评估指标的计算,飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解,一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数,也利于模型数据的收集。 3.2评估模型构建 任务周期从飞机执行的任务开始,进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障,然后进行再次出动,直到当天任务结束。而在这一任务周期中,将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程,并将其量化,进而构建数学模型,最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标,是飞机设计质量控制需要突破的优秀技术。 3.2.1模型组成 建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性,它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此,飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。(1)任务模型:描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务,子任务又可分为若干个次级子任务,各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程,其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。(2)飞机模型:描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。(3)资源模型:描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种,例如:维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等,但是在作战单元执行任务的过程中,由于任务的持续时间一般比较短,对保障效能影响最大的资源只有两种:备件和维修人员。因此,资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息(其中的备品备件即为飞机的最小保障单元)、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。(4)组织模型:描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元,存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。(5)过程模型:是保障系统的优秀模型,保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。 3.2.2系统输入 根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理,通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的,理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系,明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述,对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务;任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类;任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称;基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。 3.2.3业务流程 在大量调研的基础上,对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理,并对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况,对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中,需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程,梳理各任务和活动的执行流程,将5个子模型以及个输入参数关联起来,最终统计相关参数和计算结果。 4模型初步验证 为了易于验证模型和方法,对案例进行了以下简化:(1)飞机结构假定只有三个子系统(燃油系统、航电系统、火控系统)。(2)将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。(3)使用保障活动与任务暂时没有关联,作业时间是一个定值。(4)维修过程中备件的周转时间为定值。(5)预防性维修活动看作一个事件,作业时间为一个定值。(6)供应保障和训练保障暂时不考虑。模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比,计算的出动架次率分别为2.56架•次/天和2.5架•次/天,偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。 5模型特点和应用 5.1模型特点该模型具有以下特点: (1)系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行,而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律,而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。(2)阶段性。由于飞机研制具有明显的阶段性,每一阶段的设计参数逐步详细和准确,因此,该模型也具有阶段性。随着设计的深入,该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。 (3)动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序,是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程,其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。(4)客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性,其结果更加科学、合理、客观。(5)全面性。目前,美国工业界已开发出大量相关模型,如战备完好性试验用可用性原型的快速构建(RAPTOR)软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量,而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。(6)经济性。地面试验的成本高昂,而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用,地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。 5.2应用 由于飞机及其保障系统的研发具有明显的阶段性,本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。 (1)在项目的招标和投标阶段,利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书,确定其是否满足项目的指标要求,从而最终选定合适的供应商,从而确定最佳设计质量方案。 (2)在概念设计阶段,利用该模型评价设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (3)在详细设计阶段,利用该模型评价详细设计方案,找出飞机和保障系统设计的薄弱环节,提出优化和改进措施,完善飞机平台和保障系统设计,提高飞机设计质量。 (4)在部署/使用阶段,验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求,找出设计中的模弱环节,提出优化和改进措施,为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。 6结论 针对当前飞机设计和使用中存在的诸多问题,本文提出了一种基于计算机仿真和数据统计的飞机设计质量控制方法,确定了衡量飞机设计质量的评价参数,构建了计算机仿真模型,利用成熟的LSEM模型对模型的正确性、有效性和合理性进行了初步验证,但是仍需要经过大量的真实使用数据的验证。该模型具有系统性、阶段性、动态性、全面性、客观性和经济性等。在飞机研制的各个阶段,利用该模型对飞机平台及其保障系统的设计质量进行评价和控制,提出优化、改进措施,实现对飞机研制过程设计质量的有效监控。 作者:袁聪聪 张传超 单位:中航航空电子有限公司 中国人民大学 计算机仿真论文:自动化专业中的计算机仿真论文 一、计算机仿真理论教学内容改革 现代控制理论近年来发展迅速,使得我们对各类控制对象有了更好的理解,能够很好地刻画实际对象中事件驱动的动态过程,提出了离散事件系统,它的动态行为是由一系列随机出现的事件驱动的,而且控制理论界已经给出了很多建模方法和建模工具,如Gracefet图、自动机和Petri网[2,3]。而现有的计算机仿真内容主要是面向连续动态系统,虽然也涉及离散事件系统,但是对离散事件系统建模和仿真方法少有涉猎。离散事件系统的模型大部分来自计算机科学研究领域,现代控制理论和控制工程都离不开计算机,对此类建模工具的了解可以拓宽自动化专业学生的知识结构,提升他们思考和解决计算机控制工程问题的能力。为此,在计算机仿真课程内容中,我们增加了自动机和Petri网的基本概念。考虑到学生缺乏离散数学的基础,我们拟根据实际对象建模需要,结合Matlab中的stateflow工具箱,介绍离散事件系统的建模和仿真方法。具体内容包括: (1)离散事件系统概念; (2)自动机模型; (3)Petri网模型; (4)离散事件系统的自动机模型的建模方法; (5)离散事件系统Petri网模型的建模方法; (6)自动机的仿真模型的设计方法; (7)Petri网的仿真模型的设计方法。 另外,现实工程领域大多数系统是混杂系统[4],既有连续变化的特征,又有事件驱动的特征,而且连续变量子系统与事件系统之间相互作用相互影响。从20世纪60年代,学界就开始了混杂系统的研究,目前已经取得了丰富的成果,涉及混杂系统的建模、分析、控制、调度和优化等问题。其中,建模和分析方法对自动化专业知识体系的构建非常重要,事件驱动的思想能够让学生将控制理论与实际过程更好地建立联系,因此在计算机仿真课程中,我们增加了对混合自动机和混合Petri网的介绍,并结合实例阐述如何给出混杂系统的数学模型以及仿真模型和仿真程序的设计方法。具体内容包括: (1)混杂系统概念; (2)混合自动机; (3)混合Petri网; (4)混杂系统的混合自动机建模方法; (5)混杂系统的混合Petri网建模方法; (6)混合自动机的仿真模型的设计方法; (7)混合Petri网的仿真模型的设计方法。 二、计算机仿真实践教学内容改革 计算机仿真是一门实践性很强的课程,利用代码将实际对象虚拟到计算机中,这就要求自动化专业的学生不仅要掌握知识概念,还要能够编写代码用计算机实现抽象的概念。如果实验课内容设计合理,可以很好地锻炼学生解决实际问题的能力。鉴于自动控制原理大量内容属于动态系统的分析方法,而仿真是分析系统不可或缺的手段,仿真实践课程可以巩固控制原理的抽象的知识。如何设计仿真课程的实验项目对自动化专业的计算机仿真课程非常重要,围绕自动化专业课程体系,我们拟设定如下实验项目: (1)二阶电路的C程序仿真实验; (2)单容水箱的C程序仿真实验; (3)电机拖动控制系统的C程序仿真实验; (4)一阶倒立摆的C程序仿真实验; (5)立体仓库系统的自动机模型仿真实验; (6)立体仓库系统的Petri网模型仿真实验; (7)Bang-bang控制液位系统的混杂自动机、Petri网模型的仿真实验; (8)反应釜复杂控制系统的Matlab仿真。 三、结束语 本文探讨了自动化专业计算机仿真课程的教学改革问题,通过实践改革,使教学内容更加符合自动化专业的课程体系。从前期的教学效果看,上述改革能够激发学生的学习兴趣,巩固专业知识基础,并且有效地提高了学生解决工程实际问题的能力。 作者:罗继亮 邵 辉 晏来成 单位:华侨大学自动化系 计算机仿真论文:计算机仿真制造业论文 一、计算机仿真技术在制造业中的应用分类 (1)计算机仿真计算在产品模型为中心的应用:在产品模型引入计算机仿真技术可以对产品的静态及动态性能、可制造型、可装配性等情况进行分析。一个产品的研究与开发,需要考虑其实用功能、实际需求、产品外观、产品尺寸、产品的可制造型、产品的可批量生产性等方面的因素,计算机仿真技术很好的完成这些工作,在产品模型中发挥作用。 (2)计算机仿真技术在制造系统模型为中心的应用:制造业中的制造系统模型中包括了制造设备的高仿真智能运用。复杂制造系统的模拟等过程,计算机仿真系统在检测设备的运行能力、监控设备的实际运行状况中发挥着巨大的作用。 (3)计算机仿真技术在开发过程模型为中心的应用:在这个分类中,计算机仿真技术主要是在产品设计和制造中起到作用。产品的制造过程引入计算机仿真技术就是利用仿真技术将制造系统模型和产品模型进行有效的结合,进行多方位的模拟、全面的运算,以及全面的考虑生产批量、产品成本等问题,开发出合格并且满足需求的产品。 二、计算机仿真技术在制造业中的应用 计算机仿真技术作为一种高新的科学技术在制造业中具有广泛的应用,在工业、军事、医疗等汗液都有应用,特别是在航空行业、国防行业等大规模、复杂的系统研发中具有很高的应用价值。计算机仿真技术在制造行业中的应用可以减少不必要的损失、节约经费、缩短产品开发周期、提高产品质量。在制造行业中,计算机仿真技术涵盖了产品的设计、制造、测试运行的全过程,已经成为了制造业不可或缺的重要技术手段。 计算机仿真技术中的虚拟现实技术可以使用户通过电脑屏幕进入一个三维世界,其可以为产品提供一个可视化的三维环境,对物体进行交互操作,从而对质量和数量进行综合决策,这种可视化的解决策略可以对快速化及批量化生产的发展起到推动作用[2]。虚拟现实技术可以实现人机互动,对产品的性能和运行状况进行测试与监控,这种技术将计算机图文学、高仿真技术、计算机传感技术等多种技术手段进行了结合,这种技术对产品的各个阶段都可以进行支持,使用者通过操作可以检验产品的各个部件是否合格,检验产品的各个性能进的稳定性,检验产品功能的实用性。 计算机仿真技术中的虚拟制造技术将三维模型和虚拟仿真进行有有效的集成,从而可以对实际世界中的物体进行操作,是一种计算机辅助系统技术,是一种实现生产制造过程的应用技术[3]。虚拟制造技术在制造业中的引入可以实现实际生产线或车间中少人力、物力、财力并在短时间内进行产品的设计验证[4],为产品的生产奠定坚实的基础。 三、制造业中计算机仿真技术的研究展望 计算机仿真技术实现了企业的生产过程的信息化、数字化、以及网络化,为企业产品的设计与制造提供了包含生产源、工艺流程、管理等多种动态信息的分析方法。在传统的制造方法却无法对生产线进行快速化设计,无法进行小批量多品种的产品的生产,对于产品的设计、制造、控制都很难达到预期的效果,而计算机仿真技术的引入就可以很好地解决这些问题。 现阶段应用比较广发的物流仿真软件有DEL-MIA/QUEST、EM-Plant等,这些软件都是面向对象的、图形化集成建模仿真软件,可以搭建系统仿真模型,通过参数输入而获得系统的参数输出,对制造企业的实际生产具有很高的参考性。随着仿真软件在制造业中的需求的不断增大,计算机仿真技术会不断的发展,三维建模软件与物流仿真软件会得到更好的结合,并以快速、简单的建模建立、工艺仿真以及优化算法等一步一步的集成,这将是制造业中计算机仿真技术的发展方向。 四、结论 计算机仿真技术在制造业中得到飞速的发展,最主要的原因是其对我国社会的发展和经济的提高具有重要的意义。现在段,在制造业中仿真技术是一种具备综合性、高科技的基本保障,并发挥着越来越重要的作用。,在一些大规模、复杂性强的研发中更是必不可少的工具。计算机仿真技术在制造业中的仿真规模在不断的扩大,仿真功能也在不断的强化,大力的推进计算机仿真技术在制造业中的应用,对提高我国产品的自主生产力,推动我国制造业的发展具有重要的意义。 作者:崔建亭 单位:上海交通大学 计算机仿真论文:高频电子线路教学改革计算机仿真论文 1教学方法改革 1.1情景教学 在高频电子线路教学内容中,概念多、难点多、数学推导多,同时还会涉及到非线性分析法,因此学生在学习过程中经常会觉得枯燥、难学。通过实验展示可以使教学中的难点得到化解。但在实际教学中,因为受到空间和时间条件的限制,在实际教学中实物演示受到了制约。在高频电子线路教学中要找到教学过程中的教学难点、抽象点,要准备例如振荡器平衡的调制系数、稳定条件等多个仿真实验,在课堂情境教学中应用,为学生在认识上提供更加便利的条件,提高教学效率。 1.2课程统筹教学 通常情况下,在高频电子线路教学中,理论课与实验课是分开的,两者相互独立,这样在实际教学过程中难免会出现理论与实践脱节情况,主要表现在时间和内容上脱节,教学过程中的验证性试验无法在及时的加深学生对教学内容的理解,导致了教学效果大大降低。在教学过程中为了完整性经常会对一些操作简单、结论明显的实验也安排相应的实验环节,这浪费了实验课程。在教学过程中应当对这一现象进行合理改革,对课堂教学和实验教学中的内容进行统筹,课堂教学结束后,应当安排相应的验证性实验;部分理论课程可以在实验课程上进行,可以一边做实验一边传授理论知识。针对每个验证性实验,设计相应的仿真预习,利用计算机仿真代替实验内容,通过预习报告的方式完成。通过实践证明,采用此种教学方式不仅解决了教学时间,而且提高了学生在自我学习中的管理能力。此外,计算机仿真通过计算机对实验条件和环境进行了模拟,学生可以进行多次实验,并且可以对实验过程中的参数进行自行修改,这样不仅缩短了实验时间,而且对实验设备也起到了一定保护作用,避免学生在实验过程中因为操作不当而给设备造成损伤。 2仿真教学应用实例 Multisim11是高频电子线路教学中经常被应用的一种软件,仿真分析具体步骤如下:依据设计和原理创建电路原理图,然后依据实验情况对电路图选项进行设置,开启仿真开关,使电路运行,再借助仿真仪器,获取理想的仿真结果。解调、调制电路是组成通信设备的重要部分,解调和调制方式对系统的性能有着巨大影响,同时也是在高频电子线路学习中的难点。 2.1普通AM(调幅)信号波形仿真 调幅是振幅调制的简称,调幅包括:抑制载波、普通调幅等,普通调幅是其中最基本的一种,其余调幅都是有普通调幅演变来的。依据调幅信号形成的基本原理,在Multisim11下创建普通调幅电路,开启仿真后可以可在双踪示波器上看到低频调制信号与普通调幅信号波形对比图。对直流电压V3进行调整,使电路调幅系数进行改变但V3与1V相等时,调幅系数将超过1,则为方正波形,发生调幅现象,已调波在经历检波后将无法恢复到原有的形态,属于严重失真,因此在实际教学中应当尽量避免此现象的发生。 2.2二极管包络检波器仿真波形 二极管构成的包络检波器性能强,结构简单,因此被广泛应用与检波电路教学中,经过解调后输出的信号能够对输入信号的包络进行合理反映,仿真电路如图4所示。开启仿真,对电路参数进行调整,便可得到获得调解后信号与输入信号两者的对比。但在对电路参数调整过程中,如果没有对电路参数进行正确选择,二级管包络检波器在实际工作中极有可能发生负峰切割失真和惰性失真。因此,在实际操作过程中要注重电路参数的调整。 3计算机仿真应用需要做好辅助工作 (1)整合教学内容对课堂、实验教学内容进行整合,在使用计算机仿真前,教师需要做大量工作。首先,教师要对教学中的内容进行详细统筹。例如,在教学过程中,哪些部分课堂讲解的内容需要利用计算机仿真代替,哪些教学内容应当通过计算机仿真演示,又有哪些内容使需要通过计算机仿真对学生进行指导。 (2)编制辅助教学手册对高频电子线路教学内容进行整合后,教学应当精细编制辅助教学手册,对进行过程进行指导。辅助教学手册中的内容应当通俗易懂,计算机仿真的思路、目的、步骤等内容要言简意赅,便于学生理解和运用。 (3)改革考核制度考核是检验教学成果的主要手段,既然在高频电子线路教学中引入了计算机仿真,那么在考核中也应当有所体现。在考核过程中不仅要涵盖大纲的教学要求,同时也要加入计算机仿真考核。在考核上应当做出合理的改革,主要体现在总成绩的构成上。通过实践应用表明,合理的考核结构,不仅能够使计算机仿真教学在高频电子线路教学中起到更好的作用,同时对学生的学习起到了一定督促作用。 4结语 将计算机仿真软件应用到高频电子线路教学中,可以将教学中抽象难懂的内容进行展示,通过改变参数获取不同波形,不仅可以提高学生的学习兴趣,同时也可以加深学生对知识的理解,是一种值得推广的方法。 作者:张晓军 陆兴华 单位:广东工业大学 计算机仿真论文:公铁联运物流系统计算机仿真论文 1计算机仿真技术概述 1.1宏观仿真(Macro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较低,主要通过集聚行为来对物流及交通流进行描述,仅仅对车流在路段和节点的流入流出行为进行描述,而对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为等细节行为不进行描述。常见的宏观仿真软件有TransCAD、TRIPS、CUBE、VISUM及EMME等。 1.2中观仿真(Med-simulation) 能够较高程度的对系统要素及其规律进行描述,以列车或者货车组成的队列为基本单元,在对车流在路段和节点流入流出行为进行描述的同时,能够对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为进行简单的近似描述。常见的中观仿真软件有CONTRAM、TISI和INTEGRATION等。 1.3微观仿真(Micro-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度较高,对于物流和交通流以单个列车、车辆为基本单位进行描述,对两种运输方式的切换及列车、车辆的运行过程中的行为能够较为真实地反映。常见的微观仿真软件有Corsim、Paramics、Trans-Modeler、AIMSUN、SimTraffic、VISSIM、MITSIM及Synchro等。 1.4次微观仿真(Submicroscopic-simulation) 描述公铁联运系统各要素及其规律的细节程度最高。例如:次微观仿真模型在对运输方式切换行为进行描述的同时,还要对车辆承载量的改变对车速的和费用的影响等进行描述。 2公铁联运物流仿真平台建设及关键技术研究 2.1公铁联运物流工程仿真平台的建立 采用先进的物联网及信息技术,以公铁联运物流业务流程管理为优秀,集成交通运输工程、物流工程、现代物流运筹规划、计算机控制技术、信息处理技术、工业现场总线通讯技术、分布式数据库技术、实时数据库技术等学科和技术,建立针对公铁联运物流的高连接性、精确性、集成性、动态性、实时性的要求,区别于一般物流概念的学习实验室或演示实验室,建立基于实际工程项目应用为背景的公铁联运物流工程仿真平台。 2.2不同运输环节的无缝连接 采用基于XML的EDI技术协调公铁联运的各个环节,完成两种不同运输环节的无缝衔接,深入研究公铁联运信息的传输效率及跨地区传输,进而实现跨区域的实时信息传输、远程数据分布式和集中式处理的结合以及多个异地局域网连接等。 2.3公铁联运的信息集成服务的研究 通过多目标协同优化方法对公铁联运多式联运的信息集成服务进行研究,达到物流过程中信息的高效共享和业务的协同联动,实现跨区域,跨行业,跨部门的信息共享,充分发挥信息集聚效应,达到降低成本提升效率的目的。 2.4公铁联运物流安全控制与研究 建立基于GIS的公铁联运物流安全监控系统,根据该系统采集的数据以及历史数据,建立预警数据库,对数据信息进行定性和定量分析,作出识别、诊断和决策。 3结束语 综上所述,我国由于基础设施落后,技术水平低及信息化程度不高等不足,迫切需要通过一种低成本、高效率的方式从多角度开展多式联运研究,因此通过计算机仿真技术,建立公铁联运工程设计仿真平台对于寻求最优解决方案具有重要的理论和实践意义。 作者:李晶 侯倩倩 田彬 单位:兰州交通大学机电技术研究所 兰州交通大学自动化学院 计算机仿真论文:计算机仿真自动化物流系统设计论文 1我国的物流运作现状分析 我们通过对2003年的第四次中国物流市场的供需状况调查进行分析,调查出来的结果显示出我国的物流行业运转情况并不是很好。2.1企业的库存期过长、周转时间太慢通过该项调查我们可以看出,有百分之八十的企业原材料库存时间在一周到三个月期间,百分之八十四的生产企业产品库存都在三个月以下,百分之七十的商品企业销售库存在一个月以下,这就表明我国的企业产品库存时间太长,周转时间太慢,主要还是物流情况差劲导致的,在此我们也能看出我国的物流情况急需得到相应改善,从而改变现在这种状况。2.2人们对物流的满意度较低生产企业里面的3PL相比较自理物流来看,在满意度方面差别很大,对于自理物流的评价主要是不完全满意,对第三方的物流评价就不是这么固定了,分布相对分散,满意、不完全满意和不满意都有一部分。而在商业企业中,对物流不完全满意的比例是最大的,这就表明第三方的物流服务是好于自理物流的。再从不满意的原因分析,企业内部对于物流服务的关心侧重在于物流信息的操作质量以及运作能力,对运作成有不满意的评价也占一小部分,这就说明我国的物流系统还是不够完善,物流行业的成本需要进一步降低。通过上述现状我们可以看出,我国现如今的物流运作水平还是比较落后的,所以说我们应该加大对物流系统的优化工作,提高物流系统的服务水平已经在物品运输上的成本的降低,只有这样才能保证我国的物流行业继续发展下去,才能让企业的竞争优势得以凸显。 2基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计 2.1企业内部的生产物流系统 当企业内部开始安排并且计划着在生产领域实行物流系统并且提出运行的总体方案时,应该根据企业内部的实际情况以及生产出的产品的需求多设计出几套不同的物流方案,然后对这些方案进行分析比较,不论是对哪一套方案进行分析,都需要在企业内部的产品生产系统中采集需要的样品进行分析。此外,我们可以在这一流程里面融入计算机仿真技术,这样就能够对多套方案进行实际情况下的运作模拟操作、物流运作的绩效评估以及企业产品的生产试验等等。一般而言,计算机仿真技术在企业的物流系统中加以应用,主要在原材料的购买、运输以及储存,还有整套产品的生产流水线以及产品的加工、出库这些方面有所体现,它能够对上述的过程进行动态化的仿真模拟操作,从而能够对生产环节的效率进行提升,还能够降低原材料等物质的运输成本,可以让企业内部的物流系统各项指标得到改善。此外,通过计算机仿真技术的物流系统我们可以有效地对生产设备的功能进行检查,还可以检验企业的订单要求和生产环节的匹配程度,还有交通工具的有效利用,物流的运输方式和运输路线是否最优,生产物资的原材料经过的环节是否达到了最简等等。现在看来,物流系统中融入自动化计算机仿真技术可以有效地对企业物流的各个方面进行检验,能够极大的对物流系统进行完善,在促进其优化方面起着重要的作用。 2.2适用于港口的物流系统 在港口的物流系统中加以应用计算机仿真技术,主要是在港口物流系统的环节以及相关领域的规划方面得以体现,即船舶泊位设计、货柜堆场设计、装运搬卸工艺设计等的合理分配和资源优化上,另外对于现实港口管理系统的策略制定和优化方面也是计算机仿真系统要解决的一个重点问题,最主要的目标就是想对港口物流作业的调度进行实时化的实现,包括港口生产调度、货柜堆场作业控制、车辆作业路线等,我们对这些线路环节进行仿真操作以及分析,能够对港口的物流作业系统有一个科学合理的评判,对其整体的流程进行有一定的积极影响,此外,还能实现对于物流系统整体的钱能诊断以及深入分析。我们在分析之后的基础上对港口物流系统进行改进优化,选择最优的改进方案,就能达到最好的改进效果。目前计算机仿真技术在港口物流货柜堆场的管理中已经实现了实时立体化全景象管理和控制,这在很大程度上对各种货柜的存放、搬运以及出入情况进行了改善,操作起来更加的方便,从而提高了企业的生产效率。 3结论 自动化的物流系统设计最前沿的手段以及现代的解决方案就是对计算机仿真技术的利用,那些基于计算机仿真技术的自动化物流系统的设计,能够对物流行业的操作自动化水平、智能化水平以及技术化水平有效地进行提高,此外,物流工程的直观性也可以通过计算机仿真技术来进行提高。本文主要分析了计算机仿真技术和物流系统的含义,然后分析了两种技术的相互融合起到的促进作用,之后对我国前几年的物流运作状况进行了统计性分析,最后是介绍了两种不同的应用了计算机仿真技术的物流系统,与相关的物流作业的基本功能和要求进行联系,认为我国的物流系统还需要进一步的进行完善,我们要致力于发展基于计算机仿真技术的自动化物流系统设计。 作者:余小花 单位:陕西财经职业技术学院 计算机仿真论文:负控系统计算机仿真论文 1覆盖率算法在负控系统中的应用 负控系统在电力网络中有两个重要的应用,首先是数据采集节点,通过部署在各个电力网络节点的负控终端来实时的采集电力负荷的运行数据,并且通过中继站上传到负控中心。由于中继站的成本较高,因此在中继站的部署过程中也要通过仿真分析来确定一个优化的部署方案。在中继站的部署过程中要考虑到本区域的电力负荷、地形等因素,以便能够更好的规划部署,消除盲区。在负控系统的规划阶段,可以使用现有的智能算法来确定最优化的方案,在本节剩下的部分中将会根据人工鱼群基本算法提出一个适用于负控系统规划的人工鱼群算法模型。在负控系统中,为了避免负控终端的资源浪费,规划的目标应该是使目标函数达到最大值,因此也就是使人工鱼群向食物浓度较大的方向移动。 1.1参数设定 根据负控系统的特性对参数进行设定,根据指定区域中预先估计的负控中心的规模、中继站的数量负控终端的数量,结合该区域中的用户数量和电力负荷来确定人工鱼群的规模,根据负控系统需要覆盖的区域的大小来确定鱼群的移动范围,根据中继站的覆盖范围和负控终端的覆盖范围来确定鱼群的视野,最后根据指定中继站所管理的负控终端数来确定迭代参数和密度参数。 1.2初始化人工鱼群 根据指定区域中的用电负荷和用户数来生成n个数,为每条人工鱼的初始位置,人工鱼的初始位置要根据指定区域中电力负荷来确定。 1.3执行算法 根据预先设定的参数,使用人工鱼群基本算法对人工鱼群的追尾行为、聚群行为进行模拟,人工鱼根据自己的所在区域中鱼群密度较大而且食物浓度较高的区域移动。如果无法确定移动方向,则根据自己当前位置的食物浓度选择一个比当前浓度高的方向进行移动或者随机移动一步。如果达到最大迭代次数,输出鱼群密度最高的区域,即得到最佳的部署位置。 1.4方案分析 根据算法执行结果来设定负控终端和中继站的部署方案,根据地形等因素适当的进行调整。最后根据指定区域的实际用电数据对方案进行仿真测试,根据测试结果在进行方案的优化和修改。人工鱼群的基本算法提出后,学术界根据不同的需求对该算法模型进行了大量的优化,并且在电力系统中有很多的应用研究,例如齐志华将人工鱼群算法应用于电力控制系统,吴杰对人工鱼群算法在输电网络规划中的应用进行了分析。 2结语 随着社会经济的发展,必然会对电力负载控制提出更高的要求。负控系统将在监控电力网络中各节点的状态、动态控制各节点的运行等方面起着重要的作用。合理的部署负控系统能够最大化的节约电力网络的投入,更好的为用户服务。因此,在以后的发展中,基于人工智能算法的计算机仿真优化技术将会对负控系统的规划提供更好的决策依据。 作者:田博今 李源 刘亚敏 陈劲 单位:国网重庆信息通信分公司 计算机仿真论文:水轮机调节系统计算机仿真论文 1.水轮机调节系统仿真模型建立 1.1引水系统 由于水轮机是一个动态元件,在工作时,其内部结构的变化和运动相对于稳定时要复杂很多,所以在进行水力瞬变的计算中,工作人员通常采用水轮机在稳定情况下工作时的综合特性曲线去确定水轮机流和水轮机力矩特性,但是在水轮机稳定状态下的综合特性曲线不包括尾水管和蜗壳不称定工况时水流惯性对水轮机特性曲线的影响。在计算水轮机综合特性曲线时如果引水管道很长,其影响对于整体的综合特性曲线影响不大,所以可以忽略。反之,则要进行一些运算确定其特性曲线而不可忽略。在计算机对水轮机调节系统进行仿真建模时,由于实际的水力发电站中线路复杂,所以在建立模型是必须要对整个水力发电系统中的所有管道通路进行编号,这样可以有效地避免重复而出现的误差,也可以提高整体的工作效率。在对于系统管道进行编号后,由于整体管道过多,同时建立其仿真模型非常麻烦,工作人员通常需要把管道分成若干个网格,网格的边界点作为计算节点,然后在网格内部进行仿真,然后进行最后统一的计算,建立合理的引水系统。 1.2电液随动系统 现代水轮机调速是由电子调节控制器和电液随动系统两部分构成。对于前一部分我国研究的比较深入,技术比较成熟。但对于电液随动系统基本保持原有体制并在此基础上进行一部分优化微调。微调主要分为模拟电调和微处理器电调两种方法。但是这两种方法都是采用电液随动系统。电液随动系统作为水轮机调速的执行部分,是其中不可缺少的重要组成部分。但是由于在水轮机调速系统中工作油液量大,流动路径较长,并且与大气和压缩空气直接接触,使得工作油液内的金属微粒、油泥、纤维等机械杂质较多,并且由于酸碱、水分所引起的油质劣化十分严重,又由于电液随动系统可靠性差,综合所有因素,电液随动系统油孔容易被堵塞,多次工作后断线,强度低等缺点。但是通过电子计算机仿真系统对此进行仿真,可以满足不同情况下的水轮机调节系统,使效果达到最优值。 2.水轮机调节系统仿真算法 2.1引水系统仿真算法 在仿真编程时,引水系统特征线方程与水轮机联立作为一个部分,引水系统采用特征线法求解;水轮机的流盆和力矩可由模型特性曲线上查得。调速器和发电机等部分的徽分方程作为另一部分,并分为存在大扰动和小扰动两种情况考虑。由于存在大扰动时,水轮机参数变化很大,超出其线性范围,因此小扰动模型不适用。为此调速器和发电机采用差分方程的方式建模,采用特征线原理求解。将上述两部分交替求梁晨哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040解,即为水轮调节系统动态仿真结果。 2.2电液随动系统的传递函数 将电液随动系统中的步进电机,主接力器作为积分环节,液压缸、主配压阀作为一阶惯性环节。同时记录导叶控制信号的限幅,步进电机输出限幅,步进电机输入信号死区以及液压缸、主配压阀死区等5个主要非线性。并且利用连续系统离散化非线性系统数字仿真,即可得电液随动系统传递函数。 3.仿真系统具备功能 3.1水轮机特性的计算 在求解非线性方程组时,如果没有水轮机流量特性和力矩特性的全特性,就只能在模型综合特性与逸速特性的基础上延长使用,所以在求解非线性方程组时,必须知道水轮机流量特性和力矩特性的全特性。同时将水轮机的特性参数用数组的方式在计算机中储存,需要储存的参数有:导叶开度,机组单位转速,机组单位流量和机组力矩。但是由于实际值与计算机所储存的理想数值存在误差,所以在实际计算出的数值与计算机储存的数值不相等,可以通过拉格朗日公式或者四点插值方法计算求得与单位流量个单位力矩所对应的计算值。 3.2仿真系统步长计算 由于理想情况下和现实情况存在误差,从而导致计算结果不准确,为了减小误差,使计算结果与实际情况更加符合,仿真计算时的步长必须取得足够小,分割的足够精密。步长的确定原则是:仿真系统计算步长的时间必须小于计算机微调调速器的采样时间,这样才能最小的减小误差,同时步长的计算必须在上述条件下同时也满足水击计算的特征方程曲线。当步长计算不能满足水击计算特征方程曲线时,应该在仿真系统中适当的调整波速使得步长满足其条件。 4.水轮调节系统仿真硬件设计 对于水轮机调节系统的仿真,应该从我们的真实情况出发,不能在理想情况下进行仿真实验,否则实验结果很难融入到真正的生产使用。在设计仿真系统的同时应该在实物中加入输入输出模块,以便系统中参数的输入。同时为了方便我们更容易的观察水轮机调节系统的实时性变化,仿真系统应该具备显示功能,并且为了方便我们对参数的调节,确定系统的优先级别,安装可控制的显示屏是最好的选择。结束语水轮机调节系统作为水电站中最为重要的环节,其控制性能和可靠性一直是人们十分关注并希望优化的问题。因此在计算机发展迅速的今天,很多学者利用计算机仿真技术研究。在当前看来,通过计算机仿真技术,分别建立模型,列写算法,并根据不同条件对模型算法进行微调,即可得到可靠,准确的结果,大大节省了人力物力,也使其可靠性增加。但随着科技的进步,越来越先进,精确的仿真也被提出来。由此可见,计算机仿真技术因为具有高效,优质,经济的特点,被越来越多的学者青睐,并且在水电能源理论研究和技术开发方面具有很好的前景。 作者:梁晨 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司
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电子论文:实践教学汽车电子论文 1目前教学考核存在的问题 1.1实践教学考核项目欠科学。目前实践课成绩评定主要参考以下几个方面:学生的出勤率、在规定课时内完成实践项目的情况、实践教学设备是否完好、实践报告的撰写提交情况。然而,对于学生发现问题的能力、针对所发现问题解决的能力等反映学生创新意识、创新素质的考核项目却未能体现。考核项目的不科学致使学生在参与实践课时存在很大惰性。针对鹤壁汽车工程职业学院高职汽车电子(以下简称汽车电子)专业2013-2014学年第二学期开设的《汽车电控系统实习》课程,从实践教学目的、实践操作、实践环节出现的问题及解决方案的设计四个方面就实习学生学习目的性进行调查。从随机抽取的汽车电子1206班部分学生调查结果可以发现:超过半数的学生对实践学习的目标较为明确,能够认识到参与实践课学习之前需要掌握哪些理论知识、通过实践验证了哪部分理论知识,并能够按照教师要求较好完成实践步骤。但是,也存在实践目的性不明确、盲目参与实践的学生,统计发现这部分学生约占学生总人数的20%左右。 1.2实践考核内容有待优化。当前高职实践课程教学内容大多由理论课程内容演变而来,两者密切相关,实践课程的辅助性主要体现在: 1.2.1考核方式相对独立。由于实践课课时相对于理论课偏少,且通常采取单独考核方式,因此考核结果难免有失偏颇。 1.2.2考核内容缺乏创新性。在实践课时有限的前提条件下,验证性考核内容占据了实践考核的半壁江山,而真正能够培养学生创新思维、创新素质的设计和综合性实践占比却很小。这种考核方式势必导致学生的思维定势,不利于其创造性的发挥。 1.2.3考核对象被动性。学生依据教师讲解的原理、操作步骤、设备使用方法按部就班地进行实践,几乎没有主动思考的机会,处于被动实践的地位。对于在实践环节出现的问题,学生解决的情况如何、是否有助于培养学生的创新能力、是否有利于发挥对后续课程的指导作用在实践考核中均未得到体现,严重制约着学生综合能力的发展和培养。 2实践教学内容新特点 2.1独立性与系统性相结合。实践教学在汽车电子专业中占有极其重要的地位,因此,应对教学计划进行调整,整合专业理论课和实践课的学时分配,改变以往实践课作为理论课的依附,处于从属地位的状态,对实践课进行单独设课,使之成为独立的课程体系。此外,要加强实践课对于后续课程的指导地位,前后实践项目应形成完整的课程体系。 2.2验证性与设计性相结合。实践教学内容的设计应本着“以学生就业为导向、以培养复合型高技能人才为目标、以综合能力培养为本位”的原则,一方面要有利于学生对教材理论知识的巩固消化;另一方面应增加设计性、综合性实践项目,强化对学生基本能力基础之上的专项能力、综合能力、岗位能力的培养,提升其就业能力。 2.3知识性与能力性相结合。传统的以反映实验原理、实验目的为重点的单纯知识性实践内容被逐渐淡化,取而代之的是反映学生学习能力的实践预习、实践操作、实践数据处理分析、实践报告撰写等方面相结合的实践内容。 2.4专业性与职业性相结合。实践考核的内容除了要体现学科专业特点,更应注重对学生职业综合素质的培养,提倡按照职业实际的工作任务、工作情景组织实践课程,形成围绕工作过程的“综合性”实践内容体系。 3开放式实践考核模式 3.1考核模式的依据。实践考核应着重肯定“实践教学的整体性、学生群体的差异性、师生交互的双向性及学生实践的主体性”,以上述思想为依据,采取“统一要求”与“差异区分”相结合的考核模式。为了克服传统实践教学中教师“填鸭式”讲解操作、学生“机械式”被动模仿的弊端。“开放式”的实践教学要针对高职实践教学的新特点。在教学过程中,教师应扮演好导师的角色,只为学生提供完成实践任务必须的实践材料并提出实践要求,具体的实践方案的制定、时间步骤的安排、实践操作的完成均应由学生自己承担。学生成为实践学习的主体,教师只是起到了积极引导的作用。这一素质教育和创新教育思想的确立,使得学生在实践过程中不再过分依赖于教师的“指导”,而是被给予了更多“独立思考”的机会,从而有效地培养了学生的创新能力和创新素质。 3.2考核模式的实施。开放式实践考核模式在具体实施过程中应本着“统一要求”与“差异区分”相结合的原则,着眼大众,突出个体,具体实施模式如下:首先,针对所有参与实践课的学生采取统一考核方式,在实践课程结束之后安排学生参加与理论考试同等效力的实践操作考试和笔试,全面考查学生实际动手能力和创新素质,以检验所有参与实践课程学生完成教学目标的情况。“统一要求”的考核模式采用“微观专业考核”+“宏观能力测试”考核办法。“微观专业考核”具体包括实践目标、实践操作、实践过程中出现问题的分析及问题解决方案的设计四个方面的学习情况测试,通过对2013-2014学年第二学期汽车电子专业1206班的《汽车电控系统实习》考核测试,发现:90%以上的学生理解实践前应具备的理论知识,实践验证了教材中哪部分理论;能够按照教师的要求较好完成整个实践过程操作。对于“宏观能力测试”,则是在学生具备了扎实的理论基础后,考查学生组织管理能力、解决实际问题能力的测验。在已完成实践任务的学生中抽选数名作为辅导教师指导其他班级实践课的学习,通过指导其他同学,这些具备辅导教师身份的学生专业理论更扎实,技能操作更熟练,组织管理能力得到了相应提升。其次,由于学生之间存在个体差异,每个学生的知识接受能力和思维反应能力有差别,完成实践任务所需的时间不同,在规定的课时内对实践内容的掌握程度必然存在差异。高职教育倡导大众化与高等化相结合,所以“差异区分”的考核对象应回归到实践知识掌握牢固、实践动手能力强的学生之中。针对学生在实践过程中发现的问题,教师应从专业角度给出问题解决的方向,通过教师的指导,学生能够更深入地理解知识应用背景,并将知识点重新整合,并提出更有价值的观点。通过将“开放式”实践考核模式应用于汽车电子专业,发现“差异区分”的考核模式提升了学生学习的主动性,这可以由学生参加汽车维修工资格考试的人数及考试通过率得到验证。此外,该考核模式培养了学生的创新素质和创新能力,该校汽车电子专业学生参加2012年河南省职业技能大赛汽车检测与维修项目比赛获得了第三名的好成绩,这与实践教学考核模式的改革息息相关。 4结语 学校汽车电子专业实践教学考核模式的改革,使实践教学质量、人才培养质量得到了明显提高。采用“微观专业考核”+“宏观能力测试”的开放式考核模式,学生不仅能够参与实践课的学习,还能参与实践课的指导,在实践动手能力得到培养的同时,他们的管理能力、组织能力也得到了发展,这既有利于化解该校“实训学生多、指导教师少”的现实矛盾,又有助于学生辅导师团队的形成和发展。 作者:赵敏单位:鹤壁汽车工程职业学院 电子论文:工作过程导向下的汽车电子论文 一、基于工作过程导向课程的概念及特征 学生职业能力培养是高职教育的主要任务,而职业能力是由具体的工作过程、工作要求得到的。所以,职业教育的出发点和落脚点应该归结于工作过程。根据法国不来梅大学技术与教育研究所劳耐尔教授为首的职业教育学专家的研究,所谓工作过程是“在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”“,是一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统”。所以,工作过程的意义在于“一个职业之所以能够成为一个职业,是因为它具有特殊的工作过程,即在工作的方式、内容、方法、组织以及工具的历史发展方面有它自身的独到之处”。目前,基于工作过程导向的课程开发,在学习领域课程的设计有三个显著特征: 1.构建理论是其教育理论基础。从学习理论和教学论的观点看,职业教育的教学过程呈现针对职业行动领域实施整体学习的特点。 2.行动导向是其教学实施原则。20世纪90年代初开始在德国已延续十多年的讨论及实践证明,无论是从教学论的理论层面,还是从教学实践的操作层面,行动导向的教学都被认为是将专业学科体系与职业行动体系实施集成化的教学方案。3.职业学校是其设计主体。对于职业教育中工作过程导向的课程设计主体问题,职业教育体系发达的德国早在1990年代初就已经形成一致意见,即职业学校承担着对“双元制”的另一元———企业具体的工作情境实施“教学论校正”的任务。 二、基于工作过程导向的汽车电子技术专业课程设置研究 1.高职院校汽车电子技术专业课程设置体系现状众所周知,对传统学科知识体系结构的继承依然是目前高职院校中汽车电子技术专业课程设置体系现状。虽然近几年不少高职院校也在理论实践一体化课程体系、案例化课程体系等方面作了一些改革与探索;但是,从根本上来说都没有摆脱传统学科知识体系的影响。课程设置依然是强调知识的系统性与完整性;课程的内容依然是强调知识的推理性和逻辑性;实验实训内容仍然是以验证性和简单重复性为主。从多年职业教育的教学结果来看,按照这种传统课程体系培养出来的汽车电子技术专业的学生已经达不到目前市场用人的人才标准。所以,为改变这种现状,基于工作过程导向的课程体系设置是大势所趋。 2.研究目标解构原有的基于知识储备的学科体系架构课程,重构基于知识应用的行动体系架构课程,凝练工作过程要素,在现实的职业资格基础上,培养学生普适的职业资格,为未来的职业资格奠定基础,提升学生的“职业竞争力”。 3.拟解决的关键问题(1)改变学科体系不能直接给学生提供获得与现实社会要求相适应的弊端,培养学生普适的职业资格,为未来的职业资格奠定基础,提升学生的综合职业能力。(2)改变教师只“传授知识”的陈旧观念。要求教师以培养学生的综合职业能力为优秀,充分发挥自身的创造力,以能力培养为优秀选择教学内容,设计教学过程,为学生创设能充分发挥其潜能的学习情景。(3)提升教师课程开发及教学设计能力,加快其知识更新速度。(4)解决典型工作的载体(产品或项目或服务)和这些典型工作任务按照什么样的顺序来进行序化的问题,形成合理的课程结构。(5)解决与工作结合的工学结合课程怎么教的问题———行动导向的教学方法(企业工作方法,教学论)、实践经历、教学经历。 4.根据汽车电子类企业工作过程确定职业能力汽车电子类企业的工作过程是高职院校毕业生从事的各个具体工作岗位,也是汽车电子企业必定设置的工作环节。每个岗位的所要求的职业能力是不相同的,我们把这些工作岗位所需求的职业能力罗列出来,并进行科学归纳,就是高职院校毕业生的专业培养目标,经过研究我们把各个岗位所需要的职业能力列为以下几个面:(1)汽车及其各系统的操作能够操作和使用汽车各系统;正确指导客户操作车辆各控制系统,并予以解释说明。(2)汽车电器及辅助电子系统的测量与检查正确使用常用电器部件的检测仪器仪表及对电器部件和系统进行测量、检查、评价,并能够正确记录检查结果。(3)电器零件、组件及系统的拆装和维护能够根据维修手册进行电器零件、组件和系统的连接、安装和调试等。(4)汽车和各系统电气故障的检测与诊断能够对汽车电气系统的各种故障进行检查、诊断、维修和调整。(5)汽车电子产品生产质量管理(6)汽车电子产品检测与鉴定(7)汽车电子产品维修5.根据职业能力分析确定课程设置体系根据职业能力确定学习领域的内容,打破传统的学科知识体系课程结构,然后进行重组,进而设定一个个能涵盖学习内容的学习情境。(1)汽车电子基础能力课程机械基础、汽车电工电子技术,电工实训等课程。(2)汽车电子优秀能力课程汽车电子控制基础、汽车网络与电路分析、汽车电子产品检测与鉴定、汽车多媒体应用、汽车综合性能检测、汽车电气与辅助电子技术及检修、汽车发动机技术及检修、汽车底盘技术及检修。(3)汽车电子技术服务支持综合职业素质汽车电子产品工艺和维修基础、汽车电工电子制作实训、汽车电子技术、专业技能实训、岗前综合技能训练、顶岗实习。在课程教学实施过程中按照学习情境的顺序来组织教学,在学习情境内部按照工作过程的环节组织教学。一个学习情境的设置按照人的认知能力的特点结合工作过程的实际构建,达到正在学习的和正在练习的目标高度统一,知识的拓展和能力的发展相吻合。 三、研究的意义 综上可知,基于工作过程导向课程设置的研究具有重要的意义和必要性。在目前的高职专业课程设置中,常出现课程多而不专,全而不精的现象,在课程内容上也缺少与职业实践直接相关联的岗位技能知识,导致学生所学与所用之间脱节。高职毕业生因不适应具体的岗位要求而被众多企业拒之门外,必须再次培训才能上岗。为深层次适应企业和社会的用人需求,高职教育要以学生就业为推动力,才能培养出高级技能型人才。教育改革与发展的主旋律是以课程设置为切入点,直接针对岗位设置课程,调整课程内容,形成与职业岗位相关联的课程体系。立足于岗位设置课程,实现课程与岗位的“零缝隙”对接,以增强学生对岗位的实践与适应能力,避免课程设置与就业岗位错位,从而深度解决我国经济转轨时期的人才供需矛盾。另外汽车电子技术专业是我院的特色专业,而在我院高等职业教育模式下,更应赋予新的知识和技术、充分体现高职教育特色。本专业的课程设置、开发以及课程的调整必须体现本行业的职业需求,基于本行业的工作过程。因此,高职教育下的汽车电子技术专业基于工作过程的课程开发是亟待研究和探讨的课题。 作者:郝志廷单位:安徽电子信息职业技术学院 电子论文:辅助制动控制汽车电子论文 1汽车辅助系统 随着汽车技术高等及公路的不断发展,行车的速度越来越高,根据人们生活水平以及科学技术的不断发展,人们对汽车的要求也有所提高,更是注重了汽车的安全和驾驶乐趣方面。制动辅助系统一般可以分为三种: 1.1电子制动辅助电子主动式真空助力器真空腔上安装有膜片位移传感器及真空传感器,制动总泵还配备了tmc主缸压力接口。主动式助力器可向abs/esp控制器输送有关踏板行程和移动速度的信息,以实现电子制动辅助功能。 1.2机械制动辅助刹车总泵是一种汽车刹车装置,主要起着为刹车提供助力的作用,只有车辆的发动机启动后才能有刹车的助力效果,公交车和货车等大型车采用气泵助力系统,小汽车采用油泵助力系统,主要的油刹刹车总泵是真空助力泵,驾驶员通过控制分泵油压进而作用于刹车压力使踩刹车踏板的力度可以减小,如果汽车没有启动发动机,即使用尽全身力气也不能将刹车的踏板踩到底部。在真空助力器内部控制阀部位上增加具有惯性效应的机械组合开关机构,即可实现快速踩踏板时的紧急制动助力功能,被称为带机械式制动装置。在一般速度踩下制动踏板时,其与一般的真空助力器一样,控制阀关闭,气阀打开。这就是机械制动辅助功能。 1.3液压制动辅助Hba的主要功能是监测紧急制动情况并据此自动增加制动压力来提高车辆的减速度。其利用esp系统的传感器信号及液压控制单元具备的主动增压功能实现制动辅助,减少驾驶者的踏板操纵强度。在hba的作用下,车辆的减速度只受到abs控制,因此能接近于车辆物理极限内的最佳水平。使得驾驶员能在任何时候干预制动程序,从而直接影响车辆的响应。这就是液压制动辅助。以上就是对汽车制动系统就行的分类,随着社会水平的不断提高,人们对汽车性能的需求也逐渐的增长,偏侧重于汽车动力性能,操纵性,以及安全性方面。目前,汽车更新换代很是迅速,大部分车都应用与电子辅助制动控制系统,它是汽车组成的重要部分。 2电子辅助制动控制系统 EBA指的是ElectronicBrakeAssist即电子制动辅助系统,在一些非常紧急的实践中,驾驶者往往不能迅速的踩下刹车踏板,EBA就是为此设计的。该系统利用传感器感应驾驶者对制动踏板的力度与速度的大小,然后通过电脑判断驾驶者此次刹车意图。现在,大部分汽车上都应用着完善的电子辅助控制系统,它的优点有如下: 2.1可以减小操纵时的操纵力一般汽车在行驶过程中会根据驾驶者的操纵条件而改变汽车的行驶状态,在电子辅助制动控制系统的运行下,使得驾驶者的操纵力大大减少,提高了驾驶的乐趣以及驾驶的控制性。 2.2可以减轻司机的疲劳程度如果没有电子辅助制动系统,驾驶者在驾驶过程中会操纵很困难,当遇到紧急情况时由于操纵过程不顺利,导致事故的发生,同时使得驾驶者驾驶过于紧张、疲劳。在电子辅助制动系统的帮助下,驾驶者的操作更加的顺利。 2.3根据路况提供合适的转向助力不同的汽车具有不同方面的优势,一般根据路况的不同,会直接影响着车辆的使用寿命以及年限,由于车辆配置以及性能的完善,根据路况的不同可以选择不同的模式,避免不好路况对车辆的磨损和损坏,更加提高了车辆行驶的舒适性。适合的转向助力使得车辆行驶更加顺畅和完美。 2.4提高汽车行驶的安全性、操纵性、稳定性依据人们生活水平的不断提高,人们对车辆的需求也更加的严格。而电子辅助制动系统就是根据人们的需求改进和提高车辆的性能和配置而设计的系统,使得在行驶中更加具有安全性、操纵性和稳定性,车辆在行驶过程中更加的顺利和舒适。 3关键技术研究 3.1电子辅助控制系统的组成电子控制辅助系统由传感器、电子控制单元和执行器组成。电子控制单元ECU根据各部件工作传给ECU信号,再由ECU进行分辨及确认发出信号,使其工作。主要用途如下:a用于收集运行条件和期望值的传感器和设定值发生器。bECU根据特定的数学计算方式将信息处理成电子输出信号。c执行机构,将ECU的电子输出信号转换成机械参数。 3.2电子辅助系统的技术研究电子辅助系统是根据人们的需求和日常的驾驶条件中遇到的情况所改进和完善的技术,由于目前随着电子设备的广泛应用汽车上也普遍使用,它是根据车辆行驶的条件设计的系统,以减轻和解决行驶中遇到的问题,提高行车的操纵性和舒适性。 4技术实现 电子辅助制动系统是根据汽车的形势需求所配备的电气设备,基于近年来现代汽车制动控制技术得到了新发展和广泛应用,电子辅助控制系统已遍布于汽车上,满足了汽车行驶过程中驾驶者的各种需求,不仅是提高了驾驶的安全性,而且提高了驾驶的操纵性,减轻了驾驶者的疲劳。实现了新技术的超越。在驾驶过程中各方面都便利和保全了驾驶者:a减小转向时的操纵力,减轻驾驶者的疲劳程度。b根据车速的高低和行驶条件的变化提供合适的助力辅助功能。c当遇到重大的撞击或其它事故时及时的缓冲减轻驾驶者的伤害程度。 5结论 由以上文章我们了解到电子辅助制动控制系统在现代汽车上的重要性和广泛性,并对此技术进行了分析探究,随着社会的飞速发展,相信以后的汽车技术会更加的优越,目前电子辅助制动控制系统的应用大大的提高了车辆的使用品质,使得人们在驾驶中体现到了不一样的乐趣,在提高安全性、操纵性、稳定性之外,更加体现了电子辅助制动控制系统的重要性和便利性。 作者:何伟丽刘光单位:河南省驻马店职业技术学院 电子论文:电子技术发展下汽车电子论文 1汽车电子技术的特点与要求 数字信号处理技术和无线通信技术的快速发展是汽车电子技术发展的驱动力、更多的创新技术不断开发应用。相对其他控制技术,电子技术更具智能化,控制成本更低,性能更好。于是汽车上出现日益增加的电子单元,在提升汽车性能的同时,又会带来线路繁杂、可靠性降低、电磁干扰、维修困难等诸多问题。近年来,总线化成为一个方向,各电子单元通过总线进行通讯,信息交换,传输当前的状态信息接受中央控制单元的指令并执行特定的功能。总线化增强了汽车的整体性,也提高了软件在汽车制造技术中的地位。汽车日趋大众化,导致苛刻要求汽车零部件降低成本,提高性能。高端豪华汽车在总计近百个电子组件或电子控制单元(ECU)的相应系统中包含多达100余个微处理器。这些ECU由多种网络连接,例如控制器局域网(CAN、FlexRay)、局域互连网络(LIN)和面向媒体的系统传送(MOST)。当今汽车电子技术的特点和优秀要求是: 1)实时性。快速反应并不是实时性的优秀内涵,快速性仅是系统实时能力的表现。当系统不能满足实时性要求时,必须提高系统的运行速度,而运行速度的提高会带来系统功耗加大、电磁兼容性下降等负面效应。因而在设计具体的控制系统时,在保证能满足实时性要求的条件下,应使系统的运行速度降到最低,以满足系统在功耗、可靠性和电磁兼容性等方面获得最佳的综合品质。 2)安全性。安全性是指产品防止、减少故障和事故的性能。硬件的耐高低温、耐电击、耐火花、阻燃等从原材料制作工艺到检测包装储运,有效的质量控制是关键;软件漏洞的隐患与后果,如功能的缺失、安全威胁与客户抱怨等,有一种名为“组策略”的手段提供对微处理器进行更改注册表来实现软件的安全。对车辆电子控制安全造成的威胁,可分成局部物理、远程和内部电子3大类。①局部物理性威胁。通过物理性地接入传动系统CAN网络并破坏通信,这种入侵式的攻击极易破坏汽车关键功能。其对策是在一个或多个ECU内部的某处存储着隐秘的私有密钥,用于受保护的通信通道,提供局部数据的保护服务,汽车算法、多媒体内容和保密资料都需要私钥存储进行数据保护,抵挡凌厉的入侵和攻击。②远程威胁。黑客通过侦测汽车的远距离无线接口寻找网络安全协议、网络服务和程序中的软肋,以找到内部各电子系统中的路径。与数据中心不同,汽车不可能拥有完整的IDS、IPS、防火墙和UTM,防卫机制的客观缺失需依靠汽车的关键系统必须与非关键的ECU完全隔离开,以确保驾驶安全。③内部电子威胁。虽然物理网络隔离是理想的方案,但接触点和干扰总是难以避免,安全标准有极大差异的系统间通信的干扰会很敏感。业界又出现强烈的设计整合趋势,使用更强大的多内核微处理器来实现不同系统的控制,从而将许多ECU变为虚拟的ECU,这将增加源于软件的威胁风险,从而导致操作系统缺陷、对密码系统的旁路攻击以及拒绝服务等。因而,关键和非关键的系统与网络之间的接口必须在最高管理层面进行论证和穷尽分析,并按ISO15408等评估安保等级(EAL)6+的最高等级安保标准进行验证,确认缺陷无虞。 3)可靠性。可靠性是指产品的平均无故障运行时间(MTBF)。为确保可靠性,在汽车电子电路上实施冗余设计,元器件应选用汽车级。高可靠性软件及安全工程实施原则(PHASE)协议支持最大限度地简化复杂性、软件组件架构、最低权限原则、安全软件和系统开发过程。 4)环保性。产品符合国家相关的环保标准和规定,包括产品是否含有毒、有害原材料,芯片是否含铅、镉,EMC辐射是否超标,须有严格的检测和认证。必须认识到切实实施ISO/TS16949和ISO14001仅是一项基础工作。 2我国汽车电子产业概况 市场化的经济体制带来了高效的资源配置,我国汽车电子产业在这10年间有了飞速的发展。在汽车产业高速发展的直接推动下,2012年我国汽车电子市场规模已逾2500亿元,连续7年增长率超过30%。其原因除市场需求迅猛发展外,还有国家政策带动、国际产业转移和地区竞争的促进。但由于基础研发工作薄弱,掌握的自主知识产权匮乏,产品在技术上还依附于国外,优秀技术仍受制于人,至今没有世界知名的汽车电子产品品牌和供应商。石油资源日趋紧缺,人们对环境保护的意识在不断增强。国际上对汽车排放出台了一系列严格的标准,加上人们对汽车的安全性、舒适性和使用寿命的要求越来越高,汽车电子也越来越复杂,进入汽车电子零部件行业的门槛就越来越高。我国汽车电子产业虽实现了持续快速发展,产业的技术水平、规模、机构都得到了大幅度的提升,但这产业链中的成就仅局限于加工制造。硬件方面,元器件集成芯片几乎全从国外公司购买;软件方面,从开发工具到优秀软件全由国外公司提供;生产方面,从贴片到出厂,从生产检测设备到技术规范、标准,也依循国外企业。现状是久负盛名的跨国芯片巨头能针对特定的应用提供专用芯片及解决方案,使汽车电子产品开发周期缩短,质量有保障,成本较低。这样更使我国目前几乎所有汽车电子单元全是由芯片厂商提供设计,而我们只是二次开发。微电子行业基础优秀技术的薄弱是决定我国汽车电子产业在总体上受制于国际跨国公司的根本原因,必须彻底改变。 3汽车电子技术发展趋势 1)总线化和中央电子控制单元向汽车电子的整体化、系统化迈出了革新的一步。各电子控制单元通过总线进行通信,传输当前状态的信息,接受中央控制单元的指令并执行特定的功能,使车辆行驶功能控制达到最佳水平。总线化还使汽车制造优秀技术由硬件逐渐向软件过渡,由谙熟全程制造技术和掌握汽车各系统、各零部件原理功能的龙头企业执掌制定切实可用通信协议的主动权。这就导致技术实力弱势的中小企业只得依附强势的大公司,促使行业兼并。 2)模块化。电子技术和多领域高新技术进行系统集成化汽车零部件产品的构成,便于国际化采购和整车厂组装。模块化就是根据需求定制,完成所需的功能,以标准模块的规格作大集成化的封装,提高功效和可靠性,也简化配套和整车制造工艺,有利于产品质量得到有效控制。结果将会使现在处于领先地位的行业寡头逐渐成为系统集成商,电子零部件企业承担的产品工作量越来越大,汽车零部件产业在汽车工业中的作用和地位更显重要。 3)智能化。微控制器大量进入汽车电子各系统,带来控制技术智能水平提高,性能更优越,控制成本更低。 4)规范化和高配普及化。新的汽车电子技术不断涌现、不断进步,但有些电子控制技术在汽车上实施还需历经一段时间,才能在标准配置上被确认。例如,轮胎智能压力监测系统(TPMS)与ABS、安全气囊并称为汽车3大安全系统。但目前,仅在奥迪A8、宝马7系/5系、奔驰S/E系列等高端车型中作为标准配置。在高度重视汽车安全性的当下,轮胎压力监测系统必然很快会成为所有汽车的标准配置。就如同ABS从出现到普及一样,需要一个过程。 5)重视传感器的研发。汽车电子技术的应用中无处不在的传感器,在控制技术环节里作用至关重要,应受到充分的重视。我国在传感器技术的演进发展和实践中虽已有一定基础性的成果,但因投入的研发资源远远不足,也显得十分薄弱。必须与汽车电子的研发齐头并进才能相得益彰。期望在“十二五”计划期间,我国传感器技术及产业迎头赶上。 6)“云控制”技术。计算机技术和信息融合技术已经发展到了云时代。“云控制”技术由以往的局部信息处理到信息共享到现代的信息融合,已经完全突破了汽车“传感器-避开障碍-目标-方向盘”的传统固有模式,使实现“目标-方向盘”的自动驾驶成为可能。“云驾驶”将大大提高识别道路行驶目标的效能,同时降低燃油耗费,将使驾驶由低事故向高可靠转变。 4结束语 众所周知,当今汽车电子的优秀技术已被国外大型跨国企业寡头所垄断。这对发展中国家,知识产权保护成为一道无法回避的障碍,发达国家常利用它设置高科技壁垒,以保持其优势。我国汽车工业的崛起,除兼并收购外企外,主要还得培育发展自主研发能力,掌握先进的制造技术、工艺技术和管理体系。只有这样,才是提高我国汽车电子竞争力的关键所在;只有国家更有力的汽车电子产业战略措施出台和相关政策的倾斜,把更多的资源投入汽车电子技术各环节研究创新,使我国有更多自主知识产权的优秀技术,才能保证我国汽车电子技术和产业能稳步提高,跻身国际强手之列。 作者:陈天殷单位:美国亚派克机电(杭州)有限公司 电子论文:制造工艺统计数据汽车电子论文 1制造工艺统计数据分析原则与方法 1.1原则制造工艺统计数据分析应坚持以下原则:系统性原则,汽车电子产品制造前,为了解客户需求,把握市场形势,需要进行市场调研,而市场调研并不是单纯的资料记录、整理和分析,而是由周密的策划、步骤、活动和科学实施成果组成的。科学性原则,必须以客观标准进行数据的收集、分析和解释。针对性原则,制造工艺统计数据分析方法众多,每种分析方法都有其自身适用领域和局限性。实用性原则,由于制造工艺统计数据分析是为制造企业决策提供指导和服务的,必须保证其与企业实际生产相符合。趋势性原则,市场环境处于一个不断变化的过程中,需要以发展的眼光看待问题,随着工业环境和市场环境的变化,应对制造工艺统计数据分析方法做出进一步调整和完善。 1.2方法制造工艺统计数据分析方法包括推论性统计分析方法和多元统计分析方法。回归分析和方差分析属于推论性统计分析方法,其中,回归分析主要是从定量角度对大量观察数据进行分析计算和归纳的;方差分析则属于t检验的扩展,主要是通过检验多个总体均值是否相等来判断分类型自变量对数值型因变量是否有显著影响。多元统计分析方法包括相关分析、主成分分析、因子分析、聚类分析、判别分析等。在汽车电子产品制造中,通过定量分析和定性分析相结合的研究活动,我们能够发掘数据中隐藏的信息,并将其以恰当形式表现出来,从而更好反映企业生产经营活动基本情况和生产计划执行情况,回答企业各种经济活动变化趋势,及时发现并解决汽车电子产品生产经营过程中产生的问题和偏差,为企业做出科学合理的决策提供指导。 2制造工艺统计数据分析对汽车电子产品的作用 2.1有利于汽车电子产品生产线布线的优化和改善汽车电子产品生产布线不理想会严重影响生产效率和生产质量。以车载多媒体控制模块生产线为例,传统生产线布局中重力传送架、工作台表面、物料摆放方式、重力滑道入口的设置都有很大改善空间,布局的不合理造成了人、机、在制品的共同等待,因此需要重新考量生产线布线。这个时候,就需要统计人员收集生产线各站位标准工时数据,运用统计数据分析方法,进一步平衡生产线,并将机器时间与人工时间分开,然后统计出基于客户需求节拍所需的最为理想、最少的员工数量,将其与现在实际生产中使用的员工数量进行对比,确认其是否存在改善空间。一般而言,改善后的生产线布局为U型生产线,一个人员可控制多道工序,不仅能够减少浪费,对于产品质量而言,由于物料的流入和成品的流出经一人之手,所以容易发现由原材料不良或生产工艺不当产生的质量问题,有利于质量问题的及时解决。 2.2有利于汽车电子产品精益生产的实施所谓精益生产指的是最大限度减少浪费的生产方式,它是一种制造理念,主要是通过消除浪费来缩短客户订单到成品发货间的时间。一般来说,一个企业精益生产实施较好,就说明该企业没有浪费或很少浪费。在汽车电子产品生产过程中存在七种浪费,即过量生产、库存、运输、移动、等待、过度加工、不良报废,这些都是精益生产的薄弱环节。由于市场环境在不断变化,导致企业生产过程也有起有伏,今天这个薄弱环节加强了,明天那个薄弱环节可能就凸显了,如果不经常进行统计数据分析,一些薄弱环节可能就会被忽视,或是发现太晚,无法补救。只有常常进行统计数据分析和研究,才能实施精细化管理,才能及时发现问题,揭露汽车电子产品制造中存在的漏洞和薄弱环节,从而为企业制定并实施各项管理措施提供依据,持续改善精益生产过程。 2.3有利于实现汽车电子产品零缺陷生产以某企业制造的HC908GZ60微控制处理器为例,其主要销售客户为世界大型汽车电子产品供应商,这些供应商对该产品的质量有着很高要求,在对该企业产品质量产生疑虑之后,以德尔福汽车公司为主的客户更是提出了零缺陷的质量要求,若企业不对HC908GZ60微控制处理器的质量做出进一步改善,其市场份额将会大大降低。在零缺陷要求下,该企业利用制造工艺统计数据分析,对近两年的所有客户反映的质量问题数据进行分析,同时分析客户购买量变化,发现存在原预期新产品投产计划没有按期进行的问题,一些客户对未来产品质量也表示出了担忧,基于此,企业找出最主要的客户群体对产品进行改善;为了有效追踪和分析产品质量,该企业开发了客户质量分析工具,运用软件并采用统计数据分析方法,准确计算出了产品在不同客户应用上反映出的质量水平,测量出了良品率,在此基础上,制作出了缺陷分析走向表,以此为依据,产品工程师对产品设计和工艺做出了进一步改善,为HC908GZ60微控制处理器的零缺陷生产提供了保障。 3结语 总之,制造工艺统计数据分析是汽车电子产品制造企业完善管理工作、监督生产活动的重要手段,也是制定和实施生产计划的重要依据,将制造工艺统计数据分析应用于汽车电子产品生产中对于优化生产过程、实现精益生产具有重要作用,有利于实现汽车电子产品零缺陷生产。需要注意的是,企业应注重对统计人员的业务培训,使其具备扎实的统计业务知识、全面的制造工艺统计数据分析方法,同时熟悉汽车电子产品生产工艺流程,熟悉企业业务流程,提高统计人员综合素质和各项能力,为汽车电子产品的零缺陷生产提供保障。 作者:刘卓林单位:柳州航盛科技有限公司 电子论文:人工智能关系机械电子论文 1产品特征不同 机械电子产品虽然结构相对简单化,没有掺杂过多的运动元件或者部件,但是它的内部结构是非常复杂的,若想要产品的性能得到提高,就必须将传统落后的笨探究机械电子工程与人工智能的关系姚磊河北农业大学机电工程学院河北保定071000重机械面貌彻底抛弃,缩小物理体积。由于机械电子工程所涉及和利用到的内容非常广泛,所以电子机械工程是一种具有极强综合性的学科。机械电子工程的基础是传统机械工程,同时充分利用计算机的辅助作用,来强化机械电子工程的优秀力量。这使得机械电子工程与其他学科相比较而言更能体现出科学性,并且能够保证满足系统配置方面的设计需求。机械电子工程充分利用到专业设计模板来完善机械电子设备,发挥设计应用中的模板作用,这样有利于保证机械电子工程设计能够顺利进行。机械电子工程产品在设计结构方面较为简单,并且元件利用数量也是相对较少的。所以在这种情况下,要通过持续提升产品性能,强化机械电子产品质量,优化机械电子产品的结构,来满足消费者的更多需求。 2人工智能的定义及特点 何为人工智能,人工智能是一门综合了计算机科学、信息论、控制论、神经生理学、语言学、心理学、哲学等多门学科的交叉性学科,是21世纪最伟大的三大学科之一。人工智能的发展其实经历了一段非常漫长的历程,人工智能在计算机开始发展的初期就已经被应用到了各个方面,只是它在起初所发挥的作用相对而言是非常小的,并没有得到足够的重视或者引起足够的注意。但是随着时代的进步,人工智能已经摆脱了过去相对弱小的形象,发生了翻天覆地的变化,得到了很大的改善。人工智能发生的这些转变正是人类对计算机的应用和熟悉程度的转变。信息时代的趋势已经使人工智能技术得到了很大的强化,在社会中的地位也越来越重要。机械电子工程的发展需要依靠人工智能的力量和支撑,相信随着人们对人工智能更加深入的研究,人工智能模仿人类思维的能力定会越来越强大。只有对人工智能不断创新和改善,才能在计算机语言理解和应用方面得到更大的进步,才能更加符合机械电子工程的发展需求。 3机械电子工程与人工智能的关系 机械电子工程在应用上不稳定主要表现在系统输入输出的问题,即利用数学方程来建立模型,并且依靠人工智能来完成对传统知识学习的更新,这种解析数学的相关方式在机械电子工程中的应用是非常广泛的。传统机械工程方式的应用是非常简单的,但是随着时代的发展和科学技术的进步,新时期出现的机械电子工程系统在处理各种问题时是相对复杂的,会通过配置多种系统对信息类型来进行区分。但是人工智能在机械电子工程领域还存在着一些不确定的因素,在计算机电子工程中,人工智能信息处理的方式主要采用的是解析数学措施,其应用方式主要是利用网络神经系统对网络系统进行合理安排,将神经系统迷你成人脑的结构,根据相关数字所传达出来的信号,对已经搜集到的资源进行参数分析。其实,人工智能在机械电子工程中的应用是有差异的,这种差异性也是人工智能的一种特点,没有办法对网络系统进行有效的描述,同时在建设系统资料库的过程中进行严密数学分析,在分析过程中若是出现错误会直接影响到网络系统的建设,甚至导致网络系统的崩溃。创新工程方式,加强人工智能信息的服务建设是保证机械电子工程能够顺利开展和进行的关键。随着时代的发展和人民日益增长的需求,生活方式的单一性早已不能满足社会的发展需求速度。不断完善的综合性人工智能系统必将会使生产模式发生转变。利用模型推理系统和神经网络系统的优势来补充综合性人工智能,逐步完善机械电子工程的发展,网络系统得到完善的必然结果就是模型推理系统。同时,模型推理系统也是二者功能性融合的重要体现。人工智能通过网络信息资源进行完整性表达,完善机械电子和人工智能的密切关系。 4结束语 科学技术水平之所以得到提升,其内部原因就在于学科之间的大融合,相信机械电子工程与人工智能技术的完美结合必定会促进社会的进步,改变人们现有的生活方式。自动化是机械电子工程和人工智能技术结合下的重要产物,也会是重要的发展趋势。 作者:姚磊 单位:河北农业大学机电工程学院 电子论文:电子系统发展趋势机械电子论文 1探析机械电子系统的现状 就目前来说,随着全球经济的不断提升以及我国经济的不断发展,带动了信息技术的发展,但是好的同时也加剧了市场的竞争程度,一些行业虽然取得了一定的成绩,但是由于市场剧烈竞争发展缓慢,其中就包括机械电子这个行业,据不完全的数据统计,2014年我国的机械电子产品生产率并不是很高,其中最重要的原因就是我国的机械电子不断地加大进口的数量。进口数量的不断增加就使得进口的金额大大提升,从前三个季度的数据来看,机械电子的进口金额高达170亿美元多,这就使得我国自己生产的机械电子产品在市场上出现了较低占有率的状况,也就是说我国自己研制的机械电子产品销量并不理想,其在市场上的转化率还处于较低的水平。这种状况体现出了机械电子市场的几个问题,其一就目前我国的机械电子行业大部分企业依然在使用较为传统的生产设备,这些设备大都不具备智能和自动技术;其二是相较于国外发达国家来讲我国在科研方面的发展速度还处于比较缓慢的阶段。新技术的产生率并不高,能够在市场上有较大占有率的品牌往往是技术含量较低的产品,而拥有较高技术含量的产品在消费者市场中认知度又较低;其三是我国的大部分企业对于机械电子并没有投入较多科研经费,一直还是以模仿其他优势品牌产品为主。其四是我国即使掌握了一些机械电子的关键性技术,但是这些技术相较于发达国家还有很大的差距[2]。 2探析机械电子系统未来的发展趋势 (1)我国机械电子系统的人工智能发展趋势。人工智能对于机械电子领域可以说是比较新鲜的话题,在机械电子系统中加入人工智能将是我国未来的发展趋势,人工智能的优势是什么呢?其不仅可以对现有的机械电子提供更好的运行环境,还可以增加机械电子的准确性,人工智能对于机械电子的这两点贡献也是社会市场发展的必然趋势,也就是说我国的机械电子要想在激烈的市场竞争中占有一席之地,必须要将人工智能纳入未来发展的计划中。 (2)我国机械电子系统的实时快速发展趋势。市场的发展不仅需要机械电子具有较好的运行环境以及具备准确性,还需要机械电子系统具有实时快速的特性,在准确性的前提下还要把效率不断地提高,在机械电子系统未来的发展中计算机的处理芯片的应用将会得到较大的推广,因为这样的处理芯片可以将机械电子系统中的信息传递的速度进一步地加强,可以大大提高其使用的效率。 (3)我国机械电子系统的技术创新发展趋势。技术创新是每个企业在未来市场竞争中想要获得发展必须要做的工作,对于机械电子系统来讲,技术创新是未来发展的优秀趋势,企业必须要将技术创新纳入企业发展的重点工作计划中,在技术创新上要不断地对技术创新进行的科研活动加大经费的投入,做好前期的市场调查以及市场分析,把握好未来市场的发展方面。同时还要在研发的时候注重质量,而不是数量,提高科研的水平,打造我国的品牌机械电子产品。 (4)我国机械电子系统的网络数字发展趋势。网络数字化的发展趋势强调的是信息资源的共享以及技术上的提升。就机械电子的网络化发展来讲,体现在机械电子的功能上,不仅可以加快与发达国家都在技术上的不断沟通,还能使远程技术更好的解决机械电子出席那的问题。而机械电子的数字化则可以为机械电子带来较大的发展空间,利用数字化微控技术进一步提升机械电子系统的效率,可以说网络数字化是市场发展的必然趋势[3]。 作者:侯宇 单位:哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司 电子论文:软件系统机械电子论文 1机械电子式软起动装置控制系统的研究 1.1硬件系统 硬件系统是该控制系统中的一个重要组成部分,且其也能够对整个控制系统的运行过程产生直接性的影响。因此,技术人员在对该控制系统的硬件系统进行构建的过程当中,就必须要严格依照国家的有关规定去进行。另外,为了提高硬件系统的运行效率,技术人员还必须要充分考虑到以下三个方面:(1)估算硬件的内存时要保证估计值的科学性与可靠性由于技术人员对硬件内存容量的需求会随着各种原因而不断改变,比如:技术人员自身的编程水平、技术人员对内存进行利用的效率以及模拟量的点数等。因此,技术人员在对硬件内存的容量进行估算时,就要站在整个系统的角度上,对系统的方方面面都进行一番全面的考量,然后再依据内存计算公式,对当前系统所需的硬件内存进行合理的估算,以确保估算值的科学性与可靠性。式中:C代表的是硬件内存的估算值;P1和P2分别代表的是开关量输入/输出时的点数;M代表模拟量的点数。(2)响应时间的计算要符合规范一般来说,因可编程控制器具有一种特殊的运行方式,所以它不会在连续很长的一段时间之内,都接受某种小于其自身运行周期的输入信号。另外,由于响应时间的计算公式为:式中:T代表的是响应时间;T输入滤波代表的是滤波输入的时间;T输出滤波代表的是滤波输出的时间;T运行周期代表的是可编程控制器的运行周期。因此,结合上述两个方面,并在对可编程控制器进行一番仔细的考量之后,得出最适用于该控制系统的可编程控制器的型号为:西门子系列的CPU226,该型号的可编程控制器的组成结构包括:电源、CPU以及输入/输出点。电源:为整个可编程控制器提供可安全、稳定的电力;CPU:执行控制系统发出的要求,并对控制系统中的所有数据信息进行有效的储存;输入/输出点:输入点可以从系统中的各种设备中采集可用信号,而输出点则负责对系统中的电机或者是其他设备进行有效的控制。(3)输入/输出点数的估算要符合系统要求输入/输出点数的估算值,对于整个控制系统来说,是非常重要的。其次,技术人员也可以通过输入/输出点数的估算值,来选择最有利于该控制系统的可编程控制器。所以,技术人员就必须要对输入/输出点数进行合理并符合规范的估算,并在获取到估算值之后,按照估算值的大小,选择一种适用于当前控制系统的可编程控制器。这样一来,也就可以在很大程度上提高可编程控制器的运行效率。依据估算值选择可编程控制器时,要预留出15%左右的输入/输出点数。结合钻探设备的应用特性来看,输入/输出点数的估算数据如表1所示。 1.2数据通信系统 该控制系统中的“数据通信”指的是:数据在同级或不同级之间实现传输或者是接收的一个过程,而该控制系统中的数据通信,也主要是依靠可编程控制器和上位计算机来实现的。其中,可编程控制器和上位计算机进行数据通信时所使用的端口号是RS485和RS232,且它们进行数据交互的模式是字符串模式。另外,它们实现数据交互的原理是:由可编程控制器把控制系统中的所有数据信息以及运行状态传输到上位计算机中,上位计算机一旦接收到这些数据信息和运行状态之时,就会立即对它们进行合理并有效的分析和处理。 1.3软件系统 搭建该控制系统软件系统的依据是控制系统流程图以及控制系统功能预设图;采用的编程软件V3.1STEPMicro/WIN;编程平台为计算机平台;辅助技术为计算机技术与通信技术。另外,技术人员在为该控制系统搭建软件系统的前一阶段,还应当对带式传送机的实际运行情况进行更深入的了解,然后再依据了解到的情况,对该控制系统的各个控制进程进行合理的设计。其中,该控制系统中所必备的控制进程包括以下几个:(1)把定时器作为控制系统软启动以及软停车操作的主要控制器,让操作人员通过对定时器进行时间预设的操作,使控制系统依照预定的速度规则,自动的实现软启动和软停车过程。(2)如果有停车要求时,控制系统可自动进行顺序断电操作。若遇突发情况导致的停车,控制系统也可直接切断系统中的所有电源,保证系统不会因此受到任何影响。其中,顺序断电需要借助定时器,其实现原理是:依据操作人员预先设置好的时间,进行断电操作。(3)利用“系统自检”功能,对整个控制系统的运行状态进行实时的监测与控制。倘若在监测与控制的过程当中,发现了系统中存在着的错误,那么该功能就会自动触发系统警报器,提示操作人员系统出现了问题。如果,控制系统中不存在任何错误,那么该功能就会执行下一个任务,从而让其继续对系统的运行状态进行检测与控制。(4)把定时器合理的运用到软件系统中,可以让可编程控制器在定时器的作用之下,实现自动起动或者是停止的操作。其具体表现在:当达到操作人员对定时器预置的时间之时,控制系统中的电机会在可编程控制器的作用下,开始实现运行,并在预置的某一时间段之内,达到相应的预置转速。另外,可编程控制器也可以依据其自身的输出频率,对控制系统中调速电机的运行速度进行合理的控制。 2机械电子式软启动装置控制系统研发的作用 机械电子式软启动装置控制系统的研发,不仅可以提高系统中负载的运行效率,还可以让整个控制系统实现无极调速的这一运行过程。由此可见,机械电子式软启动装置控制系统的研发,对我国各行各业来说,都有着一定的实质性应用价值。现对机械电子式软启动装置控制系统研发的作用进行简单的分析,并将其概括为以下几点:(1)有利于提高施工钻进的生产效率;(2)有利于企业对现场施工进行实施监测与控制,以防止错误操作给整个生产线造成的影响;(3)有利于降低钻井过程的生产成本;(4)有利于促进我国钻探行业的进一步发展;(5)有利于我国机械电子式软启动装置控制系统的创新;(6)有利于提升我国钻井施工行业的整体水平。 3结语 综上所述,机械电子式软启动装置控制系统作为一种具有较高控制效能的系统,它在钻井施工中的运用,无疑能提升了钻探施工的生产效率。特别是在现代高科技技术的引领之下,机械电子式软启动装置控制系统更是得到了最全面的改进。然而,随着时代的不断发展,钻探施工势必会提高对机械电子式软启动装置控制系统的要求。因此,在这种情况之下,国家有关部门就应当以“契合社会发展的趋势”为主要目的,采用最先进的技术对机械电子式软启动装置控制系统进行不断的创新。唯有这样,才能够提高机械电子式软启动装置控制系统的效能,并让其为钻探施工行业,甚至各行各业提供最全面、最优质的服务。 作者:支月蓉 朱彩华 周雪园 单位:石家庄理工职业学院 河北建勘钻探设备有限公司 电子论文:人工智能机械电子论文 1.人工智能的特点 人工智能经过了一个漫长的发展环节,在计算机刚刚出现的一段时间,人工智能的应用范围还十分有限,没有对社会的发展产生影响。但在信息技术高速发展的今天,计算机得到了普及,人工智能发生了巨大变化,正在不断完善中,逐渐的从单一的个体行为转变为分布主体行为。人工智能转对信息数据传递产生了一定影响。现代社会已经来的了信息化时代,人工智能技术的应用得到了进一步加强,在人们生活中扮演的角色也越来越重要,尤其是在故障预控、故障排查、生产建模中的应用,使工作得到了进一步简化。从机械电子工程的发展情况来看,其离不开人工智能技术对其的支持,为此人们加强了对人工智能技术的研究,经过多年的研究,人工智能技术已经能够做出简单的映射发展,但在逻辑思维上的能力还没有得到体现。因此在研究过程中,要不断创新,只有这样才能使人工智能满足机械电子工程发展的实际需求。 2.电子机械工程中对人工智能的应用 社会的发展需要物质和信息的推动,在人类社会文明的最初阶段,受生产力水平限制,社会的关注点都在物质上,信息的传递方式过于单一。随着人类文明的逐渐发展,人们发现了信息船体的重要性,而近年来人们进入到了电子信息社会。电子信息社会需要人工智能技术的支撑,不论是建立模型和使对模型进行控制,对故障进行诊断,在机械电子工程中,人工智能对信息处理都有着重要作用。机械电子系统本身的稳定性较差,因此对电子信心系统的输出与输入的描述就变的额外困难,传统的描述方法主要有以下三种:(1)数学方程推导。(2)拼成知识。(3)建设规则库。传统的数学解析精确、严密,但只能在简单的系统中应用,例如,线性定常系统,如果系统过于复杂,则无法给出对应的数学解析式,因此在实际工作中只能通过操作实现。现代的社会越来越发展,设备经常需要对不同类型的信息进行处理,例如传感器需要传递的专家语言和数字信息。因为人工智能在信息出来上具有复杂性、不确定性、因此在机械电子工程中利用人工智能信息处理代替解析数学。通过人工智能而建立的系统通常分为以下两类:(1)神经网络系统,人工智能是计算机的一个分支,在研究过程中利用计算机对人行为和思维过程进行模拟,可以实现对计算的高层次应用。神经网络主要是利用神经元的兴奋将信息分布在网络上,同时可以实时的进行动态相互作用。人工神经网络主要具有分布式存储信息和协同处理信息特点,虽然其功能有限、结构简单,但通过神经元而构建的神经网络可以实现许多行为,满足人们在生产过程中的需求。此外,通过神经网络能够实现对大脑结构进行模拟,对数字信号进行分析,并提供参考值,同时可以利用相关的网络形式实现连续函数。神经网路系统在映射上采用的点对点的方式,进行数据输入时,每个神经元之间都会存在固定的联系,输出输入都具有较高的精准度,且计算量大。(2)模糊推理系统,模糊集合论是模糊推理系统的基础,模糊理论是设计的主要工具,能够对模糊信息进行处理,是一种功能强大的系统。随着科技的高速发展,模糊推理系统已经在数据处理、自动化控制方面得到了广泛应用,并取得了不错的成效。机械电子系统中,模糊推理系统主要通过对人大脑功能进行模拟,实现对语言信号的分析,同时通过网络结构无限接近连续函数,这与神经网络系统十分相近。模糊推理系的物理意义十分明确,在信息的存储上通过域到域的映射方式完成,但此系统的计算量较小,不存在固定连接,因此同神经网络系统相比输出和输入的精准度更低。 3.结束语 科技的高速发展使机械电子工程和人工智能都得到了快速发展,在机械电子工程中对人工智进行合理应用,将神经网络系统和模糊推理合理的结合在一起,获取到全面的信息描述方式,从而使信息的传递和处理变得更加稳定。在信息技术时代,机械电子工程要想获得更好的发展空间,必须要与更多的技术结合,使自身的科学性和智能性得到进一步提高。 作者:傅岩 单位:抚顺煤矿电机制造有限责任公司 电子论文:软启动装置下机械电子论文 1机械电子式软启动内容 1.1机械电子式软启动装置控制系统工作原理设计研究 机械电子式软启动装置可以说是对于启动期间压降进行自由限制冲击转矩与电流的干扰也是不存在的,对传动机械相关设施进行保护的同一时间对相关工作人员也起到了保护作用,以往不必要的能源浪费也不再是个问题了。它的启动电流还可以根据具体荷载而自行调整。另外机械电子式软启动装置体积小,不容易出现故障,维护工作也相对比较简单。机械电子式软启动装置通常选用大功率晶闸管做回路开关的原件,凭借单片机对它的导通角做智能化的控制,它的工作原理为在启动的时候,电机端电压伴随晶闸管导通角一起上升就可以对晶闸管的调压电路输送电压,电机转速当达到转矩起动要求时就可以完全结束启动过程[2]。软启动装置限流功能非常好,当晶闸管被全部导通的时候,电机就可以在该装置额定电压的限制下进行工作,同一时间旁路的接通器会随之被触发,晶闸管寿命会大大延长,电机正常稳定运行。当需要被关闭的时候,第一应将旁路的接触器切断,让软起动器里面晶闸管的导通角由大到低逐渐减少,电机转速会停止,进入关闭状态,进而整个过程完成,以上就是机械电子的软启动装置控制系统的全部工作原理。 2机械电子式软启动与传统的启动方式设计间的不同点 2.1对传统的启动装置的启动方式设计研究 伴随我们国家机械工业迅猛发展,各类机械电子装置在电动机的功率上也逐渐在提高。传统启动方式应用当中的缺点也已经被暴露无疑了,所以会显得越发跟不上时代步伐,这时候软启动的控制装备就随之诞生了,因为它的故障率较低还有启动时比较平稳等优势特点,在各种机械电子类控制系统当中逐渐独树一格。现如今传统启动方式缺点逐渐显露,集中体现于:第一,故障出现频繁需要不断进行修理,导致维修费较高,当部分启动器的线路被切断时会出现很高电流的转矩峰值,这种现象使得使用受到很多约束,打个比方,在井下的防爆条件下就不适合使用了。第二,部分启动器启动时候会伴有高电流的峰值现象,对整个供电系统冲击较大,所以对启动次数会有要求[3]。第三,有些比较先进设备结合了软启动装置应用,相较以往启动就比较平稳,但电流固定不能够调整,荷载的能力也不是很高。 2.2对机械电子式软启动装置启动方式设计研究 机械电子式软启动装置不单满足了电动机指定荷载下能够平滑启动,使供电系统冲击大大减低,还可以通过部分简单设置达到通过计算机进行通信控制的目的,所以,我们可以推测机械电子式软启动将来也能够向自动化、智能化的控制设施方向靠拢。机械电子式软启动装置启动方式大致可以总结为下面几种:第一,斜坡电压式,该启动方式无需电流闭环的控制步骤,电压是呈斜坡式上升的,其优点是易于操作,缺点是它不限流的特点,对于晶闸管冲击相对较大。第二,斜坡恒流式,该方式电动机初启阶段电流呈阶梯性上涨,电流达到预期值后持续它的恒定状态一直到启动过程全部结束。电流上涨速率越大,启动时间越短。第三,阶跃式的,该方式一般在电动机启动瞬间给一个较大起动转矩,目的是将它负载静摩擦减到最低,但该过程向供电系统输送尖脉冲,对其他荷载造成干扰。 3结语 总之,以我们国家现在的机械电子式软启动装置控制系统发展现状来看,很难使各行业用户需要都得到满足。机械电子式软启动装置可有效缓解装置出现的各种各样的问题同一时间优势也较为明显,比如像体积小、容易维护与减少能耗等,使它具有良好的发展前景。所以,着重对于机械电子式软启动装置控制系统做优化设计,让它多样化发展,进而满足不同人群需要,意义是非常深远的。 作者:田犁 单位:西华大学机械工程与自动化学院 电子论文:计算机技术融合机械电子论文 前言 计算机技术与机械电子技术的相互融合是个比较大的课题,从提出之日起,各行各业都是非常瞩目的一件事。该篇文章作者以全局的角度,独到新颖的视角,诠释了计算机技术与机械电子技术互相融合的重要作用,与未来发展的趋势,结合当前现状对这两种技术融合产生的问题进行分析,同一时间,对加速这两种技术的相互融合提出了一些参考性的建议等。 一、机械电子技术概要 机械制造的相关行业当中普遍引入电子技术指的是在机械动力、信息处理、控制与主功能上引入现代化的电子技术。所以,机械电子技术我们也可以将它说成是把机械装置、电子化技术与软件等互相叠加组成系统的一类总称。在我们国家现如今机械电子技术的发展过程当中,机械电子技术时至今日也已经变成在体系上独树一帜的学科[1]。还有,伴随现代化科学技术、电子、网络、智能技术行业不断发展与壮大,机械电子技术还会被赋上全新的内容。但是它的基本特征我们可以这样认为:机械电子技术以系统化的观点为前提,将机械电子、微电子、自动控制、计算机、信息、传感测控、信息变换、软件编程与接口技术等全体技术,凭借系统功能与优化组织的目标,理性配置和布局各个单元,基于功能多、质量高、可靠性高、能耗低的基础上实现其特有功能的价值,并让整个系统趋于优化的工程技术统称。基于这些内容生成的系统,则构建成了一套机械电子技术的系统与相关产品。在现代化工产业领域中,基于社会对化工产品总的需求量,还有相关技术标准的要求,要求化工设备需要满足相关生产工艺基本性能要求。化工设备各项性能均要靠机械电子技术辅助达标,设备机械电子技术满足生产工艺的要求与否,是对化工产品产量与质量等的最好判别标准[2]。当代的机械电子技术可以说是以传统化工技术为前提,进而再做总结和探究的,我们通过现如今化工生产的工艺需求,逐渐形成科学、客观、具体的技术新类型,对于生产技术发展和创新具有历史性的意义。 二、对计算机技术与机械电子技术的融合认识和理解 两种技术相互融合是社会经济演进与发展的过程,同时也是生产体制与生产方式创新的体现。对于现代社会下的中国来说,特殊发展模式与国情,要求我们把计算机技术同机械电子技术放到人类发展的历史长河当中去把握。所以,要理解计算机技术与机械电子技术融合必须首先理解机械电子技术,要理解机械电子技术首先要理解计算机技术。计算机技术发展下的网络社会是继原始狩猎、工农业社会后新的社会组织形式与发展新阶段。计算机技术可以作为该社会经济主线来看,是网络社会优秀内容,计算机技术与机械电子技术融合是现今社会全人类所要面对的问题,而不单是相关工作者的使命。 三、机械电子技术与计算机技术的关系 机械电子的系统可以说是相当的不稳定,导致了相关系统输入和输出关系处理上不是很容易。当代社会需求系统又是多种多样的,需要同一系统能够兼容并济,能够满足多种要求。计算机系统在遇到需要信息处理的时候,存在一定不确定性与复杂性,因此以知识作为基准的计算机技术处理方式已经开始受到人们的广泛关注了。计算机技术组建系统所引用的方法当中,主要用到的为神经网络与模糊推理的系统。在对输入与输出关系进行处理的时候,这两种方法既是互相联系又是互朱小川西华大学四川成都610039相制约的。神经网络所采用的是分布方式,而模糊推理采用的是规则方式[3]。神经网络相关系统在进行输入的时候因为各神经元间存在固有联系导致了计算量相对较大,模糊推理相关系统则正好相反。针对精度方面,神经网络相关系统精度高且曲面较为光滑,模糊推理相关系统精度低且曲面呈台阶状分布。利用神经模糊网络相关系统将两者功能最大限度融合与一处,使信息表达趋于合理化,表达空间也是最适合的。 四、计算机技术在机械电子技术中的应用 机械电子技术因为它的不稳定特性,致使数据输出与输入上发展的仍然比较迟缓,急需引用先进计算机技术促成工程的伟大变革。结合模糊推理与神经网络相关系统,不仅提高了它的精密度,还确保机械电子技术未来向可持续的方向发展。模糊推理相关系统采取的是规则方式对信息进行保存处理,机械意义是非常深远的,神经网络相关系统用分布方式保障了各神经部件紧密连接,使计算量合理提升。结合这两种方式,保障计算机技术发挥最大价值,最终实现了计算机技术与机械电子技术的相互融合。 结语 现代化社会是一个集科技与经济为一体的时代,无论是任何技术都是需要在其应用的过程当中,结合先进科学技术体系上的创新,进而推动各类型技术向全面创新的方向发展。谈到机械电子技术创新,针对现代的机械设备在科学应用和管理上的重要意义都是可见一般的,同一时间机械设备的应用技术在科学创新方面也是具有历史性意义的。 总之,伴随科学技术不断发展与进步,各项技术之间沟通交流也是常有之事,只有各项技术不断的进行融合才可以推动我们科技向可持续的方向发展。 作者:朱小川 单位:西华大学 电子论文:计算机与机械电子论文 1机械电子技术的发展与现状 在1930年以前,工业的制造很多还以动手制作为主。普遍使用老式的仪表来操纵湿度、温度、压力、速度等,开始掌握了机械控制的根本原理。计算机控制系统的产生以及现代电子技术的快速进展,使数字技术完成了制造的参量把握以及过程操纵。目前普遍使用的机电一体化技术主要有:PID,模糊控制(FIC)以及变结构控制。PID是完美控制理论的标志,FIC是使用模糊数学理论,经过仿照人的综合判断以及很相似推断的过程,从而使算法的适应性、可控性和合理性得到了大大的提升。对于繁杂的系统,变化的量很多,模糊控制能够比较好的处理问题。变结构控制对于线性和非线性系统都适合,以及对于控制系统的调节、跟踪等系统都非常适用。 2机电一体化在工业上的应用 计算机和机械电子这两种技术的合并使用,不仅仅限制在工业制造方面上,通过对以下几个例子的分析,能够看出它已经融入到了我们的工作和生活的每一个细节中。 2.1工业机器人 工业机器人是一种有很多用处、能够反复编程的、多自由度的、有很多性能以及能实施自动操纵的操作机构。对于很多简单的、可重复做的工作可以用机器人去做,能够减少劳动强度,使劳动环境变得更好,使人身安全得以保障,加大了生产力度,使用的材料变得更少,还能让产品的质量更好。 2.2自动售货机 自动卖货的机器是由买家挑选货品的类别,外面投进去的货币是经过光传感器辨认货币的值的大小,并且通过PIC使数码管展示其大小,经过判别等一系列的操作完成项任务。CPU经过PLC限制物品的如何移动,经过传动装置把物品移动到出货口,高档的自动卖货的机器还可以有找零钱的功能。自动售货机的使用,使更多的人力和物力得以节省。 2.3农业方面的应用 从目前农业机械的检查测试可以看出,从单个变量到智能化终端的转变,人机交互界面越来越和谐。它能够在屏幕上显示,任意挑选不一样的机组,及其不一样地方的终端信息,能够任意使用数据库的信息,按照操作者的不同需求,可以在屏幕上展示语音、数据、图形等可用的信息;也能把操作的指令、决策按时的送给农机上的智能操作终端,完成自动化的农业制造。 2.4电脑横机 最开始的横机是用手来操纵的,仅仅可以实施很简单制作。但是产品颜色样数的加多,电脑横机便开始产生。设计人员能够使用电脑策画花的类型,使用特别的软件进行数字方面的完善,用计算机指令系统来操作机械的弯沙、脱圈、垫沙等步骤自动完成整个制作,制造成果显著提升。 3计算机技术与机械电子技术的融合发展应用 3.1计算机技术与机械电子技术融合的简介 机电一体化是计算机技术和机械电子技术协同产生的,把电子技术用到动力功能、控制功能、信息处理功能中去,而且联合着计算机软件系统、机械装置一起使用,把几种技术合并在一起,就生成了机电一体化系统。计算机技术、机械电子技术的联合,让他们有了更好的进展,这样不但能用在工业生产中,而且它的联合进展已经进入到了人们生活以及工作的每一个方面。 3.2机电一体化技术应用的领域 在柔性制造系统中,机电一体化技术有了很大程度上的使用。这个系统的主要构成成分包括计算机、数控机床、自动化仓库。能够按照总装线的条件,对工件实施随机地、按照数量地一批一批的加工,而且还能对不一样品种的零星的零件实施制造和加工。计算机技术、机械电子技术合并在一起之后,可编程控制器是使用它最多的。它对继电接触器故障多、消耗能量多的缺点实施了改造,而且能够完全顾及加工的需求,实施不一样的控制程序的制作。 4结语 计算机信息技术、机械电子技术的合并到一起的发展,来源于机械制造的领域,机械工业中十分重要的革命是产生了机电一体化,科学技术的日渐进展,就会使多种技术交融进展的情况更加突出。而且还要渐渐的归纳除去搅扰的经验,探索新的技术,适宜新的形势,才会保障系统的安全、平稳。 作者:刘永刚单位:云南机电职业技术学院 电子论文:人工智能与工程机械电子论文 随着新型科技的持续更新,工程中逐渐应用新科技,这也是科技朝着应用式与开放式方向发展的开始。电子工程在传统工程基础上的革新,随着人工智能化发展,逐渐转换为信息化产业链接。这一智能化技术机械生产明显减少,经济效益与产量提升,我国逐渐进入到智能化阶段。 一、机械电子工程的发展与特征 (一)发展历程 在机械电子工程发展初期,主要体现为手工制作,生产力水平较低,资源技术等对其发展产生制约。为了提升生产效率,逐渐朝着机械工业方向发展。在生产线阶段,机械工程己逐渐发展到流水线生产,实现标准化大批量生产,.这一生产模式使劳动力得到解放,生产力水平大大提升,同时生产效率也得到提高。但是仍然存在一些不足,比如,部分生产仍就以进口为主,生产成本较大,在市场方面缺少适应力舀灵活性较差,难以满足不断变化的市场需求。 在机械电子产业发展阶段中,产品生产能够适应市场的需求,对于不断变化的产品需求产业化发展能够满足。 (二)机械电子工程主要特征 机械电子工程是复杂综合性学科,同各类学科之间都有着密切的联系。机械电子工程发展要以计算机、电子以及机械为基础,结合其他学科做出合理、科学的设计。在设计的过程中,要求每一个模块都能够实现有机结合,进而使得各个模块都能将其最大优势发挥出来。机械电子产品内部结构简单明了,并不复杂,无需复杂原件的投入,这样能在一定程度上使产品性能得到提升,进而扩大消费市场, 二、人工智能简述 人工智能是一门复杂,并且综合性较强的学科,所涉及到的学科比较多。也可以说,21世纪人工智能是最伟大学科之一。人工智能实现了对人的智能模拟,并且能通过计算机使认得智能化得到进一步的延伸,人工智能这门学科有着较好的发展潜力。人工智能在发展的过程中主要经历下列几个阶段。 初步阶段。人工智能在17世纪开始发生萌芽,法国在这一阶段成功诞生世界上的第一部计算机,这一计算器只是单纯的能进行加法简单运算,但是仍就轰动世界,进而在世界范围内,对这项技术开始进一步研究。在最初阶段,人工智能并没有明显的进展,主要是在实践的过程中积累与总结知识,这为今后人工智能发展奠定坚实的基础。 发展初始阶段。美国人在二十世纪首次提出人工智能专业用语。在这个发展阶段,人工智能主要以证明与阐释为主要体现,在这一时期对于人工智能的研究就是首要任务。 发展起伏阶段。随着人们对于人工智能的不断深入研究,人工智能也处于持续的发展阶段,但是在实践过程中发现,要想使人工智能模仿和人类思维同步是非常困难的。大部分对于人工智能的科学研究仅仅是停留于简单映射层面,.对于逻辑思维的研究仍就没有突破性进展。不论怎么说,在发展的起伏阶段,人功能智能也在发展中得到了技术创新,特别是在系统方面、计算机机器人以及语言掌握方面取得了较大的成就. 起伏阶段发展以后。在这一阶段,人工智能的相关研究得到了发展,尤其是第五届国际人工智能联合会议的召开,人工智能逐渐朝着知识层面的方向发展,大部分的人工智能研都会结合相应的知识工程,在这个阶段中,人工智能发展的高度是前所未有的,在一定程度上促进了人工智能应用于实际工程中。 稳步发展阶段。随着互联网技术的快速发展,对于人工智能研究方向发生重大转变,由原本的单一主体朝着集中统一主体的方向发展。关于人工智能在实际中的运用以及研究,受到了互联网技术的影响。网络的普及与快速发展,在一定程度上促进了信息化的发展,信息在传送方面发生率重大性变革。在人们逐渐进入信息化社会后,在信息有效处理方面人工智能的发展起到了重要的作用,在模拟设计方面,机械电子工程的发展需要人工智能的大力支持。 三、机械电子工程与人工智能之间的关系 随着我国社会经济的持续发展,社会不断的进步,对于信息人们越来越重视。在21世纪,互联网技术得到快速发展,同时信息的传递也逐渐注入新鲜血液。互联网应用的普及说明人们正朝着信息时代的方向迈进,在社会逐步信息化以后,更加需要有人工智能这一技术的支持,特别是机械电子工程发展中有着重要作用,机械电子系统本身缺少一定的稳定性,这样在机械电子工程设计方面就有着较大阻碍存在。在现代社会中,信息的处理量持续增大,并且较为复杂,有些时候需要同时对不同类型的信息进行处理,所以需要采取人工智能的支持才能完成信息处理。人工智能主要包含模糊推理系统、神经网络系统这种两种方法。神经网络系统倾向于对人脑结构的综合分析,模糊推理系统更加重视对于语言信号的分析与理解。随着现代社会的发展,仅仅采取单一的人工智能方法,明显己经无法适应目前社会中不断变化的市场需求,所以,对于人工智能相关问题的研究正逐渐朝着多方位、全面的人工智能方向转变。多方位全面人工智能系统通过模糊推理系统和神经网络系统相互统一的方式,扬长补短,将二者有效的结合起来,使得二者的优势得到最大程度的发挥。 总结 人工智能同机械电子工程之间在相互影响的过程中,逐渐产生崭新的行业。首先通过现代科技逐渐,将人工智能融入到机械电子工程中,使机械工业发展潜力得到充分挖掘。其次随着机械电子工程发展难度的加大,对于人工智能也就提出来新的要求,这从某种程度上来推动了人工智能发展。在将机械电子工程与人工智能有效结合的基础上,促进社会生产力发展,同时也能促进有关经济产业的快速发展,这种效应将会对整个社会产生一定影响,使我国经济得到全面发展。 作者:万绍强 单位:江西金工建设有限公司 电子论文:实训室建设机械电子论文 1机械电子实训室的建设背景 教育部多次下发文件强调,重视提升学生的综合素质,不仅要培养学生的学习能力,同时也要培养学生的运用所学到的知识解决实际问题的能力,并能做到在实践中创新的能力。增加实践教学的课时,让学生有更多的机会亲自动手操作。高等院校要重视实践课程,并创造良好的环境,针对不同学科对实践的不同要求,制定合理的教学计划,以满足学科的需要。机械电子工程学科对于实践的要求就比较高,它属于应用类学科,相对与其他学科,它更加重视实践,它所培养出的人才需要有更强实际操作能力。因此,实践教学对于机械电子工程教学尤为重要。企业的发展离开人才,制造企业的发展更加离不开人才,尤其是对机电一体化人才的需求更加强烈。机电一体化人才指的是那些对机械、电子以及计算机技术都非常精通的人。那么,怎样才能满足市场对机电一体化人才日益增加的需求量,换句话说就是,用什么方法,什么模式才能培养出更多更好的机电一体化人才,这是各大高等工科院校急需认真思考的问题。因此,首先要做到的就是建立一个设备齐全,技术先进的实训实验室,用于培育技术全面,实践能力强,综合素质高的机电一体化人才。 2以创新为导向的机电专业实训室建设 2.1以简单而独立的工作任务为对象的“基础创新型”实训室建设 机电一体化专业的一些课程对于学生的实践能力并不高,学生只要了解任务内容,清楚所需要达到的目标就可以自己独立完成。这些实训内容分别可以在金工实训室、机械基础实训室和电工电子实训室完成,这些实训室可以通称为“基础创新型”实训室。这些实训室主要用于那些任务不综合,比较单一,目标较为明确的实践课程,并可用于相应专业的基础课程的实践教学。如在金工实践中,任课教师可以根据金工实训室所配备的各类加工工具如机床,钳工台等,把设备维修课程中的一些学习内容针对不同的任务目标分成许多单一的项目,如氧焊等,让学生清楚的知道自己在每一个任务中的所要完成的目标和需要学习的内容。教师通过这种方式不仅能有效快速地完成教学目标,并能够很好的培养学生的学习兴趣。 2.2以解决实际问题为目的的“能力创新型”实训室建设 相对与前面提高任务单一、目标明确的实训项目,还有一些项目对学生的要求会更高些,学生不仅要达到教师规定的目标,还需要将其在任务中所学到的知识应用到实践中,如机电设备故障检测等。在这个过程中,实训室所要起到的作用是让学生不但能解决问题,还能够清楚地知道产生问题的原因和本质,提高学生解决实际问题的能力。“能力创新型”实训室不同于“基础创新型”实训室的最重要的一点就是,学生在该实训室不仅要完成教师布置的任务,还要将书本上那些晦涩难懂、难以具体化的理论知识应用于实践,处理实际问题。 3以学生后续创新能力培养为目的的“拓展创新型”实训室建设 “拓展创新型”实训室能够提高学生的自我创新意识,培养学生的后续发展能力,最终达到全面提升学生职业素养和技能水平的目的。目前,国内的高职院校开始陆续引进了项目教学法,在部分课程中小范围的进行试点教学。但由于缺乏实践经验,只着重强调了理论和实践相结合的目的,忽视了培养学生自我创新自我解决问题的能力,缺乏教学的外延性,导致了很多学生在进行项目时,通过指导能够找到解决问题的办法,但是面对一个全新的项目,就不知如何下手的情况发生。这样的学生在走入工作岗位后,面对全新的环境和缺少指导的境遇,后续发展能力十分受限。归根结底还是学校在建设“拓展创新型”实训室时忽略了“拓展”这两个字的意义。针对这种情况,学校可建立试点性实验室锻炼学生自我能力的开发。比如讲机电创新实训室和智能控制实训室作为试点。因为机电创新实训室配备了很多复杂的系统诸如:四层电梯控制模型、机电液实训台架等,这些系统可以让学生够综合运用所学习的知识进行新问题的解决。因为实训室的模型和台架具有开放性,学生可以通过改装模型或系统中的某个模块,使改装后的模型能够解决新的复杂问题。当然,进行这样的项目操作前,学生需要熟读设备说明书了解设备结构及工作原理,这样才能针对新的需要解决的问题,设计对现有系统或设备改进的方案,以达到改装后能够解决新问题的目的。通过这一过程,学生会主动动脑思考解决问题的方案,通过自身理解对系统进行改装,在改装的过程中体验创新的乐趣。不可避免的此阶段学生会遇到没有学习过的新知识,通过团队的通力合作,集合集体的智慧理解掌握新知识,会让学生体会到团队的力量和自我价值实现的满足感,自身能产学结合理念下的机械电子实训室建设分析刘永刚云南机电职业技术学院650203力和合作精神都会得到提高。 4充分发挥实训室“教学”及“科研”双重功能 目前,我国大多数的高职院校中的实训室都用于教学实验,而忽视了它的科研功能。现代化创新型的机电实训室需要充分发挥“教学”和“科研”的双重功能为社会服务做出贡献。通过调研和实践,笔者提出了一种可行性办法,能够在教学的基础上,充分发挥实训室的科研功能,就是引导学生参与到科研项目中来,在教学实践中提高学生的创新能力。通过让学生参与到高级别的项目中来,让学生对科技活动的重要性产生深刻意识,了解科研项目研究的流程,提高自身科技创新能力,这种模式既实现了实训室的“教学”“科研”功能双发挥,又提高了学生的科研创新能力,可谓“三赢”策略。要让此种方法顺利进行,学校首先要结合相关科研项目的要求,将大的科研项目分解为多个小课题,并将每个小课题分别立项,设立相关项目指导教师。然后将学生按自身优势进行自由组合,分成四人或五人一组。每组学生跟着项目指导教师进行小课题项目的研发工作。学生需要根据项目要求进行相关资料的查阅,整理和分析。每个项目小组要安排定期的交流探讨时间,以确保小课题之间的整合性。遇到已有的研究资料时,项目指导教师可以引导学生利用“逆向工程”方法进行分析。还可以通过样机试制对资料的可靠性进行检验。小组学生需要结合自身课题对产品的性能进行改进,以达到项目要求。项目进行过程中,项目指导教师要鼓励学生多动脑,多研究,多提出有创意的设想,若设想有理论依据,可以指导学生通过实践对方案进行可行性检验。通过不断的实践,对方案的不合理处进行修改,直至方案成功。 5结语 设备齐全,技术先进,具有创新实践功能的实训室为高等工科院校机械电子工程学科的实践教学提供了一个良好的环境,同时给学生大赛提供了一个实战的舞台。实训室将会让学生在实践中不断创新,设计出更好的作品,而在作品的制作过程中又能够极大扩充和丰富实验内容,深化实验的内涵,提供实验的质量。 作者:刘永刚 单位:云南机电职业技术学院 电子论文:模块化机械电子论文 1机械电子工程教学内容的总体规划 机械工程学科的研究生,大多数来自机械工程及自动化本科专业,一般具有较扎实的机械专业的基础,在“机械设计、机械制造”领域具备一定的专业知识,但是电子方面的基础知识却比较薄弱,许多研究生连常识性的电子知识都不具备,甚至对“测量”、“控制”领域一无所知。因此需对其在电子技术、计算机技术、机电系统集成技术等方面进行专业培养。由机械电子系统的构成要素可见,机械电子工程技术一般包括六大共性关键技术:机械技术、传感检测技术、计算机与信息技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统集成技术。如图1所示。因此,机械电子工程的教学将以机械电子工程的原理与系统设计为主线,在上述各关键技术为主要模块深入展开,而在每一关键技术中,又分别设置三个层次的教学内容:基础要求模块、较高要求模块、高要求模块,形成“一纵三横”的模块化结构。模块化教学设计很好地实现了引导学生根据自身条件及科研需要有针对性地选择要学习的内容,做到因需施教,因材施教。 2“一纵三横”的模块化教学 “一纵”是指按机械电子工程原理与系统设计为主线的纵向结构,具体包括:传感检测技术模块、计算机与信息技术模块、自动控制技术模块、伺服传动技术模块、系统集成技术模块。“三横”是指在每个技术模块中又细分为三个层次的教学内容:基础要求模块、较高要求模块、高要求模块。具体内容如下:传感检测技术模块:基础要求模块包括传感与测试技术基础知识(传感器的基本构成、传感器的静态数学模型及其静态特性指标、传感器的选用),机电系统最常用的位移检测(光栅传感器、绝对码编码器、增量码编码器),力学量检测(应变式多维测力弹性体、扭矩传感器等),视觉检测(线阵CCD和面阵CCD的基本原理)。较高要求模块包括双目视觉检测的基本原理及标定,触觉传感器(指端应变式触觉传感器、多功能触觉传感器)。高要求模块包括机电测试新技术,现场总线系统,虚拟仪器技术,多传感器数据融合等。计算机与信息技术模块:基础要求模块包括计算机控制技术基础,计算机控制系统的组成、分类,及常用控制器(工控机、PLC、单片机),软件方面要求测量数据的预处理,数字滤波,线性化处理,标度变换。较高要求模块包括PLC、单片机的应用高级技巧。高要求模块包括PMAC原理及应用,基于DSP的运动控制及DSP运动控制卡。自动控制技术模块:基础要求模块包括PID控制算法的基本原理,标准PID算法的改进,数字PID参数的选择。较高要求模块包括模糊控制,模糊控制的定义及特点,模糊控制系统的组成,模糊控制系统的基本原理,应用模糊控制算法解决实际问题。高要求模块包括其它先进控制方法,如智能控制、自适应控制、模型预测控制、神经控制等。伺服传动技术模块:主要讲解直流电动机、交流电动机、步进电机及其控制。基础要求模块讲解三种电机的基本原理、机械特性及最常用的控制方法。较高要求模块讲解更深一层次的原理,如直流电机的电枢电动势、电磁转矩,交流电机的旋转磁场和定转子的电路分析,变频控制的原理及实现方法,步进电机的磁阻最小原理等。高要求模块讲解三种电机的先进控制技术,如直流电机的双闭环控制、交流电机的矢量控制等。系统集成技术模块:基础要求模块主讲机电系统各模块之间的级联设计,重点讲解模块之间的电气性能的相互匹配、信号耦合、时序配合、电平转换接口。较高要求模块主讲机电系统的电磁兼容技术,重点讲解接地技术、屏蔽技术、共模干扰的抑制、差模干扰的抑制、供电系统抗干扰、印刷电路板的抗干扰等。高要求模块重点讲解软件抗干扰技术,如软件冗余技术、软件陷阱技术、“看门狗”技术等。 3以案例为载体,推进模块化教学设计 针对上述的模块化教学内容,设计了针对不同教学内容相应的数字化资源,建设了课程网站,开发了多媒体课件,设计了多个教学案例。在典型的机电一体化的应用领域,将“加工中心”、“工业机器人”、“自动导引车”、“汽车防抱死刹车系统”制作了教学案例,并对一些复杂系统进行了分解设计。采用单片机进行直流电机控制、采用PLC对交流电机进行变频控制,基于MATLAB的模糊控制仿真等案例模块在教学中起到了很好的效果。通过这些案例,是将机械电子工程领域的科研成果及前沿技术引入教学,最大程度地吸引了学生的学习兴趣,激发了研究生的学习动力。 4结语 以研究生的应用能力、创新能力培养为目标,对机械工程专业的研究生的“机械电子工程”的课程内容进行全面规划,进行模块化设计。形成一条主线贯穿全过程,基本要求、较高要求、高要求三个层次延伸的“一纵三横”的模块化教学,研究生们可以根据自身的知识背景,不同的科研方向需求,进行有针对性的选择,在完成“机电一体化”通用知识教育的基础上,因材施教、因需施教。模块化教学在近几年的研究生培养中积累了丰富的经验,取得了良好的效果,并已在其它相关学科得到了一定的推广。 作者:隋修武 牛雪娟 杜玉红 桑宏强 单位:天津工业大学
