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。
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为优秀的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的优秀技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为优秀的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了部级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为优秀建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰; 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 【作者简介】 于洋,男,出生于1981年5月,籍贯山东省海阳市,就职于济南民航山东空管分局; 靳红志,男,出生于1990年12月,籍贯山东省济宁市,就职于济南民航山东空管分局。 航空新技术论文:3D打印:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为优秀,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最优秀技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的优秀技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有优秀技术的3D打印企业,以优秀制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机优秀机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
科研项目管理研究:科研项目管理信息系统的设计与实现 摘 要 科研项目一般涉及人员多、技术复杂、研制周期相对较长,通用的项目管理工具往往不适用于科研项目的管理,本文简述了针对科研项目这些特点,在科研项目管理系统的设计上,注重多级计划分解、变更流程控制、数据管理、知识管理、围绕WBS的集成等方面内容及系统实现的主要技术路线。 【关键词】项目管理 工作分解结构 计划 1 引言 随着计算机技术的发展,信息化管理已经成为单位管理的主流和趋势。科研院所的工作,主要围绕科研项目展开,科研项目一般涉及的专业较多,技术攻关过程中多反复、变化快,研制周期相对较长,通用的项目管理工具往往不适用于科研项目的管理,针对这种计划结构复杂,进度难以预测的科研项目需要更精细的管理,注重多级分解,加强变更控制,更好地利用科研项目管理有效监控项目经费使用。 2 系统概述 从科研项目的立项开始就应该做好人、财、物的信息化管理,确保科研项目能顺利完成。主要思路:通过项目管理理论体系研究,引入先进的项目管理思想,基于先进的项目管理平台,建设科研项目管理系统。实现项目计划管理、进度管理、资源分析和调配,建立完善的项目管理体系,实现人力、资金、科研基础条件等资源分配及相关管理流程的整合与优化,使整个管理行为趋于标准化。并与门户、文档、资产、成本等系统集成,建立精细的项目工作任务与文档、资产、费用等的对应关系,及时掌握项目各类文档、了解资源使用、建立计划成本与实际成本的对应关系,为管理层决策提供依据。 3 系统组成及设计要点 3.1 系统功能组成 通过统一的项目结构体系,将项目群进行工作与责任分解,形成项目群的责任矩阵,既可实现多项目的分布式管理和控制,也可以实现对项目群全生命周期的动态监控。主要功能: (1)项目群及多项目管理,通过统一的项目结构体系,将项目群进行工作与责任分解,形成项目群的责任矩阵。 (2)项目计划管理,各级责任主体根据计划纲要协同完成项目的启动、执行、反馈、收尾等全过程管理。 (3)项目工作任务分解,根据项目研制流程和经验制定WBS模板,规范项目任务分解结构。 (4)资源管理,建立项目团队,明确项目的组织结构和责任分工。 (5)计划动态控制,各级计划变更执行不同类别的审批流程。 (6)计划反馈及上报,每月对工作进行反馈,上报后逐级审核,最后计划管理部门对其进行最终考核。 (7)多维统计分析,对组织结构、产品项目、经费科目等多个维度数据的组合查询分析。 (8)系统集成,项目管理与财务、人力、合同、资产等系统进行集成。 (9)知识管理,建立模板库,直接用于指导、规范和改进项目管理过程,实现知识共享和再利用。 3.2 系统设计要点 结合科研项目周期长、难预测的特点,在系统设计上有以下要点: 3.2.1 多级计划分解 与工程项目一人经理负责责任不同,科研项目跨学科、多专业、分工细、工作前后逻辑复杂,由单一人员或单个团队很难实现,对科研项目的工作结构分解也相对复杂,一般要根据科研项目涉及领域、专业形成自上而下的多级分解结构,即可设计为项目负责部门、学科领域、技术专业等多级分解方式,每级计划可根据需要形成规模大小不同的工作包,将项目按照其内在结构或实施过程顺序逐级细化,各级计划可由管理或技术等不同人员负责,这样能从顶层总体规划保证项目完整、结构清晰。同时通过里程碑、界面计划、作业逻辑关系定义等多种方式,建立底层任务之间的约束关系,保证研制任务严谨定义,达到细粒度项目管理的目的。见图1。 3.2.2 变更流程控制 科研项目具有科学探索性质,一般其在进度、资源使用上很难准确预测,为此科研项目管理中计划的变更相对频繁,如何控制好变更,防止随意变更,影响进度尤为重要。配合上面提出的多级计划分解,计划变更也分为多级,不同级别计划根据变更内容、对后续工作进展的影响程度,须执行不同的变更流程,一般影响范围越大,审批级别越高。同时系统设计时要注意保证关联任务的同步变更,做好上级对下级的变更提示。 3.2.3 数据管理 如果科研项目研制规模较大,复杂程度较高,科研项目工作分解结构规模也随之增大,如何确保数据完整不丢失、提高数据访问效率、有效利用历史数据则是对科研项目中的数据管理提出了更高要求。 (1)单支数据导入/导出。为防止因对项目数据误操作导致的数据丢失,又不覆盖其他变更信息,设计提供对WBS单支的导入、导出功能。 (2)项目数据整理备份。随着科研项目的积累,保留的项目数据越来越大,而为更好地借鉴历史科研项目的研制过程,对其数据留存的时间又要求较长,这样对系统数据库的压力较大,数据的访问速度下降,提供将项目涉及的WBS、资源、文档、变更全部信息导出、导入功能。 (3)数据库及系统环境备份。数据库每天做出导出全备份,在磁盘(应用服务器)上保存最近一周的备份,每天对应用服务器作增量备份,每周对应用服务器做全备份,保存三个月。可恢复三个月内的任已备份点的系统数据。数据库及系统环境的备份与恢复满足关于数据的可追溯等业务要求,符合信息系统的安全要求。 (4)知识管理。科研项目研制一般都建立了一整套的项目管理流程,需要通过统一的项目管理工具来将其演绎出来,并在过程中建立相关的标准化,如项目工作分解结构WBS、任务清单、估算工期、工作量、步骤、参考文档、操作流程与规程、标准报表、标准视图、项目工作中心等。标准化的管理工具+标准化的流程=标准化的业务运作。 在科研项目研发完成后,将项目包含的各类信息以模板形式保存下来。在研发新的项目时,可以基于经验模板库的参照项目进行新项目的创建,创建过程中可以由项目的复杂程度及内容不同而进行相应的裁剪。真正实现在重复利用以前的项目经验的同时,也保持了项目管理的标准化与内容的独特性。 (5)以WBS为基础串接各业务。为有效监控科研项目经费使用,避免超支,及时预警,可通过项目管理系统与成本、合同、采购、资产等系统进行集成,利用WBS串接各业务信息。通过EPS+PROJECRT+WBS+ACTIVITY分层结构串接各项目管理业务领域,实现了围绕计划WBS的进度、经费、资源、合同、采购、资产的多部门协同办公和信息共享。见图2。 通过系统集成,可以实时查询每个工作包的工作进度、工作量、合同执行情况、人力资源使用、各类费用支出、分析成本与预算执行情况。 4 系统实现 4.1 系统组成 系统的网络环境是园区网。系统采用C/S模式,在基本的项目管理任务分解的基础上设计并开发计划过程监控、流程管理、计划查询等功能。见图3。 信息门户:企业不同机构和角色的相关人员通过项目门户紧密地结合在一起协同工作,并能有效整合第三方的系统; 项目管理业务组件:提供进度管理、投资成本、知识管理、安全管理、资源管理、沟通管理等业务管理模块; 系统基础组件:封装Portlets运行环境、工作流引擎、流程监控、标准和报表引擎、企业集成服务、CA认证、消息管理等底层技术实现细节,有效降低系统集成、应用部署的复杂度; 数据仓库:提供业务数据集中存储和管理,通过视图展现机制,建立直观的项目进度、项目费用曲线等图表,挖掘项目实际数据信息。 4.2 系统架构 系统资源层,可使用不同的关系数据库,所有的持久数据都保存在数据层。使用数据库服务器的对象关系功能来存储数据对象,并通过Java数据库连接接口JDBC连接不同的数据库。 数据访问层,用于实现与数据库的交互和访问,从数据库获取数据或保存数据到数据库。 服务层,服务总线接受业务层提出的服务请求,通过基本服务、中介服务、流程服务组成的服务库与数据访问层建立连接获取相应的服务。 业务层,通过业务将各类业务处理请求分配到Oracle P6、Web服务、业务编排等业务逻辑中,用于对上下交互的数据进行逻辑处理,实现业务目标,并将处理结果反馈给表现层进行展示。 表现层,客户端使用IE浏览器,结合JSP/Servlet/HTML/XML接收客户端发出的请求与服务器进行交互,动态生成响应,完成不同的用户任务,担当用户接口的角色。见图4。 4.3 集成模式 一对一的数据交换,通过SDK和基于WebService的业务交换接口,保障其他业务系统对项目管理系统业务对象进行验证存取;对于业务流程进行任意点挂接;对于权限提供单点登录集成支持;对于表现提供Portlets集成。 一对多的数据交换,如WBS面向多个应用系统开放,采用ESB和CDC方式,由CDC监控数据变化,ESB将数据推送至其他应用系统。 5 结束语 科研项目管理信息系统规范了计划编制与变更、反馈和考核,及时监控进度、平衡资源,并能够实时快速的归集每个任务包各个阶段的成本,在执行中实现事前和事中的控制。发现差异及时纠正。通过系统的使用加强内部管理协同和数据集成,提升科研项目管理水平和效率。 作者简介 李凌(1976-),女,辽宁省沈阳市人。硕士学位。现为沈阳飞机设计研究所信息网络中心高级工程师。主要研究方向为软件工程。 作者单位 沈阳飞机设计研究所信息网络中心 辽宁省沈阳市 110035 科研项目管理研究:科研项目管理信息化发展探析 摘要:随着我国经济和科技的不断发展,各个领域的科研项目管理也在借助信息化这个平台有了较大的发展前景,但也不可避免地要面临一定的挑战,而这也正是世界各国在未来科研项目管理发展的必经之路。因此,在具体的发展中,为了和社会发展的有关技术保持同步,就必须要不断摸索当前技术信息的发展情况,进而在此基础上有效地提高信息化科研项目的管理水平。为此,笔者结合自己的工作经历,以中国医学科学院整形外科医院科研项目的管理信息化为具体的研究对象,从多个方面来分析和探讨科研项目管理方面的信息化建设。希望可以为简化科研项目工作流程,降低科研项目管理成本,提高科研管理水平和工作效率有所帮助。 关键词:科研项目 项目管理 信息化 发展 当今是一个以信息作为主要传播的多媒体时代,我们可以获取信息的途径相比之前显得非常多样,且高速。所以,面对当下的技术革新发展与之前的传统和离散的管理方法已经完全不能适应当前的要求,因此,迫切需要人们以系统化思维和信息化手段来尽快地解决科研机构在项目管理中遇到的复杂问题。根据我院项目管理的特点,在满足不同来源项目管理的个性化要求的同时,还要满足项目管理流程中规范性的要求。而这些特性都使得科研机构项目管理工作呈现出繁琐和复杂及交叉的现象。医院的科研信息化管理就成了我们必须要解决的重大问题。 目前我国各个领域的科研项目的信息化管理建设已经发展到较为成熟的开发和应用阶段,已经跨过了之前单纯的摸索和试验及研究的推广阶段,中国医学科学院整形外科医院也适时建立了自己的网上办公和电子政务的管理系统。因在具体的信息化发展中的起步相对较晚,和西方的发达国家相比依然存在较大的上升空间。 科研项目管理是中国医学科学院整形外科医院内部管理的优秀之一。其为了达到满足各部门的需求,必须要对有关的研究信息进行收集、整理、存储、分析科研管理,而在这个过程中所用到的最为简便的技术就是信息化的管理技术。在科研项目管理过程中如何总结工作经验,同时积极的结合实际并利用现代计算机技术、网络技术、科研项目管理信息技术,提高科研项目管理水平和服务水平,成为科研项目管理部门面临的重要问题。 一、科研项目管理信息化建设的意义 对于中国医学科学院整形外科医院的科研项目管理信息化建设而言,其在科研项目管理信息化建设的意义主要的表现在以下几点:分别是对实现科研项目管理数据,提高科研项目数据的利用率,简化科研工作流程,降低科研管理成本,提高科研项目管理水平和工作效率等方面起到重要作用。 (一)实现经费按合同预算分类管理,改变经费超支的被动局面 对于实现经费按任务书预算分类管理,改变经费超支的被动局面,首先按照任务书的经费预算,将项目的总金额和分类预算金额分别录入科研项目管理信息系统,从根本上可以改变之前的科研项目经费支出中的模糊不清的情况,进而最大化的预防超支预算的现象发生。同时由于在相关的信息技术引入之前,经常发生的一种情况是科研项目管理部门和财务部门会因为中间的沟通过少,时常导致研究项目的经费出现混乱。如能建立科研项目信息管理具体办法,应该在很大程度上可以保证科研项目经费使用的原则性,又具有一定的灵活性。 (二)实现科研项目管理科研数据,提高科研数据利用率 实现科研项目管理科研数据,提高科研数据利用率。对于科研项目管理而言,其在这个过程中主要是快速、准确、高效地管理科研数据,并且最大化地利用现代化的管理技术和手段将具有有关数据批量导入和过滤的功能,进而使得其在此基础上快速和准确的生成部分统计图表,为医院领导的决策提供更加科学、准确、及时的数据支持。以此来保证科研数据的更新和日常的查询工作,有利于数据的统计与分析。 (三)简化科研项目工作流程,提高水平和工作效率 科研项目管理信息化建设简化了科研管理的工作流程。这一点笔者认为对于有关的科研人员是具有很大的帮助的,以其经费手续为例,在没有信息化管理之前,其科研项目的工作人员如果要到行政仓库领用实验用品,那么其必须要走的一个程序是:必须要持科研经费本在多个管理部门之间才能完成报销手续,而在建立信息化的平台之后,通常情况下只要行政仓库将购买的物品价格输入相关的系统,那么扣费即可实现,从这一点我们也可以看出信息化的发展能够解放管理人员的大量的繁琐事务工作,进一步提高了和简化科研项目工作流程和管理水平,从而提高工作效率。 二、科研项目管理信息化建设的发展及建议分析 (一)科研项目信息化管理的实施应用发展 科研项目信息化管理操作平台应用发展科研项目信息化管理操作平台应该要遵循以下几个特点:首先是可以使用SQL查询功能,保证数据查询的简单准确,科研项目信息化管理信息的录入可以是采用姓名及部分不规范数据名称之外的项目,使用数字代码式的数据输入方式;其次是其必须要有较高的普及性且具有可操作性,简单实用的特点和系统使用单一功能的模块,相关的研究人员在经过简单培训就可以进行操作,无须专业人员进行操作,以便于系统的检查与维护工作的进行;最后是可以将数据库中的信息导出,以便对信息进行统计,绘制等的处理工作。 科研项目的信息化管理应用发展。院外基金项目委员会,从科研项目的立项到科研项目具体的形式审查,实施情况及验收工作基本已经实现了都信息化管理,其在相关的管理中实现实施的查询各职能部门及上级卫生管理部门的项目立项、成果这些材料都可以迅速,完整的查找到,并做出综合性的数据报告。因此中国医学科学院整形外科医院的信息化管理,在未来的科研项目的研究中,其在管理层面的应用发展也会有进一步的拓展。此外,积极的推进科研项目进程检查和流程管理及科研项目经费管理等,使得科研人员在解决项目的实施过程中遇到的问题与困难等工作时,能实现信息的及时反馈和科学标准的管理。 科研项目人员对信息化管理系统的使用发展。在其科研项目的信息化管理过程中,人员作为管理决策的制定者和执行者主要是通过具体工作来体现,同时更为关键的是科研项目信息化管理将查阅大量的网络数据资源和数据,为科研项目人员营造良好的学术氛围,优化学科梯队的建设工作,进一步的扩大科学研究成果的影响范围。科研项目信息化管理数据库可与国家科学项目等的重大的申报和建立科技资料的资源共享,最大化的提高科研项目信息化管理的服务能力和进一步推进科研项目信息化管理的进程。 (二)科研项目管理信息化建设的建议分析 建立科研项目信息数据库。近年来随着我国的科技水平的不断提高,尤其是在医学方面的研究有了很多创新性的突破,各个医学研究领域的机构在信息化系统的运用上都有了不同程度的发展,国内多数的医院在信息化建设上对取得较大程度的进步与发展。虽然有着这样的发展成就,但是依然难以从根本上改变我国当前阶段科研项目的管理信息化的总体现状。因此建立科研项目信息数据库,将计算机技术运用到整形外科医院科研项目信息化管理中,不但从根本上使得管理工作变得规范、标准、统一,更为重要的是其还可以提高医院的科研实力及现代化管理水平。这样就可以将许多的规范而准确的科研信息提供给科研人员,最大化的实现医院科研项目资料的标准、科学的信息化管理以及科研资料的信息化查询,同时也使得其在具体的信息查询工作也变得更加便捷,提高了科研项目管理工作的质量和效率。 积极完善科研项目信息系统。若要建立科研信息化管理必须要做到以下几点:首先是增设信息化查询点,提高资源利用率。其次是加强医院各信息管理模块之间的关联,实现资源共享。最后是加强信息化的自动化建设,医学科研项目人才评价的多样性、多群交叉性等特点,决定了科研工作量统计是一项繁琐、精细而耗时的任务,所以实现信息化管理,能够达到信息便捷利用,可操作性强。 加强科研项目人员素质建设。加强科研项目人员素质建设首先要加强信息化专业技术队伍建设。若要建立信息系统,要有一支稳定的专业技术队伍来专门负责系统运行的安全问题,为此医院应重视专业技术队伍建设,确保信息的安全运行。其次是医院应该转变管理观念,开拓管理思路,应积极的重视对科研项目管理人员的信息化管理培训,提高管理水平,以适应信息化建设的需要。 三、结束语 通过上文的分析,我们可以看出实施科研项目信息化是实现科研院所项目管理创新的支撑技术和手段。而在这个过程中,对于科研项目本身而言,其信息化建设不可能只是单纯的工作,而是非常复杂的系统性工程,因此进行科研项目信息化建设的过程中应结合医院的实际情况和大环境,从组织的管理信息化建设目标及整体发展战略出发,充分重视和做好科研项目管理制度和管理模式的匹配工作,力求在信息化与管理两方面找到最佳契合点,只有这样才能发挥信息化的最大效益,进而最大化的提升中国医学科学院整形外科医院科研项目管理水平。 科研项目管理研究:云计算环境下的科研项目管理平台的设计 摘 要:网络计划技术已经被公认为最为行之有效、科学的管理技术之一。如何进一步做好网络环境下科研项目管理与评价系统工作成为了我国科研部门的研究重点。本文将通过介绍科研项目管理过程中网络技术应用过程分析,介绍系统常见的关键技术和应用。 关键词:网络环境;项目管理;研究和实现 我国从20世纪60年代中期,在著名数学家华罗庚教授的倡导下,开始在国民经济各部门试点应用网络计划方法,结合当时的国情,根据“统筹兼顾、全面安排”指导思想,将这种方法命名为“统筹法”。