智能农业论文:制造智能技术的农业机械论文 1农业机械制造智能技术 智能化是制造自动化的发展方向,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。 作者:黄春辉 李国祥 单位:新疆科神装备科技开发有限公司 智能农业论文:智能网络下农业信息化论文 1智能网络在农业信息化中的现状 农业信息化是衡量一个地区农业现代化发展水平的重要标志。美国、日本和德国在农业信息化中处于世界领先地位,印度、韩国等紧随其后。美国采用以政府为主体五大信息机构为主线模式,例如美国利用卫星对土地信息进行实时监测,半数以上的农民用直升机进行耕作管理。日本建立全国联网的市场销售信息服务系统和生产数量和价格行情预测系统,是应用型农业信息的典型代表。德国农业信息发展是靠关键技术地推进,例如计算机自动控制,辅助决策、遥感和农机管理等技术都处在世界前列。印度依靠软件发展的优势,紧抓信息技术传输渠道和数据库及网站的建设[3]。我国虽然起步较晚,但发展较快。2014中央一号文件《关于全面深化农村改革加快推进农业现代化的若干意见》提出继续推进农业科技创新,建设以农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化。2014江西省作为农业大省《江西省农业厅关于加快推进农业信息化的意见》,提出新时期推进农业信息化的重要意义。例如,赣南脐橙采用溯源系统防伪,正邦集团、云山集团、乐平蔬菜中物联网的示范应用等。 2智能网络服务推进农业信息化 2.1物联网 农业物联网是利用物联网技术来实现农产品生产、加工、流通、销售各环节信息的获取,通过网络将有效信息进入到物联网的应用层,利用大数据和云计算技术对海量数据和信息进行分析和处理。例如果园生产管理、粮食生产管理、畜牧生产管理、环境监测及农产品安全等农业应用系统。农产品生产过程中物联网应用如在农产品生产阶段,主要利用传感器采集信息,形成信息数据库,并通过远程控制系统分析处理信息,对作物生产进行调控温度湿度、供给营养液等,以达到最佳生产状态。例如在大棚作物的生产中,采用土壤水分传感器、温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器等采集作物现场信息,然后推进在线监测、远程控制、联动报警等。在水产养殖中的智能增氧机、智能投饵、水下巡航等技术。在农产品加工阶段,要建立质量安全和监管追溯系统,例如质量安全检测中药物残留、重金属以及病毒检测技术,追溯系统中的二维码、RFID标签技术等[4]。在农产品流通阶段,包括农作物实时跟踪,物流策略等,如全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、销售时点信息系统(POS)等都已经成熟并得到充分的利用。最后在农产品销售阶段,主要包括融合处理,决策反馈功能,为了提供便捷的途径和渠道让更多农产品顺利进入流通市场,如电子商务预定系统,智能仓库物流管理系统。 2.2大数据 随着农业物联网的应用,大数据不可或缺,从各种各样类型的数据中快速有价值的信息。大数据的特性常用五个V来表示:规模性(Volume)、二是高速性(Velocity)、多样性(Variety)、价值性(Value)、真实性(Veracity)。在大数据时代,农业与大数据必然发生各种联系,通过大数据推动智慧农业服务。农业大数据涉及到耕地、播种、施肥、杀虫、收割、存储、育种等各环节,是跨行业、跨专业和跨业务的发展。农作物的监测数据、农业数据、下游数据、经济数据及其它相关数据等源源不断的注入农业大数据的服务平台。这些数据经过各种专业模型和算法,就能为现代农业提供全方位的精准农业决策服务。例如“智能施肥系统”根据作物生长温湿度、光照、雨量、二氧化碳及土壤EC/PH值等环境因素扭转目前盲目施肥带来的污染和浪费。“精准灌溉系统”根据不同地区和不同作物生理需水的特点实现精准节水。“病虫害监测预警系统”实时采集农作物现场的有害生物数据与地理数据库、病虫害知识库、气象数据库等融合决策,实现精准施药,避免过度施药提高食品。“信息管理系统”根据互联网电子商务数据、政策法规、市场流通等信息实现生产与销售的合理分配,解决“供不应求”或者“菜贱伤农”的问题,培育新型农民和引领农民增收。 2.3云计算 农业信息化中的云计算是将农业相关的计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众,使用户能够按需使用互联网上的计算、存储和信息服务资源。云计算从深度和广度巨大地提高了对农业信息化的服务能力,进一步推动农业信息发的发展。云计算从层次分成三种服务模式,分别为基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)及软件即服务(SaaS)[5]。在农业领域,基础设施即服务为农业信息化提供虚拟硬件配置,满足于农业信息化中的大数据存储和高性能的计算能力,降低了基础设施建设的硬件成本。平台即服务作为中间平台为用户提供应用程序开发,维护和应用等服务,保证农业信息数据的安全与协同能力。软件即服务使用户可以通过云服务器获取互联网上的软件服务,降低了用户的接入门槛及农业信息化建设软件成本。例如,农业中用到的气象图像分析系统,卫星图像的传输利用云存储(IaaS),分析处理利用云计算(SaaS)。 3农业信息化中综合网络服务平台构建 3.1农业信息化中物联网、大数据与云计算关系物联网是农业信息化的基础,农业信息化发展水平由大数据来体现。物联网产生大数据,大数据对物联网的发展起促进作用。在农业信息化中,物联网作为信息采集系统,每时每刻传感器感知的数据和社交网络数据是大数据的来源,而大数据分析则从数据海洋中获取有价值信息,为物联网提供有价值的分析和控制。最大限度地提高农业生产智能化水平。农业信息化中物联网的优秀是应用,将海量数据经过处理分析,生成各种商业模式的应用,最大限度地提高农业物联网的价值,推动农业物联网的创新和发展。大数据和云计算都是为数据存储和处理服务的,大数据是挖掘海量农业信息的价值,云计算是管理扩展数据存储和计算的能力[6]。随着农业信息量的激增,大数据的分析处理离不开云计算,例如把离散的相关农业信息整合,通过云计算有效协同,形成农业的精准安全解决方案。大数据与云计算是一个问题的两个方面,大数据是问题,云计算是解决问题的方法[7]。如怎样把农场获取到的各种情况进行数据整理,有针对性的监测分析农场的生产状况,这种大数据与云计算结合形成的管理平台有利于农场主科学地制定农业生产计划。 3.2农业信息智能网络服务平台构建纵向来看,农业智能网络服务平台和智能网络交通、智能网络家居等平台类似,由农业物联网的感知层、传输层和应用层构成。应用层主要包括大数据管理中心、云存储云计算中心与农业应用平台。农业智能网络服务平台的主要功能包括农产品生产、质量安全、运输加工、农业环境监测、市场行情分析、农业科技培训、信息浏览等。平台主要实现以下功能: (1)数据采集:物联网中各种传感器采集到的数据与互联网中相关资源的汇集,通过数据整合成、加工处理,组成土壤数据库、气象数据库、地理数据库及电子商务数据库等,所有数据库构建农业数据资源中心。 (2)数据存储:依托集群应用、网络技术或分布式文件系统等软硬件技术,提供对农业信息数据库存储和访问功能。农业应用平台可以在任何时间、地点透过任何网络装置连接到云存储上方便地存取数据。 (3)数据分析:根据农业大数据应用平台需求的个性化,采用大数据相关技术,包括数据挖掘、安全加密、网络通信与算法研究等,提取有价值的信息准确的提供给目标客户。 (4)数据浏览:是用户的操作入口,提供多种方式对数据进行查询、展现和统计分析等应用,为农业生产经营主体提供及时、有效的生产技术、教育培训、经营管理、市场流通等信息服务。 4结语 物联网、大数据和云计算驱动下的农业信息化,关乎每个人的生活。大力推进构建农业信息化的智能网络服务平台,有利于提高农业生产经营的标准化、智能化、集约化和产业化,提升资源利用率、劳动生产率和经营管理效率。本文提出的农业信息化智能网络服务平台采用分级管理和监控,对开发农业智能综合平台具有一定的指导性和创新性。 作者:马文科 潘运华 单位:萍乡学院 智能农业论文:农业机械设计中智能CAD技术的运用 摘要:现阶段我国的机械生产制造产业的发展比较迅速,主要是依靠着新技术的支持。其中在对智能CAD技术的应用下,就对机械设计的自动化以及精确性得到了有效保证,将智能CAD技术和农业机械设计相结合,对机械设计的发展就有着促进作用。本文主要就农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势加以分析,然后结合实际对智能CAD技术在农业机械设计中的应用策略详细探究,希望能通过此次研究分析,对农业机械设计的应用发展起到积极促进作用。 关键词:智能CAD技术;农业机械设计;应用 随着当前我国的计算机技术的迅速发展,在和农业机械设计相结合的情况下,就能有助于设计的优化,能够将CAD技术和农业机械设计的作用优势充分发挥。通过从理论上对智能CAD技术在农业机械设计当中的应用情况进行研究分析,就能从理论上对农业设计提供理论支持依据。 1农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势 1.1农业机械设计的现状分析 长期的发展过程中,农业机械设计主要是通过手工进行绘制的,在设计上由于人为的疏忽就会造成差误。在对于农业机械图纸设计师来说,随着新的技术升级进步,就能有助于对农业机械设计的精确性以及效率的提高提供技术层面的支持。在农业机械设计过程中通过CAD技术的应用,能够在通过二维以及三维的技术应用将设计进行细化[1]。当前的制造业已经在CAD技术应用中,对人工的劳动强度能够有效减轻,这样就能在经济效益上得到提高。农业机械设计过程中对三维CAD技术的应用以及成为机械设计过程中的重要课题。 1.2农业机械设计中智能CAD技术应用特征 第一,设计方便化。智能CAD的技术应用有着鲜明特征,在零件的设计上更加的方便化,通过三维CAD的技术应用,就能在装配环境当中对零件加以设计,也能通过相邻零件位置和外形对新的零件进行设计,这样就能在零件的设计效率上有效提高,在零件装配的准确率也能提高[2]。对设计环节的损坏情况查找过程中,通过附件软件查找器就能准确高效的查出,这对机械设计的整体质量提高就打下了坚实基础。第二,缩短设计周期。能够将设计的周期有效缩短,这是对CAD技术应用最为优秀的优势,能够在设计的花费时间层面大大缩短。在对整体的工作效率上就能有效提高。机械设计人员在实际的设计过程中,对CAD技术的应用,能对原有的机械设计图样以及信息进行有效保留,这样就不实施重新的设计,这样在局部的修改以及创新上就能实现。 2农业机械设计中智能CAD技术具体应用 三维的设计系统建立下,通过AutoLisp等设计软件的合作应用下,就能对实际设计进行优化,在对装配模型的变型设计理论基础上的机械设计方面,在当前的CAD系统的建立产品几何模型,主要是从零件建模开始实施的,这一方法就比较难对产品功能信息进行有效表达。在装配建模的作用上,主要是通过构建完善对产品装配信息描述的数据模型[3]。主要是通零件间装配关系数据的层次以及关系模型进行表示,在装配模型方面对自然设计的过程相对比较符合,在变型设计的方法上比较良好。对农业机械设计中的底盘设计中,对CAD技术的应用过程中,通过在三维空间当中进行设计,就能对零件的位置进行确定,然后进行建立坐标系和总部件总成坐标系。通过坐标点方法进行对总成装配进行完成,这样在设计过程中,对机械动力性以及操纵性和稳定性等分析工作进行完善,在相应的数据参数应用下,就能进行准确性的设计。对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,通过模块化的变型设计就是在模块基础上进行的设计,模块和装配关系主要是先进行预先确定的,这样就对使用的范围进行了明确化。在模具的结构设计层面主要有二维以及三维设计,在每种的设计方法上都有着各自的优势和不足[4]。在对计算机的硬件配置要求上不是很高,所以使用的成本也相对比较低廉,三维的设计能够实现设计的参数化,在产品的设计过程中相对比较容易修改,这样就在并行工程方面的目标实现有着促进作用。在对机械车身的设计中对智能CAD技术的应用通过三维造型作为主要基础,这样设计师就能和CAD系统进行交互,能够把自己的概念进行清晰的视觉模式几何实体化,在设计的精确率以及设计的质量上得到了提高。 3结语 总而言之,对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,只有从多方面进行考虑分析,将这一技术进一步的优化,实现集成化以及网络化等,这样才能更好的为农业机械设计做出更大的贡献。 作者:孙梗 单位:邵阳学院 智能农业论文:智能节水农业:澳大利亚的水耕栽培法和滴灌技术 智能节水农业如何在干旱的地方生产新鲜蔬菜?澳大利亚有几个大的有机蔬菜种植公司,正在探索智能节水有机蔬菜新模式。现在,澳大利亚的智能节水种植的蔬菜虽然在价格上有些偏高,但是,生产过程完全有机,无土栽培,没有使用化肥和农药,大大节约能耗和用水。 澳大利亚的智能节水有机种植技术,使得蔬菜的生产种植不再受地域的限制,这非常适合澳大利亚西部的干旱条件,其种植的无土蔬菜,包括黄瓜、青椒和西红柿等。由于这种新型智能种植技术不依赖于土壤,因此,蔬菜的种植生产基地可以在人口密集的地方进行。 本・克来是澳大利亚有机蔬菜种植公司“开放农业”的总裁,他说:“我们有很多传奇式的方法,可以使蔬菜更加有味道,尤其是西红柿。”智能节水种植的关键是不用土,蔬菜要求新鲜,无污染。智能节水种植中所使用的滴灌技术,只使用相当于普通地面种植所需水量的10%,“开放农业”公司的生产厂房大约有5400平方米,配备了可伸缩的房顶和墙壁,可以自动地开合,这样可以减少水分的蒸发和散失。 澳大利亚智能农业浇灌所使用的水源,来自普通的地表径流在许多水坝中的蓄积,然后使用太阳能水泵将水输送到需要的地方。澳大利亚的河流一般含盐度比较高,这样在接近源头的地方收集水源,可以在水源变咸之前得到利用。克来说:“澳大利亚的小麦种植带在过去的20年,降水量减少了20%,所以,水源短缺是传统小麦种植者和牧羊人所面临的挑战。”克来在越南也有相应的环境工程,专门研究水与现代农业的关系。 克来的团队认为,生态农业将会给澳大利亚的小麦种植带来新的希望。澳大利亚的另一个智能节水农场,就是位于阿德来德的“太阳雨滴”农场,这是澳大利亚第一个以商业级运作的无土栽培有机农场。阿德来德的“太阳雨滴”农场,效仿美国类似农场的经验,使用无土节水技术,也不完全使用自然光照,他们使用富含营养物质的水进行浇灌,使用低能耗的LED灯来增加农作物的光合作用。 “智能节水有机农业是一个全球性的发展趋势,因为这种农业可以在不同的环境条件下进行。”非利普・沙博说,他是“太阳雨滴”农场的投资人之一,“太阳雨滴”的占地面积只有65公顷,位于南澳接近沙漠地У囊桓龈劭凇R桓龇炊越行智能节水农业的普遍观点,就是认为该生产过程能耗太大,主要是指那些室内的人工照明,以及很多的加热和冷却系统。“太阳雨滴”很好地解决了这个问题,主要是通过安装了一个集中型的太阳能工厂来实现的,这个太阳能工厂使用23000个平面镜来收集太阳能,能满足“太阳雨滴”大部分的能量消耗。 在沙博的“太阳雨滴”农场,提高用水效率是首选,由于南澳的降雨珍贵而稀少,然而附近却有大量的海水,沙博就引入海水淡化技术,他的改进后的海水淡化工厂每天大约能生产淡水100万升,农场还使用海水作为天然的消毒剂,避免使用杀虫剂。“太阳雨滴”早期投资是十分高昂的,大约为2亿澳元(1澳元=5.35元),投资者们坚信,通过“太阳雨滴”运营成本的降低,智能节水,以及廉价的能源输入,仍然是有利可图的。 事实也无法否认地证实了这一点,“太阳雨滴”每年出产大约15000吨的西红柿,在一个几乎不毛之地的沙漠港口,这个经济效益是十分可观的。将目前这种产业扩展到其他地方,也是十分可行的,沙博说:“由于我们不依赖于石油,使用智能节水技术,我们的农业可以在人口稠密的地方发展,提高我们蔬菜供应链条的效率。” 墨累・海伦是澳大利亚昆士南的水培专家,他说,到目前为止,澳大利亚的这些智能节水技术,例如无土水培技术,水产农业(一种利用鱼类粪便为有机源的种植技术),并没有得到大面积的推广,还只是停留于人们在后院进行的兴趣种植,或者小的有机果蔬园种植。 沙博说,国家需要一个机制来推广智能节水有机种植技术,“在常规农场,不管你的管理是多么的井井有条,你必须进行浇灌,灌溉时70%的水源都会直接蒸发而损失掉,即使进入土壤的水源达到农作物根部的也不多,不少水源存在于土壤的上层,植物无法利用。营养物质和化肥也一样”。 海伦的两个学生,正在用他们所学到的知识,创造着数百万澳元的产业,例如他们在韩国、印度、加拿大和中东一些地区建设了智能节水有机种植农场。他们坚信,水资源和粮食短缺会促使澳大利亚最终走上智能节水有机种植的道路。■ 智能农业论文:基于无线传感技术的农业大棚智能控制系统设计 【摘 要】介绍了一种基于无线传感技术的数据采集和控制系统方案,实现农业大棚的自动化控制,对大棚环境中的各种信息进行采集。设计了基于ARM的主控模块、信号处理模块、电源模块、LCD模块、无线通信模块等硬件平台。开发了节点设备程序、嵌入式系统应用软件和上位机组态软件。系统通过模拟测试,结果验证了方案设计的可靠性和实时性,可满足农业信息化建设要求。 【P键词】无线传感;ARM处理器;组态监控软件;农业大棚;嵌入式系统 0 引言 我国各地的经济发展水平、环境条件差异较大,存在农业机械信息化生产能力落后、土地利用程度不高等方面的问题,导致农业发展水平落后。同时,我国农业生态环境状况逐步扩大恶化范围、资源配置不合理。鉴于在农业生产过程中严重浪费资源和破坏生态环境的现象,人们越来越关注农业发展的模式。随着时展,农业科技技术不断创新,充分利用理论和科学技术,是缓解农业与资源及生态环境矛盾的有效途径。建立无线网络监控平台,对农业监测点进行全面监管和精准调控,可以组建农业的规范化和网络化管理模式,形成农业物联网的综合信息管理系统[1]。促进农业发展方式的转变,不但可改善生态环境,而且各类农业资源可以得到有效利用,实现可持续发展目标。本文主要根据项目建设的要求,设计一种结合嵌入式单片机和组态监控软件两种工程装备技术的平台,对农业大棚影响的几个因素进行精准管理和统计。 1 系统硬件结构 系统硬件组成如图1所示,主要包括一个主控模块、信号处理模块、电源模块、LCD模块、无线通信模块等。 1.1 主控模块 嵌入式控制系统选用的主控芯片为16位ARM Cortex-M3处理器STM32F103RET6。引脚为64位、内存容量512KB,封装类型为LQFP,工作温度达到-45℃~80℃。 1.2 信号处理模块 传感器输出4mA-20mA电流信号,I/V转换过程采用精密电流环接收方式,选用RCV420芯片,转换成0-5V电压输出信号。D/A数模转换芯片选用AD421,实现16位的数字输入信号转换成模拟4mA~20mA的电流输出信号。电磁阀由于是线圈组成,在通断过程中产生感应电压,为防止断电后对电路构成冲击破坏,增加一个反向二极管IN4001,构成回路,防止对电路电压产生干扰,提高系统的稳定性。 温室大棚中的蔬菜,需要一定强度的光照促进光合作用,提高产量。在大棚中适当增强光照能促进其生长。根据选用光照灯的型号和电压要求,设计最大电流为1A的PWM控制电路。选用具有PWM脉宽调光功能的SD42511芯片,设计最大输出1A的驱动电流电路。电路原理图如图2所示: 1.3 电源模块 STM32处理器内部具有多路A/D模数转换扩展功能,其输入电压转换信号范围为0~3.3V,使用12V锂电池供电电源,要实现对它的电压监控,需要采用间接方式,使用高精度的电阻串联分压方法。选用MC34063芯片采用开关反压电路提供-12V电压给RCV420。选用封装为SOT-223的LM1117系列芯片,转换得到5V和3.3 V电压。放在芯片的输出端置一个10uF的钽电容,改善电路中的瞬态响应和稳定性。旁路中增加0.1uF的瓷片电容,去耦消弱电路毛刺。电路原理图如图3图4所示: 1.4 LCD模块 LCD显示采用1602显示输出数据,采用基于HD44780字符型液晶芯片。电路原理图如图5所示: 1.5 无线通信模块 根据设计要求,无线传输网络选用为自动化控制数据传输而建立的短距离ZigBee无线网络,ZigBee无线短距离传输模块具有低功耗、操作灵活、等电位测量数据无线传输、组网方便、响应速度快等突出特点[2],适合应用在农业大棚的数据传输。ZigBee射频技术利用2.4G频段来进行传递数据信息,安全可靠的实现终端发送或响应指令。采用符合IEEE802.15.4标准的CC2530无线射频收发模块,使用免申请2.4G的频段,采用加密的标准为AES 128,直接序列扩频。 2 系统软件设计 控制系统软件包括节点设备程序、嵌入式系统应用软件和上位机组态软件。节点设备主要完成系统中的执行命令和数据采集传输的作用。嵌入式系统应用软件主要实现数据存储、系统通信、人机交互、自动控制等功能。上位机组态软件主要实现用户登录、数据查询、图像展示、运行状态监测等功能。系统数据信息处理流程如图6所示。节点设备采用的操作系统为μC/OS-II,监控组态软件开发使用组态王Kingview6.55[3-7],优秀板STM32F103RET6处理器编程软件采用KeiluVision4。 3 系统调试 为实现工程目标,利用在线仿真调试工具,对系统各子功能分别进行调试,监测软件工程中的关键变量值。上位机组态软件通过和节点设备采集数据通信应用验证,系统运行稳定可靠。软件运行截图如图7所示: 4 结论 基于无线传感技术开发了农业大棚智能监控系统,通过数据采集和信息传输,实时监控终端设备的运行状态,有效的对资源进行管理和统计分析。通^上位机KingView组态软件对系统中的终端设备监控,可以有效的掌握现场的信息;通过嵌入式硬件设备、工作台和上位机KingView组态软件的联合测试实验,该系统具有低功耗,信息传输稳定,操作简单等优点,对农业大棚信息化建设具有一定的现实意义。 智能农业论文:基于人工智能的农业知识培训平台开发 [摘要]随着科学技术的不断发展,人工智能以其智能性、方便性、可操作性等特点逐渐渗透教育领域,也为教育培训提供了新思路。文章分析了人工智能应用于农业知识培训的优势,并针对于农业知识培训的特点,提出了一种基于人工智能的农业知识培训模式,是人工智能技术应用于农业教育培训领域的一次尝试。 [关键词]人工智能;农业知识培训;模型 随着信息技术的不断发展,计算机科学渗透生活的各个领域,改变了人们的生活方式和学习方式。其中,人工智能作为计算机科学中迅猛发展的一部分,正在以其独特的魅力走进人们的视野。“人工智能”(Artificial Intelligence),顾名思义,即通过应用计算机来模拟人脑的信息接收、思考、判断以及决策等思维行为过程,进而扩展人脑的思维和行动,帮助人们高效智能化地解决特定问题。近年,人工智能在教育领域中发挥的作用越来越显著[1],其与众不同的特点决定了其在教育培训中的地位,将人工智能应用在农业知识培训中的可行性也成为教育界热议的新话题。 1我国农业发展背景和农业培训必要性分析 11我国农业发展背景 我国是传统的农业大国,农业对我国的经济发展具有极其重要的影响,一方面是由于我国人口基数大;另一方面是由于我国进出口贸易主要依靠农产品,农业发展成为影响我国经济发展最重要的因素之一。但由于各方面原因,我国农业发展还比较落后,尤其与发达国家的现代化农业相比,依旧有较大差距。 12开展农业知识培训的必要性 反思其他发达国家在r业发展上实施过的举措,包括重视农业教育、科研和技术推广,注意提高劳动者素质;推广现代农业机械和高技术,重视农场管理;经营集约化、产业化;生产专业化;服务社会化;市场机制与政府扶持相结合;加强农业基础设施建设等,可以看出,我国在农业知识培训、素质教育、技术推广方面与发达国家差距明显。为发展我国农业,培养一批高素质、懂技术、会经营的农民以及一批愿意为农业发展做出自己贡献的高学历人才成为关键。农业的发展离不开农民的发展和进步,也离不开受过高等教育的精英人才的共同努力,而开展农业知识培训,则是为他们的发展奠定了一条夯实的道路。 2人工智能在教育中的应用与发展 近年来,伴随着人工智能在各行业的应用和发展,人工智能在教育领域中发挥的作用也越来越显著。例如,智能化的作业批改可以大大减轻教育工作者的沉重负担,在线学习等网络教学模式可以让人们更灵活地接受教育。从人工智能诞生伊始,其就与教育产生了密不可分的联系,延续发展至今,人工智能在教育领域中的应用主要包含以下几个方面。 21基于人工智能的计算机网络课程 计算机网络教育是对传统教育方式的一次革新,而人工智能对网络教育的渗透,又将其推向了新的发展高度。[2]学生可以自主地登录网络平台进行在线学习,根据智能导学系统制订学习计划,进行在线测试。例如近年来大为流行的MOOC课程,学生可以便捷地通过网络获取全球最高质量的教学资源,并可以量身打造自己的学习计划。 22基于人工智能的教师辅助系统 近十年来,智能传感器、语音识别、图像识别、深度学习、大数据等方面的蓬勃发展令信息的采集及处理越来越准确高效,这无疑使得人工智能与辅助教学系统的融合变得越来越深入。借助于语音识别、图像识别等技术,学生可以将学习过程中遇到的问题上传至系统,借助于数据库系统对信息准确的搜素和整合能力,实时地为学生提供答案或相关信息,答疑解惑。目前此类应用软件的应用广泛,例如小猿搜题、百度作业帮等。 23基于人工智能的教育数据库系统 随着信息化时代的到来,如何高效地搜集、分类和检索碎片化的教育信息和教学资源,无疑是一项巨大的挑战。为了更有效地分配和管理信息,在教育中引入智能化的数据库系统势在必行。现如今数据挖掘和深度学习的研究成果不断深入,依托知识库系统对教育信息的整合与构建,学生可以将已习得的零星的知识点进行扩充,由点至面的不断学习新知识;依托教育资源管理系统中来,教育管理工作者可以合理分配教学资源,让人们从爆炸式的高密度信息中解放出来,真正做到物为己用,因材施教。 3人工智能与农业知识培训的结合 新时代社会经济的发展为国家农业产业的发展翻开了新的篇章,如何加快社会主义农业现代化,促进农业转型,这为新时代的农业知识教育提出了新的要求。另外,近年来劳动力转型的趋势日益显著。随着农业劳动人口数量的减少,为了提高农业生产效率,需要有素质、懂知识的农民投入农业生产中来。因而,对于农业知识培训的革新作为农业现代化建设的重中之重,已被提上日程。 人工智能技术和教育领域融合的不断完善成熟,基于人工智能的农业知识培训正如雨后春笋般涌现,在农业教育培训领域崭露头角。 31人工智能应用于农业知识培训的优势 从我国农业发展的现状看,较之于发达国家,我国农业从业者的基数巨大但是整体受教育程度偏低,农业专业领域的知识匮乏,农业知识教育的推广不仅薄弱,而且效率低下。因此,伴随着信息化时代“互联网+”的新型教育模式对传统教模式的强有力革新,基于人工智能的农业知识培训展示了其强大的威力和优势,具体可以总结为如下两个方面。 311个性化教育针对性强 相比于课堂教学的传统模式,基于人工智能的网上在线教育模式能够为学生个性化地制订学习计划,灵活安排学习时间。这有力地解决了学生参加农业知识培训的时间成本问题,农业从业者可利用闲暇时间自主安排学习。另外,针对于培训者的当前知识水平和培训需求,培训平台可以个性化地安排教学相关领域的专业知识和操作技能。 312教育资源利用率高 我国当前的农业知识培训,教育教师需求数量和实际在岗教师资源极不匹配,具备丰富农业专业知识和农业生产经验的教师数量缺乏,这是导致农业知识培训推广速度缓慢的重要原因。而人工智能为这一问题的解决带来了福音,智能化的教学进程得以让教师从繁重的教学负担中解放。同时,基于网络的课程资源共享可以让先进的农业技术走进千家万户,让学生与优秀农业知识的距离不再遥远。 4平台开发的系统架构 基于人工智能技术,一个合理的农业知识培训平台能够像一个优秀的教师那样具备完备的农业专业知识和优良的教学技能知识,并且能够模拟及扩充教师的教学过程。除此之外,该培训平台还能够准确实时地与学生进行信息交互,有针对性地开展个性化教学,并可以自适应地完成教学效力评估和反馈,不断更新和完善教学内容和教学策略。基于以上分析,该开发平台的系统架构分为学生模型、教师模型、综合数据库模型和人机交互接口四个组成部分,结合下图对每一部分分别进行详细阐述。 41学生模型 学生模型应针对不同的学生,准确地评估学生当前的学习水平,对学生的学习背景、知识水平、知识架构进行诊断和评定,以便有针对性地制订教学方案,进而实施个性化教育。 另外,学生模型需要对学习过程中的学生的学习情况进行记录入库,对教育效果进行评定,从而诊断出当前教学计划是否合适,以便下述教师模型中对教学内容和教学策略的灵活调整。 42教师模型 教师是教学工作开展过程中的主体,一个合理的教师模型应该包括如下三个部分。 教师模型首先完成教学内容的选择,这要根据学生模型中对学生当前的学习水平的评定,并且针对学生既定的学习目标,并从下述知识库中调取对应的内容,为教学的开展做好准备。 在确定了教什么的问题之后,教室模型要确定如何教的问题,即选取合理的教学策略开展教学。教学方式的选择依附于学生模型,而又能根据学生学习情况记录进行反馈动态,不断完善和调整教学策略。 另外,在传统教学模式中,教师传授知识,并能为学生答疑解惑。当学生在学习过程中遇到问题和疑惑时,教师模型应该实时地提供信息支持,为学生提供针对性的帮助。因而教师模型要实现与人机交互接口的实时连接,在问题到来时控制模块驱动应答部分为学生答疑解惑。 43综合数据库模型 综合数据库模块为农业知识培训系统提供数据库支持,主要包括以下三个模块。 知识库模块中分类别地存放着农业领域的专业知识,包括文本、图像、自然语言、多媒体等多个类型的学习知识。一旦教师模型中完成了教学内容的选择,便由此模块中调取相对应的文件开展教学。 专家评估模块用于处理教学过程中的教学效果评价和经验总结,为教师模型中的各个环节的反馈和更新迭代提供数据支持。在一个完善的教学过程,教师需要根据学生的学习效果进行总结和反馈,以此指导下一步的教学内容和策略的更新。 为了对学生阶段性学习的效果进行评估,还需要引入测试考核模块对学生的成绩进行量化考核。测试考核模块中包含学生答题库和成绩测评库,准确检测出开展农业知识培的作用与效果。 44人机交互接口 基于人工智能的农业知识培训的过程是学生和系统进行交流的过程,所以一个友好的人机接口是系统必不可少的组成部分。在这一模块中,友好的图形用户界面的设计能够帮助学生流畅地接收信息,提高学习效率。同时,借助于人工智能中对语音和图像信号的先进识别技术,人机交互接口可以智能化地接收分析和理解学生的自然语言信息和动作信息,进而为系统提供宝贵的输入信息。 5总结和展望 本文提出了一种基于人工智能的农业知识培训模式,是人工智能技术应用于农业教育领域的一次尝试。依托于人工智能应用于农业知识培训的优势,并针对于农业知识培训的特点,提出了农业知识培训平台的具体系统架构,实现了对教学过程的模拟和扩展。这种基于人工智能的培训平台,能够根据学生自身特点因材施教,实现个性化的教学模式;并且具备良好的人机信息交互和教学反馈能力,自适应地开展农业知识教学,是对传统教育模式的扩充与革新。 [基金项目]创新训练项目“‘鲜品铺’农产品电子商务平台”(项目编号:201510638037)。 [作者简介]王香蒙(1996―),女,汉族,四川成都人,西华师范大学;陈琳,电子科技大学;通讯作者:曹蕾,西华师范大学,副教授。 智能农业论文:智能农业将使欧盟农业数字化和精细化 背景 精细农业使用的是以数据为基础的技术,包括卫星定位系统如GPS以及互联网管理作物以减少化学肥料的使用。数字化技术的使用会帮助农民充分考虑到日常工作的细枝末节从而更有效地管理农场。精细农业可以有效使用化肥与农药,在增产的同时又可以保护土壤和地下水,增产和减少能源损耗就可以同时实现。通过使用互联网传感器,农民可以定向使用化学肥料对具体区域施肥,从而减少了化学肥料的使用,同时又保护了环境。与之相反,传统的农业实践会对整个农田区域进行灌溉、施肥、杀虫和除草而忽略了农田间的差异性。 欧盟“共同农业政策”在2020年应采取直接拨款的方式,并与农村发展支持计划相结合,为数字化的推广做准备。 农产品需求增加与环保要求提高促使政策制定者去寻找一种低投入高产出的创新模式。部分利益相关者认为,欧盟共同农业政策应当充分利用“数字革命”,数字化或精细农业概念会在2021-2027年的共同农业政策讨论中成为焦点。 精细农业是以优化投入管理为基础的,所谓投入管理指的是对农作物的实际需求。精细农业使用的是以数据为基础的技术,包括卫星定位系统如GPS以及互联网管理作物以减少化学肥料的使用。简单来说,精细农业能够使农民注意到日常工作中的细枝末节从而使农民的贸易活动更有效率。 欧盟委员会的通信网络内容和技术总司和农业部目前正着眼于实现农业的数字化。AIOTI是关于智能农业领域的一项大规模的试点计划,该计划将得到3000万欧元的资助。由此欧盟农业部门可以在资金和基础设施等方面实现“数字化飞跃”。 寻找创新思维 共同农业政策中存在以创新思维为驱动的计划,该计划名为“农业生产力与可持续的欧洲创新伙伴关系计划”(EIP-AGRI)。这项计划的根本目的是要创建2020地平线计划与农村发展支持计划之间的联系,同时将理论与实践相结合。 在EIP-AGRI计划中,各方参与者致力于建立一个“运营组织团体”,其目的在于寻求创新方法解决地区性难题。最近一个在主流精细农业方面名为EIPAGRI的社团组织发现数字化农业存在着一系列挑战。报告指出,精细农业需要各方参与人的合作,还要培养能够将创新用于实践的顾问。大多数农民认为精细农业对于小农场而言并不会产生利益,因此区域性的培训显得至关重要。报告中提到,目前欧盟中采用精细化农业的主要还是中欧与北欧的大农场主。至于南欧,面对的是农业经济下行压力和缺水的问题,因此精细化水利技术才更为重要。Yara化肥公司公共事务与行业关系部负责人Jean-Paul Beens认为虽然目前已经具备了解决方案,但也缺乏实际的应用。Beens认为鉴于欧洲农业的差异性,应当对成员国进行更加细致的分析,呼吁成员国支持国家创新伙伴关系计划(NIP),该计划可以使欧盟精细农业更有效率、更具可持续性。他以瑞典为例,提到瑞典对于精细农业工具的应用(如N-传感器)被列为EIP最终报告中的最佳实践案例。 宽带基础设施 欧洲农业机械工业协会(CEMA)提出,充足的宽带基础设施是欧盟农业领域向数字化演变的先决条件。CEMA秘书长认为,宽带访问在欧盟许多农村和人口稀少的地区严重滞后,必须着力避免城乡间的“数字化割裂”,要尽力实现欧盟将在2020年让农业企业和作坊拥有30MB/s连接带宽的目标。 Yara化肥公司利用互联网系统准确地进行肥料使用。Jean-Paul Beens告诉欧盟动态网说,只要农民身边有网络,就可以通过互联网工具实现自动化,在一些发达国家,农民将他们的土地数据上传至公司的APP中,就可以更加快捷地购货或者给拖拉机加油。 数字化技术 CEMA认为,农业领域与农村地区的数字化进程演变首先需要数字化技术。然而随着农民的老龄化(欧盟中仅由约8%的农民年龄在35岁以下),新技术的引进会导致农业行业的“脱轨”。基于此,CEMA认为数字化技术应当使农业领域的工作更富有吸引力才能吸引人才进入农村地区,同时要利用公共政策来支持农民进入和投资数字技术领域,2020年后的共同农业政策会起到重要作用。高级顾问Luc Vernet也有着类似观点,他认为任何的突破性实践都是由开拓者来应用的,比如90年代的有机农业技术,但是要充分考虑技术的潜在可能与欧盟农业行业的特殊性,这种特殊性是由不同规模的农场所决定的,农民需要合理的政策支持来抵御风险。 对于Yara公司而言,数字化技术的引入如同电脑技术被第一次引入一样,目前该技术的基本功能已实现但是潜在的功能仍需探索与掌握,许多农民购买了数字化设备却不能完全使用其功能。Yara公司还要考虑技术的标准化,许多供应商提供的技术相互之间是不兼容的,因此标准化的实现也是一种挑战。 2020年的共同农业政策 欧盟的政策制定者与利益相关者已经着手讨论2020年后的“共同农业政策”(CAP)。一项文件显示,欧洲农业机械工业协会(CEMA)建议欧盟的政策制定者应提供更多的直接拨款和农村发展支持计划以促进新技术的实现。该文件同时提到,应当重建与“共同农业政策”(2007-2013)第68和第69项条款类似的一N机制,即成员国拿出10%的直接预算来做具体计划,旨在提高农业土地的生产率。这种机制既可以是直接拨款(预算中的5%-10%),也可以将未用完的预算用以农村发展计划。 同时,欧洲农业机械工业协会(CEMA)也表示,在下一阶段的CAP(2021-2027)应当投入更多的预算(约占总预算的15%)进行农业领域的研发。 “生产率红利”成为这种绿色方案的一部分。生产率红利,简单来说,就是农民通过相互配合的方式来实现生产率的增加。Adam认为这种红利应该在农业全要素生产率(TFP)下来估算,TFP涉及土壤、水以及管理投入等要素。 Farm Europe网站认为欧盟农场的收益率较低,因此数字化农业应当得到投资和政策的双重支持。Vernet认为共同农业政策(CAP)应当以不同方式鼓励新技术投资,欧盟把数字化技术看作是对气候目标的一种有效方式,他还提到CAP应当通过有效的管理方案帮助农民承担风险。除此之外,欧盟还应设计一些其他配套的细化执行方案。 欧盟动态网评论员Thomas Begon认为,为了能够发展稳固而又有弹性空间的数字化农业,欧洲的农民需要建立全球化的3G和4G移动数据网络以便连接所有的农业装置与软件。协作理念被引入农业实践,通过培训合作顾问协助农民采用新技术,就如同过去法国的合作顾问协助农民引入油菜一样。 智能农业论文:基于ZigBee的智能农业灌溉系统研究 (云南农业大学机电工程学院,云南 昆明 650201) 摘 要:传统农业灌溉系统中,运用有线网络实现智能化灌溉,不仅成本较为高昂,整体布设过程也很复杂,需要花费大量的人力物力。正是基于这种情况,相关技术人员研发了ZigBee智能农业灌溉系统,主要利用的是网络节点、超声波水位传感器以及土壤水分传感器等,整体系统能有效实现信息反馈和数据收集,十分便利。本文从ZigBee智能农业灌溉系统的总体结构分析入手,对硬件实施方案以及软件实施方案进行了集中的阐释,旨在为技术研究人员提供有价值的技术建议,以供参考。 关键词:ZigBee;智能农业灌溉系统;硬件;软件 1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统总体结构 ZigBee智能农业灌溉系统的参数包括用户终端系统、主控制器、ZigBee内部协调节点以及监控系统等,利用节点参数实现网络组网,并借助控制命令优化系统的运行流程。另外,在ZigBee智能农业灌溉系统运行过程中,当终端节点检测到农田水位超标后,就会产生自动断电制动,系统能利用其自身系统控制参数对电磁阀进行控制,从而有效地停止灌溉操作。而针对检测水位在阈值范围以下时,需要利用系统自动化控制功能开启电磁阀,确保振动控制灌溉项目。技术人员要利用模块对开启灌溉和停止灌溉进行集中管理,针对状态信息以及终端节点建立有效的控制框架[1]。 2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的硬件实施方案 ZigBee智能农业灌溉系统主控制结构主要包括微处理芯片、USB和SPI等,结合图像传感器和MCI,能优化实现系统的高效管理目标,并且可以利用JAVA进行编程操作,将信息缓存后直接输入到存储指令和数据控制模块中。 2.1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的终端节点设计 ZigBee技术在实际应用过程中,能有效实现低能耗和低成本,同时保证整体运行结构安全可靠,正是基于其自组网能力,能在定义标准结构中实现数据链层级和物理层级的优化连接,保证工作参数运行环境维系在2.4G赫兹、868赫兹以及915赫兹3个频段结构中,并保证拓扑结构运行的完整度。 2.2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的控制模块电路设计 要想实现整体ZigBee智能农业灌溉系统的优化目标,就要保证系统在TC35i模块能有效维护主控制器和用户之间的数据交流,保证传递结构的安全可靠。系统运行过程中,技术人员要保证基带处理器和天线接口之间有效连接,并且充分满足供电电路的时序性,符合接口需求,利用40帧电缆线对主控制器和系统结构进行集中管控。在电源接线引脚数据处理时,技术人员要保证短信息收发和软件流的系统化控制,确保工作状态引脚也能得到有效传递[2]。 2.3 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的网络控制模块设计 ZigBee智能农业灌溉系统之所以能实现自动化管控,主要是基于网络连接和智能模块技术,借助节点实现系统管控,确保能随时随地提高灌溉系统的访问实效性。除此之外,在系统内还要借助主控制器嵌入以太网,从而有效支持控制层协议,利用物理结构芯片提升处理水平。 3 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的软件实施方案 3.1 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的主程序设计 在软件系统中,借助自动组网层级能实现ZigBee智能农业灌溉系统的优化运行,技术人员要对农田水位的上限和下限进行集中管理,保证水位、土壤以及电磁阀实现自动灌溉。另外,在系统中能借助路由节点和协调节点进行控制器管理,保证信息用户终端对数据建立集中采集机制,能在提升系统容错能力的同时,保证控制组网的可靠性。 3.2 基于ZigBee的智能农业灌溉系统的控制模块应用程序设计 在ZigBee智能农业灌溉系统运行过程中,要满足实时性需求,对短信息标志位进行集中关注,从而保证检测程序发挥实效性。 3.3 基于ZigBee的智能r业灌溉系统的嵌入式网络搜索设计 嵌入式网络搜索设计结构被应用于ZigBee智能农业灌溉系统,能在提升系统联网有效性的同时,优化异地管控终端结构,确保控制命令在发送后实现灌溉操作。特别要注意的是,在系统嵌入结构中,技术人员要遵循HTTP通信协议,保证结构的有效性和完整度[3]。 4 结束语 总而言之,ZigBee智能农业灌溉系统的推广,实现了自动化农业管理项目的有效运行,不仅能运行远程监控和系统管理,也能进一步升级参数解析能力,一定程度上推动了农业项目的可持续发展。 智能农业论文:基于云平台的智能农业环境检测系统 嵌入式实时处理器与各种智能传感器的结合实现了底层农业信息的采集,处理器控制Wi-Fi网络设备接入互联网实现环境信息的网络传输,远程云服务器与数据库的结合实现环境信息数据的实时网络存储,基于Android或IOS的移动设备通过网络与云服务器连接实时获取环境数据信息。基于嵌入式实时处理器、智能传感器、高性能云平台、实时数据库与移动设备的新型智能农业环境检测系统也将极大的加速农业的现代化发展。 【关键词】嵌入式 Wi-Fi 智能农业 云平台 1 引言 民以食为天,国家的发展与建设无法脱离农业的基础建设与发展而独立运行,农业的发展是关系国家命运的大问题。对于农作物的生长环境数据需要长期大量存储与分析,计算机网络与云计算的发展使得分布式处理得以实现,在不同的空间中布置分布式的数据库,可以有效的进行比较大的容量数据计算和处理,建立在嵌入式实时运行环境、多节点传感采集单元、Linux远端云、分布式数据库、移动设备终端的一体化智能农业环境检测系统将逐步取代传统的农业生产,从多个方面提升农业生长作物的产量。 近些年移动终端设备的崛起,当下基于谷歌开源Android系统定制的手机和基于苹果公司独立开发的IOS系统手机都已普及,嵌入式设备通过互联网将终端采集节点数据上传至智能云平台,远端云将数据存储到分布式数据库中,对于运行Linux系统的云服务器可以对环境数据进行实时分析处理,用户可以独立设置初始预警条件,一旦发生异常情况,智能云将会以短信或信息推送的方式将异常数据及处理下发到订阅的终端设备,实现的数据信息的实时性。 2 整体系统设计 基于云平台的智能农业环境检测系统主要由三大部分构成,分别是智能云平台、嵌入式传感采集终端、移动设备终端,三部分之间通过网络进行数据交互,对传输数据进行相应的帧处理,将每一帧数据格式化成自定义的传输格式,采用用键值去获取环境信息值的Json格式传送数据。 2.1 系统整体硬件电路设计 嵌入式外设传感采集端采用STM32F411作为优秀,外接空气的温湿度采集器DHT11、土壤的温度采集器DS18B20、土壤的湿度采集器FC-28、光照的强度采集器BH1570FVI、二氧化的碳浓度采集器MG811,片内移植Wi-Fi射频驱动程序,可以实时的连接路由网络,与远端云服务器进行通信。处理器运行Mico实时操作系统,负责各种采集任务间的切换与数据读取。 移动设备端使用IOS手机以及PC的浏览器网页,移动设备通过HTTP请求与智能农业云服务器通信获取农作物历史生长环境数据,采用长连接技术的MQTT协议进行设备节点实时的数据透传,PC端由独立的行情@示界面,实时的获取环境数据信息,移动端集成了百度云推送客户端SDK,可以非常方便的进行云端到客户端的信息推送。 2.2 软件系统设计 云平台和移动端设计: 智能农业云平台运行在阿里云之上,配置了Linux的运行环境,选择的操作系统为Ubuntu 14.04,系统配置了SSH远程连接,可以通过网络远程登陆系统,进行文件的部署与开发。云平台后端采用Node.js语言开发,首先配置Node.js运行时环境,在Linux上安装Node.js只需在Linux终端上执行命令apt-get install nodejs即可自动安装最新的版本工具。数据存储运用mongodb,缓存数据库采用Redis数据库,Redis数据库是基于内存的key-value方式存储,可以大大的提升系统数据的存取速率。 实时环境数据信息的发送系统中使用了MQTT协议进行传输,MQTT协议使用Socket长连接技术与云平台进行数据传输,系统中使用30秒的心跳机制,每隔30秒定期的向云服务器发送一帧ping信号,云服务器接得到设备端的心跳,向设备端发送出一个pong信号,心跳机制可以保持网连接的持续性和实现设备端到云端的上行数据传输和云端到设备端的下行数据传输。MQTT协议基于订阅模型,数据的发送需要指定一个主题,数据的接收也需要订阅一个话题为了实现MQTT协议传输。 MQTT服务器主要用于和嵌入式端STM32F411CE和移动客户端IOS进行实时的双向通信,通信的过程中采用了Socket的长连接技术,嵌入式设备端在MQTT服务器上一个话题,即可实现数据与云服务器的传输,云端接收到嵌入式端传来的实时环境信息并将数据存放到环境信息表中,移动客户端在MQTT服务器上订阅一个数据话题,一旦话题的数据发生改变,服务器能够实时的把设备端数据推送到移动客户端IOS上。 系统的主界面左上方有一个设备刷新按钮,我们点击时将自动的刷新获取最新得到的设备信息数据,程序中通过读取离线设备数组,将更新显示列表的数据源重新渲染视图显示页面。点击右上方的设备添加按钮,系统将通过自定义的用户控制器,控制页面自动跳转到设备添加页面。 3 结束语 本系统设计了将云平台与嵌入式处理传感采集单元和移动客户端及PC网页端相结合,实现了农业生产中的环境信息的实时采集与云端的上传存储功能,设计中考虑了如何减少系统资源的使用,使用了低功耗的ARM嵌入式处理器,传感采集单元采用了数字型芯片,客户端采用当下智能的IOS系统作为移动端的展现,PC端可以让用户通过浏览器获取设备的信息。 作者单位 吉林大学电子科学与工程学院 吉林省长春市 130012 智能农业论文:一种智能农业管理软件系统设计 摘 要:应用智能软件管理r业生产,主要针对的是控制、监测影响农作物生长的一系列因素,节约人力成本,充分利用现代科技提高农业产量,完善管理项目,最终实现劳动密集型产业到智能化产业的转型。该文中软件的设计工具为微软银光、C+语言编写、应用银光界面采集并分析硬件传感器数据,通过数据库访问、储存数据。 关键词:智能软件 农业管理 系统设计 智能农业是伴随社会经济、科技发展的必然产物,是指利用计算机软件采集光照、温湿度、氧气浓度等诸多影响农作物生长与产量的数据,而且能够智能控制、调节农作物生长的环境参数。笔者结合软件系统的操作环境,并咨询了具备丰富实践经验的各位农业专家、学者,最终决定从“历史数据查询”“实时数据监测”“报警及报警数据查询”“服务器远程访问”“短信”等几大功能模块进行开发与设计。 1 应用Siverlight技术 网络信息化的时代背景下,为了满足用户的操作习惯和使用需求,各种软件编程技术层出不穷,最终通过技术实现了从HTML静态页面到动态页面的过渡,随着动态页面技术的普及和应用,程序员终于能够设计出梦寐以求的在线应用程序,没过多久,又拥有了A-JAX技术,将软件应用程序从计算机桌面搬上了网络。但是,上述技术都要在JavaScript代码的支持下才能实现,所以在使用中容易出现这样一个问题:页面原本在某种浏览器上能够正常运行,但是换了一个浏览器之后,即使代码完全相同,页面运行也会出现顿卡等现象。 与计算机桌面应用程序相比,Web应用程序的响应速度较慢,于是,一种新的Silverlight技术就出现了,虽然1.0版本并没有开发出创新的应用程序,然而到了2.0版本,程序员就可以使用NET代码开发出基于互联网的应用程序,而且与浏览器无关,直至到了4.0版本,Silverlight已经可以实现隐式、打印等功能,能够很方便地调整数据位置,而且还提供了非常强大的WCF RIA服务,可以随意地把桌面应用程序转移到网络在线应用,而且对界面的运行速度不会产生任何影响。所以,笔者决定采用Silverlight技术来设计智能农业管理软件系统,设计宗旨是提高农业生产人员的效益以及农业生产效率,保证农产品的质量。 2 Blend控制软件的应用 2.1 界面美化 以往在软件开发过程中,常会出现编程员和设计员配合不默契的情况,而Blend是一种交互性设计工具,很好地解决了这一问题。如今,用户对桌面及Web的应用操作越来越高,不仅要求软件具备实用、强大的功能,而且更追求界面的美观简洁,因此,软件的美工设计和代码设计的配合非常关键。作为一名软件开发人员,笔者深有感触,常常与美工人员反复讨论协商,修改软件框架,总要花费大量的时间才能很好地配合。而在Blend中编辑Silverlight项目UI代码,可以与VS直接绑定,从而实现双向修改代码功能,于是就完美地解决了“代码与美工”的配合问题,因此,Blend决定了该文中软件系统的UI界面设计。 2.2 自定义控件 该系统需要使用大量的控件来设计应用程序,特别是UI界面,而Silverlight并不能支持软件所有功能的控件,比如Silverlight就不支持监控界面中的某个节点控件。所以笔者在设计节点时,首先利用Silverlight自带的控件画一个圆,继而再在圆中填进去一张与节点相似的图片。与此同时,笔者还想让这个节点具有发光效果,于是找到自定义控件代码后,将一个Effect填进去然后设置为“发光”效果。完成了自定义控件,就可以添加、引用到程序中,该系统在设计“实时监控模块”时,就会使用到各种各样的节点。 3 数据库设计 3.1 数据表的定义 为了保证数据库的兼容性、稳定性,该文将SQL Server作为系统数据库,先做一张命名为“OldData Table”的历史数据表(如表1所示),设定每隔5 min自动把数据储存在数据库里。 之后再做一张命名为“AlarmtDataTable”的报警数据表(如表2所示),用于存储大棚节点监测过程中超过报警值的数据。 3.2 数据库存储过程 4 结语 该文设计的是能够实现实时监控、美化界面、数据查询等多功能的智能农业管理系统,希望为广大软件开发人员提供参考借鉴,进一步推动我国农业生产发展。 智能CAD技术在农业机械设计中的应用 摘 要:现阶段我国的机械生产制造产业的发展比较迅速,主要是依靠着新技术的支持。其中在对智能CAD技术的应用下,就对机械设计的自动化以及精确性得到了有效保证,将智能CAD技术和农业机械设计相结合,对机械设计的发展就有着促进作用。本文主要就农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势加以分析,然后结合实际对智能CAD技术在农业机械设计中的应用策略详细探究,希望能通过此次研究分析,对农业机械设计的应用发展起到积极促进作用。 关键词:智能CAD技术;农业机械设计;应用 0 引言 随着当前我国的计算机技术的迅速发展,在和农业机械设计相结合的情况下,就能有助于设计的优化,能够将CAD技术和农业机械设计的作用优势充分发挥。通过从理论上对智能CAD技术在农业机械设计当中的应用情况进行研究分析,就能从理论上对农业设计提供理论支持依据。 1 农业机械设计的现状以及智能CAD技术应用优势 1.1 农业机械设计的现状分析 长期的发展过程中,农业机械设计主要是通过手工进行绘制的,在设计上由于人为的疏忽就会造成差误。在对于农业机械图纸设计师来说,随着新的技术升级进步,就能有助于对农业机械设计的精确性以及效率的提高提供技术层面的支持。在农业机械设计过程中通过CAD技术的应用,能够在通过二维以及三维的技术应用将设计进行细化[1]。当前的制造业已经在CAD技术应用中,对人工的劳动强度能够有效减轻,这样就能在经济效益上得到提高。农业机械设计过程中对三维CAD技术的应用以及成为机械设计过程中的重要课题。 1.2 农业机械设计中智能CAD技术应用特征 第一,设计方便化。智能CAD的技术应用有着鲜明特征,在零件的设计上更加的方便化,通过三维CAD的技术应用,就能在装配环境当中对零件加以设计,也能通过相邻零件位置和外形对新的零件进行设计,这样就能在零件的设计效率上有效提高,在零件装配的准确率也能提高[2]。对设计环节的损坏情况查找过程中,通过附件软件查找器就能准确高效的查出,这对机械设计的整体质量提高就打下了坚实基础。 第二,缩短设计周期。能够将设计的周期有效缩短,这是对CAD技术应用最为优秀的优势,能够在设计的花费时间层面大大s短。在对整体的工作效率上就能有效提高。机械设计人员在实际的设计过程中,对CAD技术的应用,能对原有的机械设计图样以及信息进行有效保留,这样就不实施重新的设计,这样在局部的修改以及创新上就能实现。 2 农业机械设计中智能CAD技术具体应用 三维的设计系统建立下,通过 Auto Lisp等设计软件的合作应用下,就能对实际设计进行优化,在对装配模型的变型设计理论基础上的机械设计方面,在当前的CAD系统的建立产品几何模型,主要是从零件建模开始实施的,这一方法就比较难对产品功能信息进行有效表达。在装配建模的作用上,主要是通过构建完善对产品装配信息描述的数据模型[3]。主要是通零件间装配关系数据的层次以及关系模型进行表示,在装配模型方面对自然设计的过程相对比较符合,在变型设计的方法上比较良好。 对农业机械设计中的底盘设计中,对CAD技术的应用过程中,通过在三维空间当中进行设计,就能对零件的位置进行确定,然后进行建立坐标系和总部件总成坐标系。通过坐标点方法进行对总成装配进行完成,这样在设计过程中,对机械动力性以及操纵性和稳定性等分析工作进行完善,在相应的数据参数应用下,就能进行准确性的设计。 对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,通过模块化的变型设计就是在模块基础上进行的设计,模块和装配关系主要是先进行预先确定的,这样就对使用的范围进行了明确化。在模具的结构设计层面主要有二维以及三维设计,在每种的设计方法上都有着各自的优势和不足[4]。在对计算机的硬件配置要求上不是很高,所以使用的成本也相对比较低廉,三维的设计能够实现设计的参数化,在产品的设计过程中相对比较容易修改,这样就在并行工程方面的目标实现有着促进作用。在对机械车身的设计中对智能CAD技术的应用通过三维造型作为主要基础,这样设计师就能和CAD系统进行交互,能够把自己的概念进行清晰的视觉模式几何实体化,在设计的精确率以及设计的质量上得到了提高。 3 结语 总而言之,对农业机械设计过程中的智能CAD技术的应用过程中,只有从多方面进行考虑分析,将这一技术进一步的优化,实现集成化以及网络化等,这样才能更好的为农业机械设计做出更大的贡献。 作者简介:孙梗,男,安徽宿州人,研究方向:机械设计制造及其自动化专业。 智能农业论文:基于4G技术的智能农业小气候监测系统 摘要:随着网络技术发展及创新,其在各行各业中有着不可或缺的地位,尤其在农业发展方面有重要指导作用。近年来,4G技术广泛普及,使得农业中小气候监测成为现实,并高效率地促进我国农田、果园、林地、大棚种植业发展。本文就4G技术对农业气候监测的特点及应用情况进行有效分析。 关键词:农业;气候;4G技术;监测 农业小气候指的是果园林地、大棚、农田中贴近地表的环境参数。4G技术传感器在农业发展小气候监控中的普遍应用,为农作物种植优良发育和生长提供重要保障。4G技术监控可分为感知、传输和应用三个阶段,其中,感知是指土壤温度、浓度等环境具体信息数据的采集;传输是将所有采集的数据经由传感器输入分析系统的阶段,在其输送过程中,受采集数据复杂性、海量性影响,容易造成传输信道拥堵,影响数据分析准确性。因此,4G技术的高效、合理运用对小气候监控有着重要意义。 1 小气候中4G技术监控的特点分析 1.1 数据的准确采集 农作物种植环境中对外部环境有着严格的要求,尤其对气候因素的要求最为显著。适宜的光照强度、空气和土壤温湿度、二氧化碳浓度能有效提高作物生长效率,因此准确采集和分析农作物中小气候情况,可利于研究人员及时改善气候环境的不适宜性,以促进作物生长,提高农业发展效率。 1.2 动态监控信息管理 数据采集具有海量性、复杂性的监测特点,因此数据的动态监控管理极为重要。通过实时监控,可在一天内多时态的查看农业情况,及时发现不良情况并予以调整。同时,可在数据不符合作物实际需求时发出警报信号,提醒农业人员给予有效预防措施,保障生长效率。例如土壤湿度下降时可提醒水源灌溉,湿度过高时则停止水源灌溉[1]。 1.3 视屏监控的可视化 为确保农作物生长顺利,则需定期亲自前往查看作物长势、风害、水害、病虫害情况,这无形中加大了物力、财力和人力的浪费。人为检查并不能完全发现不良情况,可能出现检查遗漏,影响判定准确度[2]。而可视化监控能够利用摄像头多方位、多角度旋转扫描的特点,以有效并全面的查看视频信息,提高作物长势的分析效率。 1.4 定位服务 农业管理存在分布广泛、数量多的特点,通过4G定位能够准确判断某一农田、大棚或果园林地小气候情况,以便工作人员能及时对作物生长情况做出管理和改善,以促进农作物快速生长。 2 4G技术在小气候监控中的应用 智能农业是集传感器、监控、视频传输和计算机操作为一体的发展模式,其很好的应用了4G技术的各种特点。通过智能软件的有效监控和数据分析,使得农作物生长环境、生L局势得到正常及合理发展,为智能农业管理提供重要指导。 2.1 感知阶段中传感器排布设计 田地分布区域和环境不同,其传感器的设置类型也会不同。因此,传感器设计的节点可依据农田位置和实际情况设置特定的汇聚节点,并依据各个节点存在的多跳技术汇总数据。传感器分布陈列中,4G路由汇聚节点为父节点,其通信范围中的路由节点则定为子节点,并将路由节点通信范围内的节点定为路由节点的子节点。其通信特点是子节点到父节点通信,相互之间不通信,由此形成了一种簇树结构,使得信息采集的通信结构更为简单和明确。但其对树根部节点的数据信息传送存在反复性,因而容易造成节点能量衰竭,致使区域信息输送错误或数据丢失,导致工作人员不能及时正确查看作物生长状况。 2.2 4G网络专项传输 4G网络可达100兆宽带,可为数据、视频传输和云计算提供通信效率保障。通过4G网,工作人员可以共享云计算系统中的智能温湿度监控技术,以实现对农业小气候的远程测控。例如大棚温室监控,通过远程采集获取小气候数据,再经模型分析后自行监控棚内温室度,并自动控制内外遮阳、喷淋滴灌、顶窗侧窗、加温补光及湿帘风机设备,以充分满足农作物生长需求,实现精细化农业管理格局[3]。因此,从信息数据处理和系统监控后续性发展考虑,4G技术专用通信网络具有较高应用效果,其具备组网灵活、通信范围大、信息安全和流量实际计费的应用优点。 2.3干扰信号分析 4G网络传输可能会受多途径效应影响,致使传输信号质量及能量下降。同时,小型区域内网络的覆盖会发生同频干扰,从而对监控系统的工作效率带来影响。对此,可通过网络路径的最优选择计算法以提高频谱利用效率,保障信号的传输能量,以促进农业4G网络技术的优化及可持续发展。 2.4身份验证系统 4G技术专有的小气候监控系统中,4G用户可经由台式电脑或手机客户端,在访问内网时可直接用IP进行登录。而外网访问时,则需进行以下两个措施:防火墙设置,可有效拦截非法访问;身份验证及密码输入,以确保用户使用权益。同时,系统访问时可对所有访问信息进行跟踪和记录,例如用户名、IP地址、访问时间、访问操作,以便于管理人员对访问信息予以甄别,提高账户安全度。 3 结语 4G网络技术应用是现代农业发展的必备手段,也是提高农作物生长发育和高产量的重要保障。为提高我国农业发展水平,需积极全面推行农业智能化、自动化、高科技发展模式,以将农业生产者从繁重的劳作中解脱,更好地推动现代化农业发展,提高生产生活质量。 作者简介:王汝伟,本科学历,助理农艺师,研究方向:大田作物种植与管理以及农业环境保护技术。 智能农业论文:智能农业气象服务系统初探 【摘要】智能农业气象服务系统指能自动提取分析气象、农业数据,根据气象与农业的关系数据(如农业气象指标、病虫害发生发展的气象因素等),提出农事建议、灾害性天气应对措施,形成服务产品,经人工校对、加工后,进行自动的系统。服务产品的形式包括Word文件、短信等,自动服务产品的方式包括电子邮件、电话、短信、传真、wap网站、打印纸质材料等。本文论述了智能农业气象服务系统实现的条件、必要性、可行性及具体实现方法。 【关键词】农业气象智能农业气象服务数据库 目前,农业气象工作中广泛使用了计算机,大量的农业气象信息通过计算机来获取、整理、统计分析,为智能农业气象服务系统的实现创造了前提条件。同时,由于信息量巨大、业务服务种类繁多、农气服务精细化要求、服务时效性要求(如大风、冰雹等突发灾害性天气信息必须尽快向有关农户,农户才有时间采取措施应对),也要求有智能农业气象服务系统来提高人工农业气象服务效率。之前有人进行了类似的研究,如病虫害专家系统,该专家系统需要人工输入农业、气象数据,且对输入数据的方式限制较多,然后根据输入的数据判断病虫害未来的发展趋势,提出应对办法。该专家系统未能实现所需数据的自动提取。本文提出的智能农业气象服务系统监测分析的数据种类较多,生成的服务产品种类较多。 智能农业气象服务系统主要包括监测模块和执行模块。监测模块监测灾害性天气的出现、重要农事季节的到来等,据此来启动执行模块,生成、服务产品。智能农业气象服务系统执行模块主要包括农气数据的提取、数据分析、形成服务产品、分发服务产品四大部分。 一、农气数据的提取 智能农业气象服务系统需要提取的信息大致分为气象、农业两类数据。气象数据包括实况数据和预报数据,具体包括光照、气温、降水、风、雷暴等数据,农业数据包括作物发育期、生长状况、病虫害等农作物有关数据。目前我省乡镇雨量站、区域站等自动站的使用, 为气象服务提供了高时空密度的气象数据,这些数据可以方便的提取、分析,用于智能农业气象服务系统。气象数据的高时空密度,为智能农业气象服务系统生成精细化、高时效的农气服务产品提供了基础。目前可提取的农业数据包括作物发育期数据、作物生长状况数据等。这些农业数据种类比较单一、数量较少。农业数据的时空密度远不如气象数据。比较重要的农业病虫害数据、温室大棚等设施农业分布的数据比较缺乏,目前我市在农气服务过程中用到的病虫害信息一方面来自农气人员调查,一方面来自我市的植保站,需要用到的设施农业分布数据来自现场调查。 我局之前对我市各县市局观测站的气象观测数据进行了提取、分析、整理,建立了观测数据库,采用的观测资料格式有A文件和B文件。A文件提取速度较快,B文件提取速度较慢,但提取较为方便,因为B文件是Access数据库格式。目前我局建立的观测数据库主要 用于数据查询、为农业气象服务材料制作提供气象分析数据。该观测数据库尚未包含自动站、区域站数据,且隔一段时间更新一次,更新不够实时。目前制约智能农气服务系统的数据因素主要包括农业数据的缺乏、数据格式的规范统一。可通过与农林部门合作建立农业数据库的方式来解决。 二、农气数据的分析 农气数据的分析主要是用农气指标等农业与气象关系数据来分析气象对农业的影响,决定应采取的应对措施。该步骤建立在指标、农业措施等数据库的基础上。目前我局搜集了“四大怀药”、各种蔬菜、水果、养殖的一些指标,建立了农气服务手册,但是这些指标数据尚未建立数据库,尚不能用于智能农气服务系统。 三、农气服务产品的生成 农气服务产品主要采用Word格式、记事本格式。智能农气服务系统根据农气数据的分析产生服务产品,这些服务产品中可包括气象数据分析、图表、农事建议等内容。我局曾用Visual Basic语言的Word组件生成农气服务产品,但自动生成的Word文件内容排版不够完美,需要人工排版。 四、农气服务产品的分发 产品生成以后经过人工修改、加工,然后就可以。可采用邮件、短信、电话、传真、wap网站等方式。自动邮件方式需要服务对象数据库,该数据库主要包括农气服务对象的一些信息,如种植作物种类、所种植作物的发育状况、邮箱地址等。通过该数据库中的信息,将服务产品有针对性地发到有关服务对象的邮箱中。 关于自动短信,需要对移动公司提供的发短信软件的进行二次开发。我局曾使用短信快车软件服务短信,该软件提供了二次开发接口,可以用来实现短信的自动发送。短信自动发送可以大大减少人工操作发短信的时间,利于预警等重要信息尽快到达用户手中。 关于自动发送传真,需要传真电话与电脑的联接。这个联系主要用来实现数字信号与模拟信号的转换。这需要相关硬件开发和配套软件开发。 目前登陆wap网站的手机用户越来越多,在wap网站上农气服务产品将是一个越来越重要的方式。以无线网络作为传输通道,以手机作为终端处理设备的气象信息服务将提高气象信息的传播效率1。通过本系统自动地将农气服务产品到wap网站上,广大手机用户将会迅速方便地收看到农气服务产品。 五、结语 1.智能农业气象服务系统的实现需要多种数据库的支持,尤其是指标数据库、农事建议数据库、气象与病虫害发生发展关系数据库等农业与气象关系数据库的建立。 2.智能农业气象服务系统离不开人工的干预,该系统可以提高人工服务的效率,但是由于服务产品的复杂性,还需要农气人员来改进服务产品的质量,增加服务产品分析的深度,监督智能农业气象服务系统的运行。 3.该系统的使用可以节省一些重复、简单步骤的时间,利于提高人工服务的效率、利于产品的及时。可推广应用于预报服务、专业气象服务等。
智能网联汽车作为新兴产业,是未来汽车产业发展的重要方向,为汽车产业发展提供人才支撑,是职业教育发展的重要方向。 1智能网联汽车发展背景 中国政府高度重视智能网联汽车的发展,2021年3月,新华社受权的《第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称《纲要》)提出了智能网联汽车发展的相关要求,明确积极发展智能网联汽车、建设现代化综合交通体系,在高端芯片、人工智能算法、传感等领域实现技术突破,构建与数字经济发展相适应的政策法规。《纲要》还提出传统消费的提升应将汽车消费品由购买管理朝着使用管理方向转变。目前国内智能网联汽车公司有四维图新、海格通信、凯龙高科、华域汽车、科大讯飞、上汽等[1]。我国已经布局智能网联汽车的生产环境,近年来,政府政策引领,大大刺激了汽车行业的发展创新。 2智能网联汽车发展的优劣势 2.1优势 我国是世界上著名的制造大国,拥有较为完善的工业体系,智能网联企业的发展拥有非常牢固的基础,在稳定发展的基础上,改革可以将制造朝着“智造”的方向转变。我国人口基数大,城市化发展迅速,汽车市场的需求量极大,在国际市场上中国汽车市场仍旧占据重要地位,在互联网技术和高端芯片研发成功的背景下,在数字化和传感网络的支持下,未来的智能网联汽车发展空间会越来越大,在这种情况下可以充分发挥本身优势。在工业基础不断强大、政策不断完善的背景下,即使当前我国的智能网联汽车还处于初步阶段,随着时代的发展,也将打入更广阔的市场[2]。 2.2劣势 虽然我国工业基础强大,但是汽车发展与国际发展不匹配。从生产配件来看,我国的部分元件、工艺都需要进口,在借鉴国外生产制造基础上,美国与德国等工业老牌国家的工业发展仍旧值得借鉴。我国缺乏大量人才作为支持,尤其是在汽车行业方面的创新型人才。由于智能网联汽车行业在发展初期缺乏关注,因此,我国的汽车行业发展在当前还处于初级阶段,且在发展过程中大多运用别人的先进技术,长期发展下去必然会处于落后阶段。我国在零部件组装和工业制造方面存在一定的优势,但是技术创新并没有多大的成果。因此,只有重视技术创新,我国智能网联汽车才能得到更好的发展,否则我国的发展必将处于社会发展的低端,限制产业的发展。 3智能网联汽车专业改革关键问题与改革方法 3.1关键问题 据前文所述,智能网联汽车的发展需要人才作为支撑,而人才匮乏的主要原因是缺乏培养的教学条件,因此,在院校内建设新型智能网联汽车专业发展方向来适应当前的产业发展成为汽车专业需要思考的问题。专业建设过程中存在以下问题:其一,师资建设情况,智能网联汽车人才的缺乏是整个市场出现的问题,博士学历等高精尖人才更为匮乏。现阶段汽车市场缺乏专业人才,学校拥有的汽车专业人员数量更少,从而限制了学校汽车专业教学。其二,院校课程体系设计方面的问题,我国能参考的智能网联汽车专业课程体系设置经验极少,智能网联汽车专业的课程体系设计、培养大纲、课程体系设计仍旧需要认真研究,在现有基础上创新,这应成为现阶段教育改革的重点。其三,教材问题,现阶段智能网联书籍主要以概述为主,体系过于陈旧单一,全面性专业教材很少,教学资料不完善。其四,学校实训设备问题,智能网联汽车专业实践课程在实践设备方面存在的问题有两点,一方面是智能网联汽车实操设备和软件价格昂贵,投入的实训设备金额较多;另一方面市场上缺乏智能网联汽车学生培养所使用的实践教学设备[3]。 3.2改革方法 为解决关键问题需要培养智能网联汽车产业方面的高素质人才,以产学深度可做模式开展智能网联汽车的专业建设,实现教学改革,是汽车专业教学改革发展的重要方向。改革内容、改革方向有:其一,结合高校学科设置和教师专业特色打造汽车专业教学团队,加强智能网联汽车师资队伍的内部挖掘、培养。校内人员无法满足师资要求和新开设课程需要的情况下,可以通过出国进修、企业实践、高薪聘请专业人才的方式,为学校专业建设课程开设培养专业师资力量。其二,智能网联汽车专业规划和人才的培养方案应遵循产学联合需求来制定,与市场企业研讨智能网联汽车对人才方面的需求,结合院校实际情况打造专业建设方案,探究符合地方、学校实际情况的课程,开设特色课程,定位人才培养方向,联合多方制定适合地方高校学生层次的理论课程,同时推出配套实践课程。其三,智能网联汽车实践学习需要设备与场地作为支撑,产学联合是主要方向。实践课程的开设在课程联合制定基础上,与汽车企业协商分析,制定出开发满足学校实践学习所需要的条件,开发适合学生学习与竞赛设备,应占地面积小、设备成本低、可循环利用、利用程度高、应用在智能网联汽车方面的设备[4]。其四,学生的实习、就业应该与企业挂钩,课程改革之前进一步加强智能网联汽车全产业链调研、分析,找准人才定位,建立起合理的产学联合实习、就业机制,让学生在毕业之后能够在汽车行业内发光发热。 4智能网联汽车专业教学的改革研究 4.1课程体系建立 结合智能网联汽车技术的相关要求,在人才培养阶段应立足基础应用。学生应具备掌握智能网联汽车专业的软件能力、硬件能力。软件能力包含C语言编程、MALAB软件、嵌入系统等;硬件学习包括电路板、印制线路板(PrintedCircuitBoard,PCB)电路设计、仪表开发设计。只有综合水平满足要求,才可以在毕业之后更好投入到智能网联汽车的研究中。人才培养工作的课程开展是核心,结合核心技术,行业对人才的需求分析,决定专业发展方向必须具备全面的综合性特征,智能网联汽车的发展方向为信息、车辆、控制三个阶段,因此学校专业课程开设应具备“一主多从”的特色。专业课程的开设主要包括基础课程、技能课程。其中基础课程包括的课程知识,以理论为主,专业技能课程的开设主要是培养学生的动手实践能力,结合不同学科开展学习。 4.2课程开设的具体方式 之前的汽车专业教育中师资力量薄弱导致教学质量提升效果不明显,出现这种情况的原因有两个:一方面是师资匮乏;另一方面是教师能力有限。智能网联汽车专业对教师的计算机、汽车专业身综合素养各方面有着非常高的要求,教师不仅要懂得汽车专业知识,还要学会将各种技术变成理论知识、实践操作手段,因此,专业人员数量极为匮乏[5]。和其他新型企业相比汽车行业缺乏吸引力,实际招收教师的资质各方面很难令人满意。教师队伍组成大部分是在毕业之后直接从事本专业工作,这些教师的基础知识比较扎实,但是缺乏历练、锻炼和实践操作能力。另外也有汽车专业教师在经过企业的学习之后担任教师工作,但是经验不够丰富。在这种情况下学校需要结合本身发展需求,打造一支具备专业素养的优秀教师团队。首先,在招聘人才的时候对现有专业积极扩展来提高准入门槛,将优秀人才吸引进来,考量这部分人才的技术、教学能力、知识基础等,确保教师水平满足实际发展要求。其次,汽车智能专业课程开设应与其他专业相协调,比如将通信、自动化等专业结合,容纳到团队中,安排教师顶岗学习,智能网联汽车市场不断扩大的背景下,汽车专业除了建立传统实训教学之外,还要额外设置技术实训、仿真实训教学。当前的高职院校,依然无法满足智能网联汽车的实训教学工作。改革方面应从两个方面入手,首先,以课程内容作为核心,其中如果涉及其他专业、学科,可以根据改革的师资团队力量开展对应实践,对现有资源进行充分而合理运用。其次,学校与企业开展合作,与智能网联企业相联系进行研发、研究,在学校内部开展培训模式,让学生在学校学习两年时间之后,剩余时间进入研究基地、汽车企业学习锻炼,保证实训资源得以充分运用,从而提高实训质量[6]。 4.3新增专业核心课程 在新时期新增专业核心课程应从智能网联汽车基础知识学习方面入手,增加智能感知、互联网、规划、控制、仿真等方面内容,如编程语言学习,人工智能的实现与编程语言是相互依存的关系,智能网联汽车感知层的目标检测、语言分割等主要是使用Python语言编写,且大部分智能网联汽车开源平台支持Python开发,因此,汽车专业的内容集中在Python语言学习有利于汽车研发;人工智能(ArtificialIntelligence,AI)研究是当前的重点,智能网联汽车的定位、感知等都需要机器学习,因此,这也是课改学习的重要内容;系统知识的学习也很关键,智能网联汽车执行层面控制系统以及汽车运动学、动力学知识、控制理论,这也是汽车专业学习的核心课程。 4.4善用信息化手段 在信息化背景下激发学生对智能网联汽车的学习欲望,提高学习效率。高职院校智能网联汽车专业的教学改革能够在融合现代信息技术的基础上整合资源。现阶段的学生善于接受新事物,对信息接受能力很强。在这种情况下运用现代化信息技术创新课程,整合课程资源,这样的方式有利于课堂教学,也要激发学生的学习欲望,如此才可以提高汽车专业教学水平。在运用信息化手段的基础上,还要融合学生课本知识,真正做到寓教于乐,学生的学习兴趣、探索欲望会增加,教学质量会提高,课程改革效果也能得到显著的体现。 4.5拓展校企合作模式 智能网联汽车专业对实践能力要求很高,学生除了要学习课堂理论知识以外,更主要的是要加强自身动手能力。学校可以开展校企联合模式,学校作为人才输出端,公司是人才接收端,两种模式形成闭环,通过合作不仅仅能提高学校教学水平,为学校输送高质量人才,企业也可以从中获得人才支持,满足企业发展的需要。学校定期输送学生进行岗位实操,老师改进教学方式,有的放矢,企业可以为学生提供场地和装备。 5结论 专业教学改革是教育领域内的难度高、复杂而系统的工作,虽然在当前的教学改革中已经取得了一定的成就,但是仍旧存在问题,核心仍旧是专业人才的缺乏。本文结合汽车智能网联课程现状,提出通过改革课程、采取信息化手段等方式创新教学,培养先进的汽车专业人才,打破传统的汽车专业教学局限,为我国汽车产业的未来发展输送高素质的人才。 参考文献 [1]李祎承,蔡英凤,王海.车辆工程专业智能网联汽车课程改革研究[J].教育教学论坛,2020(51):165-167. [2]杨智宇,杜力,王旭东,等.智能网联汽车专业教学改革分析与思考[J].教育教学论坛,2020(38):176-177. [3]杨智宇,王旭东,裴英栋,等.汽车服务工程专业领域教改论文成果分析与探讨[J].科教导刊(下旬),2019(36):39-40. [4]孙力.新能源智能网联汽车专业培养高技能人才的探索与实践[J].文学教育(中),2019(12):160-161. [5]颜建强,唐重.基于数字化制造的机械类专业实践教学改革与探索[J].新教育时代电子杂志(教师版),2019(15):119-120. [6]唐智川,王董玲,夏丹,等.“人工智能+设计”:设计学专业产品设计类课程教学实践新探索[J].装饰,2020(1):120-123. 作者:田禹宇 单位:兰州职业技术学院
机械手设计论文:基于PLC控制机械手基本设计 摘 要:本文结合机械手的工作过程原理和控制要求,设计了基于PLC控制的机械手,重点介绍了控制系统的设计思路、PLC的选择以及PLC程序设计。 关键词:可编程控制器(PLC) 机械手 控制 一、机械手的工作过程及控制要求 1.机械手的基本结构 机械手是一个水平、垂直运动的机械设备,有上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构,机械手的动作由气动缸驱动,气动缸由相应的电磁阀来控制,电磁阀由PLC控制驱动执行元件完成,能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。图1-1为机械手简图,其中 1-执行气爪,2-水平伸缩气缸,3-旋转轴,4-竖直气缸,5-底座,6-工件。 机械手的基本结构由感知部分、控制部分、主机部分和执行部分四个方面组成。采集感知信号及控制信号均由气动缸驱动。主机部分采用了标准型材辅以模块化的装配形式,使得气动机械手能拓展成系列化、标准化的产品。由于采用了模块化拼装结构,可组成立柱型气动机械手、门架型气动机械手及滑块型气动机械手,及其它各种类型的机械手。气动机械手具有三个自由度,即水平(Z)方向自由度、垂直(Y)方向自由度和旋转自由度,并可以采用多种灵活的控制方案。 2.机械手的控制要求 根据要求:机械手初始位置在原点位置,每次循环动作都从原点位置开始,完成上升、下降运动,左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制,并能实现手动操作和自动操作方式。当机械手在原点位置下启动按钮,系统启动,左传送带运转。当光电开关检测到物品后,左传送带停止运行。根据分析可得出机械手的工作流程图,如图2-1所示。 机械手的操作方式分为手动操作和自动操作,自动操作又分为单周期操作和连续操作方式。 2.1 机械手的自动运行: ① 下降:② 加紧工件:③ 上升: ④ 右移: ⑤ 下降:⑥ 放松工件:⑦ 上升: ⑧ 左移:⑨ 回到原位又开始新的工作循环周期。 2.2 机械手的手动运行 手动运行是指机械手的上升、下降、左移、右移及夹紧操作通过对应的手动操作按钮控制,与操作顺序无关。 二、机械手PLC控制的设计 1.设计思路 考虑到机械手的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时,只需改变PLC程序即可实现,非常方便快捷。 送料机械手的动作示意图如图3-1 所示。启动控制有2种,1个由启动开关安装在现场,1个由通过组态王软件控制。在控制面板上,安装一个档位开关,分手动和自动两大档位,手动挡包括调试和回原位两档,自动挡分单步、半自动和全自动三档,要求自动挡的操作必须在回原位的基础上才能进行。 2.PLC的选择 该机械手的控制为纯开关量控制,且所要的I/O点数不多,因此选择一般小型抵挡机即可。由于所要的I/O点数为15/6点,考虑到机械手操作的工艺固定,PLC的I/O点基本上可不留裕量。 由于不同记性的PLC,其I/O点的编号不同,因此应根据所选择的机型,对PLC的I/O点分配编号。如图所示的编号。 3.PLC程序设计 为了便于编程,先绘制出整个控制程序的结构框图,如图3-1所示。 在该结构框图中,当操作方式选择开关置于“手动”时,输入点X407接通,其输入继电器常闭接点断开,执行手动操作程序。 由于手动程序和自动程序采用了跳转指令,因此在着两个程序段可以采用同样的一套输出继电器。 用移位器编程:由于自动操作的控制比较,不容易直接设计出梯形图,因此可以先画出自动的操作流程图,用以表明动作的顺序和条件,如图3-2。 图3-2中,矩形方框代表完成某一动作的控制程序,方框之间的箭头线用以表示程序的转换,箭头线上的小横线用以表示转换的条件。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限开关,输入点X402和X404接通,产生原点指示输出。 根据自动操作的流程图,就可以设计自动操作的梯形图如图3-3所示。 梯形图的控制原理: 3.1连续及单周期操作 在连续及单周期操作方式下,单步输入点X410断开,输入继电器X410常闭接点闭合,将位移寄存器的位移输入直接接入输入端。 当机械手处于原点时,压下上限位开关和左限位开关,输入点X402和X404接通,Y435接通,原点指示灯亮。 ① 按下起动按钮,M120接通并自保,移位器数据输入端接通,M100置“1”,Y430接通,下降电磁阀得电,机械手下降。 ② 下降到底碰到下限位开关时,输入继电器X401接通,Y430断开,下降停止,同时产生移位信号,将M100的“1”态移到M101。M101的常开接点将Y431接通,夹紧电磁阀的电,机械手夹紧工件,T450开始计时。同时,M101的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开,使M100置“0”。 ③T450延3s后,其常开接点闭合,产生移位信号,将M102置“1”,M101置“0”。M102的常开接点将Y432接通,上升电磁阀得电,机械手上升。同时,M102的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ④上升到顶碰到上限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,上升停止,同时产生移位信号,将M103置“1”,M102置“0”,M103的常开接点将Y433接通,右移电磁阀得电,机械手右移。同时,M103的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 ⑤ 右移到位碰到右限位开关时,输入继电器X402接通,Y432断开,右移停止,同时产生移位信号,将M104置“1”,M103置“0”。M104的常开接点闭合,若此时右工作台无工件,则光电开关因露光而导通,其常开接点使输入继电器X405接通,Y430再次接通,机械手下降。同时,M104的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。若右工作台有工件,则光电开关因遮光面断开,X405断开,Y430不能接通,机械手暂停等待。 3.2设计小结 机械手采用PLC控制技术后,操控简便,系统线路简单,系统运行稳定,大大提高了系统的自动化程度,提高了控制系统的可靠性,同时还能根据不同用户的需求对其功能进行扩展,提高了工作效率及检测准确性。 机械手设计论文:三菱PLC控制的机械手系统设计 摘 要:由于气动机械手具有结构简单、成本低,控制方便等优点,并可以根据各种自动化设备的工作需要,按照设定的程序工作,因此它在自动生产设备和生产线上被广泛应用。由于企业需要对变送器进行高低温补偿,针对公司现有的提供补偿所用的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上。在详细研究了气动机械手的结构、动作循环及工作原理之后,根据该气动机械手的工作流程,设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手操作气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。 关键词:机械手;PLC;控制系统 一、机械手的单个工作流程 机械手移动到传送带B工件处夹紧工件――将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置五个过程完成,机械手通过三菱PLC来控制,可实现这五个过程全自动依次运行:A)械手移动到工件B处:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带B)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;B)工件移动到指定位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到工件(传送带A)处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制;)C夹放工件:通过夹紧/放下直流电机的正转来控制,夹紧工件通过定时器来控制,即凭经验设定一个时间(本系统设为55),在这个时间内机械手能完全夹紧工件;D)放下工件:通过夹紧/放下直流电机的反转来控制,通过松限开关来控制;E)机械手回到初始位置:机械手分别通过步进电机及直流电机来控制,使得机械手移到初始位置处,移动的最大位置通过相应的限位开关来控制。 二、机械手的操作方式 机械手的操作方式可分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为单步、单周期和连续操作方式。(1)手动:用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制,如:当选择上/下运动时,按下起动按钮,机械手上升,按下停止按钮,机械手下降;当选择左/右运动时,按下起动按钮,机械手左移,按下停止按钮,机械手右移;当选择夹紧/放松按钮时,按下起动按钮,机械手夹紧,按下停止按钮,机械手放松,该方式用于机械手系统的“回原位”操作本系统中,可用手动方式用于机械手的初始状态定位,用操作面板上的按钮来点动执行相应的各动作;(2洋步:每按一次起动按钮,机械手完成一步动作后,自动停止;(3洋周期操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮,机械手自动完成一个周期的动作后,返回原位(如果在动作过程中,按下停止按钮,机械手停在该工序上,再按下起动按钮,则又从该工序继续工作,最后停在原位),本系统采用单周期方式进行机械手的工艺过翟机械手移动到传送带B工件处―夹紧工件―将工件移动到指定位置传送带A―放下工件―机械手回到初始位置);(4涟续操作:机械手从原点开始,按一下起动按钮SB3,机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环,在工作中,若按一下停止按钮SB4,则机械手将继续完成一个周期的动作后,回到原点自动停止。 三、C械手气动系统设计 气动机械手硬件系统由四个气缸、三个真空吸盘、限位磁性接近开关、5个两位五通电磁气阀和1个两位两通电磁气阀组成的阀岛、控制面板、接线端子、三菱PLC、按钮开关及指示灯等相关电气元件组成。当按钮开关或磁性接近开关发出信号传递到三菱PLC输入端子,经过三菱PLC程序处理,三菱PLC发出动作控制信号驱动相应主控阀电磁线圈的通断,控制压缩空气的运动方向,使气缸产生对应的动作。要实现前述控制任务要求,其控制部分包括气动回路与三菱PLC控制部分。气动机械手的气压控制回路如图3所示。气源产生压缩空气,经三联件处理后,经两位五通阀和单向节流阀分别进入滑台气缸、回转气缸、悬臂气缸、升降气缸。两位五通阀电磁线圈的通断决定了气缸的动作,比如控制滑台气缸的二位五通阀通电时,滑台气缸本体(缸体)左移;断电时滑台气缸本体(缸体)右移。本机械手选择两位阀,而没有选择具有中位机能的三位阀,主要是为了减少控制信号,减少三菱PLC的输出点数。单向节流阀的作用是调节气缸的运动速度,产生一定的背压缓冲。对真空吸盘吸光盘的过程,当真空发生器通过高压气体时,产生一定的真空度,实现吸光盘,此时,两位五通阀处于通电状态,两位两通阀处于断电状态。对放光盘的过程,要求高压气体先经两位两通阀,通过真空吸盘将吸附的光盘吹落,延迟一段时间后断开真空吸盘的气路,以节约用气量,故要求在两位五通阀通电、两位两通阀断电状态下,两位两通阀先通电,延迟一段时间后,两位五通阀再断电,然后两位两通阀再断电。 四、机械手电气系统设计 应用三菱PLC作为电气控制,可以减化控制线路,降低故障率,实现机械手多种动作线路,具有一定的柔性,也适于教学演示。一般机械手有手动、自动控制之分,手动控制主要用来硬件调试。自动控制中也分单步、单周期、周期循环等工作状态。其控制要求为:按下启动按钮,检测气动机械手是否处于原位,如果不是,按下复位按纽回到原位,如果是,则检测气动机械手处于何种工作状态下,单步意味着每按下一次启动按钮,机械手执行一步动作;单周期指执行一次动作循环,最后回到初始位置;周循环则是机械手重复不断的执行动作,直到按下复位或停止按钮为止。根据机械手的硬件结构,三菱PLC输入信号有:工作状态选择开关输入、启动停止按钮输入、磁性接近开关信号输入、手动开关输入及程序选择开关输入共22个输入点;机械手的输出信号有:驱动4个气缸的电磁阀线圈4个,控制真空吸盘的电磁阀线圈2个,原点指示灯1个,共7个输出点。选择输入点大于22点,输出点大于7点的三菱PLC,可选择三菱的FX2n-48MR。 五、机械手三菱PLC程序设计 气机械手的控制及动作路线由三菱PLC的程序来实现,根据前述要求,该程序框架采用调用子程序方法,在主程序中实现机械手工作状态的选择,子程序实现机械手的复位和动作路线的实现,这种程序框架逻辑清晰,便于阅读与修改扩展,其程序框架如图所示。 在搬运光盘的过程中,光盘会越搬越少,故选择循环动作工作状态时,每次机械手下降的行程会逐渐增长,故程序中没有使用升降气缸的伸出限位开关来反馈位置信号,而是以三菱PLC的软时间继电器设置合适的延迟时间来代替,当光盘被搬空时,升降气缸伸出限位开关被触动时,机械手就自动复位,回初始位置。 结论 气动机械手具有结构简单、易于控制、成本低等特点。针对公司现有的高低温箱,设计了一套小型的用来放置变送器的立体框架,它采用了三菱PLC控制的气动机械手,将准备进行高低温补偿的变送器,放置到框架上下两层的各工位上,实现了变送器的高低温补偿系统。并设计了气压传动系统和三菱PLC控制系统。包括气动原理的制定、气动元件的选择以及三菱PLC选型和顺序功能图的编写。气动机械手采用了多位置气缸,以实现机械手在框架每层各工位之间的操作;并使机械手使用气缸沿立柱上下运动,以实现机械手在上下两层之间的操作。本设计提高了生产的速度,减轻了工人的劳动强度,节约了人力资源,具有很强的实用性。 机械手设计论文:关于PLC控制的智能机械手设计探究 摘要:本文重点就PLC控制的智能机械手进行了设计,所设计的取料机械手通过机械、气动、电气和PLC控制系统的综合设计,可以广泛应用于各大行业的取料领域,实践表明,该系统可以快速、准确的对控制要求做出反应,具有可靠性高、灵活性强、稳定性好,可大大提高生产效率。 关键词:PLC控制;智能机械手;设计 智能仿生机械手用智能手机的iOS应用程序进行控制的一款灵敏系数很高的一种仿生手。2013年帕特里克・凯恩成为英国首位装配智能仿生手的人。这款机械手名为i-limb,可以用智能手机的iOS应用程序进行控制。帕特里克还能控制5个独立供能的手指,其中大拇指还能旋转。该款机械手是苏格兰触摸仿生(Touch Bionics)公司的最新产品。目前,在国内大部分中小型轴承加工企业中,轴承毛坯的冲压、冲孔加工仍靠人工完成,不仅劳动强度大、生产成本高、效率低,而且还存在着安全隐患和产品质量问题;再加上大部分企业车间布局不统一,难以同时满足所有企业的自动化需求。因此,基于上述问题,设计一种用于轴承加工的智能机械手势在必行。 一、智能机械手的结构 智能机械手的总体装置分为两道工序,一道工序专门用于上料,主要包括气动手指、上料垂直气缸、上料伸缩气缸;一道工序专门用于下料,主要包括翻转机构、旋转平台、下料伸缩气缸。两道工序互不干涉,相对于上下料由一道工序完成的机械手,大大节省了时间,提高了效率。在机械手上装有两个红外光电开关,一个开关用来检测是否有料,若有料,机械手就按照指令一步一步动作,完成轴承毛坯的加工,若没料,机械手会等待毛坯到位之后再动作;另一个开关是用来检测冲杆是否将工件带起,若没带起会发出警报,等待工作人员处理。主要元件功能如下:气动手指实现工件的夹紧和松开,装有夹位、松位限位开关;上料垂直气缸实现上升和下降动作,装有上位、下位限位开关;上料伸缩气缸控制机械手的伸出和收缩,实现工件的上料动作,装有前位、后位限位开关;翻转机构用于工件的接取,翻转气缸动作将工件翻转掉到指定位置;旋转平台通过步进电机实现顺时针、逆时针的旋转,装有左侧、右侧限位开关。 二、智能机械手工作过程 气动手指和气缸均由220 V单电控二位五通电磁阀控制,电磁阀通电,气缸伸出、手指夹紧;电磁阀断电,气缸收缩、手指松开。将流量阀分别装在气缸和手指的进气口和出气口,通过流量阀控制气体的流量和速度,来调节舛手指和气缸的动作速度。初始状态:气动手指松开,上料垂直气缸、上料伸缩气缸、下料伸缩气缸、翻转气缸都处于收缩状态。工作过程为:(上电)回原点(启动) 工件到位上料垂直气缸下降气动手指夹紧工件上料垂直气缸收缩伸缩气缸伸出斗气动手指松开伸缩气缸收缩压力机冲压工件,同时下料伸缩气缸伸出下料伸缩气缸收缩旋转平台逆时针旋转900翻转气缸伸出旋转平台顺时针旋转900,同时翻转气缸收缩,如此循环。 三、 PLC控制系统的设计 (一)PLC控制系统 分析生产过程的工艺要求,确定控制系统要实现哪些功能要求;进行控制器、L / O模块、电源模块、控制模式、数据通信模块、通信模式的选择;确定数字量、模拟量输人、输出点的个数,列出PLC输入输出分配表;画出控制柜接线图,根据接线图进行现场接线;根据顺序功能图编写程序进行调试,若是程序问题修改程序,若是硬件问题解决硬件问题,直到调试成功。 (二) PLC软件设计 系统设有手动、连续、单周期、单步和回原点三种工作方式。机械手为初始状态时称为系统处于原点状态,在进入手动、连续、单周期和单步工作方式之前,系统应处于原点状态。机械手从初始状态开始,到夹紧工件、接到工件并将其放到指定位置的过程称为一个工作周期,在自动工作方式下,按下启动按钮,机械手反复地工作,但按下停止按钮机械手并不会立即停止工作,而是完成一个周期的工作后返回并停留在初始步。单步操作常用于系统的调试,在单步工作方式下,按下启动按钮系统只完成一步的动作,再次按下启动按钮,系统接着完成下一步动作。对于本系统而言,当接通I0.3时,系统进入单步工作方式,按一下启动按钮,上料垂直气缸下降,再按一下启动按钮,手指夹紧工件,如此一步一步的动作。连续工作方式的顺序功能图如图1所示,将选择开关打到连续工作方式位置,I0.1为1状态,系统进入连续工作方式。MO.5为原点条件,在初始步为活动步的情况下按下启动按钮I0.5,红外光电开关检测是否有料,若有,则I2.3为1状态,M2.O变为1状态,上料垂直气缸下降。同时,控制连续工作方式的线圈M0.7“通电”并自保持。 (三) PLC控制步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的,同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 四、结束语 本文介绍了一种基于PLC控制的工业取料机械手,设计了取料机械手的机械结构和气动系统,并给出了PLC控制系统的软硬件设计和步进电机运行速度控制设计,该系统应用于各大行业,具有稳定可靠的性能,提高了生产效率。 机械手设计论文:机械手PLC控制设计 摘要:基于PLC控制的机械手具有显著的优点,已经成为工业自动化生产的不可缺少的关键技术。本文通过借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了相关模拟仿真和设计。在对机械手液压机构进行了深入的分析的基础上,认为机械手的设计需要考虑回转原点、点动控制和自动化控制三个因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制系统设计提供借鉴意义。 关键词:PLC;机械手;控制 随着工业机械手的广泛应用,其已经成为自动化控制领域的重要技术。在制造业不断发展的今天,机械手一方面可以代替人工进行生产线的作业,另外一方面机械手可以按照实际生产工艺的要求,按照一定的时间和程序设置来完成工作的卸载和传送。机械手的广泛应用可以大大的提高劳动生产率,加快我国制造业的转型与升级。如果机械手采用传统的继电器进行控制,则会直接造成系统原件比较繁杂、稳定性差以及出现故障概率高的特点。随着PLC技术的广泛应用,通过使用PLC来设计机械手的控制系统,可以保证较高的可靠性和较低的故障率,使用起来也相对简单。本文通过采用可编程控制器PLC来实现机械手的控制系统设计,使得控制过程精确可靠,使得在实际生产过程中变得明确和清晰。 1 机械手机构的液压系统分析 本文的机械手设计案例以锻造车间的机械手为例,该机械手处在高温的操作环境之中,机械手所要实现的功能就是将高温的锻件棒材加持到锻造工位的传送带上。实现对棒料准确的搬运,替代人工操作,改善工作环境。机械手的液压系统主要包括了液压驱动、手臂的升降和收缩等系统,再加上液压马达。液压换向回路使用三位四通阀进行控制。在机械手设计的过程中应该考虑以下几个方面的问题:(1)锻件的重量较大,机械手应该具备较大的夹紧力。同时工件在移动的过程中还会出现较大的惯性,保证工件不会脱落。(2)机械手的手指应该具备一定的夹角,手指的开闭角直接影响着工件能否顺利的加持到锻造工位上,对于手指的开闭幅度具有严格的要求;(3)机械手应该保证工件在搬运过程中的准确定位,必须要根据锻造工件的形状来选择机械手手指的形状;(4)由于锻件处在高温状态,在加持过程中应该保证机械手具有较高的强度,另外机械手的结构应该尽量紧凑,使得机械手的重心能够维持在手臂的回转轴线上。(5)在机械手设计的过程中,应该考虑到被抓工件的要求。如果是圆柱形锻件,则应该考虑使用V型手指,圆球形的工件考虑采用三指状的手指,方便加持工件。对于那些表面质量要求比较高的工件,应该在机械手的手指上加上泡沫垫片,防止加持部位的损坏。 2 机械手PLC控制系统的设计 2.1 PLC可编程控制器介绍 机械手所使用的PLC控制器主要包括了CPU、信号输入模块、数据输出模块、CPU扩展单元以及编程模块。CPU相当于PLC的心脏,完成对输入信号和数据的处理,将这些数据存储在存储器中。对于输入和输出模块而言,输入的信号主要有分为两个类别,分别为电压信号和电流信号,如果外在的信号比较尖锐,则会造成PLC的CPU损坏。另外为了控制外来的负载的额度,可以通过小型继电器的使用,来实现外来负载的隔离。在PLC中编程器主要是用来检测各种信号的运行状态,一般使用编程器的状况为逻辑输入有误或者需要检修的时候。本文中的PLC电源使用的是24V直流电源或者220V的交流电源,机械手的PLC控制器选择类型为西门子20EDR-1,有两个输入和输出模块,在A/D转换方面选择AD041型号,所设计的PLC框架如图1所示。 其中PLC的基本参数如表1所示。 本系统的输入电流信号范围是5-23mA,对应的十六位进制为0000-1770。用于补码的转换数据范围是3.2-4mA,当输入电流信号小于3.2mA时,断线检测的功能将会被充分启用,并且将数据转化为8000。首先对于模拟信号和数字信号的转换方面,在CPU模块中不能进行量程控制字符的改变,如果需要改变,则必须进行断电后重新操作。 2.2 机械手位移传感器的选择 位移传感器的选择对于机械手的设计具有重要的意义,机械手臂的升降和旋转都需要位移传感器的作用,还应该把位移数据准确的显示在屏幕上,主要目的就是满足机械手臂的位移和速度测定。目前通用的传感器为光栅位移传感器,当传感器的两块光栅的位置发生相对变化时,光敏电阻发生变化,实现了电信号传递,从而转变为位移信号,实现了位移的精确测量。除了直线位移传感器外,还需要安装角位移传感器,角位移传感器的类型为E6W5-2014。最后机械手指在加持工件的过程中,需要安装压力传感器,其中输出信号范围是5-60mA,电源选择24V直流电源。在机械手触摸屏的选择方面,要求有两个,首先就是要内存要大,能够存储较多的数据,分辨率要大和较高的显示亮度;其次PLC触摸屏要有串行通信功能,更好的方便PLC与机械手臂之间的通信。 3 PLC控制系统的程序设计与步进电机选择 3.1 机械手PLC总控制程序的设计 在机械手臂的下降和上升的程序设计中,只是两者的输入和输出的地址不同。在压力检测方面,只有检测到锻件毛坯夹紧以后才可以进行下一步的位移动作,所以首先应该进行压力的检测,实现了压力数值的显示。本文还通过CAE的仿真优化设计,为了进一步实现机械手臂的启停与位移控制,减少PLC控制器的安装面的位置,可以将启动按钮与停止按钮进行合并。同时为了确定机械手臂是处于手动工作模式还是处在连续工作模式,需要进行连续工作模式按钮,可以根据实际的运行情况来调整机械手臂的位置。同时为了保证机械手的正常运行,机械手在每一个工作周期内都要进行初始位置的检验,如果不是回到初始位置,则应该执行回到回转原点的操作。和启动的程序一样,机械手臂工作的运行方式也是通过按钮来实现的,手动按钮可以实现机械手的各种动作操作,从而满足实际生产的需求,只需要对步进电机的脉冲时间进行调整,尽量减少机械手的行程。在经过CAE软件操作的优化的过程中,可以通过以下结果步骤来进行,首先应该对机械手臂的模型进行优化,建立相应的机械传动机构,包括各种零件的设计以及机械手自由度的设计;其次,对机械手的模型进行运动仿真模拟,测试模型设计是否能够满足生产需求;然后细化设计模型,建立设计变量和目标函数之间的关系,得到性能最优的设计参数。本文根机械手的运动要求将机械手的抓取机构进行优化,从而绘制PLC控制流程图,通过对梯形图控制程序的编写,满足了实际生产机械手的工位需求。 3.2 步进电机选择 三相步进电机通常将电脉冲信号转变为角位移信号,步进电机的旋转是依靠角度的不断移动而进行的。通过对电脉冲数量的控制,来实现位移的控制。在步进电机的选择方面,本文采用的是三菱公司的横轴和纵轴位移的机械手升降机构,最大使用电流为3A。另外PLC启动技术的控制与传统的控制技术相比,具有价格低廉和结构简单等优点。现代化的PLC启动技术可以分为感知系统、控制程序、主机CPU部分以及执行机构的设计部分。在使用CAE进行软件仿真模拟的过程中,通过使用锻件的抓取机构为实际性能的优化目标,通过连杆机构的数次优化和坐标位置优化,使得机械手臂的抓紧力由3.5MN转变为20.56MN。通过采用虚拟样机技术可以有效的模拟机械手在实际生产过程中的抓取行为,现夹紧力的不断提高,具有较大的实际成产意义。表2位本PLC系统中A/D转换器的基本参数。 四个自由度的机械手臂的设计具有一定的普遍性和实用性,在PLC控制的模式下,实现锻件从一个位置运送至另一个位置,准确的实现位置定位和完成各项动作。在实际操作的过程中可以通过触摸屏完成各项操作和读取机械手实际的运行状态,包括压力和位移数值等信息,方便对机械手进行很好的控制。 4 结语 PLC控制技术在机械手设计领域中已经得到了广泛的应用,从而使得机械手在工业领域中得到了广泛的应用。本文在分析参考文献的基础上,借鉴传统机械手的设计方案,对适用于工厂锻件搬运的机械手PLC控制系统进行了CAE模拟仿真和设计。首先对机械手液压机构进行了深入的分析,得到机械手控制的三个关键因素;然后对适合机械手的PLC控制器、压力和位移传感器进行了相关技术参数选择,同时还对整体程序的设计进行了相关阐述,希望能够给以后的机械手PLC控制设计提供参考价值 机械手设计论文:面粉包装机械手设计研究 摘 要:面粉包装机的设计和制造是面粉加工行业的一个重要的创新点,具有实力的面粉企业会不断在原有机器上改进工艺,提高生产效率。同时,农机生产企业也会不断提高设备效率,面向小型面粉厂进行推广。 关键词:PLC控制;包装工艺;PID模糊控制 0 引言 对于企业来说,面粉包装的机械化能再提高面粉包装效率的同时大大节省劳动力成本。采用机械化包装的面粉,不仅包装效率极高,且包装的品质十分稳定。采用PLC控制的更加先进和高效面粉包装机械手的设计,是各大面粉厂家进行研发的重点目标,也是小型面粉生产厂家对产业结构升级换代的一个必由之路。 1 主要功能设计 面粉包装机械手需完成指定的工作循环,同时要根据循环过程中的反馈对循环进行协调。具有调节压力、时间、温度和速度的功能,具有质量检测、自动计量计数、完整的安全策略和根据客户需要提供的可视化操作平台等功能。 控制系统由PLC控制确定精度,并可以根据生产要求调节各项系统参数,本系统采用变频调节技术,可以让机械手系统在效率和节约方面调节侧重。总体来说设计包含软件和硬件两大部分,其中,软件控制部分包含的主要内容即对利用智能模糊PID控制结合快速逼近算法实现的封口过程的精确定位研究,结合此项工作进行PLC硬件选型,编写控制程序。如果需要,同时应开发相应的人机界面来实现监控和手动调节功能。硬件部分的设计需:(1)闭环系统的整体设计;(2)电机、变频器、PLC控制器和光电编码器等硬件的选型;(3)根据系统要求,确定系统I/O设备数量,模拟量的通道数量;(4)建立带有说明的I/O功能分配表。 2 设备组成及包装工艺 如图1所示,开机时,电机启动,通过传动机构带动拉膜带匀速转动,该速度可根据包装规格调整。拉膜外侧是高弹力胶带,内侧为正向齿形带,这种结构可以极大地加强薄膜与皮带的摩擦力,包装材料随着机械手运转向下运动,经过纠偏槽到达成型机,这样就可以对其进行桶状处理,进而加热、加压和纵向热封。 封构机在运行前回到原始位置,包装材料色标达到传感器时,传感器启动横向封口电机,每个封口器都有前后两部分组成,且采用弹簧链接。在工作循环中,两个横向封口机构能够进行互相挤压产生一定的R缩行程,采用这种设计,使两个横封头的回转中心的中心距小于两者的回转半径和。竖直方向上封口机的运动会完成包装袋的横向热封和切断,同时,启动计量螺杆,横封机构回位,等待传感器采集的下一个色标指令。 关于包装工艺,主要涉及供料、横向封装、纵向封装和切断四个方面。本设计主要以各类传感器输入和异步电机通过PLC的控制配合,将生产需求转化为精准控制的过程,达到对生产工艺可控化。 3 PLC设计 首先是确定控制方案和选型。根据统计,本设计系统具有14个开关量输入,7个输出,4个模拟量输入和两个输出,根据I/O点数需求及冗余设计,选择EM232模拟量I/O模块和EM231热电偶PID模块。这样,基本保证了光标检测、手动运行、联锁自动运行、电机速度反馈等。开关量可以控制设备的产品输送管路电磁阀、输送监视系统、横封纵封电机和信号指示系统等。4个模拟量控制热电偶温度输入和横封纵封的加热器温度等。利用MOBUS总线RS485通信调节变频器输出频率控制包装机电机的转速从而达到对工艺的控制。 在此硬件结构基础上,我们开发了手动和自动两种控制模式。手动模式中,操作员跳过PLC主机启停相应异步电机从而达到控制灌装量的目的。控制器、执行器件等开始执行相应循环。同时,操作员操作循环可以保存相关参数,进行自动模式下的循环过程。手动模式的主要目的是调试和修改生产参数。 自动模式中,PLC根据预设参数,自动执行循环包装流程。该模式下,操作员依旧可以通过修改参数干预循环过程,但此过程不打断生产。只需在调整完成后监视生产情况和指示灯,在遇紧急情况是介入停机或采取其他操作。同时,自动模式还具有光标模式,按照给定长度进行封装,无需横向封装的绝对准确。 作者简介:李建伟(1980-),女,河南l辉人,本科,现在鹤壁汽车工程职业学院任教,主要研究方向:机电技术。 机械手设计论文:基于液压与控制技术的机械手设计与分析 【摘要】机械手是模仿人的手部动作,并按要求实现自动抓取、搬运等动作的自动装置。机械手可以在恶劣环境中以及单调、频繁的操作中代替人作业,因此得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置四部分组成,智能机械手还具有感觉系统和智能系统。介绍了工业机械手属圆柱坐标式、全液压驱动机械手,设计了液压回路,对手部材料进行了结构分析,采用了西门子PLC控制其工作过程。 【关键词】机械手;液压;电气 1.机械手机械本体设计 采用了四杆铰链机构,底座与步进电机相连,可沿导轨准确定位,适应于中小轻型物品的搬运和定位放置。分别用3个液压缸和一个丝杠控制,丝杠由电动机驱动,以实现在一个沿x轴的直线行走,一个沿y轴直线行走,一个沿z轴直线行走和一个绕z轴旋转的4个自由度。机械手工作时的运动过程:当货物到达时,机械手系统开始工作,旋转液压缸和伸出液压缸迅速定位到达工件上方,丝杠旋转下降,同时机械手液压缸卸荷,机械手爪张开,机械手到达工件中部,机械手液压缸加压,将工件夹紧。丝杠旋转上升,旋转液压缸开始旋转,伸出液压缸开始收缩,同时步进电机开始向前运动。放置工件时,机械手迅速定位至指定位置的上方,丝杠旋转下降,机械手液压缸卸荷,工件被放入指定位置。 2.手抓夹持面的应力分析 (1)夹持装置的材料特征。手爪夹持装置会频繁地夹持工件,因此,选择了低合金钢。这种钢可塑性好,有着比普通碳素结构钢更高的屈服强度和屈强比的材料。低合金钢还有着较好的冷热加工成形性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向和时效敏感性, 以及较好的抗大气、海水等腐蚀能力。(2)夹持面受力分析。在实际生产应用中安全可靠生产是必须考虑的一个因素,应力分析与位移分析是对整个结构中主要受力部分进行安全系数评估。在应力分析与位移分析过程中,手爪的4个固定孔作为固定面,以手爪夹持工件的面为主受力面,整个分析过程中所施加给手爪的力为100 N,使用的材质是铝合金,最后分析安全系数为 1.5,满足了工作要求。(3)机械手运动学分析。机械手在运动过程中,其运动速度与时间的关系必须要在控制之中,这样才能够准确地计算出其运动的轨迹,在Pro/E的装配中,利用机构来装配其手部,模拟其手部的运动得出运动曲线。由机械手的运动曲线可知,机械手的运动模量变化较为稳定。 3.液压回路的设计 液压机械手的回路(见图2)设计主要由4个回路组成,控制机械手的升降、伸缩、抓紧与放松、回转4个动作,分别由3个直动式油缸和1个回转油缸组成。在液压回路设计过程中,通过两位四通的电磁换向阀控制换向,可以通过调节节流阀的节流口大小控制流量大小,从而控制液压缸运动的速度。此外,为了防止机械手爪误抓住人或其他物体之后造成伤害,在回路中安装了安全阀(溢流阀),当压力达3 MPa时,安全阀打开,所以回路中最高压力不超过3 MPa。液压回路很容易实现自动控制,可以通过PLC来控制换向阀就可以实现自动换向。此外,液压回路可以适应任何恶劣环境,比较容易维护,所以在自动控制中应用越来越广泛。 4.PLC机械手具体系统的主要组成 PLC 液压机械手整个系统主要包括嵌入式微机、端口驱动模块、位置传感器、压力传感器、执行机构。其中的执行机构属于机械手非常重要的组成部分,同时也是机械手内部的主体部分,其中主要包括手腕、手臂以及行走机构等部分。驱动属于执行机构运行重要的传动装置,经常使用的包括液压、气压、电力以及机械传动。控制系统是整个机械手的重要优秀部分,主要是用来支配机械手各种规定的运行程序等,并存储相应的指令信息,按照控制系统具体的内部信息完成指令的分配,在一定条件下还能实现对整个机械手具有的监视作用。 以下主要分析在轮胎自动化生产线中的具体控制。在初始的状态下,]合整个机械手系统,并处于上线转出具体的位置,如果接收到开始的具体控制信号,开始启动所有的电动机并进行正转,利用丝杠运动带动机械手逐渐下降。如果下降具体的行程开关发生断开时,下降交流内部的接触器将会断电,最后使电机的转动最终停止,利用自动减压控制机械手具体的动作开始抓取工件,如果机械手内部的全张油缸使用的开关在完成闭合以后,机械手上升交流内部的接触器被接通,从而使电动机开始发转,完成机械手抓取工件同时并上升的动作。如果到达了上线行程内部具体的开关闭合位置过程中,机械手内部上升交流所在的基接触器发生断电,从而使电动机的转动最终停止,同时等待来自于主控系统发送的主图命令,并将会启动整个液压系统完成转入。由于当机械手开始转动时,半径部分出现了相互重叠的情况,因此,每次都会支持一只机械手完成转入动作。如果机械手全部完成了最终的转入动作,机械手进行同时下降的动作。如果下降放工件具体的行程开关完全接通以后,需要接通机械手内部的电磁阀,使气压系统内部工作得到有效的控制,控制机械手手指最后闭合完成放工件的动作。如果机械手内部闭合阀具有的压力开关实现接通以后,左右机械手将会马上全部闭合,最后完成放胎的动作,同时电动机的反转动作得以顺利的控制,并带动整个机械手开始上升的动作,直到最后达到上线的具体位置,完成机械手最终的整个过程。 5.结语 本文对工业机械手的结构和控制进行了设计。液压技术在该机械手中的应用,使设备更容易实现自动控制和过载保护,整体结构更加紧凑。西门子S7-200 型号的PLC在总控制中的应用,使得机械手在工作时更加稳定和便于控制。 机械手设计论文:PLC基础下气动机械手控制系统的设计研究 摘 要:随着经济和科学技术的不断发展,极大的促进了社会的进步,提高了我国自动化技术技能,使得自动化设备在当下社会会中广泛应用。在社会生产过程中,因为气动机械具有自身的优势,其在应用过程中制造的财务支出较少,设备结构简单,使用较为便捷,具有较好的实际应用性。为了提高手动机械手控系统的实际应用性,提高高手动机械手控系统设计合理性,本文主要基于PLC基础气动机械手控制系统的设计研究,来保证手动机械手控系统设计的有效进行。 关键词:PLC;气动机械;手控制系统;设计研究 0 前言 手动机械手控系统在工业生产过程中,可以提高工业生产的自动化能力,提高工业生产的自动化水平,来促进社会的发展。为了促进手动机械手控系统的长远发展,把PLC技术和手动机械手控系统检修整合设计和应用,增加了手动机、械手控系统的自动化性能,实现工业社会自动化发展目标,因此对PLC基础下气动机械手控制系统设计的研究具有鲜明的现实意义。 1 PLC技术阐述 PLC技术是一种具有可编制性的逻辑控制设备,其在实际运作过程中,可以利用具有编制性能的存储设备来对不同设备和元件,来进行计算,并可以保障计算的逻辑性。PLC技术也可以对不同的程序和系统来进行控制,对不同的设备来进行定时操作,把模拟的数字转化为机械和设备的实际运作指示和口令。PLC技术在系统中,其主要的优秀设备是微处理设备,可以在工业的生产环节应用,突破了传统技术的局限性,实际操作较为便捷和简单,稳定性和可靠性较高,PLC技术在实际应用过程中结合了微处理设备的优势,满足电气装置工作人员的操作需要,满足当下社会的工业生产需求[1]。PLC技术在我国首次应用是在上个世纪的六十年代,随着社会的不断发展,其应用范围不断增加,在当下的中型产品和小型产品[2]。电子产品、纺织领域、印刷环节等等被广泛应用,具有实际应给予价值。 2 PLC技术基础上,对气动机械手控制系统的设计阐述 2.1 顺序和功能的设计阐述 为了保证实际生产作业的合理性,保证生产不同环节的有序性,在进行设计时,要建立在设计顺序和设计功能图纸的基础上来进行设计,可以降低设计的暗度,为初步设计人员提供方便性,提高设计工作人员的设计效率,保证设计气动机械手控制系统在实际应用过程中,具备较高的应用性。顺序图和功能图这一设计方法,可以把具有编程性质的元件与专用的编程元件整合运用,在当下的PLC设计环节应用较为普遍,建立在气动机械手控制系统的运作流程来看,其在实际应用过程中,要保证气动机械手建立在原始点基础上,来进行摆动缸操作,保证其摆动作业、伸出作业的循环作业,保证其自动化的运作到初始点,进行循环的操作[3]。在实际的操作过程中,气动机械手动作以逻辑树的形式来进行,即首先进行根节点的动作判断,是否动作、怎么样动作,完成之后进行下一个节点的动作判断,亦即是否动作、怎样动作,一个连续的逻辑树结构即能够指挥气动机械手完成一系列连贯的移动、屈伸、抓取的动作,实现实际应用的目的。 2.2 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计 气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计,首先在设计时要保证其手动的开关与监测的开关是开放的形式,进而保证气动机械手控制系统的整体顺序和功能设计是,其开关的变化和控制的合理性与单一性。对于气动机械手控制系统的操作形式来说,其要依据开关的选择离开进行选择。如果在实际运作过程中,选择的是具有自动性的操作方法,气动机械手控制系统运作时其没有返回原始状态,要优先利用手动的方法,保证气动机械手返回到初始位置,在进行其他不同环节的操作。对于气动机械手的单周期和自动化操作,其可以利用开关的选择来进行运作。如下图一所示,是气动机械手控制系统的整体设计构建图[4]。 由上图1气动机械手控制系统的整体设计构建图我们可以看出,对气动机械手控制系统的整体设计可以把其划分为两个不同层次,保证每个不同层次可以存放两排,保证每排可以存储四个变送设备。为了保证气动机械手控制系统的整体设计的合理性,保证高温箱和低温箱可以顺利的金融的框架体系中,其在实际设计是,要考虑框架放入变送设备后的重量。在框架的下部环节可以使用轮子来进行设计,保证气动机械手控制系统得知己应用中,可以在工作台上进行自由运作,保证其可以顺利的进入到高温箱和低温箱中。气动机械手控制的变送设备的设计和定位,要依据设计框架的外部大小来进行设计。确保气动机械手控制系统的在完成整体框架的设计后,其可以进行不同工位的运作和搬送,可以良好的进行元件的放置。保证气动机械手控制系统在实际应用过程中们可以便捷的进行加紧作业和伸缩与移动作业,保证气动机械手控制系统的实际应用性,实现气动机械手控制系统的设计最大目标[5]。 3 结论 PLC技术和气动机械手控制系统的结合设计和发展,是社会发展的产物,是科学技术不断进步的结晶,具有时代性的特征,对当下社会的生产和生活具有较大影响。PLC技术和气动机械手控制系统的结合发展,这主要是因为PLC技术自身的优势和实际应用性,其满足气动机械手控制系统的发展需求,可以增加气动机械手控制系统的操作精市裕提高气动机械手控制系统的安全性,降低了气动机械手控制系统的事故发生率。 作者简介:唐跃嘉(1993-),男,四川南充人,本科,研究方向:机械工程。 机械手设计论文:机床自动换刀机械手的设计与研究 摘 要:在生产制造行业内,机床越来越普遍,而机床也向着自动化迈进,无论是控制还是其他系统,而在自动化机床中,机械手的应用也越来越普遍,在机床自动换刀机械手设计上,升降系统是非常重要的,除了升降系统机械手的换刀和对刀具的夹持,都是需要仔细地去设计,而对于机械手设计上要保证机床设备本身与机械手的柔性连接,保证工件的正常输送和机床的自动化加工。 关键词:升降系统;刀具换刀与夹持;机械手设计 1 升降系统 机床机械手的升降系统是一个非常复杂的系统,它的组成部分包括动力装置、传动装置滚动丝杠、导向柱、调速装置、控制元件等。 机床机械手机构中,升降电机带动丝杠运动,滑座在丝杆上做上下运动,同时机械手在滑座上一同做运动,所以丝杠要承受机械手M和滑座m的重量,如图1。 通过图1分析机械手升降系统的工作过程,当机械手接到机床的指令后,电机开始工作,滑块上机械手手抓上升到选刀排的位置,机械手触发刀库的触点,这时候制动器工作,机械手停止上升,机械手进行换刀,完成之后,机械手回到初始位置。 通过分析机械手升降系统中的电动机,机械手手抓工作的功率,可是在工作过程中,制动器会使电动机功率变大,所以在选用电动机时候电动机的功率是手抓理论功率和制动器功率,如下公式: P电=P制+P手抓 同时在电机工作过程中,电动机也会随着电动机负载的升高,如图2所示。 2 刀具换刀与夹持 在机床机械手换刀上,是自动换刀装置,同时它还担负着把刀从刀库送到主轴上,刀具在主轴上使用完成之后在从主轴上送回到刀库中,机床刀具的换刀方式有圆盘形、直线型,圆盘形换刀是刀架是一个回转体,每个刀都置于圆盘的外圆端,通过圆盘的选择,刀具旋转到指定位置,机械手进行换刀,这种换刀方法是机床上最常见的。 刀具的夹持设计上,一般选取柄式夹持和法兰式夹持,柄式夹持方法是在轴向夹持,这种方法是利用最多的,因为刀柄的尾部是一个锥柄,这种刀具采用模式锥度方法夹持最方便、快捷。而法兰式夹持方法是在机械手前端安装法兰盘,这种夹持方法有一些繁琐。 3 机械手设计 机床机械的形式有很多,种类繁多,对于每个机械手都有它不同的意义和用处。 单臂单爪回转式机械手,这种机械手的手臂是可以回转运动,而回转运动的摆动线与刀库的轴线平行,意义在于机械手的手抓可以快速地抓取到刀具。 单臂双爪回转式机械手,这种机械手的手臂上有两个机械手手抓,手抓是对称放置,这种机械手的两个手抓是分工的,一个是从刀库拿刀送往主轴,另一个是从主轴将刀具拿回到刀库内。 双臂回转式机械手,这种机械手的手抓不是对称的,是在一天轴线上,轴线的两端放置手抓,两个手抓绕中心做回转运动,这种机械手可以实现刀库取刀和主轴送刀同时进行,节省的时间,提高工作效率。 双机械手,这种结构是有些类似于人的双手,有两个手臂,两个手抓,它们是分别运动的,一个是从刀库取刀,一个是送刀,示意图如图3。 4 结束语 因为制造业和工业不断的发展,科学不断的进步,对生产效率不断提高的要求,单纯的使用人力,是不能满足生产需要的,使得机械手的应用越来越广泛,它可以代替人完成更高要求、难度、重复枯燥的工作,所以机械手现在不仅仅应用在机床上,所以怎样能更大提升机床机械手的性能,怎样将机床的控制系统与机械手完美的连接,怎样能使机械手成为FMS系统中一个重要部分,这是机械手研究设的一个重要环节和意义所在。 机械手设计论文:机床机械桁架机械手的设计与结构分析 摘 要:在制造业机械手是一个非常有名气的词组,机械手是自动化生产线上不可缺少的一部分,它的出现使生产行业更方便更快捷,它的优势就是灵活、运动惯性小,可以代替人手去完成相应的工作,而在大型机床上也有机械手的应用,它是附着在机床桁架上,通过分析机械手在生产中的应用,总体布局,以及驱动系统,最终确定机床桁架机械手,而在制造行业内,通过机床桁架机械手的应用,提高了机床的自动化程度,同时也增加了机床加工中的安全性、可靠性。 关键词:机构分析;机械手;驱动系统 1.总体结构 机床桁架机械手的设计和分析,可以从两部分分析,一部分是桁架,另一部分是机械手,对于桁架的分析,可以简化成梁的分析,它的机构就类似于力学当中的结构梁,从力学的角度分析,可以将机床桁架与简支梁做横向对比,可以通过简支梁的弯矩图分析桁架,增加机械手对桁架的作用力,我们可以画出如图1所示的力学分析图。在机床上桁架机械手有着很高的要求,要求机械手有着效率高、可靠性强的要求,对于桁架的立柱选择,它要使桁架支撑稳定,同时也要节省机床的整体空间,而对于大多数立柱的结构,都选取钢结构。 2.机械手及手臂 2.1 机械手 桁架机械手的作用就是起到运输的作用,它是使工件在上下料的轨道与机床内之间移动,将加工后的零件从机床上拿出,再将要加工的零件从轨道上拿起,放到机床上。主要的动作就是:爪张开,抓取,升降,左右移动。对于机械手的手爪设计有很多种方案和形式,可以根据不同的需求,选择不同的设计方法。如D2所示。 (1)机械自锁手爪:对于这种结构,设计者们非常喜欢,因为这种结构很受消费者的喜欢,它的结构比较简单,但是在对抓取上也做了复杂的设计,为了防止在夹持零件时候脱落,增加了自锁装置。 连杆杠杆式手爪:这种结构可以从名字上得到启发,它的设计就是利用机械连杆机构,通过连杆和杠杆的传递,使手爪夹持和松开,但这种机构有一个缺点,就是夹持力比较大。 齿轮齿条式手爪:这种机构的传递性最好,动作反应速度最快,它是通过齿轮之间的传动来控制手爪,可以实现速度上的突破。 2.2 手臂 对于桁架上机械手的手臂设计时,要考虑机械手臂的载荷,在运动上要实现快速运动,但在机构上也要能承受力。在机床桁架上的机械手一般做直线运动,所以在考虑手臂设计时候,一般选择液压直接驱动手臂,在机械手臂的液压缸选用上,要使液压缸的直径大一些,这样手臂的整体强度比较高,而对于液压缸的校核可以通过以下公式进行核对: 活塞杆直径的校核公式: 式中:F――活塞杆上的作用力;[σ]――活塞杆材料的许用应力。 缸体壁厚的校核公式: 式中:D――缸筒内径;py――缸筒的试验压力。 桁架机械手的运动为机械手在桁架上做水平运动,到达指定位置后,机械手下降运动,手爪夹紧工件,带动工件上升,逆向运动,将零件放置到轨道上,手爪松开,在这个期间内,有几个位置PLC控制限位器,分别在机械手的下降和上升停止的时候。在机械手将零件从机床夹持时候,下一个工件到待定区域,机械手结束这个动作后,回到待加工零件位置处,机械手下降,夹持零件,将零件放置到机床内,机械手回到初始位置,PLC停止脉冲输出,机床进行加工,机械手完成运动,桁架机械手往返做以上运动。 3.驱动系统 对于机床桁架机械手驱动方式的选择可分为回转型和移动型,是通过手指的方法区分,要是通过机械手夹持的不同可以分为内外两种。 (1)气动驱动方式:这种控制方式是通过电磁阀来控制机械手,在通过利用气流调节阀来控制机械手的运动速度,这种驱动的成本比较低,因为得到气体成本低。 (2)电动驱动方式:在机床桁架机械手设计上,这种驱动方式使用最频繁,因为机床也需要用电,而这驱动系统只是需要利用电机,就可以达到速度上的控制。 (3)液压驱动方式:液压驱动方式是通过液压系统进行控制,它的好处就是可以实现连续位置控制,同时传动刚度也大,液压驱动一般选择液压马达作为动力源,液压驱动元件的特点见表1。 结语 随着国内不断地发展,劳动力成本的不断提升,机床在自动化行业欢迎程度也随之提高,但同时也要将机床的配套设施提高上去,尤其对于生产大批零件,机械手也变得尤为重要。对于现代工业发展来说,机械手的发展速度还是不是很快,对于机械手的控制上要采用PLC控制是最方便的,而对于机械手的发展要不断去开发,团结思想,通过集体设计者们的努力,不要客观地设计,要将多元素有机结合起来。 机械手设计论文:基于PLC的机械手设计 摘 要:在本文中,所设计的控制系统是应用于机械手系统,保证机械手能够有效完成两条生产线之间的运输任务。系统整体上选用电气一体化的方法,通过气缸自锁功能能够保证机械手在抓放或者断气状态下保持机械手姿势,通过电机控制技术完成机械手多自由度运动。机械手系统具有上电初始化、原点复位、报警提示、手动操作、半自动操作及全自动操作功能,满足了企业的工作需求。 关键词:搬运机械手;电气一体化;定位控制 0.引言 随着制造业的快速发展,机械手成为当今时代的标志,有效改善劳动条件,保障人身安全。当前,机械手可以精确执行预先编写的程序命令,实现预计动作,被广泛应用于机床、模具锻造或者点焊、喷漆工艺方面。本文基于完成生产线之间物品运输设计的机械手系统,能够完成手臂上下伸缩、手臂左右摆动以及手指抓握3个动作;采用集成传输模式,即手臂机构采用伺服电机驱动,手爪机构则采用气压传动。 1.硬件结构设计 1.1 伺服电机选择 电机选择方面,本课题选用交流伺服电机,因为随着电机调速方法的不断研究,目前能够将电机调速范围与成本降低到宽调速直流电机。同时,交流伺服电机拥有较高的可靠性和控制性,因此目前能够得到广泛应用。而直流伺服电机内部存在电刷和换向器因素,导致电机工作可靠性降低,提高后期运行成本;交流异步电动机虽然没有电刷磨损,结构简单,成本较低,但应用时对其调速十分烦琐,成本相对较高,不经济适用。考虑到电机后期维护方便,本课题的升降电机与旋转电机都选用交流伺服电机PanasonicMDMA152P1U型号,便于后期保养维修,采用的驱动器为MDDDT5540型号。 1.2 气缸和阀门的选择 本机械手驱动系统运动速度由气流调节阀控制,运动方向由电磁阀控制。目前,气体驱动系统凭借其价格低廉等优点在工业中得到广泛应用。同时气动夹持器由于气体的可压缩性,在捕获过程中具有一定的灵活性,不会由于力度过大导致被抓取物破坏。根据指尖距离及手爪夹紧力,夹紧装置选择一个具有可调缓冲装置的双作用气缸,并设有夹紧装置和压力传感器。气缸本身配有两个一位单通阀门,本设计为了能够保证气缸在断气状态下保持气缸内部的压力,所以根据经验选用SMC公司的VZ110气开阀。 1.3 传感器的选择 传感器的功能是将被测物的物理量转变成由控制系统可以识别的电信号。实时检测系统本身以及工作对象、工作环境的状况,为控制系统提供有效精准的电信号。本课题研究的机械手,位置检测装置主要用来判断机械手执行左旋/右旋,上升/下降等动作时是否到位,通常选择行程开关,并将其安装在预先设定的位置。本机械手选用直线接触式行程开关,当行程开关检测到机械手运动到预定位置时,立即终止当前动作,准备运行下一动作。 2.机械手动作的实现过程 机械手的工作均由伺服电机驱动螺纹丝杆旋转和电机自转来完成。本机械手的一个工作周期要完成手臂下降―工件加紧―手臂上升―右旋―手臂再下降―松开工件―手臂在上升―左旋8个动作,全部由对应的限位开关来控制,系统原始位置设置在原点,当按下开始命令时,机械手会立即有序的执行预订相应动作。为确保人身安全,机械手安装了一个光电开关,当机械手右旋到预定位置时,必须检测到右工作台上没有工件时才能执行下降动作。另外,机械手能够实现自锁功能,在系统断电断气情况下保持机械手姿势。本文研究的机械手系统工作方式一共有手动操作,半自动操作,自动操作3种模式,当系统上电后机械手首先初始化,然后进行选择相应的工作方式。 3.控制系统的设计 控制系统是机械手设计的重要组成部分,是保证机械手在工作过程中安全可靠的关键。实时控制着机械手的每一个作业动作,控制系统的稳定性以及可靠性的好坏直接决定了机械手工作过程的效率,起着不可低估作用。 3.1 PLC的选用 本文机械手的控制系统根据经验选用“CPU226AC/24输入/16输出”型PLC,另外,由于系统I/O端的分组情况及隔离与接地的需求,需要增加10%~20%的裕量,配置了两个EM253位控模块和一个EM22324VDC数字组合8输入/8输出的扩展模块。本文设计的控制系统,控制面板上操作按钮的输入端应该接入PLC输入口的I0.0-I1.5,系统的行程开关接入I1.6-I2.3,料架上的两个光电传感器应该接入I2.4、I2.5输入口,伺服驱动器的报警端接入I2.6、I2.7接口,伺服电机定位完成后发出的信号接入I3.0、I3.1。其次,PLCQ0.0-Q0.6输出端连接系统信号指示灯,Q0.7-Q1.4端连接外部信号,实时检测机械手状态,Q1.5-Q1.7端连接驱动器,为电机提供电源,Q2.0-Q2.3端连接定位模块,主要控制电机的运转,Q2.4-Q2.5端连接气缸控制阀,调节气缸的伸缩。 3.2 控制模块设计 本文中,控制系统主要由PLC主控单元、I/O模块和EM253位优秀控制器构成,机械手的抓放动作由选用的气缸驱动,其余动作由选用的伺服电机驱动,同时电机配有驱动器,由位控模块接收脉冲输入。结构上,系统配有极限行程开关,每个部件的极限运动由脉冲来限位。主控单元采用单独封装,设计为模块式结构,安装在相应的支架上,主要包括PLC模块、触摸终端、I/O模块和两个位控模块,通过PLC专用电缆进行相互通信。位控模块采用的是PLC特殊模块EM253,因为可以运用其产生的脉冲串对电机速度何位置进行开环控制,产生的脉冲串存储在S7-200相应的存储区中,通过扩展的I/O总线与S7-200进行通信。 3.3 控制面板的设计 本文所设计的机械手根据实际应用所需设置以下控制按钮。(1)工作模式选择开关:当正常生产时将机械手调到自动模式,机械手会自动运行。当机械手出现故障或者出现报警时可以将机械手调到手动模式,机械手可通过点动调整。(2)电源开关:当机械手系统准备工作时,必须将电源拨至ON位置,给系统设施供电,其中触摸终端由PLC进行供电。当机械手系统停止工作时,必须将电源拨至OFF位置,切断一切设施供电,保证系统及人身安全。(3)急停按钮:当机械手系统在运行过程中,出现突发情况例如搬运不够稳定、下放物品不到位、超过了极限位置以及没有抓取成功目标物等等发生时,迫使机械臂系统停止工作,此时仅需按下急停按钮,则可立即使机械手停止工作,有效避免事故的发生和经济损失。(4)机械手上升、下降、左旋、右旋、夹紧、松开按钮:这些按钮通常在调试或者排除系统故障时对机械手进行单步操作时使用,属于手动操作。(5)复位按钮:当需要将机械手系统自动恢复到初始位置的情况时,需要按此按钮实现相应复位功能。(6)启动按钮:当机械手系统完成上电,工作模式等一系列前期准备工作之后,按下此按钮系统就会自动完成预设搬运动作。(7)测试灯/报警按钮:机械手系统安装结束后,要对机械手的作业稳定性进行试验。此时,试灯/报警清除按钮对电路上所有的工作指示灯做检测,保证正式运行时的安全。另外,当机械手系y出现报警时,我们对系统进行故障维修后,必须按此按钮消除报警,使系统进行正常作业。 结语 本文对机械手驱动系统、控制系统方面进行认真细致地研究,能够对生产线上有无工件进行精准判断,降低了工作劳动强度,提高了企业生产效率,对自动化生产线的柔性制造方面和工作效率方面起到了不可估量的作用。 机械手设计论文:气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 摘 要:随着科学技术的不断更新和进步,生产自动化已经作为一种趋势,深入到工业生产的方方面面。在自动化冲压生产线的设计中,气动机械手已经被广泛采用。本文首先介绍气动机械手的概况,接着进行自动化冲压生产线设计的介绍,最后将二者结合,具体探讨气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用和前景。 关键词:气动机械手;自动化;冲压生产线设计;应用 近年来,我国的冲压生产线已经高度自动化,改变了过去单纯依靠劳动力投入的低效率模式。随着技术的进步,气动机械手又广泛应用于自动化冲压生产线,进一步解放了人类劳动,工业生产的质量和效率显著提高。基于气动机械手在自动化冲压生产线中的重要作用,企业开始将自身发展同气动机械手的应用密切联系。 一、气动机械手概述 气动机械手指的是利用现代气动技术、气动伺服控制技术和计算机技术为优秀的控制技术,完成生产线上物品的抓持、搬运和卸料工作,以此代替人力劳动,提高生产效率的现代生产技术。 气动机械手是典型的机、电、器一体化的产物,同市面上存在的机械传动机械手、液压传动机械手、电气传动机械手相比,具有技术要求低、动作速度快、使用成本低、维护费用少的特点,因此是最受生产企业欢迎的高性价比的生产工具。 二、自动化冲压生产线的设计 自动化冲压生产线是一个循环往复的单线系统,它的工作周期一般为:拆垛――物料运输――取料、送料(压机冲压)(该步骤可能重复)――生产线末端输送――人工码垛。 (一)系统组成 自动化冲压生产线是一个单线系统,它的组成往往根据厂家生产产品的不同而略有差异。一般来讲,自动化冲压生产线有拆垛系统、过程操作(涂油、压板等工艺)系统、上下料系统和线末运输系统组成,最后经过人工码垛,完成整体生产线的生产过程。 (二)控制系统 1、控制层 自动化生产线的控制系统一般采用PLC控制方式,这种控制方式具有现场总线的控制,同时具有单独控制及连线自动控制的功能。它将整个系统分为不同的控制部分,每个控制部分上都设置有一个PLC,每个部分PLC之间与上级PLC之间采用以太网方式进行数据交换,联网时可以被系统监控和使用。 2、设备层 设备层管理的主要是生产线中的各种设备,处于整个控制系统的最低层,同时也是整个系统最关键的环节,因为它控制的是实际生产的环节,主要监控现场操作站、现场输入设备以及现场执行机构等部分的工作。设备层受总线PLC控制,向总线PLC发送信号和数据,并将接收到的总线PLC命令直接传达到生产线的指定环节和设备,使自动化冲压生产线稳定地生产和运行。 (三)安全系y 安全是自动化生产线的最大特点, 自动化冲压生产线一般配置高级的保护系统和完善的安全装置,不仅能够实时监控生产的进行,还能在危险发生时及时发出警报信号,有的甚至能够自动判断危险级别,进行停机保护。 整个安全系统同样受总线PLC控制,保证了线路运行在统一的指挥和监控下安全运行。 三、气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用 气动机械手的应用具有安全性高、抗高温环境、抗危险(易燃、易爆、辐射等等)环境、效率高的特点,并且在成本投入上,又有成本低、动作快、平稳可靠、节能环保、维护和运营成本低等优势,因此被广泛应用于各种自动化冲压生产线中,不管是汽车制造业、家电制造业还是食品加工业、军事制造业,都能看见它的身影。 (一)气动机械手要求对控制器进行有效选择 气动机械手的应用,需要在强有力的系统控制下进行。因此,在设计自动化冲压生产线的过程中,如果考虑加入气动机械手,就要做好控制器的选择工作。要选择具良好性能,同时遵循“简单、稳定”特征,能够对总线和各部分PLC进行准确把握的控制器。 (二)气动机械手要求实现自动与手动相结合的送料系统 在自动化冲压生产线的生产过程中,大部分工作都由自动化的气动机械手来完成,但是要求必须实现自动系统与手动系统的结合。因为气动机械手只能完成规定的将物料送入机械设备的动作,但是在一些需要主观能动性决定的工作操作(质量检验、装箱码垛等等)中,气动机械手却无能为力,只能靠手动操作系统来完成。 (三)气动机械手要求系统具有可靠的功能 气动机械手在自动化冲压生产线设计中的应用,要求系统能够提供相应的安全和生产保障,从而来指挥气动机械手进行正常的生产。 1、报警系统 作为一种机器,气动机械手的工作过程是简单机械的,只要系统不发出停止或者其他操作指令,它就会不停地运转。在危险发生的时候,气动机械手并没有主动判断危险的能力,这个时候,如果没有可靠的报警系统给总线控制系统传递信号,气动机械手就会不停地运转,导致重大生产事故的发生。 2、停止功能 在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要格外重视对气动机械手停止功能的设计。在危险发生时,通过设备或者遥控开关面板上的“停止”键,使设备立即停止运行,能够及时阻止更危险情形的出现,降低事故的损失率。 3、状态显示功能 机器人不会说话,它的工作运行状态,只能通过状态显示功能来体现。因此,在自动化冲压生产线设计的过程中,一定要做好状态显示功能的设计,使其能够对系统各个部分的运行状态进行反应,及时解决生产中出现的各种问题。 四、气动机械手在自动糊冲压生产线中应用的前景 (一)重复高精度 与人工操作相比,气动机械手采用气动伺服技术和现代计算机技术,生产过程可以实现高精度重复。在气动机械手生产的过程中,如果一个气动机械手出现了定位不精确的误差,就会及时启动误差调整功能,保证工作的高精度。随着微电子技术和现代控制技术的发展,气动机械手的精确度会越来越高,它的发展前景和工作领域会越来越宽广。 (二)模块化 现代的气动机械手正在由组合驱动装置向模块化拼装装置转化。这种转化使气动机械手的安装使用更加灵活方便,扩大了气动机械手的应用范围,也是气动机械手发展的重要方向之一。 (三)无给油化 在食品、医药、纺织等生产要求高的行业,无污染是他们共同的追求。现在,随着技术的发展,已经实现了不加润滑脂的不供油润滑元件生产技术。这种无润滑元件如果在气动机械手装置中得到广泛应用,不仅能够节省润滑油、降低环境污染,而且能降低生产成本、延长机器使用寿命,给相关行业带来更大的利润空间。 (四)劳动力集约化 在传统的生产线中,单纯采用人工方式进行重复性、危险性、节拍高的生产工作,工人劳动强度大,很容易发生工伤。气动机械手在自动化冲压生产线中的使用,代替了大部分危险性的人工工作,节约了人力劳动成本,提高了人工及设备的安全性。这正体现了一种未来工业的发展趋势。 结语: 气动技术的发展经历了一个漫长的发展过程,我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚,但是近年来,随着我国相关部门和企业重视程度的提高,对于气动机械手的投入力度和研发力度在不断加大,我国自主研制的许多气动机械手已经在各种行业内广泛应用,并且获得了国际的一致好评,为国家的技术进步做出了卓越贡献。可以预见,在不久的将来,气动机械手将越来越广泛地进入工业、军事、航空、医疗、生活等各个领域,更多地影响我国的工业生产过程和人民的现代化生活水平。 机械手设计论文:基于视觉的并联机械手分拣系统的设计 摘 要:DELTA并联机械手具有其结构简单、维修方便、运行速度快、精度高等优点,因此广泛的应用在食品、医药、电子等轻工业生产线上作为装配或分拣机构。本文以三菱Q系列PLC为优秀控制器,以QD75P2定位模块和三菱伺服驱动单元为运动控制部件,制作了一台DELTA机械手装置,利用SVM等视频智能分析技术,实现不同形状和不同特点物体的识别和分拣,具有很高的实用价值。 关键词:并联机械手 三菱QPLC QD75 视觉分析 1 引 言 机器人可以代替人类进行很多繁重和危险的工作,是过去数千年一贯的梦想。人类进入二十一世纪以后,现代科技飞速发展,让机器人逐渐由梦想变为现实。现在机器人已经成为信息和自动化行业蓬勃发展的一个重要领域。机器人从结构上可以分为串联机器人和并联机器人两类,串联机器人具有工作空间大、操作灵活等优点,虽然在工业生产中得到了应用,但是它也存在承载能力低、动力学性能差和关节误差累积等缺点。在实际应用中需要机器人具有高的承载能力、良好的动力学性能以及高精度等要求时,这就迫切需要有另外一种机械结构形式的机器人可供选择。在这种情况下,并联机器人就应运而生了。并联机器人与传统的串联机器人相比,并联机器人具有运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,因而在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。 并联机械手由于其诸多的优点成为现在研究领域的热点,由于其运行速度快、承载能力强、高柔性化、精度高以及惯性小等特点,已在航天、航空、航海、机电工业、医疗器械、微型微动机械等方面得到了广泛的应用。PLC的控制使得并联机械手的运动轨迹和控制更加的科学化、人性化。可自动按程序完成工件的检测、抓取、放置、按照设定的轨迹进行工作,保证了伺服电机、主轴、从动轴等各执行构件的动作相互协调,系统运行可靠。 2硬件方案设计 本文设计的并联机械手主要由三条主动臂、三条从动臂和上下两个平台组成,每条主动臂上由一个伺服电机驱动,一个铝制主动臂和一组碳棒组成的从动臂连接,两个平台也分别是用铝材料打造而成。三个伺服电机固定在主平台上,电机与铝制主动臂是通过键结构连接,该结构使电机与主动臂联为一体,主动臂另一端同从动臂连接,从动臂与动平台框架连接。当机构圆点回归运动时,主动臂末端连接的三个伺服电机同时作用于动平台,这样就可以让动平台位于固定的一点,全部结构由三维建模软件SOLIDWORKS设计并仿真,在完成仿真后进行分零件加工。并联机械手运动机构的三维模型图如下图1所示。 当机构需要对物体进行抓取时,则需要伺服电机同时输出不同的脉冲数,进而带动整个机构到达指定位置。动平台框架上可以根据生产中的实际需要来安装不同形式的抓手。本文为了实现对不同形状镍铁合金物体的抓取,采用了电磁铁,用于拾取工作台内的镍铁金属物件(例如螺丝,螺帽,硬币等),体现机械手整体的灵活性、精确度而选择,为了不影响吸取周围的金属物件,吸盘的周围增加了缓冲套,为了能吸到物件偏离而设计,也可以防止吸到其他的物件,选择吸盘不止可以金属分类,也可以对金属和非金属的杂物进行筛选。在动平台不但可以装电磁铁,也可以和切割、画图、扫描等功能多元化结合,可以拓展的功能多种多样。 为了进行视觉信息的采集,本机构中采用了摄像头模块,其分辨率为320*640像素,视角为75度广角镜^,主要功能是捕捉工作台上的物件位置外观,可以附件工作录像、实施拍照等功能,增加摄像头可以大大提升了设备的智能化水平,对于不同的器件的分拣,只需要扩展其识别类别即可。摄像头的工作内容为识别工件的位置、形状等信息,将相关信息传输到人机界面,人机界面将数据进一步传输到PLC,等待PLC计算并控制机械手动作并对其监视,确认无误后进行下次识别工作。 PLC可编程控制器作为本装置的控制优秀处理器,选择的是三菱Q系列PLC,作为一款中型PLC产品,三菱Q系列PLC具有更高的处理速度和更多的智能模块可以选择。具体的各模块型号如下:Q61P电源、Q30UDCPU、QD75D2N定位模块、QX40输入模块、QY10输出模块、QJ71E71-100以太网模块,伺服运动控制器选择:三个MR J3-10A伺服驱动器、三个HF-KP13伺服电机。 本装置状态的监控采用三维力控监控软件,作为一款主流的控制监控HMI,力控提供了性能优异的实时数据库、多设备接口、专业的HMI等功能,为完成机械手控制系统的设计提供了良好的基础。 3软件方案设计 3.1 PLC控制模块 在PLC程序中采用双精度64位的浮点型传送指令将实物中的主动臂长度,从动臂长度输入到某个指定的位置中,如"EDMOVP E20 D2"。然后,运用PLC程序里的浮点型算法指令"ED*、ED/、ED-、ED+"编写上述计算出夹角的方程,PLC程序中动平台中心点P的坐标是通过外部信号传输给它的,每一次P点的坐标更新都会通过PLC编写的算法重新进行计算,PLC算法最终是计算出主动臂和XY平面的浮点型弧度角,所以需要再通过PLC转化,将算出来的浮点型弧度值转化,如"DINTD D0 D4"。最后对计算出来的弧度进行放大处理转化为三个伺服电机的脉冲数,让三个电机运行到硬币位置,电磁铁得电硬币被吸引实现抓取,抓取后运动到指定区域后电磁铁失电实现硬币放置,完成本次智能识别抓取任务,并进行下一次识别动作准备。 3.2 定位模块参数设置 伺服放大器MR-J3-10A具有更高性能和更高功能,其控制模式有位置控制、速度控制和转矩控制,广泛用于机械工具和工业机械等需要高精度位置控制和平稳速度控制。伺服控制参数的设定是本设计的重点,通过Q系列PLC的参数设置使用编程软件Works2对其自带定位参数进行修改,伺服系统内部参数设定,是根据系统要求对可编程控制器的参数进行相关设置,从而使PLC通过脉冲来控制伺服放大器来对伺服电机控制,通过设置机械设备和相应电机的速度来对系统进行速度控置。 3.3 PLC控制模块 视觉识别模块主要完成对硬币形状、颜色、大小的识别。它是整个装置中的优秀信息驱动模块,主要由工业摄像机和相关软件组成。工业摄像机可以清晰的拍摄到物料圆槽中的所有饰品,并形成图像传递给信息处理计算机,为了完成饰品原料的精确抓取,需要完成样本库的创建、图像的抓取、二值化、轮廓识别、子图抠取、子图旋转、矢量化运算、样本比对等环节,最终完成每个饰品的位置、方位、倾角、文字符号的定位和模式识别。得到这些信息后,机械手才能正常的完成工作。因此视觉识别模块为系统优秀模块和其他模块的正常运转提供必要条件。 4系统调试 使用三菱编程软件GX Works2进行程序的编辑,打开GX Works2软件,设置相关PLC参数,进入主程序编辑界面,输入相关程序,编辑QD75P2模块的相关参数。具体操作步骤如下: (1)新建程序文档,更改程序文件名; (2)进入软件,更改PLC类型、程序语言; (3)输入用户程序,在程序编辑框内,逐条输入程序指令; (4)编辑程序,如果程序中有语法错误,则给出错误的数量。 4.2 模拟调试 通过计算机和PLC连接,使用编程软件GX Works2上的模拟调试功能对系统进行虚拟调试,虚拟调试不需要连接设备减小了系统损耗,也使程序编写更加方便,是系统调试必须要进行的环节,具体操作步骤如下: (1)在断电情况下,用编程电缆(PC/PPI电缆)将计算机和PLC主机相连; (2)接通计算机与PLC的工作电源; (3)在计算机上运行GX Works2软件,并进行正确的通信参数设置; (4)通过GX Works2软件,将机械手的控制系统程序导入至PLC中,并将相关的定位数据同时写入PLC中; (5)建立计算机和PLC主机的在线联系; (6)用户程序监视运行; (7)用户程序动态调试。 结合程序监视运行的动态显示,分析程序运行的结果,以及影响程序运行的因素,然后在STOP状态下对程序进行修改编辑,重新编译、下载、监视运行,如此反复修改调试,直至得出正确运行结果为止。 4.3联机调试 在断电条件下硬件线路接好,按照电路图要求,将PLC和外部设备通过航空插座相连,同时将PLC和编程计算机,伺服放大器与伺服电机相连。将系统所有设备接通电源后,PLC在计算机的监视下运行用户程序。观察系统运行动态是否符合设计要求。伺服电机执行回原点动作,定位启动按键断开,按下"原点回归"按键,近位开关将回到起始位置。第一步定位完成。 当摄像头成功的识别出物体后,PLC将位置数据传送给各个伺服放大器,伺服放大器驱动X、Y、Z轴同时运动,到达定位点,接着,PLC控制电磁铁得电,将物体吸引实现抓取;最后,当机械手抓到物体后,再将抓取物体先提升到指定高度,平移,最后下移,到达指定高度后,将物体放置下来,并做好对下一物体的抓取准备,完成了一个抓取周期。 5 结 论 并联机械手由于其刚度大、承载能力弱、响应速度快、精度高以及惯性小等特点,在轻工业中得到了广泛的应用,成为了机械代替人力的典型范例。随着机械手应用的普及,机械手向着专用化、机械结构模块化、可重构化的方向发展,机械手的运动更加的灵活准确多样化,其控制方式也在向着多元化的方向发展,其应用将有着更大的发展空间。 机械手设计论文:液压机械手的设计 摘要:液压机械手主要是以液体为介质,并且利用液体的压力由此来驱动执行机构的运动。其主要特点是:首先,能够实现循环工作的自动化和自动过载保护;其次,控制调节简单,方便省力;最后,这样能够更好地实现无间隙传动,还可以让操作更加平稳。 0 引言 机械手是模仿人手的部分动作,按给定程序、执行轨迹、实现自动抓举或搬运的自动化机械装置。产品机械手价格昂贵,一些小型机械企业望而止步。文中所研究的机械手采用液压驱动方式,主要功能是实现上下料过程的自动化。其造价低廉、控制性好,可为小型机械行业所用。现将设计过程简单介绍。 1 机械手的技术参数 ①自由度(四个自由度) 臂转动 180° 臂上下运动 175mm 臂伸长(收缩) 400mm 手部转动 ±90° ②手指握力 392N ③驱动方式 液压驱动 2 主要设计内容 2.1 结构原理设计 根据设计要求绘制出其机械手结构原理图,如图1所示。 2.2 系统结构分析 本次液压机械手的设计主要是由执行机构,驱动装置,被抓取工件等部分组成,各系统之间的相互关系如图2所示。 2.3 机械手机械系统结构设计 机械手的机械结构部分主要是由执行机构构成的,其中执行机构又包括末端操作器、手腕、手臂和机身。 2.3.1 末端操作器 机械手为了进行作业,在手腕上装上了操作机构被定义为末端操作器。它的最为基本作用是:直接抓取工件、工具或物体等,末端操作器的功能与人手相似,工件的形状和特征直接决定末端操作器的机构形式。本次设计手部的结构选择为滑槽杠杆式夹钳。 2.3.2 手腕 机器手的手腕是连接手部和手臂的桥梁,其主要用途是调节、改变工件的坐标,因此具有相对独立的自由度,从而使机器人的手部能够完成各种复杂的动作。一般,按照自由度分类,手腕可以设计为三个自由度。分别为:单自由度、二自由度和三自由度。本次设计中选用的是单自由度手腕。 2.3.3 手臂 手臂是机械手执行机构的尤为重要组成部件。手臂根据它的运动方式可以分成四种类型,它们分别是“直线运动、回转运动、俯仰运动和复合运动。此次设计选用的是直线运动、回转运动的复合运动。 2.3.4 机身 机械手的最基础的部分是机身,它的主要作用是连接、支撑。所以机械手主要承受动力装置、液压装置的重量。 通过Pro/E软件完成机械手的三维造型如图3所示。 2.4 液压驱动系统总体设计 机械手液压系统原理图如图4所示。 3 结束语 四自由度液压机械手系统运转平稳,能准确完成上下料工作,机械密封可靠,说明液压回路的设计及液压元器件的选择满足产品使用的需求。最为重要的是整套设备的制作费用在五千元左右,与产品工业机器手数万元的价格相比,很大程度上满足了小型机械企业向自动化、智能化发展的需求,可为同类产品的设计提供经验。 机械手设计论文:基于SolidWorks的存码垛机械手结构设计 摘要:本文利用SolidWorks对用于箱类和袋类物品取放的存码垛工业机器人本体进行结构设计。存码垛工业机器人本体主要有基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器、等部件组成。本设计对工业机器人的研究有一定的参考价值。 关键词:应用型本科;创新能力;机械制造基础;教学改革 1 Solidworks软件简介 SolidWorks是法国达索公司最先在Windows系统上开发的一款三维设计软件。其CAD功能方面涵盖了所有的设计类型,实体建模、曲面设计、二维工程图、装配、运动仿真、结构分析等功能一应俱全。创新的自顶向下设计过程使得设计工作一目了然,实时的更新功能使得工程师可以随时对产品特征参数进行动态修改。除此之外,SolidWorks还为不同的设计人群提供不同的功能模块,包括钣金、管道布线、电气设计等,使得设计过程简洁而丰富。 2 码垛机器人的发展 国外,最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运是日本和瑞典。1968年,日本第一次将机器人技术用于码垛作业。1974年,瑞典ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于物品的取放和物料的搬运。随着计算机技术、工业机器人技术以及人工智能控制等技术的发展和日趋成熟,日本、意大利、德国、美国、瑞典、韩国等国家在码垛机器人的研究上做了大量工作,相应推出了自己的码垛机器人,如日本的FANUC和OKURA以及FUJI系列,德国的KUKA系列,瑞典的ABB系列等。工业机器人技术的飞速发展,使得码垛机器人在各个行业都得到了广泛的应用。 3 码垛机器人的工作对象 本文设计的码垛机器人的工作对象及其参数如下: (1)码垛物品:箱类物品(如一箱纸巾)和袋类物品(如一袋洗衣粉)等。 (2)物品尺寸:长为200至500mm,宽为200至400mm,高为100至300mm。 (3)物品质量:每件物品为5至15kg。 (4)物品运动范围:以机器人为中心的,半径为3m,角度为90至180度。 4 码垛机器人结构设计 本文设计的码垛机器人为关节型机器人,这类机器人占地面积小、机构紧凑,工作空间大,还能穿过障碍物进行抓取,是机器人中使用最多的一种结构型式。码垛机器人的本体(即机械手)包括基座、腰部、大臂、小臂、末端执行器(俗称爪子),它的运动主要由码垛机械手手臂的俯仰运动和腰部的旋转运动组成。 4.1 手爪的结构设计 机械手臂末端抓取器大致可分为:夹钳式、专用操作式、吸附式、仿生多指式四类。由于工作对象为箱式或袋式物品,只需要设计能从不同角度抓取物品的夹钳式即可。其结构如图1所示,可以抓取不同大小多个种类的箱式或袋式货物。 4.2 臂部的结构设计 手臂部件(简称臂部)是机器人的重要执行部件,它的作用是支承腕部(关节)和手部(包括工件和工具),并带动它们在空间运动,臂部还安装一些传动驱动机构,从臂部的受力情况来看,它在工作中直接承受腕,手和工件的静动载荷,自身运动 又较多,所以受力情况复杂。 臂部主要是进行俯仰运动,这里采用铰接活塞缸实现臂部的俯仰运动。该机构的特点是,工作范围大、灵活性好。 4.2.1 大臂的结构设计 大臂是臂部的组成部分,它两端分别与小臂和立柱相连,它都是通过铰链连接。大臂的运动是通过与立柱相连的铰链活塞缸来进行运动传递的,它的运动轨迹就是一个圆弧形,通过活塞缸来进行俯仰运动,运动单一,结构简单。它较之小臂粗大,因为它是码垛机器人主要的受力部分之一。其三维结构如图2所示。 4.2.2 小臂的结构设计 小臂两端是与大臂和末端执行器连接,这里采用铰链连接,大臂与小臂之间的运动传递,采用铰接活塞缸来实现,其结构简单,运动性能好。小臂比之大臂在设计时材料消耗要比大臂少,体积也小,重量轻。其三维结构如图3.5所示。 4.3 立柱(腰部)的结构设计 立柱主要是支撑大臂小臂的重量,连接大臂和底座,并且固定了活塞缸的运动范围。结合要求与设计过程,腰部的结构材料为合金结构钢,无经淬火与回火处理。其三维结构如图4所示。 4.4 活塞缸的设计 本次设计,我采用最多的动力传动方式就是活塞缸,因为它工作形式单一,只能进行伸缩运动,且结构简单,由缸体和活塞缸组成,并且它在机器人的设计中运用很广泛。其三维结构如图5所示。 4.5 底座的结构设计 底座是承受码垛机器人整体重量的主要部件,且由于码垛机器人的手臂长,导致机器人整体重心并不在底座中线上,所以底座较为宽大。其三维结构如图6所示。基于底座在本次设计中的作用,选取底座的材料为铸铁,且设计底座尺寸为:长×宽×高= 280 mm×120 mm× 20 mm。 5 结论 码垛机械手的总体结构如图7所示,其运动是由腰部的旋转、手臂的俯仰、末端执行器的夹紧和放松组成。码垛机器人工作的全部流程:第一步,大臂处的活塞杆运动,带动小臂进行下伏运动,从而末端执行器接近物品,并通过夹紧缸将物品抓取;第二步,大臂进行上仰运动,带动物品上升;第三步,腰部回转缸进行回转运动,将物品移到堆放指定区域上空;第四步,大臂又下伏,将物品放在堆放台上,并且夹紧缸放松物品,最后大臂上仰,腰部旋转回到原位。 机械手设计论文:智能医疗机械手的分析与设计 摘要:随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械应用也将有更光明的前景。仿生智能机械手可以在医生的监控或操作下,按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为医院病人带来福音。 关键词:仿生机器人;智能;机械手;医疗; 1.引言 假肢是医疗领域最早使用仿生智能机械手, 随着技术的发展,出现了可以模仿人手做绝大部分的操作的仿生机器手,使用方便、灵活。在外科手术里,医生需要长时间地或在有限的时间内完成一系列复杂精确的操作。仿生智能机械手是一种仿人机械,可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案, 高精度地、高可靠地实施手术,并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。现代社会、科技的高速发展推动着机械产业的发展, 对其自身结构、能量消耗或者运动的可靠性提出了更为严苛的要求。在环境优胜劣汰法则的作用下,自然界存在拥有神奇的特性与功能各种各样的生物。仿生智能机械手就是模仿人手的形态、结构和控制原理而诞生。人手共有27个自由度,可以精确定位并做出复杂精细的动作。仿生智能机械手可以通过模仿人类手部的动作,并依照智能控制系统给定的程序而实现智能化的手部抓取、搬运等复杂动作的自动机械装置。 在中国,医疗类自动控制机械设备的研究和应用起步较晚,然而近年来随着国内外自动控制和智能控制技术的快速发展,以及医院等医疗机构的迫切需求,智能机械手的应用得到了迅速的发展。智能控制技术可以建立柔性程序控制系统,从而实现医疗机械手的高精度控制。 2.结构简介 2.1.基本结构 本文设计的医疗机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。 手部用来抓取刀具,由手指传力机构和驱动装置等组成。仿生机械手的手部结构一般以双指或者多指结构为基础;如果根据实现的不同任务动作要求,又被分成以下两种结构形式:外抓和内抓;如果根据仿生机械手的手部的运动形式又可以分为回转式和平移式,其中回转型又分为以下几种形式:单支点式,双支点式。在以上结构中,我们较多选用回转式的手部,这种结构能够方便的用来抓取药瓶等圆柱形医疗工具,平移型用于抓持方形医疗工具。 对于医疗机械手而言,其手部需满足的条件:首先,机械手的结构能够产生强且稳定的夹持力,用来精确安全的夹持医疗器具。由于医疗器具的搬运过程中,往往会存在一定的动载荷,因此在设计校核的过程中,一定要充分考虑动载荷的波动。同时,不同重量、尺寸的医疗器具在被夹持和传送过程中所要求的基本方向、动作、精度等不相同,因此结构设计必须充分考虑各种器具的使用条件。第三,必须充分考虑医疗器具的高精度定位要求。第四,医疗机械手的尺寸结构必须满足紧凑、精巧的要求,以利于腕部和臂部的结构设计。 智能仿生医疗器械手的动作机构的作用对象是医疗器具或者患者身体工,因此需要完成的不同动作都必须满足安全行要求,防止意外的发生;同时,智能仿生医疗器械手的结构、质量、尺寸等对于机械手的整体的运动学、动力学性能以及使用条件和使用范围等也有着直接、显著的影响。智能仿生医疗器械手整体动力学和运动学性能的高低,决定了机械手最终能否正常按照控制机构的指令进行工作。因此,智能仿生医疗器械手的结构设计是整体设计的最重要环节。 智能仿生医疗器械手的手腕在于手和手臂之间,用于调整手的方向。要使智能仿生医疗器械手能以不同的旋转角度和方位进行动作,因此,智能仿生医疗器械手的手腕要能满足六个自由度的动作要求,即:分别独立的绕X、Y、Z 轴向实现转动和平动,这样,智能仿生医疗器械手的手腕才能实现大范围角度的伸、缩、转动、平动、摆动等。 智能仿生医疗器械手的臂部是运动的主要执行部件,需要承载手部抓起器具的整体重力载荷,臂部的运动形式决定了它的基本结构。臂部运动的基本作用是把机械的手部所夹持的器具送到控制机构要求的空间点。如果改变手部的姿态(方位),则用腕部的自由度加以实现。 2.2. 驱动机构与控制系统 驱动机构是智能仿生医疗器械手的动力来源。智能仿生医疗器械手的动力源与常规的动力源相同,主要包括液压驱动、气动、电力驱动和机械驱动等几种主要形式,近年来还发展了其它几种形式。电动机构驱动由于结构简单、尺寸紧凑、重量小、控制方便,备受设计人员的青睐。 智能仿生医疗器械手控制方式一般为基于模糊控制理论的点动控制和连续控制。主要控制的是坐标位置,并注意其加速度特性。智能仿生医疗器械手缓冲干扰源也越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 2.3. 结构布置要求及平稳性与定位精度 智能仿生医疗器械手在工作中运动定位要求较高,在结构布置上应保证运动精确平稳,这样可提高使用的可靠性,并可延长使用寿命,在结构上要注意以下几点: 2.3.1.臂部要防止偏重。一般情况下臂部为悬臂,所以在设计臂部、手部结构时,要尽量使其总的重心在支撑中心,防止偏重。假如有偏重,它将会产生附加的弯矩,引起立柱和导向的变形。防止偏重过大可采取的措施如下:一是减轻手部重量,以尽量减少偏心载荷;二是臂部上各部件应合理分布或增加平衡重,使臂部平衡;三是在结构上无法避免偏重时,则应加强导向支撑。 2.3.2.加强臂部刚度。臂部的刚度,决定于臂部的结构和导向形式。选取臂部结构时,各个方向的刚度都有要求。提高臂部刚度,是减少手部颤动的关键,也有利于提高定位精度。 2.3.3.改进缓冲装置和提高配合精度。机械手缓冲干扰源越来越多样化,需要在不同的工作环境下,对干扰源进行正确的分析,并找出其抑制措施,是非常有必要的。 3. 总结 尽管目前仿生智能学在工程机械行业中的研究还有很长的路要走,但伴随着21世纪生物技术高速发展, 随着人们对生物体认识的深入, 仿生智能机械设计也将有更光明的前景。仿生智能机械手仿人机械可以在医生的监控或操作下, 按照即定的方案,高精度地、高可靠地实施手术, 并在规定的时限内完成。仿生智能机械手的应用可以为病人带来福音。 作者简介:姓名:张金辉(1979.10-)性别:男,籍贯:云南,最高学历:本科,目前职称:助理工程师,主要研究方向:机电
机械工程自动化论文:机械工程自动化技术论文 1工艺粗糙,效率低下 我国对机械工程中自动化技术的投资相对较少,缺乏创新因素,专业技术较为落后。这使得机械工程中自动化技术的工艺较为粗糙,缺乏精密的技术设计,自动化的运用挑战颇大。由于自动化技术工艺粗糙,使得机械工程效率低下。原本短时间内可完成的工程操作,由于技术原因,并不能在较短的时间内顺利结束,若工程需反复操作,则用时越长,效率越低。 2机械工程中自动化技术的有效应用 自动化技术在机械工程中的应用主要包括集成自动化技术、柔性自动化技术和智能自动化技术三种,根据笔者经验,现主要分析这三种技术在机械工程中的运用: 2.1集成自动化技术的运用 集成自动化是指根据当前经济的发展和科学的改进,而做出的结构和标准的优化,以使机械制造更为精密,缩小误差。它的前提条件是要将机械制造系统的信息高度共享,根据各个信息的比较分析,寻得最为精密的生产技术,在机械工程中广泛应用,以达到提高总体机械效率的目的,避免在工程中出现的可防范的各种技术问题。该技术已在机械工程中得到了广泛的应用,集成自动化技术优势明显,可以说是通过资源共享来达到提高生产效率的效果。该技术普遍应用于系统设计,并且随着科学技术的发展,可达到充分发挥集成目的的作用。 2.2柔性自动化技术的运用 柔性自动化技术是指通过计算机应用,将数据输入到生产设备中,从而进行自动的技术生产。简言之,就是数控与生产的结合。其应用范围涵盖加工制造、产品设计等,是一种以计算机为优秀的信息与管理系统。在机械工程中,通过柔性自动化技术,生产者将生产过程通过计算机输入到生产设备中,生产设备可通过输入的信息,按照要求进行自动操作,依次完成复杂的生产过程。柔性自动化技术的显著特征就是足够精确,一定程度上可减少人力参与,节省人力资源,从而扩大生产利益。但柔性自动化技术对操作人员要求更为严格,若不甚操作有误导致输入信息与原信息存在差异,机械在自动生产的过程中则会按错误信息进行生产,造成更大的损失。因此,操作人员的高度集中也尤其重要。 2.3智能自动化技术的运用 智能自动化是三类技术中最为高端的自动化技术,它巧妙的结合了集成自动化技术和柔性自动化技术二者的优势,将集成自动化技术中的信息收集与柔性自动化技术中的计算机参与结合起来,使计算机进行自动的信息采集,同时分析采集得来的数据,形成了系统自动化,达到了人工智能的效果。智能自动化的主要优势将之前人力的信息采集和数据分析转变为计算机智能的信息采集和数据分析,大大提高了信息的精确性,缩短了数据分析过程的时间。当面临突发事件时,智能自动化技术就能凭借自身的适应能力准确做出判断并解决问题。该技术成功避免了集成自动化技术和柔性自动化技术的弊端,因此,是最为广泛适用的自动化技术。 3结束语 自动化技术在机械工程中的有效应用是科技发展的客观要求,自动化技术能够有效的提高机械效率,减少人力资源的浪费,扩大生产收益,因此,是当今社会广泛应用且前景光明的生产技术。 作者:马金山 单位:湖北省十堰市中铁十一局二公司 机械工程自动化论文:自动化技术下机械工程论文 1机械工程自动化技术现状分析 1.1机械自动化管理应用现状。依靠机械的方法实现自动控制的技术被称为机械自动化技术。就目前而言,我国机械自动化技术的管理应用模式上与国外相比还存在着滞后性,但由于机械自动化技术在国内应用非常广泛,而且行业前景也很好,使得一些机械工程企业在应用技术的过程中重视程度不够,管理方面也不成熟,缺乏系统性和科学性,而且缺乏创新意识,导致机械自动化技术整体更新过慢。 1.2机械工程自动化人才培养现状。对于机械工程自动化人才的管理,既缺乏技术人才的培养,也缺乏对技术人才的管理。机械工程自动化技术发展还处于初级阶段,因此专注于此方面的技术人才培养不足,造成人才匮乏现象。另外是对技术人才的管理,在人才培养上我国更加侧重于理论知识教育,使人才缺乏技术实践经验,直接造成了对人才全面发展的制约,对开展自动化技术应用也有着制约影响。我国的机械设计水平没有大幅度的提升,使得设计人员的技术水平也出现了停滞现象,这种现象直接使我国机械工程自动化呈封闭状态发展,造成发展状态不平衡。 2机械化工程自动技术的创新措施 针对目前我国机械化工程自动技术的现状,加强机械工程创新研究至关重要。在加强机械工程自动化技术措施的过程中,主要可以从三个方面进行加强: 2.1制定明确的战略方向。实现机械工程自动化是一个长期的工程,不能盲目进行操作。自动化主要是机械工程自动控制取代传统人工操作,这个过程要保证方向和目标的明确,要针对我国具体情况制定针对性的措施对策。在加强自动化过程中,要积极引进国外先进技术,学习创新理念,从理论上不断丰富机械技术。要在教育过程中加大对自动化知识的普及,使市场和机械行业发展以此为重要导向。国家相关部门要通过大力度的资金政策支持,促进科学技术研究,实现机械自动化产业链的形成。在明确发展方向的同时,要始终以实际情况为基本参照标准,以保证符合多元化市场发展规律。另外机械化自动技术的发展是以信息技术为一定基础的,因此要注重信息技术的应用和发展,以加快机械工程经营管理效率的提高,促进产业结构的完善。 2.2积极引进自动化设备及应用技术。从目前我国机械工程自动化技术应用情况来看,存在着一定的滞后现象,且发展态势落后于国外发达国家。没有实现高度自动化,计算机集成制造系统没有得到广泛应用,基础技术储备不足。在实践探索中要以自身发展特点为基础,积极借鉴国外经验,完善自身技术,实现技术突破和创新。现阶段的机械生产中,针对大批量零件加工仍采取流水作业模式,即以半自动化为主。针对这个环节我们要积极引进先进设备,提高机械自动化,既节省人力资源,同时也提升生产加工效率,对提升企业整体经济效益有着重要作用。在进行非大规模生产加工过程中,可以通过成熟技术人员进行数控机床加工,实现自动化技术应用。在自动化应用中不是进行单一复制,而是有针对性的进行侧重,对不同特性的产品进行优化。在信息化和新材料不断研究发展的新时期,给自动化技术应用带来更大发展空间。目前自动化技术正向开放式结构发展,驱动装置也向数字化方向发展。在系统上和通讯方式实现数字化和智能化是新一代自动化技术的新方向。在我国工业发展不断加快的新时期,机械工程自动化技术要大力推广,实现工业全面自动化、智能化。 2.3实现高质量技术人才培养。为真正实现机械工程自动化,要注重专业技术人才的培养。在人才培养中要加大教育体系建设,从教育着手,加大对自动化专业人才的教育投入。同时改变传统应试教育模式,积极鼓励学生理论与实践相结合,坚持“工学结合”理念,使专业人才在接受理论教育阶段接触机械自动化实践。通过教育机构与校外企业的联合合作,可以保证机械工程自动化人才是理论知识与实践技能兼备的复合型人才。针对目前专业自动化人才空缺现状,要结合科学理念进行培养和管理,在吸纳人才和应用人才的过程中,也要注重人才潜能挖掘,实现机械功能自动化技术创新,人才发展推动我国技术革新。 3机械工程自动化技术未来发展形势 我国科技的不断发展和创新推进机械工程行业发展迅猛,自动化技术将越来越广泛的应用于各行业领域中,实现自动化普及。机械工程自动化将真正实现创新、发展、科学,进一步向机械智能化迈进。同时在“中国梦”理念的指导下,自动化技术的应用形势将走向低碳、环保,实现设备环保、应用材料环保,使得机械工程自动化技术实现可持续发展。网络信息技术的高速发展,使机械自动化技术逐渐趋向网络化。实现网络化能够使自动化技术不受传统应用管理下的地域空间限制,使发展前景和空间更加广阔。因此,在未来的机械工程自动化技术应用中,要充分利用网络信息技术,同时结合管理技术、制造技术以及其他系统工程技术,促进完整的、系统的自动化技术体系形成。 结束语 综上所述,我们已经能清楚的了解到机械工程自动化技术对机械工程行业发展所带来的积极推动作用,但由于在技术方面还存在的一定的欠缺,所以的我国的机械工程自动化技术的水平还有待提高,除却技术方面的问题,应用和管理方面也存在着问题,其问题主要集中在人才空缺方面,所以注重专业技术人才的培养也成为促进我国机械工程自动化技术发展的一大前提。自动化措施目标与方向的明确性是机械工程领域中对自动化技术应用和发展长远性和实效性的保证。而机械工程自动化技术的发展也对我国经济发展起到了一定的促进作用。 作者:王普 机械工程自动化论文:自动化技术及机械工程论文 1机械工程自动化技术概述 机械工程自动化技术主要是指机械装置在没有外力干涉的情况下,按照事先预定的程序方法,通过机械力进行自动操作或控制的过程。在机械工程行业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动化生产,实现优化、有效的自动生产过程,加快生产投入物的变换和流动速度,进而促进整体机械工程行业的发展。 2机械工程自动化技术的现状及制约因素 从我国机械工程自动化技术应用的现状来看,其还处于刚性自动化、单自动化的阶段,但国外一些工业发达国家已经实现了机械自动化技术的集成化、智能化、柔性化发展。在机械自动化生产的管理方面,我国一些企业仍旧是采用传统的管理模式,而发达国家已实现了计算机全程控制管理,而且在机械生产模式、工业组织与管理方面也在不断升级与创新。由此可见,我国机械自动化的发展仍然存在诸多的不足之处,而制约我国机械工程自动化技术进一步发展的因素,主要为:缺乏相关技术人才、自动化技术应用范围不够宽广、自动化技术相对落后、缺乏自动化技术的科研投入、机械自动化技术的管理不够完善等。 3加强机械工程自动化技术的建议 3.1加强配套机械自动化技术的发展 所谓配套机械自动化技术,是指机械自动化技术既要发展主要机械设备的自动化,又要发展配套元件及控制系统的自动化。充分应用电子学、零件检查与机床装料自动化技术、电子计算机技术,大力推广程序数控机床,研究发展可靠、高效的自动化生产线、自动化控制系统、生产信息系统等。通过配套机械自动化技术的大力发展,使机械工程行业从生产制造开始到结束均能实现自动化生产,从而大力提高生产效率,促进生产效益 3.2重视低成本机械自动化技术的发展 根据形势分析来看,我国暂时还无法投入大量资金发展太多高科技、高成本的机械自动化技术,这种形势下,便应该先从投资少、见效快、成本低、前景广、潜力大、适合我国发展需要和国情的自动化技术着手,打好基础,慢慢向上发展。例如芬兰NOKOAData机工厂组装车间内拥有的一条可制造286/386/486微机的灵活生产线,该生产线在自动化设备应用的同时融入人工参与,将自动化技术与传统工艺完美结合,使其在保证造价较低的同时,具有柔性制造系统的性能。国外这种低成本、见效快的自动化技术我们均可借鉴参考,并结合我国基本国情,研发出适合国内机械工程发展的低成本自动化技术。 3.3重视机械工程自动化人才的培养 我国机械自动化技术之所以发展缓慢,与这方面人才的缺失有很大关系,因此,为促进机械工程及自动化技术的进一步发展,便要重视对机械工程自动化人才的培养。第一,需大力引进国外先进的机械自动化技术,同时加强对机械工程自动化教育活动的开展,使我国的科研实力逐渐增强。第二,机械工程自动化专业人才必须具备机械工程的研究、设计、制造以及自动化技术基础知识、基础理论、基本技术与应用的能力,能够在机械工程生产第一线从事材料加工机械、机械制造及自动化等方面工作。 4机械工程及自动化技术的发展前景 在科技的快速发展下,我国的机械工程及自动化技术也在不断朝前发展,但其在发展的同时,也突显出资源浪费、环境污染、产品开发及利用率低等问题。为促进机械工程及自动化技术的可持续发展,机械工程自动化技术朝着绿色环保、经济性、实用性等方面发展也是必然趋势。 (1)绿色环保的发展前景。机械工程行业在自动化技术的广泛应用下,虽然大幅度地提高了生产效率,但给生态环境也带来了严重破坏,因此,自动化技术的应用与发展应该以减少环境污染和资源浪费,倡导绿色生产战略为原则。 (2)经济性发展前景。我国很多企业在自动化技术的应用与发展中还较为落后,由此也导致了企业经济发展的缓慢,因此,为保证自动化技术能创造出更为可观的经济效益,各企业对现有技术设施不断改进与优化,在提高生产效率的同时使经济的发展得以满足,才能真正发挥机械工程自动化生产的作用。 (3)实用性发展趋势前景。机械工程自动化技术的发展,应该将企业的技术需要与生产需求作为最基础的条件,根本目的是生产出更高科技含量的产品,以此来满足消费者的需求,因此,重视机械工程及自动化技术的实用性发展,也是必然趋势。 综上所述,机械自动化技术是当代先进机械制造业技术的重要组成部分,也是当前机械工程领域涉及面比较广、研究比较活跃的技术,还是机械工程行业获取优势市场竞争力的关键手段。但我国机械工程及其自动化技术目前还不是很成熟,鉴于这种情况,更应该结合我国具体国情,充分参考国外先进经验,做好各项基础工作,循序渐进地进行优化与改善,不断提高机械自动化技术能力,才能使我国的机械工程及自动化技术与国际接轨,最终促进我国的机械工程行业向自动化的更高阶段迈进。 作者:刁荣飞 单位:西南石油大学机电工程学院 机械工程自动化论文:机械工程自动化技术论文 1机械工程简介 机械自动化是指在无人干预的状态下,设备装置根据预先制定的指令或者工序自动完成操作或者控制的全过程,机械自动化即通过控制设备或装置来实现对过程的制动化控制。机械工程是指通过提升设备来进行机械工程的建设,而在生产中,机械设备是必需的工具,包括粉碎设备、搬运机械及交通运输机械等。当前,在机械工程工作中,机械设备根据不同的制造方法与原理,包括不同的机械工程内容,也就是节能工程及其相互衔接的分支系统,比如机械应用与维护系统、机械制造系统和设计系统等。工程系统间的交叉重叠,可大幅提高技术融合的效果,也能够保证生产作业逐步迈向高层次。而在机械工程建设中,自动化技术是指在生产过程中,根据预设指令及程序,完成机械操作及控制的技术。机械工程自动化技术可提高运行效益,并提高工程系统间的控制水平。在未来的机械工程发展中,自动化技术将贯穿于工程中,这是必然的发展趋势和方向。 2机械工程中的自动化技术发展 从整体上看,机械工程自动化技术的发展,是由简单到复杂、从低级到高级,在这一发展历程中,自动化技术水平得以显著提升。在自动化技术发展过程中,其理念逐步渗透到机械工程中,并产生和完善了自动化控制中的程控技术框架、数控机床框架,建立了一套完整的控制单元标准。同时,在建设机械过程中,结构层次中的自动化组合安装完全实现,且构建了微型化控制装置,实现了机械自动化和一体化的建设目标。在电子计算机技术不断发展的背景下,自动化技术向多元化方向发展,且精细度明显提升。但是,当前的机械工程自动化技术,处于单子自动化阶段,在智能效果和整体集成化方面还比较欠缺。同时,机械工程自动化建设规模也比较小,技术含量不高,主要是缺乏自主知识产权和创新能力,束缚了自动化技术的发展。而国外的这一技术已比较成熟,实现了操作阶段即内容的自动化控制,效果显著。不过在发展中尚缺乏具有特色的高端产品,竞争实力比较弱。 3机械工程建设中的自动化技术 3.1机械工程建设中自动化技术的形式 当前,自动化技术水平不断提升,促进了机械工程建设的快速发展。在机械工程建设中,自动化技术主要表现在信息流的自动化控制、加工生产过程的自动控制、物流运输系统的自动化控制以及监测操作的自动化控制、系统设备的自动化控制。其中,信息流的自动化控制,是根据产品数据管理的需求,完成各项计算机辅助制造或者控制。数据产品中包含着大量的信息,自动化技术综合集成上述信息流,进而实现对产品的处理和控制,这也是实现信息处理与操作的关键所在。完成信息处理与控制后,在计算机设计的辅助下,自动化系统可不断优化设计理念和内容,经绘图及设计来构件机械工程自动化系统,最终大幅提升信息控制的可靠性和有效性。而对物流运输系统的自动化控制,主要包括系统设计和控制物料运输两个方面;系统设备的自动化控制是在生产过程中,合理调整参数以实现设备与零件的组建与成套生产;加工过程的自动化控制是通过加工循环设计与辅助设备的控制,实现加工件操作或设备的加工操作。最后,监测操作的自动化控制是经自动化控监测,提高系统运行的安全性与可控性,提高监测工作的整体效益。 3.2机械工程建设的主要内容 1)基于柔性自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设过程中,柔性自动化技术的应用,是指建设人员将自动化技术看做构建机械功臣公共点基础,进而提升系统操作的有效性。其中,设计人员需对机械设备加工的目的加以明确,而在一般的机械工程操作上,实现设计的自动化,同时借助自动化操作设备和计算机技术,实现柔性自动化设计。在机械工程建设过程中,将提高生产效益作为建设主体,采取有效的措施,提高生产的数量和效益,同时也大幅降低工作强度,通过建立和完善高端计算机自动控制体系,将各项产品的效益提高到新水平。综上所述,数控技术为柔性自动化机械工程的优秀,在明确高端计算机内容的基础上,通过合理设置设备与布线,最大程度上提高柔性控制的效益。 2)基于集成自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设中,集成自动化技术的应用是指设计人员先行确定设计目标,并根据操作与内容,设计出完整的框架。这要求设计人员了解和掌握生产流程,并明确生产中所需的各种信息,拓宽收集信息的途径,进而提高自动化控制的有效性。同时,将工程集成化效果视作设计主体,并综合运用高精度、集成性的设备,根据收集与监控原理,合理设置设备。在集成自动化建设中,明确工业系统设计内容,按照机械工程环境的变化,持续改进完善,最大程度上发挥集成控制的效益。 3)基于智能自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设中,智能自动化控制技术是借助人工智能网络与神经网络原理,建设自动化控制体系。在构建自动化体系的过程中,设计人员需强化数据收集与分析的内容,有效提升智能化效果。同时,选取智能化设备,交叉应用智能技术与智能机械,并明确两者之间的交叉关系,进而形成一个统一的、集成化的机械优秀。此外,在构建自动化系统过程中,还必须强化和提高神经网络的识别能力及机械制造的适应能力,注重控制的质量与效益,并及时分析与处理突发事件以及问题。 4结语 在机械工程建设过程中,主要的目标是提升其集成化、标准化,通过集成化与标准化建设,提高生产的效益和质量。在机械工程建设中,自动化技术中的数据分析、处理效果和性能监测,可减少工程生产中的变形,这是机械工程的优秀和关键。在本文中,笔者从技术发展和技术应用两个方面探讨了该命题。 作者:罗旭单位:邵阳学院 机械工程自动化论文:对机械工程自动化技术存在的问题探讨 机械自动化指的就是在机械制造的过程中广泛的进行自动化技术的推广和应用,以此达到使加工,加快原材料的加工和流动速度。机械自动化技术的发展与广泛的应用,是机械制造业一个巨大的飞跃,也是机械制造业发展的主象实现连续自动生产的目标,进而实现生产过程和生产效率的优化流趋势。但我国机械自动化的水平依然处在初级阶段。因此,我国的机械自动化技术还需更加快速的发展,更加广泛、科学的应用。 一、机械工程自动化技术的现状及问题 1.机械工程自动化技术的现状 我国的机械自动化在自动化技术方面,还处于单子自动化、刚性自动化阶段。而工业发达国家自动化技术方面普遍实现了智能化、柔性化和集成化;在机械自动化的生产管理方面,我国的大多数企业依然采用传统的管理模式,而工业发达国家已经实现了计算机管理,并且在工业组织与管理 生产模式方面不断进行着创新和升级;在人才管理方面,没有好的、适宜的人才管理机制,理论人才过多,不够全面性;在机械设计方面,我国还没有做到及时更新,设计水平也没有很大的提升;在工艺水平方面,我国的数控加工技术还多停留在精细加工等初级阶段,在复合加工手段的采用上尚未真正掌握,仍处于追赶阶段。 2.机械工程自动化技术存在的问题 自动化技术在我国的机械工程中存在着一些问题,例如缺乏相关技术人才,自动化技术相对落后,自动化技术的应用范围不够宽广等等。人才是发展进步的关键,我国大多数人只有知识理论而没有实践经验技术,对人才的管理培养不够合理、全面。要结合理论和实践经验,不断研究创新,才能提高实际自动化技术。自动化技术的进步将会大大推动我国现代机械制造产业的发展和进步,但是我国的自动化技术尤其是数控系统是传统的封闭式体系结构,必须提高水平,改变落后的状况 我国的自动化技术应用的领域还不够广泛,缺乏自动化技术的科研投入和制定自动化技术的管理策略。 二、改善机械工程自动化技术的措施 1.充分认识机械自动化的发展方向 通过对机械制造工业发展的整体情况来看,机械自动化的发展是一个由浅入深、由简单到复杂的工程,在这个过程中,人工操作逐渐被自动化的控制器进行控制,生产方式也逐渐由传统的人工方式转变为素质化和自动化,这是人类社会的巨大进步,也是科技发展的重要成果。建国后,国家虽然在机械制造业方面投入了很大的精力,因为缺乏先进的科学技术,原有工业基础也相对薄弱,期间,我国的机械制造行业的发展劲头也大幅度减弱,我国的机械制造业在改革开放前一段时期内始终处于低水平状态。目前我国机械制造行业虽然有了突飞猛进的发展,与发达国家的机械制造业水平相比,我国的机械制造业技术水平还处于较低阶段。针对我国的具体国情,发展机械自动化技术,应该以企业的生产和发展的实际需要以及市场需求为基本导向,以“科技是第一生产力”为指导,大力发展科技创新,加大技术投资,优化产业链为首要任务。 2.加强机械自动化技术的发展力度 机械制造业作是我国基础工业,对国家经济基础命脉,机械制造业自动化技术的先进程度也决定了国家经济的强弱。我国经济发展很快,问题也相对较多,首先是能源的巨大消耗,和环境的破坏。虽然说我国的能源相对来说比较丰富,用我们13亿人口这个庞大的数字平均一下,就显得非常匮乏。党和国家在新的历史时期提出了经济发展要遵循 “节能减排”的目标,这样就要求我们在产业方面要加大科研创新力度,大力发展节能型产业和经济性产业,利用最少的能源创造最大的利润的同时要注重环境的保护和能源的可持续利用。发展机械自动化技术应该立足于自我研发,然后配套国外先进技术的引进,共同来完成技术的升级和改造,要重视降低能源消耗,并减少污染物的排放,走一条低成本的机械自动化发展之路。 3.合理地使用机械自动化技术 目前在我国,在数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中,自动化设备被仍然是以半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零部件加工自动线等为主。在大批量的铸造、锻造、焊接、冲压、热处理以及装配等生产过程中,采用自动单机和自动线则是符合现实的,也是可行的。针对品种较多的成品生产,应该采用可快速重新调整的设备组成成组工段或者流水线 可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元从而实现成组自动化。针对单件小批量生产,应该从推广成组技术人手,适当发展采用数控机应用或加工中心。 4.注重自动化技术的发展趋势及前景 坚持走自动化技术的发展道路,对于机械自动化技术的发展至关重要。目前,机械制造自动化技术的发展向朝着数字化、绿色化与智能化方向发展。数字化是先进制造技术发展的优秀,是制造技术、计算机技术、网络技术与现代管理科学交叉作用的共同结果,这将是机械自动化技术发展的必由之路。随着人们对人类与环境之间的关系这一问题认识的逐渐加深,实现人类与环境之间的协调、可持续发展是当代经济发展必须遵循的原则。机械自动化技术的发展也同样要遵循这一原则,实现绿色化发展之路。近20年来,制造系统正在由原来的能量驱动型转变为信息驱动型,这就需要制造系统不但要具备一定的柔性,同时还要表现出一定的智能,实现在对大量复杂信息处理的同时,能够自主进行选择与处理这既是现代科学技术发展的必然结果,也是人类社会进步的重要标志。 总之,机械制造工程的自动化技术是企业不断追求的目标,通过利用自动化技术,企业产品实现集成化、智能化、虚拟化,需要管理、经营、技术进行不断地优化整合,从而达到提高产品的质量、降低产品的成本、提升服务质量等目的。面对全球市场上的激烈竞争和快速进步,机械制造自动化是我国机械制造行业的发展目标 我国的机械自动化必须不断进行借鉴和创新研究,提高我国机械制造的自动化技术能力,促使我国机械制造自动化水平与国际接轨,提高我国机械制造行业的国际竞争力。 机械工程自动化论文:自动化技术发展上的机械工程建设 1.机械工程概述 机械工程主要是通过提升机械设备,完成机械建设的内容。机械设备是生产事业中的必备工具,可以分为动力机械、搬运机械、交通运输机械、粉碎机械等。当前机械设备在工作的过程中需要依照不同原理及方法制造,可以产生不同机械工程内容,系节能工程相互配合及相互衔接的分支系统,如机械设计系统、机械制造系统、机械运用及维修系统等。机械工程系统之间的相互交叉及重叠提升了技术融合效果,提升了我国国民经济发展效益,是确保生产逐渐迈向高层次的关键。机械工程中的自动化技术主要指在实施机械生产的过程中依照程序和预设指令完成机械操作和控制的操作技术。通过机械工程自动化控制可以明显提升设备生产、运行效益,提升系统之间的管理控制质量。将自动化技术贯彻于机械工程,在今后的机械发展过程中势在必行。 2.机械工程中自动化技术发展现状 我国机械工程中的自动化技术发展经历了由简单到复杂,由低级到高级的过程,自动化技术已经得到了非常明显的提升。在上述发展的过程中自动化技术理念已经渗透到了西宫工程中,自动化生产控制中的数控、程控技术框架结构较为完善,已经形成了科学的控制单元标准。除此之外,在机械工程建设的过程中,我国还实现了结构层次中的自动化组合安装,完成了微型化控制装置构建、模板控制构建,实现了自动化及机械的一体化。随着电子计算机的不断发展,机械工程中的自动化技术呈现多样化,控制精度明显提升。 机械工程中自动化技术主要处于单子自动化阶段,整体集成性、智能性效果还存在一定欠缺。我国当前机械制造中的自动化建设规模较小,技术含量较低,在实施知识自主创新的过程中各项技术创新效果较差,这直接限制了自动化技术的发展。 当前国外在机械工程自动化技术发展的过程中已经形成了完善的发展系统,达到了操作阶段及操作内容的自动化控制,自动化控制效果较为显着。而国内虽然加大了自动化技术研究,提升了机械工程中的自动化经费投入,但是在发展的过程中没有形成具有自身特色的高端产品,缺乏典型自动化控制技术,整体竞争能力较为薄弱。 3.自动化技术中的机械工程建设 3.1自动化技术在机械工程中的表现形式 随着自动化技术的逐渐提升,机械工程建设得到了飞速发展。自动化技术在机械工程中的表现主要体现在对信息流的自动化控制、对物流供输系统的自动化控制、对加工中的自动化控制、对系统设备的自动化控制、对监测操作的自动化控制几方面。 信息流自动化可控制是依照产品数据管理需求实施的各项计算机辅助控制或计算机辅助制造。自动化技术通过对数据产品过程中的各项信息进行综合、集成,实现产品过程中的处理及控制,已经成为信息处理及控制的关键操作。上述信息处理完成后,自动化系统通过计算机设计,优化各项内容及设计理念,通过计算机辅助绘图及设计,完成机械工程自动化构建,有效提升了信息控制的有效性和可靠性。 对物流供输系统的自动化控制主要是通过物流运输系统设计及控制完成物料运输;对加工中的自动化控制主要是通过加工循环设计及辅助设备控制完成工件加工操作或设备加工操作;对系统设备的自动化控制主要是在系统生产过程中对参数调节,实现设备及零件控制,完成套件、组建;对监测操作的自动化控制主要是通过自动化监测提升监测的可控性,提升监测工作效益。 3.2基于自动化技术上的机械工程建设内容 3.2.1柔性自动化技术上的机械工程建设 在柔性化自动化技术上的机械工程建设过程中,相关人员要将提升自动化技术性操作作为构建基础,提升操作的有效性。设计人员要明确机械设备加工目的,在常规机械工程操作基础上设计自动化过程,依托计算机技术及自动化操作设备,完成柔性自动化设计。构建的过程中,人员要将提升机械工程生产效益作为建设的主体,提升生产数量和生产效益,降低人工强度,要通过建设高端计算机自动控制体系,提升产品的各项效益。柔性自动化机械工程要将数控技术为优秀,对高端计算机内容进行明确,合理布线和设置设备,最大限度发挥柔性控制效益。 3.2.2集成自动化技术上的机械工程建设 在集成自动化技术上的机械工程建设过程中,设计人员要首先定位设计方向,依托机械工程制造操作及内容,形成准确的设计框架。设计人员要对机械工程生产中的流程进行全面了解和认识,明确生产过程中的信息需求,合理设置信息收集途径,确保在集成自动化系统控制的过程中能够全方面收集有效信息,提升自动化控制的有效性。设计人员要将强化机械工程集成化效果作为设计的主体,对高精度、高集成性设备及操作进行运用,提升集成控制应用效果。例如在机械工程质量控制、数据库信息集成建设的过程中,设计人员可以合理选取自动化监测仪器、数据收集仪器,严格依照监控及收集原理,完成设备设置。除此之外,在集成自动化建设的过程中,人员还需对工业系统设计内容进行明确,依托机械工程环境变化,不断改进及完善,最大限度发挥集成控制效益。 3.2.3智能自动化技术上的机械工程建设 智能自动化技术上的机械工程建设主要是依托人工智能网络及神经网络原理实现自动化控制的体系。在上述体系构建的过程中,设计人员要对数据收集及分析内容进行强化,提升智能化效果。人员要选取智能化设备,对智能机械及智能技术进行交叉应用,确保两者之间紧密结合在一起,形成统一的、集成化的机械优秀。除此之外,在上述体系构建的过程中,设计人员还要对神经网络识别能力、机械制造中的适应能力进行强化,观察自动化控制效益及质量,对无法及时处理突发事件的系统要重新检查及分析,及时处理存在的问题。 4.总结 机械工程在发展的过程中要不断提升其标准化、集成化,最大限度改善生产、工作效益。自动化技术不仅提升了机械工程中的数据分析、处理效果,还加强了性能监测,降低了在机械生产过程中可能出现的问题,已经成为机械工程中的重中之重。在今后的机械工程建设中,设计人员要合理分析自动化技术,把握自动化发展进程,从根本上提升机械发展的经济效益及社会效益。 机械工程自动化论文:谈机械工程及自动化 随着中国经济的不断发展,机械自动化技术对中国工业的发展有着极大的影响和推动作用,随着中国加入WTO,重工业产业因为技术与生产力落后的原因,始终没有跟上世界同步水平,导致近年来,中国工业生产水平止步不前,而机械自动技术的产生,可以改变这尴尬的情况,帮助中国工业生产重振雄风,机械工程自动化技术是指在机械制造工业中应用计算机智能自动化生产技术,实现对加工对象的连续自动生产,不断优化自动生产的过程,提高工业生产的效益,加快生产投入物的加工变换,能有效提升生产的流动速度。 一、机械工程自动化的技术 中国作为一个发展中的国家,全部的技术都必须建立在一个基本前提上,那就是是否与我国的基本国情相匹配,是否能够带动我国经济、工业的发展,而不会造成严重的后遗症,所以,针对这些问题,我们看到,我国的当前的国情是,我国是通过不断消化吸收国外的柔性制造系统完成自身工业发展的不断成熟壮大,这是一个最基本的国情,而需要解决的方法就是,根据国外的先进技术,结合当前的实际情况,研制、开发和推广适合我国国情的技术。 我们国家目前应该在消化吸收、融汇贯通国际上的自动化技术理论的基础上,努力做到从我们国家机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究。 针对我国目前的发展的整体情况,相关人士认为应当先发展低成本自动化技术,因为该项技术发展的潜力巨大,前景非常广阔,投资小而且见效迅速,对于目前中国的工业情况而言,是非常实用的技术,有利于提高生产的自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果。 二、机械工程自动化的发展 以微电子技术、软件技术、计算机技术以及通信技术为优秀而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命,不仅能深刻地影响着全球的军事、社会、经济和科技的发展,而且也深刻影响着机械自动化的发展趋势。 光机电化方向 机械工程自动化的发展有一个极为重要的发展发展就是光机电化发展方向,因为在这一方向上,我们可以把整个进行有效的组合,在光机电化系统中,整个系统是由传感系统、信息处理系统、动力系统、能源、机械结构等部件组成,最重要系统则是光学感应系统,在机械自动化的发展中,通过引进光学技术,利用光学技术的先天优势,就能有效地改进机械自动化的传感系统、能源系统和信息处理系统。光机电化技术可省过去靠机械传动链连接的各个相关动作部分,改用几台电机分别驱动,或用电力电子器件,或用电子电控装置进行相关动作控制来实现。光机电化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,能以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。 智能化方向 智能制造是20世纪80年展起来的一门新兴学科,具有很重要的前景,智能制造的涵义,有众多说法,可以认为智能制造是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络和遗传基因等人工智能技术应用到控制中,解决多种复杂的决策问题,提高制造系统的水平和实用性,人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺,具有学习工程技术人员实践经验和知识的能力,并能在生产实际中长期发挥作用。 全球信息化方向 随着全球信息化的程度不断加深,机械自动化也在往全球信息化方向发展着,据我们所知,在跨国的并购和国际产业转移的过程当中,全球化的另外两个特征:全球采购与配套、全球设计与制造,相应形成。众所周知,经济全球化的快速发展,拉动了信息化和信息技术的全面发展,信息化、信息技术的发展又推动了全球化的进程,如果没有全球的信息网络做为运行环境的支撑,我们根本无法想象,全球的工业、生产制造业是否还能继续维持下去。全世界的制造与设计,由于有了更广阔的信息与网络,不仅得到实现,并且能在24小时不间断地工作,全球采购与配套,只有借助了信息技术才能有效地进行。 三、机械工程自动化的进步 精密机械 精密机械是高科技制造业的基础,两者互动密切,相辅相成。机密机械工业的推动,可加速高科技产业升级,全面调整经济结构;高科技产业的发展,又可相对扩大对精密机械的市场需求,带动机械成长茁壮。精密机械技术包含了NG工具机,超精密加工技术,纳米加工技术,新精密机械技术等领域。 工具机技术 未来工具机产业将以发展高速切削、硬切削技术为主,而高速切削加工机之主要发展项目应以高速主轴及高速进给技术为主。在进给系统高速化方面,未来线性马达之应用应会普及化,故硬加速协助业者进行高速切削工具机相关技术之研发。 半导体制程设备技术 我国半导体工业在过去十年来蓬勃发展,已为半导体工业相关技术扎根,也带来信息相关产业的进步与发展。而今由于全球通信息产业日正当中,已有多家国内业者投入所需之Ⅲ-Ⅴ族半导体关键高速及高频元件生制造。目前Ⅲ-Ⅴ族半导体晶园厂量产技术尚在萌芽阶段,生产制程与设备尚有很大的改善空间。我国湾砷化镓产业已成型,且为全球唯一投入砷化镓晶园代工的地区,依各业者规划的产能计算,不仅可拿下近五成的晶圆制造市场,并有机会延续硅晶圆发展模式,再创另一个半导体产业高峰。 四、总结 当今科技的进步与市场的需求对于机械工程的建设提出了前所未有的挑战,同时又提供了更广阔的发展空间。正是这种挑战与机遇共存成为了机械工程发展的动力,在自身不断完善发展的同时又从各个学科领域中获得新的启示与技术支持提高改进和创新的能力。在广阔的市场需求与人才不断扩充的前提下,我们不仅要加强自身的建设与发展更要积极的向国际最尖端的领域学习借鉴,相信我国的机械工程会引领世界. 机械工程自动化论文:机械工程及自动化创新实践开发 引言:工程的本质在于创造,工程创造的内涵就是科学知识和技术的开发与应用。工程正是通过对辩学知识技术的开发与应用,创造世界上原先没有人工产品或系统来满足社会现实可能的需要。工程是一种创造力的专业,与社会生活中的其他专业有着不同的分工,以创造为自己的使命,这正是工程教育的本质特征和光荣任务。现代工程的定义具有鲜明的时代特征。2l世纪,世界将进入知识经济的时代,一切创新都依赖于高素质创造型人才,承担培养高素质创造型人才和发展科学文化双重任务的高等教育,必将成为国家创新体系的支柱和基础,寓有创造本质特征的工程教育应当更加突出创新意识和创造能力的培养等。 一、机械工程及其自动化专业创新实验开发研究的意义 随着世界经济一体化趋势不断增强,我国市场经济不断发展与完善,对现代工程的概念也产生了一种新的理论,即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出,工程的本质在于创造,而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解,工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用,通过创造出当前没有的产品或者是系统,以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说,工程与其他的专业有着很大的区别,最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业,这也是工程教育的本质特征。当前,知识经济时代的到来,使得知识成为了人类社会进步的源动力,一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用,而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者,培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务,对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。 二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究 通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出,实验教学被安排的位置是在理论教学之后,其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力,这是对于理工科学生基本的素质要求之一,因此可以说,创新实验教学的开发和研究,是为学生提供应用理论进行创造的平台,也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程,需要以现代教育思想作为根本的指导思想,科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为,综合创新实验应当根据专业特点,同时结合学校教学的实际情况,在现有的实验设备的基础上,进行改进和研发,而不需要投入大量的资金进行新设备的购置,通过对现有的实验设备进行优化和整合,引入计算机技术和智能化技术,则能够实现对综合创新实验的整体优化,达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确,就是为了给学生提供一个工程应用教学环境,使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握,并且学会用知识分析问题和解决问题,进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后,综合创新实验打破了学科之间的界限,其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中,要对各种实验的设备进行熟练的掌握,也需要借助多个学科知识的综合运用,才能够完成实验。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ι 1、实验设备:细纱机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘细纱机钢领板运动机构;(2)应用测试系统检测钢领板运动规律;(3)根据检测的钢领板运动规律,反求设计控制凸轮机构;(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅱ 1、实验设备:机器动力学实验台,计算机,测试系统。 2、实验内容:(1)应用测试系统检测机器动力学实验台,当载荷一定时,在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况;(2)建立实验台等效主轴的运动方程,分析飞轮的调速作用;(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮;(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。 机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅲ 1、实验设备:1511织布机,计算机,测试系统,机构测绘工具。 2、实验内容:(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图;(2)应用测试系统检测检验棕框机构运动规律;(3)根据检测的棕框机构运动规律,反求设计棕框共轭凸轮机构;(4)对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。 三、“机械工程及其自动化专业综合创新实验"的实施 系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”一般安排与课程设计同步进行。学生在指导教师的指导下完成基本实验内容,然后独立完成计算分析、创新设计以及在计算机上实现创新设计方案的仿真设计或虚拟设计等项内容,最后写出实验报告。系列“机械工程及其自动化专业综合创新实验”不仅重视学生动手能力的培养,更重要的是加强了学生综合应用所学知识分析问题、解决问题和创新思维能力的培养。系列“机械工程及自动化专业综合创新实验”是按照学生掌握知识由浅人深,认识问题由感性认识到理性认识过程设计的,它重视了学生综合创新能力的培养,形成了鲜明的特色。 明确培养目标制定具有工程特色的教学计划。随着科技进步,以计算机信息技术为标志的高新技术在机械制造领域的渗透、融合、应用,使得机械工程学科本身的内涵、外延同传统的观念相比有了质的变化, 企业要求该专业的毕业生不仅具备机械设计制造及其自动化方面的基础理论知识和应用能力,还应具备在工业生产第一线从事机械制造领域内的科技开发、设计制造、应用研究、运行管理和经营销售的能力,为了适应社会需求,就应在现代教育思想、教育理念的指导下,以培养具有工程素质的应用人才为目标,构建起新时期对该专业人才要求相适应的、与现代高新技术相融合的、与经济发展环境和资源条件相协调的教学计划体系,按照公共教育、专业教育、实践训练的培养策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顾个性培养。公共教育部分要培养学生良好的人文素质, 人文与社会科学与自然科学从来就不是分割的, 很多科学技术中的突破来自于人文知识的灵感, 创新思维和创新精神的培养,也绝不是单纯的专业知识教育问题,通过对学生宽广的通识基础和深厚的自然科学理论基础的塑造,辅以工程哲学的教育,可以为工程素质培养奠定良好的基础。专业教育部分要系统学习专业基础课程和优秀课程,重视坚实的专业技能的培养,培养工程师的基本素质。在条件允许的情况下,可以为学生提供专业技能认证课程。实践训练部分则着重进行上手快、后劲足的实践能力与创新能力的训练,任何一个学年均有不同的实践教学环节,保证工程实践训练4年不断线,倡导以科研项目、工程现场、实验室研究为背景,进行系统的动手实践能力和创新能力培养。除了上述共性教育,还要对学生进行个性培养,如鼓励学生参加辅修专业的学习,选修感兴趣的其他专业,通过学习,扩大学生的知识面,以此加强跨专业、跨学科的复合型工程人才的培养。 机械工程自动化论文:对机械工程自动化设备安装技术探讨 机械设备安装是基本建设中的一个组成部分, 其安装质量的好坏和工期的长短, 对于项目投产的经济效益是息息相关的。而机械设备安装技术先进与否, 在其安装工程中又是起着重大作用的。从新中国建立至今, 我国机械设备安装技术不断发展。特别是改革开放以来, 在学习国外先进的安装技术的基础上不断创新, 已形成了一套完整的安装技术, 在世界同行中名列前茅。 一、 传统的机械设备安装技术 从5 0年代到80 年代, 我国机械设备安装采用传统工艺, 其安装工艺如图1所示。 从图1 中可看出, 各工序之间都有先后承接关系, 且工序内容也是必不可少的, 这是因为受到当时的技术、材料、装备、管理水平等的限制。下面对图中各工序的作用加以说明。 1.1 编制施工组织设计 机械设备安装能否做到质量优、工期短、消耗省、安全好, 施工组织设计的水平将起到重大作用。施工组织设计以各工序的先后次序排列的流线图表示施工进步, 井以此来计划工程施工所需的人员、机具、材料、运输等各方面工作。 1.2 基础验收 基础验收的项目包括: 基础的外形尺寸、混凝土的质量、地脚螺栓的埋设尺寸等。若检查不合格, 则用铲除、重新埋设、重新固定的方法进行修补处理, 处理完后再验收。 1.3 开箱清点 按设备清单清点箱内所装设备的零部件是否齐全、完好, 以查清箱内所装物品在运输过程中的遗失、损坏情况。 1.4 清洗检查、预装预调整 设备出厂是以零部件形式装箱, 运到现场开箱后要逐一清洗. 除去防锈剂和脏物,然后按现场的起重设备的能力进行整件组装或部件组装, 并调整确定有关参数, 如调定预紧力、调定间隙、调定位置等。 1.5 研磨法放置垫板 垫板的作用是: 承受设备的动、静载荷并将其传递至基础; 调整设备的标高与水平; 对于大尺寸或条形设备, 还可以通过垫板来校正底座的变形。 由于土建工程的施工精度低于机械设备的安装精度, 为了使垫板与基础混凝土贴合, 采用研磨法, 即用垫板在基础表面进行研磨。按安装标准要求, 垫板与基础表面的接触面积需大于70 % , 而且应保证垫板的水平度达到0.l mm/m。这是非常费时且乏味的操作, 且质量不易得到保证。 1. 6 设备吊装 设备从工地沿水平或垂直方向运到基础上就位的整个过程称为吊装。我国在这方面有丰富的经验, 并有不少书刊予以专门介绍。 1. 7 找平, 找正, 找标高 依照安装技术标准, 借助工具、量具, 利用中心标板及基础点, 将设备安装到设计所要求的空间的作业称为找平、找正、找标高(简称找正), 它是机械设备安装中的优秀工序。 1.8 传动件安装 工作机械部分安装完毕后, 再根据安装技术标准安装传动件—联接轴及联轴器。 1.9 二次灌浆 因采用垫板找正设备, 故在设备底座与基础之间形成了空腔。二次灌浆作业就是用混凝土借助模板将此空腔填满的操作。二次灌浆层起着保护垫板的作用, 也能起到承受部分载荷的作用(普通混凝土浇灌完毕后在养护中会收缩, 故不可能使其与设备底面全部接触, 因而不能指望二次灌浆层起到全部承载作用)。 1.10 试运转 试运转的目的在于检验设备的质量, 并在设备试运转中做最后的调整与修正。试运转的步骤是:先空载,后负荷;先单机,后联动。必须上一步骤检查合格后,才能进行下一步骤。 二、 当今的机械设备安装技术 从70 年代末期, 我国在武汉钢铁公司引进1 7 0 轧机工程中, 也引进了外国先进的机械设备安装技术。经过消化与发展, 现在我国的机械设备安装工艺演变为如图2 所示。 对比图2 与图1 可看出, 当今的机械设备安装工艺与传统的工艺有以下不同之处。 2.1 施工组织设计的方法有较大改变 由于计算机的应用, 因而编制施工进度已由网络法取代了条形法(即流线图), 施工次序按平行立体交叉的思维, 运用优化设计方法使机械设备安装总工期为最短, 各工序施工力量得到均衡发挥。 2.2 应用基础处理新技术 在基础处理方面, 由于新技术的推广应用, 在基础验收时常常发现预埋地脚螺栓不符合标准要求的情况. 过去是铲除混凝土重埋地脚螺栓, 现在可用环氧砂浆粘接的方法进行处理, 既方便又省工期。 2.3 用座浆法代替研磨法放置垫板 所谓座浆法, 就是在即将放置垫板的基础上凿出一个形如锅底的坑, 用微膨胀水泥砂浆打成馒头形的堆, 在堆上再放置垫板, 用手锤敲打垫板, 直至达到规定的标高及水平度, 养护三天后便可安装设备. 它取消了垫板在设备基础上进行研磨的作业, 既省工又能保证具有良好的接触面积, 其接触面积均能超过90 %. 2.4 采用大部件吊装 采用大部吊装乃至整台机器吊装, 节省了清洗检查、预装预调整工序, 节省了该工序所需的人工、材料与作业场地, 更为主要的是缩短了工期, 其经济效益是很明显的。实行大部件吊装, 开箱之后就可以将机器直接吊运到位进行校正作业。但是, 实行大部件吊装,必须具备如下条件: 机器要包装好, 不致因运输、存放而受损, 润滑材料应具有防锈作用, 即采用润滑、防锈两用油或脂; 要有足够的大吨位的起重运输设备, 否则无法将整机运到工地, 也无法将机器安放到指定的基础上; 制造厂必须具备机器能进行试运转的条件, 以便在厂内检验机器的装配质量, 因此制造厂应建立大功率的试验台, 为机器作单机试运转提供动力源; 凡作为大部件吊装的机器, 除注明起重吊钩位置外, 还应加工有专门供找正的平台。 2.5 试运转 因生产过程已采用计算机控制, 因此在联合试运转这一工序中可先在计算机上进行模拟操作, 顺行无误后再供给机械设备动力源, 进行联合试运转。 三、 机械设备安装技术的发展 事物总是按照简单—复杂—简单的过程呈螺旋形发展的, 机械设备安装技术亦是如此。特别是采用大部件吊装法之后, 在施工工地安装设备的场面已不是过去那种遍地堆放。采用这种方法, 既省工序, 又简化了操作, 加上运用计算机进行管理, 从而使施工工地呈现出有条不紊的局面。最近又推出了无垫板安装的新技术, 且已在工程实践中得到应用, 正在不断推广之中, 故今后机械设备安装工艺将如图3 框图所示。 无垫板安装设备, 是一种不用垫板的新技术。过去安装设备必须用垫板, 而垫板埋于二次灌浆层里, 不能回收,且耗量不少。以1 7 0 热连轧机安装为例, 1 台轧机的底座安装就用了6.4t 经机械加工的垫板。粗略估计在正常建设年度, 我国一年用于垫板的钢材近万吨。无垫??安装技术的关键是采用了新开发的早强高标号微膨胀且能自流灌浆的浇筑料,将这种浇筑料填充到二次灌浆层后, 由于浇筑料的微膨胀, 使二次灌浆层与设备底座底面贴实, 从而起到承载作用。采用无垫板安装的另一作用是找正改用斜铁器或小行程千斤顶。图4 为斜铁器的传动示意图。将斜铁器或小行程千斤顶放在原工艺该放垫板之处, 用来调整机器的空间位置, 即找正。调整完毕, 紧固地脚螺栓。为了回收斜铁器或小行程千斤顶, 在斜铁器或小行程千斤顶处留下空穴, 二次灌浆前用木模板沿空穴周围搭设, 二次灌 浆三天之后, 脱去木模板, 取出斜铁器或小千斤顶,再以普通混凝土填充空穴, 然后将二次灌浆层周边抹平。 我国对无垫安装技术的试验研究工作已完成, 已在宝山钢铁总厂热轧安装工程中大面积采用, 并取得明显的经济效益。 工程实践表明, 在我国推广无垫板安装技术的条件已经成熟。特别是具有早强高标号且能自流灌的浇筑料已由上海宝钢冶金建设公司研制成功, 其产品B Y一40 浇筑料已进入市场,并且为了满足用户的不同要求, 该公司可提供不同份量的包装料, 这为推广应用无垫板安装技术准备了主要的、关键的安装物质条件。 另外, 对于大型机械设备地脚螺栓的紧固, 也开始摒弃用吊车通过定滑轮起吊套在螺母上特别固定扳手的方法, 而改用液压螺母紧固器来紧固, 这可以精确地施加紧固力, 而且操作安全。 四、结语 在编制施工组织设计方面, 目前正在开发安装工程专家系统技术, 这必将给安装工程带来巨大的经济效益。 机械工程自动化论文:论机械工程与自动化中PLC技术的重要性 1 引言 PLC技术是一种将数字运算与机械操作综合起来使用的控制装置,起源于传统的继电器技术,后来发展成综合计算机技术、网络通信技术以及自动控制技术的自动化控制系统工程。目前,在机械工程及自动化领域中,PLC技术已经得到了广泛的应用,国内各行各业的自动化水平都得到了一定的提高,为国家的发展和人们生活水平的提高提供了技术支撑。本文对PLC技术在机械工程与自动化领域的重要性进行了分析,以供参考。 2 PLC技术及特点 PLC是目前工业领域单台设备自动化控制的典型设备,具有体积小、安装方便、编程容易、可靠性高以及不易受干扰的特点。近年来,PLC技术发展越来越快,软件、硬件以及技术开发也有了较大的进步,功能越来越强大,系统的兼容性和开发性越来越好,使PLC的性价比也越来越高。现在,PLC已经开始广泛应用在机械、化工、电力以及冶金等领域,成为自动化控制的重要支柱之一,大大推动了机械工程与自动化的发展进程。 PLC技术主要包括过程控制、位置控制、生产监控、顺序控制以及生产管理等,而完成这些复杂控制必须解决控制设备与PLC处理器优秀之间的通信问题,而通信技术最重要的是保证通信的正确性和稳定性。PLC技术的通信功能是最稳定的,下面对PLC技术进行数据传递或共享的特点进行具体的分析: 2.1 采用国际标准通信协议。PLC的生产厂家为了便于PLC的推广和用户使用的方便,规定使用统一的国际标准通信协议,这样不仅使不同的生产厂家的PLC系列产品的生产互换性大大提高,还极大的方便了用户进行维修,提高了PLC产品的通信开放程度。 2.2 现场总线的接口契合度。大多数PLC生产厂家都生产现场总线,并且在通信领域广泛使用,如目前在PLC中广泛使用并且已经进入国家标准的DeviceNet、Profibus、AS-I总线。这些现场总线与PLC接口的契合度极高,大大保证了通信的稳定性。 2.3 简单化的程序编辑。大多数PLC生产厂家为PLC用户设计了专门的计算机与PLC进行通信的软件,进行程序翻译,减轻了用户的编程工作量,使PLC编程不在受限于专业人员,大大降低了PLC编程的准入门槛。 3 PLC的应用及重要性分析 3.1 PLC技术在生产系统自动化控制中的应用 在自动化生产中,PLC一般通过模拟参数控制模块、位置控制模块、计数模块、主机模块、通信模块和I/O接口模块六个模块进行工业自动化生产控制。在实际工业生产时,PLC技术通过对生产过程的具体了解,根据生产过程中所需要控制的动作以及监控的对象,对PLC系统的控制模块进行合理调整和优化组合,最终以最少的模块和最合理的方式组建出一个功能全面而完善的自动化控制系统,可以保证生产过程的正确运行和对生产中的灵活控制调整。在PLC控制系统运行过程中,模拟参数模块主要功能是对整个生产过程进行监控,并向监控仪表传输控制语句,从而达到改善控制精度的目的,如控制锅炉温度的升降或保温工作,维护热处理的正常进行。 3.2 PLC技术在控制逻辑运算中的应用 对于自动化控制系统来说,PLC的另一个巨大作用是进行逻辑运算和数据处理,如开关量的控制、数据位处理、数据转换与传输、数据筛查与运算等功能。通过PLC的运算功能,来完成生产数据的处理,如数据采集、数据分析和工作总结,目前大多数食品、冶金以及造纸工业都利用PLC进行数据信息控制;通过PLC进行开关量的控制,可以有效的增加软接触点,提高工业自动化系统的质量,为企业节省大量的人力和物力成本,与传统的继电器相比,具有操作简单,可靠性好,控制迅速和维修方便的特点,目前已经基本代替了大部分继电器的工作。 3.3 PLC在系统控制和远程通信控制中的应用 在现代自动化控制系统中,PLC技术不仅用于控制其他的继续结构,还用于对自动化系统自身进行控制,也就是说,PLC技术能够对自身系统进行故障排查和逻辑错误纠正,这样的自动化控制系统才能够稳定运行。在实际工业自动化生产中,设备的每一个动作都会有自动化系统控制,同时应用系统的检测装置对执行过程中产生的累积误差进行调整,如果设备的运行状态异常,整个PLC系统的逻辑关系就会穿行混乱,PLC控制系统的就会通过这些混乱的逻辑关系进行故障诊断并报警。在PLC进行不同系统间远程通信控制时,只要保持联网通信模块和信息传输接口的正确性,PLC技术就能进行稳定的远程通信。 3.4 PLC技术在各个生产领域的重要性 目前,PLC已经成为世界上大多数国家实现机械工程自动化的标准设备,它的应用范围已经覆盖了冶金、化工、交通、娱乐和食品等所有的轻重工业领域,是自动化领域用途最广,也最为重要的控制设备。在2009年,全国的PLC生产件数高达一千五百万件,而2010年的产量达一千八百万件,2011年的最终产品达到了二千三百万件。经统计,这些PLC产品的最终使用的领域如表1所示。 表1 PLC的使用领域分布表 4 结束语 在工业化、信息化发展迅速的今天,机械工程及自动化的水平已经成为一个国家工业水平的代表,而PLC技术的发展是提高工业生产自动化水平的重要方面。本文通过对PLC在各个领域自动化设备中的应用,论述了PLC在机械工程与自动化方面的重要作用,为PLC在自动化控制领域的推广提供了支持。 机械工程自动化论文:机械工程自动化技术探讨 随着社会不断的发展,人们的生活水平和质量也不断地提高,对于日常生活和环境等各种需求也越来越高。不论是生活还是工作,人们对于各种方便和快捷服务的要求也越来越高。例如日常生活用具的自动化、通讯工具的自动化和机械设备自动化等等。有许多工作如果采用人工控制则较难完成,既花费很大的人力、物力和财力,又达不到预期的效果。通过自动化控制技术,可以合理利用各种设备,既节省能源又方便快捷。因此,机械自动化控制技术在现代建筑中是不可或缺的,对我国工程建设行业的发展有着非常重要的意义。 1 机械自控技术的发展现状 简单来讲,机械自动控制技术就是指通过使用机械控制设备,使被控对象自动地在无人控制的情况下按照预先设定的程序进行自行运作的一种方式。它是以数学的系统理论为基础,利用反馈原理自动地影响动态系统,使其输出值接近或达到人们的预定值。在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程。近年来,很多发达国家的机械自动控制业已经达到较高的技术水平,绝大多数都是采用的都是机械自动化制造技术。目前,多数发达国家向机械制造自动化技术仍然得到不断地发展,并提出了许多新的机械制造系统,例如:智能制造系统、敏捷制造系统等等。自改革开放以来,我国的机械自动化制造技术已经有了翻天覆地的变化,在机械制造技术水平以及产品总量都在逐年提高。在我国,由于机械自动化技术水平不高,很多制造工艺都是借鉴国外先进的机械自动化制造技术,自主知识产权的品牌较少。 在激烈的市场竞争环境中,我国正处在经济发展的重要时期,必须对机械制造产业给予充分的重视,必须提高产品的质量,提高产品的竞争力,才能促进我国的机械制造技术更好地发展,在激烈的市场竞争中不被淘汰。随着科学技术的发展,机械自动化控制技术也不断地发展,第一代机械控制技术源于150多年前。由于计算机科学技术的诞生和发展,智能控制这种自动控制技术产生了,它是一种由定性方法和定量方法相结合之后进行控制的方式。要求由机器用类似于人的思维和经验来引导解决问题的过程。智能控制的优秀在于高层控制,高 文秘站: 2 工程建设中影响机械自动化技术的几点因素 2.1工程建设中的智能化系统的发展趋势 随着计算机、控制和通信等科学技术的不断发展,工程建设系统也越来越智能化。