目前网络计划技术与工程管理已经密不可分,网络计划技术的应用价值已远远超过了它诞生时对其价值的认识,而网络计划技术价值的提高,则必须依赖计算机在其全过程中的应用。 一、网络计划法应用的重要性 通过网络计划法,可建立一种机制定期收集各施工单位的工程进度信息,通过数据处理分析,可及时发现各标段施工进度是否正常,影响工期的项目和制约因素有哪些,针对存在问题制定解决方案,从而保证工期目标的实现。采用网络计划技术可明确各阶段工作重点,便于管理人员做到有的放矢,集中精力解决主要矛盾,减少盲目性工作,工作效率得到大幅提高,从而提升项目管理水平。 二、网络技术在科研项目管理中的应用 (一)初级阶段的应用 网络技术实现基本科研项目管理能力,是网络技术在科研项目管理中的应用阶段的初始阶段,这一阶段主要是利用网络技术信息储存量大,数据共享优势,实现科研项目管理过程的简化和便利。目前,国内大部分科研机构的项目管理网络技术还处于初级阶段,以降低科研管理人员强度为主要目的,从实践情况来看,网络技术基本上满足了科研项目管理的基本要求。 (二)发展阶段的应用 以实现网络技术远程操作,用户自主造作为标准的发展阶段是目前国内网络环境下科研项目管理与评价系统的研究的重点方向。这个阶段可以利用信息技术远程操作特点,实现用户自主操作。目前,国内在这种发展模式中有三种主要方向:一是,利用软件进行网络操作。可以项目管理通过利用已经开发的管理软件,并通过数据库硬件支持,实现了管理过程中多用户沟通和操作。二是,以网站特色的网络操作。通过建立专业的网站,利用网络共享技术实现资源共享和远程管理,网站模式具有方便快捷,信息时间快,信息传递时间迅速等特点。三是,以系统为支撑的网络操作。将科研项目管理与评价利用过程利用现代系统,实现分割操作,将控制,提供,决策,立项等过程用系统模式进行处理,极大方便了项目管理过程。 (三)管理阶段的应用 以internet技术为基础的集成信息管理技术为标志的三代管理系统是未来可预测范围的发展方向和重点。三代管理系统不单单是将管理过程通过技术系统化,自动化,更重要的是利用技术将空间和实践虚拟化,摆脱范围和地域控制,通过全方位的共享优势,实现管理过程的无缝衔接。 三、科研管理系统中的技术分析 (一)UML建模技术 UML作为计算机语言,具有良好的标准型和强大的功能性。一般而言,UML语言作为建模技术通常使用五种图进行规范:一是例图是以用户为中心,从用户角度将操作内容进行规范和梳理,最大限度做好用户体验。二是静态图的范围较广,主要使用类和周期性进行时间段划分,通过关系的归属关系进行类的划分,实现功能的分层结构构造。三是行为图与静态图有相似之处,都是利用类与类之间的关系进行结构构造,但是行为图更多的是利用类的交互关系而非归属关系进行分类,因此有利于识别约束关系,更好的实现功能识别。四是交互图主要包括合作和顺序两类。它通过调整功能结构和信息发送时空顺序,实现功能的交互作用,通过利用动态原则,实现约束性关系识别,比如上下级关系。五是实现图主要是通过代码资源进行可执行操作,将系统行为利用不同执行模式进行规范,实现以上四种图的综合利用,保证整个功能性操作的完善。 (二)WEB建模技术 WEB建模技术虽然复杂,但是其扩展机制应用效果非常好。一是,页建模技术。页建模一般通过语言操作,比如NOFOLLOW操作可以实现,用户页面与搜索引擎页面不相同。在页建模过程中,通过将页转化为类,利用脚本语言和属性,实现用户页面与搜索引擎页面的单向链接。二是,表单建模。表单建模是常见的HTML语言操作的一种,目前很多用户页面都用CSS样式去掉表单模式,但是,这种表单建模方式通过自定义行为,实现用户对表单属性访问的要求,且具有双向性特点。三是,框架建模。目前这种框架建模利用比较广泛,业内已经取得较为广泛的共识。框架建模可以有效解决不同浏览器由于脚本语言标准不同而引发的读取错误,特别是404错误。通过动态方式,定义301转向,以及表决,进行类引用。 (三)NET技术 NET技术相对于以往的网络技术来将具有划时代意义,XML标准的实施奠定了分布式网络本质,特别是W3C的应用,极大方面了代码生产速度,解决了以往手写代码的困难和厂家问题。这里主要将ASPNET技术。ASP与PHP一样都是服务器语言,ASPNET语言可以实现多语言支持和多种网络环境,避免了搭建本地网络环境的问题,简化了系统搭建过程的步骤和配置,方便了用户使用。同时,这种技术通过权限执行提高了网络计算机运行安全机制,而且,还可以通过隐藏代码的方式,增加内容的可读性,实现与搜索引擎的友好度的提升。 四、总结语 网络环境下科研项目管理与评价系统的研究是为了未来项目管理的发展主要发展方向。通过网络环境构建,可以加快项目管理数据统计工作,降低人工数据分析难度。因此,具有良好的发展前景。 科研项目管理研究:探讨项目管理在科研项目管理中的应用 【摘要】经济的不断发展,与科学技术是息息相关的,将项目管理运用于科研项目管理中,其优点是明显的。文章主要阐述项目管理的必要性和项目管理在科研项目管理中的应用。 【关键词】项目管理 科研管理 应用 1.引言 从近几年的状况上看,各个科研机构对项目管理都十分重视。项目管理是第二次大战时期发展起来的项目管理技术。之后在发展之下,其技术和方法逐渐完善。它是一种活跃且复杂的管理手段。将这种管理方法应用于科研项目管理中,可以很大程度的提高项目的管理水平。 2.项目管理的必要性 2.1提高工作效率 利于信息沟通 将项目经理负责制运用于现代项目管理中,需要相关官员从科研项目的立体,到项目的验收全盘负责。这种方式就解决了各部门在遇到问题时相互推卸责任的现象发生。 在科研的管理中引入项目管理负责制之后,作为责任人的相关人员,需要全面了解这个课题的发展情况和技术水平,掌握好研究进程的相关信息,并对相关生产部门存在的难题及需要了解清楚。由于课题的负责人需要对很多信息有所了解,因此,项目在进行的过程中,就省去了很多不必要的环节,因而可以在较短的时间内让科研成果产生经济效益。 2.2克服生产脱节 保证研究质量 将项目管理运用于科研项目中,负责人在选题的时候,就必须在项目实施的过程中,充分考虑到项目管理控制和是否能带来很好的经济效益等问题。这种考虑可以避免高科技项目无法被应用的事情发生,进而提高科研成果的转化率。 科研项目的探索性是十分强的,并且存在很多的不确定因素。这些情况的存在,使得科研产出的评价和测量成了不定性因素。项目成果的不确定性,会直接给科研项目造成很大的影响,从而很难控制科研项目的质量。现代项目管理注重的系统性的管理方法,将眼光聚焦在全过程的质量管理上。而将项目管理运用与科研项目中则正好能满足以上想法。 2.3缩短研究周期 在科学的不断进步下,科研项目逐渐复杂化,其规模越来越大,信息的处理量也变得繁多。由于诸多因素的改变,项目的周期也逐渐延长。所以,怎样使项目在规定的时间内完成,成了研究机构较为头疼的问题。将项目管理运用于科研项目中,可以将项目的全局都考虑在内,进而使项目的研究开发周期缩短。 2.4节省成本 大型的科研项目其实施费用是很大的,少的几十万,多的上百万,甚至上亿元。并且,在项目的实施过程中,还可能会产生额外的费用。所以,若在这个过程中,不严格控制好费用问题,则极有可能出现超支情况。将项目管理运用到科研项目中,可以对项目资源进行有效的控制,并及时的检查项目的预算,以便减少多余的开支,进而实现资源被充分利用的目标。 3.项目管理在科研项目管理中的应用 3.1过程模型建立 实施过程控制 项目管理体系的优秀过程即是科研项目实施的过程,这个过程主要是输出项目的期望和要求。其过程模型的组成部分主要有:管理策划过程、资源支持过程、项目实施过程和项目评估过程。这些过程对项目的输入和输出及进度均有自己的要求。在建立模型之后,项目需要对这些过程予以监控,其监控的内容有:策划过程控制、资源支持过程控制、项目实施过程控制和项目评估过程控制。 3.2科研项目质量管理 项目的质量主要有项目管理质量和项目成果质量两者。而科研项目过程的质量又囊括了活动本身的质量。科研项目过程质量控制主要包含以下几个方面:建立一个科研项目质量控制标准,以便使质量管理在决策上有所依据;拥有合适的测量方法;让实施效果与科研项目质量有对比的标准;发现和解决实施过程中,遇到的问题。要做好项目的质量管理工作,首先是要提高科研人员和管理人员的素质、对合同的签订形式予以改革、充分考虑科研过程的实际情况、对项目的质量予以全面的管理。 3.3科研项目进度管理 对科研项目进行科研管理是保证其进度的一种方式,对项目的进度予以管理,是项目管理的一项重要环节。进度项目的管理过程主要有以下几个内容:对项目的活动进行定义、对项目的活动进行排序、计算项目活动的工期、编制项目的工期计划和控制项目的工期计划。这些活动在项目进度管理中是相互影响和相互关联的。它是分段进行的,每个阶段的界限十分明朗,不过在实际的管理中,它们却是相互交叉和交汇的,甚至可以将其视为一体。 3.4科研项目成本管理 科研项目在进行的过程中,需要的资金量是非常大的,如何把握好科研项目的资金分配问题。可以依照以下步骤进行:为项目的实施估计一个资金数目;为所估计的资金数目制定一个计划,并将费用合理的安排到每个项目中;对资金的使用予以控制。成本控制是保证科研项目成功的关键,提高成本控制需增强成本控制的意识、实施科研项目成本控制管理、优化科研项目过程和减少资源浪费等。 4.结论 在项目管理中,注重项目的实施过程是项目控制管理的重点。将项目管理运用于科研项目管理中,并在项目的模型建立过程、实施控制过程、项目质量管理过程、项目成本管理中把握得当,则项目的成功完成指日可待。 科研项目管理研究:规范高校科研项目管理的几点思考 摘要:科研工作是高校教育事业的重要组成部分,对于高校的科研能力提高和人才培养都起着非常重要的作用。本文阐述了高校科研管理中存在的问题,如不重视预算、预算调整复杂、缺乏对项目的监督管理等诸多问题,并有针对性地提出了加强宣传、重视预算编制、重视科研特殊性及加强检查监督等科研管理的对策。 关键词:高校 科研项目 对策 目前高校承担的科研项目数量随着教育事业的蓬勃发展,呈现出大幅的增长。多元化的科研经费来源渠道,精细化的经费预算和越来越严格的监督检查,要求高校不断提高科研管理水平。但是,目前高校在科研项目管理方面尚存在一些问题,只有规范高校科研项目管理,才能保证高效使用国家科研经费,促进科研水平不断提高。 一、高校科研管理中存在的问题 (一)预算编制问题 重科研项目立项、轻项目经费预算编制是高校在科研项目管理中存在的普遍问题。目前高校科研项目预算主要由课题组成员编制,很少有财务人员参与。而大多科研人员缺乏财务预算知识,在编制预算时完全按照自己的理解,没有认真学习科研项目经费的管理办法,对预算科目内容不清晰。因此在预算执行时常常发生科研人员和财务人员对预算开支内容的认定不一致,如国家自然科学基金中“国际合作、交流费”一项只能开支出国费用和外国专家来华交流费用,可一些科研人员认为此项可以开支国内的科研交流费用。财务人员也只能在科研经费报销时,才会发现预算中存在的问题。预算编制的不合理为科研经费报销增加不必要的麻烦,影响科研项目的进展。 此外,科研项目从立项到结题一般需要3-5年,科研人员在进行经费的测算时,经常未能合理、客观、科学地分析,因而造成预算不能全面地、真实地反映课题经费的成本支出,造成课题经费在使用过程中预算与实际存在一定的偏差,可能会出现合理的开支由于预算不够无法顺利报销的情况。 (二)预算调整问题 项目经费预算是在项目启动之前编制的,但在项目执行过程中会有许多不确定的因素发生,导致原制定的预算无法适应当前的科研开支,尤其是周期较长的项目。 目前科研经费预算经批准后一般不作调整。支出预算中的劳务费、专家咨询费和管理费预算等不予调整,其他支出科目在不超过该科目核定预算一定比例或金额的情况下,由项目负责人本人提出调整意见,经学校审核后,按程序报主管部门批准或备案后方可调整。影响预算变化的因素确实存在,冗长预算调整将会拖慢科研工作的进展。科研经费的使用应保证科研活动的进行,而非限制其正常研究。 (三)国库集中支付制度带来的问题 国库集中支付制度是政府为了对财政资金进行统一管理而形成的高效支付运作体系,有效地防范小金库、超支预算等问题。国库集中支付在一定程度上也规范了科研项目经费的使用,但是由于其支付手续相对复杂和周期长,也造成了很多不便。 目前国库集中支付项目经费年初下拨时间较晚,年末国库关账较早,经费年度可使用的时间有限,存在急需购买的仪器设备延迟到位的问题。特别是最近财政、教育等部门对国库资金的使用时限存在要求,可能和科研项目建设期不符。有时科研项目尚未结束,经费却被相关政府部门收回统筹安排。一些科研人员为了使用即将被收回的国库经费,突击花钱,造成了巨大的浪费。 (四)政府采购制度带来的问题 近年来,高校都已经实行了政府采购制度,在使用数量大、型号统一的办公设备或科研设备采购方面取得了较好效果。但对于使用面相对小、只有特定厂家生产的部分科研设备器材,这种制度在采购价格、供货时限等方面就凸显出缺陷:产品种类单一的生产厂家可能没有网上竞价账户;坚持以低价申购设备,往往导致网上竞价采购无法成交;申请单一来源采购,也常难以获得学校采购中心的批准。一系列的问题不同程度地延迟了采购时间,给实际执行科研任务造成了不便。还有对于进口设备的购买,采购程序更为复杂,采购周期往往长达一两年,严重影响科研工作的开展。 (五)科研经费检查监督问题 目前科研经费的管理缺乏科学有效的监督。专项检查多,日常监督少;事后检查多,过程监督少;对某部分和环节检查多,全面监督少。 我国高校科研经费主要实行的是项目负责人负责制,负责人对财务知识的缺乏和不重视,使得预算不合理,经费使用缺乏计划性等现象十分普遍。而财务人员在科研经费管理中主要从事会计核算和资金支付,确保在最基本的使用程序上不出现问题,对科研项目整体实施情况无法全面掌握,使得其监管职能未得到充分发挥。在发现问题后,很多时候也只能尽量协调解决问题,监督往往流于形式,缺乏应有的权威性和有效性。 高校审计部门在经费的检查和监督上也没有发挥应有的作用。审计部门在项目中期检查和结题验收材料中签署的意见往往是根据财务部门的意见确定的而不是真正对经费进行审计。学校内部审计未能实现与财务管理的有效衔接和配合,没有形成相互制衡的良性关系。 二、我国高校科研经费管理的对策 (一)加强宣传,提升意识 做好科研管理工作的一个重点是做好宣传工作,帮助科研人员加强财务知识的学习和提升科研预算意识。高校财务和科研部门应采取各种形式加强有关政策、法规的宣传,如对新进教师进行相关科研申报、财务报销等知识的培训,项目申报时提供财务政策的咨询服务,网上宣传片、宣传手册等方式。使每个科研人员充分认识到有关财务管理制度和经费预算的严肃性和重要性,培养其合理、合规使用经费的意识。 (二)重视预算的编制 重视科研经费的预算编制工作,保证预算的真实性,严格控制预算开支的范围和标准,提高资金的使用效率,防止浪费乱用现象。科学合理的经费预算是科研活动有序开展的前提。 科研项目预算编制是一个专业性强、工作量大、需要全面统筹考虑的复杂工作,既要有专业领域的知识,又要具备一定的财务知识。科研项目负责人要高度重视预算的编制,积极认真测算科研过程中可能发生的各项支出,确保预算的合理性和真实性。科研部门和财务部门需做好配合工作,为项目负责人提供专业支持。建议按照科研经费管理办法的要求,科研、和财务部门合作建立各类科研经费预算标准模板,明确各类项目的开支内容,为预算的编制提供参照,同时保证预算的严格执行,减少因经费预算不科学导致在财务报销时发生报销困难的问题。 (三)原则性和灵活性相结合 根据现有科研的管理要求,科研预算经批准后须严格执行,一般不做调整。目前很多学校根据科研管理办法的要求,设立经费预算执行的标准模板,对各类费用都进行实时控制,防止无预算、超预算报销的现象发生。经费模板的设立一方面有利于提高经费的使用效益和限制经费支出的随意性,但另一方面对预算严苛的控制而忽视了科学研究过程中合理的变动和调整。科研活动存在不确定性,需要因时制宜地做出调整,而材料设备等市场价格也在不断变化。建议对于符合文件要求的预算调整给予学校更多的自主权。比如国家科技计划项目,只要符合其管理要求:“直接费用中材料费、测试化验加工费、燃料动力费、出版/文献/信息传播等科目的支出,根据实际需要提出调整;对会议费、差旅费、国际合作交流费等科目严格管理,原则上不允许调整,但可以调减用于相关科研活动支出;间接费用总额控制”,学校即可自主审批预算调整。 (四)政府部门需考虑科研活动的特殊性 科研项目经费不同于机关部门工作经费,国库集中支付和政府采购制度虽规范了财政资金的使用,却给科研项目的实施带来不便。政府部门在对财政资金使用进行监督控制时需要考虑科研的特殊性,分情况讨论,不要一概而论。如机关部门在严控出国经费时,应考虑到对于科研项目,出国交流、调研必不可少,希望以严格审批替代目前的限额控制。财政、教育等部门对国库资金的使用时限存在要求,为避免科研项目未完成经费却被统筹收回,希望考虑科研研究的进展按年度分批下达经费。而针对进口设备和特殊设备的采购,建议政府为科研开设绿色通道,一站式完成审批程序,缩短审批时间,保证科研顺利进行。 (五)加强科研经费监督 加强检查监督的关键在于制度建设,应该建立有效的信息公开制度、信用管理制度和问责制度。在学校网站上定期公布经费使用信息,借助现代化的信息平台,使得每个项目经费的使用都接受大众的监督。加大科研经费的中期检查,可以是自查、也可以由校审计、财务部门和科研主管部门合力进行抽查。对经费使用有问题的项目责令负责人调整,对问题严重的项目追究项目负责人责任,建立起项目负责人信用档案。 科研项目管理研究:电力系统科研项目管理信息化建设探析 【摘要】本文的研究内容共分为三个部分,第一部分主要是从四个方面分析了电力系统信息化建设的内容,第二部分分析了信息化建设当中所面临的问题,最后一部分给出了解决信息化建设当中所遇到问题的具体措施。 【关键词】信息化;电力系统;项目 1.电力系统信息化建设的内容 电力系统进行信息自动化建设的主要方式就是对网络信息技术的应用,随着我国电力行业的在近几年的高速发展,电力企业对电力系统信息化的发展也不断重视,对电力信息资源的开发工作也爱逐步加大,电力系统已经逐渐摆脱了传统的单一、分散的管理以及运行模式,正在向技术化、集约化的发展道路转变。 1.1电力系统生产的信息化。伴随着经济持续增速,对电力能源有着旺盛需求,同时由于各个行业的生产过程对先进的多功能设备的应用,使得对电能质量的要求也越来越严格。因此,在电力能源的生产和传输过程中,需要大量建设变电站并且将配套的输电线路进行建设,依靠传统的人力进行电力系统巡查监视已经不能满足电网建设需要,这需要耗费大量的人力物力,并且还不能对电力设备进行实时的监测和控制。这就需要应用信息化技术来对站点、设备以及监控室进行信息连接,形成信息网络的双向传输,构建一个点面结合的网络通路,然后通过计算机系统对电力系统的各个部分的设备以及线路进行实时的监测,对出现的故障可做到及时发现及时处理,可以有效保证电网供电可靠性以及安全性,不但使电网经济性得到提高也做到了让用户满意的效果。 1.2电力系统管理的信息化。电力企业信息化管理系统是通过利用计算机和信息技术建设而成的。通过对电力企业的多方面的信息进行收集、整理、传输、储存和更新,可以有效的实现电力企业的数据资源在内部的共享,提高了电力系统的工作效率。时代在进步和发展,电力企业的管理方式也要与时俱进,通过对高科技信息技术的应用,使得电力企业的管理方向逐渐地向“五化”靠拢。“五化”主要包括理念现代化、应用自动化、平台网络化、系统集成化、流程标准化几个方面,在通过使电力系统信息化的方式促进电力企业管理水平提升后,可以使电力企业的竞争力不断增强,最终可以实现电网的安全、稳定、高效的运转。通过对电力系统一体化网络平台的建设,可以对系统内部信息进行采集、处理、存储以及传输,不但可以使信息的准确性得到提高,还可以最大限度的实现电网信息的共享。 