简单地说各种智能化系统在工程建设中是一种各种服务的传输、处理和信息采集的工具。在互联网技术和通信技术以及作为信息载体的智能卡技术,已成为人们日常生活和工作不可或缺的一部分,工程建设智能化也应该顺应信息技术的发展,利用这些技术来解决智能化工程建设中出现的各种问题,把这些技术作为智能建筑的技术基础。目前,可以将这些先进的技术整合成为一个统一的平台,并以此为工程建设和参与建设的人们提供过去需要多个系统提供的服务,经过整合后的新一代信息平台及其相应的服务可以从一栋建筑扩展到整个社区乃至整个城市。按照这种科学技术的发展路线来看,这种社会化信息平台的一个重要组成部分就是工程建设智能化系统,而建筑智能化系统所提供的各种服务也将成为这个信息平台的一种服务功能。因此,在科学技术不断进步的今天,以往根据不同服务功能构成的不同系统体系结构将会发生根本改变,如此一来,既可以避免投资重复造成的浪费,还可以充分发挥系统的功能。 2.2国家管理制度的变革对消除工程建设智能化系统发展的影响 原有的管理制度不适应工程建设智能化系统成为一个整体统一的系统,工程建设智能化工程涉及到建设、消防、公安和广电等行政主管部门。多部门管理、层层审批的管理模式已严重制约着工程建设的发展。随着中国改革开放,并加入世界贸易组织,这种阻碍已经得到了明显地改变。根据国家相关文件的规定,一个部门只能负责管理一件事,例如:产品质量管理按照《产品质量法》和国家质监总局的相关文件规定,由国家质监总局管理、工程设计和施工安装资质管理按照《建筑法》和《建筑法实施细则》的规定由建设部负责而与建筑智能化系统相关的业务如通信、消防、安防等则分别由信息产业部、公安部消防局、公安部技防办等管理。这种新的管理方式有利于把工程建设智能化系统作为一个整体统一的系统来实施,更值得一提的是,这将促进工程建设智能化系统各项业务的发展。 2.3对工程建设智能化系统的的认识 从智能化系统在工程建设中的发展来看,工程建设智能化系统的功能已经发生很大变化,最初工程建设和机电设备的一个主要部分是建筑智能化系统,它可以满足工程建设及其各种设备的管理需要。随着时间的变化,工程建设智能化系统不仅可以用来提高工程建设的服务和形象,还可以提高其管理和安全功能现在,工程建设智能化系统已经成为一个营运系统,为人们提供各种方便快捷的服务。随着科学技术的进步和制度的变革,在不久的将来,工程建设智能化系统会成为一种基础设施,为生活和工作在工程建设中的人们提供各种服务,例如电子商务、网上娱乐、物业管理、信息查询、通讯交流等增值 业务,成为一个具有投资价值的服务系统。为了这个目标的实现,我们应该对工程建设智能化系统重新理解和认识。 机械工程自动化论文:基于机械工程中自动化技术的研究 基于机械工程中自动化技术的研究 随着我国机械工程制造的步伐不断加快,自动化技术在机械工程中的应用也有了全新的发展。以前的自动化技术仅仅是单机的、局部形式的自动化,而现如今的自动化技术则是采用了集成科技和智能设备,在生产效率上有了大大的提高,从而使机械工程的产业发生了翻天覆地的变化。下面就简要分析一下自动化技术在机械工程中的应用,并且给出了相应的探讨。 1.自动化技术在机械工程中的应用 1.1柔性自动化技术的应用 所谓柔性自动化技术是伴随着计算机技术产生的,这种新兴的自动化技术不仅能够自动进行技术性的操作,而且在加工目标已经明确的情况下还能够知道该怎样去完成。然而在机械工程制造的过程中,恰恰需要这样的技术来提高生产效率,进而加快工业化的发展。目前,柔性自动化已经成为了机械工业制造中不可或缺的技术,它主要是采用以数控技术为优秀,通过把高端的计算机设备、信息科技手段以及机械生产技术三者有机的结合来发展机械工业制造。 将自动化技术应用到机械工程中对工业发展来说有着深远的意义。一方面,能够加快生产数量、提高生产效率,从而减轻工人的劳动强度。另一方面,能够提高生产质量、降低生产成本,进而扩大了产品的效益。可见,柔性自动化技术是各国乃至全世界机械工业制造行业发展的重要趋势。 1.2集成自动化技术的应用 所谓集成自动化技术就是对现有的信息技术加以改进,让整个机械工程制造过程更加具体,同时将生产流程中所涉及到的多种技术与相关的生产信息进行有效的集成,以扩大机械生产,强化集成功能的目的。鉴于以上优势,目前集成自动化技术在我国的机械工程制造业中已经受到普遍的认可,并且随着计算机集成系统的不断改进和不断的完善,使得集成自动化技术涵盖了许多方面,比如质量系统工程、数据库信息集成,还有一些比较复杂的工业系统设计。就目前的市场发展来看,该项技术的应用无论在产品的研发方面,还是产品的生产与控制方面都能够取得最佳的效益。 1.3 智能自动化技术的应用 所谓智能自动化技术就是采用人工智能、神经网络等知识来对一些事物进行模拟,使得系统能够发挥出人类的作用,比如分析数据或者是信息采集等,进而实现类似人脑工作的自动化技术。智能自动化技术不仅使用了智能化的机械,而且还运用了集成化的手段来实现自动控制,因此,我们可以将其称之为一门集智能、集成为一体的综合性的自动化技术。该项技术在机械工程技术应用的过程中,是将人工智能技术与产品制造过程进行有效的融合,一方面,不仅有利于自动化生产的整个流程的监控,减少人力资源的浪费的同时还能够大大提高机械生产效率;另一方面,该项技术利用了神经网络对信息进行识别的能力,使机械制造系统在运行过程中拥有较强的自组织学习和适应能力,以便对于机械生产过程中产生的突发事件能够快速的响应,并给予及时的解决。 2.自动化技术在机械工程中的未来发展 2.1自动化技术在机械工程中的实用性的发展 自动化技术在机械工程中的发展是要以企业的生产需要和技术需求为根本条件的,因为机械产品的制造其根本目的就是为了产品日后的应用,以便能够创造出更大的经济效益。而自动化技术恰恰能够为机械制造行业的发展创造出巨大的财富。然而,机械生产只在效益而非速度,如果机械工程中的自动化技术不能够满足一个国家的国民经济的发展和进步,那么制造行业就应该放慢自动化进程,避免过于追求速度而忽视了产品的质量。就目前我国的机械工程中自动化技术的应用现状来说,虽然形成了很大的规模,并且也产生了巨大的效益,但是仍有一大部分的生产企业还是处于发展的初级阶段,其自动化技术的应用并不成熟,而且在基础的扎实上还有所欠缺。因此,为了加快我国自动化技术子啊机械工程制造业中的应用,各大企业要对原有的技术设施不断的改进,不断的完善,为日后的企业发展创造更为有利的条件。 2.2 自动化技术在机械工程中的优秀发展 自动化技术的机械生产中的应用是由简单到复杂、由低级到高级、由缺陷到完善的一个系统性的、科技性的过程,并且该过程是要由原有的机械化向自动化进行的过渡,在生产上实现计算机、机械的自动控制。可见,自动化技术在机械生产中的应用要不断的适应市场的需求,可以建立一套灵活的自动化生产技术,在优秀技术之上加以改进就能够适应多种产品的生产需求,从而实现整个生产过程的自动化信息处理以及自动化检测和分析,进而能够自动的完成产品各个部分的自动生产。因此,我国在吸收国外先进的自动化技术和实践经验的同时要从本国基本国情出发,以现有的机械工程生产项目为前提,以满足经济发展的需要为导向,绝对不能够像“盲人摸象”一样,自动化技术的运功要有自己的创新,并且能够发挥出本国的优势。 3. 自动化技术在机械制造中的绿色发展 现如今,各大企业为了顺应先进科技的发展纷纷加快了产品的生产速度,这就对人们赖以生存的环境造成了严重的破坏。而机械工程制造行业恰恰为主要的发展行业,其在生产过程中必不可少的会带来环境的污染,威胁到人类的健康。而自动化技术的应用加重了环境的负担。这就迫不及待的需要机械制造产业的可持续发展过程中,人们能够尽早提倡绿色生产战略,以减少环境污染和资源的浪费,以便促进产品的生产开发和回收利用。 4.结语 总而言之,自动化技术在机械工程制造过程中的应用与发展已经成为我国机械制造行业的重要组成部分,它是降低原料成本、提高生产效率、避免人力资源的浪费的最为有利的途径,但是在产品的生产过程中要尽量减少对环境的污染,为人类的健康创造出更为和谐的条件。 机械工程自动化论文:机械工程自动化技术探讨 机械工程自动化技术探讨 随着社会不断的发展,人们的生活水平和质量也不断地提高,对于日常生活和环境等各种需求也越来越高。不论是生活还是工作,人们对于各种方便和快捷服务的要求也越来越高。例如日常生活用具的自动化、通讯工具的自动化和机械设备自动化等等。有许多工作如果采用人工控制则较难完成,既花费很大的人力、物力和财力,又达不到预期的效果。通过自动化控制技术,可以合理利用各种设备,既节省能源又方便快捷。因此,机械自动化控制技术在现代建筑中是不可或缺的,对我国工程建设行业的发展有着非常重要的意义。 1 机械自控技术的发展现状 简单来讲,机械自动控制技术就是指通过使用机械控制设备,使被控对象自动地在无人控制的情况下按照预先设定的程序进行自行运作的一种方式。它是以数学的系统理论为基础,利用反馈原理自动地影响动态系统,使其输出值接近或达到人们的预定值。在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程。近年来,很多发达国家的机械自动控制业已经达到较高的技术水平,绝大多数都是采用的都是机械自动化制造技术。目前,多数发达国家向机械制造自动化技术仍然得到不断地发展,并提出了许多新的机械制造系统,例如:智能制造系统、敏捷制造系统等等。自改革开放以来,我国的机械自动化制造技术已经有了翻天覆地的变化,在机械制造技术水平以及产品总量都在逐年提高。在我国,由于机械自动化技术水平不高,很多制造工艺都是借鉴国外先进的机械自动化制造技术,自主知识产权的品牌较少。 在激烈的市场竞争环境中,我国正处在经济发展的重要时期,必须对机械制造产业给予充分的重视,必须提高产品的质量,提高产品的竞争力,才能促进我国的机械制造技术更好地发展,在激烈的市场竞争中不被淘汰。随着科学技术的发展,机械自动化控制技术也不断地发展,第一代机械控制技术源于150多年前。由于计算机科学技术的诞生和发展,智能控制这种自动控制技术产生了,它是一种由定性方法和定量方法相结合之后进行控制的方式。要求由机器用类似于人的思维和经验来引导解决问题的过程。智能控制的优秀在于高层控制,高层控制是通过对实际情境或过程进行操作而实现的。智能控制的主要技术方法有专家系统、模糊逻辑、遗传算法、神经网络等。随着科学的发展,智能技术正逐步应用于人们的日常生活中。 2 工程建设中影响机械自动化技术的几点因素 2.1工程建设中的智能化系统的发展趋势 随着计算机、控制和通信等科学技术的不断发展,工程建设系统也越来越智能化。简单地说各种智能化系统在工程建设中是一种各种服务的传输、处理和信息采集的工具。在互联网技术和通信技术以及作为信息载体的智能卡技术,已成为人们日常生活和工作不可或缺的一部分,工程建设智能化也应该顺应信息技术的发展,利用这些技术来解决智能化工程建设中出现的各种问题,把这些技术作为智能建筑的技术基础。目前,可以将这些先进的技术整合成为一个统一的平台,并以此为工程建设和参与建设的人们提供过去需要多个系统提供的服务,经过整合后的新一代信息平台及其相应的服务可以从一栋建筑扩展到整个社区乃至整个城市。按照这种科学技术的发展路线来看,这种社会化信息平台的一个重要组成部分就是工程建设智能化系统,而建筑智能化系统所提供的各种服务也将成为这个信息平台的一种服务功能。因此,在科学技术不断进步的今天,以往根据不同服务功能构成的不同系统体系结构将会发生根本改变,如此一来,既可以避免投资重复造成的浪费,还可以充分发挥系统的功能。 2.2国家管理制度的变革对消除工程建设智能化系统发展的影响 原有的管理制度不适应工程建设智能化系统成为一个整体统一的系统,工程建设智能化工程涉及到建设、消防、公安和广电等行政主管部门。多部门管理、层层审批的管理模式已严重制约着工程建设的发展。随着中国改革开放,并加入世界贸易组织,这种阻碍已经得到了明显地改变。根据国家相关文件的规定,一个部门只能负责管理一件事,例如:产品质量管理按照《产品质量法》和国家质监总局的相关文件规定,由国家质监总局管理、工程设计和施工安装资质管理按照《建筑法》和《建筑法实施细则》的规定由建设部负责?而与建筑智能化系统相关的业务如通信、消防、安防等则分别由信息产业部、公安部消防局、公安部技防办等管理。这种新的管理方式有利于把工程建设智能化系统作为一个整体统一的系统来实施,更值得一提的是,这将促进工程建设智能化系统各项业务的发展。 2.3对工程建设智能化系统的的认识 从智能化系统在工程建设中的发展来看,工程建设智能化系统的功能已经发生很大变化,最初工程建设和机电设备的一个主要部分是建筑智能化系统,它可以满足工程建设及其各种设备的管理需要。随着时间的变化,工程建设智能化系统不仅可以用来提高工程建设的服务和形象,还可以提高其管理和安全功能?现在,工程建设智能化系统已经成为一个营运系统,为人们提供各种方便快捷的服务。随着科学技术的进步和制度的变革,在不久的将来,工程建设智能化系统会成为一种基础设施,为生活和工作在工程建设中的人们提供各种服务,例如电子商务、网上娱乐、物业管理、信息查询、通讯交流等增值业务,成为一个具有投资价值的服务系统。为了这个目标的实现,我们应该对工程建设智能化系统重新理解和认识。 机械工程自动化论文:对机械工程自动化技术有关问题的探讨 对机械工程自动化技术有关问题的探讨 机械自动化技术的发展与广泛的应用,是机械制造业一个巨大的飞跃,也是机械制造业发展的主象实现连续自动生产的目标,进而实现生产过程和生产效率的优化流趋势。但我国机械自动化的水平依然处在初级阶段。因此,我国的机械自动化技术还需更加快速的发展,更加广泛、科学的应用。 1.机械工程自动化技术的现状及问题 1.1 机械工程自动化技术的现状 我国的机械自动化在自动化技术方面,还处于单子自动化、刚性自动化阶段。而工业发达国家自动化技术方面普遍实现了智能化、柔性化和集成化;在机械自动化的生产管理方面,我国的大多数企业依然采用传统的管理模式,而工业发达国家已经实现了计算机管理,并且在工业组织与管理 生产模式方面不断进行着创新和升级;在人才管理方面,没有好的、适宜的人才管理机制,理论人才过多,不够全面性;在机械设计方面,我国还没有做到及时更新,设计水平也没有很大的提升;在工艺水平方面,我国的数控加工技术还多停留在精细加工等初级阶段,在复合加工手段的采用上尚未真正掌握,仍处于追赶阶段。 1.2 机械工程自动化技术存在的问题 自动化技术在我国的机械工程中存在着一些问题,例如缺乏相关技术人才,自动化技术相对落后,自动化技术的应用范围不够宽广等等。人才是发展进步的关键,我国大多数人只有知识理论而没有实践经验技术,对人才的管理培养不够合理、全面。要结合理论和实践经验,不断研究创新,才能提高实际自动化技术。自动化技术的进步将会大大推动我国现代机械制造产业的发展和进步,但是我国的自动化技术尤其是数控系统是传统的封闭式体系结构,必须提高水平,改变落后的状况 我国的自动化技术应用的领域还不够广泛,缺乏自动化技术的科研投入和制定自动化技术的管理策略。 2.改善机械工程自动化技术的措施 综上所述,机械自动化水平的发展程度,不仅影响本国机械制造业的整体发展,同时也能直接显示出一个国家的工业发展水平和国民经的提高程度。从近年来我国机械自动化的发展趋势来看,应当采取以下几方面的改善措施: 2.1 充分认识机械自动化的发展方向 通过对机械制造工业发展的整体情况来看,机械自动化的发展是一个由浅入深、由简单到复杂的工程,在这个过程中,人工操作逐渐被自动化的控制器进行控制,生产方式也逐渐由传统的人工方式转变为素质化和自动化,这是人类社会的巨大进步,也是科技发展的重要成果。建国后,国家虽然在机械制造业方面投入了很大的精力,因为缺乏先进的科学技术,原有工业基础也相对薄弱,期间,我国的机械制造行业的发展劲头也大幅度减弱,我国的机械制造业在改革开放前一段时期内始终处于低水平状态。 改革开放以来,我国大力引进国外机械制造技术的引进和学习,国家重视教育行业,科研实力逐步增强,我国的机械制造业逐渐发展起来了。目前我国机械制造行业虽然有了突飞猛进的发展,与发达国家的机械制造业水平相比,我国的机械制造业技术水平还处于较低阶段。针对我国的具体国情,发展机械自动化技术,应该以企业的生产和发展的实际需要以及市场需求为基本导向,以“科技是第一生产力”为指导,大力发展科技创新,加大技术投资,优化产业链为首要任务。 2.2加强机械自动化技术的发展力度 机械制造业作是我国基础工业,对国家经济基础命脉,机械制造业自动化技术的先进程度也决定了国家经济的强弱。我国机械制造业各企业具有大量的通用设备,在发展机械自动化技术时,应将原有设备作为基础,合理调整机床布局,通过添置少量的数控设备,充分发挥电子计算机自动化管理的优势,充分发挥人的创造性,共同创造一个以人为中心、以信息自动化为先导,建立自主的单元化生产系统。我国经济发展很快,问题也相对较多,首先是能源的巨大消耗,和环境的破坏。虽然说我国的能源相对来说比较丰富,用我们13亿人口这个庞大的数字平均一下,就显得非常匮乏。党和国家在新的历史时期提出了经济发展要遵循 “节能减排”的目标,这样就要求我们在产业方面要加大科研创新力度,大力发展节能型产业和经济性产业,利用最少的能源创造最大的利润的同时要注重环境的保护和能源的可持续利用。发展机械自动化技术应该立足于自我研发,然后配套国外先进技术的引进,共同来完成技术的升级和改造,要重视降低能源消耗,并减少污染物的排放,走一条低成本的机械自动化发展之路。 2.3合理地使用机械自动化技术 目前,中国机械制造业同世界先进水准之间存在着阶段性的差距。在这种情况下,普遍应用电子计算机集成制造系统的高度自动化,并不具备相应的基础技术、发展经验和所需资金。因此,应该发展生产工艺成熟的大批量生产的自动化技术。目前在我国,在数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中,自动化设备被仍然是以半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零部件加工自动线等为主。在大批量的铸造、锻造、焊接、冲压、热处理以及装配等生产过程中,采用自动单机和自动线则是符合现实的,也是可行的。针对品种较多的成品生产,应该采用可快速重新调整的设备组成成组工段或者流水线 可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元从而实现成组自动化。针对单件小批量生产,应该从推广成组技术人手,适当发展采用数控机应用或加工中心。 2.4 注重自动化技术的发展趋势及前景 走自动化技术的发展道路,对于机械自动化技术的发展至关重要。目前,机械制造自动化技术的发展向朝着数字化、绿色化与智能化方向发展。数字化是先进制造技术发展的优秀,是制造技术、计算机技术、网络技术与现代管理科学交叉作用的共同结果,这将是机械自动化技术发展的必由之路。随着人们对人类与环境之间的关系这一问题认识的逐渐加深,实现人类与环境之间的协调、可持续发展是当代经济发展必须遵循的原则。机械自动化技术的发展也同样要遵循这一原则,实现绿色化发展之路。 3.结语 总之,机械制造工程的自动化技术是企业不断追求的目标,通过利用自动化技术,企业产品实现集成化、智能化、虚拟化,需要管理、经营、技术进行不断地优化整合,从而达到提高产品的质量、降低产品的成本、提升服务质量等目的。面对全球市场上的激烈竞争和快速进步,机械制造自动化是我国机械制造行业的发展目标 我国的机械自动化必须不断进行借鉴和创新研究,提高我国机械制造的自动化技术能力,促使我国机械制造自动化水平与国际接轨,提高我国机械制造行业的国际竞争力。 机械工程自动化论文:自动化技术在机械工程中的运用 自动化技术在机械工程中的运用 广泛应用于机械工程中的自动化技术,随着国家机械工程制造的快速发展也得到了全新进展。相对于原来单机的、局部形式的自动化技术来说,现在采用了智能化设备与高科技的自动化技术在生产率上得到了大幅度的提高。所以说,机械工程的产业因为自动化技术的发展而得到了全新的变化。为此,笔者对自动化技术在机械工程中的应用进行了分析和探讨。 1机械工程中自动化技术的应用 1.1柔性自动化技术 柔性自动化技术是一种伴着计算机技术产生的新型的自动化技术,这种技术既能够自动的进行技术性的操作,也能够完成已经明确了的加工目标。在当今的机械工程制造产业中,就是需要这种能大大提高生产率的技术,从而推动工业化的发展[1]。目前,在机械工程制造中柔性自动化技术已经成为了不可缺少的一部分,它主要将数控技术作为优秀,通过有机的结合先进的信息科学技术、机械生产技术以及高端的计算机设备来发展机械工业制造。对于工业发展来说把自动化技术应用到机械工程中也有着重要意义:①可以大大的提高生产效率、增加生产数量,进而大大降低工人的劳动强度。②既能够降低生产成本,又能保证产品的质量,从而大大的增加了产品的效益。通过以上两点可以看出,现代机械工业制造行业的发展趋势是柔性自动化技术。 1.2集成自动化技术 集成自动化技术是指在现有的信息技术基础上加以改进,使整个机械工程中的制造过程更加的具体,与此同时把生产流程中所有相关的生产信息与技术有效地集成在一起的技术,这项技术的目的是加强集成功能、开拓机械生产[2]。目前为止,集成自动化技术凭借着上述优势得到了国家机械工程制造中的广泛认可。与此同时,集成自动化技术随着目前计算机集成系统的日益改善,也逐渐的包含了许多方面。从当今的市场发展上来看,这项技术从研发产品开始,到生产与控制产品,都能够获取最高的效益。 1.3智能自动化技术 这项技术不光采用了智能化的机械,并且还使用了集成化手段来达到自动控制。所以,可以把它看作是一项将集成与智能集为一体的自动化技术。这项技术把产品的制造过程和人工的智能技术在机械工程技术的应用过程中有效的融合在了一起,这样做具有以下两点好处:①有利于监控自动化生产的全部流程,在大幅度提高生产效率的同时,还能够节省人力资源;②由于此项技术借助了神经网络识别信息的功能,使机械的制造系统在工作的过程中获得相对较强的适应能力与自主组织学习能力[3],以便在机械生产的过程中遇到紧急的突发状况时快速的反应,并予以适当的解决。 2机械工程中自动化技术的发展趋势 2.1机械工程中自动化技术实用性的发展 在机械工程中自动化技术的发展要把企业的技术需要和生产需求作为最基本的条件,由于在机械工程中产品制造的根本目的是为了产品以后的应用,进而便于能够创造出更可观的经济效益[4]。而自动化技术正好可以为机械制造行业创造出相当可观的财富。但在机械生产中速度并不是最重要的,最重要的是效益,假如自动化技术不可以使国民经济的发展得到满足,那么为了避免因过分追求速度而影响了产品质量,这时候就应该放慢制造行业中的自动化进程。虽然自动化技术在我国的机械工程中已经形成了很大的规模,并且创造出了非常可观的效益,可是仍然有多数生产企业依然处在发展的初级阶段,它们在基础的扎实上还有一定的欠缺,在自动化技术的应用上根本不成熟。所以,为了加快我国机械工程制造业中自动化技术的应用,各大企业必须不断的对现有的技术设施进行改善,以便为今后企业的发展制造出更加有利的条件。 2.2机械工程中自动化技术的优秀发展 在机械生产中自动化技术的应用是从低级到高级、从简单到复杂、从缺陷到完善的一个科技性和系统性的过程,而且这个过程是需要从原来的机械化往自动化方向进行的过渡,达到计算机、机械在生产上的自动控制[5]。由此可以看出,机械生产中的自动化技术必须要不断地迎合市场的需要,可以在优秀技术的基础上加以改进和完善,创建一项灵活的、能够适应各种产品生产需求的自动化技术,从而使自动化信息处理、自动化检测和分析在整个生产过程中得以实现,进而可以自动的完成产品各部分的自动生产。所以,我国的机械工程不仅要吸纳国外先进的自动化技术与经验,更要从我国的基本国情出发,把现有的机械工程生产项目作为前提,将满足经济发展的需求作为导向。 3机械制造中自动化技术的绿色发展 目前,随着科学技术的飞速发展,各大企业也纷纷提高了产品的生产速度,这却严重破坏了人们赖以生存的环境。而机械制造行业在生产过程中,必然会给环境带来相当严重的污染,从而危害到人类的身体健康。而自动化技术的应用和发展则为环境的污染带来了更大的压力。因此,为了减少环境的污染、资源的浪费以及促进产品的生产开发和利用,在机械制造产业的可持续发展过程中,提倡绿色生产战略迫在眉睫。 4结束语 综上所述,在我国机械制造行业中自动化技术在机械工程制造过程中的应用、发展已成为了不可缺少的一部分,它是节约原料成本、提高生产效率及节省人力资源的最有效的途径,可在产品的生产过程中一定要尽量减少对环境造成的伤害,为人类拥有一个健康绿色的生活环境做出一份贡献。 机械工程自动化论文:关于自动化技术在机械工程中的应用研究 关于自动化技术在机械工程中的应用研究 随着机械制造步伐的逐步加快,机械工程中自动化技术的应用也得到了全面的发展。在过去,自动化技术的应用通常是局部、单机形式的自动化,而如今,自动化技术不仅综合了集成技术,还囊括了一系列先进的智能设备,因而大大提高了生产效率,使得机械工程领域产生了巨大的变化。随着自动化技术在机械工程中应用范围的不断扩大,自动化技术在机械工程中的应用现状、应用策略以及发展趋势等问题也就成为当前热议的话题。 1、我国自动化技术在机械工程中的应用现状分析 我国自动化技术在机械工程方面的应用情况仍处于单子及刚性自动化阶段,同国外发达国家相比差距仍相对较大,因为国外发达国家自动化技术的应用已经实现了普遍的柔性化、集成化及其智能化。 对于我国的多数企业而言,在机械工程的生产管理的自动化方面采用的仍是传统落后的管理模式,发达国家早已实现了信息化管理,且对于工业管理、组织以及生产模式等方面仍在逐步升级和创新。对于人才管理来说,我国缺乏一个科学有效的管理机制,且所谓的人才多为理论型人才,真正的理论实践型的全面人才远远不够。此外,对于机械设计方面而言,我国无法做到及时地更新,在设计能力方面也并无大幅度的提升。对于工艺水平而言,数控加工等相关技术仍停留于初级的精细加工阶段,还未真正掌握复合加工等先进手段。 对我国机械工程中自动化技术的应用情况进行分析可知,我国在此方面存在着不少问题,较为突出的问题是机械自动化技术全面人才的缺乏、自动化技术较为落后,且应用范围较为狭窄等。作为机械自动化技术发展的基础,相关技术人才的培养相当关键,由于我国在此方面的技术人员多数仅仅空有理论知识,而缺乏实践经验,因此,进行人才的培养过程中必须注意理论同实践的联系,这样方可真正实现自动化技术能力的不断提高,进而推动现代机械工程领域的不断进步。此外,我国还应改变数控系统中传统的封闭体系结构,不断提高自动化技术的管理策略及其科研投入,拓宽自动化技术在机械工程领域的应用范围。 2、机械工程中自动化技术的应用分析 2.1柔性自动化技术在机械工程中的应用分析 对于柔性自动化技术而言,其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的,因而是一种新兴技术,此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行,还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此,将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高,从而实现机械领域的工业化发展目标。如今,柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分,其将数控技术为优秀,同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面,推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知,柔性自动化技术在机械工程中的应用,对于整个工业发展而言具有相当深远的意义,不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高,减轻劳动人员的工作强度,还大大提高了生产的质量,实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见,柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。 2.2集成自动化技术在机械工程中的应用分析 集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进,以确保机械制造过程更为具体化,此外,还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成,以实现机械生产的不断扩大,最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势,因此,如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可,且在信息集成系统不断发展和完善的过程中,集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面,如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言,集成自动化技术在机械工程领域的应用,无论对于产品研发,还是生产和控制都可以取得相当好的效益。 2.3智能自动化技术在机械工程中的应用分析 智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟,促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集,进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时,还通过集成化技术实现了控制的自动化,因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合,不仅对生产过程的监控十分有利,有效降低了人力资源成本的投入,还实现了生产效率的大幅提高。此外,此技术通过神经网络实现信息的识别,因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力,这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。 3、自动化技术在机械工程中的未来发展情况分析 3.1自动化技术在机械工程中发展方向 机械工程中自动化技术应用的发展过程中必须以我国国情为 依据,从简单技术入手,逐步朝着复杂技术进行发展,进而建立起一套我国特色的机械自动化系统。如今,虽然我国在机械工程领域已经得到了一定程度的发展,但同国外先进国家相比差距仍相当大,在自动化技术在机械工程的应用过程中先进技术及其相关经验仍相对缺乏,这就要求我国实现机械领域自动化的过程仍有相当长的一段路要走。因此,就我国而言,为了实现机械工程自动化技术的更好发展,必须以我国具体国情为依据,不断进行自动化技术应用经验的积累,同时注重吸收外国在这一方面的先进技术水平,逐步推动机械工程中自动化应用技术的不断发展。 3.2机械自动化技术在企业中的应用和发展 对于自动化技术在机械工程中的应用而言,其主要目的还是为了投入生产,因此必然要在相关企业中进行应用和发展,此时必须以实际情况为依据,确保机械自动化技术的应用能够有效推动企业的发展。对于机械相关企业而言,在进行自动化技术的引入过程中必须先要对企业的实际情况进行考虑,无论是企业的经济能力还是未来发展都要进行认真考虑,以确保机械自动化技术能够产生长远的效益。 3.3自动化技术在机械工程中的应用过程中应注意的问题 进行机械工程自动化技术的应用过程中,必须注意稳固的抓好此项技术的应用过程,对此项技术的基础应用工作进行大力地推广。一面进行主机的发展,同时还要进行配套控制系统及机械自动化元件等的发展。此外,还要确保各种传感器、编程控制器、控制系统、系统及计算机软件和微处理机等方面技术的不断发展,以便为将来的进一步发展打下基础。除此以外,还应不断进行性能优良且应用水平高的自动化机电产品的研究。自动化技术在生产中进行应用的过程中很容易受到系统质量、结构、刚性等方面要求的影响,因此必须不断对其进行更新,以满足机械自动化技术应用方面的需求。 结语 综上所述,自动化技术在机械工程中的应用已逐步成为机械制造领域相当重要的组成部分,机械工程中自动化技术的应用不仅可以实现原料成本的大幅降低及生产效率的大幅提高,还是避免人力资源浪费的最为有效的途径,因此必须对其给予足够的重视。
机械工程与自动化论文:机械工程与自动化的关系探讨 [摘 要]在我们国家,机械工程和自动化学科的研究主要是研究的机电产品的设计与自造和控制的学科。伴随着我们国家的该科开放的进行,同时还有国内外的经济的交流不断频繁,这样同国际的交流也就变得越来容易。在中国,有着广泛的土地和廉价的劳动了,国内外的许多制造业工厂都来中国进行投资建厂,工业发展之后如雨后春笋纷纷建立起来,这就带动了我们国家的机械制造和自动化的发展,怎样很好的协调之间的关系,为了探讨两者的关系,在实践中吧机械工程和自动化进行有机的结合起来,这样就能很好的促进我们国家的经济发展。 [摘 要]机械工程;自动化;机械制造 在进行机械制造的过程中,总会遇到与自动化相关的内容,是因为接卸工程和自动化是具有内在关系的两个学科,在这个过程中,机械工程涉及到很多的领域,像是各种各样的领域中都会遇到机械制造,机械制造业为我们国家的农业、工业和交通运输业、能源开采等各行各业都会用到机械技术的支持,只有很好的机械技术,才能为了各行各业的发展提供优良的技术支持,同时还会使各行业的工作效率得到十足的发展,不断提高工作效率,推进我们国家的经济发展。自动化是通过更改传统的技术理念,进行机械技术代替传统的手工技术,通过依靠先进的技术手段,用机器代替手工进行工作,这样不仅节省了大量的人力,同时还会提高了生产效率和安全生产。通过将机械工程和自动化技术进行相互的结合,对提高劳动的生产效率,保障安全的生产提供了强有力的支持,同时在一些高危职业上有很强的积极意义。 1 机械工程与自动化的内涵 1.1 机械工程的内涵 在中国,要用到很多的机械制造工程,只有通过一些机械的制造才能进行一些工作。机械工程是一个与社会各行各业都有着很多联系的一个学科,通过进行相互的联系进行机械的制造。在进行机械设备的生产过程中,依据各种不同的功能进行划分很多的机械。像是各种粉碎性的机械、动力性的机械,原材料的搬运和交通运输机械设备。在这些设备中,都是与机械工程紧密相关的设备。同时按照其他的情况进行分类的话,比如进行服务的门类进行分类的情况,可以分为农业的机械、工业的机械制造和交通运输的机械。在进行机械制造和研发设计,同时使用的过程中需要到不同的阶段,在这个过程中,机械工程会分成若干个相互哦诶和和连接的不同体系。像是机械的研发和制造,同时还要伴随着维修工作的进行,在此过程汇总,各学科进行彼此补充和交叉重叠,形成了相互渗透和促进的科学群进行发展,形成了一个相互交叉发展的科学体系。随着我们国家经济的发展,机械工程的作用越来越重要,变成了支持国名经济发展的基础性行业,同时伴随着科学技术的迅猛发展,机械工程技术会朝着更加成熟的方向进行发展。相信在不久的将来,我们国家的机械工程会得到很好的发展与进步。 1.2 自动化的内涵 所谓的自动化就是指的是在进行生产过程中,依靠各种各样的机械记性设定程序或者预先各种各样的指令,让机械进行自动完成一份工作,同时在这个过程中所要要道很少的人力进行人为的干预工作。在进行工作的时候,自动化产生的目的就是在进行简化日益复杂的机械操作过程中,像是各样的现代汽车的制造和轮船的制造过程中,都会用到自动化进行简化操作。现代化的技术和产品的研发过程中使用自动化学科,通过对自动化学科的不断完善,加之在进行电子学和应用数学等学科的交叉进行工作,都会通过自动化进行。在自动化的应用中,很多企业的生产过程都是从原料的采购和生产加工过程中,都会实现了半自动和全自动化的进行,自动化技术广泛应用到社会生产的各个层面,不仅仅在各样的制造业上,同时还涵盖了科研和国防军工业等领域,推动了我们国家的经济的快速的发展。 2 机械工程和自动化的关系 现如今伴随着我们国家经济的快速发展,对生产效率提出了更为高效的要求,这就使得机械工程的自动化技术之间的关系变得越来密切。在进行机械生产领域进行自动化的过程,会使得机械工业的生产和技术会向着机械自动化的方向进行发展。同时还会向着机械自动化生产程序的发展中进行迈进。在国外会通过对自动化程序进行设置,会进行一套生产单元标准,通过这个过程进行提高生产工艺的水平,在设计的结构上实现自动化进行安装,促进集成化和自动化的建立和发展。通过这个技术的发展,可以进行自动化发展模式的大量推进,这样就会节约大量的劳动力,使自动化技术进行生产,提高了工程质量和节约资金,提高资源的利用率。 3 发展机械工程与自动化关系的方法 在现代社会的不断发展和进步中,特别是电子计算机的发展,就使得电子技术和机械工程进行很好的结合开来,现代电脑的使用就为了机械自动化发展提供了强有力的技术支持。虽然这个成为了一个发展趋势,但是我们国家的机械工程和自动化技术在机电一体化过程中,存在了很多的落后型,这样就会影响了机械工程生产的质量。为了实现机械工程和自动化的有效结合过程,需要到各类的优质软件和硬件的相互结合和发展。特别是在软件发展层面,要想实现生产无人化、自动化,首先应该推进集成化综合软件和分级计算机操控系统的综合发展。 在巩固机械工程和自动化关系, 促进两者和谐发展的过程中我们应该坚持科学发展策 略, 重视理论研究, 全面探究现代控 制理论与系统工程在机械工程领域的实际应用 。同时还要加强重点关键技术的研究工作,充分结合现代化发展过程中对机械自动化发展的要求,探究现代电子计算机操控技术等的相关技术的发展,除此之外,还要探究各种多用途的自动化装置的使用,开发各类计算机操控系统的使用等工作的进行。 结束语 在进行机械制造时候,要协同机械工程的发展,机械工程行业既是服务部门也是生产部门,同时还是我们国家国民经济的一项支柱产业,各类机械制造业的发展需要不断提高自身的技术的革新过程,提升自己的优秀竞争力,同时还要不断提升自己产品的技术含量,将机械工程和自动化相互进行结合,有利于技术发挥出应有的优势,这样就会大量节省人员的工作量,提升自己的质量和生产效率,适应世代的发展。为我们国家的经济发展起到应有的推动作用。 个人简历 赵昂:1973年3月出生,1995年毕业于哈尔滨电工学院-工业电气自动化专业。从事质量管理专业18年,中级工程师职称。 机械工程与自动化论文:浅析机械工程自动化技术的相关问题与措施 摘 要:本文结合自身工作经验,针对机械工程自动化技术的一些问题进行阐述,并提出了相应的措施,望同行参考指正。 关键词:机械工程;自动化技术;问题;措施 1 自动化技术在机械工程中应用的重要意义 1.1 自动化技术本身是一种高新技术,融入到机械工程当中能够使企业的生产工艺发生很大的变化,可提高企业生产的整体运行效率。 1.2 在机械工程中,生产加工是重要的操作环节,而自动化技术主要就是给生产加工提供便捷,给企业带来更多的经济效益。 1.3 增强企业的市场竞争力。在机械工程中,应用自动化技术调控整个生产流程,能够很好地保证生产成本和质量,从而在很大程度上缩短生产周期。目前,自动化技术在机械工程中的应用已经取得了明显的效果,随着社会的不断进步,其必然会普及到各行各业当中。 2机械工程自动化技术的现状及问题 2.1 机械工程自动化技术的现状 我国的机械自动化在自动化技术方面,还处于单子自动化、刚性自动化阶段。而工业发达国家自动化技术方面普遍实现了智能化、柔性化和集成化;在机械自动化的生产管理方面,我国的大多数企业依然采用传统的管理模式,而工业发达国家已经实现了计算机管理,并且在工业组织与管理生产模式方面不断进行着创新和升级;在人才管理方面,没有好的、适宜的人才管理机制,理论人才过多,不够全面性;在机械设计方面,我国还没有做到及时更新,设计水平也没有很大的提升;在工艺水平方面,我国的数控加工技术还多停留在精细加工等初级阶段,在复合加工手段的采用上尚未真正掌握,仍处于追赶阶段。 2.2 机械工程自动化技术存在的问题 自动化技术在我国的机械工程中存在着一些问题,例如缺乏相关技术人才,自动化技术相对落后,自动化技术的应用范围不够宽广等等。人才是发展进步的关键,我国大多数人只有知识理论而没有实践经验技术,对人才的管理培养不够合理、全面。要结合理论和实践经验,不断研究创新,才能提高实际自动化技术。自动化技术的进步将会大大推动我国现代机械制造产业的发展和进步,但是我国的自动化技术尤其是数控系统是传统的封闭式体系结构,必须提高水平,改变落后的状况我国的自动化技术应用的领域还不够广泛,缺乏自动化技术的科研投入和制定自动化技术的管理策略。 3 改善机械工程自动化技术的措施 3.1 注重高科技人才培养促进发展 通过自动化的道路发展来促进我国机械工程的发展,因此这就需要按照相应的机械自动化方向来实施教学提升,将人才发展放在第一位,培养一批具有时代特色的创新型人才,从基础教育做起,国家出台相应的政策,积极鼓励学校培养自动化科技人才,不论是才技术理论还是从实践上都应该对其进行加强。从发展的角度为我国企业输送合理的人才,通过教育制度的改革以及国家政策的支持,势必能够获得良好的成功,为我国机械工程自动化的发展打下人才基础。 3.2 合理运用机械自动化技术分析 根据目前我国的机械生产技术的发展,我国仍然是处在了自动化发展的初级阶段,因此在当前情况下,正在全面的发展科技信息技术,对于自动化技术的使用显得非常合理,在使用过程中要考虑到发展的需求,以及自动化工艺的成熟度,以此来加强对整体自动化技术的管理。对于自动化技术的使用,要从现实出发,考虑其使用的可行性和安全性,而且在使用过程中要注重对机械工程设备,工艺操作的程序进行合理的配置,以此来实现自动化的合理执行,否则一旦使用不当那么就会产生严重的后果。 3.3 提升自主创新能力,创造自主知识产权。 我国消化吸收国外柔性制造系统(Pseudo-FMS),是要确保必要的生产柔性的前提下,优化人机界面,不过分追求自动化,尽可能建立较为完善的信息系统,充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存,系统的某些环节允许人工干预。我国目前在消化呼吸、融会贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上,要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究,以适用为前提,急需什么就解决什么,取得实践经验再推广应用。 3.4 加强与国外的专业交流 中国有一句古话,活到老,学到老。机械工程及自动化方面的人才培养模式也应该是这样。时代是在不断的发展的,社会也是在不断地进步,如果机械工程行业没有跟着时代的发展的发展,跟着社会的进步而进步的话,那么,今天的所谓的机械工程及自动化技术,如果还是停留在原始社会时期的刀耕火种的水平,所制造出来的工具,还是简单的石斧、石具等工具,这是十分荒谬可笑的,因此,就必须要关注机械工程及自动化的科学合理发展。而对机械工程及自动化的人才培养来说,从事机械工程及自动化的相关研究的人员必须时刻关注时展和社会发展的新成果,不仅要继往开来,学习古今中外的优秀经验,更要处在能主动学习的状态下,对最新的科技研究成果有着敏锐的嗅觉,及时学习最新的科学技术水平,促进自身的发展。特别是欧美国家的机械工程自动化技术发展水平向来都是比较先进的。机械工程及自动化的可持续发展,必须要对其进行溯源追踪,把视野放到海外去。早在一千年前,宋朝的大学者朱熹就提出过:“问渠那得清如许,为有源头活水来”。任何一个领域,如果不实行走出去战略,就会如同闻一多笔下的死水一样,毫无生气,只有等着发臭和被人遗忘,根本不可能获得实际的发展。机械工程及自动化也一样,要想得到充分的技术发展,最有效的一个方法是进行行业内部的人员交流,众人拾柴火焰高,集思广益的结果,必然会带来极大的经济效益和社会效益,行业本身也能得到真正的发展。定期进行走出去战略,积极进行交流和互动,整个行业就是源源不断的活水,永远不会流于固步自封与停滞不前。在有着充分条件的高等院校,走出去的战略思想更体现在走出国门,与国际接轨,学习国际上的先进机械工程及自动化水平。 3.5 注重自动化技术的发展趋势及前景 坚持走自动化技术的发展道路,对于机械自动化技术的发展至关重要。目前,机械制造自动化技术的发展向朝着数字化、绿色化与智能化方向发展。数字化是先进制造技术发展的优秀,是制造技术、计算机技术、网络技术与现代管理科学交叉作用的共同结果,这将是机械自动化技术发展的必由之路。随着人们对人类与环境之间的关系这一问题认识的逐渐加深,实现人类与环境之间的协调、可持续发展是当代经济发展必须遵循的原则。机械自动化技术的发展也同样要遵循这一原则,实现绿色化发展之路。近20年来,制造系统正在由原来的能量驱动型转变为信息驱动型,这就需要制造系统不但要具备一定的柔性,同时还要表现出一定的智能,实现在对大量复杂信息处理的同时,能够自主进行选择与处理这既是现代科学技术发展的必然结果,也是人类社会进步的重要标志。 4 结束语 机械自动化生产是一个长期的目标,因此在加强自动化生产建设的过程中,要从根本出发来加强整个机械工程自动化的实施,以不断提升我国的机械自动化制造作为其技术发展的目标,将我国的机械工程的自动化生产推向一个新的世界高度。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化中PLC技术的应用 摘 要:PLC即可编程程序控制器(Programmable Logic Controller,PLC),是建立在微型计算机的基础上的工业自动控制装置。PLC以其独特的体积小、应用性高、工作效率高等优势,如今已经被广泛应用在机械制造、食品生产与检测、重工业等多个领域。本文首先对于PLC技术的具体含义以及应用价值进行简单的介绍,然后针对PLC技术在机械工程与自动化的多个具体环境中的工作模式以及作用展开较为详细的分析及阐明,为提升PLC技术对于机械工程与自动化的贡献价值奠定基础。 关键词:机械工程;自动化;PLC技术;介绍;应用 0 引言 工业产值作为世界经济的重要贡献者,推进工业的发展对于世界经济水平的提升以及社会的进步均有重要的意义。伴随着工业化进程的脚步,社会对于机械工程的可控性以及自动化技术的应用价值提出了更高的要求,人们急需一种兼顾实用性、可靠性、灵活性的应用技术来推进机械自动化领域乃至社会各个领域的革新。届时,PLC技术应运而生。 PLC技术是一种将机器或装置的运转与数字运算进行有机结合的控制性器件,是站在传统继电器技术的基础之上糅合互联网、自动化等现代科技形成的创新型技术。在现代社会,PLC技术以及被广泛地应用在各行各业,影响着人们的工作方式以及日常生活。认识PLC技术,了解PLC技术在机械工程与自动化中的实际工作模式,对于我国工业的进步以及生产力的提高有着重要的战略价值。 1 PLC技术的实用价值与优势 时代的发展推动了工业前进的步伐,随着现代社会劳动力成本的节节攀升以及智力资源的日渐珍贵,工业生产上精简人力资源的消耗、扩大机械化程度的趋势已成必然,给机械工程以及自动化技术提出了更高的要求。PLC技术作为现代工业普遍应用的控制型器件,不仅体积小巧、易于安装、具有广泛通用性。而且用户可以通过编写程序轻松实现个性化控制方式,很大程度上提高机械装置以及自动化技术的灵活性以适用性。不仅如此,PLC还有提供多方面强大功能支持,同时兼具高性价比、高可靠性以及低功耗等等优点,已经成为了自动化控制的优秀技术,成为了我国构建自动化控制技术自主知识产权、推进机械工程与自动化发展进程的主要操作对象。 PLC技术的应用涉及生产管理、生产监控、顺序控制等方面,多个操作体系的协调与配合需要实现PLC处理器优秀与控制设备之间及时沟通。互联网的高速发展为其提供了通讯技术支持,而PLC技术抗干扰能力强、可靠性高的特点则为准确通信提供了安全保障。甚至可以预测,在今后社会发展中,PLC技术将与机器人、CAD共同组成主流基础管理设备体系。接下来将从三个方面具体介绍PLC技术特点: 1.1 操作简单 通用性高 现在,绝大多数PLC均支持程序语言互译,用户无需专门学习某一中语言,仅需运用自己常用语言编写代码后,用器件自带的翻译功能进行语言的转换即可实现对PLC的编程,降低编程语言门槛。并且PLC的安装及调试简单,外部接线较少,促使简化实际操作系统结构,进而缩短系统运行的周期,工作效率得到改善。 除此之外,为了提高PLC实用价值,全球PLC均统一使用国际标准通信协议,给不同厂家生产的PLC之间的互换提供了可能,也给PLC的调试提供了方便,极大程度地提高了PLC产品的通信开放度。 1.2 体积小 能耗少 PLC装置是集成电子线路技术的重要应用体现,安装尺寸通常均在10cm以下,重量更是不足150g,为机电一体化提供了实现基础。同时在实际使用中PLC的消耗功率一般只有个位数,为节省能耗做出了贡献。 1.3 抗干扰能力强 在实际应用中,目前广泛应用于PLC中并且符合国家标准的AS一工总线、 Profibus总线以及Device Net总现场总线与PLC界面之间通常保持良好契合度,为准确通信提供了保障。另外PLC装置采用抗干扰的电路排布与制造工艺,保证在工作过程中抵御电磁、电路的干扰,具有较高的可靠性,为PLC系统之间有效通信的展开提供了有效保障。现在的PLC装置甚至采用了多重抗干扰技术,哪怕是置于极端恶劣环境,它也能够正常工作。 2 PLC技术在机械工程与自动化中的应用 2.1 远程通信控制与系统控制中PLC技术的应用 在现代通用的机械自动化控制系统中,其他继续结构的控制工作通常是由PLC技术实现完成的。不仅如此,随着科技的不断创新与进步,PLC技术还被积极地运用于自动化系统本身,根据指令完成纠正系统逻辑错误以及排查系统故障等工作,为系统的正常运转提供了有力保障。在实际的工业自动化生产过程中,应用PLC技术的自动化系统会对机器操作的每一步骤展开监控,并在步骤完成后根据完成情况返回累积误差值,当累计误差值超过系统设置的误差允许上限时,表示此时设备运转出现异常,同时该自动化系统也会出现逻辑紊乱,无法继续运转。此时PLC控制系统将自动对逻辑发生混乱的原因进行逐一排查,诊断出问题后立马发出报警通知到用户。PLC的高通信开放度为不同系统的PLC提供通信交流的可能。在保证互联网模块以及信息传输界面正常工作的前提之下即可实现PLC控制系统的远程监控。 2.2 逻辑运算中PLC技术的应用 数字运算是PLC技术的重要组成部分。在自动化控制系统中,PLC主要使用数据处理与逻辑运算这两种计算方法。实现诸如数据运算、数据筛选、数据整理以及二进制开关等等功能。运用PLC技术,可以简单高效地完成大量数据的分析、排查、整理,极大地提高了提取结论、对比优化的工作效率。例如现在许多的食品制造企业、电子生产企业甚至交通监管部门,都是运用PLC技术实现对于实时数据的监控。除此之外,PLC还可以充当二进制开关,有效提高软接触点数目,促进自动化系统的优化。 在资源消耗方面,相比较传统继电器,PLC的能耗极低,符合资源节约型社会理念。高机械化系统帮企业节省了人力资源的投入,在劳动力成本激增的今天具有重要价值。在流水线工作模式中,自动化PLC控制系统可以直接运用PLC的二进制开关功能,通过1与0的互变实现由一个工作流程到下一工作流程的转变,避免了另外安装检验装置,简化系统提高工作效率的同时也给企业节省了投入成本。 2.3 生产系统自动化控制中PLC技术的应用 应用PLC技术控制自动化系统指的是系统中的主机、通信、顺序控制、位置控制、参数设置等等工业自动化生产模块均是在PLC技术的控制之下开展工作的。在实际的生产过程中, 用户可以结合企业实际生产环境以及生产的具体需求,根据实际生产过程中具体化的操作对象以及监控对象特点,合理改造PLC控制指令,优化PLV控制模块的组合模式。在尽力减少模块数目以及优化工作结构的条件下,实现对于生产进程的多元化有效控制以及生产自动化系统的正常运转。 运用PLC控制系统中模拟参数控制模块指的是通过具体指令的输入,使用PLC技术监控生产过程中某变量的变化,若变量达到一定条件PLC则控制相关机器或装置进行一定操作,直至监控变量没有达到条件为止。例如饮水机的热水装置就是通过监测热水槽中的水温,如果水温低于100℃就显示红灯,并控制加热电路正常工作,及时对热水槽里的水进行加热。在这一过程中PLC需要对水温变化进行实时监控,是一个过程化控制。截止到目前为止,世界上绝大多数国家均已实现运用PLC技术完成机械工程和自动化设备的监测与控制,PLC技术的应用不仅推动了工业自动化的发展,还为企业经济效益的提高,乃至社会经济水平的提升做出了重要的贡献。除此之外,PLC技术还被积极地运用在了食品、服务、电子、冶金等轻重工业领域,改变了传统生产制造模式,影响着国民的工作与生活。甚至直到现在,PLC的作用领域与影响力仍在不断高涨。 3 总结 我们的社会已经步入了高速发展的信息化时代,随着工业化进程的推进,机械工程及自动化水平已经成为评估国家工业发展的重要依据,对于衡量国家综合实力以及未来发展趋势有着举足轻重的影响。PLC技术作为机械自动化控制的主要支持,对其进行主动的改良与创新对于工业的发展以及经济社会的进步有着重要的意义。本文以PLC的价值以及优势作为切入点,对于PLC技术在机械工程与自动化中的应用开展探究,为全面推广PLC技术提供了有力支持。 机械工程与自动化论文:机械工程及自动化专业建设与优化探究 摘 要:随着我国社会经济的不断发展,我国对机械工程以及自动化专业的人才需求量逐渐增加,并对中职培养机械工程及自动化专业人才提出了更高的要求,需要中职不断完善教学方法,丰富教学内容,提高教学质量,运用先进的教学手段为社会培养高水平的机械工程及自动化专业人才,让该专业的学生满足企业的要求,进而推动社会的发展。 关键词:机械工程;专业建设;优化探究 随着我国社会经济的不断发展,我国对机械工程以及自动化专业的人才需求量逐渐增加,并对中职培养机械工程及自动化专业人才提出了更高的要求,需要中职不断完善教学方法,丰富教学内容,提高教学质量,运用先进的教学手段为社会培养高水平的机械工程及自动化专业人才,让该专业的学生满足企业的要求,进而推动社会的发展。 1 应用先进的教学模式 企业对机械工程及自动化专业人才要求较高,需要中职学生具有较高的专业能力。因此,中职学校应重视该专业人才的培养,利用先进的教学模式进行课程设置,科学设置课程进度,完善课程内容,不断地加深学生对基础知识的理解,保证学生能够有效地掌握相关理论知识。与此同时,教师进行机械工程以及自动化专业教学时,应重视并培养学生相关知识的应用能力,培养学生的创新能力、思维能力、实践能力,使学生能够有效利用基础知识来解决实际问题。中职学校应用先进的教学模式时,应根据机械工程以及自动化专业特点,科学设置教学课程,将专业课程进行分类。中职学校可根据专业的侧重点不同,设置不同的课程,为社会培养管理型、制造型和设计型等类型的人才。同时,中职学校应重视机械工程以及自动化社会实际应用情况,根据机械工程市场变化情况,对该专业的课程进行调整,分析社会对机械工程以及自动化专业人才要求的重点,研究社会新出现的知识和相关技术,让学生及时掌握该专业知识的应用动态情况,以适应社会的需求。中职学校设置专业课程时,应重视新知识和新技术,并将这些知识融入到教学中,丰富教学内容,保证机械工程以及自动化专业的先进性。 2 建立实践教学系统 机械工程以及自动化专业具有很强的实践性,而建立实践教学系统能够有效培养学生应用专业知识的能力,强化学生的工程意识,使学生的创新能力、技术应用能力得到培养。中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,应科学分配理论课程与实践课程,让学生在牢固掌握专业理论知识的同时具备较强的知识应用能力。建立实践教学系统时,应加大对实验设施和实习项目的投入,加强与企业的沟通与交流,建立实习基地,为实践教学的开展奠定基础。教师进行机械工程以及自动化专业的实践教学时,应重视学生实践能力、创新能力、思维能力等能力的培养,重视与学生之间的互动,掌握学生学习的动态,引导学生自主学习,进而充分发挥实践教学的作用。 3 建立系统性的教学体系 机械工程以及自动化专业知识较多,且社会对该专业人才的实际要求较高,不仅需要该专业人才具有较丰富的理论知识,还需要具备过硬的操作技能。对此,中职学校应根据机械工程以及自动化的市场需求,结合学生的职业发展和国内外该专业的教学经验,建立系统性的教学体系。教师开展机械工程以及自动化教学时,可以在初期将教学重点放在理论知识和基本技能方面,让学生牢固掌握机械工程以及自动化的基础知识,在中、后期,将教学重点放在专业知识的巩固和实际应用方面,提高学生的专业水平,使学生综合应用专业知识的能力得到提高。且中职学校应制定教学目标,科学设置教学大纲,并合理规划教学进度,为机械工程以及自动化专业教学质量的提高奠定基础。 4 建设专业的师资队伍 中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,需要专业水平较高、经验丰富的教师进行教学。因此,中职学校应建设专业的师资队伍,充分发挥机械工程以及自动化教师的专业性,不断提高学校专业教师的素质,优化该专业教师的结构,以推动该专业的发展,为社会培养合格的机械工程以及自动化专业人才。中职学校建设专业的师资队伍时,应根据机械工程以及自动化专业特点和学生的发展需求进行。中职学校应开展各项进修项目,让本校的教师到具备先进知识和技术的单位进行学习,使教师的素质和专业水平均得到提高,且不断提高学校教师的科研、创新能力,为全面提高教学质量打下基础。中职学校应科学建立教师管理制度,重视年轻教师的发展,让教学经验丰富的教师帮助年轻教师,并培养教师不断学习的习惯,使学校教师的整体教学水平不断地得到提升。 5 建设人才培养质量保障体系 中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,应鼓励教师积极完善该专业的教学内容和教学模式,强化教师的服务意识,支持教师积极进行该专业内容的科学研究,提高该专业的技术水平,丰富该专业的教学内容。中职学校应建设人才培养质量保障体系,根据机械工程以及自动化专业的教学特点,结合该专业的市场需求,科学制定教学目标,合理进行课程规划,并设置教学管理制度和教学评价制度,保障机械工程以及自动化专业人才的培养。且中职学校应积极应用实验教学模式,增加机械工程以及自动化实验室建设,为机械工程以及自动化专业的教学质量提供保障。 6 结束语 随着我国社会的不断进步,社会需要机械工程以及自动化专业人才的数量逐渐增多,而中职作为培养机械工程以及自动化专业人才的重要渠道,应根据社会时代的要求培养合格的机械工程以及自动化专业人才。对此,中职学校应根据机械工程以及自动化专业的特点,应用先进的教学模式以完善教学内容,建立实践教学系统以培养学生的实践应用能力,建立系统性的教学体系以改善教学质量,建设专业的师资队伍以提高学校的教学水平,并建设人才培养质量保障体系,为社会培养具有过硬专业能力的机械工程以及自动化专业人才。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化中PLC技术的应用 【摘要】本文首先介绍了PLC的特点,然后介绍了PLC的发展状况,接着介绍了PLC的应用及重要性分析,最后介绍了机械工程中自动化技术的应用分析。 【关键词】机械工程,自动化,PLC技术,应用 一、前言 PLC技术是一种将数字运算与机械操作综合起来使用的控制装置,起源于传统的继电器技术,后来发展成综合计算机技术、网络通信技术以及自动控制技术的自动化控制系统工程。将机械工程与自动化中的PLC结合推动了自动化的发展。 二、PLC的特点 1、PLC灵活性、通用性强 对于PLC技术,当工艺过程进行适当修改时,只需将内部程序作相应的修改即可,外部接线的改动量可以很少,甚至可以不必改动,其灵活性和通用性是继电器控制电路无法比拟的。 2、可靠性高,抗干扰能力强 在PLC控制系统中,大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的,加之PLC在硬件和软件方面都采取了强有力的措施,使产品具有极高的可靠性和抗干扰能力可以直接安装在工业现场稳定地工作。 三、PLC的发展状况 1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求,第二年美国数字公司研制出了第一台编程序控制器,满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展,现在已有第五代PLC产品了。 20世纪70年代中末期,PLC进入实用化发展阶段,此时的计算机技术已经开始全面引入可编程控制器中。PLC具有了超小型体积、更高的运算速度、更可靠的工业抗干扰设计、PID功能、模拟量运算及极高的性价比。 20世纪80年代初,PLC在一些先进工业国家中获得广泛应用。这个时期PLC发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。此阶段的另外一个特点是世界上生产PLC的国家逐渐增多,产量也持续上升。这标志着PLC技术已步入成熟阶段。 20世纪末期,PLC的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期主要发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,出现了特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等控制场合;从产品的配套能力上来说,生产出了各种通信单元、人机界面单元,这些使得应用PLC的工业控制设备的配套更加容易。目前,PLC在机械制造、石油化工、冶金钢铁、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。 四、PLC的应用及重要性分析 1、PLC技术在生产系统自动化控制中的应用 在自动化生产中,PLC一般通过模拟参数控制模块、位置控制模块、计数模块、主机模块、通信模块和I/O接口模块六个模块进行工业自动化生产控制。在实际工业生产时,PLC技术通过对生产过程的具体了解,根据生产过程中所需要控制的动作以及监控的对象,对PLC系统的控制模块进行合理调整和优化组合,最终以最少的模块和最合理的方式组建出一个功能全面而完善的自动化控制系统,可以保证生产过程的正确运行和对生产中的灵活控制调整。在PLC控制系统运行过程中,模拟参数模块主要功能是对整个生产过程进行监控,并向监控仪表传输控制语句,从而达到改善控制精度的目的,如控制锅炉温度的升降或保温工作,维护热处理的正常进行。 2、PLC技术在控制逻辑运算中的应用 对于自动化控制系统来说,PLC的另一个巨大作用是进行逻辑运算和数据处理,如开关量的控制、数据位处理、数据转换与传输、数据筛查与运算等功能。通过PLC的运算功能,来完成生产数据的处理,如数据采集、数据分析和工作总结,目前大多数食品、冶金以及造纸工业都利用PLC进行数据信息控制;通过PLC进行开关量的控制,可以有效的增加软接触点,提高工业自动化系统的质量,为企业节省大量的人力和物力成本,与传统的继电器相比,具有操作简单,可靠性好,控制迅速和维修方便的特点,目前已经基本代替了大部分继电器的工作。 3、PLC在系统控制和远程通信控制中的应用 在现代自动化控制系统中,PLC技术不仅用于控制其他的继续结构,还用于对自动化系统自身进行控制,也就是说,PLC技术能够对自身系统进行故障排查和逻辑错误纠正,这样的自动化控制系统才能够稳定运行。在实际工业自动化生产中,设备的每一个动作都会有自动化系统控制,同时应用系统的检测装置对执行过程中产生的累积误差进行调整,如果设备的运行状态异常,整个PLC系统的逻辑关系就会穿行混乱,PLC控制系统的就会通过这些混乱的逻辑关系进行故障诊断并报警。在PLC进行不同系统间远程通信控制时,只要保持联网通信模块和信息传输接口的正确性,PLC技术就能进行稳定的远程通信。 五、机械工程中自动化技术的应用分析 1、柔性自动化技术在机械工程中的应用分析 对于柔性自动化技术而言,其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的,因而是一种新兴技术,此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行,还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此,将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高,从而实现机械领域的工业化发展目标。如今,柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分,其将数控技术为优秀,同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面,推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知,柔性自动化技术在机械工程中的应用,对于整个工业发展而言具有相当深远的意义,不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高,减轻劳动人员的工作强度,还大大提高了生产的质量,实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见,柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。 2、集成自动化技术在机械工程中的应用分析 集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进,以确保机械制造过程更为具体化,此外,还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成,以实现机械生产的不断扩大,最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势,因此,如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可,且在信息集成系统不断发展和完善的过程中,集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面,如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言,集成自动化技术在机械工程领域的应用,无论对于产品研发,还是生产和控制都可以取得相当好的效益。 3、智能自动化技术在机械工程中的应用分析 智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟,促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集,进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时,还通过集成化技术实现了控制的自动化,因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合,不仅对生产过程的监控十分有利,有效降低了人力资源成本的投入,还实现了生产效率的大幅提高。此外,此技术通过神经网络实现信息的识别,因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力,这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。 六、结束语 在工业化、信息化发展迅速的今天,机械工程及自动化的水平已经成为一个国家工业水平的代表,而PLC技术的发展是提高工业生产自动化水平的重要方面。PLC技术应用于机械工程中有利于机械工程的发展。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化的关联 【摘要】本文结合工作实际,从机械工程与自动化技术的概念及特点出发,分析了机械工程与自动化技术之间的关联应用,并就自动化技术在机械工程领域中的未来发展前景进行了展望。 【关键字】机械工程;自动化;关联 一、机械工程与自动化技术概述 1、机械工程与自动化技术的相关概念 机械工程是结合了机械学、动力学、工业控制学等多个学科为一体的综合性工程学科,它以控制技术、计算机技术、通信技术、微处理技术等新型学科技术为理论基础,并结合了实际生产中的相关技术经验与技术理论,以用于研究与解决各种机械设备在开发、设计、制造、安装、使用等多个方面的实际问题。目前,机械工程主要可划分为机械科研、机械设计、机械制造、机械使用等若干个互相衔接且互相配合的分支系统。 而自动化技术则是实现机械产品在制造、安装、使用等多个方面自动化的方法与技术,它以工业生产中各类参数的控制为主要目的,以实现在不需要人工直接干预的情况下,按照预定目标进行机械设备的自动加工、自动测量、自动监控等多种功能。 2、自动化技术在机械工程中的应用特点 目前,自动化技术在机械工程领域中有着广泛的普及与应用,其主要应用特点有: (1)便捷性 在机械工程领域中,对于生产实践中经常遇到的较为复杂的流程优化或系统优化问题,利用传统的计算方法进行解决时,往往面临着处理时间长、计算复杂度高等问题。而通过自动化技术的应用,能借助多种自动化控制系统以及自动化理论,不仅能对相关问题进行优化求解,从而保证了问题解决的方便与便捷,而且能实现机械产品生产流程的自动化,信息处理的自动化,从而极大的提高了生产效率与生产质量。 (2)可靠性与安全性 利用自动化技术的相关程序化语言和逻辑体系,使机械设备在故障诊断、自动化控制以及机械设计等多个方面,都能实现信息的自动化和智能化的采集、分析和处理,从而保证了决策结果的正确与可靠。而且通过其自动监控与自动保护等功能,还能有效避免生产过程中出现的误操作、误指挥等问题,从而避免了安全事故的发生,提高了机械设备在生产和使用过程中的安全性。 (3)经济性 通过自动化技术的有效应用,一方面极大改善了机械工业生产中的劳动条件,通过优化人员配置,实现了人员作业调度的经济性;另一方面,自动化技术还能实现机械设备的自动加工、自动测量、自动监控等多种功能,从而保证了各种机械设备在运行管理上的经济性,实现了降低设备运行损耗、节省能源的目的。 二、机械工程与自动化技术的关联应用 1、机械自动化系统的构成与功能 机械工程与自动化技术最典型的关联应用,即实际生产中所较常采用的机械自动化系统(如下图1所示),它主要由信息控制器、执行器、传感器、信号处理器、D/A单元、A/D单元等部分所组成。 图1 机械自动化系统示意图 如图1所示,机械自动化系统通过人机接口实现指令信息的输入,然后通过信息控制单元和信息处理单元,以实现机械设备生产过程中的状态监控与动作调整,从而使机械设备能始终保持在理想的工作状态。而D/A单元、A/D单元则是作为信息的传输和转换单元,通过将生产中机械设备的电压、电流、压力、速度等模拟量转换为数字量,从而实现对机械设备各种工作参数的有效控制。 2、自动化技术在机械设备状态监控与故障诊断中的关联应用 自动化技术在机械设备状态监控与故障诊断中的关联应用,是综合利用神经网络技术(BP网络、概率网络、径向基网络等)、模糊理论、改进三比值技术、信息融合技术(D-S证据)等多种自动化技术于一体,不仅能改进传统设备监控与故障诊断方法中的缺陷与效率低的问题,而且对于提高和改进监控效率以及故障诊断的准确率都能起到很好的效果。 以机械设备的故障诊断为例,利用自动化技术不仅能获得更多源信息的支持,以提高故障诊断的准确性,而且能同时满足离线诊断与在线诊断的要求,从而保证了故障诊断信息的多层次性与灵敏性。在具体故障诊断过程中,首先通过自动化技术以系统得出和获取机械设备的试验数据、常规检查数据、运行检修数据等,以此作为故障分析的数据源,并通过多项试验项目以判断机械设备是否正常运行;其次,再利用神经网络技术诊断系统模块的故障性质,利用改进三比值技术诊断系统故障的类型,利用模糊理论和信息融合技术进行故障的分析与判断等等;最后,再利用专业的自动化软件,并结合机械设备的系统运行情况与检修情况,以综合得出故障的具体发生部位与性质,并提出相应的故障解决方案。 3、自动化技术在机械设备生产控制中的关联应用 (1)开关量的自动化控制。基于自动化技术的关联应用,能够对各机械设备的开关量进行逻辑化控制,以保证在开关控制上的组合逻辑、延时逻辑以及时序逻辑等问题得到有效解决,从而保证了机械设备在多种运行工作条件的自动化控制需要。 (2)模拟量的自动化控制。由于各种机械设备在运行过程中,其温度、电压、电流、功率等运行参数均为模拟量,其参数值是连续而变化的,难以有效控制与采集。而利用自动化技术,能将模拟量有效转换为数字量,并加以有效的控制,以保证各机械设备运行的连续性与安全性。 三、自动化技术在我国机械工程中的未来发展前景 1、智能化 智能化即是指通过自动化技术中的神经网络技术、模糊理论、专家系统、信息融合技术等来模拟人的大脑,以进行机械生产的自动分析、识别、测量以及控制等活动。 通过智能化的发展,机械自动化系统不仅能具备决策的优化功能,能最大限度的自行解决系统在生产运行过程中所遇到的各种难题,而且还能实现信息间的高度共享与合理配置,在优化工作参数选择、优化质量控制方案、优化加工路线等多个方面都能起到重要的作用。 2、绿色化 机械工业虽然是我国重要的支柱型产业,但同样面临着极大的资源消耗,以及日趋严重的资源浪费和环境污染问题。随着近年来我国对环境控制要求的日益提高,绿色化也将成为自动化技术在机械工程领域中的主要应用与发展方向。 绿色化的优秀理念,是将机械设备从产品开发、设计、制造、安装、使用、维护、回收等各个环节纳为一个整体,在设备的整个循环周期内,尽量达到对周围环境影响最小,而资源利用率最高的目的,从而使得企业的经济效益、环境效益与社会效益之间得到优化与协调。 总结: 进入21世纪以来,随着计算机技术、信息技术、微处理技术的发展,以及各类机械自动化系统及自动化理论的研究与进步,自动化技术在机械领域中有着广泛的关联与应用,并逐渐朝着智能化、绿色化、模块化等方向发展。 机械工程与自动化论文:浅谈机械工程自动化技术特点与改善措施 【摘要】随着社会的飞速发展,对机械化工程的需求也逐渐增加,为了能够有效的提高机械化项目的整体水平,必须提高自动化技术在机械工程的使用。所以机械工程单位一定要明确自动化技术的重要性,并制定改善措施。本文首先阐述了自动化技术在机械工程运用中的特点,对机械工程自动化技术的现状问题进行简要分析,并提出了机械工程自动化技术的改善措施。 【关键词】机械自动化技术;特点;现状问题;改善措施 一、自动化技术在机械工程运用中的特点 1、集成自动化技术特点。集成自动化技术是我国主要的机械自动化技术。集成自动化技术是信息技术在原来的基础上进行的一定改进,使得机械工程的全部制造过程可以变得更完善。集成自动化技术最大的特征是将原来的IT技术进行改进,也可以联合自动化和生产相关的信息,进而扩大机械化工程的生产和开发。随着科学技术的进一步发展,集成自动化技术也是一直在不断的发展,所以采用集成自动化技术可以协助企业进一步的提高机械管理程度,进而不断的提高企业的经济效益。 2、使用灵活的自动化技术特点。柔性自动化技术是现在发展先进的技术之一,柔性自动化技术是基于在计算机基础上,所以最显著的特点是能够灵活的使用自动化技术,机械工程生产目标智能化运营管理。因此,采用灵活的自动化技术,能够有效地改善科学和智能的机械工程,进而提升企业的机械化的效率。柔性自动化技术,现在经营范围被广泛使用,并得到了广大企业的信任和认可。 3、智能自动化技术的特点。智能自动化技术是升级版的柔性自动化技术,自动化技术的功能,一定要在网络的基础上创建的,因此,智能自动化技术可以是机械工程仿真与控制的过程。智能技术可以作为机械数据的科学解析,也可以收集数据或信息,所以智能自动化技术,能有效的提升机械效率,不断扩大应用的智能自动化技术的范围。因此自动化技术的功能,最大的特点可以替代人工管理,进而节省了部分的企业的人力资源成本。所以,自动化技术的功能,将成为机械工程的将来发展方向,有必要进一步的加强,以更好地提高生产效率和经济效益,完善智能自动化技术的开发和利用。 二、机械工程自动化技术的现状问题分析 对于自动化技术在机械工程的发展,我国尚处在初级阶段,在机械工程自动化生产经营中,很多企业还是采用传统的管理和经营模式。人才管理,我们的人才管理机制是不实际的,仍采用国外的人才管理方式,并没有形成适合自身的人才格局,主要集中高素质的专业员工队伍,雄厚的理论,但实际的技术低。在技术方面,精密机械加工和其他初级阶段的水平来看,虽然得到广泛应用,但在复合加工仍处于追赶阶段。在机械设计,没有即时有效的将科技成果转化,更多的设计文案设计水平不高。 机械工程自动化技术在我国也有一些问题:缺少实际应用的专业技术人员。在发展进程中,过于强调理论,都忽略了现实培养人才,造成实际机械工程自动化中,技术化程度较低。大多数人只知道理论,但在技术上却没有实践经验,只有不断的研究和创新,以提升实现机械工程自动化技术,但自动化技术仍然是传统封闭式体系结构。对于机械工程自动化应用,技术的实际广度,缺少专业的关注和准确的科研投入,并没有具体的管理策略,以此来发展自动化技术。 三.机械工程自动化技术的改善措施 1、采用先进的机械加工自动化技术。在制造业领域中,与发达国家还存在着一定的差别。没有达到高度自动化程度,计算机集成制造系统的应用并不广泛,基础技术储备不充分,应该尽量消化和吸收国外技术和成熟经验,根据自身的特点,通过技术突破壁垒,达成知识产权。现在在机械加工生产进程中,产生相对大量的部件,并且需要组装,以半自动为主。对于成品应该引入先进的设备,采用先进的机器设备,以实现高度自动化的加工,降低资源浪费,提高良好的经济性。对于单件小批量生产,应提倡成组技术人才,采取数控机床或加工中心的应用程序的正常发展。此外,自动化的应用不是不同的产品在不同行业中的简单复制,应该集重在于差异化和优化。技术信息、新材料等进一步的发展,将为我们带来更广阔的空间,以追赶和发挥的空间。新一代自动化技术在PC和开放式体系结构的发展,驱动装置朝向交流、数字化方向的发展。通信数字网络的发展,自动化系统的控制性能朝着智能化的方向发展。随着推进工业自动化进程,智能化将占据工业生产十分重要的地位。 2、以信息技术改进机械工程自动化技术。以工业自动化为基础,在一定程度上根据信息技术的发展。信息化促进机械工程自动化的发展,体现在工业设计、制造和管理等方面,加速传统产业的发展,调整产业结构的转变,完善制造业的硬实力和软实力。机械工程自动化的发展是不容易的,是经过循序渐进,步步为营,从简单到复杂的进程,在整个进程中,自动化逐渐取代手工操作,这是一个重要的技术开发应用程序性能的做法。我们根据对自动化水平较低的机械工程的实际情况,以发展机械工程自动化技术,有必要引进和学习国外先进的机械制造理论和技术,从教育出发,注重教育部门,根据企业生产和发展的实际需要和市场需求作为根本导向,制定相关的专业技术教育,重视应用科学和技术创新,扩大科技投入,优化自动化产业链。要从实际出发,效率和质量相结合,充分认识到市场经济中信息技术的重要性。 3、重视高技术人才培养。坚持以机械工程自动化技术发展的道路上,我们一定要提高机械自动化教育体系的发展,打破应试教育的限制,完善校企合作,努力培养人才。现在我国的技术人员,尤其是缺少高技能人才,已成为中国经济持续健康发展的瓶颈,造成严重影响。 四、结束语 采用自动化技术能够有效的推动机械工业的发展水平。要立足于机械工程的特点,有针对性的综合自动化技术和学习,以确保机械工程的自动化技术能力的可持续发展。自动化技术对科学技术的需求高,现在我国的机械化工程发展不高,有必要制定一个长远的发展规划,以奠定在机械工程可持续发展基础。 机械工程与自动化论文:有关机械工程与自动化的探究 摘 要:随着中国经济的不断发展,机械自动化技术对中国工业的发展有着极大的影响和推动作用,随着中国加入WTO,重工业产业因为技术与生产力落后的原因,始终没有跟上世界同步水平,导致近年来,中国工业生产水平止步不前,而机械自动技术的产生,可以改变这尴尬的情况,帮助中国工业生产重振雄风,机械工程自动化技术是指在机械制造工业中应用计算机智能自动化生产技术,实现对加工对象的连续自动生产,不断优化自动生产的过程,提高工业生产的效益,加快生产投入物的加工变换,能有效提升生产的流动速度。 关键词:机械工程;自动化;技术 建筑工程作为整个城市化建设工程的重要工程之一,按时、按质、按量地完成建筑工程是相关人员研究的重点课题。除了信息化、计算化等技术的不断深入引用外,机械工程自动化技术也在建筑工程中得到了较为广泛的应用。其中,特别是一些大中型现代化机械设备的应用为建筑工程提供强而有力的帮助,并在工程建设中起到极大的作用。如今,机械自动化技术的研发已取得较大的进步,各种现代化的建筑机械设备大规模使用,成为了现代建筑业的主要生产手段,是建筑生产力的主要体现。 1.机械工程自动化对我国的影响力 中国作为一个发展中的国家,全部的技术都必须建立在一个基本前提上,那就是是否与我国的基本国情相匹配,是否能够带动我国经济、工业的发展,而不会造成严重的后遗症,所以针对这些问题,我们看到,我国的当前的国情是,我国是通过不断消化吸收国外的柔性制造系统完成自身工业发展不断地成熟壮大,这是一个最基本的国情,而需要解决的方法就是,根据国外的先进技术,结合当前的实际情况,研制、开发和推广适合我国国情的技术。 我们国家目前应该在消化吸收、融汇贯通国际上的自动化技术理论的基础上,努力做到从我们国家机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术开发研究。 针对我国目前的发展的整体情况,相关人士认为应当先发展低成本自动化技术,因为该项技术发展的潜力巨大,前景非常广阔,投资小而且见效迅速,对于目前中国的工业情况而言,是非常实用的技术,有利于提高生产的自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果。 2.机械工程自动化的发展方向 以微电子技术、软件技术、计算机技术以及通信技术为优秀而引发的数字化、网络化、综合化、个性化信息技术革命,不仅能深刻地影响着全球的军事、社会、经济和科技的发展,而且也深刻影响着机械自动化的发展趋势。 (1)光机电化方向 机械工程自动化的发展有一个极为重要的发展发展就是光机电化发展方向,因为在这一方向上,我们可以把整个进行有效的组合,在光机电化系统中,整个系统是由传感系统、信息处理系统、动力系统、能源、机械结构等部件组成,最重要系统则是光学感应系统,在机械自动化的发展中,通过引进光学技术,利用光学技术的先天优势,就能有效地改进机械自动化的传感系统、能源系统和信息处理系统。光机电化技术可省过去靠机械传动链连接的各个相关动作部分,改用几台电机分别驱动,或用电力电子器件,或用电子电控装置进行相关动作控制来实现。光机电化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,能以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。 (2)智能化方向 智能制造是20世纪80年展起来的一门新兴学科,具有很重要的前景,智能制造的涵义,有众多说法,可以认为智能制造是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络和遗传基因等人工智能技术应用到控制中,解决多种复杂的决策问题,提高制造系统的水平和实用性,人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺,具有学习工程技术人员实践经验和知识的能力,并能在生产实际中长期发挥作用。 (3)全球信息化方向 随着全球信息化的程度不断加深,机械自动化也在往全球信息化方向发展着,据我们所知,在跨国的并购和国际产业转移的过程当中,全球化的另外两个特征:全球采购与配套、全球设计与制造,相应形成。众所周知,经济全球化的快速发展,拉动了信息化和信息技术的全面发展,信息化、信息技术的发展又推动了全球化的进程,如果没有全球的信息网络做为运行环境的支撑,我们根本无法想象,全球的工业、生产制造业是否还能继续维持下去。全世界的制造与设计,由于有了更广阔的信息与网络,不仅得到实现,并且能在24小时不间断地工作,全球采购与配套,只有借助了信息技术才能有效地进行。 3.自动化技术促进机械工程建设快速发展 (1)精密机械 精密机械是高科技制造业的基础,两者互动密切,相辅相成。精密机械工业的推动,可加速高科技产业升级,全面调整经济结构;高科技产业的发展,又可相对扩大对精密机械的市场需求,带动机械成长茁壮。精密机械技术包含了NG工具机,超精密加工技术,纳米加工技术,新精密机械技术等领域。 (2)工具机技术 未来工具机产业将以发展高速切削、硬切削技术为主,而高速切削加工机之主要发展项目应以高速主轴及高速进给技术为主。在进给系统高速化方面,未来线性马达之应用应会普及化,故硬加速协助业者进行高速切削工具机相关技术之研发。 (3)半导体制程设备技术 我国半导体工业在过去十年来蓬勃发展,已为半导体工业相关技术扎根,也带来信息相关产业的进步与发展。而今由于全球通信息产业日正当中,已有多家国内业者投入所需之Ⅲ-Ⅴ族半导体关键高速及高频元件生制造。目前Ⅲ-Ⅴ族半导体晶园厂量产技术尚在萌芽阶段,生产制程与设备尚有很大的改善空间。我国湾砷化镓产业已成型,并且成为全球唯一投入砷化镓晶园代工的地区,依各业者规划的产能计算,不仅可拿下近五成的晶圆制造市场,并有机会延续硅晶圆发展模式,再创另一个半导体产业高峰。 当今科技的进步与市场的需求对于机械工程的建设提出了前所未有的挑战,同时又提供了更广阔的发展空间。正是这种挑战与机遇共存成为了机械工程发展的动力,在自身不断完善发展的同时又从各个学科领域中获得新的启示与技术支持提高改进和创新的能力。只要我们在做好机械自动化技术的相关研究之后,保障并完善机械自动化设备的管理与维护制度,不断探索,不断进取。那么,机械自动化技术一定会在建筑工程发挥更大、更有效的作用,在保障人民生活工作的同时提高社会的安全、舒适度,以及社会经济效益。在广阔的市场需求与人才不断扩充的前提下,我们不仅要加强自身的建设与发展更要积极的向国际最尖端的领域学习借鉴,相信我国的机械工程会引领世界。 机械工程与自动化论文:关于机械工程及自动化专业建设与优化探究 摘要:文章研究了注重师资队伍建设、构建实践教学体系、优化和创新教学模式、完善教学体系以及落实实验和人才培养质量保障体系建设等中职学校机械工程及自动化专业建设与优化内容,以期为机械工程及自动化专业建设与优化提供一些参考,提升机械工程及自动化专业教学质量。 关键词:机械工程以及自动化专业;教学;优化 近年来,随着我国改革开放的不断深入,推动了我国经济和社会的快速发展。目前,我国对机械工程及自动化专业人才的需求量不断增大,为中职学校的机械工程及自动化专业的人才培养提出了新的标准和要求。因此,中职学校应当加强机械工程及自动化专业建设与优化,不断提高机械工程及自动化专业教学质量。 一、注重师资队伍建设 在现代中职学校的机械工程以及自动化专业教学中,教师是培养人才的关键。对于师资队伍建设,改革开放总设计师邓小平同志有着“一个学校能不能为社会主义建设培养合格人才,培育德智体全面发展、有社会主义觉悟的、有文化的劳动者,关键在教师”的论述。因此,中职学校在机械工程及自动化专业建设与优化时,应当注重师资队伍的建设。中职学校在开展机械工程及自动化专业教学过程中,应当充分发挥教师在教学过程中的关键性作用,同时明确中职学校机械工程及自动化专业教学相关要求,注重教师结构的优化,并加强教师师资队伍建设,不断提升师资队伍的整体素质和质量,推动我国中职学校机械工程及自动化专业教学的不断发展,为社会培养更多机械工程及自动化专业性人才。中职学校在进行机械工程及自动化专业师资队伍建设时,应当结合中职学校机械工程及自动化专业的实际情况,对专业的发展需求和教师结构与特点进行仔细分析。一方面,中职学校应当不断提高教师的育人素质和专业技术水平,同时提高教师的创新能力和科研能力,并积极鼓励和支持教师进行进修,不断提高学校的师资力量。另一方面,中职学校应当不断完善教师制度和工作制度,让教学经验丰富的教师充分发挥传、帮、带的作用,指导年轻教师的发展,同时积极鼓励和支持教师树立终身学习的理念,提高中职学校机械工程及自动化专业教师的整体水平。 二、构建实践教学体系 实践教学体系即是在教学过程中以实践教学为目的,不断提高学生的工程意识和实际操作能力,培养学生的技术应用能力和创新能力。目前,面向社会培养更多的实践型人才和应用型人才是各大中职学校机械工程及自动化专业的人才培养目标。中职学校在开展机械工程及自动化专业人才培养时,应当重点突出对学生的实践能力的培养,在教学过程中构建专业理论技术知识与知识应用能力有机结合的实践教学体系,不断提高学生的问题分析能力和解决能力。中职学校在进行实践教学体系构件时,中职学校应当加强师生间的交流和合作,注重研发实习设备和实验设备,为中职学校开展的实践教学提供服务,同时注重校内实践基地的建设,为中职学校培养实践型机械工程及自动化专业人才提供基础保障。此外,中职学校应当加大校企合作力度,为学生提供社会型实践基地,提高学生的实践能力和自主创新能力。 三、优化和创新教学模式 中职学校机械工程及自动化专业对学生的能力要求相对较高,因此,中职学校在开展机械工程及自动化专业教学过程中,应当注重课程的设置和人才培养方案的制定,不断优化和创新教学模式,在确保学生具备扎实的理论知识的基础上,不断培养学生的创新能力和实践能力,为社会培养更多的机械工程及自动化专业性人才。中职学校在进行教学模式的优化和创新时,一方面,应当根据机械工程及自动化专业自身特点,对教学课程进行合理设计。中职学校在设计机械工程及自动化专业相关课程时,应当注重课程群的建设,将专业课程进线管系统分类,以实现“培养大型施工祝艟盼没计、制造与使用管理人才”的中职学校机械工程及自动化专业教学目标。另一方面,中职学校应当注重机械工程及自动化专业课程的动态调整,及时根据市场对机械工程及自动化专业人才的实际需求对教学内容和课程进行调整,使中职学校培养的机械工程及自动化专业人才更加适合社会的需要。此外,中职学校在进行机械工程及自动化专业教学模式的优化和创新时,应当融入当今社会先进的科研项目,及时更新械工程及自动化专业课程教学内容,确保中职学校机械工程及自动化专业课程具备学科前沿性。 四、完善教学体系 中职学校在进行机械工程及自动化专业建设和优化时,应当根据学生发展和社会实际需要,结合中职学校自身的实际发展情况,同时借鉴国内其他中职学校机械工程及自动化专业游戏经验,不断完善教学体系。一方面,中职学校在进行机械工程及自动化专业教学时可以采用分段式宽口径教学方式,在前期注重对学生进行机械工程及自动化基础知识和基本技能的培养,在教学后期根据学生自身发展和社会对机械工程及自动化专业人才的实际需要,对学生进行专业培养。另一方面,学生应当制定中职学校机械工程及自动化专业人才总体培养目标,并围绕制定人才培养目标开展日常的机械工程及自动化专业教学,不断提升中职学校机械工程及自动化专业教学质量。 五、落实实验和人才培养质量保障体系建设 中职学校在机械工程及自动化专业教学过程中,应当对教学服务意识不断进行强化,鼓励和支持教师在机械工程及自动化专业教学内容和方法上的改革和创新,同时倡导机械工程及自动化专业教师积极进行教研教学,不断提升教师的科研水平和教学实力。中职学校在机械工程及自动化专业教学过程中,也应当大力推行产学结合的教学模式,积极开展实验式教学,并加大在专业实验室建设的投入,不断丰富和完善中职学校机械工程及自动化专业实验教学,在提升中职学校机械工程及自动化教学质量的同时,使中职学校机械工程及自动化教学具有专业特色。 中职学校开展机械工程及自动化专业建设优化时,还应当注重人才培养质量保证体系的建设。中职学校应当在现有的教学模式和制度的基础上,制定全方位教学质量管理目标和制度,同时完善机械工程及自动化专业教学评价体系,不断提升中职学校机械工程及自动化专业人才培养质量,为社会培养更多机械工程及自动化专业人才。 六、结束语 随着我国工业化进程的不断加快,社会对机械工程及自动化专业人才的需求量不断增大。因此,中职学校在培养机械工程及自动化专业人才时,应当注重师资队伍建设,构建实践教学体系,优化和创新教学模式,同时完善教学体系,并不断落实科学研究和人才培养质量保障体系建设,加强机械工程及自动化专业建设与优化,使中职学校机械工程及自动化教学根据专业特色,提升机械工程及自动化专业教学质量,为社会培养更多机械工程及自动化专业人才,推动我国机械工程及自动化行业的不断发展。 机械工程与自动化论文:论机械工程与自动化的关联 摘 要:随着科技的进步,机械工程与自动化在实际生活中的应用也逐步的扩大,而其地位也越发显得重要。这两门学科主要的研究也涉及到更广泛的内容,如:电产品的设计、开发、制造和控制。而我国科技不断进步,改革开放也不断深入,与国外的交流也越来越紧密。又因为在本国有这丰富的土地资源和特别多的廉价劳动力,所以外国的许多制造业都选择在我国投资办厂。正因如此,国内的工业加工业也像春天的花朵纷纷的建立起来。这一切,都与机械工程和自动化有着紧密的联系,前者带动了后者的发展,而研究两者之间的联系也日益显得重要,能够在实践中把机械工程与自动化如何紧密的联系起来,如何有机化的结合成了我们的首要任务,因为只有这样,才能更好的促进我国的经济建设和发展。 关键词:机械工程 自动化 关联 一、引言 机械工程与自动化是两个本身就具有内在联系的学科,而机械工程它所涉及的领域相当的广泛,比如:国家农业,国家工业,国家交通运输业,能源开采业等等。机械自动化又同时为这些行业提供非常的大的技术支持,使得它们的工作效率有着显著很的上升,从而从这一方面推动了我们经济发展的步伐。自动化则是在机械工程的基础上用机器的自动化代替人工的智能操控,它依靠的是先进的技术手段,用机器的智能化代替人工操作,大量的人力被节省下来,有效的提高的工作上的生产率和生产安全。所以,把机械工程和自动化有机的相结合将大大的节省人力,提高生产水平,同时也确保了生产的安全性,尤其是在一些高危险行业这一点显得特别重要。 二、机械工程与自动化的内涵 (一)机械工程的内涵 机械工程是一门同社会各项生产事业关系都很紧密的学科,而机械设备又可以多方面的应用与很多不同的生产事业,如果从它的功能上来分的话它包含:粉碎型机械、动力型机械、原材料搬运和交通运输设备等等;而按照服务门类的对象分的话它包含:农业机械、工业机械、交通运输等。机械在研发、设计、制造和使用需要经过几个不同的工作阶段。所以机械工程能够分成许多个小的分支。比如,机械制造,机械研发,机械维修等等,每个学科之间都彼此的相互交融,互相促进的科学发展体系[1]。 (二)自动化的内涵 定义:自动化指的是在生产过程中,依靠在机器上设定的程序或预先发出的指令在机器自动完成工作,能够比较少的实用人力,甚至在工作过程中不需要人力的参与来自动进行生产。简化日益复杂的机械化的操作,是自动化的目的所在。比如:现代轮船、汽车等交通工具都有应用自动化的简化操作。自动化如学科果要完善的话,还需要现代技术和产品的研发,其中更多的是必须要融入电子学和数学学科的知识。在自动化产生以来,在很多企业在生产加工中都实现了半自动化或者全自动化。这门技术广泛的应用于实际生活中的各行各业,甚至连国防事业都有应用,这一学科很大程度上推动了国民经济的快速发展。 三、机械工程与自动化的关联 随着社会的迅猛发展,我们对生产效率的要求也随之节节攀升,由于这一原因,机械化工程和自动化技术之间的关系更加的紧密,更加的密切。要使得机械工业生产产品、生产技术向着自动化的方向发展,而且要将各种各样的机械零件都归入自动化生产的过程中这一目标实现,我们必须得在机械生产领域不断扩大推广。 国外的发达国家,他们对于自己的自动化生产都设置了比较完善的一整套单元体系,以用来提高工业化的生产,同时在设计结构方面能够自动化的组合和安装,以促进集成化、微型化的控制装置模式的建立。微型便利化的自动化操控装置和一体化电动机装置在实际的应用中有着操作便利、性能可靠的优势,这种机械工程的自动化发展模式能够大量的节约了劳动力。而自动化技术在提高工程质量、节约资金和能源、提高国民经济的快速发展、加强自己国家的国防事业等等各个方面都有着重要的作用。我们能够从劳动生产中解放出来,能够从事管理和研究工作,能够是脑力与体力劳动的完美结合,有了它们才有了今天的我们,想想在短短的几十年前,我们从事的什么样的生产,而如今又是什么样的生产,这一切的一切都要归功于机械自动化的发展,一切都要感谢机械工程和自动化的完美结合[2]。 四、发展机械工程与自动化关联的方法 前面我们提到了机械工程和自动化和它们紧密结合的那么多好处,那么我们下面将说说如何发展机械工程与自动化的联系。现代科技迅猛的发展,尤其是计算机技术和现代科技的飞速进步,从而导致微电子技术与机械工程相结合。目前,机电结合已经发展成为自动化机械工程技术的发展趋势。但是我国当今的科技水平和计算机水平和国外比起来还落后很多,所以,在机械工程的自动化过程中跟国外比起来有很多的不足,也因为这样在自动化工程生产产品也会很大方面的影响产品的质量。对于这一情况,我们国家应该加大科技发展的投入,发展更多的创新人才,从而来使得我们国家的机械工程和自动化的完美结合,从而全方位的提高我国的产品质量。 想要事项机械工程与自动化的有效结合,需要各方面的软件和硬件方面的支持,在软件方面尤为重要,这一切与计算机水平息息相关。首先,我们应该先发展集成化综合软件的升级和分级计算机操控系统的全面发展,这样才能实现生产无人化、自动化。在发展机械工程和自动化的关系时,首要任务就是要促进两者之间的和谐发展的过程中我们应该坚持科学发展为首要策略,把理论的研究全面的与系统工程在机械工程领域的实际应用中去。这只是一方面,在另一方面。还要加强重点优秀技术的研究,充分的迎合现代化发展对机械工程和自动化的要求,深入的研究目前的电子计算机操控技术、提高微型计算机的应用、和提高与此相关联的固件与硬件软件的技术;深入的研究自动化机械工程中相关联的仿真技术,科学的应用数字化的模拟,精确的应用计算机模拟技术对自动化系统的计算和实验[3]。 五、结束语 无论哪种技术的开发与发展都离不开人,认识这一切的来源,而这一切也都是为人服务。所以,要强化自己的科学技术,计算机水品等等,就必须培养出更多的杰出的人才。机械工程行业既是生产行业同时也是服务行业,是每个国家经济发展必不可少的一项产业支柱,不管哪个国家都在不断给各类机械制技术创新,而我们国家要想赶上国外先进的国家也要从这一方面下手,革新自身的科学技术和机械制造,从而提升自己产品的技术含量。而作为一个企业也一样,把自动化有机的结合在机械工程技术上面,发挥更大的优势,从而更多的节约劳动力,并且提高产品质量用来跟上时展的脚步。为促进我过经济发展起到有力的推动作用。 机械工程与自动化论文:浅议机械工程与自动化中PLC技术的重要性 摘 要:文章对PLC技术进行了简单的阐述,对PLC的通信功能及特点进行了分析,具体说明了PLC在机械工程及自动化发展中的重要性以及PLC技术在机械工程自动化领域的应用现况,为PLC技术在机械工程自动化的广泛应用打下了基础,也为机械工程与自动化的发展提供了支撑。 关键词:PLC技术;机械工程与自动化;应用;分析 1 引言 PLC技术是一种将数字运算与机械操作综合起来使用的控制装置,起源于传统的继电器技术,后来发展成综合计算机技术、网络通信技术以及自动控制技术的自动化控制系统工程。目前,在机械工程及自动化领域中,PLC技术已经得到了广泛的应用,国内各行各业的自动化水平都得到了一定的提高,为国家的发展和人们生活水平的提高提供了技术支撑。本文对PLC技术在机械工程与自动化领域的重要性进行了分析,以供参考。 2 PLC技术及特点 PLC是目前工业领域单台设备自动化控制的典型设备,具有体积小、安装方便、编程容易、可靠性高以及不易受干扰的特点。近年来,PLC技术发展越来越快,软件、硬件以及技术开发也有了较大的进步,功能越来越强大,系统的兼容性和开发性越来越好,使PLC的性价比也越来越高。现在,PLC已经开始广泛应用在机械、化工、电力以及冶金等领域,成为自动化控制的重要支柱之一,大大推动了机械工程与自动化的发展进程。 PLC技术主要包括过程控制、位置控制、生产监控、顺序控制以及生产管理等,而完成这些复杂控制必须解决控制设备与PLC处理器优秀之间的通信问题,而通信技术最重要的是保证通信的正确性和稳定性。PLC技术的通信功能是最稳定的,下面对PLC技术进行数据传递或共享的特点进行具体的分析: 2.1 采用国际标准通信协议。PLC的生产厂家为了便于PLC的推广和用户使用的方便,规定使用统一的国际标准通信协议,这样不仅使不同的生产厂家的PLC系列产品的生产互换性大大提高,还极大的方便了用户进行维修,提高了PLC产品的通信开放程度。 2.2 现场总线的接口契合度。大多数PLC生产厂家都生产现场总线,并且在通信领域广泛使用,如目前在PLC中广泛使用并且已经进入国家标准的DeviceNet、Profibus、AS-I总线。这些现场总线与PLC接口的契合度极高,大大保证了通信的稳定性。 2.3 简单化的程序编辑。大多数PLC生产厂家为PLC用户设计了专门的计算机与PLC进行通信的软件,进行程序翻译,减轻了用户的编程工作量,使PLC编程不在受限于专业人员,大大降低了PLC编程的准入门槛。 3 PLC的应用及重要性分析 3.1 PLC技术在生产系统自动化控制中的应用 在自动化生产中,PLC一般通过模拟参数控制模块、位置控制模块、计数模块、主机模块、通信模块和I/O接口模块六个模块进行工业自动化生产控制。在实际工业生产时,PLC技术通过对生产过程的具体了解,根据生产过程中所需要控制的动作以及监控的对象,对PLC系统的控制模块进行合理调整和优化组合,最终以最少的模块和最合理的方式组建出一个功能全面而完善的自动化控制系统,可以保证生产过程的正确运行和对生产中的灵活控制调整。在PLC控制系统运行过程中,模拟参数模块主要功能是对整个生产过程进行监控,并向监控仪表传输控制语句,从而达到改善控制精度的目的,如控制锅炉温度的升降或保温工作,维护热处理的正常进行。 3.2 PLC技术在控制逻辑运算中的应用 对于自动化控制系统来说,PLC的另一个巨大作用是进行逻辑运算和数据处理,如开关量的控制、数据位处理、数据转换与传输、数据筛查与运算等功能。通过PLC的运算功能,来完成生产数据的处理,如数据采集、数据分析和工作总结,目前大多数食品、冶金以及造纸工业都利用PLC进行数据信息控制;通过PLC进行开关量的控制,可以有效的增加软接触点,提高工业自动化系统的质量,为企业节省大量的人力和物力成本,与传统的继电器相比,具有操作简单,可靠性好,控制迅速和维修方便的特点,目前已经基本代替了大部分继电器的工作。 3.3 PLC在系统控制和远程通信控制中的应用 在现代自动化控制系统中,PLC技术不仅用于控制其他的继续结构,还用于对自动化系统自身进行控制,也就是说,PLC技术能够对自身系统进行故障排查和逻辑错误纠正,这样的自动化控制系统才能够稳定运行。在实际工业自动化生产中,设备的每一个动作都会有自动化系统控制,同时应用系统的检测装置对执行过程中产生的累积误差进行调整,如果设备的运行状态异常,整个PLC系统的逻辑关系就会穿行混乱,PLC控制系统的就会通过这些混乱的逻辑关系进行故障诊断并报警。在PLC进行不同系统间远程通信控制时,只要保持联网通信模块和信息传输接口的正确性,PLC技术就能进行稳定的远程通信。 3.4 PLC技术在各个生产领域的重要性 目前,PLC已经成为世界上大多数国家实现机械工程自动化的标准设备,它的应用范围已经覆盖了冶金、化工、交通、娱乐和食品等所有的轻重工业领域,是自动化领域用途最广,也最为重要的控制设备。在2009年,全国的PLC生产件数高达一千五百万件,而2010年的产量达一千八百万件,2011年的最终产品达到了二千三百万件。经统计,这些PLC产品的最终使用的领域如表1所示。 表1 PLC的使用领域分布表 4 结束语 在工业化、信息化发展迅速的今天,机械工程及自动化的水平已经成为一个国家工业水平的代表,而PLC技术的发展是提高工业生产自动化水平的重要方面。本文通过对PLC在各个领域自动化设备中的应用,论述了PLC在机械工程与自动化方面的重要作用,为PLC在自动化控制领域的推广提供了支持。 机械工程与自动化论文:浅谈机械工程与自动化的关系 摘要:科技水平的不断向前发展,工业生产规模的不断扩大,使得机械工程及自动化技术得到了大力发展,本文基于机械工程与自动化技术的概念及其应用,分析了机械工程及自动化技术的关系,并总结了其未来发展策略,机械工程与自动化技术的综合应用提高了生产效率,极大的促进了经济效益和社会效益。 关键字:机械工程;自动化;关系 引言 机械工程自动化,即自动化技术在机械制造过程中广泛推广与应用,已达到更快速的加工原材料的同时实现机械生产过程中的原材料流动速度的加快,进而提高了劳动效率,也使得机械工程自动化技术得到飞速发展。自动化技术的应用不仅促进了机械工程的大力发展,也利于自动连续生产,以达到优化生产效率和简化生产过程的目的。就目前我国整体机械化水平程度来看,自动化水平还处于初级阶段,水平较低。因此我国还需大力发展机械工程自动化技术。 1.机械工程概述 机械制造过程中生产必备基础工具为机械设备,依服务对象划分可分为交通运输、工业设备、农业机械。依功能划分可分为动力机械、粉碎机械、交通运输机械及物料机械,依照工作原理划分可分为热力机械、透平机械、仿生机械及流体机械。依照服务产业划分可分为农业机械、化工机械、矿山机械与纺织机械。机械设备须经过不同的工作性质阶段如研究、开发、设计、制造及应用等阶段,因此,依照工作性质可分为互相衔接配合的几类系统,如机械科研、机械设计、机械制造、维修、运用等。以上各学科的充分融合发展使得机械工程细化为许多学科分支,各学科的交织发展使得各分支相互促进和渗透。现代化技术、科学技术的不断发展及社会化进程的不断深入,使得机械工业对于国民经济的发展越发重要。 2.自动化技术概述 自动化技术即指生产过程中主要依赖预设指令或者程序自动完成相应工作,不依赖或较少依赖人的干预。自动化技术来源于人们简化控制过程及实现机械代替人类来实现简单重复工作的目的,及便利人们日常生活如汽车、飞机的使用。大量机械设备的使用使得控制系统越发复杂,使得单一的手工控制无法实现。应用数学、电子学等方面的发展也促进了自动化技术理论的发展。随着自动化水平的不断提高,传统的单机、局部的生产制造自动化发展为全盘、综合的自动化进程。目前,大部分生产企业的生产过程都实现了半自动化或全自动化,使得生产环境变得高效、高速、优质。这些企业通常采用了许多自动化装置、电子仪表及计算机控制技术,而不是仅采用单机的自动化装置。目前自动化技术已经应用到了科研、生产、国防等各个领域,且其规模不断扩大,自动化技术的广泛应用也极大的促进了我国的经济发展。这些应用如联合钢铁企业的自动化应用(开采矿山、冶炼、选矿、轧制、运输包装及剪裁)。总之,自动化技术目前已经得到并将进一步扩大其应用范围。 3.机械工程与自动化技术的关系及其发展策略 3.1.应用现状我国有关自动化在机械工程的应用方面还很有限,在管理和生产方面还采用传统的方式,人才管理机制模式方面大多数企业也是直接由外国引进,这种管理模式表现在理论性强,人员专业素质高,但实用性不高,因为没有形成适合企业自身与中国国情的人才模式,使得其在本土不适用。从机械设计方面来说,现阶段大多设计部分都是照搬照抄,而且设计水平较为低下,且设计常常不能有效转化为具体科技成果。从工艺技术水平方面来说,目前加工初级阶段如精细加工等已经得到较为广泛的应用,但是复合加工还有待加强。 我国自动化在机械工程方面尽管已经等到了广泛应用,但是仍然存在一些问题:(1)缺乏实用型人才。最近一段应用过程中,企业大多过分重视理论人才和研究的培养,使得在实际工程应用中,技术应用程度低下。(2)实践经验不足。目前我国主要注重理论知识的培养,而实践经验不足,当然在理论知识和实践经验的培养中,应不断培养创新精神,这样才能不断在实际中提高机械自动化技术。在应用方面,我国实际应用的广度和深度都不够,缺乏正确的科研投入与对专业人才的重视及没有形成特有的自动化的管理模式。 3.2.两者之间的关系机械工程与自动化技术中存在非常密切的关系,机械工业采用自动化的生产方式,使得生产技术自动化、机械工业产品得到大力发展。零件的机械加工中引入数控、程控、自动化的生产工艺及工程的思想全面引进系统节省了人力物力及提高了经济效益。自动化机械装置的一体化及微型便利化进程使得生产过程维护方便、可靠性高、设备的自锁功能使得其无需工作人员的监视和维护。机械工程自动化过程中电子计算机技术、各类自动化装置的应用极大的提高了劳动生产率,并且保障了机械工程质量、降低消耗成本、资金的积累,促进了经济的发展。机械工程自动化的引进使人们不需花费大量的精力在复杂、繁重的体力劳动中,也可以一定程度的减轻脑力劳动。所以,自动化技术促进了机械工业的发展,而机械工业也在一定程度上提供了自动化迅速发展的平台。 3.3.发展策略 3.3.1.深化机械工程自动化方面的科学研究。机械工程自动化系统需要大量的优质硬件和软件,因此,应促进分级计算机控制系统和集成化综合软件的全面发展以实现自动化、无人化的生产。在巩固自动化与机械工程之间的关系,促进二者相互促进相互发展的过程中应以注重理论基础研究、坚持科学发展战略,开展新型转换能量技术、装置的研究,新型调速交流技术、理论、新线路、新机电、新器件的研究。优化自动化系统监控检测技术,以提升机械自动化工程中在线检测的精度、可靠性及自动化测试水平、效果。提高自动化机械工程技术中的仿真技术,利用计算机及数字模拟等技术实现大型系统参数及总体结构的设计及实验、以达到选择最佳参数和系统的目的。 3.3.2.努力提升自动化应用水平。机械操作人员主要对生产过程进行技术管理,及管理自动化技术装置、系统中采用的各种计算机等装置。因而相关技术操作人员应该具有相应的操作技术和自动化技术相关理论知识,否则难以保证自动化系统的正常运行,因此应该加强操作人员的培训以提高其自动化应用水平。 4.总结 机械工程与自动化技术的应用都极大的促进了我国工业经济的发展,因此如何理解并处理好二者之间的关系至关重要。机械工程与自动化技术的结合极大的增加了劳动生产率,且便于操作和管理。 机械工程与自动化论文:机械工程及自动化专业建设与优化探索 摘要:针对江西理工大学当前机械工程及自动化专业建设及人才培养中存在的问题,从专业建设的思路、人才培养方案、课程体系、师资队伍、实践与就业保障体系、专业反馈机制和自行考核评估机制、教学内容和教学手段及教学管理等方面探讨本专业的结构优化与人才培养模式,进一步提升教学研究型大学机械工程及自动化专业的人才培养质量。 关键词:人才培养;教学改革;机械工程;专业建设 作者简介:古莹奎(1976-),男,河南南阳人,江西理工大学机电工程学院副院长,工程实训中心主任,教授;何学文(1971-),男,江西赣州人,江西理工大学机电工程学院副院长,教授。(江西赣州341000) 基金项目:本文系江西省高等院校教学研究省级教改立项课题(课题编号:JXJG-10-6-1)、江西省教育科学“十一五”规划课题(课题编号:09YB428)的研究成果。 中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)08-0038-02 机械工程及自动化专业是机械工程人才的孵化器,主要培养从事机械工程领域的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理、经营销售等装备制造业领域的高等工程科技人才。[1]针对当前机械类大学生普遍存在的实践应用能力差、科技创新意识薄弱、知识结构单一等缺陷,机械工程及自动化专业应该运用全新的教学理念指导教学改革,明确建设思路与方案,优化专业结构,加大建设力度。[2]本文结合江西理工大学机械工程及自动化专业的建设探讨本专业的结构优化与人才培养模式。 一、当前专业建设和人才培养存在的问题 当前,机械工程及自动化专业在建设方面存在一些问题,严重影响了机械类创新人才的培养和学科专业的进一步发展。主要表现在以下几个方面: (1)学生知识面狭窄,课程内容落后于时代,缺乏反映学科发展前沿的有关新学科、新技术和新思维的知识。不能激发学生思考新问题、探讨新知识的创新欲望。 (2)教学方法呆板,过于重视考试和成绩。缺乏启发式、研究式的学习氛围。高校必须高度重视培养学生的创新精神和创新能力。 (3)重理论、轻实践,重计算推理、轻实验论证,理论脱离实际,不利于培养学生发现问题和解决问题的能力。[3]缺少一种面向未来的精神,过于守成,缺乏创新。 (4)较浅的人文底蕴,大学教育习惯于按专业招生,分专业培养。在培养过程中过于强调专业,忽略了学生在人文、社会和科学方面的教育,不利于学生的多样化和个性化发展,无法适应社会的快速发展。 (5)渐趋职业化。在强调理论联系实际的同时,局部培养过于职业化。在学生培养过程中,应重视学生科学思维、科学方法、科学精神的培养,不仅要让学生学会学习、学会工作,还要使学生学会探索、学会创造,避免将本科生培养成单一的技术工人。 (6)学分与学知识的矛盾。目前学校各专业普遍实施学分制,并且按照宽口径、厚基础的思想进行学分分配,尽管专业教学计划的制定是本着较优的比例进行必修课和选修课的设置,但学生往往在选课过程中由于缺乏系统的指导,抑或是仅仅为了拿学分而盲目选课,造成很多主干专业课没有选而学分已经达到要求的状况出现,不利于学生专业素质的培养。 (7)具有工程背景的教师比例较低。由于教师缺乏工程实践经历,难以引导学生进行理论联系实际能力和创新能力的培养。 二、专业建设与优化的途径 鉴于以上种种不利因素的存在,江西理工大学机械工程及自动化专业在建设过程中不断转变教育观念,进行结构优化,改革教学方法,主要采取以下措施。 1.明确专业建设的思路 作为省级重点学科、省级品牌专业和国家特色专业,江西理工大学机械工程及自动化专业在近期得到了长足发展。 明确提出其建设思路为立足江西,面向市场,面向矿山、冶金行业,把积极加强发展和培养“口径宽、基础厚、能力强、高素质”的机械设计与制造领域的应用型和复合型本科生作为主要培养目标,完善特色培养模式的教学计划和教学大纲;加强师资队伍建设,推动和深化教学改革,改革教学内容、课程体系、教学方法及手段,强调理论和实践的紧密结合,积极探索高级应用型人才的培养规律;进一步加强校企合作,加强校外实习基地的建设,大力加强实验实训基地的建设和专业教材建设;推进科技服务水平和科研水平。 2.继承与拓展已有教学科研成果 在继承传统矿山机械、冶金机械和设备管理专业已有教学和科研成果的前提下,紧跟当前矿山机械、冶金机械和工程机械的最新发展趋势,将本专业向更广更深层次拓展。使本专业成为涵盖矿山机械、冶金机械和工程机械新产品研发、自动控制、设备工况监测与故障诊断、机电液气一体化工程以及矿冶设备可靠性、维修性、安全性的极具行业特色的新型专业。 3.以服务地方、行业经济为导向,制定复合型创新人才培养方案 作为江西省具有矿山、有色、冶金行业背景的机械专业,江西理工大学机械工程及自动化专业理应承担起为地方和行业经济发展服务的重任,找准人才培养与地方需求的最佳结合点,与地方形成互利共赢、互动发展的良好局面,为地方和行业经济发展输送更多的复合型创新机械类工程技术人才。根据地方和行业(矿业工程、有色冶金、钢铁冶金)对机械类人才的需求,确立“以能力培养为主线,宽口径、厚基础、强能力、高素质、重特色”的人才培养模式,使学生在结合矿业工程和有色、冶金工程的生产过程中,学习专业机械设计与制造的技术基础理论和专业知识。 4.以有色、冶金行业的典型工艺和设备优化专业课程体系 创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质。通过校企联合创建人才培养模式,按照用人单位的“零适应期”要求,共同对专业课程体系进行规划,形成能够满足不同用人要求的专业课程体系,增设专业必修课模块,使每个特色专业方向设有3~5门的特色专业课程。把课程建设作为重点,制定课程建设规划、教学改革方案,全面应用现代教育技术。以精品课程、优质课程、特色课程和双语课程建设为主线,加大投入力度,全面推进课程建设。 5.转变教育观念,大力培养创新型教师 建设开放型、多元化师资队伍,以专业特色和行业背景为要求,制定本专业师资队伍建设规划和青年教师培养计划;同时,采用灵活的用人机制,聘用校外的专家、高级技术人员乃至学术团队作为企方教师,共同参与特色专业的教学工作。 6.建立渐进式、长效性的实践与就业保障体系 积极开展以有色冶金机械、矿业工程机械、钢铁冶金机械为背景的实践教学改革与研究,进一步加强校企合作和校外实习与就业基地建设,并共同规划实践教学的目标、任务以及实施办法,以实习促就业,以就业带动新的实习基地建设,实现专业培养目标与企业用人需求接轨。完善实践教学体系,使实践教学围绕特色专业课程,从专业技术基础课程的实验、实习贯穿到专业课程的实训、课程设计、毕业设计等环节。加强毕业设计环节的管理。实施毕业设计与科研课题和现场课题相结合的方式,使毕业设计面向生产一线,面向工程实际。在校企双方教师共同参与指导下,实现毕业设计现场化、工程化,进一步增强学生的工程实践背景。 7.建立和完善专业反馈机制和自行考核评估机制 经常校正专业建设的正确性。建立反馈机制,定期对生源、就业、社会影响进行评估和调查,及时了解市场、社会动态、时代需求,做到及时进行教学计划和课程体系改革,保证教学和学生培养质量。将校内教学督导制、助教制由校内延伸到企方,由校企双方共同对专业理论教学和实践教学环节进行监督,使专业教学质量的监督与评估更具有实效性。通过对专业教学、科研网络平台的建设,加强学校与合作企业的联系和沟通,使校、企在教学资源、科研资源等方面具有实时性、共享性和开放性。 8.改革教学内容和教学手段 着力改革课堂教学手段,加强教师与学生间的互动,要营造民主、宽松的学术氛围,激发学生独立思考;对学生的评价要以促进和激励学生创新能力的发展为主导。合理使用多媒体,加强多媒体教学手段的研究,提高多媒体课件的制作质量,使传统教学手段与多媒体教学形成互补,出台课前、课中与课后保证教学质量的有关规定。进一步重视教育资源的开发利用。对本专业各门课程的教学内容进行优化组合,避免重复讲授,提高授课和学习效果,并对实验条件和实验内容、实验手段进行系统的改造,通过优化组合、改造、整合和更新实验,使之成为综合性、设计性、开发性和开放性的实验;为本专业学生在实验、课程设计、毕业设计中进行专业技能、实际动手能力、计算机应用能力和创新能力的培养创造条件。加强网络化教学、科研信息平台的建设。设置自学型课程、讨论型课程、工程设计型课程、创业训练课程等,使课堂教学形式由单一的传授知识向互动交流、研究型、开发型教学形式转变。 9.加强教学管理 全面贯彻实施学校教学质量建设体系、专业建设实施方案、学科建设规划、课程建设实施方案、实验教学改革实施方案;进一步加强教学督导制、助教制,形成本学科的教学特色。把发挥教师主导作用与发挥学生主体作用结合起来,促进学生主动参与教学过程,充分调动其学习的积极性和主动性,全面提高课堂教学效果。 10.加强学生思想与学业的引导 为学生配备学业导师和思想导师,对学生的思想问题进行疏通,学业问题进行引导。在学生选课、科技创作、课外活动等方面进行充分的引导,避免出现学分与知识的矛盾。鼓励学生主动开阔视野,加强人文、社会和科学方面的教育。加强校园文化建设,精心设计、着力构建适合大学生成才的校园文化环境和学术氛围。 三、结束语 机械工程及自动化专业在建设过程中,始终坚持以培养矿业工程、有色冶金、钢铁冶金机械类高级技术人才为目标,以加强教学能力建设为重点,以改革人才培养模式为优秀,将本专业建设成为办学理念先进、教学条件优越、理论与实践结合紧密,在有色、冶金行业及江西地区起到引领辐射作用的示范性机械类专业。目前,江西理工大学机械工程及自动化专业已包含工程机械、机械电子、机械制造及其自动化、模具设计与制造和冶金机械五个本科专业方向,在机械设计及理论、机械电子工程、机械制造及其自动化、车辆工程四个硕士点招收研究生,已建设成为江西省“十一五”重点学科,江西省品牌专业,并获批为国家第三批高等学校特色专业和江西省“十二五”重点学科。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化中PLC技术的应用 [摘 要]作为一种新型控制技术,PLC技术能够把数字运算和机械操作结合起来,其最初是由传统继电器技术发展而来的,最终发展成为了综合计算机技术、网络通信技术以及自动控制技术的自动化控制系统工程。现阶段,在我国的机械工程及自动化领域当中,PLC技术已经获得了相当广泛的运用,为社会的进步与经济的提高提供了必要的保障。下面,本文就针对机械工程与自动化中PLC技术的应用进行简单分析,以供参考。 [关键词]机械工程与自动化;PLC技术;应用 目前,随着工业化与信息化的快速发展,就针对于一个国家的工业发展而言,机械工程与自动化水平是一个非常重要的标志。从本质上来说,通过PLC技术的科学运用,能够在很大程度上促进工业生产自动化水平的提升。本文主要探讨在各个领域自动化设备中PLC的应用,并且分析机械工程和自动化中PLC的重要作用,进而为自动化领域中PLC的推广提供参考依据。 一、PLC技术的基本概述 (一)PLC技术的内涵 现阶段,就针对于我国的工业领域来说,PLC属于单台设备自动化控制较为典型的设备,有着不易受干扰、可靠性高、编程简单、安装快捷以及体积小等优点。最近几年以来,PLC技术得到快速发展,技术、硬件以及软件的开发都得到了十足进步,功能强大,系统开发性与兼容性比较好,PLC技性比较高。在冶金、电力、化工以及机械等方面PLC得到广泛应用,是自动化控制的主要支柱,推动了自动化与机械工程的持续发展。PLC技术包含生产管理、顺序控制、生产监控、位置控制以及过程控制等,要想将这些复杂控制完成就需要将PLC处理器优秀同控制设备之间所产生的通信问题解决,对于通信技术的重点是确保通信的稳定性与正确性。 (二)PLC技术的特点 从本质上来讲,PLC技术在通信方面,有着较强的功能性特征,以下几点分析PLC在数据共享或者是传递中的主要特点。第一,程序编辑简单化。大部分的PLC生产厂家均为PLC用户设计了专业的通信软件以及计算机软件,进而完成程序的翻译,使用户编程工作量得以减轻,进而使得PLC编程不在仅仅局限在专业人员,PLC编程门槛大大的降低。第二,应用国际上标准的通信协议。为了方便PLC用户的使用以及PLC的推广,PLC生产厂家规定需要使用国际统一的标准通信协议,这样在一定程度上提高不同生产厂家PLC产品进行生产互换的可能性,同时还为PLC用户的维修带来了便利,使PLC产品通信开放程度得到大大提高。第三,现场总线界面之间的契合度[1]。PLC的大部分生产厂家都能生产出现场总线,并且广泛应用于通信领域中,比如,目前广泛应用于PLC中并且符合国家标准的AS一工总线、以及DeviceNet总线。这类的现场总线同PLC界面有着较高的契合度,在一定程度上使通信稳定性得到保证。 二、机械工程与自动化中PLC技术的应用分析 (一)PLC技术在远程通信控制中的应用 在F代通用的机械自动化控制系统中,其他继续结构的控制工作通常是由PLC技术实现完成的。不仅如此,随着科技的不断创新与进步,PLC技术还被积极地运用于自动化系统本身,根据指令完成纠正系统逻辑错误以及排查系统故障等工作,为系统的正常运转提供了有力保障。在实际的工业自动化生产过程中,应用PLC技术的自动化系统会对机器操作的每一步骤展开监控,并在步骤完成后根据完成情况返回累积误差值,当累计误差值超过系统设置的误差允许上限时,表示此时设备运转出现异常,同时该自动化系统也会出现逻辑紊乱,无法继续运转。此时PLC控制系统将自动对逻辑发生混乱的原因进行逐一排查,诊断出问题后立马发出报警通知到用户。PLC的高通信开放度为不同系统的PLC提供通信交流的可能。在保证互联网模块以及信息传输界面正常工作的前提之下即可实现PLC控制系统的远程监控[2]。 (二)PLC技术在逻辑运算中的应用 在自动化控制系统中,PLC对于逻辑运算与数据处理有着非常重要的影响作用,例如运算功能、数据筛查功能、数据传输功能、数据转换功能、数据位处理功能以及控制开关量等。利用PLC运算功能,进而对生产数据进行处理,比如数据的分析、采集以及工作总结等,目前大部分的造纸工业、冶金以及食品等都是通过PLC对数据信息进行监控。通过PLC控制开关量,可以使软接触点得到有效的增加,进而使工业自动化系统质量得以提升,企业能够节省大量的物力成本与人力成本,对比传统意义上继电器,其可靠性较好、操作简单、便于维修、迅速控制,目前基本上能替代大多数的继电器。 (三)PLC技术在生产系统自动化控制中的应用 简单来说,应用PLC技术控制自动化系统,就是指系统中的主机、通信、顺序控制、位置控制、参数设置等等工业自动化生产模块均是在PLC技术的控制之下开展工作的。在实际的生产过程中,用户可以结合企业实际生产环境以及生产的具体需求,根据实际生产过程中具体化的操作对象以及监控对象特点,合理改造PLC控制指令,优化PLV控制模块的组合模式。在尽力减少模块数目以及优化工作结构的条件下,实现对于生产进程的多元化有效控制以及生产自动化系统的正常运转。运用PLC控制系统中模拟参数控制模块指的是通过具体指令的输入,使用PLC技术监控生产过程中某变量的变化,若变量达到一定条件PLC则控制相关机器或装置进行一定操作,直至监控变量没有达到条件为止。例如饮水机的热水装置就是通过监测热水槽中的水温,如果水温低于100℃就显示红灯,并控制加热电路正常工作,及时对热水槽里的水进行加热。在这一过程中PLC需要对水温变化进行实时监控,是一个过程化控制。截止到目前为止,世界上绝大多数国家均已实现运用PLC技术完成机械工程和自动化设备的监测与控制,PLC技术的应用不仅推动了工业自动化的发展,还为企业经济效益的提高,乃至社会经济水平的提升做出了重要的贡献。除此之外,PLC技术还被积极地运用在了食品、服务、电子、冶金等轻重工业领域,改变了传统生产制造模式,影响着国民的工作与生活。甚至直到现在,PLC的作用领域与影响力仍在不断高涨。 三、结语 总而言之,现阶段,我国已经进入了高速发展的信息化时代,并且,随着工业化的不断推进,机械工程及自动化水平已经逐渐发展成为我国工业发展水平的评价依据。PLC技术作为机械自动化控制的主要支持,对其进行主动的改良与创新对于工业的发展以及经济社会的进步有着重要的意义。在日后的发展过程中,要求我们应该加大对PLC技术的投入,促使其能够更好的为工业发展提供帮助。 机械工程与自动化论文:机械工程与自动化中PLC技术的应用分析 摘要:随着社会的不断进步以及经济的快速发展,我国的机械制造行业也得到了较快的发展,进而就对机械工程中的设备自动化技术提出了更高的要求。而不断的将PLC技术应用在机械工程的自动化过程中,对于有效的提高机械工程自动化的工作效率以及有效的推动自动化控制和提高自动化生产的重要技术力量都具有至关重要的作用。因此,我们应加强研究与分析机械工程与自踊中PLC技术的应用,进而不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化过程中,从而不断的提高机械工程的自动化工作效率。 关键词:机械工程;自动化技术;PLC技术;应用分析 PLC技术主要是一种综合使用机械操作与数字运算的一种控制装置。因此,PLC技术就具有一定的体积小、应用性高以及工作效率高等优势。而不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化过程中对于有效的解决传统机电控制系统的构造复杂、可靠性差以及能耗高等问题具有至关重要的作用。因此,我们应不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化中,进而有效的促进机械工程行业的快速稳定发展。本文就针对机械工程与自动化中PLC技术的应用展开具体的分析与讨论。 一、PLC技术的特点 通过对PLC技术特点的认识与了解,我们可更高效的将PLC技术运用在机械工程的自动化技术中,进而有效的实现机械工程的自动化性能。下面,就针对PLC技术的特点展开具体的分析与讨论。 (一)使用国际标准通信协议 使用国际标准通信协议是PLC技术所具备的主要特点。其中,相应的PLC生产商为了有效的保证PLC技术的推广和用户使用到的便利性,就有效的使用了国际标准的通信协议,进而就在一定程度上有效的增加了人们使用的便利性。此外,不断的在PLC技术中使用国际标准通信协议,还能在一定程度上增加市场的流通性,从而不仅能够有效的方便人们对设备的维修与保养,而且还有效的提高了PLC设备的使用效率。 PLC技术生产厂商为了有效的减轻用户的使用难度,就在一定程度上简化了PLC技术的程序算法,以此有效的提高了人们的使用效率。此外,PLC技术的生产商还专门设计了连接计算机与PLC设备之间的通信软件,进而不仅在一定程度上降低了技术人员的使用要求,而且还在一定程度上提高了PLC技术设备的使用性能。 (三)现场总线的接口契合度 现场总线的接口契合度的质量在一定程度上影响着PLC技术的使用质量。其中,多数的生产商都可生产出一定的现场总线,并且不断的将其运用在通信领域中,以此来有效的提高PLC设备的使用效率。 二、PLC技术在生产自动化控制中的应用 随着机械工程行业的不断快速稳定发展,PLC技术在生产自动化控制中的应用也越来越广泛,进而就在一定程度上有效的实现了机械设的自动化生产,从而也就提高了机械设备的运行效率。下面,就针对PLC技术在生产自动化控制中的运用展开具体的分析与讨论。 在机械工程的生产自动化控制过程中,PLC设备主要是通过模拟参数控制模块、位置控制模块等六个模块来有效的达到工业生产的自动化目的,进而不断的提高机械设备的自动化性能。此外,在将PLC技术运用在机械工程的自动化生产中,还应不断的对机械工程的生产过程进行细致的调查,进而有效的对相应的控制对象进行调查,以此来了解相应自动化设备的使用性能,进而不断的提高机械设备的使用效率,以此来有效的保证机械工程生产过程的高效运行。 其中,当PLC技术运用在相应的机械工程的自动化中,其中的模拟参数模块就能有效的对整个生产流程进行监控,以此来有效的了解整个生产流程的运行情况,从而有效的促进机械工程的自动化技术获得更高的控制精度。而PLC技术对整个机械工程自动化过程的控制主要包括:对锅炉温度的控制等。通过对锅炉温度的控制,可有效的保证温度处于一个稳定值,进而有效的促进控制热处理过程的正常运行。此外,我们还可有效的将PLC技术运用在饮水机中,以此来有效的实现饮水机的自动控温目的。 此外,随着科技技术的不断创新以及机械制造行业的不断发展,PLC技术在机械工程自动化过程中的应用也越来越广泛,进而就在一定程度上有效达到了生产自动化控制的目的,从而也就有效的提高了精密仪器的生产精度,从而也就有效的促进了我国机械制造行业的长期稳定发展。 三、PLC技术在控制逻辑运算中的运用 PLC技术在机械工程的自动化过程中的应用,还可看成为一个二进制开关,进而通过相应的逻辑运算来有效的对机械工程的生产过程进行精确的控制,进而不断的提高机械工程的自动化控制水平。此外,不断的将PLC技术运用在机械工程的自动化生产过程中,还可有效的通过控制相关开关量的大小以及数据位的处理等,来达到逻辑运算的控制目的,进而不断的提高机械设备的工作效率。此外,由于PLC技术中的逻辑运算功能具有收集生产数据的特性。因此,PLC技术主要用于食品的加工、金属的冶炼以及造纸加工等行业中,进而有效的达到生产自动化控制的目的,从而提高生产的效率。 四、PLC在系统控制和远程通信控制中的应用 PLC技术不仅可以应用在控制逻辑运算中,而且还可应用在系统的控制和远程的通信控制中,进而不断的达到生产自动化控制的目的。其中,PLC技术在机械工程自动化中的应用,可有效的检查出系统自身所出现的问题,进而及时的采取相应的解决措施,以此来有效的实现对设备故障点的检修与保护,从而不断的促进系统的正常运行。此外,PLC技术还可及时的感知故障的发生情况,进而通过一定的逻辑运算功能,来有效的对系统所出现的故障问题进行报警,从而促进机械设备的正常运转,以此来有效的提高设备的运行效率。 五、总结 随着机械制造行业的快速稳定发展,不断的研究与分析机械工程自动化中的PLC技术的应用,对于不断的提高机械设备的运行性能以及有效的实现设备自动化生产的目的都具有至关重要的作用。因此,我们应首先认识与了解PLC技术的应用,进而认识到PLC技术在生产自动化控制中、控制逻辑运算中以及系统控制和远程通信控制中的应用,进而不断的促进PLC技术在机械工程自动化过程中的应用,以此来有效的提高设备的运行性能,从而有效的实现自动化生产的目的,以此来有效的促进我国机械制造行业的长期稳定发展。 机械工程与自动化论文:自动化技术在机械工程中的应用与发展 【关键词】自动化技术 机械工程 发展 随着自动化技术的发展,在国内外都受到广泛关注,提高了对其应用和发展重视程度。而自动化技术在机械工程中的应用在减少经济投入、改进生产技术、提高劳动生产率等方面发挥着巨大作用。但是我国的自动化技术在机械工程中还处于起步阶段,发展还不很稳定。因此将自动化技术高效的应用到机械行业中去是机械领域发展的首要任务,促进我国机械自动化水平的提高和国际竞争力的增强。 1 自动化技术在机械工程中的应用 在社会生产中将自动化技术应用到机械工程中去,在提高产品生产率、降低产品生产成本、缩短产品生产周期、提高企业的经济效益方面发挥着重大重要。而自动化技术在机械工程中的应用主要体现在以下四方面。 1.1 装配系统 机械工程中应用自动化的装配系统对机械行业各方面的提升都有很大帮助。自动化的装配系统是一种将不规则形状的零部件按照一定的技术标准,采取搬运、调试、组合、检验等手段,将其组合在一起形成一件完成的产品的过程。确保机械产品质量的重要环节就是装配工作,应用自动化的装配系统代替了传统依靠人力的技能去操作的复杂工作程序,在节省人力消耗的同时增强了产品的质量和产品的生产效率,是机械工程中一项重要的应用。 1.2 加工系统 在机械工程中应用自动化的加工系统将从多方面提升机械制造工作效率,自动化的加工系统能够自动的进行加工循环工作,另外还能够自动的进行工件的装卸工作。自动化的这种加工系统在某种程度上取代了工人的体力劳动,减少了机械生产中由于人为因素而导致的操作失误的事件发生的几率,有效的保证了产品的质量和产量。 1.3 物流供输系统 自动化的物流供输系统在机械工程中非常重要,是不可缺少的组成部分。它能够将制造系统中所需要的成品或原料运送到相应的指定地点,使产品运输更加简便快捷,自动化物流供输系统主要表现形式有自动输送系统和单机自动装置等,促进了机械工程的进步。 1.4 信息流 自动化的信息流在机械工程中的应用主要包括产品数据管理系统、计算机辅助设计、计算机辅助工艺设计和计算机辅助制造等,产品数据管理系统主要是指在设计生产过程中对其产生的数据和信息加以管理的系统。计算机辅助设计是设计人员采用计算机的图形设备进行机械设计工作的技术。计算机辅助工艺设计主要起中枢纽带作用,优化工艺设计的质量,提高设计工作效率,并使其标准化程度加深。计算机辅助制造主要指在生产过程中采用计算机技术,提高产品生产率。 2 自动化技术在机械工程中的发展前景 自动化技术在机械工程中的发展要以企业生产的实际需要为原则,如若违背了这一原则,会使我国的机械的自动化应用发展产生偏离,与科技发展脱轨,不能够为社会创造更多的经济效益。只有结合我国国情和实际发展情况对自动化技术加以有效利用,才可以实现机械自动化效益最大化,增大国民经济效益。 2.1 结合企业实际情况引进自动化技术 在将自动化应用到机械工程时要考虑企业自身的实际情况,根据其实际生产情况进行引进,防止出现自动化技术引进与实际需求想脱离的现象,还要充分考虑企业的经济实力,在企业具有良好经济承受能下时再加以引进,确保自动化技术为企业带来经济效益。另外我国自动化技术应用虽有一定成效,但仍处于初级阶段,发展投资少、见效快的自动化技术还是符合大多数企业的实际情况,只有集合企业实际发展情况,已实用为发展的原则,自动化技术才能有效的促进企业的发展,提高企业的经济效益。通过发展实用性强和适合企业的自动化技术,为我国自动化技术奠定坚实的基础,将企业现有的机械设备有效加以利用、改造,在此基础上对自动化技术不断熟悉,实现机械的自动化技能。 2.2 结合国情引进自动化技术 自动化技术具有很多优势,将其应用到机械工程中去是时展的必然趋势。在实际应用中要充分考虑我国的国情,不能以下完全实现机械的自动化,要逐渐的经历一个过程,一步一步的有规律的进行。有计划的从简单的机械开始应用,然后到复杂的机械全面实现自动化,建立一套健全的机械自动化应用体系。在我国改革开放之后,和其他先进国家相比,机械自动化技术水平还是相对比较落后的,发展过程也不是很顺利,因此需要我们不断积累经验,从我国实际国情出发,同时借鉴发达国家的技术和制定符合我过自动化发展的方案。根据时间实际生产需要引进相关设备。在引进发达国家的先进技术时要取其精华、去其糟粕,不能全盘接收,不断学习发展。实现我国机械的自动化全面应用,实现生产过程全自动化的目标。 2.3 为自动化技术发展奠定坚实基础 发展机械的自动化需要做好其基础建设,加强自动化应用的基础工作和推广工作。不仅要发展主机的应用,还要配套发展零部件和控制系统。自动化应用到机械中的关键就是生产大量自动化水平高和性能优的机电产品。自动化实际生产过程中,在系统的质量耐性和结构等方面都对其有着重大影响,依靠相关产品的技术更新,实现机械与自动化技术结合的良好发展。而其信息的交换、运算和判断等都要与计算机信息处理技术相结合应用,自动化的发展离不开相关的技术打下的坚实基础,只有在良好的技术基础上才能有效的实现自动化技术的优势,将其应用到机械工程中实现机械行业的快速发展。 3 结论 机械行业的发展对于我国综合国力的提升具有重要作用,因此我们要加强对机械行业的发展,使其与科学技术发展同步,逐渐引入新科技,实现其自动化。将自动化技术结合我国实际国情应用到机械工程中去,将二者完美结合,健康的走上高效、高能技术之路。
电子测试论文:电子测试系统接口技术 摘 要 随着电子信息化时代地来临,电子产品数量逐渐增加,电子测试系统在电子产品生产和质量保障中都起着非常重要的作用,电子测试系统不仅推动我国信息化建设进程,并且逐渐扩大应用范围,渗透到人们日常生活的方方面面,提升人们使用电子产品质量和舒适感。在电子测试系统中,接口技术是关键,目前我国电子产品市场上接口技术包括S-100标准化接口、RS-232C串行标准化接口总线、IEEE-488标准接口总线、VXI接口总线以及PXI系统总线。 【关键词】电子测试系统 接口技术 发展趋势 在人们不断认识新鲜事物和创造新型事物之时,总是离不开测试,虽然我国科学技术在近些年取得大幅度进展,但是在电子产品生产过程中依然面临着测试任务,因为电子测试数据具有一定指标性和实用性,给电子产品调试提供实际依据,因此在生产环节中要不断完善测试系统功能。在电子系统发展过程中取得进步最大的就是接口技术,接口技术发展和研究给人们的生活带来很大便利性。 1 电子系统测试接口技术 1.1 S-100标准化接口 S-100标准化接口主要适用于处理微机电子测试系统,是由100条信号线与电源连接而成,其中75条线脚名称和功能都有统一规定,9条线脚规定名称但没有功能限制,其余16条线脚的使用功能和名称都交给用户自行定义。S-100标准化接口设计的最初目的是为配合8080型的CPU工作,但是由于其自身稳定性比较好,在其他方面的应用也非常广泛。 1.2 RS-232C串行标准化接口总线 RS-232C串行标准化接口总线主要用于串行连接CRT终端机及调制解调器,是由25个有明确规定使用功能和名称的线脚组成,总线长度控制在15m以下,该种接口总线技术自身具有一定缺陷,接口传播信号速度比较慢,优势在于信号传播过程中能够保证高度的安全性、能够传输到比较远的地方、传输需要的线缆盗勘冉仙佟 1.3 IEEE-488标准接口总线 IEEE-488接口总线共有16条用于传播信息的线路,其中8条线路用于双向信息传播与总信息命令,另外8条线路用于信息同步或异步交换并对交换信息进行缓冲。但是由于其传输速率不超过1M字节每秒,美国惠普公司在IEEE-488技术基础上进行研发,形成传输速度增加的IEEE-488标准接口总线,改善接口各项性能,有效解决接口与微型机之间的互通问题。 1.4 VXI接口总线 VXI(VEM bus Extensions for Instrumentation)接口总线集中了智能仪器、个人仪器以及自动测试系统的很多特点,包括测试仪器模块化、32位数据总线提高数据传输速率、系统可靠性高、具有可维修性、电磁兼容性好、通用性强、标准化程度高、灵活性强等。VXI接口总线技术的出现使得自动测试系统尺寸大大缩小,测试速度大幅度增加,能够满足目前自动测试系统向标准化、自动化、智能化、模块化以及便携性的方向发展。VXI接口包括GPIB接口、RS-232C接口、MXI bus接口、IEEE1394接口和VME bus接口,都是采用内嵌式主计算机,有效减少系统体积、增加工作质量和效率。VXI接口总线的接口电路比较复杂,采用双端口RAM将有利于器件内部的CPU与VXI总线间的数据传输,能够进一步扩大VXI接口总线的优势。 1.5 PXI系统总线 PXI系统总线是一种基于PC的测量和自动化平台,它结合了PCI的电气总线特性与Compact PCI的坚固性、模块化的特性,并在此基础上增加了专门的同步总线和主要软件特征。使之成为测量和自动化系统的高性能、低成本运载平台。PXI系统总线具有很多优点,包括传输数据速率快、适合大量数据交换和传输、测试时间短、性能可靠性大等。PXI系统拥有32位总线信号和64位总线信号两种类型,主要是由PXI背板提供支持的机箱构成,机箱具有一个系统插槽和一个或多个外设插槽,该种接口技术地使用使得测试系统逐渐完善和标准化。 2 发展趋势 2.1 强化基础研究、提高仪器质量和可靠性 我国在电子产品发展上步伐比较晚,相比较发达国家来说,电子产品发展水平远远没有达到发达国家标准。因此国内电子测试系统在改善运行环境和情况的同时,还要借鉴国外先进的运用概念、原理和方法,通过科学途径培养更多专业测试技术人才,为我国科学技术的发展和研究提供更大空间。注重强化发展基础研究,以提高仪器质量和可靠性,使得仪器整体和内部形成协调发展、技术稳定、可靠的模式,从而克服长期以来的技术局限。 2.2 迎难而上、突破技术难点 我国科学技术发展正处于技术攻坚阶段,应该注重借鉴国外优秀技术,集中力量克服技术中遇到的难题,打破国外技术封锁的窘境,依靠自身技术研发和创新,鼓励青少年用于创新创业,将科技产业作为重点产业发展,争取在最短的时间内赶上发达国家科技水平。 2.3 加大科技研发投资力度、积极研制新型仪器 电子产品的更新速度很快,电子测试系统也要跟上电子产品的更新速度,基于此国家应该加大科技研发投资力度,积极研制出新型仪器,实现大批量产品和技术更新,大规模生产新型测试仪器,全面提高测试系统接口技术的稳定性和可靠性。 3 结语 综上所述,随着电子产品种类和数量的逐渐增多,人们的生活和工作已经与电子测试密不可分,不仅给电子测试系统的接口技术发展提供了发展空间,同时也让人们在使用电子产品之时享受电子产品带来的便捷。电子测试系统的发展一直是我国电子产品发展的关键,本文在新时展的背景下,总结我国目前市场具备的几种电子测试系统的接口技术,是为了更好的促进电子产品的健康发展,是为了给接口技术研发提供理论参考依据,希望通过本文的研究能够给读者带来更多专业知识了解,对我国科学技术发展提供最大地支持和理解。 作者单位 商丘医学高等专科学校 河南省商丘市 476100 电子测试论文:电子计量测试的发展动向和趋势 【摘要】 随着我国经济的发展和科学技术的进步,企业对于计量测试的要求越来越高。如今,计量测试已经被普及到人们的日常生活当中,受到了人们的热切关注。文章主要研究了电子计量测试的未来发展动向以及其发展的主要趋势。笔者将从电子计量测试的概述角度出发,深入分析电子计量测试的主要发展趋势,期望能够使更多的人认识到电子计量测试的重要性。 【关键词】 电子计量测试 特点 发展趋势 前言: 我国的一些生物工程当中也采用了计量测试,并且对计量测试的精准度做出了特别的要求。为此,我国需要深入研究计量测试的技g,从而使计量测试的技术能更加符合社会发展的需求。电子计量测试的出现在一定的时间内满足了国家和企业的需求,并且获得了很多领域的认可。如今,电子计量测试的发展前景已经上升到了科技的层面,并且还在受到不断的追捧。在国际领域上,电子计量测试成为了国家发展的重要指标之一,其代表着国家科技的水平以及社会生产的进步。 一、电子计量测试概述 所谓的电子计量测试指的是在某些领域当中需要的测量工作,而电子计量测试能够为实际工作提供数据并且为工程的设计以及建设提供依据。国际上所规定的电子计量测试范围大概在10kHz―3000GHz左右,而一旦测量的数据达到了1MHz―300MHz,将被称为高频,当数据频率达到了300MHz―30GHz则被称为微波,当频率达到30GHz―300GHz,就会被称为毫米波,再往下则被称为亚毫米波。人们通常会用到的波段主要从以上几个段位中作为主要的参数。 事实上,电子计量测试时一种参与比较复杂的工作。电子计量测试中的电磁波主要从传输线等途径中传输出来[1]。而当工作人员采用传输线的形式来传输数据时,其将参考当时的电压以及功率等多方面的信息。 当工作人员以自由空间的方式进行数据的测量和传输时,将考虑到磁场的强弱等。因此,电子计量测试的主要特点就是以电磁作为主要的参量。该项技术如今已经具有了覆盖面比较广的特点,并在统一的参量当中,其能够进行不同阶段的测试。 二、电子计量测试发展趋势 电子计量测试已经获得了很广阔的发展空间,并且将在未来被运用在多个领域当中。 2.1电子计量测试在生物工程领域的应用 我国的生物工程当中经常会出现关于生物磁场方面的测试,在该工作当中,就会运用到电子计量测试。工作人员在生物工程的研究当中主要是为了研究人类的大脑活动,从而了解人类的触觉以及视觉等感官,并且能够研究出人类大脑的神经活动。电子计量测试将进军到生物工程的研究当中,对脑神经的活动频率进行探索[2]。该项工作中,电子计量测试能够按照其测试的频率分析出人类脑神经的活动原理。如今,很多发达国家都已经对电子计量测试进行研究和分析,并从其性质角度和传播途径等方面说明了电子计量测试的优点,从而将现代的信息技术与电子计量测试融合在一起,环节生物工程研究人员所面临的数据分析问题,并能够解决人工智能软件开发中的问题。 2.2电子计量测试在环保工程领域的应用 我国所研究的一些环保工程当中也运用了电子计量测试,其将通过技术的转变而为环保工程提供支持。电子计量测试被运用到电磁污染的测量当中。当今社会,我国人们的生活水平越来越高,其对电气的使用也越来越多。但事实上,电气设备中所散发出来的电磁会对人体健康造成影响,严重的情况下会使人类生病。 国际上的很多国家都已经对电磁的发射波段进行了规定,我国也出台了明确的文件规定了电气设备所发出的电磁。为此,电子计量测试将会被运用到日常生活当中,并对电磁进行测量,从而使噪声污染减少。电子计量测试也将被运用到大气的测量当中。地球上的大气受到了严重的污染,促使雾霾现象以及温室效应的发生[3]。电子计量测试的发展注定其将被运用在对大气层的测量当中,从而使人们能够及时得到预警。研究人员将根据电子计量测试所提供的数据来分析大气的具体状况,并制定出相应的政策,以此来改善环境,帮助人类更好的生活在地球上。 三、结论 如今,电子计量测试已经获得了全面发展的机会,其工作技术也正处于革新和研发的阶段。相信在未来的时间里,电子计量测试能够向着更为合理的方向发展,从而实现技术上的全面革新,并且能够使测量工作的服务质量更加优化。电子计量测试中的产品质量也能够获得人们的认可,其会创造出更多的社会价值。 总而言之,只要人们能够更加重视电子计量测试,就能够使电子计量测试融入到实际生活当中。 电子测试论文:微电子电路的校准技术和自动测试探索 摘 要 本文接下来简要分析了微电子电路自动测试技术与自动校准技术,同时从四个方面的研究探索了微电子电路的校准技术与自动测试技术。 关键词 微电子电路;校准技术;自动测试探索 随着电子电路技术在各种电器产品之中的深入应用,对人们日常生活产生了很大的影响。为了确保运用了微电子电路技术的产品质量能够达标,研究微电子电路的校准技术与自动测试也就显得尤其重要。 1 微电子电路的自动测试技术与校准技术 1.1 自动测试技术 对微电子电路按照相关要求严格进行测试,是保证其余商家产品影响不到自身产品的重要途径。为了确保运用微电子电路技术的产品质量能够达标,必须根据其具体情况进行测试。若是保证测试设备级别达到产品测试需要的水平之上,软件本身质量情况则是能够对测试质量产生较大影响的重要因素。而软件本身的质量情况却取决于检测依据以及检测过程中选择使用的方式、测试复盖率和、测试验证的有效性这几个方面,并且这也一直是近年来关于自动测试技术研究方面的一个重要课题。 1.2校准技术 在测试设备满足相关要求的前提下,测试软件的质量对检测数据的准确性、可靠性有着很直接的影响。若是测试设自身的准确性达不到相关要求,则测试软件即便质量很好也无法保证测试结果的准确性。通常情况下,对质量要求比较高的生厂商对校准测试系统量值的准确性相对而言也就比较高,这些生产商有的还在使用三家比对和一票否决制。从而在一定程度上增高了管理环节与生产的成本,进一步对产品的生产速度造成影响。 2 微电子电路自动测试与校准技术探索 2.1 微电子电路校准依据与方法研究 现阶段国内还没有形成比较系统的电路检测标准,微电子电路的校准的依旧包含了GB3443-82、GB437784、GB6796-86等与“xx电路测试方法的基本原理”,在这之中的“xx”是微电子电路型号分类。根据目前暂定的分类情况有30种左右。 现阶段关于这方面的标准还没有形成系统性,微电子电路的检测校准不仅需要测试方法的基本原理,还需要与之对应的程序设计规则。不然若使用相同的标准,能够编织出质量不同的程序。这样也就会使测试与校准的完整性、一致性得不到有效保障。把测试方法基本原理当作检测依旧还不够完善,还需要加强相关程序设计规则的规定。并进一步编制出比较完善的与之对应的微电子电路校准规章。微电子电路校准并非使用一般的仪表器作为设校准设备,而是选择使用自动检测系统。这也检测校准过程中就可以由程序控制,有效降低了人工操作带来的影响。所以,对校准过程的研究已经转变为对校准程序设计规则的研究。一般而言校准过程中的控制文本被成为规程,检测过程中的控制文本被成为规则,而其规程与规则都将以程序设计形式实现。 2.2设备校准依据与方法研究 生产制造厂设计指标也就是设备校准的依据,一般而言有基准以及输出通道量值、范围与不确定度这两种。单独针对一个测试系统的话,其对校准量值要求比较多。若选择手工方法进行校准,若该测试系统包含60个通道,所花费时间大约10~20天,而表格的话需要耗费大概300页。如此大的工作量也就需要自动方式完成更佳。现阶段主要有基准参量分别溯源法与标准物质法这两类设备校准方式。基本上大多数的微电设备都是综合测量的类型,因此一般而言均具有好几个类型的参量要进行校准。比如说时间频率、电阻以及电压,这些的量值实际上各有不同。若是在对其进行校准的时候选择了参量分别溯源法,通常情况都是先针对其基准量施行溯源。在这之后再选择出溯源达到相关标准的基准,并用此检验设备之中其余参量与全部输入或者是输出参量。最终也就对整个系统完成校准。只是选这种方式进行校准是有一定难度的,其系统基本上是从西方发达国家引入进来的,仅配带了这些系统各自的使用手册,并不附带校准资料。因此想熟知这些系统的校准程序比较难以实现。比方说想要了解测试系统的基础位置、标称值等,这均是难度系数比较高的方面。若是对这些测试系统没有一定程度的了解,基本也就难以使用此方式进行校准。而所谓的标准物质法则选择的标准样片其不确定度实际上是已知的。这种方式是用不确定度已知的标准样片,以此利用这些样片对设备施行测量校准。若是测量的参数类型的范围相对完整,则此为校准。反之,也就称之为核查或者是比对。标准物质法一般情况比较不符合使用在国家最高微电子测试设备的校准。但如果是通过国际协作,让其用于更高设备上制作的标准样片也就适用。 2.3 检测复盖率与校准完整性研究 这方面是其检测校准过程的重要追求目标。通常情况其故障复盖率若越大是更符合其需要的。最佳的便是可以用最少的代码获取最高的故障覆盖率。在以前那些测试码生成算法这方面的研究之中,已经有多种比较适用的算法。只是这些算法之中也就穷举对于复杂电路差不到能达到100%的故障复盖率。其实早些年,计算机这方面的技术不是很高,资源也就相对比较匮乏,而且其硬件所需要的成本也不低,相对而言速度也是比较慢等等方面给测试码的大小造成了技术方面的限制。而如今因其在计算机复制测试系统上,测试速度已经大幅度提高,内存也有很大的扩大,使得大部分微电子电路使用穷举或者是状态穷举都不会在存在较大的问题。校准的完整性与测试故障覆盖率是不相同的,其并不在乎测试码的大小,更多的是在乎检测参量是否完全测验,因此也就与校准方式、过程挂钩。比如,选择基准参数分别溯源法,这里用的代码、测试量并大,但检测却完整。若选择基准物质法尤其需要看第一个通道的输入或输出参量、范围是否测完。也是因其本身自带验证程序,自校时会以第一通道作为基础进行校准,可以校准测试系统所有通道的一致性。也才能使其余通道的准确性得以有效保障。 2.4 量值溯源 所谓的量值溯源,在国内或者是国际上均是其量值通过一条不间断链持续追溯到最高标准。对微电测试所使用的设备关于校准量值溯源这方面而言,溯源与校准这两方面使用的方法是有着一定联系的。因此实际上还存在着参量分别溯源法或者是标准物质法。只是在使用标准物质法的时候是存在一些限制条件。 3 结论 微电子电路检测设备需要根据计量原理与被测电路电子特征的具体情况编写出相应的检测程序,以此被我国众多行业引用并推广。因此,需要加强微电子电路自动测试与校准技术的研究力度,使更多产品质量得以有效控制。 电子测试论文:变电站在线监测智能电子设备的自动化测试 摘 要:通过一定的通信方式采集并上传变电站在线检测智能电子设备的状态信息,在监测分析整个变电站的运行时发挥着重要的作用。对此,文章通过下文对相关方面的内容进行了论述。 关键词:变电站;在线监测;智能电子设备;自动化测试 作为一体化监控系统,在线监测智能电子设备为其中非常重要的组成部分。现阶段,随着技术的发展,出现了种类多样的在线监测电子设备,需要我们在工作中有甄别性地进行理解与应用。 1 测试方法的分析 应该根据实际情况出发,设置相应的在线监测IED装置设备。通过客户终端机DUI终端完成通信与交流。在分析完响应报文之后,对其功能的具体性能进行辨别。通常测试人员需要加入到常规的测试方法中,这样闭环就难以形成。文章在研究时,将在线监测IED的功能测试用例提供了出来。测试用例会被自动化测试系统解析成测试脚本,这样客户端通信模拟器就是通过测试脚本进行控制的,从而同DUT完成通信。对响应报文给出的一些测试结果进行着重的研究与分析,这样就有效的完成了选择测试用例再到生成测试结果的闭环处理。此外,测试过程的记录也被测试用例所提供了出来,便于一些测试人员认识到测试的重要性。 将测试过程文件应用到变电站在线监测IED自动化测试中,当作测试的提交文件,对其各项功能的测试通过文字的形式描述出来。在线监测IED的所有功能都被包含于自动化测试系统所给出的预定义用例中。将用例从测试用例数据库中选择出来,自动化测试脚本是测试平台转化测试用例后所得到的。此外,对所要输入的测试数据进行选择,然后,向着自动化测试引擎中一同输入测试脚本。 2 测试的重要技术分析 2.1 将自动化脚本根据实际情况设计出来 在线监测IED的各项功能的预期结果与测试步骤都是通过功能测试用例进行描述的,人工的测试形式一般通过测试者按照测试用例中的程序,分部进行测试,并对比分析预期结果和实际结果。 在扩展标记语言的基础上,专门将有一种脚本描述语言为在线监控测试IED功能测试设计了出来。为了防止工作的重复发生,通信测试的具体运作、审核测试结果及所在的测试环境等,都充分的应用了模块化测量思想。根据具体情况入手,将相同的操作方案抽象的制定出来,之后,在自动化测试语言脚本元素的基础上,完成相应的定义与分析。将不一样的脚本信息在不同空间的基础上定义出来,各不相同的试用例工程,然后合理的选择和采用其中的脚本元素,然后积极的制造出自动化测试脚本。 2.2 生成测试脚本 2.2.1 储存测试用例 数据库内部的在线监测IED功能测试用例通常利用自动化测试系统进行读取分析,按照用户给出的测试输入数据及对应的测试序列将测试脚本生成出来。 并且,需要通过调用多个通信服务来完成在线监测IED的各个功能,将测试序列表构建起来,对相应通信服务命令进行存储。 2.2.2 生成测试脚本 在分析时,以在线监测IED的上传数据功能为例展开,对测试用例生成测试脚本的基本过程进行分析。图1是它的基本流程图: 首先,将测试用例表中的记录读取出来,将相应的变量通过脚本中的输入参数定义出来,并且,按照测试者给出的数据初始变化量进行测试,如图中①环节所示。 其次,将对应的测试的序列在测试用例中查找出来。在排列时,按照执行顺序去做。按照这样的测试序列检测数据上传功能:联系控制模块、将报告出发装置设置出来、对报告控制模块的书写、执行报告、报告暂停。图中的②和③就是最好的诠释。在测试序列表中定义测试序列的通信服务参数。并且,在参数名称的基础上,将脚本内部的定义变量查找出来,对其值进行设置与应用。因为一些测试序列已经将执行时间定义了出来,所以,在定义的过程中,可以将timer元素应用到脚本完成该项操作。 再次,将预期结果通过测试用例定义,在执行了测试序列后,对对应结果的脚本描述进行定义、收集。如图中④所描述的。 2.3 设置自动化引擎 整个测试流程的控制是由在线监测IED自动化测试引擎进行控制的,分别由接入的逐渐完成各个测试步骤。有测试引擎为自动化测试脚本将一致性的入口输入提供出来,对全部组件的行为进行集中式控制,进而展开自动化测试。 通过开放式的接口对测试引擎进行设计,但是,只对测试流流程控制给予了完成,利用接口方式,对客户端通信、结果分析组件和脚本解析等进行调用。这种设计,对测试引擎的独立性给予了保持,此外,能够互相替换符合开发接口的组件,大大的提升了其扩展性。 对IED发出的响应报文,由测试引擎收集,然后通过具体的测试结果,分析相应的组件,分析响应报文,将测试报告制作出来。通过分析相应的结果,测试结果分析组件对响应报文中的内容逐一的进行对比,如果对全部规则全部可以满足,这样就表明通过了测试,利用反射机制,测试结果分析组件将报告控制块与相应报告中的变量分别获取出来,然后将测试报告生成出来。 3 结束语 在线ID自动化测试法是一种先进的技术措施,文章通过下文对该测试系统的相关内容进行了着重的分析与论述。通过在实际操作与测量中应用该技术,将测试效率有效的提升了上来,并且在测试结果的基础上改进了在线监测IED,为有关行业的工作人员在具体工作中提供了极大的帮助作用。 电子测试论文:基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统 摘 要: 由于传统功能测试系统对汽车电子ECU进行测试时存在偏差高和稳定性差的缺陷。因此,提出基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统,该系统由PXI总线、电子监控测试模块、万用表和计算机组成。PXI总线对汽车电子ECU进行数据的采集与初始化测试,并将数据传输给电子监控测试模块。电子监控测试模块由控制器、供电模块、检测模块、信号收发器和开关控制器组成。供电模块为电子监控模块供电,检测模块将检测出的故障数据传递给信号收发器进行信号转变。开关控制器通过分析故障信号进行电路的转换或切断操作。控制器管控着整个电子监控测试模块的运行流程,并将筛选后的数据传输给万用表。万用表对接收到的数据信号电压进行放大并传递至计算机。软件设计部分,给出PXI汽车电子ECU功能测试系统的测试流程及其故障的排除算法。实验结果表明所设计系统拥有较高的准确性和稳定性。 0 引 言 近十年来,汽车电子ECU以其舒适性、经济性和娱乐性作为诱惑因素,其全国装载率[1?4]已高达80%。为保证汽车行驶的安全稳定,庞大的汽车电子ECU市场对其产品的功能测试提出了较高的要求[5?6]。由于传统功能测试系统对汽车电子ECU进行测试中存在偏差高和稳定性差的缺陷。因此,构建准确性和稳定性较高的汽车电子ECU功能测试系统,已成为目前国际汽车组织协会研究的重要项目。 以往研究的汽车电子ECU功能测试系统均存在一定的缺陷,如文献[7]提出虚拟汽车电子ECU功能测试系统,利用计算机模拟汽车行驶过程中的各种障碍,进而对汽车电子ECU进行测试和故障排除,但这种测试系统无法应用于特定环境,且准确度和故障排除率较低。文献[8]提出DSPACE汽车电子ECU仿真测试系统,其拥有性能优越的硬件以及完善的仿真软件,可对汽车电子ECU进行完美测试,但这种测试系统价格昂贵,且在实际运用中汽车电子ECU无需进行如此复杂的测试,因此推广率较低。文献[9]提出基于N1硬件平台的汽车电子ECU功能测试系统,该系统以HIL作为理论依据进行汽车电子ECU的网络和功能测试,但这种系统的检测流程较为复杂,效率低下。 为了解决以上问题,提出了基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统,在PXI总线上添加适合的测试电路和设备,构建功能完善的汽车电子ECU功能测试系统。实验结果表明,所设计的汽车电子ECU功能测试系统拥有较高的准确性和稳定性。 1 基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统 1.1 系统总体结构设计 PXI汽车电子ECU功能测试系统由PXI总线模块、电子监控测试模块、万用表和计算机组成,其结构图如图1所示。PXI总线对汽车电子ECU进行数据的采集与初始化测试,并将数据传输于电子监控测试模块。电子监控测试模块将采集数据进行筛选和信号放大,并管控着电路的转换和切断操作。万用表可对筛选出的数据信号电压进行放大,并将数据信号电压传递至计算机进行分析和控制。 1.2 PXI总线模块设计 PXI总线模块是PXI汽车电子ECU功能测试系统的优秀模块,其主要功能是对汽车电子ECU系统进行数据的采集、测试与传输。PXI总线模块由扩展卡、数控二极管、转换卡和PXI拓展器组成,图2为PXI总线电路原理图。 由图2可知,PXI总线模块工作流程为:将需要进行测试的汽车电子ECU与PXI总线模块中的扩展卡相连,利用扩展卡进行汽车电子ECU的数据采集与存储。因扩展卡所需数据类型较为特殊,故二者在进行数据的传输前需要进行数据的协议转换。采用某公司设计的MXI?4转换芯片,无需进行复杂的算法编制便可实现数据的协议转换。 扩展卡拥有极高的存储容量和防丢失性能,可进行数据协议的大量存储。数控二极管是一种拥有两个电极的电路元件,其在工作状态下只允许电流从单一方向通过,并且能够进行电流值的显示。通过将扩展卡与数控二极管相连接,可防止系统在不稳定的情况下电流逆流形成的数据乱码,也能够实时监测电路中的电流值,防止电路元件损伤。 由于经由MXI?4转换芯片转换后的协议数据不能被PXI汽车电子ECU功能测试系统的其他模块所识别,故在PXI总线模块中安置转换卡。转换卡能够将协议数据转换为标准的电气规范数据,并将其传输于PXI拓展器。由于汽车电子ECU在故障状态下工作时的数据波动较大,且标准范围并不惟一,故PXI拓展器会对传输来的数据进行初始化测试,将符合规定范围附近的数据全部留用,再将测试数据传输于电子监控测试模块进行进一步的分析。 1.3 电子监控测试模块设计 电子监控测试模块能够实现数据的传输、汽车电子ECU故障的判定与锁定以及监控单元的自我检修等功能,可对电源故障、信号故障、转速故障和存储故障等进行实时监测。该模块可以对温度范围为[-45 ℃,90 ℃]、用电电压范围为[DC 13 V,DC 15 V]的汽车电子ECU进行功能测试,测量范围较大,可完美满足市场需求,图3是电子监控测试模块基础结构图。 由图3可知,电子监控测试模块由控制器、供电模块、检测模块、信号收发器和开关控制器组成。 控制器是电子监控测试模块的优秀组成部分,管控着模块中供电系统、检测系统和信号收发器的运行流程,一旦发现以上运行流程出现本末倒置或不正常停止的情况,控制器会对电子监控模块进行初始化操作,以保证PXI汽车电子ECU功能测试系统的正常运行及其所测数据的准确性。 供电模块可自动为电子监控模块供给能量,其中包含2个直流电源与2个交流电源,能够满足绝大部分汽车电子ECU的检测用电需求。 检测模块不仅能够快速检测出数据中蕴含的汽车电子ECU故障,也能够及时发现电路中电源和接点产生的故障,为PXI汽车电子ECU功能测试系统的持续工作提供了保障,检测模块将检测到的故障信息数据传递给信号收发器。 信号收发器能够将故障信息数据转变成各种类型的可视化数据信号(包括正弦信号、三角信号、脉冲信号等),方便开关控制器进行数据的解析。由于不同数据呈现出的可视化类型不同,而不同可视化类型所需转换的电路也不同,当解析电路出现故障时,也需要进行电路的切断操作,故加入开关控制器这一元件进行控制。开关控制器接收到信号收发器传输过来的数据后,需要对数据进行分类解析,并给出是否关闭、开启电路开关的指令,以进行PXI汽车电子ECU功能测试系统电路的准确转换。采用某公司生产的4P?600M开关控制器,该开关控制器能够识别出的信号范围较广,最大开关电流为8 A,最大开关电压为250 V和DC 40 V,短路电阻值为15 Ω。4P?600M开关控制器内部拥有一个双向型电源,通过对该电源的隔离或者正负极的对调,进而实现电路的转换和切断。由于信号收发器无法进行数据的输出操作,故电路转换或切断工作运行完毕后,信号收发器会自动开始搜寻开关控制器数据,并将数据传递给控制器。最后,控制器将电子监控测试模块筛选后的数据传输给万用表。 1.4 万用表设计 由于电子监控测试模块输出数据的信号电压范围是[-10 V,10 V],而汽车电子ECU供电电压一般为15 V,需要将输出数据的信号电压进行放大才能够被PXI汽车电子ECU功能测试系统所使用,因此在系统电路中引入万用表这一元件。选用某公司设计的KEW1019R万用表,该万用表具有自动充放电能力,可在电源故障的情况下连续正常工作180 h,且准确度高、显示清晰、过载能力强,图4是KEW1019R万用表连接电路图。 分析图4可知,万用表不仅可以对数据的信号电压进行放大,也可检测PXI汽车电子ECU功能测试系统中各电路元件(包括电阻、电容、电感等)的工作性能,便于第一时间对损坏或不符合系统电路需求的元件进行更换,令所获取到的汽车电子EUC测量数据更加精准。在电路中加入了缓冲器,这是为了防止万用表突然输出过大的放大电压损坏电路其他元件。放大后的电压被传输于计算机进行进一步处理。 2 系统软件设计 利用LabVIEW软件对PXI汽车电子ECU功能测试系统进行编程。LabVIEW软件拥有巨大的编程数据库,包含数据采集、数据分析、通用接口总线、设置断点、单步执行、数据显示和数据存储等,为程序的调试提供了便利。系统的测试流程为:首先读取PXI汽车电子ECU功能测试系统的配置文件,为整个系统的初始化工作做好准备。配置文件主要有:统计过程控制、系统配件类型、极限文件和主机配置类型等。系统初始化后便可以开始数据的采集与筛选工作,测试流程启动后,当采集的数据不符合事先设定的电气规范标准值时,系统将进行不间断的数据采集,采集和筛选工作同时进行,采集的数据量达到一定数值后,测试工作开始。当检测出汽车电子ECU具有某项故障时,则自动将此故障输出并保存至计算机中。循环进行数据的采集、筛选和检测工作,直至将所有故障数据存储完毕。图5为系统测试流程图。 %循环测试并存储结果 3 实验分析 为验证所设计的PIX汽车电子ECU功能测试系统的准确性和稳定性,实验在装有某汽车电子ECU的汽车上分别进行虚拟汽车电子ECU功能测试和PIX汽车电子ECU功能测试,现假设两辆汽车的行驶初始速率和加速度均相同,分别记录两辆汽车的位移、实时速度和系统给出指令的时间,经分析后绘制出曲线图。 图6、图7分别为虚拟汽车电子ECU功能测试系统准确性和本文功能测试系统准确性。 可以看出,虚拟汽车电子ECU功能测试系统准确度曲线较为杂乱,且平均准确度仅为55%,无法对汽车电子ECU进行准确测试,对汽车的行驶安全造成了一定影响;而本文测试系统的准确度曲线较为平稳,平均测试准确度较高,为80%,验证了PXI汽车电子ECU功能测试系统的准确性。 图8、图9分别为虚拟汽车电子ECU功能测试系统故障排除曲线和本文功能测试系统故障排除曲线。通过分析两个功能测试系统的故障排除率即可确定二者稳定性能的优劣情况。 由图8、图9可知,虚拟汽车电子ECU功能测试系统在下达指令的初期故障排除率较高,但曲线整体呈大幅度下降趋势,即系统稳定性较低;而本文测试系统的故障排除曲线较为稳定,故障排除率的最大值和最小值分别为99%和83%,故障排除率整体较高且波动较小,验证了PXI汽车电子ECU功能测试系统的稳定性。 4 结 论 本文提出基于PXI的汽车电子ECU功能测试系统,该系统由PXI总线、电子监控测试模块、万用表和计算机组成。PXI总线对汽车电子ECU进行数据的采集与初始化测试,并将数据传输给电子监控测试模块。电子监控测试模块由控制器、供电系统、检测系统、信号收发器和开关控制器组成。供电系统为电子监控模块供电,检测系统将检测出的故障数据传递给信号收发器进行信号转变。开关控制器通过分析故障信号进行电路的转换或切断操作。控制器管控着整个电子监控测试模块的运行流程,并将筛选后数据传输给万用表。万用表对接收到的数据信号电压进行放大并传递至计算机。软件设计部分,给出了PXI汽车电子ECU功能测试系统的测试流程及其故障的排除算法。实验结果表明,所设计的PXI汽车电子ECU功能测试系统拥有较高的准确性和稳定性。 电子测试论文:电子信息产品中限流电路的测试方法研究 摘 要随着现代经济水平与信息科技的发展,电子信息产品的使用率较高,在我们高中学生群体中,电子信息产品已经成为我们学习和生活中必不可少一部分。但是在越来越多的电子信息产品出现在市场中后,电子信息产品的安全事故发生的频率较高,其中包括电子产品发生触电、自燃、电磁辐射等问题,对使用者也造成了一定的危害。从技术角度分析这些安全隐患,其关键因素在于限流电路存在安全问题,在本文中将着重以电子信息产品中限流电路的测试方法为优秀,分析如何提升电子信息产品的应用安全性,望此次的研究能有效的提升电子产品自身的安全性能。 【关键词】电子信息产品 限流电路 测试方法 针对电子信息产品,虽然用户对智能化、功能的相关需求较高,但是为保障电子信息产品的稳定的发展,其安全性也具有重要的作用。我们在应用电子信息产品过程中,多重视产品的应用效果,而忽视了对应用安全性方面考量,但随着越来越多的电子信息产品不良事件的发生,逐渐引起了社会公众的关注。保证电子产品的应用安全,从技术角度出发必然是主要方向,而就技术方向来讲,电路安全是最主要的研究方向,我们所使用的电子产品,例如手机或者电脑,限流电路均属于影响安全的因素,为保障其安全性,对其电路进行有效的测试最为关键,以上问题将在下文中予以阐述。 1 限流电路对电气设备属性的限值 1.1 对电路电流的限值 电路电流是保障电子产品能够正常运行的主要技术,而同时电子电流也是引发不良事件发生的主要影响因素。因此,电路电流的限制对提升产品安全性来讲具有重要意义。限流电路限制规定频率不能够超过1kHz时,在限流电路中的任何两个零件之间或零件与地面之间,应连接一个2kΩ±10%的无感电阻器,经过该电阻器的稳态电流不能够超过0.7mA峰值或2mA直流值。在频率高于1kHz时,0.7mA的限制需要乘以kHz为单位的频率值,但是不能够超过70mA的峰值。之所以会有以上的限制,主要是因为人体在电路中的电阻与一个2kΩ的无感电阻器相似。 1.2 对电容量的限值 处于稳态环境下的电压电路,将电流控制在限流电路的规定范围内,此电路就算是安全的电路。但是针对具有电容器的电路而言,由于电容器在放点的过程中具有瞬时性的特点,为避免电容器放电对人体造成电击风险,需要对电容量进行必要的控制。限流电路的控制范围是:电压不能够超过450v峰值的电流值的零部件,在此环境下的电容量不应该超过0.1μF。在电压U值超过峰值或者电流值的环境下,电路内的电容量不能够超过45/U(nF)。在电压超过15kV峰值或直流值的零部件,电路内的电容量需要控制在700.U2(nF)。也就是说根据相关标准所要求的GB4943.1-2011的要求下,在限流电路中,在电压没有超过15kV时,电路内电容器的储存电荷量需要控制在45μC之内;在电压超过15kV时,电路内的电容器储存能量需要控制在350mJ之内。 2 限流电路的监测方法 2.1 测试使用的设备分析 限流电路的监测所使用到的设备主要包括HP54501A数字示波器,2000Ω±10%无感电阻器,HP4284LCR综合测试仪。其中HP54501A数字示波器是显示电压随时间变化的测试设备,属于电子测试中相对基础但也是最主要的一个设备。将其应用于限流电路的监测中主要是监测电阻器两端的电压和频率。2000Ω±10%无感电阻器是一种电阻上的抵抗值非常小的设备,多被使用在负载的组织中,收集相关产品在使用中的不需要的电量,做到缓冲的作用大于制动的作用。HP4284LCR综合测试仪的用处是检测多通道无源光器件的损耗性能,将它使用在限流电路的监测中主要是测试电容量和电阻值。 2.2 测试电路 在本次研究中,主要选用的测试电路的对象有一定的要求,选择的测试电路需要确保其在有桥接电容或者桥接电阻的限流电路。 2.3 测试方法 测试的方法主要包括以下几个方面: (1)把需要测试的设备连接到电压为额定电压0.901.1倍之间的电压电源环境中。 (2)先需要做的是测试桥接电容与桥接电阻之间的等效电容连,以及工作电压值。利用HP54501A数字示波器对电阻器两端的电压和频率进行监测,核算无感电阻器的电流值,在其频率超过1kHz时,将测出的频率核算出电流的限值。将测量值和限值进行对比,分析电路电流是不是符合相关规定的标准。 (3)结合所测试出的工作电压对电路的电容量进行评估,分析其是否有超过规定范围,进而评估此电路电容器的电容量是不是符合相关安全应用标准。 (4)查出在故障环境下有可能造成被测点电压上升或频率变化的零部件,把这些零部件进行短路或者开路处理,然后在重复上面所说的步骤测量。在监测过程中所我们需要考虑一下几个方面的接地零部件: (1)保护接地端子; (2)需要与保护接地链接的所有其他导电零部件; (3)设备内部为功能目的为接地的所有导电零部件。 2.4 测试结果 为了明确该种测试方法的准确性,使用常规检测方法和本文介绍测试方法进行对比。此次试验中,将45件电子设备的限流电路的相关属性进行检测,其中有8件电子产品的限流电路已经确定为不合格的产品。通过使用两种测试方法,常规的测试方法只检测出5件电子产品不合格,而本文介绍的测试方法则检测出有八件电子产品限流电路存在问题。 3 结论 信息化时代的背景下,电子信息相关产业得到了快速的发展,而其中电子信息设备就是其中比较具有代表性的一个领域,无论在生活中还是工作中,包括我们参与教学活动过程中,电子信息设备都得到了广泛的应用。在电子信息设备的广泛应用下,用户对相关设备的需求均在不断的提升,其中包括设备功能、设备储电量、设备安全性能,其中电子信息设备的安全性则是上文中所主要分析的方向。综合上文所述,电子信息设备的安全与电路电流存在着一定的关系,只有保障电电路电流在规定的安全范围内,才能够保证电子信息设备的安全。通过对试验测试结果的分析,本文研究的测试方法,能在一定程度上提升限流电路测试的准确性。 作者简介 高嘉诚(1999-),男,河南省洛阳市人。就读于郑州市第一中学,对电子信息、通信工程等学科有浓厚的学习兴趣,多次到相关企业、实验室实习,参加有关交流考察活动。 作者单位 郑州市第一中学 河南省郑州市 450000 电子测试论文:基于FCC15.247无线电子产品的EMC测试 [摘要]现代社会,无线电子产品设备在人们的生活中应用广泛,电磁干扰与兼容EMC测试的问题变得非常突出。针对电子产品,研究了FCC15.247无线电子产品的EMC测试和方法,目的在于提高电子产品的使用性能。 [关键字]FCC15.247 无线电子产品 一、FCC15.247的概念 FCC(Federal CommunicationsCommission),是美国政府中的一个独立型的机构,它直接负责国会的所有系统检测。FCC15.247只是FCC中的一种型号设定,它的型号有很多种,比如:FCC15.209、FCC15.207等等的型号分类。利用无线电广播、卫星、电视和电缆,负责调解国内与国际的通信系统设备,这个任务涉及到美国五十多个州以及哥伦比亚等地区。依照美国联邦机构的通讯类的相关法律法规的制度,除了一些相关法律特别规定的产品不需要EMC认证,凡是要进军美国市场的电子类的产品都要有EMC的认证,相对于FCC无线电子产品存在着特殊的规定要求,用EMC的测试方法去测试,则测试的主要有三个项目,分别是:辐射发射(RE)、传导发射(CE)、无线带宽。下面分别对这几个项目进行的EMC测试方法进行研究。 二、FCC15.247无线电子产品的EMC测试和方法 2.1辐射发射 在检测辐射发射数据时,FCC进行EMC测试需要在3米测试距离,通常利用3米的暗室电波,并且以30MHz-1GHz的准峰值检测,但是在1G偏上的频率需要以平均值检测。检测数据的仪器值的设定需要根据国家无线电干扰,特别是委员第十六号的规定设定,让测试设备(EUT)正常工作,这两种测试数据方法得出的结果要符合B类所限定的值,这样才能让消费者放心使用。 2.2传导发射 采用传导发射的EMC检测数据时,(EUT)受试仪器要以CISPR所限定的方式检测,阻抗稳定网络(LISN)跟电源端子的结合,它的检测频率需要在0.15-30MHZ之间,接收机要以准峰值及采用峰值这二种测试波形的方法测试。 2.3无线产品带宽的要求 1、数字调制系统(DTS)。 采用数字调制系统(DTS)测试方式时,FCC的具体要求如下:所受测式设备(EUT)必须在500kHz以上及6dB带宽以上。在检测过程中,所受检测仪器(EUT)需要将仪器的天线接口连接到频率分析仪器上,中心频率则需要采用频带载波所在频率,然后再来分析500kHz是不是小于6dB带宽的宽度。在检测过程中要分别测试高频、中频和低频这三个频段的数据。 2、跳频系统(FHS)。 在跳频系统(FHS)测试方式中,FCC具体要求如下:所受测试设备(EUT)的跳频载波频率相隔必须在跳频频道20dB带宽及25kHz以上。在跳频系统测试中,跳频系统随意选取跳频频率时,所受测试设备(EUT)应当精确跳频到所相应的频率。在此过程中频率应被平均分配,传输器上的跳频频道应当跟系统所收到的输入带宽所相配对,所传输的信号应当跟频率的跳动所同步,检测步骤跟以上所提数字调制系统一致。如下表2-1所展示,FCC15.247(a)(i)(ii)(iii)分别描述了跳频系统中20dB带宽的要求。 除去跳频系统中20dB带宽的要求,则还要测试跳频系统中的频道数目和频道所占用的时间要求,如下表2-2中所展示。 2.4最大峰值输出功率的要求 2.4.1数字调制系统(DTS) 在采用数字调制系统(DTS)测试方式时,FCC需要所受测试仪器(EUT)最大输出功率的最高值应小于1W(30dBm),在测试过程中,将所受测试仪器(EUT)的天线接口与衰弱器连接到功率计上,根据电缆绳及衰弱器以及功率计显示的数据相加得出所测数据值,测试过程要以高中低三个频段进行测试,这样才更加精准有效。 2.4.2跳频系统(FHS) 相对来说跳频系统(FHS),FCC要求受试设备(EUT)跳频载波频率分开至少25kHz,或跳频系统中至少20dB带宽要求,如表2-1所示。所测试的内容和上述所涉及的数字调制系统是一样的步骤。FCC15.247(b)(1)和(2)都具体描述了最大峰值输出功率的要求,如下表2-4所示。 三、结论 本文探讨并研究了FCC 15.247无线电子产品中的EMC测试和方法。采用辐射发射(RE)、传导发射(CE)、无线带宽三种测试方法来进行分析和介绍,产品最初会呈现出下降的趋势,其原因主要是因为提高了EMC设计考量意识和减少了EMC软件的使用等等因素。将这两种原因结合起来,可以更好地提高产品的EMC测试的成功率。 电子测试论文:汽车电子电器系统中半实物仿真测试的应用 [摘 要]随着社会的快速发展,科学技术和经济水平的不断提高,汽车在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,为人类的出行提供方便快捷的服务。特别是汽车电子电器的广泛应用使得现代的汽车更加安全、节能和环保,但另一方面汽车电子电器系统的开发和测试更加复杂。所需的开发周期更长,成本更高。半实物仿真测试法就是将大量的实车测试工作变为半实物仿真测试,大大节约了开发成本,缩短了开发周期,并且在汽车安全性能上还有所保障。 [关键词]汽车电子电器系统;半实物仿真;测试应用。 日新月异的现代化技术使得汽车为人们提供的服务越来越人性化,电子电器系统在这一方面的作用更为突出,它的便捷体现在方方面面。另一方面,汽车电子电器系统日趋复杂,出于对消费者安全的考虑,电子电器系统集成设计和测试是至关重要的。为了确保电子电器系统设计的可靠度,增加测试的难度和周期在所难免,但新车上市的紧迫感又使得设计周期变得越来越短。目前,这个矛盾得以解决的最有效办法,就是采取半实物仿真测试法将更多的道路实验和实车测试工作放到实验室进行,既解决了对汽车测试周期长的问题又节约了一定的成本。 一、半实物仿真系统测试概述 半实物仿真测试就是在汽车电子电器系统研发期间,利用计算机和测试台架用来模拟汽车实际情况,实时监控和测试汽车的各种数据和信号,以及考察其在极限条件下的应用情况。分析和仿真各种动态系统的交互环境,很适合数值计算、数据分析,它为汽车动力系统仿真提供了可靠稳定的基础。 电子电器系统复杂度的提高使得全面而高效的汽车电子集成测试变得比以往任何时候都更加重要。测试可以发现并改正缺陷,将各个子系统集成起来进行测试更能暴露出系统的设计缺陷,这种方法既可以缩短开发测试周期,缩短新车上市的时间,又能大大节约成本,更重要的是增强系统设计的安全性,可靠性。 半实物仿真测试系统通常由软件和硬件两部分组成。 实际的汽车执行器和传感器信号都由其硬件产生和接受,同时可以连接车辆的仿真环境和真实环境,汽车电子电器系统的实时环境也由它构成。汽车各动力系统的运行状况就是由软件来进行模拟的。软件所具备的图形化的用户界面,使得有关模型测试和定义,都很方便。硬件,软件双管齐下,提高了半实物仿真测试法的科学技术性,为汽车电子电器系统的开发测试提供了有效的保障。 此外,大量的测试工作会被转移到微机上进行,原有的实验操作方法和操作环境保持不变,系统的开放性和真实性保证了测试效果接近或等价于真实效果,这就是半实物仿真测试的最大优势。 二、汽车电子电器系统测试内容 半实物仿真测试所需要的平台就是除了发动机和变速箱本体以外的其余所有汽车电子电器零件的所有集合体,共同置于铝合金车架上。半实物仿真测试就是在这个平台上所进行的。电子电器系统集成测试包括功能测试、性能测试、网络测试、故障回放测试、诊断测试和电磁兼容测试五大块。 功能测试持续时间最长,从试制造车前一直持续到车辆上市阶段。主要包括整车级集成功能测试、系统级集成功能测试、借口测试、误用测试、用户感知测试等,功能测试中所包含的各项测试最为丰富,复杂,也最为重要。在汽车电子电器系统中占据着很大的比重。 性能测试包含整车静态电流测试、整车待命状态电流测试、电气回路电流及电压降测试、整车接地性能测试及接地点移除造成电气功能紊乱确认测试、保险丝熔断性能测试及保险丝缺失造成电气功能失效确认测试和整车电压相关的功能测试。 网络测试可与功能测试同步进行,包括物理层测试、通信层测试和网络管理测试,从而认证整车网络。 故障回放测试对车辆试验中遇到的一些电子电器系统故障,在集成测试平台的实时仿真的汽车虚拟环境下,可以很方便地进行模拟,通过故障回放来寻找问题的根本原因,寻找解决方案。诊断测试包括系统参数配置、软件刷新、传输层测试、服务层测试、IO控制测试和DTC测试。电磁兼容测试是在试制造车阶段对工程车进行实车测试。 三、详解半实物仿真测试法 现在汽车市场竞争激烈为吸引消费者的关注,某些车的开发者都利用电子电器系统的设计来刺激消费。汽车最为重要的是安全性能,缩短新车上市的准备时间,增加汽车测试的周期以及节约汽车研发成本的一系列需求,促进了半实物仿真测试法的发展。电子电器系统半实物仿真模型主要包括环境模型和变速箱模型。由于汽油发动机的工作点由节气门开度、喷油时间和点火正时时刻所决定,因此由试验所得的转速、扭距和效率特性就组成汽车发动机模型。 按照油门开度、车速和当前档位等参数进行计算,由此可建立换挡变速箱模型。通过计算当前的行驶阻力和车速,可给出车辆动力学模型。建立起车型的仿真模型,再建立起电子电器系统仿真测试界面,在微机上就可以进行该车型的电子电器系统仿真测试。目前越来越多的汽车设计师,工程师所采用的就是这种方法,这种方法可以最大程度的模仿汽车电子电器系统在实际中所出现的状况,可以最大程度的提高汽车的安全性能,保障消费者的安全。半实物仿真测试法的出现大大降低了汽车开发者的成本,缩短了对汽车电子电器系统的测试周期,更是对汽车的安全性能有所保障,越来越受到各工程师,设计师的青睐。 四、总结 汽车电子电器系统半实物仿真测试最显著的优点是可以对实际的汽车环境进行模拟,而不用对汽车进行实际检测,这样做既能保障安全不会使其产生危险,又可以模拟在真实世界中不能实现的特殊情形。汽车电子电器系统可以模拟在极端条件下的运行情况,不伦是酷暑还是严冬,不伦下雨,下雪天湿滑的路面,还是结冰的湖面都可以模拟。通过模拟这些极端情况可以帮助找出汽车电子电器系统中的不足,即使它们不会在正常情况下,只会在特定情况下发生。这样未雨绸缪,就可以把危险降到最低。 运用半实物仿真测试法可以在汽车电子电器系统未准备好的条件下对单个子系统进行测试,使得测试成为开发流程的一个有效组成部分。该方法还可以帮助在有充分证据的条件下对特殊的汽车电子电器系统设计替代方案做出早期决策,这样汽车电子电器系统在将来客户的应用环境中就能有效运行。 综上所述,汽车电子电器系统半实物仿真测试功能强大,不仅能通过缩短开发周期加快了整车上市时间,减少了汽车工人以及技术人员的人数,还由于测试期间无需使用实际硬件而降低了设备成本以及相关的维护成本,省时省力,是目前汽车电子电器系统最为适合的测试方法。 电子测试论文:电子设备热仿真及热测试技术研究 [摘 要]在科学技术水平不断提高的今天,电子产品和设备的数量也在随之不断的增加。热仿真和热测试这两项技术作为电子设备中包含的两个关键技术,其技术水平的高低将会对设备本身的使用效率产生直接影响。对此,本文以电子设备为立足点,分别对其热测试和热仿真两项技术进行细致研究。 [关键词]电子设备;热仿真;热测技术;研究 引言:就目前来看,热控制技术正处于一个方兴未艾的发展阶段,国际上有很多的国家和地区都将热控制技术作为各个军工行业电子研究机构必须要研究的一项复杂的电子系统中的一种优秀技术。但由于电子设备以往的研发过程相对较为落后,设计师对以往设计经验的依赖性较高,这使得其相关热技术无法得到哟小发展。因此,对热仿真和测试技术进行细致研究势在必行。 1. 电子系统中的热仿真与可靠性 就目前来看,电子系统正在逐渐向着紧凑型和小型化的方向不断发展,这也使得其应用范围在不断的扩大。但在不同的行业领域之中,其应用电子系统的环境存在着一定的差异性,特别是在国防军工和航空航天这两个行业的电子系统中。由于其外部环境温度变化的范围相对较大,常常会出现超出电子系统常会使用温度极限的情况出现,所以其使用环境也更加的严峻,这就在一定程度上对电子设备本身的热设计工作提出了更高层次的要求。 在电子设备中,热仿真技术的存在主要是为了确保设备内部包含的所有元器件其本身的工作温度可以一直处于安全范围之内,一旦在施工的过程中超出了这一范围,元器件本身的工作性能就会降低,设备的使用寿命就会减少,从而使得电子设备本身的可靠性无法得到有效的保障。因此,为了确保热仿真技术的准确性,相关人员一定要对流体力学、热力学、不同介质环境中的热传递规律等有充分的了解,从而做出精准的电子设备工作环境预期,进而为热设计工作的进一步进行提供充分的设计依据[1]。此外,伴随以CFD为优秀技术的专业性热仿真软件发展进度的逐步成熟和一些先进仿真工具的出现,也为电子设备内任意点温度、流体速度和压力等设计变量的准确性提供了有效的保障,从而进一步优化调整了热设计技术,提升了整个电子设备的可靠性与热性能。 2. 热仿真技术的优势和具体应用 对于所有的电子设备来讲,做好设备本身热性能的设计是十分必要的。而就热仿真软件本身来看,其存在的最大的优势就在于,其能够通过虚拟样机的构造,对设备的热设计工作进行优化,通过借助计算机本身具有的强大仿真和后期处理能力,将电子设备内部的空气或者是液冷板内部液体的流动情况进行直观和形象的揭示,及时发现其流动的不合理性可能会造成的问题,以便从根本上找出根源问题,并给予解决[2]。 在军工行业的电子系统中应用电子设备时,因为设备的工作空间容易受限制、工作环境较为恶劣,要想确保设别可以这一会处于正常、可靠的工作状态,该行业电子设备的操作人员一般会使用相对较为专业的热仿真软件来对热设计进行进一步的优化。与此同时,电子设备的应用,可以有效解决传统热学理论在计算过程中存在的耗时长、程序繁琐、结果误差较大等缺陷问题的存在。 3. 热测试装置和测试验证 在热测试装置之中,高压氮气是该装置中的压力源所在,电子设备在运行的过程中可以通过减轻和精确的调节阀门压力这两种方式对液体容器本身的压力进行有效的控制。一般情况下,这种热测试采用的都是试验的方式。由于连接管内部的截面积要远远的大于其试验时使用的模块的内界面剂,而冷却过的水在流过来看试验模块之后,会被直接排放到同大气压力相等的收集容器之中。因此,在试验系统中,大部分的压力差都会在试验模块上被消耗。与此同时,试验中使用的储液容器内包含的液体温度主要是由设备中的温度控制单元通过了精细的调节和控制单元来完成温度开工至工作的,其控制的精确度可以被控制在零点五摄氏度这一范围之内[3]。在试验模块之外,覆盖着带有绝热保温性能的材料,在热测试验证的过程中,试验人员可以通过单向流动所处的加热条件下,对热平衡进行有效的计算,通过这种计算获得的热测试技术结果,可以使电子设备在恶劣的运行环境之中,其本身的散热损失能够被控制在百分之五以内。此外,这样一来,电子设备本身的加热热量基本可以完全被处于流动状态的冷却水吸收。 结束语: 总而言之,高热流和高密度的热控制技术一直以来都是电子系统中的关键和难点技术。对此,本文以热冷却模块作为主要的论述点,通过对其整体研究过程的细致分析,从而对热仿真和测试这两项技术对整个电子系统和其内部包含的电子设备的重要性进行了分析。此外,还通过相互定量对比验证的方式进一步阐述了这两项技术对相关行业未来发展具有的重要作用。 作者简介 1袁涛,男,陕西宝鸡,陕西烽火电子股份有限公司。 电子测试论文:车身电子测试系统设计 摘 要:随着汽车电子技术的不断发展,各种汽车类电子装置越来越多,其装置之间的线路连接也越来越复杂,这对汽车的布线系统提出了更高的要求,汽车控制局域网CAN总线应运而生。本文简要介绍了CAN总线的特性,设计了基于总线技术的车身电子控制系统,从而简化了线束,降低了生产成本,也方便了维修。 关键词:车身;电子测试;系统;设计 1前言 随着汽车电子技术的不断发展和性能的不断提高,整车逐渐形成了一个庞大的系统。传统的线束不能够满足汽车行业的不断发展,而CAN总线技术的应用让各种信号数据在电子单元之间得以共享,节约成本的同时也增加了汽车的智能化,并提高了汽车的安全性、舒适性和稳定性,降低了诊断与维修难度。目前CAN总线技术的发展很快,会逐渐成为车体控制和管理的主流,本文基于SAEJ1939协议和CAN总线协议对汽车的电子控制系统进行了结构分析,并总点阐述了CAN节点硬件和系统软件设计。 2CAN总线特性 CAN总线(ControllerAreaNetwork),即控制器局域网。CAN总线是一种支持分布式实时控制的串行通讯网络,具有很高的安全性。CAN总先技术极大的简化了传统系统布线的繁琐和技术含量低的问题,使其控制单元和系统检测分布更加合理,其通讯介质分为三种:同轴电缆、双绞线和光纤。CAN总线技术是一种成本合理的远程网络通讯控制方式。如下为CAN总线的主要特性: (1)总线利用率极高; (2)现场总线成本低; (3)数据传输速率快; (4)数据传输距离长; (5)可自动重发被破坏数据; (6)在节点发生严重错误的情况下可以自动退出总线功能; (7)可以根据报文的ID来决定是否接收报文; (8)报文仅使用标志符来识别优先级信息、功能信息。 3车身电子控制系统的总体设计 车身电子控制系统的控制功能主要包括:中央门锁和防盗遥控、玻璃车窗的电动升降、电动座椅、空调等。随着汽车电子技术的发展,集成了上述功能的车身电子控制系统逐渐应用于高档汽车,提高了汽车的控制性能,其结构主要包括:中央控制模块、四组车灯模块、四组车窗与车锁模块、空调控制模块、座椅调整模块等,各模块之间采用bps的低速双线CAN总线通讯。车内采用六个控制单元组成车身的CAN总线控制网络,分为左右门节点、车身前后节点、仪表节点和主节点。车身电子控制系统使用六个CAN通讯节点来代替繁杂的线束,很容易的实现了数据共享,使汽车成为了一个智能化的整体,具备自我调节调控功能。 4车身电子控制系统硬件设计 单片机片内集成了可达1 024KB的闪速存储器Flash。近年来,随着nash在单片机片内的应用走向成熟.单片机的开发和应用又迎来了一次新的飞跃。Flash是一种非易失性存储介质。读取它的内容同RAM的读取一样方便,而对它的写操作却比EEPROM还要快。在系统掉电后,nash中的内容仍能可靠保持不变。nash的主要优点是结构简单、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除,且写入、擦除次数可达数万次以上,从而使开发微控制器不再需要昂贵的仿真器。 简单的背景开发模式(BDM):PC主机_+BDM调试器_目标板,使得开发成本进一步降低,也使得现场开发和系统升级变得比较方便。 应用锁相环技术提高了系统的电磁兼容性。在以往不使用锁相环的微控制器应用系统中,晶振电路由于其工作频率比较高(通常为几兆赫兹至几十兆赫兹)而成为一个很大的干扰源,这一问题给系统设计、线路板布局带来了很多不便。MC9S12XE系列单片机在时钟发生系统中巧妙地使用了锁相环技术,因而可在几兆赫兹的外部晶振情况下,通过软件编程产生上百兆的系统时钟。从而降低了对外辐射干扰,提高了系统的稳定性。 5车身电子控制系统软件设计 该系统软件设计采用模块化思想,分别为:主程序模块、数据帧接收模块、数据帧发送模块、CAN控制器初始化模块等多个独立的模块。SJA1000兼容CAN2.0B技术规范,具有标准帧和扩展帧两种格式。主控节点作为网关主要实现CAN总线网络数据帧的透明传输,以及数据信息的交互。网关转发包括CAN总线网络的转发。实际应用中,CAN节点一直向网关发送信息,只有当网关发出查询命令时,CAN节点才向网关发送信息。该系统采用验收双滤波方式,这样可以使广播下发、上传到各个模块,从而实现数据信息的共享。在两个滤波器分别设置为一个广播消息ID标识码和一个模块自身ID标识码。采用这种双滤波方式,可以非常有效地提高通讯的灵活性。 CAN节点都采用查询的工作方式,优先级别高的节点可以向CAN总线广播,地址正确的CAN节点可以接受数据处理转入数据处理程序。对于特殊数据的发送请求,可以采用远程帧申请的方式,这种数据处理方法有利于程序对多个任务的结构化管理。 5.1通信控制环节设计 本系统的通信控制环节中,远程配置及监控依靠网口通信完成,近程控制通过USB通信实现。为了保证系统通信时的可靠性和实时性,对本系统植入μC/OS-Ⅱ操作系统提供任务调度机制。同时考虑到嵌入式系统资源相当宝贵,选用LwIP(LightWeightIP)作为TCP/IP协议栈移植到该系统中。 LwIP实现的重点是在保持了TCP/IP协议主要功能的基础上减少对RAM的占用,是一种轻量级IP协议,适合在一般的嵌入式系统中使用。本系统的通信控制环节设计分为两个主要部分:远程参数配置和数据转发机制。 5.1.1远程参数配置 为实现客户端对系统参数的远程配置,需采用动态网页技术。目前,能实现动态网页技术的有CGI(CommonGatewayInterface)、ASP、PHP和JSP等。由于ASP、PHP、JSP等技术需要依赖相应的语言支持,而CGI程序可用任何语言编写,且没有和任何特定的服务器结构联系在一起。考虑到本系统编程语言限制、资源有限等因素,选用CGI技术[本文采用HttpdServer作为嵌入式WebServer,在μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统中移植LwIP的基础上,添加HttpdServer的源代码,CGI工作流程如图1所示。 5.1.2数据转发机制 本系统参考了静态路由表的工作机制,并基于Modbus总线协议规定消息帧中包含目标设备的地址,将这些地址位分配给各个串口,配置串口号对应地址位的路由表。 为保证数据的正确性和完整性,消息帧的末位校验采用循环冗余码校验(CyclicR,CRC)方式,根据生成的CRC-16校验码多项式可以计算得到一个16位的二进制数作为校验码附在帧结尾处。发送方在发送了带有校验码的指令后,接收方会通过该多项式来验证收到的CRC-16校验码,当接收到的校验位与计算得到的校验位不一致时表明数据错误,需要提醒主机重发,提高了数据的安全性和识别错误的可靠性。 6结束语 随着汽车技术的不断发展,对安全、舒适、方便性的要求越来越高。本文结合CAN总线技术,主要研究了基于总线技术的车身电子控制系统,设计了采用“ECU(AT89C51)+CAN总线(SJA1000)+CAN收发器(PCA82C250)”模式的电子控制系统。该系统充分应用了先进的汽车电子技术和CAN总线技术,适应了汽车智能化和人性化的发展趋势,使汽车的性价比得到了不断提高。 电子测试论文:电压波形参数测试在电子测量与仪器实验中的应用 摘 要:电子测量与仪器是测控专业重要的课程,而对应的实验课程则是培养学生理论联系实际能力的重要环节。在分析电压表测量原理的基础上,设计并实现了不同类型电压表的实现模块,给出了相应的数据测量表格。在实验教学中能够帮助学生迅速理解和掌握电压表测量的原理和方法,取得了良好的教学效果。 关键词:电子测量与仪器;峰值;平均值;有效值 引言 电子测量与仪器课程是测控及相关专业的重要专业基础课程,主要运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量及电路元件的特性和参数进行测量。使学生掌握电子测量的基本概念,测量误差理论及数据处理方法,掌握基本电参量的测量原理,方案设计及结果分析方法[1]。 在各基本电参量中,电压是描述电信号的重要参数。电压表是测量电压的重要仪器,而正确理解和掌握电压表测量电压的原理往往对初学者来说不是一件容易的事情。 1 电压参数的测量原理 电信号可以分为直流信号和交流信号。对于直流信号而言,其电压是一个恒定不变的值,测量相对比较简单,没有必要做太多的讨论。而对于交流信号,其电压大小是可以时刻变化的,可以用电压的瞬时值来描述电压的大小和变化。示波器可以测量信号的瞬时值并通过图形的方式直观的展现在屏幕上。但是示波器价格昂贵,不方便携带,因此在很多场合不适用。 电压表是测量电压的重要仪器。其测量原理如图1所示。首先被测的交流信号先要经过检波电路进行检波,转换成直流信号,再由直流电压表对该直流信号的电压进行测量,将测量值乘以一个系数之后得到测量结果在显示器上显示。 检波电路的检波方式通常有三种,平均值检波、有效值检波和峰值检波,分别对应于平均值电压表、有效值电压表和峰值电压表。 交流信号都可以看成是一系列不同频率和幅值的正弦波的叠加。因此,正弦波是一种典型的交流信号。由于被测交流电压大多数是正弦电压,而且人们通常只希望测量其有效值,故除非特别说明,交流电压表都是以正弦波为测量对象,并按有效值定度,即表头示值是被测电压为正弦电压时的有效值[2]。 因此,在测量正弦电压时,对有效值电压表,其检波电路的输出就是电压的有效值,可直接当做读数进行显示,如式(5)所示。 U=?琢 (5) 对平均值电压表,其检波电路的输出就是电压的平均值,而要得到有效值,需要按式(6)进行换算才能得到正确的读数。其中KF为正弦波的波形因数。 对峰值电压表,其检波电路的输出就是电压的峰值,而要得到有效值,需要按式(7)进行换算才能得到正确的读数。其中KP为正弦波的波峰因数。 Up=Kp・?琢 (7) 而在测量非正弦电压时,有效值电压表的读数就是波形的有效值,该读数是正确的。而对于平均值表,读数是按式(6)换算的。但它无法自动识别出输入波形的波形因数,因而其中的KF仍然是正弦波的波形因数,因此读数是错误的。由于同样的原因,峰值表的读数也是错误的。 所以,通过以上的分析可以得到,在测量非正弦信号时,只有有效值电压表的读数是正确的,可直接使用。而平均值表和峰值表的读数是错误的,如果要使用,则必须使用对应被测信号的波形因数或波峰因数进行修正。 2 实验方案的设计 为了让学生能够更好地掌握电压表测量电压的原理,我们设计了“电压表波形相应研究”的实验。目的是帮助学生分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的影响,进一步明确用不同检波特性电压表测量各种电压波形所得测量结果的物理意义,掌握测量结果的处理方法。 首先,为了体现电压表的内部结构,加深学生对测量原理的理解,利用模块化设计的思想[3],我们将检波电路(有效值检波、平均值检波和峰值检波)单独设计到实验板上,作为三个独立的模块,如图2所示。 a.有效值检波模块 b.平均值检波模块 c.峰值检波模块 图2 检波电路模块图 给各个模块供电后,在输出端就能分别得到输入信号的有效值、平均值和峰值。这些值可以通过直流电压表直接测量得到。 设计表格如表1所示。要求学生调节函数信号发生器,输出频率为2KHz,输出幅度为1V(用示波器监视)。分别输出正弦波、三角波和方波,用平均值、有效值和峰值检波模块测量各输出波形,记录读数并填入表1中。根据测量结果,计算被测电压的有效值,并进行分析说明。其中,由于三种波形的输出幅度是相同的,因而峰值检波的三个读数应该相同。而表格中的最后三行要求将每个检波模块的输出换算成有效值,则要求学生能够将电压表的实现过程与图1中的原理框图完全对应起来,进一步加深对测量原理的理解。 3 结束语 该实验和相关实验板在我院2012和2013级测控专业与自动化专业中进行了使用,取得了较好的实验效果。主要体现在以下几个方面:(1)将不同检波方式的电压表内部结构通过若干主要模块体现出来,充分体现出电压表测量电压的测量原理,有助于学生的进一步理解。(2)通过实验完成等幅度测量的数据表格,有助于学生灵活运用所学知识,从设计者的角度思考问题,主动运用测量原理来解决问题。 电子测试论文:电子战数字测试系统的设计方法 摘要:本文设计了一种电子战数字测试系统,对与电子战有网络接口关系的相关系统(设备)数据信息进行模拟,可模拟高密度大批量的雷达威胁目标信息,可检测电子战系统的反应时间以及信息处理、综合显示、数据融合等功能,解决了电子战系统因网络接口多、接口数据复杂导致的接口测试困难、系统检验缺乏手段等问题。 关键词:电子战系统 数字测试系统 模块化设计 电子战系统功能复杂,接口众多,技战术指标要求高,在系统设计过程中往往碰到接口调试困难,系统功能检验缺乏工具和手段的问题。 本文设计了一种电子战数字测试系统,对与电子战有接口关系的网络节点的数据信息进行模拟。可模拟高密度大批量的雷达威胁目标信息来检验电子战系统的信息处理、综合显示、目标分配等战术功能;可应用于电子战接口调试、测试、系统功能检验等不同场合,满足不同的需求;可检测电子战系统在各种威胁环境下的反应时间;构建模拟作战环境,用于测试电子战系统的数据融合等功能。 1 数字测试系统的体系结构 数字测试系统采用了灵活的模块化设计方法。把每个相关网络节点设计为一个基本模块,包括侦察模块、干扰模块、指挥控制模块等;基本模块之间相互独立,每个基本模块各自与被检系统相连,能够独立完成网络报文的收发、处理、显示、解析和应答功能。在基本模块基础上设计高层模块,包括反应时间检测、多目标处理能力检测、目标库管理、战情设置与演练等。高层模块调用基本模块提供的接口函数,实现对被检系统各项战术功能的检测。这种设计方法使测试系统具有良好的开放性和可扩充性。 数字测试系统的体系结构见图1。 图1中,基本模块基于UDP协议/TCP协议与被检系统进行网络通信。UDP是一个面向数据报的传输层协议,UDP协议的优点是提供了两种特有的传送数据的方式:广播与组播。通常情况下,一个数据报仅发往单个目的主机,也就是点对点(Unicast)报文。当需要将报文同时送到网上所有其它主机时,可使用广播(Broadcast),而不必同一条报文连续发送若干次,从而有效降低了网络负荷。当需要把报文送往某些节点,而不是全部节点,则可以使用组播(Multicast),以最大限度降低对该报文不感兴趣的节点的处理负荷。基于UDP协议通信,通过应用层的超时重发机制来保证报文收发的可靠性。 与UDP协议对应的是,TCP协议提供一种面向连接的可靠的字节流服务,并通过下列机制来保证传输的可靠性:在传输层实现应答超时重发;在TCP报文头包含“校验和”信息,若收方检测后发现“校验和”有误,则丢弃该报文段而要求重发;TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲区,接收端只允许另一端发送其缓冲区所能接纳的数据。 2 基本模块的设计 基本模块实现某一相关网络节点数据信息的模拟。 每个基本模块提供相应的人机界面,示意图见图2。用户首先对需要发出信息的参数进行设置,然后点击“发出报文”菜单,弹出一个子菜单,其中列出该模块所有可发报文的名称。点击子菜单,完成发出信息的操作。 报文参数的设置方式大致有3种类型。参数比较多、比较复杂的报文,用表格方式,比如报文1,在一个表格中列出若干批目标的参数,用户可根据需要用鼠标选中1批或多批目标,作为发出信息(表中的数据来源于相关联的目标数据库)。比较简单的报文,比如报文2和报文4,用户直接在文本框中输入数据,或直接选择复选框中的1个或多个状态即可。还有一种特殊的报文需要用简单的态势图来表示,比如报文3,给两个9管发射架装填弹种,设置炮管为不同颜色来表示相应弹种。 基本模块的工作流程见图3。 基本模块的输入包括用户命令、高层模块调用和网络报文接收三类。 对于用户命令,根据用户操作类型调用各自的流程进行处理:1、针对“开关机”命令,进行节点状态初始化,包括人机界面初始化、通信控件初始化等;2、针对“发出报文”命令,根据用户选择的报文名称和输入的参数进行报文编辑、发出,并记录发出时戳,最后显示报文。 对于高层模块调用,根据函数调用中的参数设置,选择报文进行编辑、发出、显示,并把报文发出时戳返回给高层模块。 对于网络报文接收,记录下收到报文的时戳,然后根据报文命令码进行识别。非法报文予以剔除,合法报文则判断数字测试系统的应答方式:若是自动应答方式,则组织报文进行应答。最后对接收的报文进行解析、显示。 3 高层模块的设计 3.1 目标库管理模块 目标库管理模块是一个重要的辅助模块,用于实现对系统中各种目标库的数据管理功能。 数字测试系统建有多个目标库,分别为各基本模块提供目标数据(例如图2中的报文1)。各目标库中预生成若干批目标参数。当基本模块开机时,对应目标库中的数据就被载入模块的目标表中。 目标库管理模块提供了查看和修改库中数据的功能,使目标参数符合用户的需求。 3.2 多目标处理能力检测模块 多目标处理能力检测模块通过下发命令到侦察模块,控制侦察模块在瞬间发出大批量的侦察目标信息。侦察模块根据此命令,从目标表中提取相应数量的目标参数,组成ESM侦察信息,发送给被检系统。在被检系统上观察信息处理结果,同时在数字测试系统的干扰模块观察目标引导结果,可检测被检系统多目标处理的能力。 3.3 反应时间检测模块 反应时间检测模块通过控制侦察模块向被检系统发出一批ESM侦察信息,并提取发出报文的时戳;当干扰模块收到来自被检系统的目标引导,则提取收到报文的时戳;通过比对时戳,实现检测反应时间的功能。 3.4 战情设置与演练模块 战情设置与演练模块可用于检测电子战系统的数据融合等功能。 该模块的设计思路是:构建模拟战区,设置作战区域,设置我方平台和目标平台的初始位置(经度、纬度)、运动轨迹、速度等;目标平台所携带的辐射源类型包括ESM信息等。把这些辐射源信息按一定的数据格式和数据频率发送,目标方位信息随运动时间而变化。考虑目标与我方平台的距离:当目标进入我方侦察系统探测范围时,控制侦察模块发送ESM信息;当目标飞出侦察系统探测范围时,控制侦察模块发送目标消失信息。把上述设置的战情态势数据保存到预案库中。战情演练时,从库中调用预案,在模拟时钟的控制下,执行预案并控制各模块发送相应信息。 战情设置与演练模块中,战情演练是其中的优秀部分。战情演练的过程由模拟时钟控制。时钟在战情演练命令下发时即初始化归零,此后按照模拟步长周期性触发,统一各平台的解算步骤。平台位置解算是后续参数解算的基础。根据预案中对敌我双方平台的运动轨迹设置,依据时钟计算当前时刻各运动平台的位置,进而解算目标平台至我方平台的方位和距离。下一步进行侦收与探测判别。判断侦察系统对敌方辐射源的侦收情况,对辐射源信号中不可接收到的部分进行过滤,降低处理密度。主要通过频率判别和距离判别进行处理。根据侦收判别的结果,控制侦察模块发出ESM信息或目标消失信息,指挥控制模块发出目标航迹信息,等。 此时,在被检系统观察对各种数据进行融合处理的结果,并与战情设置与演练模块设置的数据进行比对,完成对被检系统数据融合功能的评估。 4 结语 电子战数字测试系统采用模块化设计思路,分两个层次进行软件模块设计,具有较好的开放性和可扩充性。该数字测试系统成功解决了电子战系统接口测试困难、检验缺乏手段等问题。 作者简介:许坤(1972―),男,江苏泰州人,硕士学位,高级工程师,主要研究方向为雷达电子战显控技术、电子战数字仿真技术;陈林(1984―),男,江苏扬州人,硕士学位,工程师,主要研究方向为雷达电子战显控技术;闵啸(1988―),男,江苏江阴人,本科学位,工程师,主要研究方向为雷达电子战显控技术。 电子测试论文:探讨电子衡器中计量测试技术应用探讨 [摘 要]在科技发展的今天,电子衡器运用在各行各业之中,特别在生产经营方面具有无法忽视的位置。计量测试技术对于电子衡器的生产具有重要的意义。为了较好的展现其作用,则需确保其计量的准确度以及可靠性。并且,良好的可靠性以及计量准确度无法脱离测量技术。 [关键词]电子衡器;计量测试技术;质量 引 言:当前,我国电子衡器的生产厂家已经具有数百家,大多以非自动衡器为主。电子衡器已经由以往的引进技术发展为自行研发及设计阶段。特别对于非自动衡器在称重显示控制器的研发方面更为迅猛。可是,随着近些年计量器具产品品质的抽查状况可以发现,大部分主要计量器具在产品质量方面普遍提升,在电子计价秤品质方面并未显著提升。 一、电子衡器中计量测试技术的重要性 对于电子衡器而言,计量测试技术尤为关键。其能够为各个企业给予更加准确的数据资料,且能够为生产的产品给予良好的质量保障,保障市场内交易的产品可以顺利进行。由于人们物质文化水平的提高,生活的节奏逐渐加快。企业为了紧随时代步伐,如果依旧沿用传统经营方式,则无法真正满足百姓的所需。所以,企业只要获得精确的数据材料,才能够发展、生存的更加壮大。企业只有将各种资料信息进行统一,才能够生产出优质的产品。假如具有丝毫误差,则会对消费者的权益产生危害。通过电子衡器,科学采用计量测试技术,则能提高企业经营生产效率,显著节约原材料,减少投入成本,以此为企业的良好发展提供应有的效果[1]。 并且,在市场中进行产品交易时,有时会发生缺斤短两的现象,令消费者权益受到影响。这一状况均因计量测试存在问题,令不符合标准的产品进入了市场,且对市场交易的正常秩序造成影响。因此,只有不断完善电子衡器计量测试技术,加强运用的精准度,才可以预防这类不良状况的产生,扩大电子衡器的运用范围,调动计量测试技术的内在价值,真正打造出秩序井然的市场氛围。 二、存在的质量问题 1、测试温度时不符合标准 制造电子计价秤时,通常会对温度进行试验,透过将其摆放在高温及低温不同状况中,观看在环境中的变化。我国对电子计价秤使用温度规定为-10到40℃之间,储藏温度为-30至80℃之间,以此确保指标的准确度。假如电子计价秤不符合标准,那么运用过程中一旦环境较为炎热或较为寒冷,则会出现较大的误差,对测试结果影响较大。 2、在抗电脉冲串及抗静电放电测试中不符合标准 测试电子计价秤时,电子线路会由于周遭环境状况以及周遭存在的电磁干扰而出现状况,透过检测可以看出,处于使用当中的电子计价秤,如果我们在此时接打电话,则会对其造成影响,令测量结果不准,以此令结果产生错误。 3、测试湿热时不符合标准 在电子计价秤是否符合标准的检查中,想要了解电子计价秤是否会被潮湿环境所影响,其绝缘状况如何,则需执行湿热试验,也就是把电子计价秤摆放于高温及较为潮湿之处,查看其是否能够在这样的环境当中正常使用。对于销售海鲜或者货品众多的综合市场而言,如果货物水分含量较高,则必须进行湿热测试,一旦电子称不符合标准,则会在称重时出现较大出入[2]。 三、电子衡器在制造时不合格的原因 1、设计器具时未考虑全面 有的生产厂家在设计器具过程中,并未对周遭的环境乃至设施进行考量,并未提出良好的预防措施,所以令制造的器具预防干扰的能力过差。 2、制造电子衡器选择廉价材料及设施进行制作 有些制造电子衡器的企业一味希望通过最低的投入获取最大的收益,所以在制造器具方面,仅选择了廉价的材料与设备进行制造。例如,制造电子计价秤时,称重传感器是其中最为关键的零件,有的企业则使用一些价格较低且质量不过关的传感器,令制造出的电子计价秤质量过差,测量数据失准。 3、监测制造器具时未严格执行相应标准 组装电子秤时,工人为了能够用最快的时间组装完毕,在工作环节中不够严谨,令电子衡器在质量方面无法过关,造成资源、物力、财力的浪费。 四、具有的故障 电子衡器的故障大致有两类:常见故障及特殊故障。酿成这些问题的主要原因在于设计安装不够合理,产品运用不够合理并且自然磨损等原因。产品设计安装不合理,会令电子衡器的出数两侧不一致或出数缺失。运用在恶劣环境当中的电子衡器,在运用过程里,较易在称底端或旁边缝隙内渗入沙粒,这会令计量出数不够稳定。这是因为称体内的传感器被遮蔽,受到外界压力的影响,令计量数据产生较大的偏差,此时仅需将称中的杂物去除便可。另一原因则为在安装电子衡器时操作不够规范。比如有些化工厂在检测电子衡器时,在重量低于30t时,承重结果较为精准,可是在重量大于30t时,则会出现明显的误差,检查后未发现称体内有异物,测量传感器的电压及电阻也十分正常,更换称重仪表也未发现问题,最终透过加设砝码发现,在重量达到32t时,误差则会加大,降低1t,误差则随之下降,所以检查称底时发觉,垫传感器使用的铁块阻挡了称台的槽钢,空称状态时有一条空缝,这就使得在测量小吨位时较为准确,而测量大吨位时则会出现误差。 元器件本身的不足也会令电子衡器出数不够稳定,这一故障会透过补接补偿线到激励线的方式进行处理。把四线结构加成六线能够具有加强信号、清除故障的效果。令数值不稳定的另一方面是接线盒进水,这一状况只要通风干燥则能够处理。判断这些故障的方式则为测试技术。比如通过万用表测量补偿线、激励线信号线以及屏蔽线相互间的电阻值,假如测量的屏蔽线以及信号线相互间的电阻为30欧,信号线表面压裂后短路,这一问题则能够经由更改主线进行处理。 五、计量测试技术 计量测试技术作为电子衡器维修的根本,相同的故障也会由不同原因所引发。比如在监测当中,传感器数值产生变化,排除掉电阻与传感器的原因,通过检测发觉为接线板中的压线螺丝松动而导致问题的发生,因此,这一状况仅需拧紧螺丝。在电子衡器维护阶段,传感器的零线状况较为困难。传感器的零漂会令数值失稳,但这个问题较为少见。仅通过简单的测量工具并不能判断为哪一传感器的故障,此时可以透过将分度值变小的方式进行处理[3]。将所有传感器的数值进行记录,间隔一段时间后再次进行记录,假如数值出现变化则划分到检测当中,之后测量电压及电阻,透过检测可以发现,是传感器的零漂问题,因此只要将其更换则能够解决问题。 结束语:综上所述,对于计量测试技术而言,需要不断明确电子衡器发展的趋势,不断运用先进的计量测试技术,良好处理电子计价秤计量测试的质量问题。并且,需结合时代特点,彻底更新设计理念,更新系统结构模式,才可以真正提高电子衡器产品综合质量水准,建立显著的经济效益与社会效益,真正完成可持续化的发展。 电子测试论文:电子产品包装材料的性能分析与测试 【摘 要】电子产品的包装由外包装和内包装共同组成。通常,外包装以纸箱为主,抵抗堆码和运输颠簸带来的压力;内包装由气泡膜和防潮袋共同构成,在发挥缓冲效果的同时,提供阻隔水蒸气的效用。本文通过对电子产品各层包装关键性能进行分析和日常检测,能确保其在在流通过程中发挥理想的功用,大大提高电子产品的安全性和可靠性。 【关键词】电子产品包装 纸箱 气泡膜 防潮袋 引言 在信息化极为发达的现代社会,电子产品作为其重要标志发展迅速,尤其是凝聚着最新科技的智能电子产品,如智能手机、电脑、电视遍布生活的各个角落。作为其主要构成,电子元器件在越加精密复杂的同时向着大规模集成电路发展。因此,碰撞、挤压、潮湿和静电成为电子产品贮存和运输中的安全隐患,相应的,包装的保护性能愈发重要。 包装是电子产品保护和存储介质,首要功能就是保护电子产品。因此,在电子产品的流通和贮藏过程中,包装设计应考虑以下几点:(1)需承担一定外力的碰撞冲击,防止产品外壳或芯片受损;(2)需抵抗堆码和运输颠簸带来的相互挤压,防止内容物的变形;(3)具有抵御雾、露、雨、水蒸气渗入的能力,减缓电子产品的氧化、生锈、短路等问题。 包装材料是构成产品包装的基本因素,其选择的合理与否直接关系到包装所呈现的性能。因此,科学的选材对电子产品包装具有重要意义。 电子产品的包装由外包装和内包装共同组成。通常,外包装以纸箱为主,内包装由气泡膜和防潮袋共同构成。 1 纸箱 在大型电子产品的包装中,由瓦楞纸板制成的纸箱是最为常见的外包装容器。瓦楞纸板经至少一层的瓦楞纸和一层箱板纸粘合而成,具有较好的弹性和延展性。 瓦楞纸板的楞形一般为近三角形,并列成一排,相互支撑,从而使瓦楞纸板形成一定的机械强度和抗压能力,为内容物提供保护和缓冲作用。根据楞形的设计差异,共有ABCEK五种,前四种应用最为广泛。 A型楞是最先发明的一种瓦楞形状,具有最大的瓦楞间距和高度,单位长度内瓦楞数量最少,这种形状富有一定的弹性,能发挥良好的缓冲性能,承载较大的冲击力。 B型楞与A型楞截然相反,瓦楞高度最低,单位长度瓦楞密度大,纸板表面平整,具有较高的平压强度,在外界压力下不易变形,稳定性好。 C型楞的楞高和单位长度内的瓦楞数均介于A型与B型之间,性能也介于二者之间。 E型楞的瓦楞楞薄而密,其刚性和强度、手感硬度较好。 综合以上各种楞形的特点,成箱后的抗压强度从高到低依次为A、C、B、E。在实际应用中,为了获得更高的抗压强度,通常采用两种或者三种楞形结合的方式构成三层、五层或七层的瓦楞纸板。 除此之外,瓦楞纸箱的抗压能力还与瓦楞原纸自身的特性,如原纸的定量、紧度、水分和施胶度有着紧密联系。定量即克重,克重越大、紧度越高、厚度越均匀、水分(9%~12%)和施胶量控制合理,越有利于保障成品纸箱的抗压强度。与此同时,瓦楞纸箱采用的是吸水性很强的纤维材料,即使原材料水分控制合理,但生产环境、存放环境、使用环境的高湿状态会促使瓦楞纸箱材料迅速吸湿,从而降低其整体的抗压强度。 综上所述,瓦楞纸箱的抗压性能受到多重因素的影响,对于现代企业来说,应加强该性能日常检测,通过把握力值与变形量的变化曲线,结合各影响因素,进一步完善瓦楞纸箱的质量。实际操作时可参照GB/T 4857.4-2003《包装 运输包装件基本试验》提供的方法,借助XYD-15K纸箱抗压机进行测试(图1)。 2 气泡薄膜 气泡膜是以高压聚乙烯为主要原料,生产过程中添加增白剂、开口剂等辅料,经过高温230℃挤出吸塑成型气泡的一种产品。由于气泡中充满空气,所以质轻,富于弹性,具有良好的防震、抗压、缓冲、防潮之效。 气泡膜在使用中,若包装物为电子元器件等带有尖锐边角的物品时,运输颠簸和外力装卸都可能导致气泡膜被内容物的边角戳破,从而使气泡膜的保护作用大打折扣。此种情况反映了气泡膜的耐穿刺性不甚理想,可以通过XLW电子拉力机检测材料的穿刺强度来衡量该性能优劣,为气泡膜的工艺改进提供量化数据参考。具体方法可参考GB/T 10004进行。 测定所需的穿刺强度测试装置分为两部分:钢针固定装置和样膜固定夹环,如图2。将直径为100mm的气泡膜安装在样膜固定夹环上,然后用直径为1.0mm、球形顶端半径为0.5mm的钢针,以(50±5)mm/min的速度去顶刺,读取钢针穿透试片的最大负荷。测试试片应5个以上,取其算术平均值。 3 防潮袋 对于电子产品来说,水蒸气是导致电子产品失效,无法正常运转的最重要因素。当周围相对湿度超过65%时,水蒸气会在金属表面形成一层厚度不足0.01微米的水膜,空气湿度越高,水膜的厚度越厚。空气中的CO2、SO2、NO2、H2S等气体会溶解在水膜中形成电解液,使绝缘介质的绝缘性显著下降,在金属材料表面产生化学腐蚀或电化学腐蚀。之后,由于电子产品内外存在一定的水蒸气压力差,水蒸气发生扩散,逐渐渗入电子产品的内部零件中,导致电磁性器件的绝缘率下降,发生短路,腐蚀金属材料和接触性原件的表面,影响电子器件的性能和机械强度等。因此,防潮成为电子产品包装的首要解决的问题。 防潮袋的出现有效解决了这个问题。防潮袋采用了具有一定水蒸气阻隔性能的材料对电子产品进行包装,以减缓外界水蒸气的渗入,降低湿度变化对电子产品的影响。可见,袋体的水蒸气透过性能的优劣直接关系到防潮效果能否达到预期。 影响包材透湿性的因素很多,例如环境湿度、材料亲水性与否、化学结构、结晶度、厚度、密度、添加剂、增塑剂等等。因此,在多重因素的影响下,最佳的判断方式是利用试验法直接测定防潮袋材料的水蒸气透过率,测试方法以称重法和传感器法应用最多。 称重法指的是在规定的温度条件下,在试样两侧保持一定的水蒸气压差,然后利用称重传感器或分析天平把透湿杯的重量变化“称”出来,再根据试样的面积、厚度、称量间隔时间以及试样两侧的湿度差计算出材料的透湿性能参数。称重法的应用可以追溯到1953年制定的ASTM E96,这是最早的称重法透湿性测试标准。经过数十年的不断应用与完善,称重法已经成为当今国际透湿性测试的仲裁方法。 与称重法并列而论的是传感器法,根据使用的传感器类型不同,包括动态相对湿度检定法、红外检定法和电解法。该类方法的试验环境与称重法较为一致,测试速度快,测试过程稳定,分辨率高,影响因素少,因此这类测试方法更适用于快速测定高阻隔性塑料薄膜、薄片以及含有塑料的多层结构材料的水蒸气透过性能。对于防潮袋来说,建议采用电解传感器法更为合适,仪器可选用W3/330水蒸气透过率测试系统。 电解传感器法使用电解池作为湿度传感器,设备的渗透腔被防潮袋材料试样分成一个干腔和一个湿度可控的湿腔,水蒸气从湿腔渗透通过试样进入干腔后会被载气气流携带至电解池中,由电解池测量载气的湿度并输出电信号,然后计算可得试样的水蒸气透过率。测试过程如图3、图4、图5、图6所示。 结语 随着电子产品经历新一轮的销售热潮,商品质量状态越来越多的引起人们的关注。其包装的基础性能无论对商品保质还是流通贮藏都有着十分重要的现实意义。通过对电子产品各层包装关键性能进行分析和日常检测,能确保其在在流通过程中发挥理想的功用,大大提高电子产品的安全性和可靠性。 电子测试论文:信息化电子测试技术发展综述 摘要:当前世界各个国家均非常重视本国科技的发展,把科技创新作为第一生产力,其中信息化技术的创新发展进展神速,计算机等信息化技术的发展大踏步前进。全球信息化日新月异,尤其我国信息化技术突飞猛进。电子测试技术在电子国际市场的巨大需求下具有广阔应用前景。为了适应不断发展的电子测试技术,本文对电子测试技术不断翻新的发展进行探索和综述,指出了电子测试技术的前景和发展趋势。 关键词:电子测试技术 信息化 智能化 为了保证全球信息化技术的正常运行和迅猛发展,自然要求电子测试技术也水涨船高,能够不断适应新情况的出现。除了计算机等信息化产品外,电子测试技术是保证上述电子产品安全使用的重要保证,是信息化领域正常运转的保护神,它能够渗透到几乎所有电子产品生产和使用的所有环节,其主要是通过测试电子产品的性能参数来实现其作用。伴随着新的电子产品不断涌现,对电子测试技术的要求持续提高,因此需要与时俱进的升级电子测试技术,才能保证电子产品的生产和使用。 1 市场需求分析 电子测试技术的市场需求,主要取决于当前技术水平及消费者要求。当前消费者对电子产品的需求向小体积,多功能,电池续航长等方向发展。电子产品企业为了适应当前消费者需要,将远距离无线传输,高能电池,精密小型化元件等最新技术融合到电子产品中。持续更新的技术使得电子产品功能不断强大,每一代电子产品更新需要的集成技术愈加复杂,这都将对电子测试技术的提出新的适应变化和挑战。自然,这也是电子测试技术更新的目标和动力。同样,电子产品需要更低的成本才能吸引消费者的注意,自然电子测试的成本也不能太高,电子产品和电子测试技术已融为一体,不可或缺。 2 现状分析 当前的电子测试技术为计算机集成新技术,模块化形式更为人们所接受。例如电力行业测试技术以往以多种电磁和电动式指针式仪表,铁丝和铜线互感器,单功能电子管为基础建立的测试技术。这些测试技术体积庞大,灵敏度低,精确度差,已不能适应当前社会的要求。而如今的集成化电子测试技术精准度更高,灵敏度更强以及对测试范围更加宽泛等。在信息化的大背景下,电子测试技术趋向于智能化、信息化、网络化等方向发展,可从以下方面展开讨论。 2.1 高性能智能化 电子测试技术的智能化,不仅兼顾传统感知功能,还能处理分析数据,和预测电子元件健康状态等功能,智能化系统突出的革新表现在彻底抛弃传统算法和测试模式,通过现场分析数据对电子产品进行在线、准确测试,从而达到及时对电子产品建筑状况进行测试的目的。目前测量仪器可分两种,通用仪器和专用仪器。通用仪器中,电子全测仪和水准仪逐步替代传统水准仪和测距仪;计算机辅以应用软件变得更加智能化和多功能化;多种信号发生器、分析仪及高性能光通讯设备,采用新的测试技术原理,测量准确度、时效性更为突出,现在已形成产品系列;值得一提还有全站型仪器,它将宽带矢量网络分析仪、电子侧距仪和经纬仪结合在一起,使得测试仪器功能更加全面化;仪器多功能化依赖多种仪器的结合,结合的形式有两种:一种是简单积木式,另一种是集成化。 2.2 网络化 目前我国信息化水平不断提高,多种信息的获得依赖于网络,这使得我们的工作和生活环境离不开周围的网络环境。电子测试技术的网络化就是电子测试仪器对电子产品进行测试和分析需要基于网络平台,并可有效克服带宽等障碍性因素的干扰,现正向低成本、良好操作性和强兼容性方向发展。这在传统电子测试技术是不可想象的。一个常见例证可很好解释这一特点,当前智能手机使用率可占半壁江山,其智能化加速提高,手机用户只要能够连接上网,即可通过网络登录官方网站对手机终端进行更新升级,抑或是检查本手机系统是否存在问题,存在哪些问题,手机用户在家即可完成对手机的电子性能测试。而且,在APP持续研发的良好背景下,许多手机获得自我检测功能和更新升级机会。手机用户只需在可联网的环境下就可保障电子测试技术的顺利开展,所以电子测试技术逐步具有网络化的特征。 2.3综合化 与传统电子测试方式相比,现在的电子测试技术功能更加全面,更加综合,不再局限于原来的单一功能;测试系统的能力与传统的方式相比,有了大幅度的提升;另外,对于电子产品的测试不再仅限于合格验收方面,可以从电子产品的前期预期,规划设计,生产预售,合格验收,使用维护以及报修等多个方面做到全方位的测试,这是电子测试技术测试功能综合化和测试方面全面化的体现。 3 结语 全球电子测试技术正向高性能智能化、网络化和综合化方向发展,越来越具备强大的功能,表明电子测试技术前景广阔,必将带来新的技术革命。 作者简介:李丽苹(1971―),女,河南洛阳人,本科,工程师,研究方向:关于CPU 电子测试论文:电子衡器中计量测试技术的应用分析 【摘要】电子衡器里面的计量测试技术的测量精度是极其高的,并且能够使用在很多的地方,其达到的效果也是不可估量的。因此我们在很多的地方都会使用到电子衡器的测试技术,从而使其能够发挥到它最大的用处,使计量测试得到的结果更加准确,更加可靠有效。针对这一点,本方对电子衡器中计量测试技术的应用进行了分析。 【关键词】电子衡器;计量测试;应用分析 最近几年的时间,我们国家进行电子衡器的制造的公司越来越多,他们制造的电子衡器大多都是非自动的。最开始的时候我们国家是通过借鉴其他国家的技术制造电子衡器,如今随着国家的发展富强,科技水平也在不断提高,制造电子衡器的时候已经不是单纯的采用其他国家的技术,而是自己不断研究、设计,从而发现新的、先进的制造方法,也使得其用途更加广泛,其中最具代表性的一项成果就是制造的称重显示控制器已经在世界上处于先进的地位。最近这段时间我们国家有关的一些监督管理机构对计量器具的质量进行检查的时候发现主要的一些计量器已经发展的尤为先进,其用途也是特别的广泛,测量的结果更是准确无误,当然有好就有坏,我们国家在进行电子计价秤的制造过程中,其技术水平一直难以得到提升,一批货品制造出来,其中合格的器具只占有40%-65%的比例。 1.电子计价秤存在的质量问题 1.1 对温度进行试验时不符合要求 制造抽烟电子计价秤的时候,一般会对温度进行测试,通过将其放置于高温和低温等不同的温度条件下,观察其适应环境的情况如何。我们国家规定的电子计价秤的使用温度应该在(-10~40)℃范围内和(-30~80)℃的贮藏温度内保证准确度指标,要是制造的电子计价秤不合格,那么使用的时候如果在较为炎热的夏天或是在较为严寒的冬天得到的测量结果会有很大的误差,严重影响测试结果,进而对后续的工作造成不良影响。 1.2 进行抗电脉冲串试验和抗静电放电试验时不符合要求 在通过电子计价秤进行测试的时候,电子线路会因为周边的环境情况和周围具有的电磁干扰导致发生问题,通过检验发现正在使用中的电子计价秤在我们使用的接打电话的时候,就会对其产生干扰,影响测试结果的准确度,从而造成结果的错误。 1.3 进行湿热试验时不符合要求 检查电子计价秤是否符合使用要求的过程中,要想确定电子计价秤会不会受潮湿环境的影响,它绝缘情况是怎么样的,我们就需要进行湿热试验,即将电子计价秤放置在高温度和较为潮湿的地方,观察它在这种条件下的测试其示值是否准确,从而确定它能否适应该环境条件。那些主要销售产品是海鲜的地方或者货物繁多的综合市场以及货物水分含量高的环境来讲,进行湿热试验是必不可少的,如果试验不符合要求的电子称被使用在这些场所,其货物的重量就会有很大的不同。 2.制造的电子衡器不合格的缘由所在 (1)对器具进行设计的时候没有考虑周全 比如有一些生产厂家对器具进行设计的时候,没有考虑到周边的环境以及设施等会对器具造成的影响,没有指定有效的防止干扰的方法,从而导致制造的器具的预防干扰能力较差。 (2)部分制造电子衡器的公司只会挑选最为便宜的材料和设备进行制造 部分制造电子衡器的公司只想着怎样减少投资,获取更大利益,因此在制造器具的时候,只会挑选最为便宜的材料和设备进行制造。比如:制造电子计价秤的时候,要选择其中最主要的零件“称重传感器”的过程中,一些公司就将采用那些便宜但质量不过关的传感器,从而导致制造出来的电子计价秤的质量也不过关,测量的数据不精准。 (3)对制造的器具进行检测的时候没有严格的执行有效的标准 比如:在电子秤的组装的过程中工人的为追求最快的组装速度,而出现工作不严谨,以致制造的电子衡器质量也不能过关,浪费资源,浪费财力、物力。还有一些人将不合格的电子称使用在现实生活中,导致出现更大的问题。 3.使用电子衡器过程中发现的故障问题 通常情况电子衡器的故障主要表现在两个方面:常见故障、特殊故障。引起电子衡器发生问题的因素如下: (1)进行器具的设计的时候没有考虑周全、将器具应用在实际的时候中操作有误、周边环境的变化等。 比如:设计电子汽车衡,以及在安装使用电子汽车衡的时候,将其使用在煤场、料场等,有可能会把煤块、砂石等坚硬物抵在在称底,以至于测量的时候数据不精准。 (2)制造电子汽车衡过程中操作错误。 对化工厂选用的电子汽车衡进行称量时我们知道,小于30t的物品的称量数据误差非常小,但是称量物品多于30t时,就会出现(1~5)t的误差,测量时称台下没有其他干扰物,传感器正常,更换掉称重显示装置,问题依旧存在,仔细查找之后发现称台下面垫传感器的地方有一厚约10cm的铁块,顶在槽钢内缘,空称的时候有间隙存在,以至重量小的物件能够准确测量,较重的就会有误差。 综上所述,要想使电子衡器能够准确可靠的长时间使用,则应该确保周边环境的良好,操作必须认真执行使用说明,做好电子衡器的日常维护保养工作。 4.解决电子衡器的一些问题过程中采取的计量测试技术 计量测试是发现电子衡器的一些问题的最简单的的方法,影响因素不一样,但也可以造成一样的问题,因而在这里作者进行了简单的介绍: (1)由于传感器接线线制的不合适(4线制改维6线制即可)、接线盒受潮或进水会引起电子秤示值不稳。 (2)对称重站用到的电子汽车衡进行检查发现,检查快完成的时候,两个传感器的示值不同,对其进行仔细检查发现不是传感器、电阻等造成的问题,而是因为在接线板处出现虚接,所以测量开始前必须先检查连接情况是否良好,只有基础工作做好了,后边的工作才能更好地顺利进行,问题也就更容易解决,也就会减少许多不必要的工作量的出现。 (3)对电子汽车衡进行检查的时候,传感器出现零漂问题是最为麻烦的事情,在用的电子汽车衡进行检查的过程中,我们可以知道是由于传感器出现零漂会导致测量结果的错误,但是零漂不会经常出现,它是随机发生的,不确定的,因而仅仅通过测试工具做检查的工作是不够的,是不能检查出实际的问题到底在哪里,为此应该选取变小分度值来进行测量,观察各个传感器的数据并进行记录,通过一段时间统一标准砝码的测量记录发现哪一个传感器数据不同,那么就应该把该传感器当作重点检查对象,之后对它们的电阻以及电压变化进行检查,经过长时间的检查排除,我们知道了出现问题的传感器,然后换了新的传感器,最后发现不在发生零漂的问题,整个器具也能够正常准确的进行工作。 5.总结 不管怎么说,这些年来,我们国家的电子衡器的制造水平有了质的发展,在世界上也占有一定的地位,所以,在制造过程中我们更应该高度重视各方面的影响,提高测量的准确度,减小误差,同时也应该注意进行工作人员是否敬业,进行严格的监控,制定一系列合理的工作制度,按照要求进行,同时也要加强工作人员专业知识的学习,从而使他们在进行检查工作的时候减小错误率,当我们对各方面的因素进行管理改善之后,我想我国制造的电子衡器会更加优良,测量结果会更加准确,外界因素对其的影响也将会降到最小,如此其他后续的工作也将能够更加顺利地开展,从而使我们国家电子衡器的制造水平更加先进,处于引领地位。