1.3电网调度的信息化。电网调度的信息化主要指的是在对电网运行的过程中对其实施远程的监控操作,采集电网系统的运行数据后通过光纤将其传送到调度控制室,通过计算机系统对数据的进行分析后,利用显示屏将其以直观的性质呈现在运行人员的面前,以便电网调度员实时的检测电网系统内设备的运行情况。电网调度对专家系统、神经网络、模糊控制技术等不断地发展应用,使电网运行的控制、实时分析、对下属各个电站的调度控制等工作已经完成了从人工到无人自动化值守的转变,在电网配电方面对自动化系统的应用也十分广泛,已经从单向系统向着集约化系统的方向发展,对配电业务中的管理、计费、收费以及电网故障识别等系统进行一体化的管理,为电网系统的稳定。安全的运行提供了技术层面的支撑。 1.4电网营销信息化。电力企业与用户之间进行公平的交易过程被成为电力营销,电力企业通过将电能配送到用户以满足其对电力需求,用户则需要向供电企业付费,通过对电网营销的信息化建设可以使电网企业售电的流程更透明和标准化。电网公司可以实时的通过信息监控系统采集用户的用电量、对电力设备故障点的位置进行判断,而用户可以通过电网公司的信息化平台,获取电价、电费计量等情况信息,实现了电网公司与用户的双向沟通,使供用电的过程处于有效的平衡状态。 2.电力系统信息化过程中面对的问题 2.1管理松弛,技术人员水平不足。我国的电力系统的建设经历了一个相当长的历史时期,在电力系统中形成了许多根深蒂固的陈旧的管理模式,想要完全摆脱这种状况在现阶段还无法实现,因此这对电力系统的信息化建设造成了一定程度的阻碍。电力企业在目前缺乏对信息化建设的管理的良好氛围,加上相关管理部门的不够重视,导致了电力企业对相关技术人员的培训工作不够重视,使技术人员的专业素质和技术水平严重欠缺,无法跟进设备的更新换代。这些都导致了电力系统的信息化建设造成不利的影响,使得信息化实现的受到一定程度的阻碍。 2.2电力系统信息化缺乏系统性。电力系统信息化进程具有很强的系统性。然而,我国电力系统存在着信息部门较少、管理不健全等问题,这些不利的因素直接影响了电网信息部门与其他部门的有效联系性,缺乏部门之间的协同配合,不利于部门之间信息的畅通和交流,对电力系统的统一发展造成了不利的影响。 3.电力系统信息化建设的改进措施 对电力系统进行信息化建设可以帮助电力企业构建先进的管理方式,提升该企业的综合竞争力,可以促进电力系统又好又快的发展。因此对于信息化建设中出现的一些问题应该采取一定的措施来减少不利的影响,这对于实现电力系统的建设效果具有非凡的意义。 3.1转变旧观念,保障信息化建设的连续性。电力系统如果忽略了自身的信息化建设工作,就会不利于电力系统的健康平稳的发展,会对电力企业的发展造成不良的影响。因此,电力系统的相关企业应该尽快转变旧观念,意识到信息化建设对电力系统的重要性,将项目的建设工作尽快提上日程,加速建设。如图1所示,在企业的内部应该成立专门的信息职能机构,创建信息运行体系,为信息化建设提供一个良好的建设平台;将强职能部门的管理建设工作,培养技术人员的创新能力,完善信息部门的相关技术标准,更好的使信息部门为其他部门服务。 3.2加强管理,提高技术人员的业务水平。当前,我国电力系统信息化的体之间尚未达到全面的地步,相关职能部门的管理者依旧按照旧的管理标准实行,专业知识水平较低,难以制定出电力系统信息建设方面的长远规划和目标,对于信息化的管理水平相对滞后。守旧的管理思想以及低水平的管理模式是没有办法培养出高水准的信息化技能人才。技术人员是信息化建设的主导力量,其自身水平直接影响到了信息化建设能否顺利的实现。因此在人员的培训层面应该大力投入,以培养专业人才为己任,保障信息化建设的持续发展,同时加大对技术人员的定期考核机制以激励其不断完善自身的技术水平。 3.3注重电力系统营销工作,促进信息化的系统性建设。在电力系统的整体运转过程中,电力生产部门、营销部门与信息部门应该协同配合、紧密联系,共同构建出整个电力系统的一个信息网络系统。因此,在电力系统信息化的进程工作过程中,要保电力系统各个部门之间的工作不能脱节,相互之间的保持一定的联系性,不能致使电力系统的运转出现迟滞问题,这样不但提高了各部门之间的工作效率,也促进了整个电力系统的发展。 4.结论 在电力系统的信息化管理进程中,一切的改革与建设都是为了达到电力企业效益的最大化为服务的,本文综合全面的因素来整体把握电力系统的发展方向,使其达到更快更好地发展目标。 作者简介 梁红日(1987―),男,辽宁省凤城市,华润电力唐山丰润有限公司,本科,助理工程师,研究方向:电气。
电子测量论文:电子测量仪器发展分析论文 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量论文:我国电子测量仪器发展论文 中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量论文:电子测量仪器技术分析论文 中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。 三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量论文:电子测量仪器技术发展论文 中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。 三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量论文:汽车电子测量管理论文 随着汽车中电子系统的增加,如何对高度机电一体化汽车系统进行高效率的测试是中国测试工程师面临的挑战,作为本文针对汽车研发过程中所涉及到的各种测试问题,请横河电机介绍满足发动机、驱动、振动、环境影响、燃料电池效率和CAN总线测试需要的完整解决方案。 随着汽车工业与电子工业的发展,越来越多的电子技术被应用在现代汽车上。汽车也将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展。由于实时驾驶信息系统及多媒体设备在汽车上普及,汽车更具个性化、通用性、安全性和舒适性。无线及移动电脑技术迅速发展,即使独自驾驶在陌生的土地上,也不会觉得孤独或迷失方向。汽车在人们的生活中不仅仅是代步工具,而逐步成为一种享受生活的方式。在汽车电子领域的研究成为汽车研发中最活跃的一部分,在这方面取得的成果,将在市场上取得更大的回报。 本文针对汽车研发过程中所涉及到的发动机分析、驱动分析、振动分析、环境影响、燃料电池效率分析、CAN总线分析等方面,介绍横河电机提供的各种测试解决方案(图1)。 电动汽车燃料电池的测试 对于从事汽车研发的工程师来说,在测试中如下几方面是影响测试效率和结果的重要因素: 1.各种高频和低频、高功率和低功率的电磁辐射干扰 2.共模电圧、振动、多变的环境 3.数据采集分析的可靠性 4.路试时仪器的供电及能耗 5.便于移动和现场使用 通过和汽车生产研发企业的测试工程师沟通,横河电机不断改进其产品,使其更适应汽车研究发展的需要。譬如为了适应电动汽车燃料电池的研究需要,横河电机在DARWIN系列的基础上开发出DAQMaster系列MX100。 因为每个电池只输出0.8-1.5VDC,为了输出足够的电力。燃料电池组一般由约一百个单片电池组成,特别是汽车应用,电池组会由六百个单片电池构成。电池电压监视(CVM)系统通过测试电池组结构中每个单片电池的电压可以检测出有问题的电池;分析现场或带负荷长时间运行时的电池性能。 检测电池电压时使用差动输入。虽然单片电池的电压不高,可是差动输入端子对测试仪表地端会产生几百伏的电压。这种电压被称为共模电压。多数数据采集仪器(DAQ)没有绝缘,输入电压限制范围一般是5伏或10伏。另外,非绝缘仪器经常容易受接地环路的影响。为了克服燃料电池CVM系统中高共模电压的问题,要求高电压绝缘。虽然可以使用外部信号变换器或缓存,为了在减小体积和间低成本的同时保证较高的信号分辨率和精度,现在许多的DAQ系统内置缓存。 MX100DAQMaster可以提供最高水准的通道对地,模块间和通道间隔离。另外,它的模块化结构和标准软件使MX100很容易实现最多1200通道的电池电压的监视。 同时实现高电压绝缘和多通道的DAQ系统的设计是一个难题,因为大多数数据采集仪器模块使用单一A-D转换器与前端倍增或扫描组合。高共模电压信号在经过绝缘变压器和A-D转换器实现绝缘和离散化之前一定要通过切换继电器。 MX100在扫描器中使用横河专利技术的高耐压固态半导体继电器,实现了多通道输入信号的切换,这种继电器由高耐压(1500VDC)、低漏电流(3nA)的MOSFET(金属氧半导体场效应晶体管)和电压输出的光电耦合器构成,具有1秒周期内10通道高速扫描、无触点、长寿命、无噪音等优点。 此外,MX100内部的绝缘变压器和积分式A-D转换器也是横河的专利技术。其他使用电磁式继电器提供绝缘的DAQ系统,会产生切换时间,切换稳定性,和日常维护的问题。最后,MX100DAQMaster提供高性能的绝缘和4通道的同期采样,因为4通道模块每个通道的硬件采用互相独立的硬件构成。 对于正确再现波形,采样率非常重要、高速采集可以得到正确数据。为此MX100的最小测量周期10ms,并且一个系统中可以混合使用3种测量周期,测量周期可以对每个模块单独进行设定。MX100支持最大容量2GBytes的CF卡,当通讯故障时开始数据备份当通讯恢复正常时,重新自动开始向PC传送数据。MX100针对燃料电池测试的高速/多通道/高耐压/多周期的特点,帮助测试工程师提高了测试的效率和准确性。 CAN总线分析 在当今汽车中广泛采用了汽车总线技术。汽车总线为汽车内部各种复杂的电子设备、控制器、测量仪器等提供了统一数据交换渠道。汽车上由电子控制单元(ECU)控制的部件数量越来越多,例如电子燃油喷射装置、怠速控制(ISC)、防抱死制动装置(ABS)、安全气囊装置、电控门窗装置、主动悬架等。随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用,车上的ECU数量越来越多。于是,一种新的概念--车上控制器局域网络CAN的概念也就应运而生了。CAN最早是由德国BOSCH公司为解决现代汽车中的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种数据通信协议,按照ISO有关标准,CAN的拓扑结构为总线式,因此也称为CAN总线。 随着CAN总线的广泛使用,在汽车的研发、生产、维修的各个环节上总线信号的测试与分析变得越来越重要,特别是噪音信号观测与分析。 由于电缆配线长度、终端阻抗位置而引起的反射噪音等或由连接复数接点时超负荷LEVEL变动等造成的异常现象,可以利用DL7400系列的CAN信号触发,捕获CAN总线信号并显示其波形。根据CAN协议进行的分析以列表的形式和波形信号显示在一起。触发条件能被设置成CAN数据帧(ID,Data,RTRbits,等.)的字段或多字段。触发在错误帧时也能被激活。可在时间轴上对捕获的CAN总线波形数据进行分析,每帧的ID和数据以16进制或二进制符号显示。 ABS工作时的电池电压波动 ABS控制装置通过比较来自附在每个车轮上的速度传感器的信号监测车轮是否被锁上。当ABS控制装置探测到一个轮子被锁上后,它会给ABS传动装置送去一个信号从而打开阀门。ABS传动装置包括螺旋管阀门、泵、马达、制动液箱。打开阀门可以瞬间降低盘式液压,减弱制动力,可以恢复车轮速度。接着再次迅速提高盘式液压,通过ABS传动装置增加制动力。换句话说,可通过增减盘式液压防止制动器被锁上。增加盘式液压也就是用泵将液体压入汽缸,会使泵马达迅速工作。这个快速的马达将影响控制螺旋管阀门的PWM电流信号。一般ABS操作无法得到这是否影响电池电压波动。因此,有必要观察这个电池电压波动。 利用DL750Max.1GW长内存可以高速采样捕捉从开始到结束的所有制动动作过程。也可在捕捉到整体过程后,利用放大功能详细地测试其中某个不规则部分。此功能可自动设定波形参数的自动测试区域,包括放大区域。此放大功能不仅能够准确的测试一个周期中的不规则部分也能够自动测试该放大区域内的波形参数。 动力方向盘控制ECU(含变频器)/电机开发 动力方向盘(EPS)在小型汽车中应用已经比较普及了,但在需大扭矩的大型车中应用时需要采用3相电机.不同于传统的DC机,测试3相交流电机需要功率计测试电力及效率.此外,ECU间采用CAN总线通信,还必须测试CAN总线信号。 DL7400可以对CAN总线上特定的ID/Data触发,实现与其它信号的同步观测。通用示波器DL1640/DL1740,可以测试ECU的CPU信号,使用100MHz差分探头和150A电流探头还可以测试电机的浪涌电流等。DL750最多16ch绝缘输入,适用于变频器输入输出电压/电流及ECU控制信号的长时间观测。WT1600可以评测大型汽车EPS用3相驱动系统变频器的1次端DC、2次端的3相电流/电压/功率,变频器效率。对特定运行模式还可以进行累积功率测试。使用WE7000的时间模块/CAN模块/隔离A/D模块/温度模块等可以实现多通道综合测试。操舵角/消耗电流/电压/温度等多通道长时间同时测试。使用CAN模块可以将CAN总线上的数据同时转化为物理量实现同时测试。 直喷式柴油发动机喷射实验 直喷式柴油发动机可以降低燃料费用和净化废气排放.以下就其开发的关键-高压喷射和电子控制的性能评价方法提出解决方案: 1.机械部分设计值的评价(喷射时间与喷射压力) 测试对象是喷嘴喷射出燃料的喷射压力,发动机转速变化及喷嘴电磁阀开关时间。发动机开发需要进行动态测试(逐步提高发动机转速检查是否符合设计要求)和静态测试(在转速固定状态下检查是否运转稳定)。 2.与ECU控制信号同步测试 与ECU控制信号同步测试,测试ECU正时和实际喷射正时。 本文小结 由于和世界各地整车及部件公司有着广泛的合作,横河电机在这一领域有很多测试实例。横河电机希望能为汽车电子的发展贡献力量,在合作中能解决更多的测试难题,出现更多的横河产品应用实例. 电子测量论文:微课视角下电子测量课程教学探究 摘要:从电子测量课程借鉴微课教学模式的意义出发,分析了微课对电子测量课程教学改革的启示意义,并指出微课在电子测量教学中的优势与不足。 关键词:微课;电子测量;教学改革 微课的雏形是60秒的课程,这个概念由1993年美国北衣阿华大学LeRoyA.McGrew教授针对化学课程提出来的,包括三个部分:总体介绍、解释说明、举例分析[1-2]。另外,微课也包含了一分钟演讲,这个概念是1995年由英国人T.P.Kee提出的,他认为学生应该掌握优秀概念以应对快速增长的学科知识与交叉学科的融合,提出让学生进行一分钟演讲,并要求演讲必须做到精练,具备良好的逻辑结构且包含一定数量的例子[3]。目前,微课的推广在中小学教育比较多,大学课堂应用仍然较少。实际上,我国正处于微课发展的起步阶段,对微课的认识理解尚未统一,资源建设尚未成型,应用研究零散,评价模式不够完整,微课的组织化、系统化、规范化建设还有很长一段路要走[4-5]。 一、电子测量课程借鉴微课模式的意义 在参加过“中国高等教育教师发展研究会”主办的“高等院校慕课、微课教学开发与利用骨干教师”培训会后,通过与授课专家及各同行的教学研讨交流,我们专业确立了“电子测量”这门课程作为微课的试点课程。“电子测量”是一门电类、自控类的专业课程,一般安排在大学三年级的时候开设。这个时候,学生已经掌握了模拟电路、数字电路、高频电路、通信电路等基础课程的相关知识,再学习电子测量的误差理论分析和测试仪器原理就显得水到渠成,有承前启后的作用。由于电子测量这门课程包括比较多的公式推导和计算,学生学习的积极性普遍不高,尤其是在讲解到示波器、频率计数器、电压表的工作原理时,有学生不以为然,认为只要会用这些仪器就足够了,至于这些仪器的内部结构无需了解。这样就达不到最好的教学效果。此外,误差分析也是纯理论的内容,数学基础不好的学生往往有畏难情绪,看到教材中大段的公式推导就蒙了,学好这门功课的信心也无从建立起来。有鉴于以上的原因,课题组一直在想方设法采用各种方法试图提高学生的积极性,包括设立学习兴趣小组,开放实验室等,但收效甚微。学生参与到课程教学中的积极性低下,通常都是听完课,做完作业就算完事了。因此,如何让学生对这门课产生浓厚的兴趣并且引领学生建立严谨的数据分析科学态度,达到教学预期目的,就成了摆在课题组面前的难题。微课学习概念的到来,为课程的学习提供了一个全新的视角,电子测量未来的教学改革方向应该以微课为契机,借助于微课资源共享平台,使得课内教学和课外的自主学习相得益彰,从根本上把学生的被动学习变为主动学习,从而提高教学质量,让学生亲自动手参与到课程学习中来。 (一)教师教学理念有了根本改变 传统教学,教师始终处于主导地位,主导着课堂讲授的节奏,学生必须亦步亦趋地紧跟着教师的思路,不能开一丝小差,不然就不知道教师的思路跑到哪里去了。这样的学习需要精神高度紧张,几堂课下来学生觉得精神疲惫,学习效率并不高,学生需要在课后再花大量的时间去复习和自习。微课的出现改变了这一局面。教师不再是教学的主导者,而是指引者。教师在课前就提出要求,要求学生进行课前预习,预习的作业是布置一些微课程的制作。举例来说,可以把一个班的学生分成若干个学习小组,每个学习小组分配给一个知识点,要求小组成员课前预习,集体讨论,理解该知识点,然后制作一个3到5分钟的微课程视频,用来对班上其他同学讲解清楚该知识点。教师只需要在播放完该知识点的微课程之后,进行补充解释或者点评,适时地多加鼓励,以激发学生的积极性。另外教师还需要做一个串联的工作,把一节课上的若干个知识点承前启后,形成一个整体。 (二)学生积极投身参与教学中 由于学生被分配了制作微课程的任务,在掌握了录制、配音、配字幕、剪辑这些基本的计算机操作技能后,每个学生都能成为“导演”,按照自己的喜好导演出一部精彩的微课程。当然,为了不本末倒置,我们并不需要微课程有多好的特技,所有的技术都是为内容服务的。只需要学生能把这个知识点讲解清楚,就算是一个成功的微课程。所以教师在点评时要注意这点,不要因为某个视频的特技用得多而过于给予美誉,以免引起以后的效仿而忽略了内容讲解的浅白清晰,失去微课程的意义。学生制作微课程,目的不是炫技,也不是用来提高软件操作能力,而是考查他们对预习内容的理解。分学习小组也是为了互帮互助,有困难时可以互相启发,在讨论中对知识点的理解能更加深入。 二、微课对电子测量课程教学改革的启示 微课的优势很明显,但是微课也有其不足之处,我们不可能用微课这种教学模式完全代替传统的课堂教育。原因很简单,对于简单的知识点,学生依靠自学不会出现理解上的困难或者偏差,但是对于困难的知识点,在没有教师的讲解和指导下,学生在理解上有很大的困难,所以不赞成全程采用微课模式。但是作为一种新的教学手段,微课还是为“电子测量”这门偏向技术的课程带来了新的启示。 (一)为电子测量众多仪器的操作提供了示范平台 在以往的电子测量课上,重点讲解各种测量仪器的工作原理,伴随着的是大量数学推导。数学基础差的学生会被众多的烦琐公式弄得不知所云,从而失去学习的兴趣和动力。而且电子测量这门课长期以来有个误区,学生以为只要会操作仪器就行了,对于仪器内部结构、工作原理不求甚解。对于测量得来的数据,也不做数据处理。微课需要学生把各种测量仪器,比如示波器、电压表、频率计等的使用方法用微视频来展示,同时配上语音讲解,对于后期的误差分析也用图表展示出来。因此微课是在凸显这门课程的教学目的和优秀价值理念的前提下,把学习主动权交还给学生,教师起到的是领路人的角色,更多的责任在于启发和引领,归纳和总结。与以前的口若悬河滔滔不绝相比,淡化了教师的主体地位,提升了学生学习的主观能动性。 (二)为电子测量构建了新的教学模式与学习方式 在微课的冲击下,如何让学生感兴趣并且主动参与到课堂教学上来,如何吸引学生注意力,如何掌控课堂的节奏,这些都是教师应该考虑的问题。教师不能仅仅着眼于把课讲好,更应该注重学生的个体发展,尊重个体差异,给予每个个体足够的发展空间。”翻转课堂”已经作为一种新型教学手段,在某些专业教学中采用并取得了较好的效果。翻转课堂要求学生在上课前先观看微课程视频,完成相应知识点的学习,再回到课堂中来,对于线下学习不明白的地方进行师生互动,解决线下遇到的困难。这样一种方式实际上是把传统教学和新型教学模式有机地结合起来,不仅对于学习者而且对于教导者都提出了新的要求。 (三)有效采用微课教学方式,发挥实践课程的优势 作为一门有众多实验课程的功课,“电子测量”需要通过做实验来加深对课本上的知识点的理解。目前的普遍情况是,女生动手能力比男生差,如果分组到一起,一般都是男生动手调试仪器,女生记录数据。这样不利于女生动手能力的培养。究其原因,有怕触电的畏惧思想,有怕麻烦的畏难思想,还有根本不懂怎样做的。如果能在做实验之前观看了微课程的示范操作,她们也就明白做实验其实也很容易,只要规范操作就不会出问题。作为工科专业的学生,实验和实践必不可少,合理利用微课程能大大提高实验的成功率和操作的规范性。 三、微课在电子测量教学应用中的优势与劣势 (一)优势显而易见,作为一个3到5分钟的微课视频是能够在这个时间段中吸引学生的注意力,过长的时间必然会导致学生注意力的分散。微课在内容编排上通常是一个知识点一个视频,不拖泥带水,不可责备求全。力求能讲清楚一个知识点即可,如果学生在观看完这个视频后仍有疑问,可以在课堂上向教师提问,教师作为引领者,负责答疑解惑。课下,教师也可以通过网络进行答疑,拓宽了学习的场所。由于观看微课程的地点既可以在学校,也可以在家里。在宽松的环境下,学生能以放松的心情投入到学习中。 (二)劣势3到5分钟的微课颠覆了传统教学理念。有的教师会认为既然有视频,就不需要教师讲解了,让学生都去看视频就行了。这种认识上的不到位会使得微课的作用大打折扣。诚然微课能为教师省却很多讲解知识点的时间,但是内容的展开,知识点的总结,课堂习题的讲解,还是要教师来完成。另外,微课视频的制作容易陷入本末倒置的境地。有些教师认为要吸引学生的注意力,视频的制作就需要越炫越好。结果在技术上投入了大量的精力,反而失去了务实求真的精神。学生的注意力都被绚烂的技术吸引过去了,对于视频讲解的知识点反而忽略了。另外,一个微课视频包含的内容也非常值得斟酌。有些教师认为微课就是说课,说课就是把一堂40分钟的课浓缩成3到5分钟的微课,导致内容过多,没有重点。 (三)反思作为一种新型的教学方式,微课利用移动设备进行教学的模式目前在全世界范围内都得到了推崇,国内的教育界对这种新型教学方式也是持肯定的态度。引用这种新的方式在电子测量课堂教学上,还需要不断磨合,去芜存菁,使得这种先进的教学模式更加适应我们的教学,更加接地气。 作者:张辉 单位:广东第二师范学院 电子测量论文:独家原创:浅谈职业学校电子测量课堂教学 摘要:大力发展高等职业教育是国家的既定方针,国民经济的飞速发展对应用性人才的需求也十分迫切。但我国的高等职业教育历史不长,对高职的发展规律目前仍处于摸索阶段,特别的一些职业学校把以前的三年制变成了两年制,国内众多高职院校在教育教学改革方面也进行了大胆实践,取得了一定的成效。本文针对职业学校《电子测量》课堂教学中学生出现的种种问题进行分析,然后提出了相应的措施,最后给文章来个简单的总结。 关键词:电子测量,职业学校,课堂教学 课堂教学是学校教育教学工作中极为重要的组成部分,他直接关系到学校的办学质量及学生的学习成效。作为一名教师,我们每天都要组织课堂教学,可目前我国职业学校在教学当中存在很大的问题: 1.就中专生缺乏学习的积极性,大部分都是想着自己成绩差与大学无缘,然后在同学和老师的谈说下来到了职业学校,但因为中专生的基础较差,在上课时感觉是饱受煎熬、受尽折磨。 2.教师课堂组织教学失策。这种情况当然不多,但的确存在。主要表现在错误的教育观和学生观、课堂教学行为中的随意性,如课堂语言毛病多、上课讲话过快、教学过程安排不当等、课堂教学缺乏艺术性、课堂管理不当、滥用处罚手段、教师情感的偏差等方面。诸如教师本人的业务水平不高,教学方式方法不当;对教学不负责任;对学生要求不一致,明明错了还要掩饰;讽刺和训斥学生等等。这些因素的存在“经常打击学生的积极性、自尊和自信”等等。这些因素的存在,都会导致教师威信的降低甚至丧失。 3.电子测量是一门孤躁而又累的专业,很多学生因为自己的对电子的认识不够,就是对课堂的内容不明白,加上孤躁的电子测量。从而主动性和兴趣都没有了,对于一门理科,如果没有了兴趣,那还能学下去吗? 4.由于课堂上,很多老师都是以传授为主,对学生的问题过于忽略,那样课堂上的主体还是老师,学生根本就不能真正的学到知识。 5.学生的心理影响,特别的在农村,在职业学校读书的学生一般都是被认为不是很好的学生,无形中,很多学生就开始带有一定的影响还有就是学生的压力过重。继而导致学生的心理 6.电子测量需要的更多是学生自己的动手能力,但是有的职业学校因为条件的原因只是给学生来个简单的描述,从而使学生的动手能力偏低。 针对职业学校电子测量教学中出现的问题,笔者做了几点阐述: 1.提高教师的教育教学和管理能力是解决这种课堂问题的关键所在。作为课堂教学的直接操纵者,教师的教育理念如何,决定着他如何实施教学,决定着他如何组织和管理课堂,也决定着他如何处理课堂中的问题行为,那么也就决定了有什么样的课堂。这有赖于每一位教师更加主动、积极的学习,有赖于每一位教师真正把课备得深入浅出,符合学生实际,让学生学到东西。教师要精心设计课堂教学,丰富教学活动,努力提高教学艺术。老师可以通过师生互动培养学生与老师的感情。还有就是提高学生主动性,比如通过讨论问题,让学生成为课堂的主人。 2.实践教学。通过实践教学掌握科学的实验方法,养成严谨的工作作风。经过系统化、规范化的训练,使学生熟练使用常规的电工电子仪器、仪表和设备,具有电工电子线路和常用控制系统的测试分析能力。实验内容除验证性项目外,采用较多的设计开发性项目。单独开课的实验课程为:电路实验、电子技术基础实验、电机与电气控制技术实验,可编程控制器应用实验、电视原理实验、高频电子技术实验等,实验教学实现实验室的开放教学,激发学生自主学习的热情。比如就拿示波器做个例子,要学生理解示波器的原理,实验的目的和示波器的操作,同时对于职业学校来说要学生明白示波器的用途 3.增加课堂的趣味,因为电子测量是一门高科技的学科很多学生会因为难度较大从而自信心下降,从而对本课程产生反感的现象,所以可以通过一些抢答形式提高学生的兴趣。 4.定期考核,因为学生都是不想自己考那么少分的,对于职业学校也一样,可以再期末对学生进行期末总结,评出好成绩的学生,并给予一定的奖励,那样学生的主动性就会提高了,像以前那样浪费时间。 5.互帮活动,那是老师与学生间,同学与同学之间的活动,因为一间学校总有好的同学和差的同学,由于差同学可能因为考试不好导致心理问题产生不想学的念头,老师可以给与学生帮助,一方面可一拉近老师与学生的距离,另一方面又可以鼓励学生去学习,另外,可以采取一帮一的活动,就是老师安排每一位差的学生有一个成绩好的学生来辅导。 6.提倡多问,因为老师讲课的速度很快,可能一些学生不能明白一些内容,在这里,同学就要多问。不要觉得害羞,提倡不懂就要问的教学理念。 7.中等职业学校课堂教学内容一定要结合专业特点,岗位需求实际,在课堂教学实践中善于创设职业训练氛围和情境,使学生能够做到学以致用。在我们日常听评中,发现有部分课程在这方面做得比较好,可供借鉴。职业学校培养人才的规格、质量必须以社会需求为出发点和归宿点。课堂讲授要实用、实际,紧密联系企业生产实践活动,以及为适应生产活动所需要的各种能力,包括职业道德和行为规范、思维能力、表达能力、职业发展能力和实践能力等。 8.实习基地建设,学校要加大经费的投入,另外与企业进行合作,将先进的生产工艺和技术穿插到实际的教学环节中去,学生的课程设计可联系生产实践来进行,比如让学生自己来操作示波器,让学生自己动手,激发学生的兴趣。充分锻炼学生,调动学生的积极性、主动性,同时发挥学生社团的作用,积极调动和组织学生开展校外实践。校外实习基地不仅可有效缓解教学设备不足、理论与实践脱节的矛盾,对企业来说也可以获得高素质的人才,提高企业的知名度,形成学校和企业双赢的效果。 9.职业学校课堂教学一定要避免和克服脱离实际的所谓全面和打基础,避免空洞的说教,而要“眼睛向外”,从劳动力市场实际需要出发,真正做到就业岗位需要什么就讲什么,就做什么,这不是短视,而是抓住了职业教育的本质特征,是在办真正的职业教育。文化课功能化,专业课实际化. 总结:职业学校电子信息技术是近年来发展最为迅猛的领域之一,越来越成为一个国家发展水平的标志。电子信息产业的发达与否在今后相当长的一段时间内将决定一个国家综合实力的强弱,我国也把电子信息产业作为国民经济的一个支柱产业大力扶持。对于我国职业学校的电子测量教学在新课标下还是存在一定的问题,因此还要加大对职业学校教学的调查和研究,加大中专生的测量教学,从实职业学校办学理念。 电子测量论文:从《电子测量》课程看现代高职电类工具课程改革 摘要:随着现代化制造业的飞速发展,对于实用高技能型人才的需求日益增长,随之而来的是高职教育的同步改革。在高职电类专业教学中,课程的设置需紧跟行业企业的需要,其中非常重要的一部分是仪器仪表的使用,工具课程如何教学成为亟待解决的问题。文章从《电子测量》课程教学方法出发,探索新形势下电类工具课程的改革方法。 P键词:工具课程;课程改革;课程融合 1背景 当前高职教育,以培养实用技能型人才为主要目标,其根本目的是更好地适应现代化生产需求。高职教育有其特殊性,不要求高深的理论钻研,更多的是对实用技能的了解和使用,能够掌握一技之长成为对高职学生的基本要求。针对教育的特殊性,高职课程设置及教学方法也有自己的特点。 随着现代制造业的飞速发展,高职教育越来越多地受到社会的重视,行业企业也逐渐参与到高职教育中,并逐渐融入高职教育体系改革。作为我国高等教育的一种新型教育模式,高职教育以工作过程为导向,逐步将课程教学衍变成更适应于技能培养的模式。在此基础上,如何改革课程结构和课程内容也成为当前高职教育所面临的问题之一。 2课程设置的特点 高职课程设置着重于“技术”,为了培养更符合当代社会发展需求,符合制造业快速增长的人才需求,高职电类课程在设置时,是以“实践技能培养”为重点,突出学生的认知规律和职业能力培养规律,提高学生的发散思维,从基础技能的掌握延伸到对现代化智能仪器仪表的熟练运用,从而实现实用技能型人才培养的目标要求。 随着先进的教学模式的改变,在实际教学过程中,改变传统的以教师为主导的模式变得尤为重要。特别是电类课程教学,因为是工科专业,电类课程对学生的实际操作能力要求更高,很多技能的掌握并不能靠教师言传,而对于很多课程本身,在教学时已经要求学生必须具备一定的实际操作基本仪器仪表的能力,因此,就衍生出工具类课程的教学,如《电子测量》。而工具类课程如何教、怎么学也成为必须思考的问题。 3工具类课程改革的必要性 《电子测量》课程是电子信息类专业基础必修课程,主要教授学生有关电子测量仪器的基本知识和电子测量仪器的操作使用能力,其目的是使学生更好地使用和维护电子仪器,初步形成解决实际问题的能力,通过理论与实践的学习与训练,使学生的全面素质得到提高,职业道德观得到加强。 电子制造业在不断发展,各种先进的仪器仪表层出不穷,随之而来的仪器仪表的使用和操作成为了几乎每个电子人的必修功课,通过对仪器仪表的熟悉和实际操作,达到电子产品的设计、生产、检测和维修。可以说,工具课的应用是学生学习其他课程的一个保障。 在工具课程教学中,以往的教学通常是将其单独开设,作为一门独立的理论、实践课程,一般开设在大一的下学期或者大二的上学期。然而在实际教学过程中,由于其他相关课程开设不同步,所以会导致在学习过程中出现听不懂弄不明白的情况,而且非常难纠正。 4融合课程、突出实践 针对《电子测量》课程内容特点,教学过程注重实践环节,这与很多专业课程需要进行实践教学相符,因此,教学过程中,可将课程整体打散,整合到相关专业课程中,不再专门开设在某一学期,同时,采用项目式教学,按照知识点归类,同时配以相应的工具课教学,让学生们在学习专业知识的同时掌握工具使用,以达到齐头并进的目的。 教学过程中,采用专业课教师和实践课教师分离的教学方法,专业课教师专职教授相关专业理论知识,实践课教师负责学生测量仪器仪表使用的培养和专业课内实验教学,两者各司其职又紧密联系,让学生在学会专业知识的同时增强实践操作能力,培养仪器仪表的使用能力。 工具课程的整合,着重在于将其与专业课程的实践教学部分融合,采用项目式的教学方法,将“教学做”一体化带入课堂,带人实验室。可采用翻转课堂的教学方法,对学生提出问题,由学生自行思考、讨论、实验,再由教师进行总结,对理论知识归纳,对实践操作中具体问题进行解惑,加深学生记忆,提高学生熟练度,增强学生动手能力,形成“教师――学生――教师”一整套的课程教学体系。 采用虚拟与现实相结合的方法,引人虚拟仿真,对于课程教学,结合仿真软件,如电路连接、元件参数测量等,利用电路仿真软件锻炼仪器仪表使用方法,再应用于专业相关实践操作中,使学生巩固专业课程知识,同时增强对实践技能的把握,进一步为专业整体人才培养提供支撑,同时使相关实践教学达到更好的效果。 课程在高职人才培养中占据重要地位,课程改革关系到教学活动是否能够更有成效地进行。在实际教学过程中,如何不断改进课程,改进教学方法是我们要思考的问题。随着现代高职教学管理水平的不断提高,越来越多的新的教育模式的提出,也为我们改革课程教学提供了宝贵的经验。在实际教学中,我们要不断创新,对课程不断改革,以适应现代制造业发展的需求。 电子测量论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用 摘 要数字信号处理是当前使用电子仪器进行测量工作的重要组成组成部分,可以说,测量是人类社会发展过程中必不可少的一项工作,而电子仪器则是测量工作发展至今最为先进的设备。如何才能够通过数字信号处理加强电子测量仪器的使用效果成为了当前函待解决的问题。本文便将对数字信号处理技术对电子测量与仪器的影响进行分析,并提出一些意见与建议。 【关键词】数字信号处理技术 电子测量仪器 应用 1 引言 随着科技的不断发展,我们步入了数字化时代,数字化时代的重点在于数字信号处理。数字信号处理是一种采用数字计算的方法,对信号进行后期处理的理论和技术,它的简称为DSP,英文全称Digital Signal Processing。DSP发展至今,单点指令平均执行速度和每秒处理语言指令之多是我们无法想象和超越的。数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,测量是人类社会发展过程中必不可少的一项工作,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。 2 测量的作用 测量在生产实践中占据着重要的地位,将抽象事物具象化是测量的主要内涵,尤其是针对生产制造领域,一个产品想要批量生产,各项的参数信息必不可少,获取这些信息就就是测量的工作。另外,测量能够促使生产活动规范化,同样是多应用于制造业,零件生产出来之后,必然要进行检查,通过一系列数据来对所生产的产品进行评估,以判定其是否符合生产标准。 3 数字信号处理技术的重要意义 电子仪器是进行测量工作的主要工具,随着测量技术的不断发展,对电子仪器的要求也就越来越高,目前多数的电子测量仪器都是通过电信号的形式传递测量结果的,度数的难度较大,更不要说进行分析处理了。而有了数字信号处理技术,就能解决这一难题,针对测量仪器的数字信号处理,其主要内容是将将电信号转换为熟悉信号,然后通过数字信号对信息进行分析,后续工作才能够进行。 4 数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 4.1 在发生器上的应用 发生器就是信号源,它是一种能提供各种频率、波形和输出电平典型的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其他电参数时,它可以用作测量的信号源或激励源。发生器在测量时使用的是频率合成技术,需要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,而数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,采用数字计算的方法,对信号进行后期处理的理论和技术,它能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的准确性和稳定性。 4.2 在电压测量中的应用 电子测量时泛指以电子技术为基础手段的一种测量技术。它是测量学和电子学相互结合的产物。 在电子测量的过程中,电压是电子技术测量的一个基本参数,电压测量是电子测量的基础。很多电子设备都与电压有关,如信号发生器、发射机和接收机等。电压的测量对电流、场强、衰减等参数的测量也很重要。目前的电压测量已经被数字化,实际应用中,在数字信号处理的过程中有两种形式:一是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。在这两种转换方式都涉及到了A/DD换,A/D是指模数转换,是数字信号处理技术中非常基础的环节,它将模拟量或者连续变化的量进行量化(离散化),转换为相应的数字量的电路。A/D转换包含三个部分:抽样、量化和编码。如果将A/D变换的三个部分都应用在电压表上,就会大大提高电压表测量的准确性、抗干扰能力以及分辨能力。 4.3 在示波器中的应用 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。它通过波形的形式将所要测量的信号显示出来,被测信号通过电子束打在荧光屏上,显示的图像有助于测量人员的分析与解读,电流、电压、频率等都能通过示波器。进行显示,此外,一些较为特殊的信号也能够在示波器上显示出来,诸如调幅度、相位差的显示也常常出现在示波器的应用范围内。假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 5 结论 随着数字信号处理技术的不断发展,它在多个领域都是具有很大的发展空间,通过上文我们不难发现,数字信号处理技术是当前使用电子仪器进行测量工作的重要组成组成部分,它对提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用。本文详细分析了数字信号处理技术对电子测量与仪器的影响,并提出相应的意见与建议,具有一定的实际指导意义。 参考文献 作者简介 王志勇(1983-),男,吉林省白山市人。助教。研究方向为电子信息工程。 作者单位 长春理工大学光电信息学院 吉林省长春市 130012 电子测量论文:基于自动化控制的电子测量技术发展 摘 要:自动化控制技术的不断发展对电子测量技术的应用提出了更高的要求,为了能够更好地了解电子测量技术,本文展开了研究,首先分析了基于自动化控制的电子测量技术的发展概况,在此基础上,分析了基于自动化控制的电子测量技术发展的重要性,并对加强基于自动化控制电子测量技术的发展提出相关策略和措施,希望对电子测量技术发展有所启发。 关键词:自动化控制;电子测量技术;发展研究 一、基于自动化控制的电子测量技术的发展概况 (一)基于自动化控制的电子测量技术的发展背景 我国的经济发展是从20世纪80年代迅速发展起来的,尤其是我国的一些国家政策和经济发展规模,都是那个时代起步并取得卓越成绩的。我国经济刚刚起步的过程是十分艰难的,整个科学技术水平受到很大程度的限制。所以导致我国的经济生产力和生产技术是比较落后。