控制工程主要以工程控制理论为基础,融合了信息理论、计算机理论等相关概念,在处理自动控制系统中,能处理各种问题的新兴技术,在社会发展中发挥了重要的作用。控制工程作为一种综合型学科在很多领域中都应用广泛。 1控制工程在机械电子工程中的应用 1.1机械磨削精度控制中的应用 在进行机械元件的生产时,需要追求高精密和高质量的目标。想要生产出综合质量更高的机械原件,对加工这些元件的设备要求也更加的高。比如在生产螺纹磨床的时候,机械设备需要对将要被生产出来的机械元件进行多角度的磨削。具体进行机械磨削所产生的误差会影响设备本身的性能。在进行磨削时所掌握的力度,以及磨削的环境都会使机器元件的磨削产生误差。在通过专家精度控制系统时进行综合分析有可能影响螺纹磨削误差的各个因素,对螺纹磨削过程实行智能化、动态化的补偿控制,并设置一些可以与控制相适应的目标来达到误差降低的效果,机械元件进行磨削时值精度就可以得到提升。 1.2机械加工过程控制中的应用 现如在今我国的机械加工行业中,加工流程往往都具有多元化与复杂化的特征。如果使用相对传统的机械加工程序已经不能满足实际的加工需要。当提出模糊控制理论和进行实际的技术实践时,以“复杂问题简单化”“算法灵活性”“编程易操作”等方法进行操作,可以改善旧有控制系统中所存在的一些弊端。 1.3柔性机械臂轨迹跟踪控制中的应用 在进行机械元件的自动化控制的制造过程中,柔性机械臂的制造可以作为一个典范。不过由于柔性机械臂的参数系统问题,在,在进行制造的时候关于控制系统的制造会比较复杂。可采用“滑模变结构控制方法”进行“慢变控制器”的研发设计,采用“H∞控制理论”进行“鲁棒控制器”的研发设计,除此之外,在将此项设计用于快变控制器时,需要将快变控制器与慢变控制器相结合,从而达到对柔性机械臂的有效控制。在对使用过程中的轨迹跟踪时,需要进行补偿控制算法,来确保持续的精准性。 1.4高速液压机控制中的应用 液压机在各种机械设备中,属于较为常用的一种。在进行压机的控制工程时,应当注意要实现压机的高压力和高速度,除此之外,其精确性也应当特别注意。在进行压机的控制工程时,需要采用一定的预测控制,经过系统的数据分析之后,建立一定的预测模型,对液压机的操控系统的误差变化率进行一定的预测与计算。在得到误差变化率的基础上进行控制的,可以将系统中外界因素造成的影响降低。 1.5数控机床控制中的应用 数控机床是机械电子工程在进行神经网络控制的一个典型。神经网络控制是一种根据生物仿生研究而形成发展的控制模式,此种控制模式中每一个神经元都相互连接,整个系统规模大,结构相当复杂。但是这种神经网络系统还可以进行数据庞大的信息处理,自动化水平非常高。当控制系统中引进这种信息处理模式之后,效率也会得到一定的提升。在进行对数控机床的控制时应用这种网络控制系统,机械元器件切削等具体操作的精确率都会得到有效的提升。 1.6集成自动控制 集成自动控制技术是在信息技术的基础上发展而来的,在机械电子工程中应用集成控制技术能对生产过程中的多台机械电子设备进行统一管理与控制,充分发挥各种设备的优势,使各种设备能够协同合作,大大提高了生产效率和生产质量。集成自动控制技术可有效整合各种设备的运行情况和生产信息,进而采用最有效的控制方式,实现多台设备的集成控制。现如今,随着科技的不断发展,集成自动控制系统也得到了优化和改进,科研人员在原有控制系统的基础上,又研发出了具有柔性自动控制的集成控制系统。将新型集成控制系统应用于数控机床及相关机械电子设备中,能够更加科学、高效地完成相关产品的生产与制造。 1.7智能自动控制系统的应用 计算机网络系统与人工智能相结合就简称智能控制系统。在这种高智能系统的控制模式下,智能系统能够自主的收集和分析资料,模拟着人的中枢神经系统,进行着机械化的规模化的生产,这样的工作效率将会远远的高于人工的生产模式,而且相较于人工生产的各种不确定性,智能生产模式可以更好地把控流程,产品的质量也会均衡,不会再出现良莠不齐的情况,不仅节约了人力物力资源,还大大提高了生产效率,增加了企业的收益。 1.8神经网络控制的应用 现代的机械工业中数控机床必不可少。但是数控机床的自身适应能力太低,缺乏良好的识别和处理在切削过程中出现的不可预知的问题的能力。而在传统情况下,为了解决这种问题,通常会选用保守的切削参数,但这同时限制了机床的加工能力和工作效率。神经网络控制应运而生,它由很多很简单的神经元连接而成,是仿生学思想在控制领域的最新应用,通过简单神经元的链接组成高度动力系统,去表述复杂的物理系统。而且还具备人类大脑自我学习、适应的能力。 1.9鲁棒性的运用 鲁棒性是指设备在受到外界干扰的情况下,控制系统仍能保持原有的性能,进而对设备进行有效控制的特性,这种特性在机械电子工程的智能控制方面有着非常重大的意义。在机械电子工程智能控制功能的研究过程中,相关人员必须要重视鲁棒性的价值。在进行柔性臂的轨迹制造方面,滑膜结构的控制方式得到了广泛的应用,慢变控制器也从无到有,并获得了一定的发展。除此之外,根据Hx控制理论,鲁棒控制器也被研发成功,这对系统控制系器的结构优化有着重要的作用。因此,在进行柔性臂的诡计制造方面,进行有关补偿控制的计算时,通过Hx控制理论来进行控制时,可以提高其精确性。 1.10模糊控制系统的应用 在机械工程的整个系统里,加工流程是相当复杂的,如果在机械工程的加工过程中运用传统的控制方法,去建立一个模型,那是一个相当难以完成的工作,问题就会直接暴露在自动化的控制系统上。但模糊工程可以将系统的程序编制简单化,能很好地解决上述产生的问题,不会对机械电子工程的内部运行的数据进行深入的干扰,只是在运行的过程中,简单地保证数据的输入量,保持数据在要求的范围内。 1.11预测控制技术的应用 在机械电子工程中,预测控制技术的应用可以对相关设备的运行情况进行准确预测,根据预测结果控制设备精准。以高速液压机为例,需要不断提升高速液压机设备的运转速度和压力,这就很可能在运行过程中对设备产生了较大的载荷冲击,出现系统超调的情况,高速液压机的运行精度和安全受到严重影响。在高速液压机当中,应用预测控制技术,建立与之相适应的预测模型,对高速液压机运行速度和压力进行智能控制。通过预测高速液压机的输出值能在运行过程中对其进行精准控制,可以精准地确定高速液压机的运行误差,对因运行速度过快和压力过大引起的设备误差进行消除。 1.12专家控制的应用 在普通螺纹磨床的生产过程中要保证工件在消磨中轴向和纵向的运动必须同步,传统的生产模式一般是靠机械传动,会有误差,而且生产过程中的环境温度、磨削力都会对磨削的精度产生影响,专家精度控制系统解决了这个问题。专家控制系统是补偿机械工程在磨削的过程中产生的误差,实现对磨削工程的动态智能补偿。专家控制系统的工作原理就是在加工的过程中,综合考虑进来各种特征的误差并设计相适应的控制规划,减小螺距的误差。 2控制工程在电子工程中应用的未来前景 第一,控制工程技术不断发展与不断创新,也促进机械电子工程技术不断发展,因此控制工程与电子机械技术将会应用于更多领域,也会在网络发展过程中更加网络化。第二,随着科学发展观的发展,未来的主题是可持续发展,在控制工程与电子技术发展过程中要注重环境的保护与能源的节约,要注重可持续发展,建设环境友好型社会在未来科技发展过程中很重要,新技术的研究是未来发展的关键。 3结语 机械电子工程当下的首要任务就是运用合理的高科技技术,使控制工程与机械电子工程融合的更加熟练。在机械电子工程中,控制工程的应用存在着众多问题。因此要加大高科技技术投入,加大技术人才的培养,加强资金投入等推动机械工程的高速发展,充分利用发达的高科技网络系统推动机械电子工程的发展。 作者:李国剑 单位:黑龙江电信国脉工程股份有限公司
机械设计制造自动化发展:机械设计制造及自动化的未来发展策略 摘 要:未来的机械制造的自动化,将拥有广阔的未来,但是当前在传统机械制造自动化的升级转型的关键时期,机械制造自动化还要面对一系列的严峻的挑战和压力。无论是专业的培养还是人才的培养,都要有一个转变的过程。但是方向和目标是不会变的,未来的机械制造自动化将迎来更加智能的前景。 关键词:机械制造化;自动化发展;发展策略 我国工业机械制造自动化的发展,是伴随着国家社会和经济的发展速度一起前行的。在对机械制造自动化的发展进行研究的过程中,必然要遵循发现问题、分析问题、解决问题的思路进行。也就是说,机械制造自动化的发展总是在对传统进行突破的进程中寻求新的创新成果。尤其是近年来随着工业4.0的到来,机械制造自动化面对的是科技进步的浪潮,而且,我国在这方面的发展始终没有超越国际发达国家的水平,并且存在着一定的差距。因此,坚持中国特色社会主义原则,进行机械制造自动化的改革创新,是我国工业生产现代化的一起要求[1]。 1 机械制造自动化的特征 智能化是当代机械制造自动化的显著特征,智能化摒弃了传统机械设计中的缺点,将多种现代化科技掺入机械中的自动化设计中,在质量上进行了改进。形成了多种技术的整合和统一,保证了各项技术的整体化和系统化,将机械自动化待到了智能化的阶段。 为了满足机械制造自动化的自身需求,每个产品都形成了自我开发的目的和要求。机械设计制造和自动化开发,让每个产品都有内在的特点,尤其是经过机械设计自动化的设计之后,产品在输入端的制造,永远是围绕着功能上的要求而来的。机械制造自动化的含义,实际上已经发展成为,机电一体化、自动化功效,内在需求的功能实现。 2 机械制造自动化的现状 机械制造自动化发展至今,在工业领域是进行设计制造和科研开发的前言,这是一门以计算机、信息技术、自动化控制技术为内容的综合型专业领域,需要在先进制造技术和理论的支持下,将现代工程领域的技术问题加以解决。当前,现代机械产品的制造,正在迎来结构、性能和应用的革命性的转变。随着技术的进步,和社会需求的增高,机械制造自动化的发展正在出现一个非常尴尬的局面,一方面,传统的产业还在生产着,一方面,智能化的运行需求又要求机械制造自动化必须要进行智能化的转变。但是当前在生产领域,重复浪费,低效高耗的问题还是存在,在创新领域的发展面过窄,材料的使用,技术以及工艺相对陈旧,创新的动力不足,都是机械制造自动化面对的问题[2]。 3 机械制造自动化的未来发展 (1)世界各国关于机械制造自动化的产品设计的流程,目前来看基本是相似的。从图纸设计到图纸的细化,再到产品的试验和制作,整个产品的生产流程基本是相同的。但是这样的工作流程耗费的时间是大量的,对产品进行实验的时候,大量的物力人力和财力被投入,经济成本居高不下,致使工作效率提升不起来。例如我国随着科学信息技术的进步,电子计算机和网络信息技术的应用在各个行业都得到图像爱你,借助信息技术技术和设备,人们已经可以进行模拟的操作,采用数据传输、连接的技术,在网络中国实现生产过程,时间得到了有效的利用,空间的限制也被打破。即便是远程的操控,效率也是非常高的。因此,这种虚拟化的设计和生产,将未来机械自动化技术发展的必然趋势。 (2)随着数字技术的普及,无论是制造领域还是信息网络领域、管理领域,先进的生产技术都已经得到了广泛的渗透,科技是发展的第一生产力。制造者必须要对网络加以利用,使图形、数据、技能等数字化信息在网络中流动,借助数字化技术,收集其快捷便利的信息。实现虚拟和现实的结合,在信息的分析、重组、排列和规划中,众多产品被制造出来,具有设计、功效、加工制造技艺的高端集中的特征。具有市场满意的功能和形态,而且在生产过程中,拥有了高效的重组生产特征,能够满足客户的个性化和多样化的要求。同时,利用网络与全球制造商沟通,客户的要求可以通过网络发不到世界各地,企业通过网络能够看到世界任何一个角落的客户的要求,利用电子商务进行沟通,将传统的静态的服务模式,转变为多环节的交流的模式,制造商形成了动态的联盟,协议和设计、生产的周期都被大大地缩短,客户的要求很快就变成了产品,这就是数字化给机械制造业带来的广阔的前景[3]。 (3)绿色节能高效是未来机械制造自动化的发展趋势。随着人与自然和谐共处的呼声的加快,人们与社会和自然已经融为一体,每个部分都不能脱离整体而独立,任何破坏整体的行为将被视为破坏。人类在于自然协调的步调上越行越远。在绿色节能环保的前提下从事生产和生活,一切制造技术自动化下生产的产品,都来资源设计,设计成为生产制造的优秀,产品的销售到使用,维护和保养,回收和利用,每个阶段都是围绕了绿色展开。客户的生产和生活与自动化设计和制造嘻嘻喜爱那个关。自动化制造为客户打造宜居环境,为客户带来精神和物质生活的双重富足。企业在采纳和应用新技术的时候,必须坚持可持续发展的理念,摒弃急功近利的思想,目光放的更加长远,环保意识始终贯穿在设计和开发的始终。 (4)智能化的设备是由机器代替人类,形成人机结合的智能系统。产品的制造过程,是自我进行数据分析和决断的。智能制造技术的目标通过人类和智能机器的协作和共事,得到了人类脑力劳动的真谛,精简了生产过程中人力物力财力,是的制造过程更加优化。智能化击中了信息技术、网络技术、智能操控,将生活和工作的细节完美呈现,让我们看到智能制造带来的各个领域的自动化趋势。 (5)模块化是未来机械制造自动化在产品生产和研发的发展趋势。模块化的产品生产,拥有测距、辨识、图像处理的控制功能,综合了电动机的智能动力单元,实现了机械动力设施的智能化的典型操作。新产品的研发在各个模块的驱动下能够自动扩大或者缩小生产规模,产品的系列化和标准化将是的一个原本加工简单的企业变成生产机械制造自动化企业[4]。 (6)网络化将给生产制造企业带来网络技术一体的发展格局。企业的竞争扩大到了国际竞争,一个企业能够制造机械自动化的新型科技产品,就拥有了可靠的质量保证。网络载体下的检测和控制技术将机械自动化产品待到了局域网的信息技术领域,全新的技术使用是的机械自动化制造成为了愉悦的技术体验过程。 (7)机械自动化的微型化发展趋势,指的是机械自动化系统中的微电子机械领域,从厘米到微米和纳米,微型化带来的是低能耗、灵活运行、体积微小的优势[5]。例如在军事和生物医疗领域,微型化的机械自动化制造产品正在发挥着巨大的作用,超精密技术的运用在机械自动化产品的研发中不断推出新的产品。 4 结语 机械制造自动化在科技高速发展的时代里,迎来了去旧迎新的转型良机。在转型升级的过程中,机械制造自动化不断融入新技术因子,将技术作为未来发展的不竭动力,在发展中不断探索更加多元的自动化发展方向。 机械设计制造自动化发展:探讨机械设计制造及其自动化的发展趋势 摘 要:随着社会的不断发展,机械设计自动化得到了人们的广泛关注。传统的工业制造过程中存在着一些弊端,主要表现为机械化程度不高、生产效率低下、材料的消耗量大等等。针对以上情况,工作人员应该转变陈旧的设计观念,结合自动化工艺特点优化技术措施。因此,本文以机械设计制造特征作为切入点,对其自动化发展趋势进行研究。 关键词:机械制造;自动化;发展趋势 作为我国最为主要的基础性行业,机械设计制造的作用不可小觑。它不仅融入了现代化的信息科技,也将电子操作的特征体现了出来。一方面节省了人力,另一方面也缩短了制造时间,体现了系统的集成性。因此,工作人员应该在自动化技术深入探究的基础上完善科研水平,体现当代技术发展的具体内容。 1 机械设计制造的特点和优势 1.1 机械设计制造的特点 与传统的设计方式相比,机械设计制造的特点比较突出。第一,安全性。机械制造系统有数据收集、信息存储、技术共享等内容。它能够对设备的运行状况进行时时检查,并在问题发生时进行预警,提供有效的解决措施。在这种情况下,机械故障的出现概率就会大大下降,实现问题的处理。第二,节能性。在机械制造工艺的使用下,同种材料下所生产出的产品数量会增多,占用的总体面积也会减少。另外,在驱动装置的配合下,系统能够对现有情况进行整合,并将操作过程贯穿到设计、工艺规划、效率调整等各个环节当中,既保证了工程质量,也体现了节能环保的作用。第三,应用范围的扩大。机械设计制造不仅在工业领域中所有体现,也促进了信息的发展。因此,设计人员应该利用其能耗少、工作效率高的等特点对系统进行升级,实现机械制造工程的有序化。 1.2 机械设计制造的优势分析 机械设计制造的优势主要体现在以下几个方面:第一,它是以计算系统为依托,以网络数据的监控为协调方式的应用程序。在总体设计方式上,有着极高的适应性和灵活性。与人工操作的方法相比,机械制造的整个流程都是固定的,不容易出现数据错误的情况。第二,从生产效率上来讲,机械制造设计能够在相同的时间内生产出更多的产品,同时也使质量得到保障,提升了数据的精确性。第三,在操作条件的角度来看,以机械设计为主的制造工艺更加全面、简单,相关人员只需要按照相应的程序来执行,通过系统中所出现的指令进行输入,则可以使工作状态得到优化,突出制造中的智能化。 2 机械设计制造的发展趋势 2.1 机电一体化趋势 机电一体化趋势主要是指以电子设备的控制为主,将其与机械联结到一起的有效形式。机电一体化的指导原理比较特殊,在数据收集终端有着不同的电子机械控制模块,设计人员将它们视作信息并联器,并将每一部分都组合起来。控制模块的作用是将收集后的数据存储在监督平台当中,并根据机械运行的速度进行筛选和调控,将关联性较强的内容在信道中传送,将单独的数据剔除,并分析产生这种问题的原因。同时,工作人员能够利用自动化机械设备的监督功能对产品质量进行管理,并做出针对性指导。机电一体化不仅是现代机械制造业的发展趋势,也通过网络平台实现了信息的统一输送,在一定程度上节省了人力、物力。第二,机电一体化还表现在制造机械的“微型化”发展中。系统采用了“纳米技术”,将数据以编码的形式呈现在分析平台中,并在每一节点中进行标注,提示工作者加以改进,实现对机械产品的优化。 2.2 智能化趋势 智能化趋势是自动机械制造技术的最显著特征,也是未来设计的发展趋势之一。首先,自动化机械制造的流程十分全面。系统能够根据用户所提供的设计要求做出情景的模拟,并按照程序中所显示的步骤执行相应的生产操作。当不同的生产方案列举出来时,自动化系统会将其中的利与弊都显示在屏幕当中,令工作人员进行自行选择。当方法确定后,智能系统则会启动应用程序,模仿现场的操作条件,并完善从图纸设计、状态改进、生产样品检验、到质量分析的每一过程。与传统的方式不同,如果设计人员的产品核定比例出现了误差,则不需要进行重新规划,只要将产生误差的部分进行改进,系统就会通过二次调试的方法来优化图纸。同时,在生产样品检验的过程中,可以利用网络技术进行虚拟实验,从产品质量、功能设计、使用方式等方面进行验证,实现多角度分析。如果产品不符合生产人员的要求,程序会采取相应的调整措施,直到成功为止。 2.3 网络化与环保化趋势 自动化机械制造的网络化是未来工业的发展形势之一。现阶段的机械生产水平与网络化的差距仍然非常大。例如:如果设计方案出现了问题,需要工作人员进行现场调控,而不能够以远程操作的方式来完善设计水平。未来的网络化技术主要表现在生产的控制上。例如:工作人员可以利用移动APP对产品生产的每一部分内容进行协调和监督,即使专业技术者不在现场,系统也可以做出精准的判断,并将报告结果传递到用户终端当中,使生产中的问题得到解决。另外,从环保化的角度来讲,在自动化设计的同时,也要考虑到材料的使用情况,选择具有绿色特征的资源来进行利用,做出符合当前经济标准的方案,并贯穿到生产、设计、销售当中。机械制造自动化的环保功能体现了人们的发展要求,也为工业的进步创造了有利条件。 3 结语 综上所述,本文主要从两个方面进行论述。首先,分析了机械设计制造的特点和优势。第二,探究制造机械自动化的发展趋势。从而得出:与传统的制造工艺不同,机械自动化技术的使用能够实现电子信息的有效控制,并为产品生产效率的提升创造了有利条件。而技术的未来发展趋势则体现在智能性、绿色环保、网络化这几部分内容中,设计人员要结合当前制造业的形式,创新管理理念,促进制造I的可持续性发展。 机械设计制造自动化发展:分析机械设计制造及其自动化的发展趋势 【摘 要】近些年,我国社会经济建设快速的发展,带动工业机械行业的发展,尤其是机械设计制造及其自动化取得显著的进步,其的应用在提升生产质量与效率同时,为操作安全性提供重要保障。由此可以看出,深入的分析与研究机械设计制造及其自动化对于其今后发展有着重要作用。本文主要研究机械设计制造的现状,并阐述机械设计制造及其自动化今后的发展趋势,希望为促进我国的机械设计制造与自动化的发展提供一定的参考与借鉴。 【关键词】机械设计制造;自动化;发展趋势 工业一直以来属于国民经济的重要组成部分,为此,工业行业长期是国民经济建设高度重要的问题。其中,机械设计及其自动化在工业行业中处于优秀位置,其发展也就成为人们高度关注的焦点。以下围绕着机械制造的发展现状展开分析,并探究机械设计制造及其自动化的发展趋势: 1 机械设计制造的发展现状 近些年,我国的机械制造行业取得令人瞩目的成绩,其在国民经济中所占的比重越来越大,在推动我国的工业体系的完善方面起着重要作用。为此,深入的研究机械制造及其自动化是一件利国利民的事情。虽然机械设计制造及其自动化近些年取得显著的成效,但是与发达国家相比还存在一定的距离,特别是关于机械设计制造及其自动化方面的理论还有待于成熟,需要对其展开深入的研究。只有这样,才可以保障机械制造行业健康、稳定的发展,发挥出其在促进社会发展的作用,使其在激烈的市场竞争中脱颖而出并在市场中站稳脚跟。 2 自动化未来的发展趋势 2.1 机电一体化 近些年,随着科学技术的进步与发展,机械制造及其自动化正朝着机电一体化的方向迈进。在机设计制造自动化的基础之上机电一体化发展起来,这样不仅显著的促进机械工业的进步与发展,而且为机械设计制造及其自动化发展注入源源不断的动力,促使其在社会中逐步发展。 2.2 模块化 基于机械制造及其自动化的应用中,其将会生产出各种各样的产品,不同的厂家所产生的产品在质量方面存在显著差异。鉴于此,对于机械自动化产品的研究方面,工作人员需要经受更多的困难,但是不可否认关于这方面研究的重要性,其是影响工业机械行业健康发展的重要内容。为此,作为一名优秀的研发人员应排除万难,切实的做好各项研究工作。例如,对于动力单位的机械,如智能减速等,相关人员应加大研究的力度。除此之外,需要对控制单位展开研究,如视觉与测距等。关于这个方面研究工作人员应提高足够重视,做好这个方面的工作不仅可以推进新产品的更新速度,更可以扩大生产的规模。同时,可以实现对产品的规范化的管理,进而达到促进机械自动化企业健康稳定发展的目的,在保证质量的基础上,不仅扩大规模,更提高销量及创造更多的经济效益。 2.3 网络化 伴随着科学技术的进步与发展,计算机网络技术在社会各个领域中得到十分广泛的应用,特别是在工业领域中的应用日益广泛。在这种形势下,机械化产品正朝着网络化的方向发展。网络技术的应用推进经济全球化的发展,实现构建地球村的目标,同时对于我国的工业机械产品而言,其作用在于扩大产品的应用与销售范围,而这对于促进我国社会经济的建设与发展无疑具有重要作用。近些年, 网络远程控制技术在经过这些年的发展后各方面都日益成熟,为此,这项技术在自动化产品的生产中得到广泛的应用。比如,通过家庭网络的应用,可以有效的连接各个家庭的电器,而后构建起以计算机作为重要中心家电系统。这样一来,人们便可以感受科学技术的带来的便利,让人们的生活更加丰富多彩。网络技术的逐渐应用,提高了人们生活水平,也促进了机械工业产品的销量,扩大了产品的销路。 2.4 微型化 随着机械自动化的进步与发展,其逐步的渗透至微观领域之中。自从其走进微观领域世界中,自动化产品在体积方面发生巨大的变化,最为显著的是体积较之前更小,同时具备运动灵活、耗能少等多方面优势。总而言之,在微观领域中发展机械自动化,不仅可以达到节能降耗目标,更可实现对资源的保护。比如,生物医疗与军事等领域中这种技术已经得到应用,但是需要注意的是,微机械技术是发展中面临的主要问题,采用该项技术生产产品并不容易,还需要深入的研究该项技术。 2.5 绿色化 近些年,温室效应问题引起社会广泛的关注,促使人们认识到加强对环境保护的重要性。为此,人们在生活中越来越推崇绿色环保理念,为此,工业属于一种高消耗、高污染的行业,更加有必要提高对绿色产品的重视。其中,绿色产品与普通产品的区别在于它在保障人们身体健康的同时,更加重视对生态环境的保护。因此,应遵循绿色环保理念开展各种绿色产品的生产,在设计生产中贯彻落实可持续发展的理念。对于工业机械而言,生产绿色产品是社会发展必然趋势,在保护生态自然环境同时,推动与促进社会经济建设的健康、快速、可持续的发展。 2.6 人格化 现阶段,“以人为本”是我国生产发展所倡导的一项重要原则。为此,在推进工业机械自动化的中,应正确处理好人与产品间的关系。换言之,应重视促使机械自动化更加的人格化。工业企业主要负责生产各种产品,但是这些产品只有获得人们的接受与认可,才可以真正的实现其自身的价值。为此,企业应重视在产品中融入情感与智能等因素。这样一来,可以让产品富有人格化的特点,从而推动与促进机械制造行业的健康、快速发展。 2.7 智能化 智能化指的是基于控制理念的下,先融入丰富的、先进的想法与理念,而后借助于人类智能以赋予C械产品推理、判断等逻辑思维能,以便于为人们提供更好的服务,从而满足人们多样化的需要。为此,对于机械设计自动而言,其今后的发展方向是致力于提升机械产品的智能化水平,使机械产品更加智能化。 3 结语 总而言之,工业机械设计制造及其自动化在科技快速发展背景下取得显著成效,特别是生产效率获得较大提升,使人们感受到科学技术给生活带来的便利。然而,随着市场经济建设的进步与发展,市场竞争日益激烈,同时人们对于机械设计制造及其自动化要求越来越高。基于这种形势下,有关工作人员有必要深入的了解关于机械设计制造及其自动化方面的内容,不断的扩展其应用与发展范围,从而为其发展注入不竭的动力。 机械设计制造自动化发展:机械设计制造及自动化发展的研究 摘要:由于科技的进步,机械设计呈现出繁杂化的发展特征,其种类更多、结构更复杂。在这样的情况下,机械设计制造中应用了大量的自动化技术。自动化技术的应用推动机械设计制造朝着动态化的方向发展,需求模式也发生了巨大转变,更加侧重于高效节能。本文立足当前机械设计制造发展实际,对其自动化发展方向进行了简要阐述。 关键词:机械设计制造;自动化;发展方向 机械设计制造一般指的就是通过分析机械原理、结构、零件尺寸等,得出计算结果,并将其转化为较为具体的描述,指导产品制作[1]。结合近年来机械设计制造迅速发展的形势来看,其发展的主要推动力在于系统科学以及信息技术的进步。在当前机械设计制造水准不断提高、理论持续扩展的基础上,机械制造更关注新技术和新设备的开发,自动化是其未来发展的总趋势。 1机械设计制造及自动化发展原则 1.1采用新技术,不断创新 一般来讲,不同产品的性能和系统是不一样的,因此,在产品开发出来之后,将不同种类分别投入市场,观察市场的接纳情况和消费者的反应,若效果良好,说明此项产品值得继续研究和大力推广。对于受到大众青睐的产品,应对其受欢迎的原因进行全面分析,并积极应用新技术持续开发,同时,还要将原料都处理好,以便提高产品质量。对于机械设备来讲,技术含量与功能是成正比的,因此,技术开发与应用是改善产品性能的主要途径之一。自动化系统具有多种功能,不仅可以对数据进行分析,还能够指定机械产品的功能。 1.2以功能要求为导向 产品性能不同,其制造设备通常也不一样[2]。结合当前的市场行情来讲,一般用户对于机械产品的需求数量都比较小,所以,批量小是机械产品生产的基本特征。功能差异是不同产品之间必然存在的,其对设备的功能形成了挑战。所以,机械设计制造及自动化发展必须以设备为基础。现代化技术在机械设备中的应用,提高了机械的灵活性和使用效率[3]。产品需要经过设计和制造的过程,在这个过程中,需将内部结构进行有效结合,才能使产品尽可能的满足使用要求。 2自动化系统优势分析 2.1高效 自动化技术在生产过程中的应用,使得失误和错误的发生率大为降低,控制变得更加容易和简单。自动化系统能够显著提高生产效率,对于错误根源也可以及时发现,有助于实现有效的控制。自动化控制系统能够保障设备遵循设计流程运作,同时,模拟仿真技术的应用,使得生产环节和流程得到优化。机械自动化的优势在于其在保障操作实现自动化的同时,还可以确保产品质量满足规定要求。另外,在生产过程中应用的计算机技术,可以实现编程修改,有助于开发和生产多样产品。所以,借助自动化技术,产品更新周期会更短。机械设计制造及其自动化如图1所示。 2.2便捷 信息技术在自动化系统中的应用,使得在生产过程中能够依据需要对设备进行调试,确保最终产品可以很好的满足现实需求。同时,这样的调控无需拆除部件,只需输入控制系统即可实现,非常便利。存储能力是自动化产品的基本能力,将型号存入设备,使用时将执行程度调出,能够确保自动化生产的正常进行。检测技术能够实现自动化的事故修复,稳定性得到了保障。另外,电子技术的应用,使得多数机械的开关数量大为减少,操作更为方便。由于工作内容是提前预定的,所以,系统可以实现自动的转换、循环,还可以根据控制对象,对产品进行自动调整。 2.3安全 自动化系统在保障设备安全、稳定方面,具有十分显著的优势。对于生产设备来讲,安全是必须要考虑的因素,因此,应尽量排除生产过程中的隐患。自动化系统能够实现危险情况预防控制,对于安全生产意义重大[4]。由于各个环节都设置了相应的监控设施,所以,对于设备生产过程中出现的故障和意外,系统能够进行自动的诊断并及时发出警报。在设备使用的过程中,一旦发生短路或者过压等问题,系统能够在切断电路的同时,实现工作模式的调整,对于降低事故危害、保障设备正常运转的积极作用十分明显。自动化设备中包含了大量的电子元件,这些元件可以对部分可动构件起到替代作用,降低了出现事故的几率,生产过程中的安全隐患大为降低,安全生产有了可靠保障。 3机械设计制造自动化发展方向的探讨 3.1绿色化、生态化 随着环境条件的改变,当前的人们对于环境保护的重要性有了新的认识,环境影响经济已经是大众的普遍认知。在这样的背景下,人们对于生态、绿色、节能、环保等新兴理念极为关注,机械制造也受到了一定的影响。绿色设计在机械设计制造中主要体现在尽可能的利用资源获取绿色产品设计。因此,新时期的机械设计制造,除了要保障产品的功能与成本之外,还要使其符合环保的基本要求,重视其环境属性。一般意义上的绿色产品,指的就是既能够满足性能要求,也符合低损害要求的产品。可持续发展观要求经济发展走生态之路,因此,机械设计制造中也要对生态化、绿色化给予重视。从另一方面来讲,机械设计制造的生态化不仅可以起到节能环保的作用,还可以在一定程度上提升产品的市场竞争力。 3.2系统化 对于当前的机械设计制造来说,其中的逻辑性更高。将产品视作一个完整的整体,并利用计算机技术,能够协调人与自然界的关系。系统化指的是把系统细化为子系统,并积极应用现代技术与方法,协调各个子系统,以促进系统化的顺利实现。传统设计模式下,采取的是静态分析,依据主要是经验,动态化与定量设计均无法使用,与当今的要求存在一定的距离。功能设计一般在随机动态下进行,因此,定量化、系统化将是机械设计制造未来的发展趋势之一。 3.3智能化 计算机技术对时代的影响力毋庸置疑,其推动了各项技术的革新。CAD技术以计算机应用为基础,推动了设计工作水平和效率的显著提升。在未来的发展中,人工智能与CAD技术将会实现更为高效的结合,将会大大提升CAD系统的创造力,设计的智能化程度也会更高。另外,得益于现代机械在集成性以及智能性方面的优势,CAD技术与人工智能等现代技术的结合,将使得计算机的功能更为“强大”。以其为基础建设的整体模型,能够描述产品工况,再加上智能化处理,产品设计将会得到更好的优化。3.4微型化与模块化自动化产品具有体积小、使用灵活的显著特征,备受用户青睐,在市场中处于非常重要的地位。这些产品被称为微电子机械,其发展方向是微米级、纳米级。所以,伴随着相关技术的进步,自动化产品将朝着微型化的方向发展。自动化机械种类繁杂,开发过程中的需求也各不相同,但共同点是均需要利用标准单元。就当前来讲,由于生产高效的引导作用,产品单元正在朝着模块化的方向快速发展。 4结束语 在机械设计制造发展的过程中,需要不断总结经验、加强改进。在改进的过程中,新技术的应用是一个十分重要的方面。产品制造需要兼顾成本和效率,因此,自动化技术的应用是机械制造业发展的必然趋势。自动化系统具有高效、便捷、安全等明显优势,在推动机械制造发展方面功不可没。 作者:刘春朝 单位:中铁电气化局集团有限公司 机械设计制造自动化发展:机械设计制造及自动化的发展 【摘要】我国经济水平和科技水平的不断提高,为工业机械行业的发展提供了机会,但与此同时,也对工业机械行业发展提出了更高的要求。为了满足当前社会对工业机械行业发展的需求,人们加快了机械设计制造及其自动化的发展步伐。机械设计制造以及其自动化的应用,不仅提高了生产效率,还有效的保障了操作过程中的安全性,由此可见,对机械设计制造及其自动化进行更深入地研究,确定其未来的发展趋势是非常有必要的。因此,本文对机械设计制造及其自动化的发展趋势进行了研究,并阐述了自己的见解,以供参考。 【关键词】机械设计制造;自动化;发展趋势 在我国国民经济中,工业经济是非常重要的组成部分,因此,国家对工业行业的重视程度有了明显的提升,在这样的情况下,作为工业行业中的优秀部位,机械设计制造及其自动化的发展成为当前人们关注的焦点。 1机械设计制造现状 近些年来,机械制造行业的快速发展,使其在国民经济中所占比重逐渐地提高,与此同时,制造产业的不断发展,还加快了完善我国工业体系的步伐,因此,对机械设计制造及其自动化进行深入的研究,提出创新的制造理念,使机械产品可以更好地为人民服务是极为重要的事情。目前,我国对机械设计制造及其自动化的研究取得了一定的成效,但和发达国家相比,还是存在很大的差距。当前我国在机械自动化技术以及工程系统等方面取得了较为显著的效果,但这些方面的基础理论还不够完善,还需要进一步进行研究,只有坚持不懈的研究,才能推动机械设计制造行业的稳定发展,使其可以顺应社会的发展趋势,在残酷的竞争环境中获取立足之地[1]。 2自动化发展方向 2.1机电一体化 机械设计制造及其自动化在不断发展的过程中,已经逐渐向机电一体化方向发展,机电一体化是建立在机械设计制造自动化基础上的,是对其有效的延续,在工业行业中应用机电一体化,可以进一步的推动机械工业的发展,而且还可以为其持续的发展提供有力的依据以及动力。 2.2模块化 在机械设计制造及其自动化应用过程中,生产出的产品是多种多样的,而且每家企业生产产品的质量也是参差不齐的,在这样的情况下,相关人员研发机械自动化产品具有一定的难度,但是由于此研究方向是非常重要的,对工业机械行业的发展有着极为重大的影响,所以研发人员必须克服一切困难,努力的做好研究工作。比如说,研究人员需要对智能减速等动力单元的机械进行研究,还需要对包含视觉以及测距等功能的控制单元进行有效的研究,研究人员做好此方向的研究工作,可以加快工业企业生产新产品的速度,还可以促使企业扩大生产规模,与此同时,能够对电气产品进行规范化的管理,从而实现推动机械自动化企业稳定发展的目标[2]。 2.3网络化 近些年来,随着我国科技水平的不断提高,计算机网络技术的发展速度也越来越快,其在工业行业领域中的应用范围也愈发广泛。在此种情况下,机械自动化产品逐渐地转变为网络化,是社会发展的必然趋势。计算机网络技术的出现,拉近了世界各国人民之间的距离,也推动了全球经济一体化的发展,所以若是可以推动机械自动化产品走向网络化,就会在很大程度上扩大我国工业机械产品的销售和应用范围,这对我国的经济发展来说具有重要的意义。当前我国网络的远程控制等技术越来越成熟,所以工业企业在自动化产品中应用了此技术,例如:可以通过使用家庭网络,将多个家庭中所具有的电器进行连接,然后以计算机为中心,创设集成家电系统,这样人们就可以在家中享受到高科技所带来的便利,进而使人们的日常生活越来越多样化。 2.4微型化 机械自动化逐渐地进入微观领域,是从20世纪80年代末开始的,自进入微观领域之后,所生产的自动化产品体积有了明显的减小,而且还具有消耗能源少、运动十分灵活等优点,可以这样说,机械自动化在微观领域中的发展,在很大程度上降低了原本需要消耗的成本,而且还节省了资源,并且在实际应用过程中,在生物医疗以及军事等领域中的应用取得了较为显著的效果,但是,机械自动化在微观领域中的发展也还存在一些问题,其中最主要的就是微机械技术,应用此技术生产产品的难度比较高,所以该技术还需要进行进一步的研究。 2.5绿色化 随着温室效应的不断发展,人们逐渐地认识到环境保护的重要意义,在实际生活中,越来越多的人倡导绿色环保,作为污染较为严重,并且消耗能源比较大的工业行业来说,生产绿色产品是非常有必要的。所谓的绿色产品,就是生产既可以保护生态环境,又可以保障人们健康的产品,在生产绿色产品的过程中,应该根据绿色环保理念,在设计生产中遵循可持续发展原则,只有这样才能充分地利用有效的资源,并降低对环境的污染程度。工业机械绿色产品的设计,是符合当前社会发展趋势的,而且使产品绿色化,还可以对人们赖以生存的环境进行有效的保护,最终实现社会的可持续发展。 2.6人格化 目前我国倡导以人为本的发展原则,所以在工业机械自动化在实际发展的过程中,应该重视人和产品两者之间的关系,也就是说,应该实现机械自动化的人格化。工业企业生产出的产品,只有被人们所认可,所使用,产品的价值才能得以实现,因此,为了让人们可以更好地使用产品,应该将智能以及情感等因素融入到产品中。与此同时,人格化的机械产品,还可以对生物机理进行模仿,使产品具有人格化,可以有效的推动机械设计制造行业的发展。 2.7智能化 所谓的智能化,就是指在应用控制理论的前提下,吸收更多具有先进性的思想以及想法,然后通过模拟人类智能,使机械产品具有逻辑思维能力以及推理判断等能力,这样机械产品才能更好地为人们进行服务,满足人们的需求。因此,在机械设计自动化的未来发展中,提高机械产品的智能化是势在必行的。 3结语 综上所述,机械设计制造及其自动化的快速发展,既可以为工业行业的发展提供契机,使产品的生产效率得以提高,还可以促使其为人们的日常生活提供方便,让人们享受高科技所带来的便利。但随着我国经济的不断发展,市场竞争越来越残酷,人们对工业机械设计制造及其自动化技术提出了更高的要求。鉴于此种情况,相关人员必须坚持不懈的对机械设计制造及其自动化进行深入地研究,逐渐拓宽其发展范围,进而为机械设计制造及其自动化的发展提供源源不断的动力支持。 作者:许杨兵 单位:池州学院
时代在进步,社会在发展,我国钢铁产业技术也在日新月益的变化,在钢铁加工业技术不断变革的大前提下,针对轧钢机械设备的管理维护也进入了一个新的阶段,我们必须对现阶段发展情况进行更多的了解,掌握更多好的方法,并结合本企业实际的情况进行相应的变革,依靠先进的设备管理方法和技术,通过不断地探索和优化,制定适合自身企业发展的设备管理流程和提升方案,使日常设备管理和维护工作达到更好的效果,合理的利用轧钢机械设备来提高生产力和产品质量,以最大化的提高企业效益。 1目前轧钢机械设备管理中存在的问题及原因 1.1管理制度、管理部门改革采用一刀切,预估效果与实际大相径庭 2010年后,随着钢铁厂效益的提升,钢铁产能不断增加,产业竞争日趋激烈,各企业在不断改进技术、提升产量的同时,也在摸索节能降本方法,在设备方面常用的做法:一是精简管理机构,取消中间职能部门,降低内耗,下放部分管理人员到操作岗位,以提升岗位技术能力;二是备件国产化,通过最低价中标方式,降低备件单价,从而降低备件资金投入;三是取消协力维修,实现主维修,降低维修费用;四是对失效备件或部件进行修理,恢复精度或功能后再投用。以上改革方案对降低设备维护成本均有实际积极的意义,但实际操作中常出现未从企业实际出发,真正取得效果并未达到预期;轧钢机械设备是钢铁生产核心设备,要保证其高效运行,牵涉专业较多:机械、液压、电气控制、操作、工艺等,对技术能力和专业经验要求较高,部分职能部门精简后,下放的人员由于脱离现场较长,实际起到的作用十分有限,而在职能部门可能长期养成散漫的工作作风,将降低现场工作效率;备件国产化及最低价中标可降低备件资金投入,但备件重要程度评估不足,国产备件实际寿命不可预估,造成备件提前损坏影响生产或精度较低造成产品质量无法满足客户需求的情况频发;协力维修取消后,由于现场操作人员没有维修、点检知识及技能,同时维修经验的缺失,易出现设备故障频发和安全事件的产生;对失效备件修理,可降低新备件资金投入,但对修理厂家资质审查及验收不到位,备件实际修理质量不受控,对生产及质量造成影响。 1.2企业生产设备技术落后 随着科技的进步,智能化与数字化不断改变了人们的生活,同时也在促进着钢铁企业设备向自动化、智能化快速转型,“工业4.0”、“黑灯工厂”“JIT+C2M智能工厂”等一些先进名词层出不穷,不断的推动着钢铁企业改革的步伐;但由于部分企业设备陈旧,自动化、智能化基础较差,需要投入资金、精力较大,无法跟上新时代前进的步调,慢慢在发展中掉队,最后沉寂在钢铁业快速革新的历史长河中。 1.3设备管理无体系可循,“头疼医头,脚疼医脚” 设备管理中“双基管理”即设备基础管理和人员技能管理两部分,在两方面管理中,由于无体系化管理,台账混乱,无法做到设备全寿命管控,经常出现“突然死亡”的故障发生,对生产及质量造成巨大影响,企业会对出现的问题立马开始填补漏洞,漏洞填补后,由于无系统的管理,出现人、机料、法、环变化后,该问题重复发生;而且日常设备管理中只在乎过程和结果的管理,会遗漏设备设计和设备生产制造阶段,由于该种管理思路,部分问题和缺陷将会从“娘胎里”带到实际设备运行和维护管理中。 2提高轧钢机械设备管理水平的方法和策略 2.1通过设备体系化管理、设备精度管理以及人员技能提升推进设备高质量运行 面对全世界制造端竞争压力日趋增加,同样的产品,质量、成本、服务将成为企业脱颖而出的关键,对于设备管理系统,如何生产出高质量的产品?如何降低生产成本?这两方面将成为设备管理优劣的主要指标,所以设备部门也要高质量,这里的高质量是服务的质量,如何做到高质量,主要在以下几个方便开展工作:(1)持续推进设备体系化(PMS)管理,做到体系工作日常化,日常工作体系化通过设备体系管理,不断置入设备全生命周期概念,包括从设备的规划调研、设计选型、制造验收、安装调试等“前半生”管理以及使用维修、改造、更新、报废等“后半生”管理。设备“前半生”的管理决定了其“后半生”运行的状态。当前,设备管理部门大多把工作放在设备的“后半生”管理上,普遍存在基建报喜、生产报忧的现象,忽视了设备管理中的全过程问题。通过设备体系管理,不断完善设备预防性维修和预测性维修标准及流程,降低突发故障及设备事故的发生;以状态监测、量化标准来判定设备运行状态,保证不造成设备欠修和过修的事件发生。(2)进行设备运行质量管理高效率、低成本不只是衡量设备管理优劣的唯一指标,能生产出高质量的产品、能满足个性化定制需求越来越成为企业进入制胜大门的钥匙;而设备精度满足高质量产品生产的能力是设备运行质量的关键所在;由于设备运行磨损、设备备件精度不达标以及设备改进评估不足等因素,造成设备功能精度不高,生产出产品质量参差不齐,质量成本居高不下,是制约企业发展的重要因素;比如轧机的刚度不好导致同板差控制较差,辊道表面毛刺造成板面划伤,超快冷水量精度不足造成板型飘曲等;通过设备质量风险的评估与设备功能精度的梳理以及人员质量意识和维护流程的固化,稳定设备运行精度,保证产品质量稳定。(3)工艺语言与设备语言的互相转化设备人员懂工艺,工艺人员懂设备已成为技术人员发展的大趋势,很多技术人员只停留在尽职避责,不能主动跨出一步去熟悉生产工艺,这样在一些技术难题上就会多走很多弯路,比如淬火工艺,如果了解不同时间内钢板温降不同,会导致钢板内部晶粒变化,从而导致钢板性能不合,就会懂得保证冷却水流量精度的重要性,如抛丸工艺,如果知道抛丸后不达到SA2.5,会造成炉辊结瘤的质量事故,就会知道必须保证每个抛头的有效热效应区,但这些都以一次次设备损失、质量损失的教训带来的改变,所以设备与工艺需要互相融合。 2.2以“数智化”驱动设备运维的高效、智能化发展 随着互联网的快速发展,数字信息化已经渗透到生活的每一个角落。数字化走进工业制造,连接设备,实现数字记录、数字分析、从而共享分析结果,解决传统工业升级面临的一些单凭人力无法解决的问题。让工厂生产运维变得更加智能,达到一切业务数字化,一切数字业务化的设备运维模式,构建实时可靠、安全共享、智慧决策的内部智慧工厂,具体措施:通过设备改造升级,增设设备监控、设备状态监测工具等方式逐步实现现场生产数据、设备震动、温度、速度、位移、电流等运行状态数据、能源数据自动采集,后上传到数据库,通过专家评估系统,根据专业设备功能、状态检测及分析系统评估及计算,实现关键设备的运行状态自动监测,提高异常情况预报能力,实现关键设备运行稳定性和经济维修,达到更好的设备综合效率;这些数据同样传至相关技术管理人员手机客户端,相关人员可实时对现场及生产进行监控,提高工作效率。 2.3区块链技术嵌入设备采购系统,降低成本,提升备件质量稳定性、采购效率 区块链技术具有不可逆、全程留痕、可追溯、公开透明、集体维护等特征,基于区块链的信息共享平台兼顾了传统的点对点数据资源共享和信息资源中心两种模式的优点,既可实现多部门多级别间数据共享,又可实现去中心化、降低信任成本、数据备份和可追溯,大大提高了企业采购行业信息的范围和效率,同时备件供应单位资质资料透明,产品质量数据共享,备件质量全程监控,质量得以保障。 3结语 总之,以上内容为企业轧钢机械设备的管理与维修提供了改进方向,这不仅需要企业根据现阶段数智化的发展进行技术创新和理念创新,也需要企业在实践过程中对其管理及技术缺陷进行更加深入地研究和探讨,并制定合理的解决和提升方案;设备的稳定高效是企业发展的基础,需要企业领导层和管理者的重视,通过不断的提升设备管理水平和加速设备升级改造,以达到产量、质量双丰收,为企业创造更多的经济效益和社会价值。 参考文献 [1]周伟华.轧钢机械设备的管理与维护浅谈[J].中国机械,2014,(19):254. [2]刘玉峰.轧钢机械设备的管理与维护[J].商品与质量·学术观察,2012,(12):14-16. 作者:杨小龙 单位:南京钢铁股份有限公司中板厂
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制造业工业论文:装备制造业的工业设计论文 1甘肃省装备制造业 甘肃省装备制造业主要来自国家“一五”、“二五”时期的重点项目、三线迁建项目和改制民营企业。甘肃装备制造业曾有过辉煌的成就,为推进中国工业化进程做出了巨大贡献。 1.1甘肃省装备制造业的发展现状 近几年,甘肃省装备制造业的发展整体稳定,围绕“十二五”规划和“3341”项目大力发展了高端装备制造业。并以产业和产品结构调整为主线、自主创新为动力、产业承接转移为方式、企业重组整合为突破口,不断增强了甘肃省装备制造业的优秀竞争力。甘肃省装备制造企业主要来自兰州、天水、白银、金昌和庆阳等地区。其中兰州装备制造业行业众多,包括电气机械和器材制造业、通用装备制造业、专用设备制造业等,主要发挥了兰州的交通枢纽和甘肃政治、社会和文化中心的优势。天水装备制造业主要是电器制造和机械制造,交通便利是最大的优势。白银装备制造业主要来自能源生产和资源加工,凭借其煤炭和有色金属等自然资源优势。金昌装备制造业主要来自化工和矿产加工,依托其镍矿藏资源优势。庆阳、平凉等装备制造业主要来自石油产业和有色金属,发挥了丰富的石油、金属等资源优势。从整体的角度来看,甘肃省装备制造业主要以政府力量、交通优势及资源优势为推动力,以国有企业为主体,以企业自主发展为动力,形成了独特的装备制造业体系。先进的装备制造业是一个国家综合实力的具体体现,可有效提升工业化的进程。甘肃省装备制造业在《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》、《甘肃省装备制造业调整和振兴规划》等政策的推动下,在机床设备、新能源装备制造、通用设备、电机设备等领域取得了较为显著的成效。但同时甘肃省装备制造业的整体水平在全国还处于比较落后的地位。 1.2甘肃省装备制造业发展面临的问题 与发达国家和沿海地区相比,甘肃省高端装备制造业的技术创新能力还不足,技术成果产业化程度低。虽然甘肃省个别装备制造企业拥有优势产品,但总体来看高端产品还是比较缺乏,还没有形成完整的自主知识产权和自主研发体系。目前,甘肃省大多数装备制造企业主要依赖引进、吸收、再创新,对装备制造业的优秀技术研发能力较弱,产品更新换代和技术升级缓慢。甘肃省装备制造业的产业结构不够合理、细分行业差异较大。甘肃省装备制造大型企业基本按照全生产要素的模式发展,而中小企业则规模不足,生产要素短缺。产业大多处于价值链的低端,而价值链高端的产品较缺乏,产业结构不尽合理。 1.3甘肃省装备制造业的发展对策 (1)大力发展服务业,促进服务业和装备制造业的融合甘肃省制造业分布不均匀,呈现各自为政的态势,若能发挥服务业和装备制造业的联动作用,不仅可以扩大服务业的范围,而且可以有效促进装备制造业的发展。加强服务业和装备制造业的融合发展需抓住装备制造业的优秀技术,集中精力攻克技术难关,并通过服务业为装备制造业提供良好的设计。通过积极构建各级工业设计中心和行业技术中心,可为甘肃省装备制造业的新品研发、成果宣传、品牌建设等发挥积极的作用。 (2)发展产学研相结合的服务模式,完善创新服务体系甘肃省装备制造企业的员工制度、创新体系有待进一步完善,需建立有效的人才引进办法和科学的激励机制。建立以装备制造企业为主体,各科研院所、研究机构、相关服务业相结合的创新机制;建设从产品研发、成本控制、加工生产、技术培训和产品检测等多方面的支撑服务体系,培育一批高水平、高标准的部级和省级企业技术中心;鼓励跨区域、跨行业建立技术创新联盟和技术合作机制,积极支持联合攻关装备制造业的重大技术难题;有效促进高校科研院所的科研成果转化水平,积极推广科研成果并应用于装备制造业的产品研发中。 (3)优化结构配置,培育装备制造企业集群,促进两化融合积极优化资本要素配置,为甘肃省装备制造业的发展创建良好的投资环境,加强招商引资的吸引力度,积极引进国内外资本,为装备制造企业提供良好的融资平台。有效完善技术要素配置,利用高新技术改造装备制造业,促进产品升级换代、改变生产方式、提高生产效率、创新管理模式,提高市场反应速度和工作效率,实现“引进消化再创新”向“自主创新”的转变。培育甘肃省装备制造业的产业集群发展,降低生产成本,提高创新能力和竞争力。加速甘肃省装备制造业的设计、研发、生产、营销和管理等各个方面的数字化、信息化、智能化和自动化的发展,有效促进两化的融合。 2工业设计服务平台建设 随着我国经济的不断发展,在《关于促进工业设计发展的若干指导意见》、《关于推进文化创意和设计服务与相关产业融合发展的若干意见》等政策的推动下,国内建立了数个部级工业设计中心,使得工业设计对装备制造业的发展起着越来越重要的作用。目前,我国具有一定规模的工业设计专业机构1200多家,从业人员约30万,年产值约300亿。从区域分布来看,工业设计主要集中在珠江三角洲、长江三角洲等沿海地区。据不完全统计,我国大型制造企业的工业设计机构已达200多家。 2.1甘肃省工业设计服务平台的发展现状 甘肃省工业设计起步较晚,无论是大型装备制造企业,还是众多中小企业,对工业设计的认识还不到位。多数企业对工业设计仅仅理解为造型设计,没有认识到工业设计在品牌形象、人机分析、虚拟仿真和受力分析等方面所发挥的重要作用。在甘肃省工业设计发展中,2010年由兰州理工大学发起,甘肃省机械工程学会批准成立了甘肃省工业设计专业委员会。同年兰州市生产力促进中心联合兰州理工大学、兰州交通大学等成立了兰州市工业设计创新服务联盟,为装备制造业和工业设计的结合发展创造了良好条件,为服务平台的建设奠定了基础。工业设计专业委员会创建了甘肃首个工业设计信息网站平台,服务联盟现建设了兰州工业设计创新服务平台。 2.2甘肃省工业设计服务平台建设的重要性 美国哈弗大学的迈克尔提出价值创造是由产品的设计、生产、营销和运输等过程完成的,该过程称为价值链。在装备制造业中,工业设计渗透到装备制造业价值链的全过程中,其包括利用工业设计技术和方法对产品进行外观设计、结构优化、功能定位、文化内涵赋予和情感体验设计等一系列活动。目前是甘肃省贯彻落实“工业强省”战略的关键时期,也是装备制造业发展的机遇期。甘肃省提出了走新型工业化,传统产业做优、支柱产业做强、新兴产业做大的三大战略,都需要依靠工业设计提升产品的外观、性能和品质,以此提高产品的附加值和企业的竞争力。因此,针对目前发展现状,构建面向甘肃省装备制造业的工业设计服务平台势在必行。工业设计服务平台可有效集聚装备制造业相关的企业、科研高校、设计机构、设计个体和原材料提供商等,为他们提供便捷的相关服务,将尽可能地利用一切设计资源促进装备制造业的发展。 2.3面向装备制造业的工业设计服务平台建设框架 面向甘肃省装备制造业的工业设计服务平台以兰州为立足点、以甘肃为重点服务范围,为甘肃装备制造业的发展提供相关的信息、人才、技术、方案和设备等资源,包含公共技术研发与信息共享服务、设计创新与资源引进服务、成果推广与交易服务、人才培养与培训服务、成果评价与测试服务等,将为甘肃省装备制造业相关的机构提供一个综合的、全面的、有效的服务平台。 2.4建设工业设计服务平台的技术手段 服务平台将采用主流的J2EE应用框架,B/S三层体结构,可兼容多种工业设计应用服务,实现系统的跨平台运行,将具有广泛的适用性、兼容性和扩展性。对政府、企业和高校等不同用户,设定不同类型的用户权限,提高服务平台的安全性。 3结语 为了更好地促进甘肃省装备制造业的发展,需进一步加强其与现代服务业的结合。通过建设工业设计创新服务平台,可有效促进创新体系的完善和结构配置的优化,进而激活企业活力和提高产品竞争力,有效推动甘肃经济的整体发展。 作者:苏建宁张秦玮王鹏张书涛单位:兰州理工大学设计艺术学院兰州理工大学机电工程学院 制造业工业论文:老工业基地制造业信息化试析论文 论文摘要:根据国家有关部门的信息化指标体系方案和国家企业信息化指标体系,针对东北老工业基地制造业企业所处的经济、技术现状,利用属性层次分析法导出企业适度发展信息化的步骤,设计了一套具有针对性和适应性的企业综合信息化指标体系,这一体系将有助于老工业基地制造业企业的信息化规划工作. 论文关键词:属性层次分析法;信息化;指标体系 1引言 为全面提高企业管理水平和整体竞争能力,大力推进企业信息化建设,我国信息产业部推出了企业信息化基本指标试行方案.但这些指标体系都是从宏观上对企业的信息化水平进行评测,企业自行制定发展信息化对策.这样造成的盲目性,既浪费了人力、物力和财力,又不能使信息化很好地服务于企业战略. 本文借助现有企业信息化评价指标及其评价方法,结合东北老工业基地制造企业的现状及其发展战略,利用属性层次法的球赛模型对企业重要的信息化指标进行比较,提出适合企业信息化发展的模式. 2企业综合信息化指标设计 2.1东北老工业基地企业的信息化发展目标 通过东北老工业基地企业信息化水平评价,可以改变传统老工业的内部环境.包括企业的特征,企业的优势与劣势.尤其是挖掘相对竞争对手而言企业独特的潜在竞争优势.目前,东北老工业基地企业仍具有其一定程度的产业优势、科研优势和产业技术工人优势,主导产品的技术水平和生产规模在全国工业中占有重要地位.但技术研发能力不强,缺乏优秀技术,适应迅速变化的市场能力较差,产品增值服务较弱,迫切需要加强综合能力.振兴东北迫切需要尽快将以降低成本为主要手段的推式生产模式转变为一切以市场为出发点,重视客户满意度的客户拉动式产品生产方式. 针对东北制造业企业目前信息化发展的现况,企业应以综合信息化为发展目标,其特征是以优秀业务信息化为目标,把焦点集中在优秀价值上,向综合化、网络化的方向延伸和扩展,强调信息化与业务类型匹配,与自身业务发展阶段匹配,与企业的管理基础、企业资源匹配.在合理投入的基础上适度发展,实现整体最优. 2.2指标体系设计原则 构造东北企业信息化发展规划,目的在于从微观推进综合信息化,为企业的发展战略服务.具体做法就是以整体的价值链信息化为发展路线,以主导产品生产过程信息化做为重点,然后向上游集成研发过程信息化,向下游延伸到市场,在集成和优化的思想指导下,去实现基础信息化.在实现基础信息化的同时,部分地选择有用的集成和优化的应用,正确引导企业信息化健康发展,提高企业的优秀竞争力. 2.3老工业基地企业综合信息化指标体系的设计具体选取的指标如下: 1)信息技术应用普及率指信息技术在企业各个部门,有关领域及业务工作中普及应用的程度,用百分比表示. 2)信息技术应用覆盖率指信息技术设备完成的业务量占企业总业务量的百分比. 3)计算机辅助设计/制造应用率指标适用离散加工制造型企业工程技术水平的评价. 4)网络化程度及企业信息网络的规模与水平指企业联网的计算机台数占企业计算机安装总量的百分比,企业上网及网站的数量与质量,企业计算机应用系统网络化程度. 5)集成化程度(管理控制一体化)据龚炳峥方案改信息集成,过程集成,用户集成. 6)优秀业务流程信息化水平指优秀业务流程信息化的深广度,主要业务流程的覆盖面及质量水平. 7)管理信息化的应用水平(分)管理信息化的应用水平(分),反映信息资源的管理与利用状况,管理信息化应用覆盖率及数据整合水平. 8)产品和服务信息附加值指标指是否系统地确定了顾客需要或将从中获益的信息产品或服务是什么?(灵捷审计). 9)ERP应用覆盖率指ERP完成的业务量占企业资源规划管理总业务量的百分比,ERP覆盖率是指企业由ERP完成的管理工作量占企业资源规划管理工作总量的百分比. 10)新技术信息吸收能力(董景荣方案). 3运用属性层次模型的企业信息化指标排序 3.1方法的选择 1997年,程乾生教授创立了属性数学,在属性测度基础上提出了相对属性测度和属性判断矩阵的概念,提出了一种新的无结构决策的方法——属性层次模型AHM.与Saaty在1977年提出的层次分析法相比,AHM既不需要计算特征向量,也不需要进行一致性检验,运算量小,科学性强,是简便有效的决策方法,两种决策方法皆分3个步骤,即建立层次结构,构造判断矩阵并计算相对权,计算方案对系统目标的合成权以进行决策.用比赛模型刻画这2种方法,层次分析法相当于举重模型,而属性层次模型方法相当于球赛模型,2种方法皆是合理的.用例子说明属性层次模型相比于层次分析法计算更简单有效. 3.2建立属性层次模型 1)建立现阶段东北企业信息化层次结构(只考虑第一层),如图1所示. 2)以下的标度法确定判断矩阵中的元素 3)构造判断矩阵,计算相对属性权 由标度定义AHM的判断矩阵元素应满足以下条件: 由以上的排序得出:W6 W8 W5 W10 W4 W9 W7 W3 W2 W1.其中:W6代表优秀业务流程信息化水平的权重;W8代表产品服务信息和附加值的权重;W5代表集成化程度的权重;W10代表新技术吸收能力的权重;W4代表网络化程度的权重;W9代表ERP应用覆盖率的权重;W7代表管理信息化水平的权重;W3代表计算机辅助设计/制造应用率的权重;W2代表信息技术应用覆盖率的权重;W1代表信息技术应用覆盖率的权重.这些权重说明,老工业基地企业在发展信息化的过程中应该首先提高自己优秀业务的信息化水平,这是企业获得优秀竞争力的关键;其次,要着重提供产品服务信息和产品的附加值,这体现了企业要以市场为重心,注重顾客的需求,使企业的特征由原来的生产推动型向需求拉动型转变,适应市场变化. 4结语 针对东北老工业基地制造企业在生产过程中的工艺和技术的比较优势,信息化工作初见规模的状况,提出以下几点建议: 1)将信息化重点放在适度提高优秀业务流程的信息化水平上,以充分发挥老工业基地制造业的比较优势,为企业的改造和虚拟企业的构建打下良好基础; 2)优秀业务信息化发展到一定程度时,企业要注重产品服务信息和附加值的信息化建设,加快企业市场反映速度; 3)企业信息化要均衡发展,信息化发展应由过去只注重点效率向注重线效率发展,以线带面实现企业的全面信息化; 4)企业的信息化不应该只强调覆盖率,应沿着企业的供应链来进行信息化建设,注重供应链上各个环节信息资源共享; 5)企业的信息化一定要为企业的发展战略服务,不能为了信息化而发展信息化,所以不同时期不同企业的信息化发展规划是不同的.企业要根据战略需求来调整信息化的重点和规模. 制造业工业论文:老工业基地培养制造业群论文 [摘要]东北地区具有完整的重工业体系和配套能力,石油开采、石油化工、钢铁和有色金属冶炼、汽车和飞机制造等资本与技术密集型工业在全国都占有重要地位。只要转变观念,发挥优势,加快产业结构调整,就能形成具有竞争优势的制造业群。 [关键词]工业基地制造业群竞争优势 随着改革的深入,东北老工业基地(下称“基地”)历史积累的矛盾和改革发展中的新问题日益明显,已不适应市场经济发展的要求。但基地在国民经济中仍占重要地位,具有良好的产业基础和后发优势。基地自然资源丰富,生态环境好,科教优势明显,积累了大工业生产的丰富经验,培养了大批高素质技术人员和产业工人。 一、基地的制造业竞争力在下降 改革开放以来,面对国内经济发展和市场总体环境的阶段性变化,基地的经济、产品和企业组织结构都未能相应地进行调整,技术水平未得到提升,使其原材料与装备工业主导产品的地位相对下降,甚至低于全国平均水平。辽宁省装备制造业与全国七大行业主要经济效益相比,总资产贡献率为4.36%,是全国平均水平的68.8%;资产利税率为2.75%,是全国平均水平的54。03%;产值利税率为4.99%,是全国平均水平的78.34%;人均利税3755元,是全国平均水平的53.11%;全员劳动生产率为19140.21元/人,是全国平均水平的68.03%;流动资产周转次数为0.86次,全国平均水平为1。16次;资产负债率为67.78%,高出全国平均水平3.21个百分点。基地制造业竞争力下降的原因有多方面: 1.计划经济意识依然浓厚,市场经济观念不强。作为最先迈入却最后走出计划经济的基地,受计划经济影响最深。计划经济的东西在人们头脑中根深蒂固。改革开放20多年,人们的观念还保守落后。虽然向往改革,但“等、靠、要”思想较重,市场经济观念淡薄,适应市场能力差,产业创新能力弱,障碍了基地经济发展和经济体制的转轨。 2.市场化程度不高,政府指令过多。基地长期受计划经济影响,企业的生产经营、社会资源配置,都还带有计划经济色彩,市场化程度不高,数据表明,东北地区的市场化程度总指数远低于东部沿海地区,2000年辽宁在内地省份中排第10位,吉林18位,黑龙江2l位;在政府与市场关系的市场化指数方面,辽宁排第15位,吉林20位,黑龙江27位。近些年,投资、年度工业产值,政府指令干预国有企业经营活动的现象在东北一些地区依然存在。 3.国有经济比重过高,非公有制经济发展缓慢。基地是我国国有企业分布最集中的地区,国有企业数量多,国有经济比重高且涉及领域广。截止2001年,东三省共有国有大中型企业1394家,其中大型企业709家,其固定资产原值、工业总产值、工业利税分别占东北工业总体的85%、76.64%、73.57%。可见,国有大中型企业在东北工业中居于举足轻重的地位,它是东北重工业体系的优秀。2001年底,辽宁、吉林、黑龙江三省的国有经济比重分别为.78.2%、86.2%、87.2%,分别高出全国平均水平13.3、21.3、22.3个百分点;据2002年统计,基地的国有及国有控股工业企业增加值占规模以上工业企业比重,最高的黑龙江为89.3%,最低的辽宁为62.7%,均远高于全国52.8%的平均水平。国有企业包袱沉重、冗员过多、机制不活、效益低下,致使基地的产业发展无力。基地中的非公有制经济发展缓慢,具有竞争力的民营企业很少,外资企业不多。 4.技术装备老化,制造业发展能力较弱。基地工业企业的设备老化,技术陈旧,长期未得到系统改造。如“六五”以来,沈阳市只有1/10的大中型企业得到不同程度的改造。目前全市主要工业企业生产设备属国际先进水平的占13.4%,国内先进水平的占19.2%。20世纪60年代以前的老设备70%还在运转。哈尔滨市工业企业设备役龄在20年以上的占23.8%,30年以上的占9.2%,全市还有1/4以上的企业仍然沿用60年代陈旧落后的装备。长春市工业设备的平均役龄在20年以上的约占60%,在2.4万多台机床中,20世纪80年代水平的占17%,70年代水平的占47.2%,60年代水平的占19.7%,50年代水平的占15.4%,这样的技术装备很难生产出现代市场需要的产品。 二、振兴基地的关键在于形成具有竞争优势的制造业群 东北地区面临的困难不是条件问题,是体制、机制和人的思想观念问题,是在市场经济实践中如何培养和增强竞争意识、竞争本领的问题。东北基础好,人素质高,不需要从零开始,重要的是转型,在国家的支持下,转变观念,发挥优势,加快产业结构调整,形成具有竞争优势的制造业群。 1.振兴基地的目标是成为我国经济的新增长极 基地目前陷于困境中,如2002年全国城镇居民家庭人均年可支配收入排序中,辽宁、吉林、黑龙江分别是第18、21、26位,落后于中西部地区一些省份。因此,振兴基地的重要目标是帮助基地摆脱困境。新一届中央政府将“振兴基地与西部大开发战略”称为“东西互动的两个轮子”,强调前者是中国“新世纪新发展阶段中重大而紧迫的任务”。振兴基地的根本目标是,充分发挥东北地区的资源、区位优势和巨大的发展空间,通过对基地的良好制造业基础的再造与发展,使东北地区成为继珠江三角洲、长江三角洲、环渤海经济圈之后的第4个经济圈和增长极。 2.基地成为我国经济的新增长极的关键在于将具有比较优势的制造业,重塑为具有竞争优势的制造业群 作为经济的一个新增长极,需要一批具有竞争优势的产业群来支撑。基地具有良好的制造业基础,但竞争力不断下降,因此,振兴基地的关键是将这些制造业中,一些具有比较优势的制造业,发展成为具有较强竞争优势的制造业群。一是要加快产业结构调整步伐。调整的方向不在于减少重工业,在于优化重工业的产品结构和增强重工业的竞争力。基地的一些制造业,如装备、船舶、汽车、医药、军品和光机电一体化制造业、钢铁工业、石化工业、软件业及农产品深加工业等都有一定的比较优势,且可能发展成为具有较强竞争优势的产业群,完全可能改造成我国重要的制造业基地。二是东北地区农业资源条件好,轻工业发展应把农副产品深加工作为重要产业,可以供应国内市场,扩大对日本、韩国、俄罗斯等国的出口,把资源优势转化为经济和竞争优势。 制造业工业论文:深究信息化推动国内制造业革新工业化 更始开放以来我国经济取得了举世瞩目的伟年夜成就。2005年我国国内出产总值达到182321亿元稳居世界第六位;制造业总产值占世界第四位;进出口商业总额达到14221亿美元为世界第三年夜商业年夜国。可是理当清醒地看到我国经济总体上仍以低附加值劳动密集型财富为主仍然处在依靠引进外国的前进前辈手艺、经营理念、打点经验等来提横跨产水安然安祥能力的阶段。 从世界列国的成长经验看自立立异能力是国家竞争力的焦点是权衡一个国家经济实力与国际竞争能力的最主要指标。今朝发家国家跨国公司和企业正在积极操作收集实施制造业手艺研发、产物设计、出产打点、市场营销和售后处事的信息化和全球化不竭提高财富和企业的立异力及国际竞争力。是以加速制造业信息化以增强自立立异能力作为制造业成长的计谋基点和调整财富结构、改变增添体例的中心环节操作后发优势实现跨越式成长缩小与前进前辈国家的差距是我国制造业新型工业化道路的重年夜计谋选择。 1我国制造业的成长现状 1.1自立立异能力与自立常识产权严重块乏 按照国家常识产权局的数据截止2006年第三季度我国国内拥有自立常识产权的企业仅占万分之三企业运用常识产权和应对国际常识产权纠缠的能力亏弱。今朝我国仅有1.1%的企业获得授权专利其中又仅有0.17%的企业获得发现专利权;在2005年13万件发现专利中有一半来自国外跨国公司。 在全国年夜中型企业中至今尚有71%的企业未设立手艺开发机构66%的企业没有开展手艺开发勾当;在两万多家年夜型企业中一年有一次以上立异勾当的企业仅占50%研究水平亏弱使得中国企业很难成为手艺立异的主体。持久以来我国企业劳动出产率低(相当于美国、日本和德国4%一5%的水平)、产物附加值不高、自立立异能力亏弱、焦点专利手艺缺乏(发现专利数仅占世界总数的2.4%只及美国、日本的1/30,韩国的1/40),这些问题严重制约我国国际竞争力的晋升增强制造业白主立异能力迫在眉睫。 1.2手艺水平低下。焦点竞争能力亏弱 我国是制造业年夜国但工业年夜而不强财富和企业的焦点竞争力极为亏弱如我国虽然有近200种产物的产量居世界第一但具有国际竞争力的品牌很少今朝我国各类进出口企业中拥有自有商标的不到20%出口产物中拥有自立常识产权品牌的不到10%,在代表制造业手艺水平的重年夜装备制造业中因为缺乏自立常识产权的焦点手艺缺乏设计和成套能力70%的数控机床、70%的轿车工业装备和纺织机械、76%的石油化工装备、80%以上的集成电路芯片制造装备、100%的光纤制造装备及年夜型飞机、年夜型科学仪器、年夜型医疗设备等都为国外产物所占领;在通信、半导体、生物、医药和计较机等行业外国公司获得授权的专利数占“1叼之一90%焦点手艺把握在别人手中。201”年180多家涉及国平易近经济命脉和国家平安的国有重点年夜型企业申请专利总数仅6579项不及美、日、欧一个跨国公司的申请数。年夜中型企业的研究与尝试成长(R D)经费954.4亿元投人强度为0.71%,规模以上工业企业R D投人强度仅为0.56%这个比例与发家国家差距巨年夜。 是以尽管我国制造业规模与制造能力相当强但在国际经济分工中一向处于较低位次只能进行转包出产和来料加工制造的是低附加值及高资本投入和高能耗的产物只能做赚取少量劳务费的“打工仔”。手艺装备的对外依存度高使得我国必需不竭进口国外的设备和手艺越是高手艺设备就越依靠进口陷入“引进—落伍—再引进—再落伍的恶性轮回。据统计今朝中国对外手艺依存度高达54%科技对经济的进献率为39%;而美国、日本、芬兰等20多个全球公认的立异型国家其对外手艺依存度低于30%但科技对经济的进献率则高于70%。 1.3沿袭传统的粗放型增添体例 国际经验剖明人均CDP在1000一3000美元阶段是一国经济加速增添阶段也是能源、资本耗损年夜量增添的阶段。我国的根基国情是:人均资本拥有量低、单元产值能耗高(超出跨越国际平均水平约20%)、生态情形破损严重当前资本情形的承载能力已经不许可采纳“高耗损、高能耗、高污染”的传统经济增添模式。好比我国仅钢铁一个行业的能耗就占全国能耗的1/拍一半铁矿石依靠进口采办能源、原材料的外汇支出压力十分繁重;中国出口8亿件衬衫所得的利润才能换回一架空中客车A380飞机。 自立立异能力亏弱必然导致企业资本操作率低下、情形污染严重经济增添面临资本情形容量的较着约束。2004年我国国内出产总值约占全球4%但现实耗损的一次机能源约占全球的12%其中淡水占15%,氧化铝占25%,钢材占28%、水泥占50%。而2004年至今原材料、能源、劳动力、土地等出产要素价钱年夜幅上涨不竭压缩“中国制造”的利润空间以“中国制造”的首要基地珠三角为例今朝该地域的企业在加工商业中获得的平均利润率仅为3%-5%摆布而成本年夜幅上升将使企业利润空间在3至5年内讧损殆尽。 我们不能不深刻反思依靠年夜量能源和原材料耗损加工制造别人的产物支出的却是惨重的资本和情形价钱维持的是数目扩张这种粗放型经济增添体例将会把我国引向何方显然这种缺乏自己的焦点手艺和常识产权依靠年夜量资本耗损维持的经济增添是不成持续、不成行的改变增添体例走集约型、立异型、资本节约型成长道路刻不容缓。 2信息化是刷新晋升中国制造业的根柢出路 制造业在我国处于工业中心地位在国平易近经济中的主要性无论若何估价都不外分。明晰把成长前进前辈制造业放在优先位置坚持以信息化带动工业化。普遍应用高新手艺和前进前辈合用手艺刷新晋升传统制造业形成更多拥有自立常识产权的知名品牌是新时代制造业成长的当务之急。 人类社会发生的三次手艺革命都引起了制造业的巨年夜转变促进了制造业的巨年夜成长。现代信息手艺的成长使世界制造业发生了重年夜的转变制造业的全球化趋向不竭增强全球化计谋已成为指导各跨国制造公司抢占世界市场的首选计谋。研究剖明制造业信息化是企业积极介入国际竞争、争夺国际资本的必备手段。信息手艺的应用不仅催生一多量高新手艺产物而且经由过程促进信息产物与传统制造产物的融合以及信息手艺在新产物中的普遍应用可以年夜年夜增添产物的信息手艺附加值。经由过程微电子、计较机和收集手艺的应用在出产中重点推广计较机辅助设计(CAD)、计较机辅助制造(CAM)、计较机辅助工艺编程打算(CAPP)、计较机辅助检测(CAT),柔性制造系统(FMS)、计较机集成制造系统(CIMS)以及数控手艺和光机电一体化等手艺带动制造业研究开发和设计水平的年夜幅提高以及出产打点和工艺手艺的重年夜转变极年夜提高了制造业尺度化、开放化、柔性化和集成化水平。充实操作信息与制造手艺资本加速高新手艺财富成长和传统制造业晋升刷新必将使整个工业出产体例发生根柢性的转变。 是以信息化不仅是我国制造业、也是整个国平易近经济可持续成长的必然选择。新型工业化道路的素质就是工业化与信息化的互动成长即信息化带动工业化、工业化促进信息化。制造业信息化是工业化和信息化的连系点是信息手艺直接带动制造业手艺前进的敦促力推进信息化不仅可以培育更多新的经济增添点更为主要和具有全局性计谋意义的是经由过程信息手艺的普遍应用可以带动和刷新复杂的制造业这是我国制造业结构优化进级和晋升自立立异能力的关头力量和基本平台。是以鼎力推进制造业信息化势在必行。 3基于信息化的我国制造业新型工业化试探 3.1优先成长信息财富促进制造业结构调整和财富开级 21世纪的竞争主若是以信息手艺为焦点的高新手艺财富的竟争信息财富已经成为新的经济增添点。按照非平衡经济增添理论财富结构的演化过程就是经济成长的过程经济成长水平的提高在相昔时夜水平上取决于财富结构的优化而信息手艺是财富结构优化的基本。 信息手艺是今世前进前辈手艺的代表是笼盖面最宽、渗入性最强、倍增效应最年夜的手艺。加速成长信息财富顺应了当今世界经济和社会成长年夜趋向的孔殷要求也是我国传统财富结构优化进级和实现工业化、现代化的关头。信息手艺作为常识经济的先导手艺可以使制造业年夜年夜增强市场应变能力经由过程成立与供给商、客户联盟的供给链和信息收集可以使市场规模加倍扩年夜内部打点和外部生意成本年夜为降低资本操作率、产物竞争力年夜年夜提高。信息手艺使得传统财富已经固化的鸿沟起头发生交叉、重叠与融合拓展了制造业的保留空间供给和催生了财富立异机缘给传统财富带来新的动力与活力。 我们理当正视信息化在制造业走向新型工业化道路中的倍增浸染和催化浸染紧紧抓住这个历史机缘重点加速成长年夜规模集成电路、高机能计较机、年夜型系统软件、超高速收集系统、新一代移动通信装备、数字电视系统等焦点信息手艺的财富化提高计较机及收集的普及应用水平增强信息资本的开发和操作。 3.2改善和缔造制造业信息化的外部情形前提 政府理当加年夜行政更始力度改变本能机能全力改善和缔造制造业信息化的外部情形。一是运用法令、律例、尺度、行政打点和社会看管等手段拟定游戏轨则实现指导和限制浸染维护社会经济秩序为企业缔造公允的竞争情形;二是按照经济纪律处事经由过程市场设置装备摆设资本解决好工业化历程中资本稀缺性矛盾全力改变经济增添体例改善竞争力亏弱环节提高制造业财富集中度;三是提高政府打点和处事水平增强社会基本经济情形的培植供给并强化财富公共处事功能成立健全衰退财富的正常退出通道为制造业立异供给强有力的撑持与保障;四是按照“五个统筹”的要求增强宏不美观指导和监管成立和完美信息资本开发操作系统加速国家基本信息库的培植拓展相关应用处事;五是鼓舞激励企业、小我和其他社会组织介入信息资本的公益性开发操作完美常识产权呵护轨制鼎力成长以数字化、收集化为首要特征的现代信息处事业促进信息资本的增值开发操作。 3.3鼎力推进制造业科技系统体例立异和轨制立异 实践证实只有不竭立异才能使制造业的信息化焕发出无限的活力进而才能促进整个制造业的成长。更始开放以来我国制造财富破耗了年夜量外汇引进国外前进前辈手艺和成套出产设备但并未能形成有竞争力的财富部门究其原因财富立异能力不足是其中主要身分。积极引进国际前进前辈手艺当然主要但促进经济增添体例改变换为根柢的路子在于科技自立立异。必需鼎力推进制造业的科技系统体例立异慢慢确立企业手艺立异和科技投人的主体地位增强企业的研发能力增强与完美中介机构和支撑处事系统坚持对前进前辈手艺成立起引进与消化、领受、立异并举的机制经由过程消化领受将前进前辈手艺融人制造业出产系统在消化领受基本上实现再立异形成具有自立常识产权的手艺和研究开发系统把握焦点手艺提高焦点竟争力从而形成可持续成长的财富进级能力。 “产权了了、权责明晰、政企分隔、打点科学”的现代企业轨制是市场经济前提和经济全球化年夜布景下现代企业保留和成长的根基轨制科学规范的法人治理结构是形成有用制衡机制、保证现代企业有用运转的轨制基本。制造业一方面必需加速成立现代企业轨制尽快形成完美有用的立异激励机制以获得市场前提下的系统体例优势;另一方面要深化更始成立完美的研发机构加年夜对新手艺、新产物研发的投人加年夜引进人才和培育人才的力度把企业各方面的资本集中到立异上来指导企业成为自立立异的主体解决好内在活力和动力机制为制造业白主立异供给轨制保障和强年夜动力。 34高度正视制造业信息化的资本整合 制造业在信息化的过程中需要进行多种资本、多种渠道、多种手段、多种条理的整合。整合是竟争和成长的前提经由过程整合不仅能够实现资本的最优设置装备摆设而且能够实现设备能力最年夜限度的阐扬是以整合已成为当今跨国企业集团获取最年夜利润空间的一种计谋能力。 制造业信息化的整合是充实操作收集在整合出产系统中的非凡浸染成立起动态的、畅达的、敏感的收集系统实现分手出产资本的整合。信息手艺和收集手艺供给了进行多种资本整合的现实性和可能性也供给了便当的手段和法。整合具有互补性是以加倍扩年夜了整合的规模和空间可以把制造业局部优势酿成整休优势、把分手优势酿成综合优势、把稀缺资本酿成丰硕资本、把不完全信息酿成完全信息。这种互补性对制造业的浸染很年夜不仅可以把年夜量不能成交的信息酿成生意信息把年夜量只有可能性的生意酿成现实生意;而且可以经由过程整合在企业和企业之间成立起计谋合作伙伴关系;还可以把加工能力和产物发卖能力进行多种资本的互补并经由过程这种互补性整合实现双赢。在发家国家分歧的行业规模每年城市发生年夜量行业内的资本整合和并购产权一向处于一种流动的状况恰是这种产权的流动、寻乞降获取增值成本为集团带来丰厚的利润、为股东带来可喜的回报。资本整合已经成为跨国集团进行国际竞争的进击手段。 3.5加速实施制造企业打点信息化 打点信息化将促使制造企业在出产体例、经营打点、企业结构等方面发生巨年夜转变。信息手艺可以其特有的优势周全刷新传统制造业的出产流程、组织打点模式增强企业的手艺立异、打点立异和产物立异能力提高企业对市场的快速响应能力和经济效益助力制造业跨越式成长。 在经济全球化年夜布景下全球制造业信息化己经进人成熟成长阶段今朝正朝着集成化、协同化和处事化的标的目的成长。集成化首要表此刻企业资本的集成应用企业内部数字化设计、制造与打点的互连互通企业与供给商、经销商和处事商的供给链信息集成和营业集成以及向跨地域、跨企业、跨国界的全球营业集成成长;协同化使制造企业在国际化协作和全球资本设置装备摆设的情形中实现制造业财富的协同和企业间的协同使企业能够优化设置装备摆设全球制造资本:处事化则首要以公共处事平台为基本采用一对多的处事体例供给制造行业信息化的应用处事撑持企业的营业过程实现企业间的信息和营业集成彻底改变传统的信息化应用和实施模式撑持企业间营业过程协作和企业内焦点营业的处事晋升中小企业的整体竞争力。我们理当慎密亲密关注全球制造业信息化的成长趋向慎密跟踪世界制造业信息手艺成长水平连系国情加速实施我国制造业的信息化。 制造业工业论文:制造业的工业工程建设阐述 一、探索培养方向,明确专业定位 《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》着重提出:改造提升制造业,发展先进装备制造业,调整优化原材料工业,改造提升消费品工业,促进制造业由大变强,完善依托国家重点工程发展重大技术装备政策。《湖北经济社会发展“十二五”规划目标》指出:进一步发展先进制造业,继续推进十大重点产业调整和振兴实施方案,做强做大汽车、钢铁、石化、装备制造、有色金属等重点产业。《宜昌市十二五规划纲要》提出:大力发展先进制造业。推动工业化与信息化、制造业与服务业融合,运用新技术、新装备、新工艺提升制造业水平,大力发展技术密集、资本密集的先进制造业,增强产业优秀竞争力和持续发展能力。由此可见:制造业作为支柱型产业在通过技术创新、管理创新以提升产业优秀竞争力方面有迫切要求。三峡大学地处长江经济带的中部、活跃的经济发展城市——宜昌,宜昌及周边的制造业比较发达,既有东风汽车、武汉钢铁、神龙汽车、中船重工、中兴汽车、力帝机床、全通公司等大型、特大型制造企业,也有一批中小民营制造型企业,区域制造产业特色明显。而这些企业都面临着创新技术、提高效率、降低成本、减少浪费、优化系统等需求。因此,工业工程方法和技术在服务宜昌地方经济中大有用武之地,工业工程专业人才在区域产业发展中有着广阔的舞台。 在宜昌及其周边产业需求的大背景下,作为地方高校,三峡大学提出了“面向制造产业,共享优势资源”的专业办学理念,制订了校企互补、产学研结合、为制造型企业培养复合型、应用型工程技术人才的专业人才培养方向。本专业开设在机械与材料学院,其机械设计制造及其自动化专业是省级重点学科、部级特色品牌专业,具有一定的学科优势,与周边地区的机械制造企业建立了长期的科研合作关系,教学科研力量雄厚,工业工程专业建设充分考虑了人才培养的目标,专业定位于近机类专业。工业工程专业的专业定位:(1)服务对象定位:制造业,尤其是机械制造业。(2)培养目标定位:应用型工程技术人才。(3)层次定位:以本科教育为优秀,同步发展研究生教育。由此明确了三峡大学工业工程专业的基本特色:依托优势学科,强化机械工程技术体系;应用对象——面向制造业,包括各类离散型企业和流程型制造企业。 二、构建工业工程应用型人才培养模式 工业工程依托机械工程学科开展专业建设,专业建设强调机械制造工程相关理论和技术的应用,体现以机械制造技术为基础,以生产系统管理理论为优秀,以信息技术为手段,强化实践性教学环节的建设思路。工业工程专业培养目标的定位:面向生产制造业,主要是机械制造业,能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺及流程的设计和优化、生产制造过程运作管理等方面的技术和管理工作,具备基础工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力的应用型工程技术人才。应用型人才培养的主要特点是知识、能力、素质的有机结合。在此前提下,三峡大学研究实践了“产学结合,工学交替”的人才培养模式,将传统的“3.5+0.5”的培养模式改为“3+1”模式,强化工程能力的培养。所谓“3+1”人才培养模式即前3年完成工业工程专业主干课程教学,其主要目的是让学生掌握本专业理论基础知识和技术基础知识,掌握一定的实践技能,也为学生的后续发展奠定基础。这一时期主要以理论教学为主,结合实验实训实践的公共基础知识和专业技术基础知识学习,第四年进行模块化、实践化教学,并在教学中尽可能开展校企合作。学生在企业里进行生产实习和毕业实习,并完成毕业设计和答辩。工业工程专业目前已经完成2006版、2007版、2008版、2010版及2012版培养方案的编制及修订,形成了较为成熟的人才培养模式。 1.优化课程体系本专业根据人才培养目标和人才培养模式要求,以服务地方经济发展、面向制造业需求为指导,以知识培养为基础、能力增强为优秀、素质提升为宗旨,以工业工程师专业认证为参考依据,进行课程体系建设。 首先确定专业以机械工程和管理学为主干学科,以机械制造为背景。由此,课程体系设计的宗旨是:突出机械能力培养,强化管理工程课程的学习,以工程应用能力为主线,按照“通识课程+专业优秀”方式构建专业课程体系。在中国机械工程学会制定的工业工程师资格认证的大纲中明确指出了合格工业工程师应具备的7个方面的基本知识、基本方法与基本技能,提出了要求在大学阶段必须学习的主要基础知识与专业知识、必须具备的实践应用能力。依据工业工程师认证对学生知识和能力的要求,结合工业工程学会指定的工业工程专业课程“5+4”的基本设置,本专业确定了以“5+4”课程为优秀,适当增加机械制造类课程为方向的专业课程设置思路。专业课分为三大部分:机械工程类课程、工业工程优秀课程、管理工程类课程。优秀课程主要由“5+4”组成,包括4门优秀课(管理学、管理信息系统、运筹学、工程经济学)、5门专业课(基础工业工程、人因工程、生产计划与控制、设施规划与物流分析、质量管理)。工业工程优秀课程主要包括:基础工业工程、人因工程、生产计划与控制、设施规划与物流分析、质量控制、运筹学、建模与仿真、系统工程等。机械工程类课程主要包括:机械制图、互换性与测量技术、机械设计基础、机械制造技术基础、生产自动化与制造系统、机械工程控制基础、物流机械与应用等。管理工程类课程主要包括、管理学基础、管理信息系统、企业资源管理、工程技术经济学等。 2.强化实践教学体系工业工程是一个应用性很强的交叉性学科,要求在培养模式中注重实践动手能力的培养,重视课堂教学和实践教学的有机结合。实践教学质量的优劣直接影响应用型人才培养的质量。本专业实践教学体系规定了多种形式和性质的实践教学,包括实验、实习、专业实训、课程设计、毕业设计、军事训练等。学分占总学分的比例达到30%以上。三峡大学工业工程实验室主要面向工业工程专业的“人因工程”、“基础工业工程”、“设施规划与物流分析”、“生产计划与控制”、“自动化制造系统”、“工业机器人”等多门课程的教学实验。目前投入使用的专业实验室包括人因工程实验室、基础工业工程实验室、物流工程实验室、制造系统实验室、生产计划与控制实验室等。 三、校企合作,强化工程应用能力的培养 工业工程是实践性极强的专业。课外实践环节对于学生的实践能力和综合运用知识进行工程设计、技术应用、科学研究等技能的培养具有特别重要的作用。实践能力训练以培养学生综合操作能力为目标,注意实践技能的综合化训练。高校与企业合作互助、共建实习、科研基地是提高学生综合素质和实践能力、拓展教师教学科研领域的有效途径。 对接地方企业生产实践满足了学生课外实习实践的要求,而且典型企业的典型生产实例也成为理论课程案例、实验、课程设计的实践素材及教师科研活动的对象。在实践环节中,本学科鼓励老师们带着学生去企业,学生带着实习任务、设计课题进车间,以IE的专业意识、熟悉企业的运作情况,寻找企业需要解决的问题,再带着问题回学校,通过与老师的沟通、运用专业知识加以探索创新,找到解决问题的方法,如认识实习、现代制造系统生产实习、毕业实习、课程设计、专业综合课程设计、毕业设计等实践课程都基本做到课题与生产实际相结合,如:进行“基础工业工程”课程设计时先将学生带到知名企业——枝江酒厂的车间里,运用“基础工业工程”的方法和手段观察生产线,发现问题,测取数据,在课程设计中解决生产的实际问题,达到锻炼学生应用能力的目的;在第四学年毕业实习、毕业设计中倡导分散独立进行,一方面帮助学生积极联系实习单位,另一方面鼓励学生自主实践,自己寻找实习企业,在实习过程中锻炼自身的应用能力,也积极寻找设计课题,通过与导师交流沟通确定设计内容并找到解决问题的方法,校企联合完成实习和设计。“把课上到企业里,把设计做到车间里”正是本专业实践教学的真实写照。 本专业选择一批技术先进、生产规模大、管理规范的企业作为长期合作伙伴,如洛阳东方红拖拉机集团公司、中船重工中南装备有限责任公司、柳州工程机械厂、葛洲坝集团船舶工程公司、力帝机床工业公司、稻花香、枝江酒厂等多家知名制造企业达成实践教学及科研基地合作协议,教学结合企业生产和科研活动进行,使企业真正成为培养高技能应用型人才的稳定的课外实践基地。 四、结语 经过几年建设,三峡大学明确了面向制造业的工业工程专业的专业定位和特色,构建了依托机械制造方向的应用型工业工程专业人才培养模式,对面向制造业的工业工程专业建设进行了探索性的研究和实践,在提高教师素质和培养学生综合素质方面取得了一定成绩,为富有特色的面向制造业的工业工程专业人才培养提供了一条可供借鉴之路。 作者:李浩平思海兵瞿夔单位:三峡大学机械与材料学院 制造业工业论文:制造业工业工程实施问题研究 东南沿海地区从90年代起,经济的发展就非常的迅猛,由于这里大多是民营的企业,他们为了尽可能的提高自己的竞争力,提高企业的管理基础,他们很早的就把工业工程运用到了制造企业,像广东省的科龙集团,他们早在1993年就开始运用工业工程,并且根据冰箱生产的独特性,他们改进并开展出了以工序为主要的工业生产线。并且到了1996年天津大学的加入合作,使得科龙集团不但从技术人才方面,经营模式战略发展反面以及生产的制造水平方面都有了很大的提高,管理水平的提高同样也增加了他们的企业竞争力,使他们公司在当时去的了显著的效果。在内地的中国制造业,它们的竞争者往往是国企本身,在这个需求的刺激下,它们也开始把工业制造运用到生产中,并全建立起了起决策参谋作用的工业指导部门(起指导生产活动作用),就像中国的一汽轿车公司,作为中国首家股份制上市的轿车公司,他们就是运用了日本的丰田企业的生产模式,再集合学习了一汽大众公司的工业工程技术的精益生产车间,再加上这些技术的不断推广,使得他们在工厂生产的效率上、生产出产品的质量上,以及生产车间的管理模式于布置上等等都取得了重大的突破。 我国制造业实施工业工程过程中存在的问题: 1.我国工业制造起步时间晚 工业工程在全球各个国家都早已兴起,最早的要数美国,它早在二十世界初就开始运用与生产,随后是日本在1945年引进并应用,韩国则早在1953年也正式开始引进,就连台湾地区也是在1960年开始,然而我国的工业从起步到现在也才仅仅15年的时间,不仅仅如此,由于发展比较晚,无论是政府部门还是个人企业,对工业工程的理解都很生硬,就连中国的国资委(国家资源委员会)和发改委这些国家重要部门都对工业工程陌生的很。 2.我国对工业工程还很陌生 现在中国的许多制造业都在不断的学习国外的发达国家的制造业,如日本丰田的生产模式如:ERP、CIMS、ISO900等,但是他们的收获甚微,因为他们根本不知道其实这种企业模式从根本上就是工业工程,不能从基本上理解技术手段就不能真正的应用于生产,因此不管我们如何的去模仿学习其他国家的先进工厂模式,我们都不能有所突破,不能结合自身的特点赶超发达国家,最多也是到达人家的发展水平阶段。 3.工业制造的理论研究不深入,IE发展需要加强 我国刚刚接触到工业工程时仅仅是了解了简单的制造方法和制造技术,运用到实际生产中取得效益并不是很好,知道90年代后,我国部分企业才开始真正的总结以前的失败教训并结合自身的发展特点提出了自己的理论和应用,比如一汽公司的JiefangProductionSystem简称JPS,它是从Tps发展过来的。中国企业虽然把外国的先进企业技术引用过来,但是他们对这些技术的理论研究程度太低,不能够满足当前快速发展的企业,甚至有些总结出的理论经验偏离了方向,仅仅是在评价和控制上研究出了自己的特色成果,因此我国的IE理论必须要深刻研究,使其能够跟得上我国快速发展的企业需求。 4.我国的企业应用需要模范榜样 近几年虽然我国在工业工程上不断的进步,并取得部分成就,但是和发达国家相比,我们仅仅是出于入门阶段,像中国沿海地区、外资合资等企业那种大规模的应用非常的少,也就是表明我国的工业工程普及度非常狭窄,就连东北的老工业基地都没有应用工业工程技术,跟不要说中国的西部地区,因此有关工业工程的普及和准对不懂地区形成适合自己的工业工程模式还需要不断的进行研究探索,需要推广出有说服力的工厂工程的企业作为模范带头人。 5.我国IE工程人才缺乏 虽然我国认识到我国IE的不足之处,并且各大高校也在不断进行工业工程的人才培养,但是高校本身就有着自身的缺陷,比如教育方法比较落后,理论知识难以得到实践,等等的这些因素严重阻碍了我国的IE人才的培养,更不要说系统性工业工程人才的培养了。没有什么好犹豫的,世界制造业的发展很进步决定了中国必须掌握工业工程,它将是我国制造业的强有力方法,也必然会推动中国IE事业的快速发展。作为一名中国工业工程的科学研究者,必须承担起改变中国IE困境的责任,为我国的工业工程的深入研究和发展的色的社会主义经济作出杰出的贡献。(本文作者:朱先召、李鹏单位:陕西理工学院) 制造业工业论文:工业设计提高深圳制造业实力 大力发展以设计为主的创意产业 全国政协副主席厉无畏 创意产业的出现,是知识文化在经济发展中的地位日益增强的结果,它强调创意和创新,强调把技术、文化、市场、产品有机结合起来。法国的一个文学家曾经说过,“科学技术越来越艺术化,文化艺术越来越科学化,这两者在山脚下分手,但是又在山顶上会合”。从产品的角度看,科技是求“真”的,文化是求“善”求“美”的,只有把这两者有机结合在一起,才能够实现真善美的产品,一方面为人们提供文化含量比较高的产品和服务,满足人们的精神需求,也可以有效地刺激我们的内需。 多年来,我国在国际舞台上叫得响的品牌实在太少,很多都是贴牌生产,这一现象的背后就是缺乏自主创新能力,因而我国非常需要进入到创新阶段。从经济学的角度讲,经济发展阶段可以划分为:要素驱动,投资驱动,创新驱动。我国经过改革开放30年的发展,已经是制造业大国,但是,我们的投资增长已经非常快,对资源的消耗也非常大,这样的情况需要改变,需要尽快走向创新驱动阶段。 技术创新和文化创意是推动产业创新的两大引擎。各行各业都可以借助创意产业的发展,更新产品和服务,开辟新的“蓝海战略”、“品牌战略”和“营销战略”,这些都与文化产业有关。 靠这两大引擎,推动我们的经济走向创新。我们讲创意产业,为什么叫创意产业?就是特别强调创意和创新。广义上说,创意产业是把创意作为优秀增长要素的产业,或者说是缺少创意就无法生存的相关产业。 具体而言,该怎么推动呢?我简要说3点意见: 第一,传统产业通过创意的融入,附加一定的文化内涵,实行差异化竞争,塑造有特色的品牌,从而提升竞争力。 第二,创意首先要从工业设计的角度来体现。比如,色彩有调节人们心情的作用,结构是满足人体的舒适感,造型是给人们丰富的想象。而这些经过工业设计的融合和创造之后,就可以产生一个新的时尚产品。垃圾桶也可以有新设计,虽然它是很传统的东西,但是通过造型、色彩、结构的改变,同样可以给人提供很多新的感觉。 第三,营销中也可以融入文化创意,引起人们的文化认同或好奇心,从而帮助企业扩大市场销售。 深圳发展创意产业和工业设计产业,具有许多得天独厚的优势。深圳有着最年轻的人群,同时具备最具实验性的标本意义,开放、创新因而成为了深圳人的文化特质。在2007年深圳的创意先锋宣言里,提出要成为先锋城市的条件,包括宽松的环境、包容的心态。深圳还出台了文化产业发展“十一五”规划,出台了一些扶持文化产业发展的系列政策,目标是2020年把深圳打造成全球领先的创意城市。 特别是当国际金融危机影响袭来时,深圳市抓住机遇,以创意与创新为突破口,大力发展以设计为主的创意产业,并在2008年12月被联合国教科文组织评为设计之都,成为世界创意城市联盟中的一员,成为全球最具有创意的城市之一。深圳是我国第一个获此殊荣的城市,深圳借设计之都这个大舞台可以广泛吸引国际资源、积极拓展创意空间,让深圳设计服务全国,唱响全球。 目前,创意产业已经成为深圳市第四大支柱产业。我相信,创意产业将成为越来越多城市和地区发展的新动力。 工业设计展让人大开眼界 “这看着是一个眼镜盒,其实它是一个音箱;这看着是两扇屏风,其实它们也是音箱。”深圳市工业设计行业协会秘书长封昌红的介绍,一下子就抓住了记者的好奇心。工业设计真这么神奇吗?封昌红建议记者一定要到“田面设计之都”去看看。 说是“设计之都”,其实就是几栋深灰色的建筑,比较显眼的就是“田面设计之都”几个深红色的大字。很难想象,心雷、嘉兰图设计有限公司等一批知名设计企业就聚集在这里。 “设计之都”里,有形的建筑并不出众,但无形的环境,却让人感受到了设计的魅力。这里正在举办“红点”设计大奖获奖作品展览,不能不看。这个全球工业设计最高奖是首次来到中国,汇集了多个国家设计企业和制造企业的获奖作品。康佳的迷你电视机、中兴通讯的S900智能手机、嘉兰图的雪崩自救设备看得人眼花缭乱。 心雷的设计师何小红连续几天都来这里观摩。她向我重点介绍了一个叫做“SizeChina”的模型,“在它面世之前,设计师们使用的所有人体工学设计数据都是针对西方人体格的。这是在中国扫描了2500个人的头部后制造的设计工具,以后设计师就可以它为根据,设计出适合中国人头型的头盔、面具、眼镜啦。” 正所谓外行看热闹,内行看门道,听她这么一讲解我才知道,这小小的产品,竟然有这么大的学问。 看过了“红点”作品,旁边新落成的深港设计中心里,还有200平方米的创意产品体验中心。 这里汇集了深圳和香港地区50多家知名设计企业及设计师的300多件作品。一进门,记者就看到了几个名为“第一印象”系列的摄像头,其中一个是粉红色的桃心型,还有一个淡绿色的圆球,背后长着一对白色的小翅膀,圆滚滚的造型十分招人喜爱。就凭这良好的第一印象,这一系列的摄像头销量肯定不会差。 正看着,何小红指着一个绿色的盘子问记者,“你看这是什么?” “果盘呗!” “不一定。如果加上一根电线,是不是可以做个灯罩呢?”何小红说,“工业设计并不仅仅是外形上的创新,更重要的是结构和功能。思路要打开。” “这个相机是什么牌子的啊,真好看!”我跟何小红正看得专注,一个女观众竟然对记者手里的照相机产生了兴趣。记者告诉她,这是SONY的一款老机器,现在可能都买不到了。但她还是表示要去市场看看。一个好的工业设计,对产品的作用不言而喻。 “能近距离接触这些获奖作品,学习他们的理念和手法,对提高我们的设计水平大有帮助。” 走出展厅,何小红告诉记者,“现在许多企业都认识到了工业设计的重要性,过去那种比较粗糙的方案已经难以满足客户需求,我们也需要不断充电才行了。” 为设计与制造业搭建平台 深圳市工业设计行业协会秘书长封昌红: 工业设计既是制造业价值链中最具增值潜力的环节之一,也是创意产业的重要组成部分。在全球现代经济体系中,工业设计产业的巨大价值深刻地影响着经济、社会、文化的发展,是一个企业、一个城市,甚至一个国家实现产业升级和自主创新的重要手段,也是深圳建设“设计之都”品牌的优秀力量。 经过30年的发展,目前深圳专业的工业设计机构已达400多家,占据全国60%的市场份额,规模和水平均处在全国前列。结合“珠三角”的制造业优势,深圳的工业设计在汽车造型、IT产品、消费类电子、家用电器等各个领域优势明显,但珠宝、食品、服装等传统领域的设计意识还不是太强。 工业设计对深圳乃至对全国的制造业水平提升都发挥着先导作用。产业升级、品牌创造都离不开优质的产品,离不开优秀的设计。过去,我们的制造企业可能不太注重这个问题,但随着市场的成熟、竞争的激烈,许多制造企业也逐渐转变观念,开始借助工业设计的力量来提升企业产品的竞争水平。摸底中我们发现,今年一季度大部分设计企业的产值都比去年四季度翻了一番。 今天,工业设计对制造业的提升作用已经引起深圳市的重视,有关部门正准备出台一项支持工业设计产业发展的规划。目前,协会主导的前期调研已经完成,相信年内就会出台。 就我们自身而言,协会有义务为企业搭建交流与合作的平台。从今年开始,协会每个月都会举办对接会,将收集到的制造企业的需求,给可能合适的设计企业,有兴趣的企业可以来投标,协会和制造企业从中挑选出3至5家设计企业,企业只要入围,都会获得一定的报酬。同时,协会还会注意保护设计企业的知识产权。今年6月15日至19日,协会与香港设计中心联合举办了深港设计创新周系列活动。9月份,行业协会还将承办“粤港时尚生活东欧展”,明年2月举办的第二届国际工业设计节也在紧锣密鼓地筹备中。 让自己成为产业链的一环 嘉兰图设计有限公司副总裁王永才 嘉兰图是深圳最大的设计企业,在全国也数一数二。除规模外,我们业务和服务的综合性也比较强。通过多年的实践,我们深切认识到,设计公司必须要主动往上下游延伸,让自己真正成为制造业产业链上的一环,这样才能实现设计企业和制造企业共同利益的最大化。 先说往上游发展。过去设计公司的工作方式是等客户提出需求后,再进行设计。现在我们则主动往上游延伸,去市场寻找消费者的新需求,然后把它变为一个设计方案。最近一个成功的案例是我们设计的“亲情手机”。其实,它就是一种专门供老年人使用的手机,针对老年人眼神不好、喜欢听收音机、半夜起床较频繁的特点,不仅设计了大数字键,在手机内还安置了收音机和手电筒,还有“一键求救”的功能。当我们把这款手机与一制造商合作推出后,其在海外的销售非常好,我们的利润也达到了单纯做设计时的10至50倍。 再说往下游延伸。具体说,就是我们不仅帮客户完成设计方案,还帮他们组织生产和制造。 我们有一个独立团队,叫“供应链管理服务部”,专门为客户组织生产。一个制造企业只要有好的品牌、有自己的营销能力,我们就能协助他们完成整个产品研发、设计、制作、销售的全过程。 实际上,工业设计应该是整合企业中各种资源的一个很重要的因素。从前期的市场研究、技术开发、生产制作,一直到后续的研发广告,各个运作环节中,设计起到了自始至终的贯穿作用。 设计公司只有深度介入产业链,才能最大限度地实现设计本身的价值。 好产品首先要有好的设计 我们公司成立于1994年,一直在生产小家电。2001年以前,我们主要是做外销。那时候,与大多数制造企业一样,我们对“设计”这个概念还比较陌生,当时我们追求的是低成本、大批量,生产的东西只要能使用、能卖得出去就行。 但是,随着市场竞争的日益激烈,今天再也不是生产什么就能卖什么的年代了,企业必须转向高端产品才有销路。尤其自去年以来,受国际金融危机的影响,海外市场萎缩得比较厉害,对此,我们调整了产品结构,除努力打造有竞争力的产品之外,还大力开拓国内市场。这两条路都离不开好的产品,而要有好产品,必须先有好的设计。对此,我们深有体会。比如2006年,我们独自设计出了1220号暖风机,由于外形和功能比较独特,去年单品年销售额就达到了530万美元。去年,我们又设计制造出了世界上第一台风冷塔机。 但是,制造企业的设计可能更偏重技术方面,而如今的工业设计早已经突破了单纯的技术层面,融入了外形、功能、结构等一系列要素,因此,我们希望能够与专业的设计公司合作,获得不一样的思路,进一步提升产品的设计和制造水平。下一步,我们还计划与大专院校合作,出资举办设计大赛,请有设计才华的同学们为公司设计产品,给予优胜者奖励,并发掘一批设计人才。 制造业工业论文:工业技术软件化将带动制造业发展 制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。工业技术软件化在推动制造业发展的过程中将发挥重要作用。 全球新一轮的科技革命和产业变革持续深入,发达国家在工业互联网、智能制造、人工智能、大数据等领域加速布局,抢占未来发展的战略制高点,我国正在实施制造强国、网络强国的发展战略,充分发挥软件的深度融合性和优秀的作用,适应制造业和互联网的深度融合。 从制造到智造 近几年,“智能制造”这个词在慢慢被大家所熟知。制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。今年1月17日,工业和信息化部《软件和信息技术服务业发展规划(2016-2020)》。其中有一项重大的项目工程――推进工业技术软件化的工程,实现工业互联网、工业云,搭建工业软件平台是实现全球共融和推动产业发展的重要基础。 