我国是人口大国,为了更好地发展,只有在生产上投入大量的人力,尤其是针对生产建设,投入大量的人力势必会造成更大的成本支出,为了能够更好地建设和发展生产,我国的科学家艰苦创新,对生产技术水平进行发展,而且随着整个生产技术的发展,我国的自动化控制技术取得了良好的成绩,在建设生产上对于自动化控制技术的应用逐步取代了大量的人力进行生产建设,对于生产建设的成本是很大的一种节约。生产自动化技术不断发展,对于我国的现代化建设有非常大的贡献,在自动化控制技术发展过程中电子测量技术不断发展。电子测量技术应用到自动化控制过程中,能够为我国自动化控制技术的发展提供强大的动力支持,从而进一步完善我国的现代化生产过程。 (二)基于自动化控制的电子测量技术的发展现状 通过对自动化控制技术的研究和分析,能够发现在我国自动化生产技术应用过程中,整个电子自动化控制的电子测量技术的发展时间较短,所以对于电子测量技术来说,其应用的过程和应用实际还没有达到很成熟的阶段,在整个自动化控制中的电子测量技术中还存在一定的问题,影响整个电子测量技术的发展,尤其是针对整个电子测量技术,对于整个自动化控制技术来说,在实际生产应用中,使用电子测量技术还没有达到一定的规模,尤其是针对整个自动化控制技术来说,但是在整个电子测量技术的发展上,发展技术和发展空间很大,尽管是作为一种新兴的技术,但是同时能够保证我国绝大多数生产和建设工作取得良好进展。电子测量技术的发展成本很高,这大大限制了整个电子测量技术的发展,所以很多一些规模较小的企业和生产单位还不具备在自动化生产中应用电子测量技术的基础,从而导致电子测量技术的发展受到进一步的限制。 二、基于自动化控制的电子测量技术发展的重要性 (一)利于电子测量技术动态性的发展 通过研究和调查,能够发现在电子测量技术发展过程中,往往只是利用自动化技术对生产建设进行一种单一的管理模式,这种管理模式对于整个生产建设工作的管理是一种弊端,管理模式是动态的管理模式才能够促进生产建设工作的效率提高。但是在进行实际的管理工作中,只应用自动化控制技术对整个生产建设进行管理是一种静态的管理。所以在实际的生产工作中,要把电子测量技术应用到整自动化控制技术中,从而能够保证整个生产建设工作实现动态管理。这种管理方式对于我国的自动化生产来说是一种重大的突破,有利于电子测量技术动态性的发展,从而能够保证整个现代化建设步上一个新台阶。 (二)利于电子测量技术高效性的发展 在国民经济发展过程中,自动化控制是检验我国生产企业是否得到提高与发展的重要标志,同时通过对自动化控制技术的管理,能够看出我国的经济水平和生产建设的重要作用,能够为对我国经济水平的稳步提高做出重要的贡献。在自动化控制技术中应用电子测量技术能够将整个电子测量技术的发展提上一个新台阶,电子测量技术通过借助自动化控制这个平台能够得到更大的完善,为了能够将生产过程更加完善,自动化生产控制技术也需要对整个生产技术进行优化和调整,而电子测量技术能够将自动化控制技术的效益发挥到最大,能够有效提高自动化控制技术在生产过程中管理的高效性。为了能够将整个电子测量技术进行完整发挥,需要对应用过程中产生的问题进行调整和优化,从而保证生产建设的有序性,这种应用模式能够促进生产力的提高,从而有助于我的自动化生产企业的获取更大的经济效益。 (三)利于电子测量技术全面性的发展 在对自动化控制技术的研究中不能忽视电子测量技术的效用,只有对两者的效益进行研究,才能够保证整个电子测量技术发挥最大的功效。两者结合能够产生出更大的效益。所以为了能够保证整个电子测量技术发挥出更大的效益,要对整个自动化控制技术进行完善和优化,在应用过程中,要结合自动化控制技术的特点,不断实现更大程度上的应用效益,有利于促进我国的电子测量技术在未来的发展过程中得到更为全面的应用与发展,从而创造出更大的经济效益。 三、加强基于自动化控制电子测量技术发展的主要措施 (一)重视自动化控制电子测量技术的推广 电子测量技术在我国的应用情况需要与整个生产建设相结合,只有在自动化的生产建设中应用电子测量技术才有助于电子测量技术的推广。所以在进行自动化生产过程中,有关单位和部门要注重对电子测量技术的推广,只有将电子测量技术所能产生的效益推广到建设单位手中,要管理人员明晰整个电子测量技术与自动化控制结合所能产生的效益,才能够保证整个电子测量技术在自动化控制中的发展和应用。注重对电子测量技术效益的宣传,能够更好地实现电子测量技术的发展。 (二)拓展自动化控制电子测量的范畴 在自动化控制技术中应用电子测量技术能够实现更大的生产效益,但是在实际的应用过程中,整个电子测量技术受到功能的限制,会导致应用程度不完善,所以要针对这一情况去进行研究和创新,要能够不断拓展电子测量技术的应用范畴,保证整个电子测量技术在自动化控制环节中的实际应用。只有这样才能够促进整个自动化生产建设的大发展。 (三)降低电子测量技术的成本费用 电子测量技术的应用成本较高是制约电子测量技术发展的主要原因,为了更好地发展电子测量技术要能够对电子测量技术的成本费用进行降低,不断对科学技术水平进行创新,加强对电子测量技术的研究,降低电子测量技术的成本费用,以达到提高整个电子测量技术的应用效果。 结语 总体来说,电子测量技术在自动化控制中发挥重要作用。为了促进自动化生产,我们要结合自动化控制的电子测量技术的发展背景和发展现状,对电子测量技术在自动化控制中有利于电子测量技术动态性的发展和高效性的发展以及全面性的发展的重要性进行分析,然后积极采用重视自动化控制电子测量技术的推广、拓展自动化控制电子测量的范畴和降低电子测量技术的成本费用等措施希以达到提高电子测量技术发展的效果。 电子测量论文:浅谈我国电子测量专业的发展 摘要:电子测量技术在生产应用中主要用于测试测量,对于电子电路进行相应的测量也是测量专业的必备课程,同时国家对于电子测量专业的发展也是极其的重视。与此同时,许多年轻人也意识到这个专业的前景,积极投入到这个专业当中来,为这个专业增添了大量的活力。 关键词:电子测量专业;发展;前景 1.电子测量概述 电子测量泛指以电子技术为基础的一种测量手段,是测量技术学与电子工程学相互结合的一种产物。电子测量除了具体运用电子测量的原理、方法和设备对各种电量、电信号以及电路元件的特性以及参数进行测量外,还可以测量各种敏感器件和传感器件,以及测量一些常规器材无法测量的器件,并且这种测量具有简单方便、准确率高等特点。最近几年计算机基础与微电子技术的快速发展为电子测量技术增添了巨大的活力。电子计算机的使用尤其是微型计算机与电子测量技术的结合,构成了一种新的仪器与测量系统,即人们通常所说的“智能仪器”和“系能检测机器”。并且对其功能可以进行自主选择,如数据处理、数据传输、故障诊断、误差修正等,这样不仅改变了若干传统的测量方法与概念,更对整个电子测量和其他的相关产业产生巨大的推力,现在电子测量技术已经成为电子科学领域中最为重要且发展迅速的一门分支学科。 2.电子测量技术的发展、现状以及存在的问题 2.1测量技术的发展 20世纪60年代中期,我国刚刚改革开放,同时也随着中小集成电路工厂的建立,所谓的集成电路就是讲电阻、电容、二极管和三极管等等电源器材进过半导材料工艺或者薄膜工艺制作过程中在同一个硅胶片上,并且按照某一种顺序排列起来,具有某种特征和功能,从而打破了传统半导体材料的概念,实现了材料、电路、元件三位一体的目标。集成电路的产生使得原本的基本电路变得更小。因此由电子集成电路做成的电子测量仪器越来越小,同时其测量的范围更为广泛,精确度也大大提高了,从而极大地推动了电子测量专业的快速发展。现在一些比较先进的电子测量技术都是由集成电路组成,并且现在还有了智能功能,特别是在顶尖的世界仪器和现代化的农业生产中,集成电路的测量仪器具有巨大的优势。20世纪70年代以来,计算机、微计算机发展迅速,同时也适应了现代化农业生产的新需求甚至是战争的需求,测量技术与仪器在不断地进步与改进。随着测量技术的不断提高又相继出现了智能仪器、虚拟仪器和互换性虚拟仪器等计算机仪器和自动测试系统。计算机与现代机器之间的联系日益紧密,同时二者的界限也逐渐模糊,电子测量领域也不断拓展。近几年,以网络为代表的网络技术的出现以及与其他高科技的结合,不仅使智能网络进入日常生活中,而且也为电子测量技术带来了前所未有的发展空间和机遇,网络化测量技术与网络功能的新兴产品也由此诞生。 2.2测量技术的现状与存在的问题 在我国,由于国际化需求,在航天器和武器系统的单元系统也设计了电子测量技术,进行自我检测功能。但是在实际自我检测功能自动测试的试验中,尤其是在武器系统的自我检测中,缺少人工检测步骤,这就存在大量的安全隐患。由于缺少实用的人工智能检测技术,导致了故障检测水平低、实用性差、网络水平低。所以在这个方面,电子测量专业还要向自动化的方向发展,将自动化和测量进行有效的结合,给电子测量技术注入新的活力,电子测量和自动化是相同重要的,电子测量需要通过自动化的方式来体现。而对于现在的科学水平还不可以进行有效的结合,所以就要对测试体制方面进行改革。在国内还没有完整的边缘扫描技术和完整的智能内装系统。因此国内的电子测量技术与国际还存在着一定的差距,国内20世纪末就提出了内装测试系统和可行性系统的探索,并且随后就研制了相应的设备,并制定了相应的制度与规定。近些年,我国的测量技术的可靠性和稳定性得到了很多方面的重视,国内的电子测量技术有了很大的改观,测试技术产业在最近几年也有了很大的改变,已经走出了前几年的低谷。电子测量技术产业已经步入正轨,我国的测量技术取得了长足进步,特别是通用电子测量与汽车设备的测量与研发方向,与国际上的平均水平正在快速地拉近,对国外的电子测量产业的巨头产生了一定的冲击。模块化和虚拟技术的发展,为我国的电子测量技术带来了新的契约,加上各级政府的重视,我国自主运用标准的实践与运用,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。通过这几年来看,我国的电子测量技术增长速度极其迅速。国家也想通过这几年的努力发展来改变现状,快速地拉近与国际化平均水平的差距。 3.电子测量技术的前景 网络技术的出现,正在并极大地改变了人们生活的各个方面。在现实中具体表现在计量测试、测控技术和仪表领域中。微机化仪表的产生,高档精密机械的出现以及测量信息的地域性、全国性乃至全世界共同标准资源的共享,各个等级测量标准的选定都与电子测量技术有关。电子测量技术水平提高了,与之对应的微计算机、高端知识产业等科研先进部分都会有所联系,并且,电子测量在科研的部分中占据着很重要的部分,这也是一个重要的研究基础。那么电子测量技术在这个过程中起到了至关重要的作用,知识的引导、技术的支持、思想的总结等等高端的指导思想。 21世纪,我国的电子测量技术的发展趋势和方向是:测量数据的采集以及处理都采用自动化的模式进行处理,采用了自动化、实时化与数字化,测量数据管理的科学化、标准化和规格化,将粗量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化、数字化以及先进化的全面测量等广泛地运用到工程测量中,并且发挥电子测量的主导性、主观性与准确性。我国测试技术已经进入到了全球平均化的水平,同时我国的标准化测量已经进入了设计阶段,而且采用了世界先进水平与我国自身水平相结合的方法,逐步向世界一流先进水平迈进。但是如何进一步发展,发展的主要内容是什么,这些都是摆在测量工作者面前的首要难题。所以,当从事电子测量专业时,就应该准确地思考测量基础行业的发展方向以及基础行业要做的是什么。只有了解这些问题以后才可以很好地解决自身与工作之间的问题。任何技术的发展都取决于社会发展的需要以及社会人们的思想状态。根据调查,20世纪初硬件成本6%,检测开发24%,检测操作57%,维护成本占了13%。除了硬件成本外,其他3项基本都是软件开发、维护、操作成本。因此,对于软件的开发、移植、维护,应该是检测系统重点研究的问题。因此,美国对于此次的调查格外重视,并且提出了相应的重点描述和规范,以信息模型对采来的数据进行格式化的、标准化的处理,很好地消除了信息之间的层次性与间断性,并且消除了整体应用的障碍,将测试从宏观上分为产品描述层、仪器控制层、测试资源管理层等等内容。其根本目的就是建立一种通用的认知模式与思考模式。该体系在衍生出由具体硬件、软件和系统实现的整体体系,使得测试与检测贯穿产品从设计思想到装配现场的整个寿命周期。从初期的设计阶段到成型阶段需要大量的测量技术,涉及高端的技术产业还需要使用电子测量技术来提高精度。在产品成型阶段所需测试程序与过程中信息的使用都是紧密相连的。故在产品的隔离和修理中,在判断报告和诊断测试中需要维护信息的收集和诊断信息的反馈。同时通过渐行的方法逐步确定开放系统的体系环节,设计了4个开发项目,每一个发展目完成后,产生一个开放系统体系完整的开放部件,通过每一个独立的零部件的相互补充最终形成了一个完整的个体。他们之间是紧密结合的,每一个部分的相对位置都是事先计算好的,这种误差需要降低到最小。电子测量技术在这里起到了至关重要的作用。所以,现代化的每一个部分都需要精密的电子测量技术。 4.结语 电子测量专业是一门用计算机等现代化技术进行电子信息测量的学科主要是研究信息的获取与处理能力,电子设备与信息系统中的某些部件的测量。现在,电子测量已经涵盖了社会的诸多方面,比如航空设备的运动路线的测量、国防建设武器的合理性规划等,甚至现在人们日常生活中都可以用到的具体工具等都体现了电子测量技术。所以这个专业的毕业生在较为广泛的领域内具有较好的技术适应性,就业范围广、实践能力强、工作上手快、就业率高是他们的特点,毕业生在相关的企业和工作单位中可以较快胜任生产、经营与技术管理等工作。 电子测量论文:数字信号处理对电子测量仪器的影响分析 摘 要:数字信息化在我国越来越受到重视,许多人开始关注数字信息化,这也就决定了数字信息化在我国的使用范围和影响。测量是社会发展过程中必不可少的一项工作。在研究的过程中会发现数字信号处理与电子测量有着很密切的联系,在使用电子仪器进行测量的时候是离不开数字信号处理的,离开了数字信号处理电子测量是无法正常运行的,所以说数字信号处理与电子测量是紧密联系的。为了方便使用,就需要对数字信息处理和电子测量技术之间的关系进行研究。基于此,文章就数字信号处理对电子测量仪器的影响展开分析和探讨。 关键词:数字信号处理 电子测量仪器 影响因素 引言 数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理,从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号,这样计算机就可以进行相应的处理。目前,人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究,数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义,必须要重视数字信号处理技术。 1.数字信号处理技术的重要性 1.1测量的作用 测量也可以使得生产活动的行为更加规范,在机械零件制造的过程中,已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查,判断这些零件是否符合相应的标准,而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求,工作人员对于零件的参数进行充分的了解,才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。 1.2数字信号处理的意义 测量技术在不断地发展,目前测量工作使用的都是电子测量仪器,电子测量仪器的应用使测量结果更加精确,也提高了测量的效率,但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的,这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析,但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化,转变为数字信号,这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析,保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中,如果使用的是直流电压,那么就要进行数模转换,如果使用的是交流电压,那么就要先进行交流电压和直流电压的转换,之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。 2.数字信号处理对测量仪器性能的提高 (1)信号发生器。信号发生器是产生设定信号的电子仪表,利用频率合成技术促进了信号发生器质量的提高。通常采用直接数字频率合成方法的低通信号处理技术,和间接锁相式合成信号处理技术。合成信号处理技术促进了输出信号的稳定性和准确性提高,几乎保持了与基准信号相同的水平。所以数字信号处理技术的提高促进了信号发生器性能的稳定和使用范围。 (2)示波器与模拟示波器。示波器可以测量电子电路中的微量信号,并动态的实现在工作平面上,示波器的工作特性很大程度上取决于采样技术。数字化的采样和处理技术保证了示波器的采样质量,从而可以为测量人员提供准确稳定的测量波形图,指导后续数据处理等工作。采样技术包括实时采样、非实时采样、顺序采样、随机采样等,扩展了示波器的工作范围。模拟示波器可以根据实验测量要求,自由的改变波形信号和触发点的位置,输出较为理想的波形。 (3)频谱分析仪。频谱分析仪主要应用于频域测量领域,分析数字信号的频域特性的一种电子测量仪器。频谱分析仪采用的数字信号处理技术有高斯滤波、离散傅里叶变换、拉普拉斯变换、快速傅里叶变换等。高斯滤波的频谱分析仪促进了电子测量设备的小质量和高可靠性,快速傅里叶变换可以模拟信号处理,实现了信号的实时测量与分析。另外扫描外差技术和快速傅里叶变换技术结合的频谱分析仪拓宽了频谱分析的范围,提高了频率分辨力。实时频谱分析仪通过带通滤波的输出信号与A/D转换实现数字化,可以分析、调制和信号显示。 3.数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 3.1在电业测量中的应用 电子测量的过程中,电业测量是非常常见的,也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化,数字信号处理的过程中涉及两个优秀的问题:一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换,A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中,将这两者应用在了电压表上,这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升,y量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。 3.2在示波器中的应用 示波器是一种利用波形来显示测量结果的一种电子测量仪器,被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上,这样屏幕上就会显示出相应的图像,工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量,那么示波器均能够进行相应的显示,例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量,就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量,例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器,但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范,如果违背了相应的操作要求,就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下,示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号,以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析: 如果将示波器设备当作是信息系统,那么就可以得到相应的关系式: 其中,s(t)是我们需要测量与观察的相应信号,s0(t)是在示波器上所显示出的相应的波形,*是一种卷积运算的符号,h(t)是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强,那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。 只有这一函数成立的时候,s0(t)与s(t)才能够相等,按照斯彭斯的信号理论可以得知,如果上述的说法要想成立,那么就示波器的宽带就要无限大,但是在实际的应用中,这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中,还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候,使用的是方根原则,而且被测量的信号就是高斯信号,而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键,在实际的应用中,高斯信号极少,这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术,相应的关系式如下: 在这一公式中,l/*就是指反卷积计算,在这对关系式中可以将误差缩小,这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用,而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天,通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中,使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。 假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 结语 电子测量是一种实现数字化、数据化、信息化的必要手段,电子测量仪器是实现电子测量的必要装置。数字信号处理技术可以更新目前的电子测量设备,促进测量设备性能的提高。多种信号处理技术集成到电子测量设备中将丰富电子设备的测量功能,优化测量效率和品质,提高测量设备的智能化、集成化。
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
航空发动机论文:航空发动机强度计算多媒体教学论文 一、多媒体教学之优势 航空发动机强度计算作为专业必修课,从航空发动机中抽象出叶片、盘等结构,建立模型,开展结构的应力计算和强度分析,较为艰涩、枯燥,采用传统的板书教学模式,教师对于说明复杂的零部件结构和受载形式往往力不从心,此外,传统的教学方法还受到课堂板书时间、教学语言、课堂纪律等不利因素影响,从而影响学生听课的积极性,教学的进度和教学的质量。与板书教学相比,教师使用多媒体课件时,学生往往会表现出较大的兴趣。据有关调查统计,同样的内容,视听结合记忆效果比只凭看提高40%,多媒体教学正是实现视听结合的有效手段。因此,在发动机强度计算的教学过程中,采取多媒体辅助教学可以达到提高教学效率、吸引学生专注度、加深学生理解力等积极的作用。多媒体教学是指通过计算机把多媒体的符号、文字、公式、图像、声音、动画等各个要素按教学要求进行有机组合,并采用投影屏幕的形式显示出来,结合教师的讲解和引导达到合理教学过程的目的。多媒体教案与传统书面教案相比,更加美观、生动。对于发动机强度计算这类具有内容抽象而又复杂的课程,具有明显的教学效果。多媒体教学与传统教学方式相比具有以下优点。 1.多媒体教学具有生动、形象、具体可感的特点,可以解决板书不易表达的内容,抽象问题直观化,创建生动的表象。 2.多媒体教学集声音、影响、图片、文字、动画于一体,能够充分调动学生的感官系统,极大提高学生的课堂学习兴趣和专注度,激发学生学习的主动性,活跃课堂气氛。 3.多媒体教学具有知识容量大、信息量多等特点,提高单位时间授课信息量,有利于学生拓宽知识视野。 4.多媒体教学事先组织好的教学内容,有利于节约教师板书时间,使得教师更加灵活地控制教学节奏、设计教学过程、提高教学效率,同时降低教师上课的强度,避免重复板书这种机械的体力劳动。 二、多媒体教学的注意事项 随着微机和多媒体技术的发展和普及,多媒体教学正逐步取代传统的教学方式,有数据统计显示高等教育80%以上的老师已经视多媒体为必不可少的教学工具。然而,多媒体教学只是一种教学手段,如何合理地使用多媒体技术提高教学质量一直是众多教师所关注的重点。 (一)多媒体教学具有众多优势,但是使用不当,会存在以下问题 1.教师过多依赖多媒体教件,照本宣科,忽略课前备课,对讲课内容不熟悉。多媒体课件中已经事先设计好讲课的文字、图片和公式等内容,容易导致教师轻视课前备课,导致在课堂上对所讲授内容不熟悉。 2.采用他人多媒体课件,生搬硬套,缺少教师作为教学主体对课程的思考。现在多数课程都采用了多媒体课件,教师也可能通过很多途径获得相关课程的多媒体课件,直接使用他人课件就可能导致教师缺乏对所授课程的积极思考和讲课方式的精心设计。 3.多媒体教件成为教师讲解演示的工具,缺少师生之间的互动,会导致学生过于被动地接受知识,甚至缺乏学习的兴趣。 4.多媒体教件华而不实,分散学生注意力。多媒体教件可以穿插声音、影像、图片,建立一个丰富多彩的立体课堂。但是,多媒体教件也同时可能存在过度使用声、光、影,从而冲淡教学的主要内容,同时分散同学的注意力。 5.多媒体教件的优点之一是知识容量大、信息量多,然而使用不当也会使得这一优点变成缺点。单页信息量大,重点不突出,也可能导致授课速度过快的缺点。 (二)教师在多媒体教学的过程中,有必要注意以下几点,才能更好地发挥多媒体教学的优势 1.使用多媒体课件,应在课前对多媒体课件和教材充分熟悉,对内容了然于胸,并合理板书,引起学生积极性,发挥教师在教学过程中的主导作用。 2.多媒体课件中,注意课程内容的贯穿和表达。多媒体课件的内容安排要站在学生的角度来思考,每幅画面的出现要符合学生的学习思维习惯。如:逐条显示画面的信息,做好前后承接,图形配以一定的关键文字进行说明,公式的推导要像写板书一样逐条出现。 3.教师和学生同为主体,互动教学。避免教师在上面不停地讲,学生在下面沉默地听。在多媒体课件设计过程中,要实现分步提示,要适时地抛出问题,引导学生跟着教师的思路走,引导和指导学生主动学习,对学生的疑难问题及时反馈、及时解决。 4.画面简洁,只显示相关信息。要重视心理学中的有意注意和无意注意规律,减少在课件中与教学内容无关系的图像、音乐、动画等,否则会使学生把更多的无意注意放在画面和音乐上,无法专心于真正需要他们关注的教学内容,教学效果大打折扣。因此,不要在多媒体课件上使用不必要的图像或动画装饰。 5.课件上的信息要简单、准确、明了,突出重点,避免把整段文字搬上屏幕,导致学生来不及看,引起厌烦情绪。讲课注意节奏,快慢结合,对于内容简单的要加快节奏,重点、难点要慢讲,从而加深学生对所学知识的理解与消化。由此可见,虽然多媒体教学有着传统教学不可比拟的优点,合理运用多媒体手段可以提高教学效果,但是多媒体教学并非是改善教学效果的唯一途径和手段,不能因为其优点而完全抛弃板书等传统教学手段。更为理智的做法是针对不同的教学内容,采取与之相应的教学手段,综合利用各种教学方式,取长补短,相辅相成,从而达到提高教学效果的最终目的。 三、《航空发动机强度计算》课程中多媒体教学与传统教学相结合 虽然多媒体教学具有传统教学所不具备的种种优点,但是多媒体也存在着不少弊端。在教学过程中,不能独重多媒体,应该根据课程的类型、章节的内容,选择合适的教学方法,将传统教学方法和多媒体教学方法有机地融合起来,扬长避短,达到更好的教学效果。航空发动机强度计算这门课程,具有理论性、实践性、综合性都很强的特点,由于研究对象结构、载荷复杂,力学分析概念抽象,公式推导繁复复杂,如果只是依靠多媒体教学方法,向学生“填鸭式”地传授知识,而不注重学生的反映和接受程度,导致学生感受不到刺激和兴奋,不利于创新能力的培养。因此,针对航空发动机强度计算这门课程,从具体的发动机结构抽象到计算模型时,就应该充分发挥多媒体教学方式的长处,给出足够的实际结构图片资料,加深学生对实际结构的理解,以便于下一步建立计算模型。建立计算模型之后,具体的计算公式的推导,可以采取多媒体课件分步骤展示的方法,按推导步骤依次展示推导过程。在公式推导的过程中,教师可以根据学生在课堂中接受情况进行板书辅助,以加深学生的印象,促进理解。同时,在教学过程中教师在使用多媒体教学过程中有时会突然而至的灵感,却往往无法立刻加到多媒体课件中,这时板书就能起到很好的辅助作用,而且在板书的过程中,教师往往能够带领学生一起思考,起到多媒体课件难以达到的效果。在进行板书的过程中,要充分提高板书表现的艺术性,从而调动学生的视觉和思维兴趣,比如主要板书颜色的选择,注意多选择鲜艳的颜色,更能吸引学生的注意力;在色彩搭配上也可以进行选择,做到重要内容和次要内容颜色不同,概念和应用不同。其次,字迹清晰,现在很多老师经常提笔忘字,而且字迹潦草,自然不能吸引学生;最后,板书时要做到图表、字符规范,这样才能起到教师的表率作用。在强度分析结果的讲解过程中,涉及到结构的应力分布、变形和破坏过程的讲解,则应充分发挥多媒体教学的长处,采用图片和动画等手段,实现图文并茂的演示和讲解,加深学生的印象,形成较为深刻的直观认识。 作者:徐颖单位:南京航空航天大学 航空发动机论文:航空发动机喘振问题思考 《航空精密制造技术》2017年第1期 【摘要】航空发动机喘振是一种特殊情况,对飞机的正常飞行危害性极大。因此,需要加强航空发动机喘振问题的分析研究,寻求合理的解决对策排除故障。本文主要分析喘振对发动机性能带来的影响,从多种角度来探究发动机喘振现象出现的主要原因,可能对飞机带来的影响和危害,通过提升发动机喘振监控,尽可能避免喘振现象出现,确保发动机正常运行。 【关键词】航空;发动机;喘振;气流分离 喘振是一种航空发动机在使用中较为特殊的情况,当发动机严重偏离设计工作状态,压气机前后流通能力不匹配时就会出现叶片边界的流动分离现象,甚至转变为旋转失速直至喘振状态。压气机存在两种形式的失速:一种为单个叶片失速,另一种为旋转失速。最常见的是旋转失速,这种失速由某些只包含少量叶片失速槽道形成的区域组成,并且沿着转子的绝对转动方向以小于转子的转速转动。轴流压气机发生旋转失速之前往往先出现转子叶尖失速。失速可以是突发的,也可以是渐进的,可以有多个失速气团,这些气团可能覆盖部分或全部叶高,而且一个失速气团可能覆盖多个叶片。喘振就是全部压缩系统不稳定并且在此期间通过整个压气机的平均流量发生脉动的流动状态。喘振这种特殊情况的出现,表明发动机工作状态发生波动,气流时断时续,内部压力明显增加。如果飞机在正常飞行中,发动机出现喘振现象,燃气温度迅速升高,发动机转速下降,严重情况下可能导致发动机停止运行。 1喘振机理分析 对航空发动机喘振的研究是通过在发动机上安装传感器,来获取发动机运行时的相关信号,并分析信号的特征参数,判断发动机是否发生喘振。通常选取风扇及压气机出口总压作为喘振检测的征兆信号。当风扇发生喘振时,风扇出口和压气机出口总压下降,排气温度急剧上升,推力迅速下降,发动机转速下降。当压气机发生喘振时,风扇出口总压上升,压气机出口总压下降。由于喘振特征明显,通常采用限制值判断对喘振进行在线监控,将转速、各传感器测点脉动压力值实时录入相应软件,实现对喘振的快速有效判断。 2发动机稳定性研究 当前在发动机设计中,关于喘振的研究主要集中在喘振裕度和流场研究中,其中喘振裕度是对喘振发生可能性的衡量标准,是影响发动机能否稳定工作的关键因素。在设计阶段,设计工作中的指导思想则是通过合理的设计来提高喘振裕度。通过计算流体力学方法研究可调静子叶片对压气机部分转速下喘振裕度的影响,选取最优可调静子叶片安装角,使喘振裕度最大化。 3喘振预防措施 为避免喘振现象发生,应做好防喘和消喘工作。防喘最常用的方法有压气机放气和可调进口导叶。自喷气发动机问世以来,压气机放气一直是在发动机起动和加速期间避免发生喘振的最经常采用的办法。放气位置可设在压气机出口或在中间级的位置。可调进口导叶通过减小进气攻角使喘振线移动,在低攻角下喘振发生于较低的流量系数值。其他防喘方法还有可调静子及改变转子叶片的安装角。消喘系统增加了压气机不稳定工作的信号检测装置,当发动机发生喘振时,综合调节器通过传递来的电信号,减小进气道流通面积,切断主燃烧室的供油,使导流叶片转动,迅速消除喘振。消喘系统在部件实验上已经取得了相当大的成功,可以预见,消喘系统将在发动机整机试验中广泛应用。 4结论 航空发动机喘振是关系到发动机能否稳定工作的重要因素,严重影响飞行安全,为避免安全事故的出现,应着重对发动机结构优化设计,选择合理的控制对策,避免发动机喘振现象出现。随着消喘技术的深入研究和应用,航空发动机的喘振问题将会得到很好的解决。 作者:刘卓 单位:中国航发沈阳发动机研究所 航空发动机论文:航空发动机验证机研制程序探究 摘要:工作分解结构(WBS)是项目任务分工、资源配置、进度计划编制及风险控制等工作开展的前提。工作分解结构的形成过程就是把项目目标和任务分解成较小的、能够管理的组成部分。文章分析了WBS在航空发动机研制中的应用,结合民用航空发动机验证机研制流程,定义了WBS分解模型,给出了基于产品结构树的WBS结构表达,建立了WBS构建流程。 关键词:工作分解结构;航空发动机;研制流程;信息化;验证机 工作分解结构是以最终可交付成果为导向的工作目标/任务层级分解,用于确定项目工作范围、项目全生命周期内所有技术间的接口关系以及项目技术状态基线,是项目计划、成本、预算、质量、人力资源、沟通和风险分析的基础。它可以将研制工作分解为一系列相对独立、内容单一、易于管控的工作单元,能把各工作单元在研制中的地位与构成直观地表示出来,是研制计划编制的基础和依据。早在20世纪80年代中期,美国国防部就已经将WBS应用于许多国防项目上,并成为了项目管理的“标准语言”,WBS可以说是工程项目管理的起点,在复杂产品研制中得到了广泛的应用。2016年,国家十三五规划将航空发动机列入百大工程之首,这表明国家对航空发动机的重视。刘大响院士说,从狭义上讲,航空发动机是飞机的动力装置;从广义上讲,它也是国家航空产业乃至整个制造业的助推器。此外,国际航空动力的发展也对我国航空发动机设计技术提出了更高的要求,鉴于航空发动机研制的高技术性、高复杂性,验证机研制应运而生。验证机指产品在工程研制立项之前,用于验证功能、性能、总体方案可行性、各部件/系统的匹配性以及初步的耐久性和可靠性等而开发的试验研究性发动机。文章以验证机研制项目研制工作内容为对象,结合验证机研制特点,提出基于PBS的WBS层次关系分解模型,探索其分解方法、编码规则、表达方式和构建流程,并在此基础上引入信息化手段,这对于促进研制项目科学高效管理、降低研制风险具有重要意义。 1工作分解结构的作用 工作分解结构是项目管理工作的基础及优秀内容,它将项目工作按照一定的逻辑关系自上而下逐级分解为工作单元、工作包、工作作业(活动),它清晰地定义了项目工作的全貌,描述了项目工作内容,工作分解结构每向下分解一级就意味着对项目工作更详细的定义。一般当工作分解结构分解至工作包层面时,项目经理便可针对工作包安排进度、估算成本和实施监控,从而实现对项目工作的规划、管理和控制。当工作分解结构分解至工作作业(活动)层面时,项目一线人员便可针对活动安排每天的工作事项,可以有计划地实现项目工作包的执行。 2工作分解结构构建过程中的难点 如前所述,工作越向下分解,项目经理对工作的规划管理和执行控制就越有力,然而,颗粒度过细的分解又会带来新的问题,它会造成管理成本的增加、资源利用率低以及工作效率降低。如何合理确定工作分解的颗粒度(即工作包的大小),是工作分解过程中应该关注的重要问题。在项目管理过程中,往往倾向于通过项目的关键节点(即里程碑节点)来控制整个研发过程,对交付物的管控也主要是通过对各里程碑节点的交付物进行管理,对项目全生命周期的控制主要体现为对工作包结果的管控。而没有对节点前各工作包之间的输入输出关系进行有效管理和控制,往往会出现项目管理单位对项目的管控力度不及工作包所属责任单位的管控力度的问题。这就造成了项目管理过程中存在各责任单位仅关心所属工作包任务,各工作包之间的匹配协调得不到有效解决,无法实现对项目全生命周期管理,无法及时有效识别风险,进而影响整个项目的进程。航空发动机验证机研制属于大型复杂项目,国家投入巨大,国际上一般采用主承制商—供应商管理模式进行项目管控,涉及国内外供应商众多,如何通过工作结构分解实现对项目全生命周期管理,并有效控制项目风险,对航空发动机验证机研制项目管理来说具有重大的意义。此外,工作分解存在遗漏、工作分解结构编制无规范、编制效率低下也是工作分解结构构建过程中经常发生的问题。文章将结合验证机研制流程,针对如何合理确定工作分解颗粒度和如何通过工作分解实现对项目全生命周期管理,浅析工作分解的流程及关键点,并结合信息化管理,以期更好地发挥工作分解结构在验证机研制项目管理中的作用。 3验证机研制WBS分解及关键点 3.1验证机研制阶段划分 验证机研制分为需求分析和定义、概念设计、初步设计、详细设计以及制造和试验验证五个阶段。验证机研制各阶段可以定义为里程碑节点,各阶段交付物即为里程碑节点交付物。以验证机设计工作为例,各阶段的主要交付物可以细分为需求文档和设计定义文档两大类。需求文档体现所有利益相关方对验证机研制项目的需求,可分为内部要求和外部要求。内部要求主要来自已有基础和经验以及公司的发展规划等;外部要求主要来自客户(市场)、政府、适航规章及相关法律法规等。设计定义文档是根据需求文档进行相应的科研工作后得到的验证机各层次上的研制结果(例如设计报告等)。在各个阶段内部,各个层面上的需求文档和设计定义文档都需要进行对比,以确定研制结果能够满足各方要求。在各研制阶段间,前一个阶段的输出结果往往会对下一个阶段设计工作的开展产生影响。 3.2验证机研制各阶段要素及WBS编制流程 验证机研制程序中明确验证机各阶段要素有关键输入、工作内容和输出三部分,创建工作分解结构同样需明确项目的输入(项目范围说明书、需求文件和过程资源)、分解工具与技术和输出,经比对分析,建立了验证机各阶段要素同工作分解结构创建所需要素之间的对应关系。在介绍了研制各阶段要素同WBS创建要素的关系之后,现对WBS创建过程进行详细描述,后通过各要素之间的关系映射,分析如何建立基于验证机研制各阶段要素的WBS,以期能完整分解验证机研制项目各阶段任务。 3.3基于验证机研制流程(研制各阶段要素)的WBS分解结构 复杂产品的研制一般会划分为若干个具有里程碑意义的研制阶段(以验证机为例,见图1所划分的五个阶段),建立以验证机研制流程为主线、以产品结构树为辅线的工作分解结构,可以依据研制阶段建立逻辑严密的输入输出关系,从而为计划的编制奠定基础。 3.3.1研制阶段—WBS映射矩阵。映射矩阵是对项目分解形成的工作包在最终WBS中所呈现状态(显示or不显示)的描述。依据专家经验,通过对某个研制阶段的通用活动进行判断,确定出该工作包在最终的WBS中是否显示,呈现状态用1和0表示,从而形成研制阶段—WBS映射矩阵。这项工作必须由项目管理人员(项目管理单位人员)和设计人员(工作包所属责任单位人员)共同完成,这样才能确保每个研制阶段的工作活动得到充分确认。映射矩阵的形式如表1所示。