智能制造加速发展是大趋势,它推进工业技术软件化,提高工业软件,尤其是工业物联网软件的供给能力,面向行业智能化转型需要提供高水平的行业解决方案。 将人工智能与工业制造结合是大势所趋。第21届中国国际软件博览会的主题是“软件定义世界、智能引领未来”。在会上,来自行业内的精英们汇聚一堂,共同探讨不同行业对于实现软件化、数字化转型的看法。其中,笔者最关注的是与制造业有关的工业技术软件化的趋势。 工业技术软件化是大势所趋 什么是工业技术软件化?北京索为系统技术股份有限公司(以下简称索为公司)董事长李义章表示:“提到工业技术软件化,可以通过美国DARPA 的AVM计划看出些端倪。AVM是2016年启动的计划。美国制造业的优秀思想就体现在AVM计划里。AVM的口号就是重新发明制造业。为什么重新发明?因为制造业的方法需要革命性的变化。AVM计划的优秀的理念是,把知识和技术进行组件化、模块化。通俗一点地讲就是把知识和技术变成App。我们知道,产品可以模块化,但这个产品系列的模块没有办法用在另外一个产品系列上。我们生成不同的产品模块的方法和技术是一样的。AVM提出把知识和技术组件化、模块化,使得产品的设计和研发工业制造可以快速完成。AVM的计划没有创造任何新的IT或者信息化技术,解决的优秀问题是工业的知识和技术如何更加高效地使用。AVM计划的优秀就是工业技术软件化。” 李义章表示:“工业企业软件化是现在非常重要的趋势。软件化不是会用软件、开发软件,而是企业组织要软件化、业务要软件化、能力要软件化。”李义章举例说道,“波音公司在波音787的研制上用了八千多种软件,其中不到一千种是商业软件,还有七千多种是波音公司的私有软件。飞机设计的知识、技术、方法是在七千多种软件里。这七千多种软件是市面上看不到的,但这些软件恰恰是波音公司最优秀的竞争力。这七千种软件代表波音公司的能力。中国制造业和波音公司的差距就这在七千种软件里,有了七千种软件,波音公司离开任何一个人都可以设计波音飞机,这就是优秀竞争力。” 工业企业用的工具,包括设计仿真和制造的工具,都经过数字化。过去用图板画图,在实验室做实验,现在在计算机上做仿真。信息化、数据化的工具是过去物理工具的替代,但这些工具的数字化没有改变人的工作模式。人的工作模式需要人学习知识,掌握知识,形成技能,并通过人操作工具,完成工作。过去在图板上画图,现在用CAD建模,这个过程是没有变化的。 对于制造业企业而言,现在工具的发展非常快,工具的种类非常多,但人的操作方式仍然是传统的模式,这两者已经严重地不匹配,带来了一些问题。现在很多企业买了全世界最先进的软件和设备都用不好,并不是软件设备不好,而是能力体系没有跟上。很多工程技术人员做的很多工作都是低层次的体力劳动,没有做创造性的工作。 李义章表示:“企业积累的优秀技术和优秀知识都在人的脑袋里,人离开了就带走了,这是现在人的能力和工具不匹配带来的问题。工业技术软件化就是要解决这样的问题,解决人能力的问题,以及知识如何更加高效使用的问题。改变人和工具的关系,过去是人直接操作工具。现在可以通过一个平台来完成,这个平台像操作系统一样,可以把工程师工作的方法和知识、技术植入到平台上,实现建模、计算、数据处理、生成报告。把这些技术模型化,变成App,有了App就可以通过平台操作工具,这是最大的改变。” 过去人操作工具,现在变成通过软件去操作工具,这是工业技术软件化的优秀作用。不管软件还是设备,运行过程中会产生数据,从设备上采集数据,然后做数据的分析、诊断,甚至是预测性的维修,这都是从数据中要发现的规律和新的知识。 李义章表示:“人的行为包括大量的知识。知识工作者有特点,很多的知识都是隐性的,他不一定能总结出来,但活让他干是可以的。对这种隐性知识怎么办?我们需要提供工作环境。工作环境可以记录行为,可以观察人的行为,通过人的行为理念挖掘新的知识。” 形成数据到知识,知识再到模型和软件的闭环,这样的工作闭环和知识闭环构成了智能化的系统。智能化的系统最终的目标是把人解放出来,让人去做创造性的工作,让机器做操作性的执行工作。 工程中间件平台助力制造业发展 软件定义的特点是“以人为本,随需而定”。虚拟化、数字化一切,软件定义带给我们很多可以变化的内容。跨界融合的新面目展现在世人面前,打破旧秩序,重新建立新世界。企业作为经济社会承载体,也是经济社会中的细胞组织,在这样的时代,各类型的企业都要走向软件化的道路,通过企业软件化培养企业新型能力,管理要素需要发生变革,管理模式要进行一些创新。所有生产制造流程优化和集成等,都可以在企业软件化过程中逐步实现,最终形成企业的新型能力,包括对成本的精细控制、对客户需求的实时响应、个性化定制,全生命周期的质量管理。享受信息化的好处,钟爱软件行业带来的益处。企业软件化使得企业效率提高。软件增多会带来质量问题,需要关注软件化过程中企业信息化的质量。 在工业技术软件化的过程中,索为公司是国内的先驱者之一。索为公司是国内集成研发平台、工程中间件技术和市场的开拓者,致力于提供制造业工程领域最先进的技术、产品和服务。 索为公司成立于2006年6月,公司的优秀产品SYSWARE工程中间件平台完全基于自主的技术体系。基于SYSWARE工程中间件,以“知识型工作自动化”为目标,打造“智能工业集成平台”,椭用户实现工程经验模块化、工具软件集成化、产品实际协同化、项目流程一体化的目标,帮助用户提高复杂产品研发的效率和质量,提升用户优秀竞争力是索为公司的目标。 SYSWARE工程中间件平台是一种创造性的解决方案,以业务为导向和驱动,关注工程信息化领域中的业务逻辑,在企业产品研发、管理、制造、集成等业务方向上提供基础共性平台,从而为业务人员快速构建和集成应用软件提供基础支持。对于纷繁复杂和多种多样的软件和系统,SYSWARE提供了统一的操作平台,为用户在各系统之间交换数据、实现互操作提供了便利。工程中间件在企业中的位置就相当于计算机中的操作系统。 SYSWARE工程中间件总体架构是由工具适配器层、统一业务层、统一界面框架层、应用系统层、统一工作台面、大数据分析及知识工程、云计算层组成,是信息化建设的一种新模式。在企业IT系统的业务基础架构层面,通过引入先进的统一软件平台,为上层应用开发提供统一的标准、接口和规范,使各类应用的开发有既定的规则,同时基于“平台+组件”的架构实现各类业务的组合和复用,在助力制造企业数字化转型的过程中可以发挥重要的作用。 现在,对于国内的工业、制造业企业来说,工业技术软件化还只是起步阶段,未来还有很大的提升空间。李义章预测:随着国家政策大力支持企业数字化转型,在未来的3~5年内,工业技术软件化将有爆发式的增长。 李义章表示:“索为公司未来将继续站在工业的角度,而不仅仅是软件开发商的角度给制造业企业提供工具、方法、平台,致力于推动中国制造业的发展。” 制造业工业论文:初探“工业4.0”背景下我国制造业科研项目管理发展趋势 摘 要:工业4.0战略作为德国《高技术战略2020》设定的未来十大发展项目之一,德国工业因此朝科技化迈进。我国的《中德合作行动纲要》表示将与德国开展“工业4.0”合作计划。在“工业4.0”的不断深入下,我国制造业呈现全新的发展面貌,坚持创新,大胆研发,在制造业科研项目管理方面取得了一定的成功。本论以“工业4.0”为背景,探究得到科研项目管理发展趋势。 关键词:“工业4.0”;制造业;管理;趋势 1“工业4.0”的内在含义 “工业4.0”乃德国政府就制造业改革发展问题提出的设想,此项目已经上升到了国家战略层面的高度,目的是推进国家创新能力的提升和民族的战略竞争能力。 德国政府基于新的国际经济和地缘政治新形势,提出了“工业4.0”战略,并且在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出这项战略,这是为了在新一轮的工业技术革命中抢先占据制高点,继续保持德国在世界工业技术领域的有利地位。该战略得到了德国以大学和广大科研院所为代表的科研界和以传统公司巨头为代表的工业界的广泛认同和接受。例如,弗劳恩霍夫协会将在研究中引入工业4.0概念,西门子公司也在工业软件开发和生产控制系统之中引入了该概念。 “工业4.0”要求我国紧跟时代的步伐,看到创新的重要性,认识到科研项目管理的必要性,向德国、美国等国家借鉴,设计一条有利于制造业发展的科研项目管理工作计划。与以往的经济技术计划不同,该计划以支持和帮扶中小企业为主,力图通过国家计划扶持,将中小企业打造成为高新技术的开发者和受益者,成为新形势下技术革命中智能化生产的主力军。 工业化时代纺织机等机械的出现和应用彻底改变了产品的生产方式。第一次工业革命后,劳动分工成为了社会共识和通行做法,以此为基础,20世纪的第二次工业革命得以实现了电力驱动的大规模生产活动。20世纪70年代初产生了第三次工业革命并持续到现在。第三次工业革命开始用信息技术进行生产,这一时期利用机器来取代人的生产。德国充分利用其作为世界领先的制造设备供应商的地位,利用四通八达的物联网向全世界扩散这一技术,在第四阶段的工业化过程中抢先一步占得战略高地。 2“工业4.0”下我国制造业科研项目管理发展趋势 在“工业4.0”这一大背景下,我国致力于制造业科研目管理改革,呈现出了以下发展趋势: 2.1必将搭建成熟的信息化社会 就目前形势来看,我国早已在多个领域形成初步完整的产业体系,比如新型传感器、3D打印、数控机床、机器人等。由总体来看可以明显得知,我国的制造业发展途径一直没有脱离以扩大再生产为主的发展通道,所以,依据智能产品、技术、装备和理念改造的方式来逐步提高传统制造业已迫在眉睫。创建起一个资源、人、机器三者能够互通互联的网络化社会,这是“工业4.0”战略的重点,与此同时,终端设备与应用软件间的一系列操作,比如维护、数据信息识别与交换等都需要以标准化体系为根据。基于此,我国制造业制定并颁布“两化深度融合”标准化路线图,该蓝图无疑推动了“C9型客机总装下线”项目的成功,飞机制造行业通过搭建网络化社会,实时共享科研成果,及时得知科研瓶颈,让该行业各个部门实现了快速交流,缩短了项目研究时间,节省了成本。 2.2定然会加快转型步伐,优化产品 我国素有世界做大工厂之称,毫无疑问,我国在制造业领域占有一席之地。但是伴随科技的发展,我国传统制造业迎来了发展瓶颈,若无法与时俱进,加快转型步伐,完善科研项目管理战略,那么必然只能被时代淘汰。由此可见,转型升级是我国制造业走出难关的必然选择。而从“中国制造”迈向“中国创造”则是我国制造业科研项目管理战略的优秀目标。近年来,我国制造业以转型升级为目标,着重开展科研项目活动,而“关键基础件及通用部件优化项目”是我国十一五推出的课堂之一。在该科研项目管理过程中,我国摒弃传统管理方案,充分调动人力资源、试验资源等,搭建了时间管理、质量管理、范围管理、风险管理等体系,完善了沟通机制,试图让国产零部件朝高质量的方向发展,促使国产零部件行业不断冲破瓶颈,成功搭建和完善了高效率、低投入的生产机制,该举措无疑为我国零部件行业实现转型,打造优良口碑推波助澜。 2.3朝自我调适、自我预测方向发展 在“工业4.0”时代,我国唯有打造和完善自我调适、自我预测、自我保养的工业乌托邦,才可在这残酷的市场竞争中占有一席之地,才能够让中国制造业稳步发展。换言而之,我国必须要制定完备的科研项目管理体系,并形成监控机制、管理机制、修复机制,逐渐搭建一个智能工厂的模型,让中国制造业朝着智能化、高效化方向发展。在汽车制造行业,我国为了提高竞争力,大力开展科研项目,其中在“运用横向稳定杆棒料生产汽车自动化系统”的项目研究中,我国汽车行业率先打造了一套完备的调适、预测方案,实现了智能化、高效化,汽车制造业不仅可通过监测明确项目存在的问题,智能调适;还可实时预测风险大小,这大大提高了科研项目的成功几率。 2.4项目管理软件朝系统化、多元化趋势发展 在数字社会,网络科技及软件工程迎来了黄金发展时期,计算机技术的普及促使科研项目管理朝系统化、多元化趋势发展。而项目管理软件(PMS)的开发与运用加强了我国科研项目管理制度的落实力度。在未来,我国因“工业4.0”的深入定然会不断完善项目管理软件,在推进科研项目的同时,会合理运用项目管理软件,全方位多角度的监测项目运行情况,做到早发现,早完善。 3总结 我国必须要把握“工业4.0”带来的机遇,并且以德国、美国等发达国家为学习榜样,探究符合中国制造业特点的科研项目管理方案。近几年,我国制造业纷纷转战革新热潮,取得了一定成果,可见中国制造业的发展趋势是较好的,若能够打破现阶段的瓶颈,放大优势,定然能够实现“中国制造”到“中国创造”的蜕变。 作者简介: 王芳(1976.04―),女,汉,天津,中车株洲电力机车研究所有限公司,重大项目主管,助理工程师,硕士,科研项目管理。 制造业工业论文:助力“工业4.0”技术落地与制造业转型升级 近日,英飞凌科技股份公司与通富微电子股份有限公司(以下简称“通富微电”)签署了战略合作协议,将通过分享德国工业4.0的经验和知识,帮助提升通富微电的制造能力和生产力。这一项目是中德半导体企业在智能制造领域的首次合作,对未来中德企业的深入合作、共同推进“中国制造2025”战略起到了良好的示范作用。 示范和实际效益双轮驱动 根据合作协议,英飞凌将为通富微电提供咨询支持,从设备生产力、生产周期、按时交付和质量等方面评估通富微电目前的制造绩效情况,并提出制造力提升方案。双方的合作将分阶段进行。在第一阶段,英飞凌将对通富微电提出的 “通富微电智能制造白皮书”提供咨询建议,协助通富微电计划并设计适应其生产环境的智能制造方案;在第二阶段,英飞凌将根据白皮书为该智能制造方案的具体实施提供咨询支持,英飞凌将根据需求安排通富微电参观英飞凌无锡工厂。作为战略合作的一部分,英飞凌还将协助通富微电于2017年在合肥工厂建立名为“自英飞凌转移工业4.0知识”的智能制造示范生产线。 之所以分几个阶段进行,英飞凌全球半导体后道工厂整合资深总监张永政博士在接受《中国信息化周报》记者采访时做了进一步解释。他表示,在具体合作层面,英飞凌首先会评估通富微电的智能制造能力,当双方就智能制造的能力达成共识的时候,然后再将智能制造的管理方法引入进来,在具备智能制造能力和管理方法之后,再导入智能制造的自动化技术,这样一种循序渐进的操作流程将全方位、多层次的促进企业智能化的转型升级。 通富微电子股份有限公司首席执行官石磊表示:“英飞凌是德国‘工业4.0’的底层架构师和领跑者,拥有先进的半导体智能制造理念和经验。通过参考和实践德国‘工业4.0’的经验,可以提升通富微电的制造能力和生产力,从而成为中国先进制造业的一个缩影,进而为助力‘中国制造2025’尽绵薄之力。” 除了双方合作所产生的实际效益之外,此次战略合作在行业内的示范意义更为显著。接下来,英飞凌还会和更多的中国制造企业展开多方面的合作,此次与通富微电的合作经验也会应用和推广到更多的合作项目上。 英飞凌科技(中国)有限公司大中华区总裁苏华博士表示:“英飞凌是德国‘工业4.0’的初创成员,也是‘工业4.0’的践行者,特别是在智能制造领域拥有丰富的实践经验。我们很高兴能和中国领先的半导体制造商通富微电结成合作伙伴推广经验,在半导体智能制造领域开展示范性合作,进而助力中国制造业向智能化转型升级,共同推进 ‘中国制造2025’。” 践行“与中国共赢”战略 采访中,苏华博士针对中国智能制造的发展形势以及中国制造企业的智能化转型谈了一些自己的看法。他认为,目前中国的制造业水平还是参差不齐的,大多数制造企业还处于较低的发展阶段,要真正达到“中国制造2025”或者“工业4.0”的标准可能还需要一段漫长的发展期。 同时他也认为,中国智能制造的标准化还需进一步完善。因为德国“工业4.0”是一个渐进式的发展模式,从1.0到4.0都有严格的衡量标准。对此,2016年,英飞凌与西安交通大学共同成立了“西安交通大学管理学院――英飞凌智能制造管理联合实验室”, 双方将充分利用各自的经验、技术和资源致力于智能制造领域,希望为中国在智能制造的标准建设方面提供一些建h。 在此次合作当中,无论是英飞凌,还是通富微电都表达了共同助力“中国制造2025”战略实施的意愿。英飞凌更是在2015年制定了“与中国共赢”战略,其中包括助力“中国制造2025”、帮助中国客户走向世界、积极参与中国新兴市场的发展、搭建生态圈四个方面,希望将智能制造方面的经验和管理方法分享给中国的制造企业。另外,英飞凌还根据目前全球智能制造发展和中国制造业现状创新提出了三角商业模式。一方面,欢迎本土制造企业参观无锡智能工厂,通过多种形式将成功经验分享给本土制造业;另一方面,与生产系统设备、方案、集成商以及中国一流高校合作,为本土制造企业提供咨询服务,由合作双方提供实施服务,合力帮助本土制造业进行转型升级。 制造业工业论文:工业4.0时代中小制造业企业的独特优势 【摘要】 本文首先回顾了历史上美国和德国通过正确的,适合产业特点和发展需求的产业政策实现快速崛起的历史,证明了合适的产业政策对于一个国家盛衰成败的重要意义。继而,通过对于文献的总结以及作者自己的深入探究,认为未来的工业4.0时代,将会是一个生产制造分散化、消费需求个性化的时代,这与中小制造业企业的特点和优势正好吻合,而大型制造业企业在消费领域的优势则将弱化。为了在未来的新工业时代取得发展优势,国家应该实行支持中小制造业企业发展的产业政策。 【关键词】 工业4.0;中小企业;产业政策 迄今为止,人类已经经历了分别以蒸汽化、电气化和网络化为代表的三次工业革命,每次工业革命都深刻地改变了世界和全人类的面貌,带来了生产力的巨大发展,同时极大地改变了不同国家之间的力量对比。引领第一次工业革命的英国曾经一度占据了世界工业制造业份额的半壁江山,并以此为基础称霸世界百余年;而美国、德国等国家则利用第二次工业革命的契机快速实现工业化,完成了制造业领域地赶超,后来居上,特别是美国,最后不仅在工业领域,而且在政治、经济、军事、科技和文化等领域全方位地取代了英国的世界领导者地位。 “强者越强,弱者越弱”的马太效应在工业化的变迁当中似乎失去了作用,出现了后发国家后来居上,赶超先进国家的“怪异”现象。但是这种现象本身,也给了中国通过实现社会主义新型工业化从而赶超欧美发达国家,摆脱近代史以来的落后地位,实现中华民族的伟大复兴以激励和启迪。乘长风起航,方能破万里巨浪。美国和德国等国家的后来居上都与其实行了符合生产力发展规律,适应时代技术条件和竞争格局的产业政策密不可分。当下,虽然还没有十分明确的标志,但是第四次工业革命亦即工业4.0时代的号角却已经响起,人类即将或者已经不知不觉地拉开了第四次工业革命的帷幕。这一点业已成为了产业界的共识。变革本身就是机遇,更何况是产业革命这样巨大而影响深远的划时代巨变。如何利用新工业革命的契机,实行适合于工业4.0时代条件的产业政策,实现“弯道超车”,以达到后来居上,是我们每一个关心国家和民族前途命运的人应该关心和思考的问题。 他山之石,可以攻玉。笔者在本文中梳理了美国和德国等国家近代史上曾经实行过的成功产业政策,分析了这些政策之所以成功的主要原因;然后总结了工业4.0时代的特点,并与中小企业的特c加以对照,发现中小企业在未来具有独特的优势;继而为了充分发挥中小企业在新工业时代的这种优势,实现中国在工业4.0时代的领先,提出了一些产业政策方面的建议,以飨读者。 一、促使美国、德国后来居上的产业政策分析 (一)美国和德国产业政策回顾 美国建国后长期都是一个农业国,直到南北战争(1860年到1864年)废除奴隶制之后,才迅速完成工业化并且实现了对于英国的赶超;而德国直到普法战争(1870年到1871年)之后才完成了以普鲁士为主导的国家统一,并且之后快速实现工业化。 两国都错失了第一次工业革命的时机,从而在很长时间里面落后于英国,但是又都在扫清了资本主义发展的障碍之后,通过推行正确的产业政策,抓住了第二次工业革命的契机,在差不多相同的历史时期实现了快速崛起。美国和德国在发展工业化的过程中都实行了贸易保护主义的政策,对外国产品征收高额关税以保护本国幼稚工业,同时对于战略性产业,诸如钢铁、石油、化工和电力等实行了税收优惠和财政补贴,并通过高额的军事订货加以“喂养”。为了发挥规模效应,并且更有力地争夺世界市场,两国有意识地培养了一系列的垄断组织,通过行政和立法手段,促进产业与资本的集中,形成了诸如标准石油和克鲁勃集团这样实力雄厚、影响广泛的大型垄断企业。 这种政策自有其思想根源。早在美国建国的时候,第一任财政部长汉密尔顿就提出了贸易保护主义的主张,提倡用国家力量来保护和扶持本国工业的发展。而德国大约同时期的思想家李斯特则更进一步,在自己的《政治经济学的国民体系》一书当中,系统性地论述了通过国家干预、贸易保护和产业扶持等手段,促进战略性产业发展,快速实现国家崛起的一系列思想。这些思想后来都转化为两国的实际产业政策,收到了预想当中的良好效果。 (二)英国产业政策的失误 英国一直以来实行自由贸易。自由贸易的思想被以亚当斯密为代表的古典经济学家奉为圭臬,落实为英国长久的国策,并且不断推销于世界各国。在英国自身产业强大,富有竞争力的情况下,自由贸易可以为英国开拓广阔的海外市场。但是,这种根深蒂固的思想却阻碍了英国进行及时地改革。英国崛起于第一次工业革命,以轻工业为主,企业规模小,资本集中程度比较低。在以电力、钢铁、化工和石油为代表性行业的第二次工业革命来到的时候,英国继续坚守自由贸易的经济政策,没有对这些新兴的战略性行业进行有效扶持,也没有主动地促进产业和资本的集中。 第二次工业革命的代表性产业,例如电力、钢铁、化工和石油等都是高度资本密集型的产业,具有极大的规模效应,需要资本的高度集中。无论采用何种方式,率先实现了大规模资本集中的国家都可以享用这种巨大规模效应所带来的好处。并非英国的产业政策就一直不对,只是时代已经变化了。具体的产业结构和客观的发展需求都已经改变,政策当然也应该相应地进行调整。 “水无常形”,顺势而为才能永立潮头。 如果说,第二次产业革命因为其电力、石油、化工和钢铁等代表性行业全都要求资本集中以扩大生产规模收获规模效应,从而带来了一个大企业和垄断资本的天下的话;那么,笔者认为,在接下来的第四次工业革命时代,亦即智能制造时代,将由于信息化技术的扩展和消费领域个性化需求的崛起而造就一个中小制造业企业大有可为的未来。 二、工业4.0时代的特点 (一)工业4.0概念的内涵 德国具有高度发达的制造业,但是其代表性产业例如汽车、机床等多是第二次工业革命的产物,在以信息技术为代表的第三次工业革命当中德国可以讲并没有抓住机会,没有诞生出一家类似于微软、谷歌、甲骨文等等世界知名的软件和互联网公司,被同时崛起于第二次工业革命的美国甩在了身后,也被诞生了腾讯、阿里巴巴和百度的中国超越。 为了弥补劣势,重新夺回领先地位,德国人提出了以智能制造为代表的“工业4.0”概念。 工业4.0的概念最早由德国政府提出,其本意是在德国发达的经济基础上,“由集中式控制向分散增强式控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品和服务的生产模式”,优秀理念是信息系统和物理系统的深度融合。 (二)工业4.0相关研究概述 张曙认为,在未来的工业4.0时代,随着互联网和移动通信在更大范围和更深层次被采用,工业、经济乃至于社会结构都会由垂直向扁平转变,从集中向分散转化。对于制造业而言,这种趋势发展的结果,就是众多的中小企业可以通过互联网组成足以与大企业对抗的社区或者联盟,并且成为智能工厂和智能化生产的先锋队(张曙,2015)。 杨帅提到,在新一轮的产业革命浪潮中,产业发展呈现出智能化、网络化、服务化等大趋势;而市场需求,则不断向个性化、多样化、便捷化等方向转型。对于这些变化的认识,是德国提出工业4.0概念的背景和重要动力(杨帅,2015)。 芮明杰则干脆提出,“工业4.0”本身就是一种为满足消费者个性化消费需求的新型智能制造生产方式,代表了未来工业的发展方向。互联网、信息技术以及制造母机的融合,其根本目的就在于生产出高品质、个性化产品以符合这种个性化的消费需求(芮明杰,2014)。 可以看到,在新的工业4.0时代,生产将由集中走向分散,具有高度的灵活性,工业结构也将由垂直变得扁平,信息技术和生产线的融合将为这种变化提供技术基础;而在消费领域,消费者对于个性化和多样化的持续追求则成为了生产制造领域变革的强大动力,甚至于成为工业4.0的主要推动力量。 在未来的工业4.0时代,生产领域的分散化、扁平化,消费需求的个性化和多样化,为中小制造业企业发挥自身的独特优势创造了极好的条件。 三、中小制造业企业特点及在工业4.0时代的独特优势 (一)中小制造业企业和大型制造业企业的特点 中小企业具有规模小,组织结构简单,管理层次少,运行和转向灵活等特点。中小制造业企业往往专注于某一细分市场领域,力图在单一细分市场或者单一产品上精益求精,取得竞争优势。由于资产较少,中小企业通常进行小批量生产并且及时调整产品内容。 大型制造业企业相比于中小制造企业,拥有更多的资本、人才和技术,通过大规模的流水线生产来扩大生产模,降低单位产品的成本,同时有能力建立强大的营销网络,并以此来取得竞争优势。可以大规模生产以降低单位成本,拥有资金和人才优势从而可以在技术研发上占据领先,同时拥有较强的营销网络,是大型制造业企业相对于中小制造业企业的三大主要优势。但是,由于信息化技术的扩展和消费领域个性化需求渐成主流,大型制造业企业这三方面的优势将不再明显,甚至于会成为一种拖累。 (二)中小制造业企业在工业4.0时代的竞争优势 随着物质产品的极大丰富,消费者对于产品的个性化消费渐渐成为主流。从最近几年的国际高新技术产品展销会上的订货情况看,大批量订货已经趋于减少,产品的多品种、小批量的特征越来越明显。中小企业具有动力足、转向快、市场敏感度高等独特优势,小批量生产的特征加上可以快速调整产品内容,使得中小制造业企业特别适合这种个性化的消费趋势。大型制造业企业由于资本和生产规模的庞大,要求高销量和较高的利润,难以适应小批量、个性化的消费需求,原本的优势反倒会成为羁绊。强大的营销网络,是大型制造业企业快速占领市场、销售产品的重要硬件设施,也是中小制造业企业难以与之比拼的地方。而信息化技术的深入发展与运用,为中小制造业企业找到了一条低成本、高效率的营销途径,使得它们可以快速而低成本地投放产品,高效率地对接消费者。 同时,信息技术也使得传统的单向推销变为了消费者和生产者地双向互动。大型制造业企业由于效率的问题,难以及时回应消费者的反馈,而中小企业则显得更加灵活。信息技术使得生产者可以更加快速和高效地了解消费者的需求,而个性化消费趋势下的消费者需求必定是多种多样而又比较分散的。大型制造业企业将难以回应这种分散化的需求信息,而中小企业则会因灵活而占有优势。 大企业仍将拥有资金和人才上的优势,因而也就具有技术上的优势。但是这种优势也将不再明显且比之以往更难发挥作用。研发本身需要比较高的前期投入,相应地也就要求后期的产品必须具有较高的销量和利润率来进行弥补,而这与个性化消费趋势下小批量、定制化的趋势是不相符合的。而中小企业则可以通过产学研相结合以及构建不同中小企业之间的创新协作体系来弥补这方面的不足。 由以上的分析可以看到,信息化技术的扩展和消费领域个性化需求的崛起,为中小制造业企业在未来的工业4.0时代提供了独特的竞争条件,并与其自身的特点相结合,造就了越来越大的竞争优势。但是,这种优势能否有效地转化为社会和经济效益,还需要我们在政策制定上做出积极而有效的回应。 四、相应的产业政策 技术和市场需求的变化,使得工业、经济乃至于社会结构都会由垂直向扁平转变,从集中向分散转化。从第二次工业革命以来资本不断集中,企业规模不断扩大的产业趋势将会发生转变。技术和消费需求的变化,将会创造一个适合中小制造业企业自身条件和发展的新工业时代。为了在这个新的时代里面占得先机,我们必须对产业政策进行相应地调整。 国家已经出台了一系列有利于中小企业发展的举措,这里要重点谈谈以下两点。 首先,要从思想认识的高度转变观念,切实地对于中小制造业企业的发展加以重视。我国建国以来为了快速完成工业化,实现赶超,采用行政手段支持了一批大型制造业企业的发展,初步建立起比较完整的工业体系。某种意义上,这也是采用了德国和美国曾经走过的靠行政干预和国家扶持来支持战略性行业发展,完成资本集中、扩大生产规模,迅速实现工业化的老路。这种思想一直延续到了改革开放之后。到今天,大型制造业企业,特别是里面的主体――大型国有制造业企业依然享受着在行政、资金、人才等方面的特殊照顾,而中小制造业企业则受到不同程度的歧视和区别对待。原先对于大型制造业企业的大力支持是正确的,这是产业发展的需要;但是今天,产业发展需求已经或正在改变,因而相应的侧重点也应该转变。我们必须从思想上对于中小制造业企业在工业4.0时代的独特优势有深刻地认识,必须真正地对于中小制造业企业加以重视,改变过去抓大不抓小,大型企业吃肉,小型企业连汤都没有的局面。 制造业工业论文:制造业的工业互联网战场 制造巨头们正在从传统制造向数字化、物联网、智能制造领域延伸,这也是未来几年内他们竞争的新战场。 在四月底举办的汉诺威展会上,西门子、ABB、GE这些传统制造巨头纷纷在自家展台最优秀和醒目的位置推出了基于工业云的工业互联网平台,并且展示了丰富的解决方案和实践案例。 在2016年汉诺威工业展会上,如果说各家展示的重点还是智能和数字化制造生产线,时隔一年,工业互联网的平台已经从雏形走向应用和实践。 作为数字化制造不可或缺的关键一环,云平台系统不再是互联网公司的独有产品,而是走向传统制造过程中迸发出更多新的火花,让传统制造商们贴上“数字化”的标签。 而对于传统的工业生产线而言,工业互联网带来的优势,就是将采集而来的数据进行分析,帮助制造企业提高生产效率和产品质量,对生产周期进行更为精细的管理。 “软”与”硬”的结合 毫无疑问,对于传统的互联网公司而言,工业生产是一个陌生的领域;而对传统制造企业而言,云平台技术也是一个新鲜的领域。两者之间相互融入和适应是工业互联网发展进程中的一大挑战。 在今年的汉诺威展会上,西门子展出了其基于云的物联网操作系统MindSphere。借助MindSphere,西门子正在搭建一个开放的物联网(IoT)生态系统。作为平台即服务(PaaS),它支持应用(App)和数字化服务的开发、运营和供应。 值得注意的是,微软、亚马逊等这些传统的互联网巨头成为了MindSphere生态圈扩张中不可忽视的一股力量。西门子也把这些亲密无间的合作伙伴邀请到了展会现场。这些合作伙伴作为云基础服务商的同时,也在云平台上开发不同类型的工业软件。 作为一个开放的物联网平台,MindSphere一方面吸引着更多的软件开放商开发出更多的应用软件,以供不同领域的工业客户使用;另一方面硬件商希望借助平台推销硬件产品。 这是一个正在形成的新生态圈,参与方包括云基础设施服务商、软件开发者、物联网初创企业、硬件厂商等。 据介绍,目前西门子已经有超过50款工业软件上架,其第三方开发者包括埃森哲、Atos、Evosoft、SAP等。 事实上,除了西门子推出MindSphere,它的竞争对手美国通用电气(GE)也推出了类似的工业云平台Predix。据展会上GE的一位工作人员介绍,GE工业云平台于2015年上线,试图打造由实施者、创新者和商业化渠道组成的生态系统。该项目向希望在Predix基础上开发软件和应用的独立软件开发商、创造支持Predix的解决方案的技术合作伙伴并且向开发Predix认证的服务的集成商开放。 同样地,Predix的客户将有望从GE甚至越来越多的第三方公司获取全新开发出的应用和服务。开发人员将可看到每个连接到他们的操作环境的人员。在这一过程中,企业能够部署和应用监控,以此来不断适应物理世界和数字世界的新要求。 除了GE、西门子,其他制造企I也在积极为数字化转型做准备。菲尼克斯打造了自己的云平台PROFICloud,并依托此平台开发了多款软件。 依托于开放平台所带来的魅力,强强联手的故事也在一直上演。 虽然ABB没有推出专属的云平台,在全球范围内对外宣布ABB Ability理念――180多个数字化解决方案组合。根据ABB与微软的战略合作伙伴关系,ABBAbility的下一代数字化解决方案和服务将在微软Azure云平台上面开发和构建。 在汉诺威工业博览会上,GE协同它的中国合作伙伴华为联合基于工业云的工业预测性维护解决方案。新方案将华为边缘计算物联网EC-IoT(Edge Computing IoT)方案和GE的工业互联网云平台Predix进行融合,通过华为边缘计算物联网关、敏捷控制器(Agile Controller)和GE 工业互联网云平台Predix,以及合作伙伴的传感控制设备、工业应用等组件的有机融合,构建工业网络信息通道、互联平台,提供预测性维护服务。 在未来,工业巨头们打造的工业互联网平台类似于ios或者安卓系统,平台基于现有的工业产品收集大量数据。开发者可以在上面开发app,监测实时数据来实现工业产品监控,利用过往数据来预测未来状态,提出解决方案等等。 而对于平台的缔造者西门子、GE这样的传统工业巨头而言,伴随着新的工业生态圈的形成,新的商业模式正在出现。 新商业模式 就像西门子股份公司数字化工厂集团首席执行官Jan Michael Mrosik所说的那样,“涵盖整个价值链的整合及数字化转型是保持未来竞争力的关键所在。” 基于物联网操作系统,未来的工业生产从产品设计、生产规划、生产过程、生产制造和服务都将进行整合,形成一个协作系统。 毫无疑问,新的生产方式必然带来新的商业模式。 对于西门子而言,迫在眉睫的就是将工业互联网产品市场化。Jan MichaelMrosik向《能源》杂志记者介绍了目前MindSphere主要功能。首先,平台即服务PaaS。西门子提供MindSphere,对和MindSphere连接的设备根据流量计费。其二是软件即服务SaaS,不同开发商可以在平台上开发软件。第三,就是由MindSphere驱动的、西门子本身提供的数字化服务。比如西门子客户某发电厂,将此发电厂和MindSphere连接,对发电厂的状态进行监控,提高发电厂的可靠性和可用性。 也就是说,工业互联网平台其本身以及依托此平台开发的软件都将带来商业利益。由于工业云平台处于起步阶段,目前尚未形成固定的商业模式。上述GE工作人员对记者称,现阶段收费方式多种多样,可能按照流量、次数等不同标准进行收费。 一家名叫Bluvision的传感器公司和西门子进行了合作。通过与西门子的合作,它将自家生产的传感器装在西门子设备上,进行数据采集和分析。通过将数据采集到自主开发的软件,对数据进行分析,为客户提供更为优化的解决方案。与此同时,也促进了传感器的销售。Bluvision负责人对记者表示,通过初期的合作,让客户看到价值,必然带来更多的订单。 虽然工业巨头们都已经摩拳擦掌、跃跃欲试,但他们的工业云平台试验才刚刚开始。 今年三月,GE与中国电信签署了合作协议,中国电信将利用GE Predix技术为中国客户提供工业互联网平台服务及相关解决方案,并由旗下全资专业子公司负责平台运营,但Predix部署工作还未真正展开。目前,西门子也正在中国市场大力推广Mindspere。 对于中国这个制造大国而言,未来必是这些工业互联网平台争战的主要市场之一。 制造业工业论文:基于工业4.0背景的标准作业成本法在服装制造业的应用探讨 摘 要:主要论述工业4.0的背景下标准作业成本法在我国服装企业应用的相关理论。通过论述工业4.0时代服装企业成本管理面临的新挑战,提出服装企业应用标准作业成本法的意义,构建了我国服装企业标准作业成本管理制度体系,并针对服装企业实施标准作业成本法可能面临的问题提出相应的对策。 关键词:工业4.0;标准成本法;作业成本法;标准作业成本法;服装企业 为了保持德国制造业的全球领先地位,德国政府在2013年提出了工业4.0的概念。即工业4.0主要是对未来制造业的描绘,工业4.0是未来工业的大趋势,也是提升中国制造业国际竞争力的最佳选择。我国服装制造业目前正是产业结构调整的关键时期,中国工业4.0不仅能够提高生产效率、将生产成本降低、将生产的灵活性提高,使消费者的个性化需求得到满足,工业4.0时代,我国服装制造业的成本管理制度也将面临巨大的变革,因为小批量、多批次、差异化生产将是未来服装制造业的趋势。同时,在工业4.0时代,服装企业通过融合世界一流的制造技术与IT系统,车间的同一生产线能够生产任意订单、任意数量的不同产品,不仅摆脱了对于生产线控制员的依赖,同时还能灵活处理订单更改、产品组合和流程调整等工作,这一切都对企业的成本管理制度提出了更高的要求,因此服装企业应探索建立更先进的成本管理方法,以适应工业4.0时代的要求。 一、服装制造业应用标准作业成本法的必要性 2014年上半年,我国服装企业运营压力较大,效益完成情况相对较差,困难比较突出。我国作为昔日的服装出口大国,如何冲出新的困境、提高产品竞争力、实现由服装制造大国向服装制造强国的转型,是理论界和实务界亟待解决的问题。新技术时代,制造业企业间的竞争更加剧烈,整个制造业已经进入“微利时代”。对于服装制造业来说,能否在工业4.0背景下控制好产品的成本,将是决定企业优秀竞争力的关键。在纷繁复杂的成本管理方法中,标准作业成本法融合了标准成本法和作业成本法的优点,是适合工业4.0时代服装企业进行有效的成本管理的方法。特别是随着新经济环境的产生,人们对服装的需求日益多样化和个性化,产品种类更多,批量更小,工艺更加复杂,技术层次上的要求更加不同,企业的自动化和高科技设备逐渐增加,使得间接变动成本和固定成本所占的比重逐渐提高,成本管理的范围也逐渐扩大,涵盖了研发、生产、营销与服务等的全部环节。传统的标准成本制度以少数“数量基础”作为分配间接费用的标准,没有按照成本的“多种动因”而有所变革和创新,这种单一的分配标准核算的成本将导致信息的失真,在失真的成本上进行的定价与决策会导致企业对发展方向的错误判断,甚至把企业推向濒临破产的边缘。在这种情况下,服装企业应该在工业4.0的背景下重新思考成本管理制度,在传统的标准成本制度中融入现代的作业成本思想,建立标准作业成本制度。 二、标准成本法与作业成本法的融合 从传统的标准成本法来看,不仅可以事后计算成本,还可以在事前对成本进行预测和成本的事中控制。标准成本法侧重于产品的生产耗损过程,通过对成本中心生产成本的分析控制成本差异,也就是说标准成本法仅以产品生产至完工这一过程为主体,不考虑生产前或者完工后发生的费用对产品成本的影响。例如,对于研发人员的费用和销售费用作为与产品无关的期间费用来处理,研发人员的费用计入管理费用,销售人员的费用则计入销售费用。在目前的成本发生环境下,产品研发成本及后期营销管理成本不断增加,对其进行控制也越来越重要,标准成本法在这方面没有设置任何的控制点,它在成本控制方面的薄弱环节也日益凸显,因此,可以通过以下三个步骤完善传统的标准成本法以形成标准作业成本法。 第一步,引进作业成本法。作业成本法是指以作业为计算产品成本的中间桥梁,通过作业动因来确认和计量各作业中心的成本,并以作业动因为基础来分配间接费用的一种成本计算方法。作业成本计算与传统成本计算最明显的区别是:第一,以作业中心来归集资源耗费;第二,依据成本动因采用多元化的制造费用非配标准。随着服装企业制造环境与制造工艺的改变,传统成本管理的观念发生了质的变化,在作业成本计算的基础上,并非企业所有的作业都能增加企业的价值,有些作业是客户必须的,有些作业即使不发生也不会降低企业的价值,降低产品成本最有效的途径是消除这些无效的作业,同时提高有效作业的利用率。因此,企业管理者可以利用作业成本法所提供的信息更好地管理资源,提高资源的利用效果。 第二步,在作业成本法中融入传统的标准成本法。尽管现代的作业成本法具有诸多优势,但仍然存在以下缺陷:没有单独考虑直接成本的核算与控制方法;在作业的生产能量固定的情况下,实际生产数量的不同会造成不同时间生产的产品负担不同的成本;作业成本法只是一个成本计算系统,而不是成本控制系统。为此,作业成本法完全可以吸收原有标准成本法中的合理成分,以对作业成本法进行充实和和完善。 第三步,传统的标准成本法与作业成本法的融合还应该注意以下几点:首先,对于直接材料和直接人工,可以采用标准成本法的计算和控制方法。其次,对于制造费用,可以为各作业制订作业标准化成本,同时计算各作业的生产能力和服务量标准,最后根据各作业实际成本和实际利用生产能力或服务量进行成本差异和生产能力或服务量差异的分析、控制和考核。 三、标准作业成本制度体系的构建 标准作业成本法既包含标准又包含作业。对于标准,它是建立在作业上的标准,就是作业标准;对于作业,是建立在标准上的作业,就是标准作业。它的成本控制方法是,先将实际作业成本与标准作业成本进行比较,发现差异,再通过作业分析发现不足之处,对作业进行改进。我们可以发现标准作业成本法就是变形了的标准成本法,它只不过就是改变了传统标准成本法的成本对象,又加入了作业成本法的成本核算和成本管理的工具。 对于服装企业而言,标准作业成本系统的设计步骤和内容如下: 1.对标准单位作业成本的制定 标准作业成本法按照生产技术水平和经营管理水平划分标准,标准作业成本法下把单位标准作业成本分为两类,一类是理想化条件下的单位标准作业成本,一类是常规条件下的单位标准作业成本。理想单位标准作业成本是指在理想化生产条件下(效率最高、机器不发生损坏、工人提供了力所能及的产量情况)所应有的作业成本。理想单位标准作业成本要求现有生产条件发挥到极致,没有任何的浪费。常规的标准作业成本是在正常的生产经营条件下通过企业有效经营应能达到的一类单位作业成本。 2.对作业成本差异进行核算 因为单位标准作业成本包括变动标准作业成本和固定标准作业成本,因此进行作业成本变动分析也要相应的进行变动作业成本变动分析和固定作业成本变动分析。 3.对作业中心成本控制绩效进行评估 首先,参照标准找出差距以评价成本控制绩效。考核各作业中心的实际成本控制绩效可采用标准作业成本,然后分析产生差异的原因,最后找出谁承担责任,定期编制成本控制业绩报告。 四、标准作业成本法在应用中面临的问题及对策 在我国企业成本管理中,对传统的标准作业成本法的应用将是一个不断改进和创新的过程,应从制度上、管理上和应用方法上进行探索。 1.成本核算制度同时满足现行会计制度的需要 我国有关的会计准则和现行的会计制度在企业财务报表对外披露时,成本核算方法上仍旧采用传统的成本计算法。会计制度的不兼容导致在标准作业成本法体系中将作业成本信息用于财务披露和税收目的显然还存在法律障碍。在成本核算制度中,财务人员采用科学合理的数据处理方式,严格按照会计准则的要求,使成本核算制度同时满足现行会计制度对外报表的职能需要。 2.成本管理制度变革要循序渐进 在企业中全面推行标准作业成本法是一个循序渐进的过程,在推行的过程中一定会存在一些阻力和障碍。特别是我国服装制造业,中小企业占比较大,企业员工的素质普遍不高。因此,当企业的实际情况不适应大范围推广标准作业成本法时,可以先在某条生产线上进行局部试点,待其成熟后再全面推行,由点带面、灵活应用、逐步推广,使得成本制度的过渡更安全,从而降低成本制度变革的阻力。 3.取得高层管理者的支持 标准作业成本法的实施将是一个系统工程,要想顺利付诸实践,首先必须得到企业高层管理者的支持。因此,企业高层管理者应从发展战略的高度,统一指挥,有序推行,协调企业生产经营的各个系统,以达到提高企业优秀竞争力的目的。 4.保证成本信息的可持续性 标准作业成本法是基于具体作业的成本制度,核算的数据量很大,其运行需要核算系统的大力支持和配合。从传统成本制度的过渡过程中,就需要将新的核算理念和数据需求纳入会计信息系统中,避免数据在不同核算体制下的割裂现象,保证良好的数据沟通和共享。因此,企业应加强会计信息化系统工程的建设,通过硬件系统作为保障,最终实现数据处理、数据计算和数据分析的自动化。 5.建立适应的组织管理体系 为了实现传统成本法向标准作业成本法的顺利过渡,恰当的组织准备是不可或缺的。企业应确定承担标准作业成本的部门,以及明确规定他们具有的权利和指责。根据自身的实际情况,设计有效的成本管理组织体系,建立权责对等的成本管理部门。明确的组织结构和清晰的责任化分工是实现标准作业成本法的有力保证。 五、结语 在工业4.0背景下,服装制造业应构建标准作业成本制度系统,将传统的标准成本法和精益的作业成本法有机的结合起来,这样既可以较为精准的计算出具有其相关性的、以反映经营实质的作业成本信息,协助企业管理决策,又可以为企业长期战略提供成本数据支持,最大效率的发挥成本控制的本质,优化作业链,从而提升服装企业的优秀竞争力。纵然,在变革成本管理制度中会触动许多的内部利益集团的利益,从而遇到巨大的挑战和困难,但企业管理层可以统筹规划、分步骤、有计划地推进相关的制度建设,以壮士断腕的勇气和魄力推进科学的成本管理制度体系,使服装企业在工业4.0时代的竞争中立于不败之地。 作者简介:李淑珍(1964- ),女,副教授,主要从事财务管理、成本管理等方面的教学与研究
仓储物流论文:实训课程下物流仓储管理论文 一、实践教学与传统理论教学的区别 传统的理论教学方法一般都是教师根据教学目标结合课本知识把一些基本的、重要的概念通过讲授的方式传递给学生,并且通过提问和例子来帮助学生的理解,引发学生的思考,主要通过课堂上的练习和课后的习题来巩固专业知识。实践教学法则是不同于传统理论教学的一种全新的教学模式,它是对具体发生的事件进行分析从而引发学生的思考,有利于培养学生的实践能力和锻炼学生对具体问题的解决能力,是一种新的教学模式。在实践教学的过程中,学生不再是处于被动的学习者,而是扮演一个积极的参与者,所以学生必须在上课前就仔细阅读老师安排的案例,并且思考在遇到合格问题的时候自己会做出什么样的决策,会有什么样的后果,这些都必须要符合自己的实际生活才能得出现实并且具有意义的解决方案。实践教学与传统理论教学的区别主要体现在以下两点: 1.授课方式的不同 在传统的教学课堂中主要是教师在上面讲课,学生在听,教课的重点基本都是围绕教学的重点和中心。而实践教学中主要的教学方式是教师和学生一起共同讨论实际的案例。实践教学的基础是让学生参与到课堂中,做课堂的主人,提出自己的解决方案有效的解决实际问题。案例探讨是实践教学的主要组成部分,所以教师在课前都会把案例交给学生供其提前思考,然后在课堂上进行讨论。 2.教师和学生的角色以及责任的差别 在传统的理论教学中教师的主要目的是把课本的理论重点传授给学生所以主要熟悉教材,表达清晰就可以算的上是一个好老师了,但是在实践教学中教扮演的角色是一个引领者的作用,责任是使学生把理论知识运用到实际操作当中。所以实践教学法比传统的理论教学更加适合当代的学生,结合仓储管理课程的基本性质在教学的过程中实施实践教学的方案可以起到较好的教学效果从而实现教学目的。 二、实践教学的作用 对于仓储管理课程,实践教学对学生具有特殊的指导意义,主要作用体现在以下几个方面: 1.加强对理论知识的巩固 在实践教学的过程中,学生需要运用理论知识来解决具体的问题,任何的解决方案都不能脱离理论知识而独立存在。分析案例的目的是阐述事情发生的基本原理,探究案例所蕴藏的思想以及实践方法,探索仓储管理理论及实践意义,这才是研究案例的主要目标。 2.为以后解决类似问题做基础 在实践教学的过程中,教师一般都会选取一些较为经典的案例来做课堂演示,这是因为经典案例在学生以后的工作生活当中遇到的可能性很大,学生可以通过实践教学学习经典案例来指导未来的工作。从经典案例当中总结出来仓储管理的基本原理和具体的解决方案、经验以及教训都充分反映了仓储管理的基本规律,所以这些基本规律和方法同样适用于其他仓储管理工作中所遇到的问题。 3.充当理论知识和实际操作的桥梁 仓储管理课程中实践教学是理论知识和实际操作的桥梁。仓储管理的实践教学首先是由教师收集大量的关于仓储管理的案例然后对此进行严格的筛选,选出优秀的并且符合课堂教学的经典案例。而这些案例基本是都是对实际问题进行研究,以事实和数据作为有效的根据,并且将理论知识结合其中。在实践教学过程中,教师与学生共同对经典案例进行探究,充分发挥学生的创造力,把实际体验升华到理论认识的层面上,可以更好的指导学生的实际操作能力。 4.把理论知识转化为实际操作能力 仓储管理课程中的实践教学的目的是为了使学生能够掌握基本的理论知识,并且将理论知识提升为可利用的实际操作,通过启发学生的思维能力让学生逐步学会发现问题、提出问题、思考问题、最终提出建设性的方案来有效的解决问题,从而主动地去学习新的知识和培养实际操作能力。 三、小结 从上文可以看出,仓储管理课程中实践教学相比于传统的理论教学具有绝对的优势,对于当代人才来说,不仅需要掌握简单的理论知识,更加主要的是把理论知识运用到实际操作当中。采取实践教学的教学模式不仅可以活跃课堂的氛围,提升学生的学习积极性,在实践教学的过程中学生可以充分发散自己的思维能力,锻炼学生的语言组织能力,加强学生对基本理论知识的理解,为以后从事仓储管理工作打下坚实的基础。 作者:张国卫 孙树旺 单位:内蒙古商贸职业学院 仓储物流论文:文空间格式化物流仓储管理论文 1优化中心业务入库环节的操作 (1)录入货物信息和车辆信息应用自动化工作方式,自动数据库更新利用货物RFID标签,减少了出错的概率。 (2)在进行货物入库时,无需人工登记货物的进货数量以及进货时间。而是利用门形天线读写器,在进入库门时,利用信息采集设备自动对智能托盘信息和托盘上的货物信息进行采集,并实时将其记录到数据库当中。 (3)在大批量货物进库时,无需集中人力、时间和地点来点算货物以及统计溢缺状况,而是要采取入库同时进行识别、对比以及计数,以此降低所用时间。 (4)新流程对于数量较大的货物效果更加显著,而且在完成货物入库作业之后能够自动计算出是否存在溢缺。 2优化中心业务出库环节的操作 2.1现行的操作环节 (1)录入出库货物信息。手动录入将要出库的货物信息,主要包括出库货物的存储地点,出货数量以及出货时间。 (2)出库的准备工作。为货物出库做好的准备工作主要包括:货物的包装整理、组配分装以及分拣等等。 (3)出库凭证的打印。打印出库货物的出库凭证,内容通常包括:发货规格、方式、数量以及价格等等。 (4)备货与理货。根据出库凭证和仓库货架对货物进行核对,在核算无误后再进行备货。然后整理将要出库的货物,之后搬运到制定的地点,还要认真核对不同发送地区的货物。 (5)全面核对。在出货过程中,由工作人员对马上要出库的货物进行逐一核对。 2.2改进之处 (1)空间格式化下配货环节高效,配货以单元格为对象实施管理。 (2)录入出库货物信息和车辆信息均运用自动化工作方式,并利用RFID标签自动录入数据,并将其记录到数据库当中。 (3)在备货操作时,无需确认货物的存储货架,而是利用RFID设备,当车辆经过时将会自动提醒,进行备货。 (4)通过库门扫描设备,采集出库货物和车辆信息,并自动录入,此种方法方便快捷,工作效率高。 (5)在出库准备阶段,无需确认包装状态是否完好,而是利用数据库进行检查。 3优化中心业务保管保养工作环节 3.1采集货物信息 在货架和天花板上安装RFID读写器,监视范围内的单元格,提醒库管及时掌握在存货物数量级种类。在分拣装置和搬运装卸工具上安装的RFID读写器能通过感应单元格,使搬运工具更轻松找到所需商品。 3.2动态管理货物信息 在分拣装置和搬运装卸从货架拿走商品的同时,RFID会察觉到单元格的变化,然后自动将信息传递给仓储信息系统中。 3.3及时更新数据库 仓储信息管理系统按照已设好的数据信息,检索、校核数据库,一旦超出警戒线,仓储信息管理系统便会告知采购部门及时补货。 3.4共享供应链信息 凭借网络化仓储管理系统,整条供应链能够动态获得产品的实时储存情况。一旦货物出现不足的情况,便会自动向供应商下单。 4结语 文章主要针对现代物流仓储管理空间格式化的优化问题进行研究,这项研究既富有理论性和实践性,同时又富有挑战性。所以,本文的研究是具有必要性的。 作者:杨光 李国兴 李德辉 单位:中国人民解放军62402部队 仓储物流论文:物流技术中仓储管理论文 1现代化物流技术应用现状分析 总的来讲,物资和相关货物的存储是整个物流运输配送当中的优秀环节,是创造物资时间效应的基本活动项目,为了更好地适应当前市场环境的变化,并且满足大众消费者和现代化社会的消费需求,还应当对仓库实现更加高效、更加科学地管理,保证其可以达到现代化标准。其基本作用体现在可以全面提升物流系统的质量、提升系统的标准化程度、增强企业优秀竞争力等方面。物流信息技术时代当中,信息控制技术是最为优秀的技术之一,而相关工作才刚刚起步,所以当前应用的普及率还不够广泛,发展空间相当巨大。 2物流技术中仓储管理的应用及改善 根据上文针对我国当前物流技术的应用现状和技术发展前景进行综合性的研究,可以对现代化物流技术的应用有着全面的掌握。下文将针对物流技术中仓储管理的应用及发展进行研究,针对当前的缺陷部位,提出相应的整改措施,以促进技术的不断完善,为物流行业的建设及发展奠定基础。随着我国西部地区物流技术的不断发展,不少物流企业的建设也进入到了一个崭新时期之中。另外,一些大型的货物运输企业、货物配送行业等,也各自加强了自身物流中心的建设,生产厂家也纷纷的建立起了以物流管理和集中式管理为和优秀的物流基地。上述举措,均使得我国的物流行业得到了迅猛发展。但是,在当前繁荣的发展局面之下,还需要充分认识到不足和缺陷,不断地完善物流的仓储技术,并且提出相应改善措施。 2.1现代化物流技术的应用 首先,应当广泛并且积极的引入现代化物流管理技术。随着时代的发展和信息技术的不断进步,仓库式的管理,已经进入到了一个重要发展阶段,传统的人工盘点、人工货物的摆放、人工式的整理等,已经逐渐难以满足现代化的工作标准和工作要求,所以还应当加强自动化立体仓库的建设、加强机械化设备和系统的建设,最终实现自动化的控制和管理,并且还应当加强信息的处理和收集,增加物流行业的仓储业务流量,以全面增加业务收入。 2.2信息管理及管理机构 另外,还应当加强信息技术和各项信息资源的有效整合,这一点也是促进仓储管理技术在物流行业当中得到重要应用的关键点。结合物流行业自身建设及发展的特征,制定出相应的工作计划,将各项资源和信息等有效整合在一起,采用集中式的管理模式,避免信息过渡的分割和分散,真正意义上做到信息资源的共享。以此为基础,将规划的效应发挥至最大。建设起统一化的、标准的管理机构,在企业内部,设定一个权威性的管理机构部门,分散的领导其他部门,采用统一管理的模式,使得其他部门的各项工作均听命于它。通过这样的方式,使得工作开展更加有秩序,并且对企业内部各项管理项目进行协调。 2.3优化传统的物流仓储布局形式 不断地优化物流仓储的布局形式,且发挥出本土优势,也不容忽视。当前不少国家和地区的物流仓储技术都集中于经济较为发达地带,诸如城市区域、交通主要干线区域等等。所以,物流仓储的活动更多的是运用到商业活跃以及信息灵敏等优势,更多的是依靠交通的便利性,以此为基础,制定出相对应的方案和政策,逐步地调整自身企业经营结构和经营的方式,采取科学化的规划方式,科学化的制定出各项经营原则,妥善解决资金不足的问题,通过对融资形式的扩展、通过对仓库布局以及经济合作形式的调整,更好地促进企业经济熊阿姨的增长。在必要之时,还应当能够打破常规,使得现代化的物流技术发展可以更好地得到应用,面向社会经营,更好地增强企业优秀竞争力。 2.4加强物流仓储技术改进 最后,对于现代化的物流行业而言,要想使得仓储管理得到更加重要的应用,还应当不断的加强技术方面的改造,使得经营管理可以得到真正意义上的强化。现代化的物流行业发展,应当以仓储式的管理为技术性支撑,以信息化的技术为基本指导原则,更多地运用现代化管理方式,诸如数字化、网络化和自动化的电子计算机技术,来取代传统的手工记录和人工操作流程,使得物流行业的发展可以有更多的现代化技术引入。同时,还应当结合市场的条件和市场需求,确定出基本的硬件设施和建设方案,逐步确定得出相关市场的供需关系,建立起完善的、强大的物流仓储管理系统,为行业的进步驻入更多活力。 3结束语 现代化的物流应当逐步转变自身传统的发展方式,更多地考虑运输以及货物配送的相关问题,同时还应当充分的考虑到原材料采购以及消费者的相关问题,逐步提升物流技术水准,综上所述,根据对我国现代化的物流行业发展与相关技术的应用进行综合性的分析,从实际角度出发论述了物流技术和现代化的物流仓储管理技术的应用细节。同时对仓储管理的重点、难点和关键点等进行了细致探讨,旨在不断促进相关管理手段的丰富,以更好的为现代化物流技术提供帮助,促进物流行业的提高和前进。在当前物流技术之中,仓储管理是一项优秀的技术,并且在今后的物流行业中将有着重要的应用,故有必要加强仓储管理的应用。总之,物流管理的发展是顺应现代物流技术的发展而发展,它不仅促进了物流业的发展,提升了现代物流业的水平,还是社会再生产过程得以顺利进行的必要条件。 作者:卢伟东 单位:东莞市经济贸易学校 仓储物流论文:物流企业仓储信息化论文 【摘要】仓储是现代物流的优秀环节之一,对于供应链的运作效率与质量影响深远。仓储的信息化则是提升仓储效率的关键所在,也是现代物流管理的一个重要构成要素。在A物流等现代物流企业中,仓储信息化建设都是非常关键的问题,因此本文以A物流的仓储信息化为研究对象,对物流仓储信息化的基本内涵及其作用进行阐述,了解A物流仓储信息化的现状,分析该物流企业仓储信息化不足的原因;最后,给出A物流仓储信息化的建议,希望可以借助物流需求分析、仓储标准化、软硬件技术升级、人员培训与配套机制建设等,为A物流仓储信息化改善创造优越条件。 【关键词】A物流;仓储信息化;建设 一、仓储与仓储信息化概述 (一)仓储管理及仓储信息化概念介绍。仓储管理的主要内容包括:物流仓储系统的布局和设计、库存的最优方案选择、仓储作业的具体操作等,在物流企业的具体仓储管理中,仓储布局、库存管理及具体的仓储作业执行之间存在密切关系,这三者的配合程度及效率,会对整体仓储管理产生重要影响。仓储信息化,是指利用现代化的信息手段,完成物流仓储全过程的协调、管理与控制,以实现从商品出发地到最终客户的所有中间过程服务。具体地说,物流仓储信息化实际上就是协调物流仓储的每一个业务环节,构建一个信息技术支撑下的管理机制,提高系统内部信息共享和管理效率的体系。常见的物流信息化手段包括:条码技术、电子数据交换技术、无线射频技术、全球定位系统等,合理、恰当的选择和运用相关手段,实现仓储信息化,是提升企业的场竞争力的必然要求。 (二)仓储信息化对仓储管理的作用。物流仓储是物流企业消耗成本最高且业务难度最大的环节,影响企业的根本利益,物流系统产生的效益来自于整体物流服务水平和物流成本的下降,而这和物流信息的畅通、及时是分布开的。首先,物流管理是一个完整的系统工程,信息化手段可以将这个系统打通,让不同环节的参与者,如生产企业、物流公司、购买者等更加顺畅的进行合作,提升物流运作效率,提升第三方物流的价值创造了。其次,仓储信息化可以配合仓储管理业务开展,通过信息化的授权、监督机制,企业可以对物流仓储的各环节、相关部门与人员进行更高效率的监督与激励。最后,仓储信息化实际上可以创造一个更加优越的数据环节,让物流企业了解仓储需求,及时的配置和调整资源,满足仓储管理效率改进的基本要求。 二、A物流仓储信息化现状 (一)A物流有限公司及其仓储介绍。A物流有限公司(简称A物流)成立于2001年,是一家中等规模的连锁第三方物流企业。该企业的仓储管理不仅仅涉及到仓储管理的仓库管理环节,还涉及到入库和出库环节。其流程是:确认入库———入库管理———确定出库,在确认入库和出库方面,分别包括以下流程:收件———分类———检验———确认,确认———提取———检验———发包———配送。而在入库管理中,则必然与企业日常仓储管理的其他出入库环节、日常管理机制、盘点与报损等制度相关联。可见,A物流的仓储管理流程是较为繁琐的,整个价值链环节涉及到许多企业和个人,涉及到企业内外部的许多因素,其仓储管理的效果将会较多的受到价值链相关环节的影响。 (二)A物流仓储信息化建设背景。A物流在及北京、广州、成都及武汉等地都拥有仓储基地,总仓储面积为29000平方米,其中浦东的仓储面积为105000平方米。从仓储的基础来看,地区的仓储面积较大,近年来开始逐步向周边区域进行仓储扩建。这就使得企业的物流仓储压力增大,而仓储信息化则是提升物流企业总体的管理效率、确保物流业务流程标准化等的关键所在,也是该物流企业发展需要特别关注的问题。为达到提升物流综合效率与质量的目的,A物流开始了仓储为优秀的物流信息化建设。 (三)A物流仓储信息化主要措施。A物流仓储信息化的主要措施如下:(1)以计算机系统为基础开展物流作业链的信息化管理。A物流在2009年建立物流信息化系统之后,不断更新和完善信息系统,截止到2014年10月,A物流的物流信息系统已经覆盖A物流多数仓储部门,使得A物流的总部能够在第一时间了解各门店的库存及配送情况。(2))无线射频技术。无线射频识别(RFID)是通过一种无线电讯号和微芯片标签识别特定目标并读写相关数据的通讯技术,RFID电子标签(RFIDTags)来实现存储和远程读取数据。RFID电子标签能够被应用于任何物体,通过无线电波对物体进行身份识别,接收的射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别过程无须人工干预,可在各种恶劣环境中工作,可以克服条形码使用效率低、容易出差错、信息容量有限等不可克服的缺陷。 三、A物流仓储信息化存在问题的成因 (一)信息化系统没有满足全部仓储业务需求。A物流仓储信息化的管理效率不理想,特别是信息化的流程没有很好的得到落实,部分业务仍然采取传统手段进行,这就表示其仓储信息化不完全覆盖仓储业务需求。信息化建设是一项复杂的系统工程,需要长期的积累和规划,但是A物流却不愿去做这样的规划,或者一段时间就停下来,导致后期很难有发展。因此,企业必须构建一个符合信息化要求的业务流程,对业务的具体程序、对应部门与人员进行合理的批判。然而,在缺乏统一规范的情况下,物流信息化的应用会极大的受制于物流企业自身的技术实力和资本实力,这就导致目前A物流仓储信息化系统的成本较高,而A物流的起点很低,而市场上缺少适合A物流起步的信息系统,就导致其采用的信息化系统本身不完全符合企业仓储业务要求。 (二)仓储的标准化不足。针对前文提到A物流仓储信息化建设中,仓储效率不高的问题,联系企业实际情况,其主要原因在于仓储信息化缺乏与之配套的标准化机制。物流仓储信息化的运行,与物流仓储标准化存在密切关系。借助现代化手段进行仓储管理是仓储信息化的关键,然而这个信息手段必须建立在匹配的标准机制基础上,覆盖全部仓储流程。但是,目前该物流企业的仓储相关作业都没有必要的标准化规范,运行不规范也就无法运用信息手段。同时由于信息化的不规范,以至于企业在信息系统开发时,往往是直接委托给软件公司开发,或者直接购买相关专业软件。这样一来,A物流实际业务流程和信息流之间存在差异。就A物流而言,形成在国企基础上,主要是中铁,中海运等国家主要运输企业,这些大型企业本身同各相关部门联系密切,市场竞争压力小,就使得其资源整合动力缺乏,其结果就是垄断市场继续占据市场主要成分,但是不断出现的中小物流企业也在低价竞争中无法联合实现资源整合、提升企业竞争力而越加困难。 (三)仓储信息化的技术设备匮乏。结合前文介绍,A物流的仓储信息化效率较低,这与前文分析的仓储标准化低、信息化与需求匹配低有关,而这个问题最终形成的根本则是信息化手段不足以真正的达到其业务需求。目前A物流仓储信息化发展中,虽然企业开始引用物流信息化技术,但是所取得的成效却非常有效。例如,GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)技术服务在大型企业的应用比例为23%,在大型物流企业的应用仅为12.5%,在中小企业基本是空白。企业对物流信息化的重视程度不足,资金投入不够;据分析物流行业的信息技术总体投资占总额的比例还不到0.2%,与国际物流巨头对比投入2%以上差距比较大。基础技术服务应用比例趋少,整个物流的仓储信息化整合就相对困难。 (四)仓储部门人员的信息系统操作能力有限。与A物流的仓储信息化建设水平不足有关的另一个重要原因就是缺乏专业的信息化人才。物流仓储信息化人才分为两类,一类是具备将信息技术与物流专业技术相结合的能力,成为既懂业务又懂技术的战略型人才;另一类是能够将信息技术与物流专业技术相结合,能够熟练操作具体业务的中低端人才。目前A物流仓储信息化方面,这两类人才都极为短缺。截止到2013年,A物流的从业人员中,大专学历的物流专业人才不足20%,本科学历的物流专业人才不足18%,硕士及以上学历的物流专业人才不足6%,在A物流企业中,相当一部分从业人员是高中及以下学历。并且,A物流并没有仓储信息化研究与应用的较高专业人才,这就导致A物流较少拥有自主创新的物流信息技术,而是通过引进且较少更新升级物流信息系统的方式实践仓储信息化,这显然会阻碍A物流仓储信息化的全面发展。 四、A物流仓储信息化改进建议 (一)结合仓储业务需求优化信息系统。A物流的仓储信息化并不完全符合自身的业务需求,企业需要更细致的分析业务需求,构建覆盖全部业务的信息化机制,才可以提升其效率。A物流可以学习成功企业的经验,例如,沃尔玛的仓储信息化以物流仓储及配送中心为枢纽,将POS机以及电子数据交换系统收录和更新的物流信息及时进行处理并启动相应的物流服务机制,极大的提升了物流服务效率。但是目前A物流实践仓储信息化的过程中,并没有很好的建立具备现代信息系统的完备高效物流配送中心。现代物流活动是建立在配送中心的基础之上的,建立现代化、适应信息化应用的配送中心才能使企业的物流活动更加顺畅。 (二)推进仓储标准化。针对A物流的仓储标准化程度低,导致仓储信息化发展受限的问题,解决仓储信息化建设不足,就必须关注仓储标准化建设。提升A物流的仓储信息化建设,需要注重仓储信息化中的标准化机制建设:实行统一的包装、卸载方式、工作流程和服务,为标准化做出铺垫,这对A未来的发展是非常有利的。物流标准化主要包括:物流用语和物流计量的标准化、物流数据传输和交换的标准化、物流作业的标准化、物流服务的标准化。物流标准化是物流管理的重要手段,同时也是物流合理化的重要内容。物流标准化涉及面较为广泛,具有很强的国际性,对于降低物流成本、提高经济效益都具有重要的作用。 (三)及时进行技术升级与设备更新维护。要实现仓储信息化就要不断加大对信息技术和设备的投入力度,包括物流的基础设施以及原有设施的改造等;对于A物流而言,信息技术应用除了遇到资金和技术的不足的问题外,在信息数据的深入分析方面A物流还是存在着巨大的差距。如,沃尔玛有专门负责物流信息的收集和处理的SMART系统,每天不间断的收集信息,分析数据,对物流信息作出合理调配,并扩大到数据挖掘,从而能快速获得市场需求,对物流的把握程度和精确。但是这样的部门设置在A物流中还比较少,A物流对信息部门的认识就是对计算机等硬件的维护,在数据分析方面则相当薄弱,这显然是应当着手改进的地方。 (四)提升仓储人员信息技术培训。发展仓储信息化战略时,A物流需要关注专业的人才培养与提升。一方面,A物流需要加强对现有仓储信息化战略从业人员的业务培训,主要立足于再学习和再挖潜,充分提高从业人员的能力,加大教育培训投入,建立一整套有效的员工培训机制。制订中长期员工培训计划,合理划分培训层次,使培训制度化、经常化。将人才的教育与培训结合起来,以储备一定数量的后备人才,特别是高级专业的技术人才。对高级管理人员结合业务发展,定期进行前瞻性的培训,同有关院校联合办学,提高现有员工的学历,改善其知识结构,进行学历再教育。 综上所述,仓储信息化对现代物流企业的物流运作效果与质量提升具备重要意义。A物流在仓储信息化逐步取得一定成就的同时,也存在一些局限性。特别是由于企业物流信息化的覆盖面不足、物流标准化匮乏、仓储信息化的设备与人才不足,缺乏完善的内外部保障机制等,极大的约束着企业的仓储信息化。后续发展中,A物流需要结合自身需求,合理的调整物流仓储的信息化方案,强化设备、人才与保障机制建设,在物流标准化与信息化技术基础上,推动物流仓储业务发展,提升物流企业优秀竞争力。 作者:王晨曦 单位:西安外事学院物流管理1201班 仓储物流论文:制造业仓储物流发展论文 一、制造业仓储物流现状分析 根据原材料到产成品过程中种类的变化,制造业可以分为三大类:A字型、V字型和T字型,制造类企业按照产品和工艺的不同,从中选择一种或多种进行生产制造活动。A字型企业,其特点是最终产成品比原材料种类多,这类企业多见于化工材料、纺织和医院建筑材料等行业,由于产成品数目众多,库存管理偏向拣配、发货,产品交货及时性和顾客服务意识性方面均需投入大量人力。V字型企业,其特点是原材料比最终产成品种类多,这类企业多见于机械制造、装备和重工等行业,由于原材料数目量大,在制品和材料库存压力大,供应链环节响应速度要求高,收货和配货压力大。T字型企业,其特点是最终产品的原材料可以通用,这类企业多见于仪表仪器、家用电器和消费品等行业,由于大量产成品所需材料部件可以共用,仓库存货和制造在工均有大量的库存,需要较高的生产管理能力和产供销调配能力,仓库既需要进行材料到货的验和保管工作,又需要及时进行配送料。制造业物流是指制造类企业将原材料转化为产成品的过程中,进行的材料采购、物料保管、生产制造、成品储存、产品运输、售后服务等一系列关于货物流动、信息流通的活动。我国制造业集中在加工制造环节,在产品研发、材料采购、仓储管理、订单处理和批发零售等环节技术和管理较为薄弱。其中仓储管理环节信息化和自动化水平低,仍是企业劳动密集型部门,集中体现在以下几个方面:一是企业信息标准化水平低,制造业物流信息与物流业信息标准不统一,整体水平较低,如编码规则、容器尺寸等。不同企业之间信息数据标准、物流信息平台没有完全统一,新型企业在进行标准选择时不知所措,又不到当地政府、行业协会及专业机构的指导,影响了制造业物流信息化推进进程。二是企业物流信息化程度低,我国制造业物流信息化程度整体仍低,据悉,我国制造企业实现物流精益化管理的占6%,供应链实现JIT配送的占11%,采用条码技术的占13%,仓库采用看板管理的占25%,原材料直送工位的占44%,大部分中小企业物流信息化还处于空白状态,影响制造业物流整体效率提升。三是企业物流资源整合度低,虽然部分制造类企业构建平台信息系统,但与上下游企业信息技术、信息资源相对独立,信息资源不能有效交换与共享,存在着严重的“信息孤岛”和信息不对称现象,不能有效地形成上下游资源的高效流通。因此,我国制造业企业物流整体上仍处于分散的功能性阶段,物流活动分散在公司的各个部门,企业经营中经常出现物料停滞和无效搬运的情景,与国外先进企业相比,思想观念和管理水平,存在着明显的差距。 二、制造业智能化转型对仓储物流的启示 首先,智能化将使得仓储物流系统化和整体化,通过智能化系统管理,企业的整个供应链形成一个相互联系、环环相扣的系统,采购物流、生产物流和成品物流互为整体。因此,一个动态的、适时优化的和自我组织的价值链系统形成了,供应商和企业采购部门、资材部门及生产部门可以实时监控物料到货备货状态,提高资源调配效率,避免因信息不畅导致等待浪费和存储浪费。其次,智能化将使得制造业物流与流通业物流整合,制造业可将仓储物流环节交由更专业的物流企业去运作,物流业发挥主体的服务功能,承接制造业日益增长的对物流服务和质量的要求,为制造业提供优质高效的供应链一体化服务,最终实现联动双赢。制造业与现代物流业互为依托,加强沟通衔接,促进相互融合、联动发展,是调整产业结构、转变经济增长方式的重要途径。再次,智能化将使得仓储物流向生产服务业转型,实现形态从生产型制造向生产服务的转变。在智能化工厂下,产品将出现从局部到全球,从离线到在线,从被动到主动的转变,仓储不简单是保管存放,还承担配送、跟踪等功能,协调公司内部各个部门、乃至上下游产业实现协同配合,从而进行资源的高效调配,为用户提供更好的消费感受和贴心的体验服务。最后,智能化使得仓储物流业务模式发生改变,工业4.0“网络化制造”、“自我组织适应性强的物流”和“集成客户的制造工程”等新的商业模式,使得整个供应链系统利益相关者流程再造,甚至制造业领域所有资源间形成全新的循环网络,智能化的产品以独特的可识别性、个性化开始逐步问世。作为仓储物流的从业人员将拥有高度的管理自主权,可以更加积极地投入和调节自己的工作,大幅度提升老年人和妇女的就业比例,确保人口结构的变化维持持续的生产力。 三、制造业仓储物流发展策略 发展制造业仓储物流,一方面需根据企业现有的实际情况和物流发展的要求,确定与自身特点和发展要求相适应的物流运作模式。另一方面,通过智能化转型的影响,运用现代物流技术,使得仓储管理自动化、物流信息网络化、智能配送云端化,改善物流管理及服务水平,营造高效率、低成本的物流服务体系。 第一、构建物流信息共享平台,实现供应链系统的集中化管理。成立物流管理部,整合企业采购、仓库、生产、销售各环节物流业务,实现物流的规模化和一体化管理。同时,构建智能化系统管理平台,将工厂内所有设备互联的“智能工厂”融合在一起,提供全面、快捷、安全可靠的服务和应用业务,支持移动终端设备和业务网络中的协同制造、服务、分析和预测等功能。 第二、建立订单监控管理系统,实现供应链全程可视化管理。构建过程透明的物流信息系统,便于进行订单集拼,变小零担为大零担,实现经济配载。对于仓储管理来说,实时分析产品库龄,实现先进先出运作;对于财务核算,实现对费用当天自动核算,便于整合整体收益;同时强化过程控制,提高服务效率及速度,便于多维度分析供应链各环节的数据,包括库存周转、订单规律、物流成本等。 第三、联动流通业物流企业,实现制造类企业与第三方物流企业的互利双赢。世界五百强在华投资中的400多家企业中,有超过350家企业选择物流外包,国内企业中物流外包的比例不超过20%,仓储物流均由自身负责设计运营,不利于企业优秀竞争力的聚集和进一步发展壮大。联动第三方物流企业,建立供应链伙伴关系,有利于在制造业体系中形成稳定、富有创造性的伙伴关系。 第四、实现生产服务业转型,实现产业形态由生产制造向服务型制造的蜕变。通过延伸产业链,加大采购研发、销售物流服务投入,提供更多附加值的产品和服务。在从事制造业的跨国公司中,其服务收入占总销售收入的平均值超过25%,19%的制造业公司的服务收入超过总收入的50%。随着服务与制造相互渗透和融合,服务环节在制造业价值链中的作用越来越大,并促进制造业加速服务化,仓储物流环节直接影响服务质量和水平,成为制造转型升级的关键。 作者:翟垒垒单位:北京京东方显示技术有限公司 仓储物流论文:第三方物流仓储管理论文 1第三方物流企业仓储管理的内容 构成第三方仓储管理的主要内容是仓储系统的摆设设计、仓库内部货物的保管、仓储如何作业操作。虽然他们不是一个层面上的东西,但却有着各种不同却相近的联系。 1.1仓储系统的布局设计 仓储系统是以三大运输干线为主要干线,分别为铁路、公路和大型船舶。在区域内送货,区域是送货的主要地区,其他为副中心地区,这就形成了一个扭曲的布局系统模式,这就避免了复杂混乱的局面。枢纽就是一个配送中心,只不过这个配送中心的基地是个仓库。它还需要对配送中线的选址进行规划、仓储系统内的设施设备也要进行安排,同时也要设计规划区域。这些是仓储系统布局设计的不可缺少的部分。无论在物流建筑的设计上,物流设置设施的配置上,还是物流供应链的设计上,都必须要有专业的技术。因为它对物流程序的运作的好坏有着直接的影响,所以说,仓储储藏不仅仅是布局中的顶层设计,更是供应链设计的优秀部分。 1.2库存控制 要想确定仓库商业模式,就需要在控制库存的时候,以仓储系统的布局设计为依据对本仓库的管理目标和管理系统模式进行确定。只有这样,才能够更好地确定好仓库的商业模式。第一,将控制目标定位在服务质量和运营成本上,在企业商业模式中,让库存控制在一定量,避免过多或者过少的现象出现。第二,服务质量、运营成本、计费系统、客户关系管理将会成为控制目标,如果将独立核算的利润中心作为供应链的一个执行环节,从而实现企业利润最大化。第三,要指定一个控制目标,控制目标包括服务质量、运营成本、计费系统、客户关系管理,并且将立核算的利润中心作为供应链的一个执行环节,提高企业在市场上的竞争力,这样企业的盈利会更多。第四,物流仓储管理中库存控制有执行、反馈和分析这三个功能。因此,相对于供应链的整体来说,它处于后端位置。 1.3仓储作业操作 仓储作业操作的传统作业流程包括进仓、盘点、账务处理、出仓等,因而说,它是整个仓储管理中的基础部分。在第三方物流的仓储管理中,是以仓库管理系统为中心来进行主导管理。仓储管理系统的仓储作业操作是信息化的,这是它与其他管理软件的不同之处,因而,它的这个特点对库存控制和信息集成化奠定了坚实的基础。 1.3.1进仓作业流程 首先是进行接单审单,然后开始检查车辆,再把车上的货物卸载下来,验收货品,验收成功后系统指导的进行上架,并对货品进行贴标签扫描,单据处理之后最后入账确认。 1.3.2盘点作业流程 首先是制订盘点计划,然后盘点食物,对实物和标签进行核对,盘点表与系统账务进行复核,最后计算库存准确率。 1.3.3出仓作业流程 首先是接单审单,然后把货品系统分配,分拣备货,发货,复核交接,单据处理,最后销账确认。 1.3.4账务处理 实时记录和检查每次进出库作业、质量状态、数量的改变;同时,对货品进行分类、整理、归档保存、备份相关凭证,这是进行账务处理的主要目的。 2第三方物流企业仓储管理的发展趋势 2.1信息技术与第三方物流企业仓储管理的密切结合 随着我国物流技术的发展,第三方物流也逐渐壮大,它对于提高物资运输流通速度、节省仓库储存成本有极为重要的作用。WMS是集员工、流程和环境于一体的系统集合体,是由一系列计划模块有机组合并产生相应预期结果的系统,国内与国外相比,在WMS的运用上还有差距,在国外,WMS功能的强大和专业性通过实践的充分证明,在国内仅仅是在初级模块中WMS得到了广泛运用。仓储管理必须通过WMS作为工具来开展一些充足的辅助性工作,对于第三方物流仓储企业这是必要的。要对自己自动存储货物、补充货物、RFID、企业产出的情况报表、库存控制指标等的运用进行重新排列组合,这样才能让企业的仓库管理得到进一步的发展。要想灵活运用这些技术,就需要在管理中有成熟的理念支持才可行。 2.2贴身个性化行业化服务意识 如食品饮料、服装、化工、IT、电信和汽车这些行业是第三方物流企业最为关注的焦点行业。支撑物流行业现阶段生存发展的支柱力量是行业发展速度比较低的传统行业,据调查显示,物流行业中比较大型的企业非常重视传统行业的物流需求,因为处理好这些物流需求,可以提高企业在竞争激烈的市场环境中的竞争力。第三方物流企业仓储管理要在熟悉客户企业、物流活动发展规律、具有物流系统开发和创新能力的条件下给客户提供有利于物流合理化的综合物流服务。在熟悉并且清楚的了解客户需求之后,结合自身行业的特点,分析归纳行业的要求,为客户指定贴身计划。让每个企业客户都有一个符合自身的计划去实行,改变了过去第三方物流企业被动接受指令的情况。 2.3人才的战略型、管理型、技能型 要想让现代物流能够有一套良好的物流服务体系,就要求提供物流实施的计划、对整体系统进行设计并且要加强物流的管理。不断与整体物流的成熟发展相联系,要想让第三方物流企业能够更好地发展,就要求企业中有物流方面的高素质人才。从理论方面讲,可以将仓储管理的高素质人才分为上三种:第一种是战略类型的物流人才,第二种是有管理能力的物流人才,第三种是有技术的物流人才。当然,这三者兼备在一起的人才才是企业最需要的。我国在近些年也很重视培养这方面人才,在不少大学设置了这一门课程,这类人才在学校中学到了很多物流管理方面的知识,再经过后来在工作中不断汲取经验和在企业的培训课程中也学到不少专业知识,这都是培养物流人才的途径。 3结语 近年来,第三方仓储有了很大的进步。随着整个仓储行业的快速发展及需求的不断增加,我国的仓储业的综合管理水平和现代化技术水平将会有更大幅度的提升,行业竞争力也会不断的得到提高。这对于仓储业国际化水平的迈进是非常有利的。 作者:乔可 李宁 单位:大连财经学院 仓储物流论文:物流企业仓储系统管理论文 一、仓储系统管理的主要内容和指标 (一)仓储系统管理的主要内容 1.库存控制。 库存控制直接决定着仓库经营模式,因此必须严格按照系统设计的相关要求,确定管理模式及目标。由于库存控制在供应链中处于末端环节,因此,库存控制的主要作用是反馈、执行、分析。 2.布局设计。 在供应链整体设计中,布局设计是优秀,因此必须将区域配送、干线运输相结合,重点设计仓库基地配送中心(即枢纽设计)。布局设计还包括设备设施、区域功能、选址规划等设计。需要的设计技术和知识包括建筑、设备设施、供应链管理等。 3.作业操作。 在系统管理中,仓储作业占据基础地位。仓储作业主要包括入仓、库存盘点、出仓、传统流程、账务管理等。随着科学技术的不断发展,管理时大多采用主导管理,通过外购或自主开发WMS软件进行管理,以确保库存信息和库存控制的集成化。除库存控制、布局设计和作业操作外,仓储管理还包括维修管理、异常状态管理、安全管理、设施建设、标识管理和设施维护管理等。 (二)仓储系统管理的指标 仓储系统管理的指标包括进出仓能力、进出库是否准确、库存数量是否准确、库存状态是否准确、报表制作的准确率、输单的及时率和准确率、报表递交的及时率、盘点计划是否完成、分拣的准确率及工作效率、备货的准确率及工作效率、装卸速度等等。库存准确率是仓储效率衡量的优秀基础指标。 二、目前我国仓储系统管理中存在的几点问题 现阶段,我国仓储系统管理存在的问题主要有: 1.作业操作时易发生误差 目前,很多物流企业对仓储缺乏正确认识,认为仓库仅仅是储存货物的部门,没必要大量投入资金;缺乏对设备、设施的现代化更新,也缺乏有关设备的改造计划,造成作业效率低下。具体表现在:(1)大部分物流企业仅依靠管理员的经验进行作业,信息传递效率较差,也容易发生误差,造成仓库无法提前准备好出入库信息,司机排队等待时间较长;(2)装卸作业缺乏合理流程,效率低下,管理不合理,造成时间浪费;(3)设备、设施机械化程度较低,比较落后,作业大多处于手工操作状态,工作效率低,货物损坏严重,物流成本大大增加。 2.缺乏信息化仓储管理技术 现阶段,我国信息化仓储管理技术发展较为滞后,WMS没有广泛应用,导致仓储服务无法顺利进行。由于流程不一致、代码不统一、科目不统一,导致供应链子系统开放性、兼容性较差,给信息共享和交流带来一定阻碍,服务不够完善,信息单一。据统计,仅有30%的物流企业实现了信息化仓储管理,并对管理系统较为满意;仍有60%的物流企业对信息化仓储管理不了解,或缺乏正确认识,仍然处于人工管理阶段,错误率高,库存成本较高;甚至还有10%的物流企业缺乏信息化仓储管理理念,没有认识到信息化仓储管理的重要性。 3.人员素质普遍偏低 一些仓储工作人员缺乏较高的工作积极性,他们的流动性较高,文化程度偏低。部分企业缺乏专业化的技术人员,分工不合理,作业量分配不均衡,加之缺乏相应的激励机制,造成人员缺乏紧迫感及成本损失。由于人员缺乏紧迫感,在货物装卸、提取及放置等环节占用较多时间,造成时间浪费和成本损失。此外,人员管理能力参差不齐也是一大制约因素:年龄较大的人员虽然具有丰富的管理经验,但对计算机和信息化系统的操作比较生疏,也缺乏先进的信息化管理手段;较年轻的人员虽然能够比较熟练地操作计算机和信息化系统等现代工具,且具备先进的信息化管理知识,但工作时间较短,缺乏相应的实际管理经验。 三、优化仓储系统管理的建议 1.实现信息化仓储管理 仓储信息化管理较为复杂,需要对物流流程进行改进,对供应链各环节信息进行转化和总体协调。仓储信息化管理分三部分,即基础功能的协调及转化、供应链接口改造、整体规划及协调。目前要做的主要工作是功能方面的转变,这就需要加强经营管理和操作管理。WMS系统属于系统集合体,集员工、环境和流程于一体,能够将自动存货、库存控制相关指标、补给系统、产出报表和RFID等重新组合,从而促进仓库管理发展,确保管理工作顺利进行。仓储管理只有实现信息化管理,才能促进现代化发展,因此必须采用先进的管理模式及高新技术。可以通过以下技术来实现信息化仓储管理:(1)运用自动化库房、人工智能、条形码技术、物资储运集装化、机器人技术等,实现自动化物资储运;(2)运用安全防范系统、通讯系统、电视监视系统、库房温度及湿度自动检测系统,实现电子化仓储调度和监控;(3)运用EOS、GPS、EDI、EFT等数字技术,实现网络化仓储信息管理。 2.提供仓储管理增值服务 物流企业应利用自身有利条件和业务市场,构建多功能的服务中心,实现战略转型,在加工、配送、包装等方面创新增值服务,提高经济效益,增强市场竞争力。物流企业只有不断扩大仓储业务范围,提供仓储管理增值服务,才能在激烈的市场竞争中谋发展、谋利益。物流企业决策、管理人员必须提高对仓储系统管理的重视程度,正确认识仓储系统管理对企业发展所起的作用,加大资金投入,提高仓储利用率。 3.培养信息化人才 企业应定期组织人员培训,提高仓储管理人员的综合素质,以满足信息化管理的要求。培训内容包括仓储管理知识、先进的管理技术、计算机技术等。仓储人员必须不断学习业务知识,提高技术工作的效率及准确性;计算机操作人员必须保证较高的输入准确率及输入速度,及时生成单据,并保证当日生成的单据在当日结清。企业应定期在内部开展教育及培训活动,邀请有关专家举办讲座,向仓储部门人员讲解现代化管理技术及知识,提高管理人员的信息化管理意识及能力。此外,还可以与当地企业联合举办活动,采取“引进来、走出去”的方式,积极引进先进的管理经验及技术,选派优秀人才去其他企业参观、学习,提高自身管理能力及水平。 作者:李娜 单位:山西青年职业学院 仓储物流论文:移动信息化物流仓储管理论文 1移动仓储物流信息化 为了提高仓储管理效率,迅速、有效、合理地使用仓库资源,广东移动珠海分公司行政服务中心物资管理室提出“专业、规范、高效、进取”的物资管理思想,以信息化手段为支撑,在提升移动仓库物资管理的规范化、科学化、高效化方面进行了有效的创新尝试。开发出了一套手机版仓储健康指标监控系统,并将ichartjs技术、WebService技术、移动网络、移动应用有机结合且成功运用到仓储运营监控管控过程中,以实现仓储运营健康指标集中化监控、移动物资仓储管理效率和质量的提升。基于Android平台的仓储指标APP是一个创新性的仓储健康度指标监控系统,以移动互联的指标监控模式实现了数据实时在线的“移动仓库”物流仓储监控管理,系统涵盖了人、事、物这3方面对仓储的管理监控,有效地解决了监控难、跟踪难、统计难、管理难等困扰珠海移动在仓储物资管理上的系列难题。基于Android平台的仓储指标APP为珠海移动提供了统一的仓储健康度指标监控平台,并为仓储运营指标监控管理提供信息化支撑。系统服务的运行机制为每日定时从LIS系统抽取仓储健康度指标源数据,之后由系统服务在后台按照仓储健康度指标体系,从公司、部门、项目、库龄、库位等多维度计算分析,统计出当前仓储健康度指标数据,统计分析完毕再由仓储指标APP以动态图形化展示珠海移动仓储管理工作各仓储健康指标情况信息,实现对仓储管理的全程可视化监控和管理。该系统将仓储健康指标监控有效地移植到移动终端中,通过ETL数据抽取技术,实现仓储健康度指标实时获取,确保仓储健康度指标统计的准确性。管理人员只要持有手机,在安装仓储指标APP软件后就可以随时随地掌握仓储健康度指标的运营情况。 2系统架构 仓储指标APP基于手机端平台运行,将Android技术、移动应用技术进行有机结合,以保证信息获取和展现的准确性及良好的用户体验;并充分利用各平台的优势特点进行最优组合,提供最为强大的可扩展性和数据处理功能,把珠海移动仓储各指标情况通过手机应用软件呈现出来。系统结构由手机终端设备和支撑服务器两大部分组成,手机端主要采用Android技术框架,以Oracle作为后台数据库。手机端应用涵盖公司以及各部门各个指标的情况,包括的视图有公司领导视图、部门领导视图、库存视图、出入库视图、周转率视图等。提供各指标信息实时在线查询,向珠海移动高层领导反映仓储状况的综合视图;支撑服务器主要用于系统应用服务、数据服务器、数据存储等,通过不同系统的手机终端将用户数据请求发送至数据接口路由,通过负载均衡服务将请求分发到不同的服务器,为了提高性能,通过数据批处理将数据写入每台服务器的数据缓存之中,统一提供给移动设备访问。系统结构分为以下5层:(1)基础架构层:是系统的最底层开发支撑平台,为手机终端中基于Android的操作系统开发提供平台支撑。(2)应用组件层:为系统提供底层功能应用的相关服务组件服务。API组件完成调用操作系统的相关函数;UI组件完成系统界面的搭建;PERSISTER组件完成数据访问。(3)业务层:为用户提供各项业务实现,为界面表现层提供经过业务处理后的数据展现,并按需访问数据层实现业务数据的操作、访问及变更存储等功能。业务层是系统针对用户的各项业务需求所开发的服务组件,是整个系统正常运转不可或缺的一部分,为表现层和数据层起到承上启下的作用。(4)数据层:该层包含对数据存储介质的所有访问操作控件,其主要分为接口与实现类。系统中各功能模块的数据操作都将在数据层中得到实现,而这些实现以接口的方式对外提供服务。(5)界面表现层:该层指向用户提供的信息呈现及交互的方式,系统中主要以图形化呈现为主,该方式主要用来呈现各种统计分析数据。 3移动仓储物流信息化应用功能 仓储健康度指标监控系统建立了数据统一管理平台,将来自LIS系统的仓储信息汇集于仓储呈现系统之中,实现仓储呈现平台信息的统一管理。本系统结合ichartjs、WebService技术,实现仓储全过程监控,移动终端通过WLAN、GPRS与系统连接,实时处理监控仓储健康度指标,更加直观真实地了解仓储运行情况。(1)系统维护管理系统维护模块提供整个系统所有基础数据信息的管理维护功能,是系统运作的基础。系统维护主要包含用户管理、角色管理、系统栏目管理、数据字典管理、系统参数管理等子模块。(2)数据接口数据接口用于与其它系统进行配送数据交互,主要分为数据采集和通用接口。本系统支持与LIS系统数据的无缝连接,在LIS系统当天进行出库、入库、调拨业务操作时,系统将自动从LIS系统数据抽取到仓储健康度指标监控系统中。通用数据接口是用于获取来自系统的仓储健康度指标信息,接口采用通用接口规范,接收XML格式的标准化数据包。所有其它需向本系统传输数据的系统只需遵守此接口的接口规范,产生对应的数据包即可通过本系统提供的WebService通用接口完成指标统计数据传输。(3)仓储健康度指标监控APP仓储健康度指标监控APP主要是用于仓储健康度指标监控。仓储健康度指标包括当前库存指标、当前库存占比指标、仓库物资库龄分析、仓库出入库分析、仓库视图及储区物资分析。 3.1当前库存指标:包括库存物资呆滞超6个月占比率、库存物资呆滞超2年占比率、库存物资占比率、仓库面积利用率这4个库存指标统计,反映仓库总体情况,用以衡量当前库存总量是否达标、物资采购是否合理、物资呆滞占比率是否正常、库存结构是否合理、仓库面积利用率是否最大化,让管理者了解库存管理状况,及时调整库存管理策略,以降低库存成本和资金占用水平。 3.2当前库存占比指标:包括每月呆滞物资占比率和当月库存物资库龄结构分布的统计。每月呆滞物资占比率分析即统计本年度每月库龄超6个月、超2年的物资占总库存的占比率;当月库存物资库龄结构分布是按物资库龄等级维度,统计本月物资库龄分布为3个月以内、3个月至6个月、6个月至1年、1年至3年、3年以上的物资金额占库存总金额的占比率。 3.3仓库物资库龄分析:包括部门物资库龄分析和项目物资库龄分析。按物资的所属部门和所属项目,统计库龄呆滞超6个月的物资总金额排名前五的部门名称、部门负责人以及项目名称、项目负责人。 3.4仓库出入库分析:包括出入库年度走势分析和每月出入库金额分析。出入库年度走势图是统计本年度每月物资入库金额、出库金额、当前库存金额的走势;每月出入库金额是统计一定时期内物资实际进出仓的数量及金额。对仓库出入库的分析反映商品进出仓工作量的大小。对兼办装卸搬运业务的仓库来说,还表明库内商品装卸搬运量的水平。 3.5仓库视图及储区物资分析:主要包括对仓库储区分布情况的展示和对储区中储存物资的金额、数量等进行分析统计,衡量仓库面积利用程度及物资储存摆放是否合理。 4结束语 广东移动珠海分公司通过将仓储管理与移动信息化结合,并将仓储管理移动终端APP运用到日常的管理监控中,为仓储管理效率的提升提供了有力的支撑。通过对运用前后的重要指标情况进行收集和对比分析,发现一些重要的仓储管理运营指标有了明显的改善:仓库周转率由应用前的1.1提升到3.7,提升了236.4%;仓库超6个月的物资占比由30%下降到19%、超2年的由5%下降到1.2%。由此可以看出,目前仓储运营效率得到了明显的提升,且相应的物资仓储成本也得到了有效控制。本系统通过信息化的手段结合移动公司特有的网络条件变革传统的仓储指标监控模式,极大地提高了仓储周转率,起到提高仓储管理效率、节约物资仓储资源占用成本的作用,因此可以在同类型运营商企业或者物流企业进行推广应用。 作者:陈宇宾 苏艳华 易明智 单位:中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司 广州市品高软件开发有限公司
实现电力设备的安全和高效运行是电力企业永恒的课题之一。当今,智能电网技术不断发展,在高度融合传统电力技术的基础上,结合了制造、信息、控制、互联网、自动化等技术,通过对电力全过程中各个环节收集大量数据信息,对信息进行分析、挖掘和延伸,并以此优化决策,为实现电力设备的安全和高效运行提供了良好的技术基础。本文将从以往一般电力设备的管理和检修、智能电网时代的电力设备检测分析、大数据与可视化的应用和以设置财务分析指标体系为例的创新应用四个部分,探讨新时展趋势。 1以往一般电力设备的管理和检修 首先要了解电力设备状态检修的现状,寻找国内外成功案例进行详细分析学习,提出框架性检修策略和备选方案。然后对能否可以在规定的时间之内,使得电力设备完成预定的使用效能进行更加细致的分析,即可行性分析,包括评价电力设备的可靠性,综合分析导致电力设备故障的所有因素,预测能够产生的经济效益,对电力设备进行寿命评估和故障预防等等。经过不断的反复分析、调查及论证,总结出当下最好的总体检修方案。整个过程中尽管引入了部分计算机辅助系统,但是基本上还处于需要熟练工人的丰富经验来进行判断决策的阶段。所以行业内外都在建议加强引进更加高端的现代计算机辅助决策系统,以及更加先进的数据库技术,以便于有效整合全过程的电力设备检修,完善监测系统,促进科学决策。 2智能电网时代的电力设备检测分析 智能电网时代,基于大量故障不会在同一时间发生的判断,电力设备管理更加注重各种先进技术的应用,来使得设备劣化的发展过程能够及时反映出来。反映设备运行状态的参考量很多,要进行全方位的监测,不仅要含纳基本的电力设备状态参数,鉴于其对不同电力设备的不同意义,还要对电压、电流、声音、温度、振动、光亮等物理量和油、气分析等化学量进行科学设计统筹。比如一次设备的共同特点是与高电压、大电流直接关联,在监测中需要注意监测设备的绝缘安全,不得影响一次设备的可靠运行。输电线路运行环境更为恶劣,一是雷电、树木、小动物等无法控制的情况的干扰,二是输电线路一般路径较长,采用的常规监测手段往往是依靠人力。大型电力变压器多是油浸式的,过热和放电故障,都会伴随着特定气体的产生,在线检测氢气含量是简单实用的方法。二次设备都是电子设备及其二次回路,不过分依赖传感器及其他监测装置,主要是通过自检功能及二次回路的设计来监测。总的来说,自2006年国家电网公司开始推行电力设备状态检修,由于其更强的针对性、更好的延寿性、更好的经济性,不断的朝着全新的阶段发展进步。但基于没有形成全过程的电力系统的设备生命管理和电力设备监测技术手段的不完善,一直无法实现质的突破。随着信息技术的迅速发展和大数据时代的到来,设置关键性指标并以此为优秀打造内在数据逻辑体系和外在可视化体系,成为电力设备管理的一个创新趋势。 3大数据与可视化的应用 大数据概念自从出现以后,深刻影响着世界,尤其是在有关消费的各领域环节,得到了广泛的应用。电力行业大数据也成为新时期电网职能的主要支撑体系之一,通过对电力设备的数据采集、传输、存储、处理,使得众多电力工作中对相关数据的挖掘成为电力主业工作的重点内容。电力行业大数据主要是指以智能电网为联结中心,在发电、配电、输电环节以及营销、管理环节的海量数据。随着智能化设备的广泛应用和原有厂站设备的智能化改造升级,大数据的来源包括了安装于千家万户的智能电表、遍布全国各地的发电机、变压器、不计其数的开关设备、超长里程的架空线路、高压电缆等设备中高速增长的各种数据,还包括天然气、地热、光伏和风力发电等新型能源发展所需的大量的运行数据和地理、气象监测数据等。这使得电力行业大数据具有很多有别于其他大数据的特征,比如体量大、类型多、速度快、专业程度高、联结范围广等,想要真正体现电力行业大数据的价值,提升智能电网各个环节的管理水平,需要建立更加科学的智能数据库系统。完善的智能数据库系统包括在架构上,首先应匹配好动态数据与静态数据两个模块,能够建立数据体系来记录电力设备出厂到调试安装的试验数据、可追溯的出现过的故障及检修记录,运行状态完整详细在线监测实时数据等。之后应当具备数据挖掘的能力,即从大量的数据中挖掘出有用的信息,包括隐含的、规律性的,以及是潜在有用的信息和知识。近年来,数据挖掘技术发展迅猛,各种数据挖掘算法的研究和应用随着相关学科的发展也出现了较好的实现。电力系统中应用数据挖掘方法,决策树是主流,具体应用范围主要有安全评估、故障诊断、系统控制、负荷相关等。实际上,数据挖掘技术还有进一步发展的空间,只要能够满足数据选择、数据预处理和特征提取、寻找数据库中隐藏模式,以及评价和解释挖掘结果等几个方面,即可以根据具体情况,结合其他研究领域如统计分析、机器学习、可视化技术等,研究具有特色的数据挖掘技术。目前,致力于这方面的研究和应用越来越多,并取得了一定的成果。但电力系统中数据挖掘的处理过程要求有具备深厚专业知识的人才、完善的监测设备和强大的公共数据平台为支撑,国内数据挖掘的技术本身和在状态检修中的应用还处于相对比较初级的阶段。此外,这个智能数据库系统还应当可以通过和其他行业的行业数据进行交换,来实现数据深度挖掘与分析。可视化技术作为一种新兴的技术,科学计算可视化、信息可视化和数据可视化等各方面都是其重点应用方向。随着我国科技的发展,带动了可视化技术在社会生活中的运用,其优势也比较明显,不仅可以让人们直接感知到他们希望看到的事物,而且还可以运用相关的技术手段将图像所包含的信息量表达出来,经过一定的形式,更加有利于深入理解数据信息的内涵,并有利于专业人士对这种数据进行科学分析。对于电网企业来讲,可视化对促进企业的可持续发展同样意义重大。通过外在的展示层、应用层和内在的数据层、源系统层,可以对电力运营监控进行可视化管理,实现对企业的全面监测,全面分析和协调,以及全景的展示,建立科学的管理模式,对企业的优秀资源进行有效地控制和利用。 4大数据和可视化在电力设备管理中的创新应用 新型智能系统开发的关键技术,主要包含云计算技术(主要针对大数据的数据量和分布式、商业智能应用等需求特点)、区域点密度可视化技术(可以使用点密度来直观表示区域用电负荷)、等高绘制技术(利用数据的连续性反映节点运行状态并对未来状态做出预测)、电网潮流和GIS可视化技术(统合电网数据与地理信息)、历史流展示技术(电网历史数据的管理与展示)等。从现有的技术研究和发展形势来看,重点还是要提高智能系统的实用性,这个实用性针对现代企业来讲,就是提高企业的效率和效益。不管未来的智能系统如何在展示模式功能上持续扩展完善,如何显示异常信息实现三维虚拟仿真,其生命力在于怎样与企业的效益效率指标直接挂钩。因为财务指标是对企业最直观最主流的分析指标之一,这里以设置财务分析指标体系为例进行探讨。一般情况下,企业财务指标包括偿债能力指标(速动比率越高,企业偿债能力越强;但却会因企业现金及应收账款占用过多而大大增加企业的机会成本)、长期偿债能力指标(产权比率越低,企业的长期偿债能力越强,但也表明企业没有充分地发挥作用)、运营能力指标(周转速度越快,资产的使用效率越高),获利能力指标和发展能力指标等,综合指标分析则是将各方面指标纳入一个有机整体之中,全面对企业经济效益的优劣作出准确的判断和评价。对于电网企业这种工业类企业来讲,财务指标主要包括固定资产、流动资金、成本和利润等,但要满足新时代的电力设备管理要求,还需要满足指标要素齐全导向适当、主辅指标功能强大且匹配、满足多方信息联结需要等特征。电网企业因其公共事业属性,需要同时考虑社会效益和经济效益,而且因业务的不同考虑的权重也不尽相同。要了解指标生成的运算过程、计算口径,合理设计分析逻辑,把握指标中的辨证关系,比如同期指标的绝对值比较和相对值比较、正指标与反指标比较、比率的子项和母项如何相关、如何使用因素分析、范范分析与重点分析等等,还要剔除偶发性项目的影响,使作为分析的数据能反映正常的经营状况。更重要的是企业要增强竞争实力,考虑社会效益的同时要强调系统内对标以及行业内对标等。比如日常的运行监控,对运行各设备运行参数以及终端用电量参数等经过处理后数据进行检测,结合分析技术,以多种图表、多维度、多方式的展示出来,目前我们已经基本可以做到,但是要想把这些数据的价值发掘出来,不仅仅需要数据源头梳理和相关技术发展,还需要转变理念,在系统模块中设置财务分析指标体系,并以其为优秀之一进行关联,对电网、非电网全部影响到电网运行的实时信息进行监测,包括地质动态、气象信息、卫星云图、历史数据等,使得最终提供的系统提醒告警能够直观地提供对企业经济效益的影响范围和程度,从而为管理层决策提供支持。再比如应急指挥模式,可以有针对性的开发和应用快速仿真模型,同样设置财务分析指标体系,结合市场购电售电数据、当地法律法规、风险分析和控制等因素,统一纳入系统模型并量化,形成快于实时的超前仿真,据此进行状态估计和在线分析,不仅可以实时评价当前系统及设备运行状态,还可以根据其安全性、稳定性、可靠性数据分析,在发生紧急情况时,智能调用各子系统实时、历史数据,实现现场状况捕获、应急处置方案形成、现场时效处置、资源协调一体化的最优化应急指挥方案。还可以自定义模式,根据企业自身的需求,面向财务分析指标体系,自定义数据源、显示方式、显示位置等内容,着力于数据图形展示、挖掘等综合应用,甚至同时支持应急指挥的快速响应与日常的故障隐患排除处理,实现差异化、精细化、全面化发展。 5结语 这里对以设置财务分析指标体系为例,进行大数据和可视化创新应用的思考,其仅仅代表了将来科技革命和产业变革的一个方向,只有继续加强基础技术研究,拓宽融合技术研究,才能开阔思路、提升站位,更好地促进相关技术和产业的发展。 作者:田华 单位:国家电网有限公司
近年来,伴随着我国轻工业及电子制造业等相关领域的发展速度不断加快,电子工程在人们日常生活中的影响正随之不断加大。由于公众对于电子产品的需求量不断提升,且对于电子产品的实际质量具有着较高的要求,因此,在面对这一发展趋势时,电子工程自动化控制的精准性及高效性正成为我国电子工程相关领域的实际建设革新工作内容之一。其中,由于当前智能技术的不断发展,已然使得智能技术在物联网及制造业领域发挥较大的作用,因此,在面对公众对于电子制造业实际需求时,智能技术能够通过其较为优秀的控制能力与严谨的执行能力来为我国电子工程自动化控制领域带来全新的技术突破。因此,就笔者观点而言,电子工程自动化控制领域中智能技术的实际应用具有乐观的研究价值。 1智能技术 智能技术的诞生是现代化计算机、信息技术领域发展革新的一大必然趋势。伴随着计算机及互联网相关技术发展革新的速度不断加快,人们日常生活中多数工作及危险较高的行业内容均能够通过机器来代替人工操作,这在促使机械控制领域飞速发展的同时,对于机械的智能需求也随之加大。其中,智能技术对于机械的要求主要在于以人类为模板,在进行机械的实际操作及设计过程中,通过现代化的科学技术手段使机器在工作或思考的过程中能够获得与人类相同的模式。从本质上来看,智能技术作为以机械为受众的科学技术手段之一,能够通过编程及相关操作使机器具备一定的自主工作或思考能力,且输入相应的指令,机器便能够针对指令内容完成对于人们要求的实际反应链。经过长期的科研与实践工作,我国在智能技术上已经获得了较大突破。其中,机械设计与制造业等行业领域内通过对智能技术的实际应用已然取得初步成效,智能技术的应用行业领域不断扩张,同时具有较为良好的市场前景。就此看来,智能技术作为我国应用价值较高的新型技术类型之一,对于我国电子工程自动化控制相关行业具有着较强的协调作用,且通过对智能技术的应用,传统工作中较为危险及枯燥的内容能够通过智能机械来替代人工操作,这在满足我国相关行业领域发展需求的同时,极大地促进了行业整体发展。 2电子工程自动化领域中智能技术的应用现状 综上所述,在电子工程自动化行业领域内进行智能技术的实际应用具有较高的实际价值,且该技术对于电子工程自动化相关行业类型具有较高的协同作用,因此,当前我国电子工程自动化相关行业领域中对于该技术的应用已然具备了一定基础能力。但就我国相关行业领域对智能技术的应用现状来看,依旧存在诸多制约因素。 2.1电子工程自动化控制中智能技术应用有限 自动化控制在电子工程中的实际作用主要体现在对产品的故障检测工作及对产品的优化与对保护盒的控制。在此类工作中,传统的自动化控制技术由于在检测灵敏性及故障排查效率性上具有较大的弊端,对传统的工作领域存在较大的滞后性,因此,进行智能技术的应用能够为该行业领域带来全新的工作体制建设思路。然而就我国该领域的智能技术实际应用情况来看,通过智能技术进行自动化控制故障检测及产品优化并不能够发挥其新体制自身的优秀能力。在进行故障检测过程中,由于智能技术的应用依旧存在较为严重的应用局限性,因此,在面对多元化的实际需求时,由于智能技术不成熟而导致的检测能力不协调使得智能技术的应用不仅无法对该领域带来实际的革新作用,反而制约了传统优化检测系统的能力发挥。在出现故障产品时,由于智能控制体系自身的灵敏性及机械思维不足使故障无法检测现象经常出现。 2.2电子工程自动化控制缺乏技术的持续性革新 相对于国外对于智能技术应用经验相对丰富的国家而言,我国在自动化控制中的智能技术应用时间更短,且经验相对较为匮乏。造成我国智能技术应用实际落后的因素主要包括三方面,分别在于人力、物力、财力三方面的实际投入。人力方面,我国对于电子工程自动化控制中智能技术应用的相关专业型人才较为缺乏,专业型人才的培养机制依旧未得到建立,同时,针对我国现阶段对于智能技术开发研究人才缺乏的实际局面,相关政府并未出台政策。物力方面我国进行智能技术在电子工程自动化控制方面的实际硬件设施较为缺乏,对于硬件设施的利用存在着诸多限制的同时,智能技术的应用平台不足以支撑我国对于该领域实际技术研究的需求。财力方面,与物力方面较为类似,我国政府对于该领域的实际研发工作重视程度不足,相关的经费审批也存在较大空缺。 3电子工程自动化控制中的智能技术应用 对于智能技术在我国电子工程自动化控制中的实际应用,不同的研究人员存在不同的见解。其中,由于我国对于自动化控制技术中智能技术的应用体系建设依旧存在着诸多不足,因而,要想满足我国相关领域自我革新的实际需求,需要研究工作者在以下方面加强电子工程自动化控制中的智能技术应用。 3.1扩充控制系统的实际种类 传统的电子工程自动化控制体系中对整个体系影响最大的就是控制系统的实际内涵,然而,就我国传统控制系统内涵来看,由于技术种类的匮乏及应用经验的不足,传统的电子工程自动化控制体系中控制系统并不存在较为优质的应用效果。因此,在进行智能技术的实际应用后,相关建设工作者应针对自身智能技术应用背景下我国电子工程自动化控制中智能技术拥有的优势,来满足我国电子工程自动化控制中对于控制种类扩充的实际需求。传统的控制系统中,对于较为复杂的实际操作及技术性较高的产品生产时往往很难通过系统的实际功能来解决问题,在面对系统无法完成的工作时需要进行人工操作来满足电子工程自动化控制整体体系的运作。然而,在面对工作量大或工作内容过于繁复时,即便人工操作也往往很难持续进行工作。在进行智能技术应用时便将这一问题彻底解决,通过应用智能技术较为复杂的工作内容也能够通过编程来使工作内容由机械完成,降低了我国相关行业中实际工作难度的同时也使工作效率较大提升。 3.2优化电子产品设计 作为电子产品生产过程中的重要工作内容之一,电子产品的实际设计工作既关系着电子产品的实际质量,也与后续的电子产品优化、销售等工作息息相关。因此,就电子产品的设计工作来看,与产业整体存在较大的关联性。由于传统的电子产品设计工作中存在较多的重点难点,因此,仅使用传统的工作技术来进行产品设计不利于企业的实际发展。同时,工作人员对于产品设计的实际理念很难做到绝对掌握与理解,这就使我国电子产品的设计工作中存在着较多漏洞,实际设计工作较难展开。然而,伴随着智能技术自身革新工作的不断进行,智能技术的实际应用价值不断增加,且实际具象化的能力也随之丰富。伴随着我国对智能技术的实际开发与应用,通过计算机网络技术的辅助,电子产品设计电子产品的合理性及性能等方面可以得到合理的检测及实验,这就保证了研发出来的电子产品的合理性及实用性,与此同时,产品的研发时间也得到缩短。 3.3可以完成更为精准的实际操作 传统的电子工程自动化控制中由于整体体系与控制系统均是由人工操作设计来完成的,因此,在面对工作内容的具体需求时,在精准度上难免会出现相应的偏差。然而就智能技术的实际应用价值来看,通过智能技术对传统误差的修正能够实现更为精准的产品生产设计及故障排除工作。由于智能技术对此类工作内容具有更高的适配性,因此,在这一方面完全可以取代人工操作,实现精准操作体系的纯机械化。 作者:黄有金 单位:安徽职业技术学院