WBS各工作包之间的关系主要依靠不同研制阶段要素同WBS创建所需要素之间的对应关系及产品结构树来确定,因此建立研制阶段的映射矩阵,并在此基础上借助产品结构树,就可以通过映射规则快速地将WBS建立起来。 3.3.2验证机产品结构树模型。产品结构树包含了所有实现产品功能的硬件和软件,以全环燃烧室为例,可分为机匣组件、火焰筒组件、喷嘴组件、点火组件/标准件等部分,各部分又按照零组件进行进一步分解,最后按工作工序分解至可工作的层面。 3.3.3基于研制阶段和产品结构树的工作分解流程: 第一,确定工作分解结构的输入。(1)确定项目范围。项目范围说明详细描述项目的可交付成果,从研制阶段要素同工作分解结构所需要素的对应关系可以看出,本内容即验证机研制各阶段的工作内容,以需求分析和定义阶段为例,工作内容为:针对客户(政府、飞机制造商和航空公司)对验证机以及大型客机发动机的要求,参考适航规章和已有基础、经验,结合公司能力发展规划,开展验证机研制需求论证工作,提出验证机的设计约束和边界条件,完成项目建议书的编制。经分析,项目范围为完成验证机研制需求论证。(2)明确需求文件,梳理项目资源。需求文件描述各种单一需求如何转化并满足与项目相关的业务需求。验证机研制需求分析和定义阶段的需求源自客户的需求,项目资源指国家和公司战略,所以在需求分析和定义阶段,分析航空公司需求、民航局适航规章、国家发展战略及公司发展规划,是明确需求文件,并将其转化为项目业务需求的必要手段,从而建立起WBS约束条件。 第二,选择工作分解形式。工作分解可以根据项目特点采用不同分解形式,比如:可以把项目各研制阶段作为分解的第一层;可以把项目主要交付成果作为分解的第一层;也可以按PBS,把产品主要组成部分作为分解的第一层;还可以把子项目作为分解的第一层等。文章结合验证机研制特点,将项目研制各阶段作为分解的第一层。第二层分解基于研制阶段—WBS映射模型分析,确定出在映射矩阵中节点为1的维度,并在WBS中显性化。第三层分解基于产品结构树进行分解,最后按照各零件不同的设计活动、加工工序和试验活动,完成工作包的下一层分解。当将工作包分解至可预算、可分配、可安排进度、可以独立完成、有明确的交付物时即完成了项目的工作结构分解。此外,在工作分解时,应合理控制每个工作包的颗粒度及各工作包之间颗粒度的均衡。同时,为确保工作分解没有遗漏,在完成工作结构分解之后,应通过把工作分解结构底层的所有工作逐层向上汇总的方式进行检查。最后还应检查各工作包之间的逻辑关系是否合理。工作分解结构一般可以采用列表式、组织结构图式、鱼骨图式等方式,文章采用组织结构图示进行表达。 第三,获得工作分解结构的输出。通过对项目进行工作分解,将复杂的项目逐步分解为比较简单的过程(分解至活动、作业),让原来不可控的一些事情变得清晰可控,同时便于分工、计算经费、计划制定和构型管理等,并且还应满足企业设备、技术、人员等资源需求以及项目经费渠道、用户及市场变化等约束。 4工作分解结构与信息技术的融合 项目的工作结构分解是项目管理和计划制定的基础,是制定进度计划、资源需求计划、风险管理计划及计划变更的依据,同时也是确定项目技术状态基线的依据。因此,在复杂产品项目管理中,引入信息化手段,提高WBS编制效率,通过管理系统之间的联合,实现信息共享,资源优化,提高管理效率。为更好地使得工作分解结构与信息技术融合,需做到以下三点:(1)建立工作分解结构码,对工作分解结构中的每一活动用标准化的标识标记,通过标识唯一确定该活动在工作分解结构中的位置和隶属关系,便于计算机对WBS进行识别和检索;(2)引入MSProject等工具作为WBS编制辅助手段,采用缩进式进行编制;(3)对WBS中各属性进行定义,统一WBS语言。 5结语 全面、彻底的工作分解结构在复杂产品研制过程中具有重要意义。文章基于研制流程,结合产品结构树,提出了工作分解结构方法。通过验证机各阶段要素同工作分解结构创建所需要素关联,研制阶段—WBS映射规则及产品分解结构,描述了WBS建立流程及关键点,并通过WBS与信息化的融合,实现了项目全生命周期管理,提高了项目管理效率。文中所提到的方法在验证机研制项目及计划管理中得到了应用,并取得了良好的效果。 作者:高文杰 单位:中国航发商用航空发动机有限责任公司 航空发动机论文:自动检测技术在航空发动机方面的运用 摘要:本文主要介绍了自动检测技术在航空发动机方面的应用,以及国内外所涌现的最新理论和最新技术。自动检测技术是现在各种行业所必需,应用于军事、工业等过程控制的信号测量等方面,是高科技军事现代工业实现全面自动化的重要基础,航空发动机故障诊断技术是实现航空发动机视情维修的重要一环,在航空发动机的设计、生产、使用和维护中起着非常重要的指导作用。 关键词:自动检测技术;航空发动机;状态监控;故障诊断 0引言 自动检测技术的基本任务是获得有用的信息,检测流程主要借助测试仪器、测试系统,通过对测试点增加传感器,从而取得有用的信号来求解系统中问题。检测技术属于信息科学,是信息技术的支柱。在航空发动机中,自动检测技术主要应用在状态监控和故障诊断方面。 1自动检测技术在航空发动机状态监控方面的应用 现代航空发动机采用先进的全权限数字电子控制系统,系统采用分段控制的,以控制发动机不同的工作状态,比如起动控制器主要控制发动机的起动过程,转速控制器主要使发动机转速保持在油门杆所对应的转速范围内,这就需要扭矩传感器为其提供信号;加力控制器控制发动机的加力接通和加力状态,气压高度调节器根据飞行高度的变化修正供油量来保证发动机不富油。这些控制也都需要传感器为其提供信号与信息,各传感器接替工作,协同工作。 2自动检测技术在发动机故障诊断方面的应用 2.1基于信号处理的自动检测方法 基于信号处理的自动检测方法主要在故障诊断中使用小波变换分析技术,主要体现在:运用小波变换进行信号分析来诊断故障,包括脉冲响应函数的小波变换检测信号的突变、利用观测信号的小波变换进行故障诊断、利用脉冲响应函数的小波变换进行故障诊断、利用小波变换去噪,提取故障特征和利用小波变换分析噪声特征进行故障诊断;利用小波变换提取故障特征进行故障的分类和识别;利用小波网络进行故障诊断。 2.2基于模型自动检测方法 模型就是把表征航空发动机实际系统本质的部分的信息压缩成有用的描述形式,模型可以模拟实际系统的行为而不用描述其机械结构。航空发动机数学模型应用广泛,它是控制、故障诊断和预测的基础。主要包括部件法模型和试验模型。 2.2.1部件法模型在航空发动机故障诊断中的应用 基于部件法的发动机数学建模是较为常用的一种建模方法。建立发动机非线性数学模型的基本思路是:由已知的发动机各部件的特性,从发动机进口到尾喷管,根据气动热力学原理逐一建立气体流动过程与热力过程方程;根据发动机流量平衡、压力平衡和功率平衡等平衡关系,获得发动机共同工作联立方程组,通过联合求解这一非线性动、静态平衡方程组,进而获得发动机的各相关截面、各工作状态的相关参数量值,部件法模型精度高,可用于航空发动机在线诊断和故障征兆的预测,用于预报发动机控制系统的各个变量。 2.2.2试验法的航空发动机模型在故障诊断中的应用 试验法是基于发动机试验数据进行处理,获取它的特性,从而得到数学模型的方法。该方法不必深入理解发动机的机理,但却必须拟定合理的试验以获取试车数据。通过大量的试验数据及系统辨识方法获取模型的技术,得到模型性再通过类比迭代试车曲线使之完全拟合。系统辨识的方法可分为经典类和和现代两大类。经典辨识方法包括时域法、频域响应法。现代辨识方法包括最小二乘法、极大似然法、随机逼近法、相关辨识法。2.2.3发动机故障诊断专家系统在航空发动机自动检测方法故障诊断专家系统在航空发动机故障诊断方面已取得了不少的成果,如叶片故障诊断专家系统、磨损故障诊断专家系统。所谓专家系统其实就是一个维护设备,该设备包括知识库、数据库、推理机、解释系统和数据融合系统。 3检测技术在航空发动机方面的创新 3.1航空发动机性能自动测试技术 实现这种技术应用了模糊处理技术、人工智能、图形图像处理技术和抗干扰技术。自动测试技术为适应现代航空发动机性能测试要求,改进目前航空发动机性能测试现状,对应用模糊集合理论实现发动机状态模糊识别是这种技术的重点,实践证实该测试方法状态识别率高、用人少、精度高,提高了一线部队机务保障能力。 3.2先进内窥技术与发动机故障检测内窥技术 多年来一直在航空发动机的维护中发挥着重要的作用,不管是高涵道涡轮风扇发动机还是低涵道的军用涡扇,其主要组成均为风扇、压气机、燃烧室、涡轮及附件系统。航空发动机工作在高温、高压和高转速的状态下,因此其故障多发部位也多集中在这三高状态下的高压压气机、燃烧室和高压涡轮中。发动机的关键部件如主气流通道部件、高压压气机、高、低压涡轮的各级轮盘及叶片、燃油喷嘴、燃烧室等都是不易拆卸且检验可达性较差的零部件,对这些零部件的检查与监测工作都是通过内窥技术完成的,未来的内窥技术主要体现在先进的软硬件综合和集成技术。以及基于物联网的网络技术中。因此,内窥技术一直在航空发动机的维护中发挥着重要的作用。 4结论 自动检测技术的优秀内容是信号的检测,也就是传感器的应用,而传感器是“能够感受规定的被侧量并按一定的规律转换成可用输出信号的期间或者装置”,起着过程检测信息与转换信息的重要作用,航空发动机方面更是应用甚广,从油量的检测到力矩检测,再到转速,再到温度,压力,位移等等,都需要传感器为控制提供相应的信号。所以在航空控制方面传感器的故障诊断尤为重要。在故障诊断方面,自动检测技术也发挥着理论上的支持。 作者:吕伟 单位:中航工业西安航空计算技术研究所西安 航空发动机论文:航空发动机数值仿真研究 1煤油动力性能的理论分析 有关二冲程火花点火发动机数值模拟的物理和数学模型参看文献[6]和[7]。下面对煤油动力性能进行理论分析。煤油动力性能的影响与混合气的热值、分子变更系数等因素有关。2.1煤油与汽油理论混合气的热值由于燃料在发动机中是以混合气的形式进行燃烧的,因此混合气的热值对发动机动力性能的影响最为直接。混合气热值的计算式为:煤油理论混合气热值为汽油理论混合气热值的98.9%,因此,如果两种燃料都在理论混合气下工作,在同样的条件下以煤油为燃料时动力性能下降1.1%。2.2分子变更系数的影响煤油发动机可以根据分子变更系数研究新燃料对动力性的影响。对于点燃式发动机燃烧前吸入的充量应考虑燃油蒸汽的摩尔数1/mT,燃烧前的混合气量为燃烧后工质的数量为根据式(9)代入具体值可得汽油燃料替换煤油燃料后循环功比原来增加了0.1144%,由此可见,燃用煤油与燃用汽油相比,分子变更系数稍微增大,因此循环功稍微增大,对发动机的动力性影响不大。 2爆震预测模型 本文爆震预测模型的计算基于DouaudandEyzat公式,计算方程如下:式中,τ为累积时间;T为累积时间积分;P为预先反应速率乘数;ON为辛烷值;p为气缸瞬时压力;A为活化能乘数;TU为未燃气体瞬时温度;IVC为缸内末端混合气体压缩起始角;thkn为爆震开始的曲轴转角。在GT-Power爆震预测模型中,模型的输出为爆震指数KI、爆震起始曲轴转角和爆震强度。爆震强度是指在爆震开始时气缸内未燃气体的质量分数。爆震指数定义如下:式中,KI为爆震指数;A为爆震指数乘数;km为爆震开始时缸内未燃混合气的质量百分比;VTDC为上止点气缸的体积;VI为爆震时气缸的体积;Ta为活化温度(6000K);为等价比。爆震指数KI(或爆震强度km)越大,发动机爆震的倾向越大。 3工作循环数值模型的建立 本文对原型汽油机进行了台架测试试验,获取了标定工况下发动机缸内压力示功图、总功率及燃油消耗率等重要试验数据,为发动机建模及验证模型准确性提供了基础。表1为原型汽油机主要技术参数。由于发动机的结构比较复杂,为了便于建模,把发动机结构抽象为缸体、进气系统和排气系统3个部分,如图1所示。本文结合利用GT-Power软件提供的模型模块,以及根据实际需要利用用户自定义模块功能,建立完整的簧片阀进气式二冲程火花点火发动机的性能数值计算模型。首先立原型汽油机工作循环整机数值计算模型,通过缸内压力、总功率及燃油消耗率等指标验证该模型的精确性,使模型模拟精度达到实际要求。然后在较精确建立原型汽油发动机数值模型的基础上,对煤油的物性数据进行设置,建立煤油发动机数值模型并进行数值模拟计算。图2为建立的原型汽油机GT-Power仿真计算模型,空气自进气边界经过滤清器、进气道、簧片阀进入曲轴箱,再经扫气道进入气缸;气缸内燃烧后的高温废气经过排气道、排气管排出到排气边界。缸内压力示功图是验证发动机模型正确的重要参考依据,图3所示为原型汽油发动机标定转速n=6300r/min下缸内压力示功图的数值计算和试验结果对比曲线,计算值和试验结果比较吻合,误差在允许的范围之内。图4是发动机数值计算出的有效输出功率和实测功率的比较曲线,图5为发动机有效燃油消耗率与转速的变化曲线。从图中可以看出在整个转速范围内模拟计算结果与试验实测结果之间的变化规律基本一致。考虑到在建模过程中使用了各种简化条件和假设,以及测试仪器本身的测量误差,计算结果与发动机实际工作状态之间必然存在一些差异,但相对误差都在5%以内,表明所建发动机工作循环数值模型能较准确地模拟原型二冲程汽油发动机,满足后续性能预测及优化的需要,因此,可以应用该模型对发动机的工作过程进行研究及变参数计算。替换航空煤油燃料后,由于燃料的理化特性发生变化,需要对GT-Power数值模型中的喷油燃料模块进行燃料物性数据的设置。在GT-Power软件中,燃料的设置主要包括液态燃料及其蒸汽燃料的理化特性。本文使用InjAF-Ra-tioConn燃料喷射模块为整个发动机数值模型提供燃油喷射,有关燃油喷射参数及燃料物性数据的设置均在InjAF-RatioConn中进行。该模块需要输入的参数有空燃比、燃油特性及燃油蒸发比例等。在燃料物性设置完成后进行数值计算,可以分析煤油发动机性能的变化。 4煤油发动机变参数性能及爆震分析 4.1压缩比压缩比是影响煤油发动机爆震的一个重要参数。原机压缩比为9.5,在该值的左右范围内取适当的值进行研究。在全负荷工况下其它参数不变的情况下,选取[7,11.5]区间段10个不同压缩比(步长为0.5)进行工作过程模拟计算,研究压缩比对煤油发动机爆震的影响。从图6看出,随着压缩比的增大,煤油燃料和汽油燃料发动机的爆震指数逐渐增大,并且随着压缩比的增大未燃区平均温度升高,如图7所示,因此发动机的爆震倾向增大[6]。从图8和图9可看出,煤油燃料发生爆震的起始曲轴转角先于汽油燃料,煤油燃料发生爆震的末端气体的质量分数大于汽油燃料,由此可见煤油燃料在压缩比相同的情况下爆震倾向加大。 4.2点火提前角点火提前角对煤油发动机的爆震有着重要的影响。本文点火提前角分别选取[-10,-35]区间内的6个点(步长为5deg)进行数值计算,分析不同点火提前角对发动机性能的影响。如图10所示,随着点火提前角的增大,两种燃料发动机的爆震指数逐渐增大,爆震倾向加大。当点火提前角为-30deg时,继续增大则爆震指数逐渐减小,爆震倾向减小。过大的点火提前角使得火焰中心形成到未燃混合气自燃所需的时间减小,有使爆震增强的趋势。随着点火提前角的继续增加,缸内压力曲线上压力值偏离压缩曲线到最大燃烧压力出现的时间减小,即火焰中心形成到正常火焰传播到整个烧室所需的时间减小,有使爆震减小的趋势。对图10所示曲线,当点火提前角大于-30deg时前者起决定作用,当点火提前角小于-30deg时后者起决定作用。图11~图13曲线表明相同点火提前角时煤油燃料爆震倾向加大。 4.3空燃比发动机的空燃比也会对煤油发动机的爆震产生影响。在全负荷下转速为6000r/min工况对发动机进行工作过程数值计算,原型机空燃比为14.5,选取[11.5,16.5]区间段的5个空燃比(步长为0.5),本文所建数值模型通过变化喷射燃油量来改变空燃比。如图14中所示,发动机的爆震指数随着空燃比的增大是先增大后减小,当空燃比在理想空燃比附近时,爆震指数最大,爆震趋势最强。即混合气过稀或过浓爆震的趋势和强度减小。当空燃比在理想空燃比附近时,燃料充分燃烧,使得燃烧温度提升,而燃烧温度提高会造成发动机温度提升,容易爆震。较稀的燃料空气混合比,即稀混合气可以起到抑制爆震的作用,这与Gruden等研究的结论相吻合[8]。根据自燃机理分析,引起这种结果的原因主要有两个[9]:一是混合气的变稀降低了末端气体中燃油的浓度,即使在相同的压力温度条件下也不会轻易发生自燃;二是燃油的减少使得缸内最高燃烧温度和压力降低,从而改善了爆震发生的必要条件。较浓的燃料空气混合比将使尾气的自燃点火延迟时间增加,也会使燃烧较不完全,产生的热量较少,使得燃烧最后的温度降低,减少爆震的发生,但也导致燃料用量增加,热效率下降,同时降低发动机的扭矩。从图15可看出,原型机替换煤油燃料发生爆震时的空燃比小于汽油燃料,在空燃比为11时即开始发生爆震(汽油燃料为12.5),并且两种燃料发生爆震的起始曲轴转角随着空燃比的增大变化不大,在相同的空燃比时煤油燃料发生爆震的起始曲轴转角先于汽油燃料。从图16看出,在空燃比相同的情况下,煤油燃料发生爆震的末端气体的质量分数大于汽油燃料,由此可见煤油燃料在空燃比相同的情况下比汽油燃料较易发生爆震。 5结论 1)通过改变模型中的压缩比、空燃比、点火提前角、进气压力、进气温度等主要工作参数对发动机进行数值计算,分析主要结构参数和调整参数对煤油发动机性能的影响情况,为煤油发动机的参数优化匹配提供依据。2)通过仿真分析表明,所研究汽油发动机替换航空煤油发动机后对发动机性能影响差别不大,但是从安全的角度,燃烧煤油在航空军事领域意义明显。图16发生爆震的末端混合气质量分数随空燃比的变化曲线3)替换航空煤油后发动机爆震倾向增大。所以小型冲程汽油发动机燃用航空煤油燃料时爆震特性的研究尤为重要。 作者:陈林林魏民祥单位:聊城大学机械与汽车工程学院南京航空航天大学能源与动力学院 航空发动机论文:航空发动机机械系统技术分析 摘要:随着人们生活水平的提高,交通运输业也逐渐的发展起来。人们为了追求更高的生活质量,不断的改进交通运输的发展。航空运输作为人们选用最多的交通方式关于航空发动机机械系统技术的分析也得到了人们的普遍的关注。本文基于对航空发动机运行原理的分析,以探求航空运输业的更好地发展。 关键词:航空;发动机;机械系统 航空发动机机械系统是一个极其复杂的系统,是在多种条件共同作用下产生的。发动机作为整个飞机中最为重要的部分,其整体机械系统的运行对于航空运输业的发展来说具有相当大的影响。 一、航空运输 航空作为当前人们出行选择的最主要的方式,因其自身的优势受到众多青睐。航空运输很少会受到自然条件的限制,在运输速度上更是所有交通运输中最快的,并且其收费的标准是根据运输的距离决定的,因此经济价值也相对较高。关于航空发动机的机械系统主要由传动、润滑、密封和轴承四部分构成,整个运输系统较为复杂。国内在这一方面的研究相对薄弱,因此在机械设备的安装、使用及维修方面出现的问题比较得多。为了进一步的解决这一问题,我们将对这四个运行系统进行一一的分析。 二、航空发动机机械系统 (一)传动系统 传动系统的研究一直都是航空发动机进一步的发展的关键,当前国内的传动系统整体的发展趋势是在保证高速、重载的基础上,之间的减小传动系统的体积与重量并尽可能地提高使用寿命减少运行成本。国外的传动系统发展的比较的快速,在齿轮转动技术的发展之下对于传动系统的噪音、振动等都有所研究。并通过实验,可以准确的预测出齿轮的运行寿命,在尽可能保障经济性能的基础上满足各种使用的要求。在十一五计划的推动下,国内也进一步的拥有了较为先进的设计分析软件,并且根据不同的型号制定了不同的运行方案和设计准则。 (二)润滑系统 润滑系统的设计涉及到许多的边缘性的难度较大的学科,并且权威的理论比较的少。但随着航空事业的发展对于润滑系统有了更高的追求,因此国外的航空公司率先做出了研究,经过数十年的研究取得了部分的成果。关于发动机润滑系统的防火,驱动等都逐渐的应用到航空发动机中。