智能汽车论文:人工智能汽车制造论文 1人工智能在汽车制造业中的应用 概述制造业是国家的经济命脉,而汽车制造又是战略性支柱产业,它包括了整车、各种零配件厂等生产商,也包括了各地经销企业和销售企业。近年来,我国汽车行业面临着前所未有的挑战,原材料、生产、物流成本上涨、利润下降,以及国际经济形势的影响。因此,汽车企业可以运用具有智能分析功能的商务智能系统,通过分析历史数据快捷、及时地输出各类报告,预测未来的客户需求和销售趋势,在宏观上为企业管理人员提供决策依据。计算机人工智能技术发展到了今天,已经开始使用庞大的知识库来有效地取代人类器官或机构的记忆方法,近些年来很多的专家决策系统在考虑一定规则的基础上对人类的诊断和经验上的分析都能够做出很好的判断,甚至处于主导地位。这个系统可以很好地利用知识库,并从中挖掘出我们想要的问题答案、成功地寻找到其中的关联性,并提取相应的模式等。而实际上,这样的专家系统已经在很多领域都有了非常不错的应用,帮助很多企业在很短的时间内就做出相应的生产计划、调度计划、运输计划等,非常有效率,而且可以大大地增加收益,并很好地控制企业的人力成本。我国工业机器人是从20世纪80年代开始起步。经过二十年余年的努力已经形成了一些具有竞争力的工业机器人研究机构和企业。先后研发出弧焊、点焊、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。近几年,我国工业机器人及含工业机器人的自动化生产线相关产品的年产销额已突破十亿元。目前国内市场年需求量在3000台左右,年销售额在20亿元以上。统计数据显示中国市场上工业机器人总共拥有量近万台,占全球总量的0.56%,其中完全国产工业机器人行业内规模比较大的前三家工业机器人企业,行业集中度占30%左右。其余都是从日本、美国、瑞典、德国、意大利等20多个国家引进的。国产工业机器人目前主要以国内市场应用为主,年出口量为100台左右,年出口额为0.2亿以上。多年来我国汽车零部件生产一直是手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位、劳动强度大、作业环境恶劣、焊接质量不易保证,而且生产的柔性也很差,无法适应现代汽车生产的需要。 1.1搬运机器人在汽车制造业中应用 汽车桥箱类零件具有精度高、加工工序多、形状复杂、重量重的特点。为提高其加工精度及生产效率,各重型汽车生产厂家纷纷采用数控加工中心来加工此类零部件。而在使用数控加工中心加工工件时,要求工件在工作台上具有非常高的定位精度,且需要保证每次上料的一致性。由于人工上料此类的工件具有劳动强度高、上料精度不好控制等缺点现在正逐步被工业机器人或专机进行上下料所取代。工业机器人具有重复定位精度高、可靠性高、生产柔性化、自动化程度高等、突出的优势,与人工相比,能够大幅度提高生产效率和产品质量,与专机相比具有可实现生产的柔性化、投资规模小等特点。机器人智能化自动搬运系统作为减速器壳体加工的重要生产环节,虽然已经在国内重型汽车厂内取得成功的应用,但依然尚未普及。在国家经济建设飞速发展的进程中,重型载重汽车的生产能力及生产力水平亟待有一个质的飞跃,而工业机器人即是提升生产力水平的强力推进器。 1.2焊接机器人在汽车制造业中的应用 汽车行业的发展水平,代表了一个国家的综合技术水平,汽车工业的发展将会带动其他行业的发展。各厂商为了在日渐激烈的竞争中立于不败之地,必须率先实现焊接自动化。因此,今后除了如汽车、摩托车这样的大批量生产行业。一些产品多样化的企业,为了提高焊接质量,也将会考虑使用焊接机器人,如钢结构等行业,与此同时,对焊接机器人的要求也必然会逐步提高,如说对焊道的自动跟踪系统的需求会逐步加大等。作为焊接机器人和焊接机的专业生产厂家,OTC公司将继续为提高中国的高速、高效、自动化焊机做出自己的贡献。对于在汽车工业中的点焊应用来说,目前已广泛采用电驱动的伺服焊枪。日本丰田公司已决定将这种技术作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。 1.3装配机器人在汽车制造业中的应用 在国内外各大汽车公司装配生产线上被广泛采用的装配机器人。一方面使汽车装配自动化水平大大提高,目前,国外某些大批量生产的轿车的装配自动化程度已达50%~65%。另一方面,有效地减轻了工人的劳动强度,提高了装配质量并明显地提高了生产率。在汽车整车装配中,机器人不仅用于挡风玻璃的密封济涂覆、安装和车轮备胎、仪表盘总成、后悬梁、车门、蓄电池等部件的安装。 1.4喷涂机器人在汽车制造业中的应用 喷涂机器人在汽车制造业中可喷涂形态复杂的汽车工件而且生产效率和很高。多用于汽车车体的喷涂作业,如喷漆、喷釉等。除了上述机器人以外,汽车制造业中应用的机器人还有用于特殊加工的激光加工机器人用于部件形状测量、装配检查和产品缺陷检查的检测机器人,抑制尘埃粒子大小及数量的水切割机器人和净化机器人等。 2人工智能在汽车制造业中的进展分析 随着中国汽车工业的迅猛发展,机器人在先进汽车制造中的重要性也越来越凸显。机器人的产品应用广泛,覆盖焊接、物料搬运、装配、喷涂、精加工、拾料、包装、货盘堆垛、机械管理等领域。在汽车行业的应用主要分为以下五大部分。车身系统中,采用虚拟仿真等手段,主要针对车身覆盖件不断开发出新的标准化、模块化解决方案,动力总成系统中,提供了涵盖汽车传动系统优秀部件,发动机、变速箱和传动轴的全套装配测试系统。在冲压自动化系统方面从卷材与堆垛到零件的码垛,从提供控制系统到企业ERP,从设计到生产支持与效率优化,拥有全面的工程能力,涂装自动化系统方面,以高柔性高精度的喷涂机器人来帮助客户提升涂装质量,减少生产废料,而在焊接自动化系统中,机器人比较典型的应用是电阻点焊、电弧焊,其最新一代机器人配套提供一系列高度人性化的软件工具。汽车工业的最大特点是产量大,生产节拍快,产品一致化程度高。消费者对汽车质量要求越来越高,是促使机器人应用越来越普遍的一个重要原因。机器人本身只是集装箱里的一个货物,随机器人的设备功能越来越精细,客户的思维在这时候逐渐走向成熟,在采购时不再单单考虑某生产工位的瓶颈,而更多地考虑到长期战略因素,如维护成本加入的高低,长期投资回报是否划算,服务涵盖地域是否广泛,响应是否及时,全球技术支持能力有多强,中期后期不同阶段解决问题的能力有多大等等。这时,产品本身的价格和意义相对弱化而长期的价值越发凸显。 3结束语 人类智能主要包括三个方面——“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。而人工智能是指由人类利用人脑特有的智力表现制造出来的“机器”所表现出来的智能。人工智能主要包括“感知能力”、“思维能力”和“行为能力”。人工智能在汽车制造工业方面的应用体现在问题求解,逻辑推理,自然语言理解,自动程序设计,专家系统等方面,这些方面就体现了自动化的特征,表达了一个共同的主题,即提高机械人类意识能力,强化控制自动化,因此人工智能在汽车制造领域将会大有作为。 作者:韩旭萍单位:陕西职业技术学院 智能汽车论文:多元智能理论汽车英语课程设计论文 21世纪是创新的时代,随着经济全球化步伐的加快,英语课程在指导思想、教学目标、教学内容、练习、实践、操作方法和手段的选择等方面都必须不断推陈出新。我国为了全面实现工业化和现代化的目标,对汽车技术应用型人才的需要更趋多样化。而良好的外语沟通能力已成为汽车人才的需要具备能力。汽车英语课程设计是各类学校重点关注的课程,如何把知识和能力结合的更好,是体现其创造力和竞争力的重要表现。因此,本文把多元智能理论引入汽车英语课程设计,为探讨其可行性及策略开辟新的视角,提供新的思路和方法。 一、多元智能理论 多元智能理论(MultipleIntelligencesTheory)由美国哈佛大学发展心理学家、教育学家霍华德•加德纳教授于1983年在《智能的结构》一文中提出后,在世界范围内引发了教育的“革命性”变革。我国于20世纪90年代引进多元智能理论,国内有专家认为,多元智能理论无疑是我们长期以来一直在努力推崇的“素质教育的最好全释”;还有人指出:多元智能理论与建构主义理论一道,构成了我国新课程改革的强大理论支撑。多元智能理论指出人类内涵的能力至少有八种:包括语文智能;音乐智能;逻辑—数学智能;空间智能;肢体—运作智能;人际智能;自省智能;自然观察智能。加德纳认为,相对于过去的一元智力理论,多元智能理论能够更全面地描绘和评价人类的智力能力。加德纳还指出,人类智能还包含有次级智能和多种次级构成要素。 二、基于多元智能理论的汽车英语课程设计 (一)汽车英语课程设计的基本条件 Posner(1994)认为,课程设计的基本条件包括:了解学生的需求、兴趣、能力、知识水平等例如:学生需要什么、需要的原因、已有的能力、待补的能力、已有的基础或条件,缺乏什么等等。熟悉课程情况例如,有能力识别和解释该课程的基本概念和技能,全面和细致的有关知识,目前这个课程的开设情况等。擅长听说读写译五项必备能力,具有丰富教学经验,而不是简单的拼凑、复制、模仿依据以上课程设计的基本条件,做好高职英语课程设计就要求教师进行问卷调查或访谈学生已经完成的课程标准或已经具备的语言知识,要求通过参考有关著作、论文、同类课程、教材等,与同行交流,收集积累案例或经验等等。 (二)汽车英语课程设计的标准 根据Furey提出的标准,高职英语课程设计必须把握下列标准: 1.是否有足够的理论依据英语课程设计必须基于什么样的科学理论基础,是否遵照其本身的科学性和社会性? 2.是否适合学生目标在从事高职英语教学中,教师要因材施教。不但熟悉、掌握学生的自身学习情况、学习兴趣,也注重培养学生的实际效果性。 3.是否具有成功实施的可能性和效果的可评性在从事高职英语教学中,教师要不断自评课程设计的真实效果。 (三)汽车英语课程设计的内容 汽车英语课程设计的内容取决于授课的理念。针对英语语言,如果认为语言是符号系统,课程设计就由语音、词汇、语法、句型构成,强调语言形式的正确性;如果视语言为交际工具,课程设计要考虑的是交际的人,交际发生的条件、交际的目的等。英语课程设计关注的不仅是语言形式的正确性,还有社交的适当性。在教学研究过程中,在多元智能理论的指导下,根据调研结果对课程教学内容进行逐步更新,教材从最初的纯英文阅读形式的到单独开发学生的专业英语阅读能力,从听、说、读、写等能力的平行拓展,汽车专业英语校本教材内容新颖,图文并茂,根据主题确定教学内容、重点及难点,融专业英语听、说、读、写训练于一体,重点突出,实用性强,有利于开发学生的多元英语语言智能,改善课堂教学氛围,提高教学效果。 三、多元智能理论下汽车英语课程设计需注意的问题 首先,汽车英语以提高口语交际能力为本位,突出应用性本课程在对汽车企业英语应用能力需求深入调研的基础上,按确定工作任务模块、同时突出语言技能的要求制订教学大纲和授课计划,明确了教学应达到的知识标准和技能标准。其次,课程体系整合突出全面性、逻辑性、典型性和实用性本课程以国际汽车行业最新的知识体系为基础,以市场为导向,将传统汽车英语课程的以训练专业英语阅读能力为主体的教学内容,整合成为汽车构成的4大部分分别为发动机、底盘、车身、电气设备以及发动机的两大机构五大系统和底盘的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统等各个任务模块以系统的知识主题构成课程内容体系。最后,教学手段优化,突出多元英语智能培养在教学实践中,注重将互动教学、角色扮演、案例教学、多媒体听力、课件加视频等教学手段相结合,增加学生的学习兴趣,提高其用英语分析和理解专业知识的能力和用英语进行专业领域的交际能力,并结合具体课程内容指导学生进行延伸性思考,以增强学生的创新能力,全面促进学生多元智能的发展。 总结 多元智能理论可以说是治疗教学中片面性的一剂特效药,也是寻求最佳教学策略的一个突破口。它对于激发课堂活力、激活学生智能起着举足轻重的作用,为广大教师改革教学方法、创新教学途径、提高教学质量指明了方向。在汽车英语课程设计方面,还将继续改进整体规划,加强课程结构分析和学习领域设计,优化教材内容、形式和课程考核方式,丰富教学情境设计与课堂教学活动,将专业英语教学改革推向一个新的阶段,全面提高学生多元英语智能培养的实效性。 作者:宋敏 单位:长春汽车工业高等专科学校公共教学部外语教培室 智能汽车论文:电子技术实现汽车智能舒适论文 编者按:本文主要从电子技术在现代汽车中的应用;电子技术在现代汽车中的发展趋势;结束语进行论述。其中,主要包括:随着微电子技术的不断发展,车辆中的电子自动化程度越来越高、汽车电子技术主要包括硬件和软件方面的内容、把汽车电子产品归纳为两类、在发动机上的应用、现代汽车发动机的基本功能没有根本变化、喷油泵在同一时间射出所有燃油、在底盘上的应用、自动变速器主要由液力变矩器和行星齿轮变速器组成、通用、福特、丰田等等大厂商采用的自动变速器电子控制系统、整车控制技术、集中综合控制、目前汽车电子技术向集中综合控制方向发展、网络化、汽车上的电子电器装置数量急剧增多等,具体请详见。 [摘要]电子技术在现代汽车上应用越来越广泛,电子技术的应用对于改进汽车性能、提高行驶安全、降低污染、节约能源有着非常重要的作用。文章就现代汽车电子技术的应用、发展趋势及应用前景进行了综述。 [关键词]电子技术微处理器电子控制装置汽车传感器 随着微电子技术的不断发展,车辆中的电子自动化程度越来越高。可以说,机械技术构成了现代车辆的筋骨,电子技术则构成了现代车辆的神经中枢。汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志,是用来开发新车型,改进汽车性能最重要的技术措施。增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是汽车制造商夺取未来汽车市场的重要的有效手段。 汽车电子技术主要包括硬件和软件方面的内容:硬件包括微处理器及其接口、执行部件、传感器等;软件主要是以汇编语言及其他高级语言编制的各种数据采集、计算判断、报警、程控、优化控制、监控、自诊断系统等程序。 特别是微处理器的出现给汽车的电子自动化程度带来了革命性的变化,车辆上微处理器的使用数量激增,电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例越来越大。例如,一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到50个左右,电子产品占到整车成本的50%以上,微处理机将更广泛地应用于汽车安全、环保、发动机、传动系统、速度控制和故障诊断中,目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。 一、电子技术在现代汽车中的应用 按照对汽车行驶性能作用的影响划分,可以把汽车电子产品归纳为两类:一类是汽车电子控制装置,汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用,即所谓“机电结合”的汽车电子装置;它们包括发动机、底盘、车身电子控制。例如电子燃油喷射系统、制动防抱死控制、防滑控制、牵引力控制、电子控制悬架、电子控制自动变速器、电子动力转向等,另一类是车载汽车电子装置,车载汽车电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置,它和汽车本身的性能并无直接关系。它们包括汽车信息系统(行车电脑)、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。 1.在发动机上的应用 现代汽车发动机的基本功能没有根本变化,但引入了大量的电子控制装置,极大地改进了车辆的排放性能、燃油经济性和耐用性。发动机电子控制系统包括很多电子控制装置,电子燃油喷射和点火装置是其重要组成部分,除此外,还有自适应控制装置、智能控制装置及自诊断操作装置等。 现代汽车上,电子控制燃油喷射装置,因其优越的性能,已得到普及。这种新型燃油喷射装置可以自动保证发动机始终工作在最佳状态;电子点火装置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由计算机、传感器及其接口、执行机构等部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断,然后进行点火时刻调节。在输出一定功率的条件下最大限度地节约燃油和净化空气。 各公司相继研制成功了多种新技术,并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的计算机控制系统使用嵌入式微处理器技术实时监测发动机运转情况,确保喷射燃油量恰到好处,使燃油喷射量刚好满足要求,对清洁这些发动机大有帮助。 特别是电控直接喷射和共轨燃油系统两项技术的突破,催生了具有优良性能的新型柴油机的出现。这些新型柴油机电控、加速性良好、气味不浓也不产生烟尘、行程大并且耐用。 在通常的柴油机中,喷油泵在同一时间射出所有燃油,其结果就是产生柴油机标志性的乓乓的敲击声。在直接喷射时,燃料射入之前先有一小部分先行射入,这样当燃料射入时产生的敲击声会变得柔和。与此同时也可以降低燃烧温度,减少NOx(氮氧化物)的排放量。 共轨燃油系统的作用则在于它可以更好地控制燃油数量和喷射定时。共轨系统有一个高压泵,当喷油嘴开启时,高压使燃油产生很好的薄雾使得燃烧更加充分,同时还减少了尾气排放。 现代汽车的各种性能(燃油经济性、排放、驾驶性能和功率等)越来越好,而使这一切成为现实的正是电子技术与计算机辅助设计的结合。 2.在底盘上的应用 底盘电子控制系统包括很多电子控制装置,电子控制自动变速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要组成部分。现在许多轿车的自动变速器是电子控制的,电子控制也就是微处理器控制。 自动变速器主要由液力变矩器和行星齿轮变速器组成,微处理器根据传感器输入信号和开关信号,通过电磁阀控制换档和变矩器锁止这两个工作过程,达到自动变档的最佳控制精度。发动机曲轴与变矩器涡轮之间通过离合器接合的装置也称为变矩器锁止,其作用是减轻变矩器涡轮与叶轮之间的打滑现象,改善燃油经济性。ECAT优点是加速性能好、灵敏度高、能准确地反映车辆行驶负荷和道路条件等。 自动变速器的电子控制装置是由信号输入系统、计算系统和控制信号输出系统这三部分组成。信号输入系统有:变速器输入速度传感器、变速器输出速度传感器、发动机冷却温度传感器、节气门位置传感器、发动机曲轴转速传感器、润滑油温度传感器、歧管压力开关、制动开关等信号。这些信号反馈到ECU(在通用汽车上称为PCM-动力传动控制组件),在ECU进行计算然后输出控制信号,通过换档电磁阀、离合器电磁阀等控制换档和锁止动作。微处理器接到传感器反馈信号后,根据程序计算的结果发出控制信号接通变矩器的离合器电磁阀电源,驱使电磁阀启动,使离合器接合;如果切断离合器电磁阀电源则离合器分离。ECU是根据汽车行驶状态来操纵电磁阀通电开关开启或关闭的。当汽车速度比较慢或停止时,ECU不启动电磁阀,当汽车速度达到一定值时,ECU就会启动电磁阀使离合器接合。微处理器接到传感器反馈信号后,根据汽车车速、发动机转速及工作温度、节气门位置、歧管真空度、选档位置等输入信号参数选择换档。ECU根据即时变速杆的位置,对照参数计算选择最佳的档位位置,发出控制信号驱动换档电磁阀,令变速器换档。 通用、福特、丰田等等大厂商采用的自动变速器电子控制系统,根据与其连接的变速器和发动机的不同型号而不同,每个系统中的元件和系统的工作过程也随着不同的变速器而有所变化,但其基本的工作方式及基本部件还是一样的。 除此外,还有电子稳定智能控制装置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、电控悬架操作装置等。ESP将多种功能整合在一起,并在此基础上进行了扩展。与其他牵引力控制系统比较,电子稳定控制程序不但控制汽车驱动轮,而且可控制从动轮。通过安装在车辆上的轮速传感器、侧向加速度传感器和横摆角速度传感器,电子稳定控制程序能对车辆的状态进行实时监控,当感应到轮胎与地面失去附着力,车辆存在侧滑危险时,电子稳定控制程序会快速而有选择地对需要制动的车轮实施独立操作或降低发动机输出,以使车辆行驶方向尽可能保持与驾驶员的预期相一致,从而提升车辆在各种工况下的方向稳定性及可控性。 目前电控悬架,汽车的悬架系统一般是弹簧刚度和减振器阻尼特性不能改变的被动悬架,它不能根据使用工况和路面输入的变化进行控制和调整,故难以满足平顺性和操纵稳定性的更高要求5近年来,随着电控和随动液压技术的发展,弹簧刚度和减振器阻尼特性参数可调的电控主动和半主动悬架,在汽车上逐步得到应用和发展。 3.整车控制技术 整车控制技术包括车身电子控制、驾驶电子控制等系统。汽车车身电子控制技术所涉及的内容很多,主要包括对汽车照明灯和转向信号灯的电子控制、对电动座椅、电动门窗、电动门锁、自动雨刮等的电子控制以及多媒体系统等。目的是保证视野性、方便性、舒适性、娱乐性、通信功能等。目前车身电控技术呈现如下的发展趋势:进一步满足用户个性化的需求;先进的驾驶和乘坐信息系统,如车辆遥控检测、智能型防盗、乘座适应性控制、42V电子系统、环保设计系统等等。 传统的机械和液力驾驶控制系统由于结构的原因(间隙、运动惯量等),从控制指令发出到指令执行会有一定的延迟,这在极限情况下是不能允许的。电控驾驶控制系统是没有机械和液力后备系统的,电控驾驶控制系统主要由三部分组成:控制系统、执行系统、通讯系统。控制系统的功能是根据驾驶员的意图和车辆行驶状况,对执行器给出执行的设定值。执行系统的功能是在控制系统的控制下,完成具体的执行动作(转向、制动等)。驾驶电子控制技术在现代汽车中,已大量使用,完全取代传统的机械和液力驾驶控制系统是必然趋势。 4.主被动安全系统 汽车的操纵稳定性和安全性是衡量汽车性能的重要指标。电子控制技术的引入为汽车的稳定性和安全性提供了保障。 提高汽车的操纵稳定性,过去一直局限于通过改进轮胎、悬架、转向与传动系的性能来实现。随着计算机、传感器和执行机构的迅速发展,研发了各种显著改善操纵稳定性和安全性的电子控制系统如防抱死制动系统(Anti-LockBrakingSystem,简称ABS)、牵引力控制系统(TractionControlSystem,简称TCS,也称ASR)、四轮转向系统(4WS)、车辆动力学控制系统(VehicleDynamicControl,简称VDC,也称VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基础上,增加转向行驶时横摆运动的角速度传感器,通过ECU控制各个车轮的驱动力和制动力,确保汽车行驶的横向稳定性,防止转向时车辆被推离弯道或从弯道甩出。 轮胎压力检测系统(TirePressureM0nit0ringSystem,简称TPMS)是在每一个轮眙上安装高灵敏度的传感器,在行车状态下实时监视轮胎的各种数据,通过无线方式发射到接收器,并在显示器上显示各种数据,任何原因(如铁针扎入轮胎、气门芯漏气)等导致的轮胎漏气、温度升高,系统都会自动报警,从而确保行驶中的安全,延长轮胎的使用寿命。 为了保证行车安全,安全气囊和座椅安全带控制系统是必不可少的。安全气囊的合理触发以及座椅安全带的及时束紧,需要安全系统对行驶状况的及时监测和判断。安全气囊和座椅安全带控制系统将采用越来越多的先进电子传感器、控制芯片以及电子控制装置。 二、电子技术在现代汽车中的发展趋势 随着高性能传感器、微处理器的研制成功以及网络、总线技术的完善,汽车电子技术将向集中综合控制和网络化方向发展。 1.集中综合控制 目前汽车电子技术向集中综合控制方向发展。例如,将发动机管理系统和自动变速器控制系统,集成为动力传动系统的综合控制(PCM);将制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统(ASR)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算,对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,形成一体化底盘控制系统(UCC)。汽车的机械结构还将发生重大的变化,汽车的各种操纵系统向电子化和电动化发展,实现“线操控”。用导线代替原来的机械传动机构,例如“导线制动”、“导线转向”、“电子油门”等。 随着汽车电子装置越来越多,消耗的电能正在大幅度地增加。现有的12伏动力电源,已满足不了汽车上所有电气系统的需要,汽车12伏供电系统需向42伏转化。今后将采用集成起动机-发电机42伏供电系统,发电机最大输出功率将会由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,发电效率将会达到80%以上。42伏汽车电气系统新标准的实施,将会使汽车电器零部件的设计和结构发生重大的变革,机械式的继电器、熔丝式保护电路将被淘汰。 2.网络化 汽车上的电子电器装置数量急剧增多,为了减少连接导线的数量和重量,网络、总线技术十分重要。集中综合控制要求有一个庞大而复杂的信息交换与控制系统,车用计算机的容量要求更大,计算速度要求更高。采用高速数据传输网络日益显得必要。光导纤维可为此传输网络提供传输介质,以解决电子控制系统防电磁干扰的问题。通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其他控制装置提供数据服务。由于使用了网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性。通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。 三、结束语 汽车电子技术的应用将使汽车更加智能化和舒适。智能汽车装备有多种传感器,能够充分感知驾车者和乘客的状况,交通设施和周边环境的信息,判断乘员是否处于最佳状态,车辆和人是否会发生危险,并及时采取对应措施。今天,社会进入了信息网络时代,汽车已不仅仅是一种代步工具,人们已可以在汽车上收听广播,打电话,上互联网,处理工作。随着数字技术的进步,具有信息处理、通讯、导航、防盗、语言识别、图像显示和娱乐等功能的车载计算机多媒体系统的开发,汽车也将步入多媒体时代。可以预见到的将来,汽车装置自动导航和辅助驾驶系统,驾驶员可把行车的目的地输入到汽车电脑中,汽车就会沿着最佳行车路线行驶到达目的地。人们可以通过语言识别系统操纵着车内的各种设施,一边驾驶着汽车,一边欣赏着音乐电视,还可上网预定饭桌、机票等。 智能汽车论文:汽车智能管理系统中现代电子技术的应用论文 [论文关键词]汽车电子技术汽车智能管理系统智能化集成传感器多通道传输技术 [论文摘要]汽车是当前重要的交通工具,汽车的发明和汽车相关技术的发展极大地改变了人们的出行方式,加快了商品和人员的流通。 随着汽车工业与电子工业的不断发展,在现代汽车上,电子技术的应用越来越广泛,汽车电子化的程度也越来越高。汽车技术与电子技术相结合催生出汽车电子技术概念。电子技术在现代汽车工业中的广泛应用加快了电子汽车的发展趋势,推动了汽车功能的多元化和便捷化。 一、汽车电子技术 现代电子技术与汽车工业的结合促成了电子汽车概念的诞生和实现,概括地来说当前的汽车电子技术主要包括:智能化集成传感器:提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作坊大处理。同时,他还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响;嵌入式微处理机已广泛地应用与安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术:随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也相应增加,并可能要求进一步计算机联网。因此,要求使用多种语言,并开发出通用的高水平软件,以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件;多通道传输技术,多通道传输技术的采用,对电子控制集成化的实现是十分必要和有效的。采用这种技术后,使各个数据线成为一个网络,以便分享汽车中心计算机的信息。汽车车载电子网络:汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行使的经济性,温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此,以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。集成化技术:汽车电子技术的一个发展趋向是功能集成化,从而实现更经济、更有效以及可诊断的数据中心。光导纤维:汽车电子技术的进步,已使各系统控制走向集中,形成整车控制系统。这一系统除了中心电脑外,甚至包括多达23个微处理器及大量传感器和执行部件,组成一个庞大而复杂的信息交换与控制系统等。 二、国内汽车电子技术发展 电子技术在汽车工业中的应用加快了汽车技术的升级和突破,自20世纪80年代以来,汽车工业的长足发展,也是以电子技术(特别是计算机、集成电路技术)为动力而实现的。采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。因此一国电子产业的发展水平及其在汽车工业领域的应用情况决定了其在未来轨迹汽车行业竞争中的地位和影响力。目前,国产汽车的电子技术应用多数还处于初级阶段。只有少数厂家,主要集中在一些中外合资和国内较为先进的汽车生产厂家,开始将电子控制装置应用在汽车工业中。国内现在采用的电子装置主要包括发动机的燃油喷射、电子点火控制、汽车安全性方面的安全气囊,ABS等领域,而且多数为直接引进国外产品组装,国内科研院所目前有关汽车电子技术应用的研究也主要集中在发动机控制、电控悬架、ABS系统等几个方面,在汽车的电子网络化技术、GPRS导航及智能交通系统的研究等方面与国外还有一定差距。 三、现代电子技术促进汽车智能管理的发展 随着经济的快速发展和人民群众对汽车工业要求的逐步提高,当前的电子技术在汽车工业领域里得到了很好较快较好的应用。汽车智能管理系统就是这一应用的重要体现。车辆智能管理仪(以下简称管理仪)硬件构成主要由CPU,数据存储器扩展电路、IC卡接口电路、GPS接收电路、光电隔离的输入、输出电路、数码相机控制电路、指示灯、蜂鸣器及电源部分组成。采用GPS接收机接收卫星的信号,经过计算后可得出车辆所处的经纬度、行驶速度、行驶方向等参数。管理仪还能够采集与司机操作有关的数据,如刹车、远光灯、近光灯、左右转向灯、喇叭、雾灯、制动气压、车门开关等参数。管理仪根据预先设定的时间间隔和特殊事件的触发,将有关数据保存入IC(IntelligentCard)卡中。根据这些数据,车辆管理部门就可以对车辆的历史运行状况进行检查、管理,以确定车辆是否按照规定的要求运行。管理仪还能够对最近15次停车前,每次停车前50秒的所有信息进行详细记录,GPS数据的采集速度受GPS系统的限制,每秒钟记录1次,其他参数每隔0.2秒记录一次。管理仪还具有数码照相机的控制接口,可以根据外部触发信号,对车内的情景拍照。 汽车工业是高科技工业,汽车性能的每一步提升都伴随着新技术、新工艺的运用。电子技术是21世纪推动经济发展和社会变革的重要技术之一,电子技术的发展及其在汽车工业领域的广泛应用将有效提升汽车工业的发展水平。 智能汽车论文:智能传感器汽车电子分析论文 现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的优秀器件之一就是智能传感器。 一、汽车电子操控和安全系统谈起 近几年来我国汽车工业增长迅速,发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测:汽车工业有可能超过IT产业,成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实,汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT产业的增长。例如,虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右,但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%,中、高档轿车中汽车电子已占30%以上,而且这个比例还在、不断地快速增长,预期很快将达到50%。 电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素,汽车(机动车)的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高,都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出:电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是,必须指出的是,除了一些车内音响、视频装备,车用通信、导航系统,以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外,现代汽车电子从所应用的电子元器件(包括传感器、执行器、微电路等)到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的优秀器件之一就是智能传感器(智能执行器、智能变送器)。 实际上,汽车电子已经经历了几个发展阶段:从分立电子元器件搭建的电路监测控制,经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统,现在已经进入了采用高速总线(目前至少有5种以上总线已开发使用),统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据,实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。例如为使发动机处于最佳工作状态,就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始,再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量,同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度,确定发动机的工况,进而控制,调整最佳喷油量,最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速,最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合,构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化,而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。 还可以举一个安全驾驶方面的例子,出于平稳、安全驾驶的需要,仅只针对四个轮子的操控上,除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置(ABS)外,许多轿车,包括国产车,已增设了电子动力分配系统(EBD),ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在,国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统(EBA),该系统在发生紧急情况时,自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度,并判断紧急制动的力度是否足够,如果需要,就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间(例如百万分之一秒级)内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速,进而为每个车轮平衡分配动力,保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”(ETC)系统等。 从以上列举的两个例子可以清楚看到,汽车发展对汽车电子的一些基本要求: 1.电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器(+调理电路)+微处理器,然后再通过微处理器(+功率放大电路)+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求,需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路,并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。 2.现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制,但汽车车体内的空间有限,构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是,电子控制单元应与受控制部件紧密结合,形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。 3.电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例,它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开,但在极大多数时间内气囊是处在待命状态,因此安全气囊的ECU必须具有自检、自维护能力,不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性,确保动作的“万无一失”。 4.汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性,并且,对电子产品而言,大多处于非常恶劣的运行环境中,而且各不相同。诸如工作状态时的高温,静止待命时的低温,高浓度的油蒸汽和活性(毒性)气体,以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此,电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。 5.与上述要求同样重要,甚至有时是关键性的条件是,汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产,并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器,它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要,而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产,生产成本较低(几美元至十几或几十美元),所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场,反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。 二、智能传感器:微传感器与集成电路融合的新一代电子器件 微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混,仍然笼统地称之为传感器,或者含糊地归纳为汽车半导体器件,也有将智能传感器(或智能执行器、智能变送器)与微系统、MEMS等都归入了MEMS(微机电系统)名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。 首先必须说明的是,在绝大多数情况下,本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件:将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器;将电学信号转换成非电学参量输出的执行器;以及既能用作传感器又能用作执行器,其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说,关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器(或执行器、或变送器)的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物,而是基于半导体工艺技术的新一代器件:应用新的工作机制和物化效应,采用与标准半导体工艺兼容的材料,用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。 它由两块芯片组成,一是具有自检测能力的加速度计单元(微加速度传感器),另一块则是微传感器与微处理器(MCU)间的接口电路和MCU。这是一种较早期(1996年前后)的,但已相当实用的器件,可用于汽车的自动制动和悬挂系统中,并且因微加速度计具有自检能力,还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到,微传感器的优势不仅是体积的缩小,更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是,采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说,单芯片的解决方案显然更可取,生产成本更低,应用价值更高。 智能传感器(SmartSensor)、智能执行器和智能变送器-微传感器(或微执行器,或微变送器)和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件(例如上述的微加速度计的单芯片解决方案)。因此智能传感器具有一定的仿生能力,如模糊逻辑运算、主动鉴别环境,自动调整和补偿适应环境的能力,自诊断、自维护等。显然,出于规模生产和降低生产成本的要求,智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前,或流程中,或工艺完成后增加一些特殊需要的工序,但也不应太多。 在一个封装中,把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器(SAR)、微处理器(摩托罗拉69HC08)、存储器和串行接口(SPI)等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS电路工艺流程之前,亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟,已广泛用于汽车(机动车)所需的各式各样的压力测量和控制单元中,诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广,不局限于汽车工业。目前,生产智能压力传感器的厂商已不少,市售商品的品种也很多,已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小,随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少,但功能和性能却越来越强,而且生产成本降低很快(现在约为几美元一只)。 顺便需要说说的是,在一些中文资料中,尤其是一些产品宣传性材料中,笼统地将SmartSensor(或device)和Intelligentsensor(或device)都称之为智能传感器,但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为,Smart(智能型)传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然,知识型的内涵也在不断进化,但那些只能简单响应环境变化,作一些相应补偿、调整工作状态的,特别是不需要集成处理器的器件,其知识等级太低,一般不应归入智能器件范畴。 相信大多数读者能经常接触到的,最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况,因为CCD阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱,必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的,在中、高档长焦距(IOX)光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统,特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的优秀是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪,通过它监测机身的抖动,并换算成镜头的各轴向位移量,进而驱动镜头中可变角度透镜的移动,使光学系统的折射光路保持稳定。 微系统(Microsystem)和MEMS(微机电系统)-由微传感器、微电子学电路(信号处理、控制电路、通信接品等)和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。 MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显,MEMS的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程,也即采用常规标准的CMOS工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法,其中也包括微机械结构件的制作。 微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器,智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS,MEMS的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令,进而能独立、正确动作的微机械(Micromachines)。现在,开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少,涵盖图4所示的各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。 通过控制芯片上的微反射镜阵列,实现光输入/输出的交叉互联。这是目前全光交换技术的成熟的最佳方案。市场上可买到的MEMS光开关已达1296路,开关转换时间约为20ms。 微机械(也称为纳米机械)则尚处于开发试验阶段,但已有许多很重要的实验室产品涌现,如著名的纳米电机、微昆虫、微直升机和潜水艇等。技术产业界普遍认为,它们的开发成功和投入实际应用将对工业技术和生活质量产生深远的影响。 智能汽车论文:软件设计之汽车智能系统 1.GSM的软件编程 发送短信常用Text和PDU(Protocol-DataUnit,协议数据单元)模式。使用Text模式收发短信代码简单,但是不能收发中文短信;而PDU模式不仅支持中文短信,也能发送英文短信。系统中主要使用Text模式和PDU模式。1)Text模式主要用来传送GPS信息。2)PDU模式主要用来发送汽车的状态和控制信息。由于PDU模式的纯英文短消息解码不方便,因此收发纯英文字符和数字字符时,采用Text模式。GSM的控制指令都是通过AT指令达到的,如表1列出几个常用的AT指令。 2.GSM模块的控制及短消息处理 上位机软件要处理的任务是将初次的定位信息、目标手机号码、要发送的短信内容发送给单片机,让单片机将这些信息存储起来,软件上面能显示初次的地理信息。单片机软件要实现与PC、GPS、TC35的通信,与PC之间的通信只有一次,就是最开始设置目标手机号码、短信内容、传输基座标。单片机可以通过AT指令来控制GSM模块TC35i,发送短信常用TEXT和PDU模式,使用TEXT模式收发短信代码简单,实现起来十分容易,但缺点是不支持中文短信;而PDU模式不仅支持中文短信,也能发送英文短信。根据GSM的定义,短信息的发送和接收模式共有3种:Block模式、基于AT命令的Text模式和基于AT命令的PDU模式。两种模式的选择由AT+CMGF来决定,当AT+CMGF=0时为PDU模式,当AT+CMGF=1时为TEXT模式,当需要发送的短信中含有汉字时,首先应把发送模式设置为PDU模式,再把汉字转换为16位的Unicode代码然后进行发送,而对于数字则在其ASCII码之前补8位二进制0,凑足16位后发送。当手机收到短信时,通过程序判断收到的短信是否有汉字,再决定用何种模式来读取短信。单片机主要通过GSM模块传输两类信息:一类是接收用户的设置及请求命令,并在处理后给予回复;另一类是当单片机判断出在被保护对象离开了安全区域而发送给用户的提醒及位置信息。用户设置及请求信息的格式如下所示。单片机主程序流程图如图2所示。当用户收到定位短信时,即可确定被保护对象的位置。用户可以通过智能手机或计算机通过谷歌地图查询经纬度数据对应的地理位置。 3.系统程序流程 防盗系统控制软件主要完成GPS定位信息、收发短信、对汽车上传感器信息进行采集以及主要部件的控制功能。在完成初始化时钟、端口、串口和开中断以后,系统进入低功耗状态,以节省能源。当有外部的传感器被触发,则结束低功耗状态,进入报警状态,同时发送报警短信给车主;当接收到车主获取GPS短信时,则采集GPS信息,发送给用户,控制部件则根据用户的指令完成断油、锁门等动作。整体程序流程图如图3所示。 4.测试结果及分析 经测试,本系统可实现10m精度以内的定位,并能根据用户的设置向用户提供定位服务。系统操作方便,保护汽车的安全,有较好的实用价值。汽车定位的精度以及系统的反应时间是影响系统性能的主要因素,针对这2个指标,测试结果如下表所示。从表2所示中可以看出,在没有高大建筑物影响的情况下,定位精度很高,并且海拔越高,定位精度越准确。在建筑物下方,GPS接收不到信号,但是可以利用GSM的基站定位弥补这一不足,尽管定位的精度不高,但是足以使车主找回丢失汽车。报警时间指传感器采集到报警信号到用户接收到报警短信的时间间隔,获取GPS时间指发送获取GPS短信到获取到GPS短信的时间间隔,控制时间指发送控制短信到汽车执行控制指令的时间。当然,在重大节日这些时间会适当增加。各项指令的成功率在99%以上。表2中所示测试结果表明,系统定位精度高,无死角,反应迅速,同时功耗低,启动快,性能可靠。与同类系统相比,特色明显,整体性能优越。 5.结束语 GSM和GPS的快速发展和日趋成熟,为本监控报警系统的开发提供了有力的技术支持。该系统体积为90mm×60mm×20mm,价格便宜,使用方便。测试结果表明,监控距离为100m时,在GSM信号正常的情况下,响应时间不足1min,误报率 1%,能够实现物品安全的实时监控,人们将不再担心外出时重要物品遗失,具有很好的市场前景。该文的主要创新体现于利用GSM手机模块的移动通信技术,与当今流行的GPS全球定位技术相结合,配合传统的单片机控制技术,完成了汽车防盗定位系统的设计,在实验室阶段的测试中获得了较理想的效果。进一步改进后,能与手机定位系统软件相结合,简洁直观,方便用户使用,适合批量生产和推广应用。系统的最大优点是利用了公用的移动通信网资源,能够快速建网,通信可靠,投资少,应用前景良好;其次,定位准确,采用免费的GPS技术进行定位,可以满足广大汽车用户的需求,是一种值得推广的车辆防盗系统。 作者:郭萧 祝玲 单位:北方民族大学 智能汽车论文:汽车智能避障仿真研究 1汽车避障原理 汽车避障研究的目的是使得汽车能够在未知环境中通过不断学习前述环境中感知的知识,不断增加自我学习的能力,增加学习方法的经验改善而具备高度自主避障的能力。常用的汽车避障方法主要有模糊逻辑算法、环境地图法和神经网络法和机器学习法。1)模糊逻辑法:模糊逻辑算法采用模糊逻辑控制的思想来实现汽车的自主避障控制,采用外界传感器采集一定量的外界数据,在采集数据分析的基础上,通过多个关键特征的提取,输入到模糊逻辑控制单元,模糊逻辑控制单元综合考虑多个输入因素的特征分布,给出当前的避障方法,控制汽车避障运动。2)环境地图法:环境地图法事先将地图信息植入到汽车存储系统中,在汽车避障行驶的过程中,不断采集外界信息,并且与地图信息进行实时的比对分析,通过分析结果控制汽车安全避障,但此种方法对于新的环境不具有适应性,并且对地图匹配和识别的要求很高,且避障的精度严重受限于图像匹配的精度。3)神经网络法:神经网络法与模糊逻辑法的控制思想基本相同,采用神经网络融合系统的大量信息,然后综合给出神经网络的输出避障控制方法,实现避障。但是神经网络系统存在一定的不稳定性,有时甚至出现发散的现象,作为安全要求性很高的汽车避障系统,是不允许这种不安全因素发生的。4)机器学习法:机器学习法是一种复杂环境中的知识获取新途径。机器学习法与已有的监督学习法和无监督学习法不同,通过增强学习可以利用与环境的交互而获得的评价性反馈信号来实现避障算法优化的性能,在避障中,是一种试错学习的方式。但算法存在一定局限性,主要是因为算法复杂度过高,无法实时应用。综上而言,当前的汽车避障方法的弊端主要体现在算法模型的完整性不够好,不能完整的构建系统的避障模型,所以分析效果较差;另一方面,算法的稳定性差,甚至不收敛,复杂度高,可行性差,这些因素严重限制了避障方法的应用。 2复杂障点分布模型 复杂障点分布模型是一种对复杂障点的状态和量度进行标定的模型建设方法,以纯数学的方式建立模型,用于微分方程求解。复杂障点模型可以解释为障点信号在分析平面内绕原点旋转任意角度后构成的复杂障点模型域上的表示。其定义式如下。从上述定义可以发现,复杂障点模型的输入可以看作是将输入分解在复杂障点模型域的一组完备正交基上,通过改变旋转角度α便可以得到不同的基,使复杂障点模型的信号在某个基上达到最佳的能量聚集特性,从而对复杂障点模型的检测信号具有很好的作用。工程应用中需要计算复杂障点模型的分数阶,目前已有不同的复杂障点模型快速算法,使得复杂障点模型可用于工程实践中。本文采用直接将连续复杂障点模型离散化的方法来获得离散复杂障点模型的核矩阵。此种方法在改变分数阶幂p时不需要重新计算整个过程,只需计算一个对角矩阵即可,较大的提高了实时计算的效率。而且与复杂障点模型有非常相近的输出结果。复杂障点模型变换时,分数阶复杂障点模型变换的性质则说明了信号改变引起其在分数阶复杂障点模型变换域的变换关系。设x(t)是一个复杂障点模型的抽象信号,Xp(u)表示x(t)在阶数为p值的分数阶复杂障点模型变换,定义up轴为p阶分数阶复杂障点模型域。up和up+1是正交的,而up+1和up-1是共线的且彼此反向。另up和up''''是任意两个非正交的分数阶复杂障点模型变换域,复杂障点模型相关信号在它们之间表示为。 3基于复杂障点凝聚的汽车智能避障方法 汽车智能避障方法的复杂障点凝聚技术是指通过对多个汽车智能避障信号进行提取,形成障点分析的原始数据,然后同时对多个障点信息进行深度分析,提取出信号的有用信息和特征,最后融合输出障点信息。一个汽车智能避障数据的障点信号形式为定义:。复杂障点分析的小波峰脊轨迹表明,对于复杂障点分析的障点信号,理论推导结果正确,对于复杂障点分析的信号,在靠近1的尺度附近,其小波峰脊具有与障点特性类似的直线轨迹特性,事实上,如果将障点信号的瞬分析率进行级数展开,可以得到:通过上面基于复杂障点凝聚的汽车智能避障算法,可以很好的实现障点凝聚分析,从而大大改进避障的效果。避障中,通过最近障点与其余所有障点数据的有效凝聚,可以很好的实现信息融合,从而最终给出最佳的避障方案。 4仿真与结果分析 为了测试基于复杂障点凝聚的汽车智能避障方法对于复杂障点环境下的避障性能,采用一组低复杂的多障点进行实际的测试实验,原始障点分布如图2所示。从图2可以看出,原始障点散布在仿真平面的各个部分,杂乱无章,无法看出有效的避障路径来实现避障,所以,面对上述实验环境,如果采用传统的避障方法,则系统计算避障路径的难度会非常大,因为系统障点数目的增多。 作者:王崇单位:齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院 智能汽车论文:智能教学在汽车维修教学中的运用 1.智能教学在技校汽车维修专业教学中的实施目标 通过智能教学的实施,在技校汽车维修专业教学中的主要实施目标分为知识、技能、能力等目标。目标的实施对汽车维修专业教学有着重大的作用,制定合理的教学目标可以更好的提高学生汽车维修专业知识的学习和掌握能力。知识目标,主要针对汽车维修的各个部件、系统、结构等理论知识进行教学;技能目标,主要是掌握汽车电气的各个系统、汽车设备的组装和拆卸、各个部件信息等,通过对各个技能的理解,在汽车维修中也便于理解和处理;能力目标,对能力的目标来说主要是以培养为主,通过不断培养学生的各个能力作为提升学生维修的主要能力,例如,汽车电气的各个设备掌握的能力、对电气各个系统的掌握能力等。通过智能教学在技校汽车维修专业教学中的应用,可以对学生进行针对性的教学,主要以实践教学为主,突出教学的实用性,另外,可以加强对学生电路、电气故障的分析、诊断和排除的能力,使得学生能更有效的掌握解决汽车故障的技能,而且智能教学可以充分体现出“举一反三”的教学,发挥学生主动分析和动手的能力,充分提高技校汽车维修专业的教学效果。 2.智能教学在技校汽车维修专业教学中应用的过程 汽车维修是一项非常繁琐的工作,当然,如果采用传统的教学模式教学比较简单,只需照本宣科的方式将教材上的理论知识传输给学生既可,然而,这种过分依赖理论性教学的方式却不利于学生学习效率的提高,而采用智能教学的方式则会凸显出汽车维修工作的实用性和实践性。尤其是在应用到技校汽车维修专业教学的过程中,显得教学过程非常详细,如,汽车维修基础知识介绍、现场教学、实训等,而且涉及到的教学工具也非常多,如,汽车维修中应用的各个部件、汽车设备、蓄电池、万能表、发动机台架、整车等,但教学效果还是很好的,相比于传统简单的教学方式,智能教学更有提高学生汽车维修专业技能的优势。具体教学过程如下: 2.1对学生做好汽车维修基础知识的了解教师主要通过有效的方式来引导学生通过观察汽车维修间的工作、在平时多翻阅一些汽车维修资料或观看一些汽车维修视频等方式,以此来提高学生对汽车维修的了解,掌握汽车维修的定义以及基本知识,而学生在教师的引导下,通过以上几种方式来收集汽车维修的相关资料,可以利用直观的方式来加深自己对汽车部件、结构以及设备的理解,如,通过一些图片、实物、文字等方式,通过智能教学的第一个过程,学生在教师的正确引导下,可以提高自主动手、动脑的能力,通过这种方式来提高学生学习汽车维修专业技能的兴趣,正所谓“兴趣是学习最好的老师”,有了学习兴趣才能增加学生的学习效率。 2.2对学生掌握的汽车维修专业水平进行分组教学这个过程主要是对学生学习的专业水平进行调查和分析,再根据学生的学习情况将其分为诺干个小组,通过分组实践实训来指导学生掌握汽车维修的基本技能,而学生在这个过程中所能掌握的汽车技能主要有:零件、设备、部件的拆卸;各个零部件以及结构的功能;掌握各个结构的组成,以及组成汽车各个零部件的形状;对汽车各个零部件的安装位置进行了解和掌握;掌握汽车的各个零部件、结构的工作原理等。通过智能教学的第二过程,可以有效培养学生对汽车维修知识的归纳、总结的能力,并锻炼学生的语言表达能力,在此过程中让学生收获成果,获得成功的喜悦来提高学生学习的兴趣,并培养学生之间的合作意识,对技校汽车维修专业教学有着重大的作用。 2.3组织学生讨论,增加学生的总结能力在这个过程中主要是针对上一个实训过程进行总结,教师可以组织学生之间进行有效的讨论,通过讨论的过程来发现汽车维修实训中的问题,并作出相应的总结,而在此过程中,每组学生都有机会发表自己的见解,通过学生的共同讨论来进行总结,在这个过程中可以让学生学会如何分析问题、表达问题、解决问题,为学生在今后汽车维修专业学习提供有力的保障。 2.4对汽车维修实训的提问在实训总结的过程中,充分锻炼了学生的阅读能力、自学能力、归纳能力等,而在这个过程中教师需要发挥引导作用。教师可以通过观察学生汽车维修的实训状况对学生展开关键知识的提问,如,汽车大致分为几个系统?每个系统都有着什么样的作用?每个系统的工作原理以及组成部件等。而学生在实训中是按照自己的思维能力去学习、去操作、去理解,可能会存在一些偏差或对汽车维修知识理解不全面等问题,教师对学生进行提问,通过回答教师提出的问题来发现自己掌握知识的不足之处以及偏差之处,有效提高了学生学习汽车维修专业技术的效率。 2.5总结再实训通过教师提出的问题,学生明确知道自己学习中哪里出现误区、哪里掌握不全,通过翻阅一些资料、同学之间的探讨、观看一些视频等方式来完善自身理论性知识,然后教师再对学生组织实训,通过再次实训来巩固所掌握的知识,在这个过程中与上一个实训过程不同之处是在于知识的掌握面以及实训的目的性,上一个实训过程是学生自主的发挥,通过自己的理解来进行实训操作,而这个实训过程是在原有的基础上再次完善操作的过程,对学生汽车维修整体操作性都有着一定的意义。 2.6布置汽车维修专业技能课后作业教师通过在课堂上对学生进行智能教学以后,充分提高了学生对汽车维修技能的掌握,为了提高学生汽车维修技能,要将智能教学发展到课后作业,通过留取课后作业的形式,让学生在课下自主的去翻阅资料、自主去学习,促进学生学习的进步,激发学生的求知欲,智能教学主要体现在实践的教学形式,而学生可以在课下的时间去走访一些车间、企业等方式来提高自身的专业水平。 3.结束语 本文主要针对于智能教学在技校汽车维修专业教学中的应用进行了具体的分析和探讨,通过本文的研究,我们了解到,在技校汽车维修专业的教学中,教师通过利用智能化的教学手段,有助于提高课堂教学的效果,提高学生的专业能力,促进学生的长远发展。 作者:陈纳新单位:桂林市第二技工学校 智能汽车论文:汽车智能管理系统中现代电子技术的运用 摘要:由于如今在人们的生活当中,汽车是一个特别重要的工具,发明汽车与逐步发展相关汽车技术则将人们出行方式呈现跨越式改变,使得人员与商品的流通加快,而汽车的智能化水平也越来越高,本文正是在这一背景下,研究汽车智能管理系统当中应用现代电子技术的情况,以便能够为相关课题研究提供借鉴。 关键词:汽车智能管理系统;现代电子技术;车辆智能管理仪;电子汽车 1汽车电子技术分析 通过有效结合汽车工业和现代电子技术,这就为诞生与实现电子汽车概念起到有效的促进作用,将如今的汽车电子技术简单予以概括,其主要为以下几点:一是智能化集成传感器,可以提供实施处理与模拟的信号。另外在这一过程当中,还能够自动的实施校正时漂、温漂和非线性,所存在的抵抗外部电磁干扰能力显得十分强,确保不会影响传感器信号质量。控制速度、发动机、安全、诊断故障、传动系、环保等领域已经广泛应用嵌入式微处理机。二是软件技术,由于当前逐步增加应用汽车电子技术,这也就相应的会增加有关控制软件需求,另外也会存在可能做好进一步联网要求。针对这样的情况,这就必须通过多种使用,另外开发出来具备一定通用效果的高水平软件,以便可以将多种硬件要求满足。轿车当中多通道传输网络势必会对软件极大的依赖。通过多通道传输技术的使用,这也就会存在特别的有效与必要来实现电子控制集成化。借助于多通道传输技术,这也就可以将各个数据线连接成一个网络,将汽车中心计算机信息予以分享。三是汽车车载电子网络,通过比较多微处理机的应用来讲汽车性能改善,这是当前一个汽车电子设备发展的十分重要的趋势。由于在汽车上更多的应用电控期间,这也就导致车载电子设计相互之间的数据显得特别重要。要想将汽车所具备的性能要求进一步提升,这就应该处于不同控制单元相互之间交换车速、温度等信息。那么十分有必要选取分布式控制系统当成基础做好汽车车载电子网络系统构造。四是集成化技术,功能集成化这是一个汽车电子技术的发展趋势,以便能够做到更为有效、能够诊断、经济的数据中心实现。五是光导纤维,由于随着汽车电子技术的发展,这也就导致各个系统控制更为集中,从而可以做到整车控制系统。在这样的系统当中,除了中心电脑之外,甚至还存在着二十三个微处理器与数目繁多的执行部件与传感器,这些就构成一个复杂并且庞大的信息控制和交换系统等。 2当前我国汽车电子技术发展分析 随着在汽车工业当中应用电子技术,这也会对汽车技术的升级与突破起到加快作用,汽车工业在二十世纪八十年代之后呈现迅猛发展的态势,而实现这一态势则是将电子技术尤其是集成电路技术、计算机技术当成动力。根据在汽车当中所存在的各种类型的技术问题,为了将其解决,采取的最佳方案则是借助电子技术。针对这样的情况,一个国家具备的电子产业发展水平与汽车工业领域范围内应用电子产业的基本情况,往往可以决定这一国家在未来国际汽车行业竞争当中所拥有的影响力与地位。从当前的情况来看,我国的国产汽车绝大多数应用电子技术还只是停留在初级阶段。仅仅只是存在寥寥数家汽车厂家,其主要是集中在部分国内显得比较先进与中外合资的汽车生产厂家,逐步相继实施在汽车工业领域应用电子控制装置。我国的国内如今实施的电子装置主要包含的是汽车安全性方面的安全气囊、发动机的燃油喷射、防抱死制动系统、电子点火控制等领域,另外绝大多数则是直接引进国外的相关产品进行组装,我国国内的相关科研院所如今研究相关汽车电子技术应用其主要精力则是放在防抱死制动系统、电控悬架、发动机控制等这几个领域范围之内,通过与国外进行比较,依然还是存在着不小的差距在研究汽车的智能交通系统、GPRS导航、电子网络化技术等领域。 3现代技术为发展汽车智能起到有效的促进作用 由于如今经济的迅猛发展,相应也会使得人民群众逐步提升针对汽车的相关要求,如今在汽车工业领域范围内得到比较好、比较快的应用电子技术。针对这一应用的一个十分重要的体现则是汽车的智能管理系统。电源部分、指示灯、输出电路、GPS接收电路、数据存储器扩展电路、蜂鸣器、数码相机控制电路、光电隔离的输入、IC卡接口电路、CPU等这些部件组成车辆智能管理仪(以下简称管理仪)硬件。采用GPS接收机接收卫星的信号,经过计算后可得出车辆所处的经纬度、行驶速度、行驶方向等参数。管理仪还能够采集与司机操作有关的数据,如刹车、远光灯、近光灯、左右转向灯、喇叭、雾灯、制动气压、车门开关等参数。管理仪根据预先设定的时间间隔和特殊事件的触发,将有关数据保存入I(CIntelligentCard)卡中。根据这些数据,车辆管理部门就可以对车辆的运行状况进行检查、管理,以确定车辆是否按照规定的要求运行。管理仪还能够对最近15次停车前,每次停车前50秒的所有信息进行详细记录,GPS数据的采集速度受GPS系统的限制,每秒钟记录1次,其他参数每隔0.2秒记录一次。管理仪还具有数码照相机的控制接口,可以根据外部触发信号,对车内的情景拍照。 4结束语 总而言之,根据我们队汽车工业所进行的分析就能够发现,汽车工业从本质上来说这是属于一种高科技的工业,不管是在哪一步过程当中提升汽车的性能水平,这往往都是相应的进行运用新的技术与新的工艺。电子技术这是在二十一世纪推动整个经济发展与变革的一项特别重要的技术,随着电子技术的迅猛发展,并且在汽车工业领域范围内广泛应用电子技术,势必会将汽车工业的发展水平有效的提升。 作者:冉建光 单位:贵州航天南海科技有限责任公司 智能汽车论文:汽车智能电子控制系统浅论 一、电子节气门控制系统的重要组成部件 电子节气门控制系统的组成:节气门体位置传感器(TP),油门踏板行程位置传感器(APP),节气门作动器,节气门控制模块,发动机控制电脑板ECU。节气门体位置传感器(TP):一般情况下,节气门体内装有两对电位计,节气门体内的两对电刷根据节气门的移动量来接触可变电阻器,触点上的变化的电压信号被发送到ECU。也就是说节气门体总成设有2个节气门位置传感器。一个传感器用于向ECU发送信号,使ECU确定实际的节气门开度,而另一个则用于检测控制传感器的异常,以确保传感器的可靠性。通过节气门的开启和关闭,可以对发动机进气量进行控制。油门踏板行程位置传感器(APP):当油门踏板被驾驶员踩下时,电阻发生改变,从而导致信号电压发生变化,用于监控加速踏板的开度。此传感器将改变的电压值发送到ECU,一个电位计用于向ECU发送驾驶员所操纵的加速踏板行程,而另外一个则用于监视传感器值是否正常,以确保传感器的可靠性。两个传感器具有不同的可变电阻范围,传感器支架上还设置有限位器,其设置有限位器,其设计意图是如果连杆转动超过一定量时,则油门踏板拉线连杆将撞击到限位器上。节气门控制模块与作动器:节气门控制模块是受到ECU控制,然后节气门控制模块控制作动器。在节气门控制单元不向电机提供电源时,节气门在节气门体内的缺省弹簧力的作用下,从其全闭位置稍微开启一点;当向电机供电时,电机将通过中间齿轮,实现节气门的开启和关闭;开启和关闭节气门的力矩采用负荷控制;当断定驾驶员要求快速加速时,施加到电机的电流量将增大,从而加大转动力矩,以迅速作出反应;当力矩水平达到能够满足目标节气门开度的水平时,负荷率即受到控制,以保持节气门的位置;在关闭方向上,当使负荷系数小于被保持的恒定值时,节气门即在节气门回位弹簧力的作用下回位;当需要快速减速时,如驾驶员突然松开加速踏板时,电机的极性将被反转,以完全关闭节气门。发动机控制单元(ECU):接收踏板位置传感器信号,根据输入电压信号计算得知所需动力。并根据其他如急加速,空调,自动变速器起步的扭矩信号,计算出实际的节气门开度。同时还监控节气门系统。 二、电子节气门控制系统的控制策略 发动机实际扭矩是通过发动机转速、点火提前角和发动机负荷信号等求得。ECU将实际扭矩与理论扭矩进行对比,电子节气门系统(ETCS)的节气门开启角度并不完全由油门踏板位置决定,而是ECU根据当前行驶状况下整车对发动机的全部扭矩需求,计算出节气门的最佳开度,从而控制节气门控制模块驱动节气门电机使节气门到达相应的开度,发动机电控系统将通过对节气门适当的调节使实际扭矩值和理论扭矩值一致。传统油门的节气门开度完全取决于驾驶员脚的操作动作。 三、电子节气门控制系统的主要特点 1.电子节气门控制系统的最大优点是使实际扭矩与理论扭矩实现最大重叠,从而实现发动机全范围的最佳扭矩的输出。2.ETCS系统在各种情况下对空燃比进行精确控制,使燃烧更加充分,同时也降低了废气的产生,改善了车辆的排放性能,3.节气门位置传感器与油门踏板位置传感器采用了冗余设计,可使两个传感器相互检测,当一个传感器发生故障时能及时被识别,在很大程度上增加了系统的可靠性,保证行车的安全性,具有更高的车辆行驶可靠性。4.驾驶员可根据不同的行车需要通过模式开关选择不同的工作模式,通常有正常模式、动力模式和雪地模式三种,区别在于节气门对加速踏板的响应速度不同。5.电子节气门控制系统可按照大气压强和海拔高度的函数关系对节气门开度进行补偿,保证发动机输出动力和油门踏板位置的关系保持稳定。6.精确控制节气门开度。首先由ECU对各种工况信息和传感器信号做出判断并处理,接着计算出最佳的节气门开度,再由驱动电机控制节气门达到相应的油门开启角度。除了以上这些优点外,电子控制节气门系统还存在一些缺点:1.成本高;2.汽车在起步时会产生油门迟滞;3.非线性影响。 四、电子节气门控制系统的故障案例分析 故障一:故障现象:一辆广本自动挡车辆,已行驶里程113000KM,曾出过事故,现在出现行驶时升档很晚(换挡迟滞)的故障,在其他修理厂已经修过自动变速箱,清洗过油路,检测过变速箱各个传感器与控制单元工况,完全正常,但故障仍然存在。分析:自动变速箱换挡除了变速箱自身原因,主要和车速、节气门位置传感器、发动机转速信号等有关。通过检测发现发动机转速与车速信号完全正常。最后检查节气门位置传感器,发现节气门位置传感器插座外壳断裂,可能是由于事故造成的,更换节气门总成,故障排除。结论:节气门位置传感器外壳断裂,引起电路接触不良,传给ECU的位置信号不是很准确,造成换挡点不准确,加速缓慢或换挡不畅。故障二:故障现象:一辆广本自动挡车辆,按照正常操作,起动发动机,踩刹车,手拨换挡杆,不能从P档移出换挡杆。分析:换挡联锁电路故障,节气门位置传感器故障。按照维修手册检查,换挡联锁电路正常,怠速时检查节气门位置传感器信号TPS数值大于0.5V,更换节气门体,故障排除。结论:车辆怠速时,如果TPS数值大于0.5V,ECU就会认为此时发动机不是处于怠速状态,此时挂档会有危险,而且对发动机和变速箱寿命不利,所以ECU不给换挡锁电磁阀信号,使其不工作,换挡杆不能移出P当。 目前,ETCS已经向集成化和集中控制方向发展,如将怠速控制、巡航控制、减小换档冲击控制、节气门回位控制及车辆稳定性控制等多种功能集成;或者是将制动防抱死控制系统、牵引力控制系统及驱动防滑控制系统综合在一起进行制动控制。随着ETC等电控系统在汽车上越来越多的应用,各种传感器和电子控制单元急剧增多,造成了整车控制电路复杂、车辆上导线的数量增加。采取多种控制策略相结合,可以提高ETC的控制精度及反应速度。此外,各个系统的信息资源要能够共享。这些都对汽车的综合布线和信息共享提出了更高要求。 本文作者:姜国华工作单位:无锡南洋职业技术学院汽车工程与管理学院实训室 智能汽车论文:智能传感器汽车电子管理论文 现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的优秀器件之一就是智能传感器。 一、汽车电子操控和安全系统谈起 近几年来我国汽车工业增长迅速,发展势头很猛。因此评论界出现了一些专家的预测:汽车工业有可能超过IT产业,成为中国国民经济最重要的支柱产业之一。其实,汽车工业的增长必将包含与汽车产业相关的IT产业的增长。例如,虽然目前在我国一汽的产品中电子产品和技术的价值含量只占10%—15%左右,但国外汽车中电子产品和技术的价值含量平均约为22%,中、高档轿车中汽车电子已占30%以上,而且这个比例还在、不断地快速增长,预期很快将达到50%。 电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素,汽车(机动车)的动力性能、操控性能、安全性能和舒适性能等各个方面的改进和提高,都将依赖于机械系统及结构和电子产品、信息技术间的完美结合。汽车工程界专家指出:电子技术的发展已使汽车产品的概念发生了深刻的变化。这也是最近电子信息产业界对汽车电子空前关注的原因之一。但是,必须指出的是,除了一些车内音响、视频装备,车用通信、导航系统,以及车载办公系统、网络系统等车内电子设备的本质改变较少外,现代汽车电子从所应用的电子元器件(包括传感器、执行器、微电路等)到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。其中最有代表性的优秀器件之一就是智能传感器(智能执行器、智能变送器)。 实际上,汽车电子已经经历了几个发展阶段:从分立电子元器件搭建的电路监测控制,经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统,现在已经进入了采用高速总线(目前至少有5种以上总线已开发使用),统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据,实现综合、智能调控的新阶段。新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。例如为使发动机处于最佳工作状态,就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始,再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量,同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度,确定发动机的工况,进而控制,调整最佳喷油量,最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速,最终计算出并发出最佳点火时机的指令。这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合,构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化,而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。 还可以举一个安全驾驶方面的例子,出于平稳、安全驾驶的需要,仅只针对四个轮子的操控上,除了应用大量压力传感器并普遍安装了刹车防抱死装置(ABS)外,许多轿车,包括国产车,已增设了电子动力分配系统(EBD),ABS+EBD可以最大限度的保障雨雪天气驾驶时的稳定性。现在,国内外的一些汽车进一步加装了紧急刹车辅助系统(EBA),该系统在发生紧急情况时,自动检测驾驶者踩制动踏板时的速度和力度,并判断紧急制动的力度是否足够,如果需要,就会自动增大制动力。EBA的自控动作必须在极短时间(例如百万分之一秒级)内完成。这个系统能使200km/h高速行驶车辆的制动滑行距离缩短极其宝贵的20多米。针对车轮的还有分别监测各个车轮相对于车速的转速,进而为每个车轮平衡分配动力,保证在恶劣路面条件下各轮间具有良好的均衡抓地能力的“电子牵引力控制”(ETC)系统等。 从以上列举的两个例子可以清楚看到,汽车发展对汽车电子的一些基本要求: 1.电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。传感器(+调理电路)+微处理器,然后再通过微处理器(+功率放大电路)+执行器的技术途径已经不再能满足现代汽车的要求,需要通过硬件集成、直接交换数据和简化电路,并提高智能化程度来确保控制单元动作的正确性、可靠性和适时性。 2.现在几乎所有的汽车的机械结构部件都已受电子装置控制,但汽车车体内的空间有限,构件系统的空间更是极其有限。理想的情况当然是,电子控制单元应与受控制部件紧密结合,形成一个整体。因此器件和电路的微型化、集成化是不可回避的道路。 3.电子控制单元必须具有足够的智能化程度。以安全气囊为例,它在关键时刻必须要能及时、正确地瞬时打开,但在极大多数时间内气囊是处在待命状态,因此安全气囊的ECU必须具有自检、自维护能力,不断确认气囊系统的可正常运作的可靠性,确保动作的“万无一失”。 4.汽车的各种功能部件都有各自的运动、操控特性,并且,对电子产品而言,大多处于非常恶劣的运行环境中,而且各不相同。诸如工作状态时的高温,静止待命时的低温,高浓度的油蒸汽和活性(毒性)气体,以及高速运动和高强度的冲击和振动等。因此,电子元器件和电路必须要有高稳定、抗环境和自适应、自补偿调整的能力。 5.与上述要求同样重要,甚至有时是关键性的条件是,汽车电子控制单元用的电子元器件、模块必须要能大规模工业生产,并能将成本降低到可接受的程度。一些微传感器和智能传感器就是这方面的典范。例如智能加速度传感器,它不仅能较好地满足现代汽车的各项需要,而且因为可以在集成电路标准硅工艺线上批量生产,生产成本较低(几美元至十几或几十美元),所以在汽车工业中找到了自己最大的应用市场,反过来也有力地促进了汽车工业的电子信息化。 二、智能传感器:微传感器与集成电路融合的新一代电子器件 微传感器、智能传感器是近几年才开始迅速发展起来的新兴技术。在我国的报刊杂志上目前所使用的技术名称还比较含混,仍然笼统地称之为传感器,或者含糊地归纳为汽车半导体器件,也有将智能传感器(或智能执行器、智能变送器)与微系统、MEMS等都归入了MEMS(微机电系统)名称下的。这里介绍当前一些欧美专著中常用的技术名词的定义和技术内涵。 首先必须说明的是,在绝大多数情况下,本文大小标题及全文中所说的传感器其实是泛指了三大类器件:将非电学输入参量转换成电磁学信号输出的传感器;将电学信号转换成非电学参量输出的执行器;以及既能用作传感器又能用作执行器,其中较多的是将一种电磁学参量形式转变成另一种电磁学参量形态输出的变送器。就是说,关于微传感器、智能传感器的技术特性可以扩大类推到微执行器、微变送器-传感器(或执行器、或变送器)的物理尺度中至少有一个物理尺寸等于或小于亚毫米量级的。微传感器不是传统传感器简单的物理缩小的产物,而是基于半导体工艺技术的新一代器件:应用新的工作机制和物化效应,采用与标准半导体工艺兼容的材料,用微细加工技术制备的。因此有时也称为硅传感器。可以用类似的定义和技术特征类推描述微执行器和微变送器。 它由两块芯片组成,一是具有自检测能力的加速度计单元(微加速度传感器),另一块则是微传感器与微处理器(MCU)间的接口电路和MCU。这是一种较早期(1996年前后)的,但已相当实用的器件,可用于汽车的自动制动和悬挂系统中,并且因微加速度计具有自检能力,还可用于安全气囊。从此例中可以清楚看到,微传感器的优势不仅是体积的缩小,更在于能方便地与集成电路组合和规模生产。应该指的是,采用这种两片的解决方案可以缩短设计周期、降低开发前期小批量试产的成本。但对实际应用和市场来说,单芯片的解决方案显然更可取,生产成本更低,应用价值更高。 智能传感器(SmartSensor)、智能执行器和智能变送器-微传感器(或微执行器,或微变送器)和它的部分或全部处理器件、处理电路集成在一个芯片上的器件(例如上述的微加速度计的单芯片解决方案)。因此智能传感器具有一定的仿生能力,如模糊逻辑运算、主动鉴别环境,自动调整和补偿适应环境的能力,自诊断、自维护等。显然,出于规模生产和降低生产成本的要求,智能传感器的设计思想、材料选择和生产工艺必须要尽可能地和集成电路的标准硅平面工艺一致。可以在正常工艺流程的投片前,或流程中,或工艺完成后增加一些特殊需要的工序,但也不应太多。 在一个封装中,把一只微机械压力传感器与模拟用户接口、8位模-数转换器(SAR)、微处理器(摩托罗拉69HC08)、存储器和串行接口(SPI)等集成在一个芯片上。其前端的硅压力传感器是采用体硅微细加工技术制作的。制备硅压力传感器的工序既可安排在集成CMOS电路工艺流程之前,亦可在后。这种智能压力传感器的技术和市场都已成熟,已广泛用于汽车(机动车)所需的各式各样的压力测量和控制单元中,诸如各种气压计、喷嘴前集流腔压力、废气排气管、燃油、轮胎、液压传动装置等。智能压力传感器的应用很广,不局限于汽车工业。目前,生产智能压力传感器的厂商已不少,市售商品的品种也很多,已经出现激烈的竞争。结果是智能压力传感器体积越来越小,随之控制单元所需的接插件和分立元件越来越少,但功能和性能却越来越强,而且生产成本降低很快(现在约为几美元一只)。 顺便需要说说的是,在一些中文资料中,尤其是一些产品宣传性材料中,笼统地将SmartSensor(或device)和Intelligentsensor(或device)都称之为智能传感器,但在欧美文献中是有所差别的。西方专家和公众通常认为,Smart(智能型)传感器比Intelligent(知识型)的智慧层次和能力更高。当然,知识型的内涵也在不断进化,但那些只能简单响应环境变化,作一些相应补偿、调整工作状态的,特别是不需要集成处理器的器件,其知识等级太低,一般不应归入智能器件范畴。 相信大多数读者能经常接触到的,最贴近生活的智能传感器可能要算是用于摄像头、数码相机、摄像机、手机摄像中的CCD图像传感器了。这是一种非智能型传感器莫属的情况,因为CCD阵列中每个硅单元由光转换成的电信号极弱,必须直接和及时移位寄存、并处理转换成标准的图像格式信号。还有更复杂一些的,在中、高档长焦距(IOX)光学放大数码相机和摄像机上装备的电子和光学防抖系统,特别是高端产品中的真正光学防抖系统。它的优秀是双轴向或3轴向的微加速度计或微陀螺仪,通过它监测机身的抖动,并换算成镜头的各轴向位移量,进而驱动镜头中可变角度透镜的移动,使光学系统的折射光路保持稳定。 微系统(Microsystem)和MEMS(微机电系统)-由微传感器、微电子学电路(信号处理、控制电路、通信接品等)和微执行器构成一个三级级联系统、集成在一个芯片上的器件称之为微系统。如果其中拥有机械联动或机械执行机构等微机械部件的器械则称之为MEMS。 MEMS芯片的左侧给出的是制备MEMS芯片需要的基本工艺技术。它的右侧则为主要应用领域列举。很明显,MEMS的最好解决方案也是选用与硅工艺兼容的材料及物理效应、设计理念和工艺流程,也即采用常规标准的CMOS工艺与二维、三维微细加工技术相结合的方法,其中也包括微机械结构件的制作。 微传感器合乎逻辑的发展延伸是智能传感器,智能传感器自然延伸则是微系统和MEMS,MEMS的进一步发展则是能够自主接收、分辨外界信号和指令,进而能独立、正确动作的微机械(Micromachines)。现在,开发成功、并已有商业产品的MEMS品种已不少,涵盖图4所示的各大领域。其中包括全光光通信和全光计算机的关键部件之一的二维、三维MEMS光开关。 通过控制芯片上的微反射镜阵列,实现光输入/输出的交叉互联。这是目前全光交换技术的成熟的最佳方案。市场上可买到的MEMS光开关已达1296路,开关转换时间约为20ms。 微机械(也称为纳米机械)则尚处于开发试验阶段,但已有许多很重要的实验室产品涌现,如著名的纳米电机、微昆虫、微直升机和潜水艇等。技术产业界普遍认为,它们的开发成功和投入实际应用将对工业技术和生活质量产生深远的影响。 智能汽车论文:智能机械手臂在汽车开关检测中的应用 摘要 开发出一种智能型的设备应用于汽车用开关类产品的检测,以满足汽车工业飞速发展、汽车用开关样式、功能日趋多样化的需求。该设备主体由多套伺服电机系统组合而成,具有结构紧凑、装夹柔性、操作便捷等诸多特点,并且能够适用于绝大多数汽车用开关的疲劳性试验的需求。 关键词 智能机械手臂;汽车用开关疲劳试验;伺服控制系统;柔性装夹 1 概述 2001年中国加入了WTO,中国的汽车工业发展显著加速,汽车产量在2003和2004年相继突破了300万、400万辆,并于2005年产量达到了507.4万辆,其中轿车234.1万辆。目前汽车工业已经成为中国的支柱产业,2009年我国汽车工业取得了全球瞩目的成绩,首次超过美国,成为全球产销量第一的国家。2010年中国共生产了1826.47万辆汽车,中国成为世界第一大汽车生产国。汽车工业的飞速发展为汽车零部件的发展带来了空前的机遇,而浙江作为重要的汽车零部件输出大省其产业也取得了显著的成绩。 作为汽车重要零部件的汽车开关包括:仪表灯开关、点火开关、翘板开关、组合开关、电源开关、车灯开关、转向锁开关等。目前已经有一些开关测试设备,但是它们只针对其中一种或有限的几种开关进行检测。因此对于汽车各种开关耐久性试验方法的研究具有非常重要的意义。 为了克服现有技术中存在的上述问题,本研究项目在于提供一种检测汽车各种开关耐久性的机器人装置,是由人机界面进行工业机器人初始化以及程序的编写和输出,下载到机器人控制器,通过机器人控制组合开关动作,工业机器人的操作代替人工劳作,经过电参数仪表采集组合开关各点的电阻参数,通过RS-485通信实时的在检测柜上显示,从而实现汽车组合开关耐久性试验的自动化操作和控制。 2项目研究方案 2.1确立方案研究的依据 本科研项目的研究内容就是研制试验装置控制软件、特制的SCARA机器人、各种手爪结构、操作台以及检测柜等汽车开关相关的性能实验设备。 依据汽车开关类行业标准QC/T 20-1992《汽车用气压式制动灯开关技术条件》、QC/T 198-1995《汽车用开关通用技术条件》、QC/T 218-1996《汽车用转向管柱上组合开关技术条件》、QC/T 427-1999《汽车用电源总开关技术条件》、QC/T 504-1999《汽车用点火开关技术条件》、QC/T 505-1992《汽车用车灯开关技术条件》、QC/T 506-1999《汽车用仪表灯开关技术条件》、QC/T 628-1999《汽车用带点火开关的转向锁》、QC/T 632-2000《汽车用翘板式开关技术条件》、JIS D 0208-1993《汽车开关试验方法一般通则》、JIS D 5808-1994《汽车机械式停止灯开关》、JIS D 5810-1994《汽车倒车灯开关》、JIS D 5811-1994《汽车危险报警灯开关的性能检查》、JIS D 5813-1994《汽车车门开关》。 2.2研究内容的确定 1)该智能机械手臂拥有三组独立的司服电机控制系统,能够完成往复动作测试、上下点动测试、开关旋转动作测试等; 2)全自动无人值守,故障报警,自动记录测试数据并进行分析等功能; 3)以被试验产品为本的柔性装夹,可通过更换夹具获得良好的通用性,以适用于绝大多数汽车开关疲劳性试验的需要。(做到一台检测设备满足十种以上开关检测的需要); 4)该系统可以保存20组标准动作模式,动作自由编辑可达120组,完全满足不同客户的需求; 5)良好扩展性:智能手臂预留信号输出点,可以选配各种夹具。 3 确立研究方案 对于单个开关的耐久性检测可以在末端执行器上安装相应的手爪结构,在机界面上设置单一的动作类型,如上下、旋转、摆动等,就能达到标准规定的实验要求,该实验很容易实现。 但是对于由转向灯、仪表转向指示灯、危险报警灯开关、灯光、水器开关总成的组合开关耐久性能检测要求更高,因为它不但需要实现各个动作类型的组合,还要有一定的合理性、可靠性、准确性。 本项目的关键技术是试验装置必须完全符合标准规定的要求。设备应能根据每个开关的具体情况,设定相应的动作类型和参数进行检测,对于检测结果系统可以自动分析判断并保存,显示总的检测次数、已经执行的检测次数,当实验次数达到目标要求的实验次数时,设备自动停止,对应的指示灯亮,保护设备并提醒操作人员。 根据实际需求和标准要求,绘制出实验装置整体布局图,绘制出各种手爪执行器结构图。见附图所示: 1)图1为实验装置的整体布局图。图中:1.控制柜,2.PC机主机,3.鼠标和键盘,4.PC机显示器, 5.末端执行器, 6.压力传感器,7.接近传感器,8.自转电机(HC-KFE43),9.丝杠电机,10.小臂电机,11.大臂电机,12.螺栓,13.电阻测量仪,14.检测柜,15.总控系统,16.LED显示板,17.工作信号灯,18.报警信号灯,19.停止信号灯,20.开始按钮,21.暂停按钮,22.恢复按钮,23.急停按钮,24.机器人, 25.操作台,26.大臂伺服放大器(MR-E-40A),27.小臂伺服放大器,28.丝杠伺服放大器,29.自转伺服放大器,30.PLC控制器(FX1s-30MT)2个,31.通信模块(FX485-BD)2个。 2)图2为工业机器人操作界面。图中,主要包括状态显示、手动示教、参数查询、动作编程、程序写入等。手动示教实现工业机器人位置的初始化和位置的锁定。动作编程的内容有:动作类型选择(电机及其旋转方向)、动作行程、动作速度、动作延时时间、动作逻辑、有无循环及循环次数等,点击“程序写入”按钮即可将用户总任务下传至控制系统。下位机还可以将机器人的各种状态通过人机界面提示给用户,如上电后控制系统对工业机器人各个关节的状态及系统的状态等。下位机通过人机界面接受用户对工业机器人各个运动关节的位置矫正,以及用户对运动过程中各个模块的参数查询。另外在设备出现故障时系统会自动报警,保护设备安全。 3)图3三为末端执行器对应的上下运动的手爪结构。(用于开关类型) 4)图四为末端执行器对应的摆动运动的手爪结构。 5)图五为末端执行器对应的旋转运动的手爪结构。 3、4、5三种末端执行器的手抓结构,使得该设备适用于绝大多数汽车开关耐久性试验的需要,只需要简单更换手抓结构,设备具有很好的通用性和可移植性。 4 项目的验证 最后经过有关部门验证该项目达到如下性能要求: 1)研制的样机使用功能满足“按、拉、推、拨、拿、旋转”等功能的各类汽车开关耐久性能试验的要求, 符合QC/T198《汽车用开关通用技术条件》等20多项标准规定的性能试验原理、方法及技术要求; 2)研制的样机经计量测试检定所测试,其技术指标达到设计的要求; 3)使用该设备用于汽车开关产品检测,并通过了QC/T198《汽车用开关通用技术条件》等9项标准的省级计量认证和国家实验室认可; 4)研制的样机结构紧凑、装夹柔性,采用的伺服系统可靠,具有便捷的可编控制程序、操作界面可显示各种试验参数、故障报警停机保护等功能。 属国内领先水平。 智能汽车论文:智能汽车飞向移动互联 1886年,卡尔•本茨博士在德国曼海姆近郊的拉登堡制造出世界上的第一辆汽车。虽然这只是一辆单缸四冲程汽油机三轮车,但是很快,汽车就成了工业革命的先锋,在亨利•福特的流水线带动下,汽车更是推动了第二次工业革命的爆发。 当前中国虽是个发展中国家,但是汽车正在全面而快速地进入中国社会,2010年,中国汽车工业产销双双超过1800万辆,分别为1826.47万辆和1806.19万辆,刷新全球汽车产销记录,再次蝉联全球第一。 汽车正在成为越来越多中国人生活中不可缺少的一部分,但是随之而来的是,时刻有可能发生在路上的交通事故、严重的交通堵塞,甚至是尾气排放等环境问题都变得越来越严重。一辆可带来安全、安心、舒适生活的汽车以及相适应的汽车社会,正在成为中国车主们心中的蓝图。 互联生活中的移动因子 正是在这样的美好愿景下,汽车相关企业在为汽车的改良进行着不懈的努力,越来越多的电子技术以及信息通信技术被广泛用在了车辆上面。 2010年9月3日下午2点左右,胡先生驾驶着自己的别克君越车行驶在南康市赣定高速上面,突遇前方大货车翻倒于前方路面,路面上遍布破碎的玻璃以及深深的轮胎橡胶印迹。看着前面的翻车事故,胡先生十分焦急,很担心大货车上是否有人受伤,也不知交警与救援机构是否已经采取措施。这个时候,他想起在自己的君越车上装有车载信息系统,于是他按下了装在后视镜上的红色紧急救援按钮。很快,胡先生就和服务人员建立了通话,胡先生将大货车车祸情况以及相关车辆信息都告诉了服务人员。根据系统信息显示,服务人员迅速确定了胡先生的位置,并立即通知赣州当地警方及救援机构。 在整个事件中与胡先生保持联系的服务人员来自上海安吉星信息服务有限公司(下称安吉星),安吉星成立于2009年10月28日,由通用汽车、上汽集团和上海通用共同出资组建。安吉星为通用汽车在华制造、生产和销售的系列车型提供行车安全保障和车载信息服务。安吉星的母公司美国Onstar成立于20世纪90年代,是通用汽车购买了当时世界上最大的卫星制造商和运营商休斯卫星公司、世界最大的IT公司之一的美国电子数据系统公司和开发汽车电子和控制系统的休斯电子公司,并将三家公司融合最终而成立的。 2010年12月20日,安吉星正式揭晓了其在中国的服务套餐价格。记者了解,通过应用全球卫星定位系统(GPS)和无线通信技术,安吉星可以为车辆提供广泛的汽车安全信息服务,其中包括碰撞自动求助、路边救援协助、全音控免提电话、实时按需检测和全程音控领航(Turn-By-Turn Navigation)等十多项内容。 除了安吉星为别克旗下的车型提供服务外,其他品牌的车辆其实也有自己相应的车载信息系统。 2009年丰田汽车也引入了G-BOOK车载信息系统,目前已导入LEXUS全车系、CROWN皇冠和CAMRY凯美瑞车型以及凯美瑞混合动力的部分车型上,约4万多名客户在使用。 上海汽车在2010年推出的荣威350车型也主打了移动互联特性,该车配备了inkaNet车载信息系统。整个inkaNet系统基于Android平台,可实现诸多互联网应用,例如数字音乐服务、个性娱乐节目、新闻信息服务、实时财经信息、个人移动秘书、客户车辆管理、车辆定位服务、交通信息服务、天气信息服务、旅行贴士、同城交友、车友博客、社区功能以及网页浏览等功能。 “现在互联网应用已经是人们的一种生活方式,自然也会辐射到汽车的使用上,inkaNet代表的就是我们平时的生活。”上海汽车技术中心副主任张觉慧说。 终极目标智能汽车 汽车的移动互联时代真的到来了吗?不管怎样,我们已经听到了它的脚步。特别是在当前,很多汽车厂商所想所做的事情,都在朝着智能汽车发展,他们已经开始注重消费者对车内环境的切身体验,研究驾驶过程中与视觉、听觉的有关的各种智能应用。 在2011年的CES展览上,奥迪、福特、现代等汽车制造商,都有在现场展出,奥迪CEO Rupert Stadler更是与微软总裁鲍尔默这样的IT界大佬一样,亲临现场发表了主题演讲,介绍了奥迪为提高汽车的安全和效率,在车载信息系统方面所做的工作。 在Stadler看来,在每天的生活中,互联网已经变得越来越具有移动性,所以奥迪为自己的汽车量身定制了相应的车载电脑和相关软件系统。 “传统汽车和新兴移动互联网整合的结果,就是一台电脑所带来的安全驾驶和驾驶乐趣的体验。例如,当一辆车在行驶中驶入了另外的车道,或是可能要和其他汽车发生碰撞的时候,我们的车载信息系统能第一时间预先‘感觉’到这些潜在的安全隐患,并通过震动方向盘等方式通知驾驶员,甚至是提前拉紧安全带、关闭窗户、开始制动将车辆将停下来,以免防止发生安全事故。”Stadler表示,车载信息系统除了能够帮助安全驾驶外,另一方面还能帮助消费者将车上的设备都接入互联网,因为大家都在期望互联网无处不在,每个人都希望能尽快用上新应用和新设备。未来的汽车是移动世界的一部分,汽车要和互联网连接,和其他车辆连接,和云计算连接,和交通流量、天气等各种实时数据连接,汽车需要安全和高效的连接技术。 Stadler强调,奥迪并不认同将汽车接入互联网就是“把智能电话或iPad或摄像机连到汽车上”这么简单。因为即使这样做,这些技术和汽车仍旧是断开的。这些设备都是为了能获取用户的注意,而在驾驶过程中,驾驶者的注意力恰恰不能集中在这些设备上面。驾驶者在驾驶过程中获取信息时,必须最大程度地减少关注度。因此,随着驾驶者获得更多的数据,汽车的功能整合必须更加智能。因此,奥迪的车载新系统在确保用户使用增值软件和应用程序有着严格的底线,就是不能让司机分心。 在今年的CES上,奥迪现场展示了能够识别亚洲语言字符的车载信息系统,这套系统会配备在奥迪A3车型上,具有娱乐、导航和车通信等多重功能。“这套系统可以使驾驶者有更多选择,但是不会分散他们的注意力。”Stadler说。 中国企业的机会在哪里 CES上奥迪展台不远处就有一家中国公司的展台,这是一家专门生产GPS定位跟踪系统的企业。与世界第一大汽车市场相比,中国在电子产品及信息系统应用在汽车方面明显落后于整车生产。不过明显能感觉到的是,中国企业正在暗暗发力,紧盯这这块新兴市场。 2010年12月28日,将车载信息系统作为标准配置的华泰汽车B11轿车正式上市。华泰汽车公共传播部部长高红军告诉记者,这是国内第一款原厂搭载英特尔嵌入式车载信息系统批量上市量产的车型。华泰B11轿车在搭载了基于英特尔嵌入式车载信息系统之后,不仅为驾驶者提供正常的导航、影音等正常功能,更可借互连网络进行实时的互联、移动办公、信息收缩、数字化电视以及售后服务、预约等全面立体、实时的汽车数字化的体验。在提高消费者在车内娱乐体验的同时,更会帮助消费者提高工作效率。 高红军表示,B11车型会主推柴油动力版,面向二、三级市场,根据华泰的调研,在这一级市场上,消费者对于驾车途中的移动互联应用需求非常旺盛。“特别是随着3G网络的普及,愈来愈多的消费者希望移动商务的同时也能够畅享汽车3G生活。B11的车载信息系统集成了OFFICE办公软件,可随时处理各种文件,并可通过3G互联网络收发电子邮件,实现了办公无缝链接。这样一来,华泰B11也就成为了真正的移动办公室。车载信息系统通过网络把汽车与外界联系起来,并能够进行自由互动。” 湖南大学整车研发中心常务副主任谢晖也向记者表示,目前他们正在联合深圳航盛电子股份有限公司共同为研发中的一款中高档完全自主技术的轿车开发相应车载信息系统。他认为,未来国产车电子化的比例会越来越高,配备车载信息系统是未来发展的必然趋势。据了解,2010年11月,航盛公司与英特尔建立了汽车电子联合实验室,强化对车载信息、安全与远程控制系统等相关汽车电子领域的研究。 在华泰汽车、上海汽车所提供的车载信息系统中,都强调了3G互联网应用,例如移动商务,与4S店实时对接的保养服务、互联网搜索增值服务等。其背后都有中国移动、中国联通、中国电信三大运营商在作为合作伙伴,提供相应的网络支持。但就目前情况来看,运行商们更多的是在提供3G网络接入套餐服务,至于在车载信息系统平台上的增值服务开展得还比较少。但是随着3G,甚至是4G网络的普及,以及消费者对车载信息系统的价值的认可度不断提高,运营商为车载信息系统提供不同的增值服务必然是下一个互联网应用的热点。在2011年CES(国际消费电子展)上,美国Onstar公司就通过Verizon 4G LTE 移动宽带网络,向观众展示了未来的车载娱乐、通信及安全信息服务系统。在CES现场,借助4G网络,现场一辆搭载安吉星信息服务系统的别克测试车展现了车辆监控、碰撞探测、视频聊天、路况监测和家庭远程遥控等人性化信息服务功能。 除了像华泰汽车、上海汽车这样的整车厂商外,一批国内的软件企业也都把目光投在了车载信息系统上。2010年11月,由普华基础软件股份有限公司联合研发团队开发的“核高基”专项国产汽车电子基础软件平台V3.0版本正式。 据了解,“核高基”专项国产汽车电子基础软件平台由专门为汽车电子领域应用开发的可抢占多任务的实时操作系统、图形化配置工具、为上层汽车电子应用软件提供CAN总线通信功能的CAN通信协议软件栈以及硬件抽象与驱动组成。在平台的开发过程中,普华基础软件与上汽、一汽、奇瑞等国内多家汽车厂商展开了密切合作。 但是也有业内专家表示,中国在车载信息系统领域,特别是其基础的汽车电子领域,要步入世界前列还有不小的阻力。普华基础软件股份有限公司汽车电子部副总经理余力认为:“中国在汽车电子领域的积累还是很有限的,现在更多的是把娱乐的功能引入到了汽车的车载信息系统中,技术含量相对较低。像国外的先进汽车厂,他们能够提出诸如自动刹车这样的功能,是因为他们已经在整车的平台上实现汽车各个系统的同步,这是一个相当复杂的程序,对发动机系统、刹车系统、探测系统有很高的要求,要求各个ECU能够协同作战。所以要想真正找到突破口,中国企业必须在发动机的ECU、整个车身控制方面下功夫,所以中国确实还有很长的路要走。“ 据了解,目前,上汽集团就将基于国产基础软件的车身控制系统、混合动力控制系统、双离合器自动变速系统、电子助力转向系统、发动机管理系统、信息娱乐系统列入其汽车电子产品的发展规划。一汽集团也在底盘设计、车身设计、电子/电气、动力系统应用、整车设计等方面建立了自己的开发团队。奇瑞也在开展整车平台架构以及发动机管理系统的研发工作。 余力认为,国内企业积极自主研发汽车电子甚至是车载信息系统,是一个非常积极的信号。“虽然在短期内要取得不错的成绩还有一定的难度,但是在国家政策扶持下,必将对整个汽车电子产业链的发展起到关键作用。国家的投入让广大的厂家先受益,厂家受益完了最终也会让真正的终端用户受益。当然了,这个过程会比较漫长,还需要相关的从业人员对汽车电子和对汽车的理解进一步加深。” 智能汽车论文:飞思卡尔杯智能汽车竞赛瞄准下一代汽车电子开发者 随着中国汽车电子市场的发展,全球半导体厂商在中国找到了他们在这一领域的商机。更多的半导体厂商把眼光放得更远,通过举办各种大学生竞赛,使他们的技术与产品日渐深入校园。飞思卡尔就是这样的厂商。随着第二届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛全国总决赛在上海交通大学落下帷幕,飞思卡尔在中国市场的影响力进一步加深。飞思卡尔半导体高级副总裁兼汽车与标准产品部总经理Paul Grimme表示,通过与高校的合作,不仅能够让飞思卡这样的半导体制造商分享中国汽车电子的广阔市场,同时也推动了中国汽车电子的发展。 飞思卡尔的业务主要包括三个部分,即网络、无线通信和汽车与标准产品部。2006年,飞思卡尔销售额达到64亿美元,其中无线通信和汽车与标准产品部的销售额占到27亿美元。在汽车领域,飞思卡尔已经拥有30多年的经验。今天,飞思卡尔的技术在大多数新型汽车中得到了应用,如模拟产品、传感器以及MCU等产品,分别为高级安全、车身电子、底盘、引擎控制、远程通讯等提供智能和连接支持。 Paul指出,针对汽车电子的应用主要是嵌入式应用,主要包括三件事。一是通过传感器感知周围发生了什么事件,二是对感知到的事件作出判断,三是把这个判断通过执行机构传递出去。飞思卡尔针对嵌入式应用的产品具有重要地位,具体来说,其MCU业务在全球排名第二,传感器业务排名第三,模拟产品排名第五。 就Power架构车用MCU-MPC500系列来说,自1999年推出后的数年时间里,MPC500系列产品的阵容不断扩大,现在总共有11种器件,提供高达1MB的嵌入式闪存和一系列器件。2004年,飞思卡尔推出下一代多处理器内核MPC5500 MCU系列的首位成员MPC5554。MPC5500 MCU则是飞思卡尔第一款完全可合成的SoC芯片,为汽车设计进行了优化。MPC5500系列基于飞思卡尔经过验证的130nm技术构建,涵盖了目前高达3MB的闪存阵列、用于动力总成控制的MPC5566,用于高级安全系统的MPC5561和用于成本敏感的车身应用的MPC5510系列。通用汽车公司宣布将在其GM传动系引擎控制系统中全面采用MPC5500系列。 2006年2月,意法半导体公司和飞思卡尔宣布签署一项合作协议,双方将联合设计基于PowerArchitecture技术的其它32位汽车MCU,完善和补充飞思卡尔的Power MCU产品。 现在,针对传动系统的MCU已经分化成很多研究方向,但据Paul介绍,飞思卡尔的研发重点则集中在对MCU性能的改进上,比如通过双核MCU提升性能、改进MCU的架构等。这对用户来说非常重要。一般来说,用户希望汽车电子器件的性能越来越先进,同时价格能够降低。因此,飞思卡尔把32位MCU的概念用到16位MCU中去,使MCU在具备高性能的条件下保持价格竞争力。 控制系统离不开传感器。在汽车传感器领域,飞思卡尔的加速度传感器、压力传感器以及安全和报警器件得到广泛应用,比如MMA6231Q、MMA3204D加速度传感器,MPX等系列压力传感器以及MCl4X系列安全报警传感器等,同时,与MEMS技术相结合,传感器的智能化程度也日益提高。 从全球区域上来看,中国市场是飞思卡尔重点关注的地区。Paul透露,飞思卡尔向日本、欧美发达地区供应汽车高端电子系统解决方案,而发展中的市场是飞思卡尔更关心的。有关预测表明,2007年中国汽车产品销售将达830万美元,占全球市场的12%。在本地汽车制造厂商和外资厂商的投资下,中国的汽车产业链也越来越完善。“未来十年,这个市场会增长很快,而我们的汽车智能大赛会为这个市场培养出更多优秀的工程师。”Paul说。目前,飞思卡尔在北京、成都、天津和苏州设有研发中心,在上海设有多媒体与汽车应用实验室。 智能汽车论文:智能电源技术推动汽车LED前照灯技术成为主流 摘要:本文介绍了LED前照灯的优势,进而说明集成的单芯片ASIC在控制LED前照灯方面的特点和优势。 关键词:LED前照灯;ASIC 引言 近年来,LED技术发展快速,现已接近一个临界点,使它能够为多种汽车前照灯应用提供极佳的解决方案。欧洲有关汽车“日间工作灯(DRL)”的法规即将实施,这或许会促使基于LED的解决方案在大众化汽车中的普及。 引入LED替代卤素灯和氙气灯的其中一个关键动力,就是提供高能效的专用LED驱动器件。这些产品将为设计人员提供专用及高性价比的解决方案,与之相比,市场上继续使用的一般IC可能会需要大量外部支持电路。集成的单芯片专用集成电路(ASIC)解决方案也支持众多重要的额外功能。 LED前照灯的应用动力 前照灯有着不同的应用领域,包括日间工作灯(DRL)、近光和远光头灯、转向指示灯以及雾灯/驾驶灯。 LED前照灯的关键动力和优势在于以下几个方面。 白光LED面世。高性能白光LED的开发开创了应用的可能性,而这在几年前几乎不可想象。 灵活造型。与卤素灯和氙气灯相比,多串LED模块需要更小、更简单的透镜和光扩散片硬件。多个LED光源的光更易于导向,从而大大减轻工程对造型的影响。由于LED物理尺寸很小,它们还有潜力用于开发极紧凑、极薄的模块。将集成ASIC用作LED驱动器解决方案,减少了外部元件数量,从而减小了前照灯模块的尺寸,进一步支持小形状系数的设计。 光强度和效率。LED的光强度处于极快的提升曲线上,目前呈现出每18~24个月光通量将会翻一番的趋势。LED光输出已经超过卤素灯,而在不远的将来,LED的性能还将与发光效率约为100 lm/W的氙气灯性能相匹敌。LED在理论上的最大输出效率为300 lm/W,尽管实际限制约为200Im/W。200 lm/W这个数字将在大约2010年前达到。 可靠性和寿命。只要为LED前照灯模块进行有效的热管理以保持较低的结温,并保护其免受开关导通/关闭、调光期间可能出现的电流尖峰和电池脉冲的影响,保证它们在汽车整个寿命周期内持续使用就并非不切实际。ASIC方案集成了所有监控特性于驱动器芯片之中,并且紧邻LED模块,因而可改善保护特性的反应时间。 燃料消耗。与其它方案相比,LED前照灯使用的燃料/能源要少得多。使用高能效的半导体智能电源技术/芯片,而非需要多个外部元件的一般IC,可更节能。例如,传统的35W汽车日间照明灯使用大约0.3%的汽车燃料,相比较而言,同等功率的LED日间照灯消耗的燃料仅在0.1%范围。 采用ASIC控制LED前照灯 虽然有可能采用诸如降压或升压稳压器加上支持电路这样的普通器件来控制LED前照灯,但ASIC能够提供集成的解决方案,而且ASIC也整合了多种重要的附加功能。从成本角度出发,直接比较时,ASIC并不占有优势。但是,一旦将(普通驱动/控制器件)所需外部元件的成本计算在内,而且考虑到ASIC方案的性能优势,ASIC方案就成为更经济的选择。 ASIC LED驱动器模块一般能够驱动超过一串LED,如图1所示。它们还包括控制接口和完整范围的诊断,消除了使用外部微控制器进行接口连接的需要,能够执行多种其它功能。 脉宽调制(PWM)调光。通过改变LED串电源的占空比,可实现调光效果,这就是所知的PWM调光。“闪烁”频率处于200Hz~500Hz区域。这种方法克服了模拟调光的有关问题,在模拟调光中,电流以模拟方式变化,占空比保持在100%。模拟调光的问题在于LED光色(色温)会随着施加电流的减少而明显变化,这对汽车制造商而言显然不可接受。 PWM调光也能够让DRL用作停车灯,通过将外在光输出降低至全部亮度的大约10%来实现。随着LED技术的不断进步,未来的LED前照灯将比它们之前的产品输出更多流明的光。那时,当车辆因事故损毁而采用LED发光模块替代原来的灯时,这些模块可能比车辆出产时安装的灯具有更佳的性能和光输出,而这会令亮度有显著的差异。嵌入在集成器件中的PWM调光特性能够就此作出补偿,适应车辆寿命周期内相应的自然的光亮度退化。 温度监控。将结温保持在器件规范范围内对于LED的长寿命和可靠性至关重要。ASIC方案提供片上温度监控功能,帮助确保实现这个目标。 集成滤波。ASIC设计可集成电磁兼容(EMC)滤波,确保符合严苛的汽车应用要求。对PWM调光期间,输入电流滤波对LED特别重要,这个时候LED持续地开关。外部滤波电路可能很贵,而且难于实现。使用一般IC的升压器(Booster)含有较高的纹波电流。在调光期间,PWM开关产生较大的电流变化和温度漂移,通常会需要使用昂贵的滤波电路。集成ASIC解决方案产生的输入纹波要低很多,而且在大多数情况下,能够滤除PWM调光的不良效应,而无需外部滤波器件。 结语 对于汽车的前照灯应用而言,LED将成为最佳的技术选择。随着最新LED光输出水平的快速提升,以及智能电源技术提供的高性价比集成控制方案,似乎不用等太久,我们就能看到LED模块在前照灯应用中从日间工作灯快速扩展开来。 智能汽车论文:泛网时代关注汽车电子――打造舒适安全的智能交通生活 目前在我国城市交通信息化还处于起步阶段,无论是交通管理中心、信息服务中心的平台建设,还是交通工具的导航系统配备,都不是很完善和完备,智能交通系统中的各部门、各环节之间的衔接、配合也还存在问题,这些因素都严重制约了我国城市交通信息化的发展。” 在中国当前阶段,相比交通信息化这种基础设施问题,汽车电子的普遍应用对于实现舒适安全的交通生活具有更大的现实意义,也更具有可操作性。“实现智能交通在技术上并不是最困难的,最大问题在于道路规划及变化信息的不流通,这很大程度上降低了解决方案的针对性和有效性。”株式会社瑞萨科技系统解决方案统括本部汽车事业部副事业部长山内直树先生在采访中这样对记者说到。 目前中国道路正在建设当中,包括高楼大厦都在建设阶段,每一天都可以说有一个新的变化。因此需要有一个像中枢神经的区域来及时更新和控制汽车导航系统。山内直树先生说,“在日本,导航系统中的地图等东西,都是以DVD的形式插入到每一个车的GPS里面,然后通过这个DVD,就可以看到每一个路况数据。” 中国汽车市场的特点 由于不同的地域文化影响,欧洲市场与美洲市场的侧重点是不同的,而放眼日韩又有其自身特点。那么中国市场会是什么样的情况呢?山内直树概括道,“日本的汽车导航系统是把很多种功能整合在一起的,包含了导航、电视、DVD等等;在美国来说,则以专门的DVD,车载的电视、车载的导航系统为主,它们是以分散的单独模块为主。” 中国的汽车市场与日美不同,因为中国是个幅员辽阔的国家,有进行长途奔行的需求,同时生活方式上又兼具欧亚特点,对车载娱乐设施也同样有很大的需求,因此需要将两个市场的特点融合起来。中国市场还是刚刚起步,所以也应该根据每一个开车人的想法,一点一点把大家的需求添加进去,发展为比较成熟的产品。目前,中国汽车上面的导航系统可能是国外产的比较多,比如说日本的导航系统放在日本产的车上面,美国产的导航系统放在美国产的车上面,但是我们也正在开发面向中国特色的一款导航系统,把中国人真正的需要,融入到这个导航系统,这个系统预计是在2008年来出现。 瑞萨在中国汽车电子市场的作为 中国提倡自主品牌、汽车自主开发的能力,尤其是像一汽、上汽这样的大企业,他也要求组成开发团队,即涵盖汽车产业链上中下游环节。在中国的模式应该是半导体公司一级供应商-中间系统公司-整车厂。那么作为一级供应商的半导体公司则可为他们提供更多芯片设计级的技术支持和合作,这就是Renesas在很多方面加强跟汽车整车厂直接的联系的原因。另外,Renesas也积极地与政府共同参与一些大的项目开发。 在未来几年内,以微控制器为优秀,引领“泛网时代”将成为瑞萨的主要发展方向,而中国将成为瑞萨最主要投入力量的市场。 智能汽车论文:飞思卡尔推出用于汽车电池监控的智能传感器 在当今的汽车中,日益增加的电力负荷对电池提出了挑战。由电气系统引起的汽车故障通常可以追溯到铅酸电池,一般可以通过了解电池的准确状态加以避免。电池必须能够提供足够的能量以启动发动机并作为一个备份的电源来支持混合动力汽车的新功能,例如起停和智能交流发电机控制。此外,电池传感器的功耗需要尽可能地低以确保能源效率。 飞思卡尔半导体公司日前推出了MM912J637智能电池传感器(IBS),它能准确地测量铅酸电池的电压、电流和温度并计算出电池的状态,而且即便在恶劣的行车状态下也可完成。随着混合动力车的出现和汽车整体电子内容的增加,以及启停系统的推出,能够准确地评估这些电池参数正在变得越来越重要。 MM912J637智能电池传感器为设计师提供了一个强大的并具有成本效益的解决方案,使汽车和工业应用中的关键电池参数的精密测量成为可能。在单片封装解决方案中,该装置集成了16位S12微控制器和一个SMARTMOS模拟控制集成电路,为汽车环境提供低功耗。MM912J637智能电池传感器完全符合AEC-Q100认证,可在-40℃~1 25℃温度范围内正常工作,而且外形尺寸小,采用的是7×7毫米QFN封装。 在当今的汽车中,日益增加的电力负荷对电池提出了挑战。由电气系统引起的汽车故障通常可以追溯到铅酸电池,一般可以通过了解电池的准确状态加以避免。电池必须能够提供足够的能量以启动发动机并作为一个备份的电源来支持混合动力汽车的新功能,例如起停和智能交流发电机控制。此外,电池传感器的功耗需要尽可能地低以确保能源效率。 “随着混合动力车和电动车电气内容的增加和启停系统的出现,能够始终准确地监测车辆电池是重要的,特别是在运动的汽车条件下,”飞思卡尔副总裁兼模拟混合信号和电源事业部总经理GavinWoods说。“我们将提供业界第一款完全符合汽车行业标准且经济高效的解决方案,保证重要电池参数的精确监测,且这些参考可与其他车辆系统和驾驶员共享,当了解电池的状态时,可让驾驶员在一定程度上安心驾驶。” 飞思卡尔全面集成的电池监控装置利用本地互连网络(LIN)进行通信。它包括一个双通道16位模数转换器(ADC),可同时测量电池电压和电流,还包含一个独立的16位模数转换器,用于测量温度。该智能电池传感器提供高分辨率精确监测,甚至在最坏情况下也可以对电池健康状态、充电状态和功能状态做出正确预测。通过汽车认证的车载LIN网络定期或根据要求传达这些参数。 MM912J637智能电池传感器通过位于电池负极的外部分流电阻,支持精确的电流测量:通过位于电池正极的串联电阻,支持精确的电压测量。集成温度传感器与电池安装架结合在一起允许精确的电池温度测量。