当然国内也进行了深刻的研究,关于通过新的设计提升通风器分离和滑油泵的工作效率方面,通过减小燃油附件的体积,进一步的减少附件机匣的传动的齿轮数从而减少发动机机匣外轮廓的尺寸,以实现发动机的高速运转,达到润滑系统各个部件的轻量化。 (三)密封技术 密封无论是对于军用航空还是民用航空的发动机来说都同样的重要,在现行的密封技术使用之下基本上可以满足当前的军用、民用航空发动机的使用。但新一代的航空发动机密封技术则面临着新的挑战,为了实现航空事业的迅速发展。要将密封和润滑的发动机空气系统结合起来,尤其是注意基础设施的研究,要实现不同密封件之间的最佳的配对。在发动机性能的提升方面,随着刷式密封等接触式气路密封的大量应用,发动机的效率得到了大大的提升。当前国内已经有专业的公司对其进行生产,并且以初具规模,因此要对刷式密封加以推广不断的提高航空发动机的性能。 (四)主轴承轴 在轴承的设计上,大都采用与支撑结构一体化的专用轴承,将轴承与发动机设计到一起在保证轴承的基本功能之上减轻发动机的重量。通过大量的实验数据分析,对于不同材料的轴承的使用时效进行对比,选取最为合适的材料来进行轴承的制作,通常轴承的运行寿命高于其他设计的运行寿命。在轴承的应用上,发动机的设计联合轴承的研发,共同的制定了较为完整的轴承使用规范,为整个航空事业的发动机轴承建立了相应的数据库。双方技术在不断的融合当中,在进行设计的过程中充分的考虑工作环境的合理性,减少其他的系统运行带给轴承的伤害。在对轴承进行设计安装时要根据设计人员给出的初始条件进行积极地沟通,站在双方共赢的基础上将轴承设计的更为合理。在轴承基础研究上,根据轴承运行中的损伤与再次进行工作的表面残余应力进行了大量的实验,通过各种材料的疲劳的使用极限进一步的丰富了轴承应用的理论。并且通过对材料表面的强化,增加轴承的使用强度,方便轴承在滑油污染较为严重的条件下,延长其使用寿命。 (五)机械系统研制中的方法 1、注重细节的设计将起样中的倒角、光度、拧紧力度等都一一的进行规范化的设置。在施工的过程中严格按照设计示意图进行施工,杜绝一切不科学的操作,进一步的完善航空发动机的运行。2、基础实验的应用在轴承和齿轮等的供油、轴承的抗污染程度及密封性摩擦实验等方面要进一步的重视起实验的数据,不断的进行数据的积累,实现更加科学化的发动机系统设计。3、专业化的设计机械系统的各个方面有专业的团队进行操作,面对不同的航空发动机的不同的实际情况,成立相应的研究小组,将发动机运行中的问题进行统一的处理,更好的实现发动机运行的合理化。4、主导性设计将轻量化、简洁化等要求进行深入的落实,设计部门要在设计时将所有的条件都考虑在内。在进行零部件的制作是要将具体的要求提供给制造厂,将生产的发动机附件的有效率大大的提升。5、集成化发展润滑系统等与多个零部件之间都存在有联系,要逐渐的实现一体化的设计。将更多的功能集中到更小的空间内,减轻整个发动机的重量,提高发动机运行的稳定性。6、多种技术的融合航空运输研究的专家也是其他领域内的王者,一般新的研究项目都是从航空开始的,不断的细化到各个领域。这就要求在航空技术发展的今天,将更多相关领域的技术都引入到航空发展上,不断的提高航空发动机技术的专业性。 三、总结 航空发电机的机械系统有许多的子系统构成,涉及的范围也比较的复杂。在当前的技术发展之下,面临的既是机遇又是挑战,我们要从实际出发用数据说话,将航空事业的发展提高到一个新的阶段。综上所述,航空发动机机械系统的设计要更加的注重基础方面的设计,同时积极地与其他的行业进行学习,将适合航空发展的技术不断的应用起来,实现航空事业更好的发展。 作者:高奇 单位:东方航空技术有限公司 航空发动机论文:复材叶片在民用航空发动机中的应用 摘要:进入新世纪以来,多领域技术都得到了巨大的发展,特别是随着交通运输业的进步,大型民用飞机开始成为交通运输的主力军,因而各国开始更加重视大型飞机的研制,航空业也开始成为衡量一个国家综合国力的重要标准。而大型飞机研发的重点以及优秀技术便是发动机技术。随着民用航空业的发展,民用航空飞机优秀技术———发动机技术也发展飞速,其中复材叶片已经逐步在多种民机型号中得以应用。 关键词:民用航空;复合材料;发动机;风扇叶片 过去飞机发动机叶片主要采用金属以及合金,随着新材料出现,复合材料开始被应用于航空发动机叶片,与金属材料相比,其具有低重、低噪、高效的优势,并且复材叶片数量更少,能够有效抗震颤、损伤,并且在抗鸟撞性上也更加优越,满足了现代民航适航需要。因而复材叶片开始受到世界各大发动机厂商的关注,并逐步得以推广应用。 1复合材料叶片的应用 复材叶片制造技术主要有预浸料/压模技术和3-DWOVEN/RTM技术。采用预浸料/模压技术的代表有GE90、GEnx、TRENT1000及TRENTXWB发动机的复合材料风扇叶片,而LEAP-X发动机复合材料风扇叶片采用3D-WOVEN/RTM技术成型。 1.1预浸料/模压成型叶片 采用该种复材叶片的代表主要有GE90发动机和GEnx发动机(美国GE),此外罗•罗公司也在进行相关研发。(1)GE90发动机。该型号发动机为GE公司上世纪九十年代所研发的特大推力发动机,是国外应用于民航最早使用复材叶片的发动机之一。该发动机复材叶片使用了预浸料/模压成形技术,叶片从内至外逐渐减薄,叶尖厚度最薄。并且在叶身涂有防腐涂层(聚氨酯),叶背采用一般涂层,前缘包边采用钛合金材料,从而提高叶片鸟撞抗性。为防止复合材料在运行中分层,在叶片后缘以及叶尖处采用纤维缝合技术予以加固。叶根榫头为三角燕尾形,其表面涂有耐磨材料以降低榫头摩擦系数。GE90所采用的复材叶片为22片,相比较于钛合金空心叶片,复材叶片质量更轻,强度更高。经过十余年的运行,证明了复合材料风扇叶片适用于具有严格要求的商业飞行的需要。(2)GEnx发动机。该发动机所应用的复材叶片材料以及模压成型工艺,同GE90相比变化不大,在此基础上GEnx对GE90的复材叶片的结构设计进行了优化。GEnx主要采用了第3代GE复合材料,外形也类似GE90-115B发动机,但由于使用了新一代三元流设计,叶片数减为18片,总质量进一步降低。叶片尖部以及前缘使用钛合金护套,并在叶片榫根部位,增加了耐磨衬垫,便于后期维护检修。(3)随着复合材料在民航发动机中的应用,英国罗•罗公司也开始将目光从钛合金叶片上转移到复材叶片。其同GKN集团正共同进行碳纤维增强复材叶片的研发,该叶片同钛合金叶片同样薄,并且在量产、成本以及鲁棒性上均符合民航发动机标准。目前这种碳纤维风扇叶片已经完成了包括叶片飞出、鸟撞试验在内的地面试验。 1.23-DWOVEN/RTM成型复材叶片 对于风扇叶片中等推力发动机提出的强度要求更高,因而Snecma公司在CFM56系列发动机研发中,在LEAP-X中将会应用碳纤维对复合材料进行增强。相比较于GEnx以及GE90,所采用的碳纤维薄层铺设技术不同,Snecma公司在LEAP发动机叶片的制造中所采用的RTM工艺,是将碳纤维进行预先编制,在树脂注入以及叶片高压成型之前,碳纤维便已经成为3-DWOVEN结构。Snecma公司在复材叶片的制造上委托了AEC公司,由于AEC公司生产制造自动化程度相对较高,因而其制备三维编制预制体并完成整个叶片的制造仅需要24小时。同CFM56(CFM公司)发动机相比,LEAP发动机叶片成型采用了3-DWOVEN/RTM技术,前者结构上采用了更多的技术,而后者采用复合材料,有效减轻了发动机重量,提高了燃油效率,降低了排放量和发动机噪声。目前,LEAP-X发动机已经开始得到中国多种旅客机的关注,未来将会逐步在中国普及推广。 2复材叶片的发展趋势 因复合材料的低密度、高比强度、高比刚度,能有效降低油耗、噪音,采用复合材料叶片已成为民用航空发动机的发展趋势。制约复合材料叶片大规模应用的关键因素是预制体制备、复材成型技术等。 2.1预制体制备 复材叶片制造的难点之一是制备预制体。国外常用的预制体制备方法有两种:一种是选用IM7/8551-7和IM7/M91作为预浸料并采用激光定位手工/自动化成型技术制备,适用于制备大推力、大叶盘直径涡扇发动机的风扇叶片预制体;另一种是对IM7碳纤维进行预浸渍处理,通过3D-WOVEN/RTM自动化技术成型,主要用于制备小推力涡扇发动机风扇叶片的预制体。以往采用激光定位辅助+手工铺叠的技术进行预制体制造,而GKN公司开发了自动化丝束铺放设备(简称AFP)可实现预制体的自动化成型。罗•罗公司在研制TNENT系列发动机复合材料风扇叶片时使用了GKN公司的自动化纤维丝束铺放设备,实现了复材叶片预制体的自动化成型,并运用超声刀对预制体进行切割。Snecma公司率先提出了无余量预制体成型技术、预制体预变形技术以及高度自动化的预制体制备技术。Snecma公司的3DW/RTM成型风扇叶片预制体技术可降低传统二维风扇叶片的分层缺陷产生的可能性,让叶片顶部更薄、根部更厚;经纱连续的变截面成型技术提高预制体的承载能力;采用高压水射流对预制体进行无余量切割。 2.2成型技术RTM 注射成型以及模压是目前国际上流行的复材叶片成型技术,虽然两者在技术上具有一定的差异性,但均可称为闭模成型技术。涡扇发动机的叶片扭转大且为双曲面,其结构形式相对复杂,常规的成型技术无法满足叶片加工精度,而闭模成型技术的成型精度高,能够很好的满足涡扇发动机对于叶片制造的需求,因而其逐步成为目前复材叶片成型的主流技术。随着技术的逐步发展,目前国外开始利用复合材料模具代替金属模具,以此保证生产加工中模具和零件能够保持一致的热膨胀系数,进而获得更高的零件尺寸精度。此外,复材叶片成型加工技术开始引入数字仿真模拟技术,从而在技术研究前期对成形工艺进行方向性指导,在研制过程中合理规避风险,缩短研制周期,降低研制成本。 3结束语 复合材料以其优越的特性开始成为民航发动机叶片的主流材料,并且随着技术的发展,复材发动机叶片的制造效率更高,自动化程度也更先进。在未来高精度、可靠性、一致性会成为复材叶片生产研发的主要方向。我国自主研发的大型民用客机中也开始应用商用发动机,这为我国复材叶片的研发制造提供了一个契机,虽然目前复合材料在我国航空发动机制造中还处于初始应用阶段,复材叶片的制造业仅在起步阶段,但在我国技术人员的努力下,我国自主研发的应用复材叶片的涡扇发动机必然会在世界航空领域占据一席之地。 作者:廖焕文 单位:上海中航商用航空发动机制造有限责任公司 航空发动机论文:航空发动机设计过程中的质量管理研究 一、简要叙述航空发动机设计和研发过程中的质量管理的概念 质量控制在字面上的解释就是为了保障产品的质量而进行或者实施的一些办法和活动。质量管理最主要的方式就是对设计研发的结果进行监督和控制,能够有效的保障设计和研发的结果达到相关行业的标准或者是国家相关的标准,这种方法是提高设计航空发动机的一种切实可行的办法和途径。本文阐述的质量管理有一个非常明确的对象,就是航空发动机设计研发的全过程。质量管理的最终目的就是有效的防止或者预防产品在设计研发和制造过程中可能存在的隐患或者缺陷。质量管理就是应用相关的技术办法或者其他的方法规避设计和生产过程中的质量问题,最大限度的保障航空发动机的质量和品质。质量管理在贯穿航空发动机的设计研发全过程的同时,还会涉及到产品在研发过程中的成本问题和质量问题及进度问题。好的质量控制就是要把握住设计和研发提升质量的根本问题,只有这样质量控制工作才能够事半功倍。本文通过实际的工作经验出发,通过阐述质量灌流体系的建立过程中的相关内容来对质量管理工作作更加深入的介绍。在质量管理工作进行的过程中,如何细化质量的管理过程才能够有效的保障航空发动机的设计质量和生产质量。在航空发动机的设计研发过程中,通常会发现很多的技术问题和技术失误,这种情况下就只有将质量管理应用到研发和设计之中,这样才能够有效的保障设计和研发的正确性和科学性。质量管理工作的质量直接的影响着航空发动机设计和研发的质量,也间接的影响了发动机的制造质量。航空发动机事业的发展和创新需要技术的革新和研发的革新,更加的需要质量管理工作的帮助。 二、简要叙述航空发动机设计和研发过程中,细化质量管理和提升设计研发质量的具体方法 关于航空发动机设计和研发过程中,细化质量管理和提升设计研发质量的具体方法的阐述和分析,本文主要从四个方面进行阐述。第一个方面是在航空发动机设计研发过程中查找可以细化的工作方法。第二个方面是在航空发动机设计研发过程中的过程细化控制方法。第三个方面是在航空发动机设计研发过程中的技术状态管理方法。第四个方面是在航空发动机设计研发过程中的质量管理平台的建设和应用。下面进行详细的阐述和分析。 (1)方法一:在航空发动机设计研发过程中查找可以细化的工作方法。我们经过专业的质量管理人员的介入和参与,能够有效的收集和细化设计研发过程中的相关参数和数据,我们要想办法细化相关参数的查找方法,适当的补充质量管理和质量控制的方法。我们可以将相关的重要参数和数据作为一种特殊的资料进行特殊保存,这样就会有效的节省参数的查找时间,保障了保存数据的唯一性和科学性。提升了设计和研发的质量和效率,有效的纠正了设计和研发过程中的瑕疵和失误,达到产品质量管理工作的作用和目的。 (2)方法二:在航空发动机设计研发过程中的过程细化控制方法。关于在航空发动机设计研发过程中的过程细化控制方法的阐述和分析,本文主要从两个方面进行阐述。第一个方面是在航空发动机设计研发过程中过程控制出现的问题。第二个方面是在航空发动机设计研发过程中的过程控制具体方法。下面进行详细的分析和阐述。①阐述在航空发动机设计研发过程中过程控制出现的问题。关于航空发动机设计研发中出现的问题,主要有四个问题。第一个问题是在设计研发的过程中对于设计文件和设计图纸没有有效的控制和管理。第二个问题是设计过程中的相关数据没有能够有效的跟进或者求解,导致了设计的相关重要数据没有源头,给设计的引用造成了困难。第三个问题是设计过程中的数据没有有效的大范围的共享,让设计处于一种不交流的状态。第四个问题是设计过程中的相关数据的统计相率过低,对于产品的升级创新不利。②阐述在航空发动机设计研发过程中的过程控制具体方法。根据存在的问题,有效利用计算机网络平台,设计开发出工作输出管理系统、外场跟飞信息管理、现场问题处理管理系统,作为过程控制的细化手段,实现科研过程中工作输出、外场跟飞、现场问题处理过程记录和控制,并且实现资源共享,创造良好的沟通渠道。③方法三:在航空发动机设计研发过程中的技术状态管理方法。技术状态是指在技术文件中规定的并在产品中达到的物理特性和功能特性。技术状态管理是应用技术和行政管理手段对产品技术状态进行标识、控制、审核和纪实的活动。④方法四:在航空发动机设计研发过程中的质量管理平台的建设和应用。实践证明,质量控制细化有利于产品质量的提高。但要实现在更大范围内对发动机设计工作的质量控制方法进行细化以全面提高设计质量,作为基层质量管理人员,首先应该更加深刻学习理解质量管理体系包含的具体要求,才能更好的运用管理方法指导科研工作。 作者:李英伟 单位:中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 航空发动机论文:航空发动机设计过程中的质量管理探讨 一、简要叙述航空发动机设计和研发过程中的质量管理的概念 质量控制在字面上的解释就是为了保障产品的质量而进行或者实施的一些办法和活动。质量管理最主要的方式就是对设计研发的结果进行监督和控制,能够有效的保障设计和研发的结果达到相关行业的标准或者是国家相关的标准,这种方法是提高设计航空发动机的一种切实可行的办法和途径。本文阐述的质量管理有一个非常明确的对象,就是航空发动机设计研发的全过程。质量管理的最终目的就是有效的防止或者预防产品在设计研发和制造过程中可能存在的隐患或者缺陷。质量管理就是应用相关的技术办法或者其他的方法规避设计和生产过程中的质量问题,最大限度的保障航空发动机的质量和品质。质量管理在贯穿航空发动机的设计研发全过程的同时,还会涉及到产品在研发过程中的成本问题和质量问题及进度问题。好的质量控制就是要把握住设计和研发提升质量的根本问题,只有这样质量控制工作才能够事半功倍。本文通过实际的工作经验出发,通过阐述质量灌流体系的建立过程中的相关内容来对质量管理工作作更加深入的介绍。在质量管理工作进行的过程中,如何细化质量的管理过程才能够有效的保障航空发动机的设计质量和生产质量。在航空发动机的设计研发过程中,通常会发现很多的技术问题和技术失误,这种情况下就只有将质量管理应用到研发和设计之中,这样才能够有效的保障设计和研发的正确性和科学性。质量管理工作的质量直接的影响着航空发动机设计和研发的质量,也间接的影响了发动机的制造质量。航空发动机事业的发展和创新需要技术的革新和研发的革新,更加的需要质量管理工作的帮助。 二、简要叙述航空发动机设计和研发过程中,细化质量管理和提升设计研发质量的具体方法 关于航空发动机设计和研发过程中,细化质量管理和提升设计研发质量的具体方法的阐述和分析,本文主要从四个方面进行阐述。第一个方面是在航空发动机设计研发过程中查找可以细化的工作方法。第二个方面是在航空发动机设计研发过程中的过程细化控制方法。第三个方面是在航空发动机设计研发过程中的技术状态管理方法。第四个方面是在航空发动机设计研发过程中的质量管理平台的建设和应用。下面进行详细的阐述和分析。 (1)方法一:在航空发动机设计研发过程中查找可以细化的工作方法。我们经过专业的质量管理人员的介入和参与,能够有效的收集和细化设计研发过程中的相关参数和数据,我们要想办法细化相关参数的查找方法,适当的补充质量管理和质量控制的方法。我们可以将相关的重要参数和数据作为一种特殊的资料进行特殊保存,这样就会有效的节省参数的查找时间,保障了保存数据的唯一性和科学性。提升了设计和研发的质量和效率,有效的纠正了设计和研发过程中的瑕疵和失误,达到产品质量管理工作的作用和目的。 (2)方法二:在航空发动机设计研发过程中的过程细化控制方法。关于在航空发动机设计研发过程中的过程细化控制方法的阐述和分析,本文主要从两个方面进行阐述。第一个方面是在航空发动机设计研发过程中过程控制出现的问题。第二个方面是在航空发动机设计研发过程中的过程控制具体方法。下面进行详细的分析和阐述。①阐述在航空发动机设计研发过程中过程控制出现的问题。关于航空发动机设计研发中出现的问题,主要有四个问题。第一个问题是在设计研发的过程中对于设计文件和设计图纸没有有效的控制和管理。第二个问题是设计过程中的相关数据没有能够有效的跟进或者求解,导致了设计的相关重要数据没有源头,给设计的引用造成了困难。第三个问题是设计过程中的数据没有有效的大范围的共享,让设计处于一种不交流的状态。第四个问题是设计过程中的相关数据的统计相率过低,对于产品的升级创新不利。②阐述在航空发动机设计研发过程中的过程控制具体方法。根据存在的问题,有效利用计算机网络平台,设计开发出工作输出管理系统、外场跟飞信息管理、现场问题处理管理系统,作为过程控制的细化手段,实现科研过程中工作输出、外场跟飞、现场问题处理过程记录和控制,并且实现资源共享,创造良好的沟通渠道。③方法三:在航空发动机设计研发过程中的技术状态管理方法。技术状态是指在技术文件中规定的并在产品中达到的物理特性和功能特性。技术状态管理是应用技术和行政管理手段对产品技术状态进行标识、控制、审核和纪实的活动。④方法四:在航空发动机设计研发过程中的质量管理平台的建设和应用。实践证明,质量控制细化有利于产品质量的提高。但要实现在更大范围内对发动机设计工作的质量控制方法进行细化以全面提高设计质量,作为基层质量管理人员,首先应该更加深刻学习理解质量管理体系包含的具体要求,才能更好的运用管理方法指导科研工作。 作者:李英伟 单位:中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 航空发动机论文:航空发动机焊接工艺分析 盘轴类转动件的使用条件苛刻,因此在采用焊接工艺进行连接时,对焊接质量提出了更高的要求。用于焊接式盘轴类转动件的焊接技术除了要满足变形小、无氧化、高强度以及高的焊接尺寸精度等要求外,还应针对商用航空发动机长寿命、高可靠性的特点,保证高的工艺质量稳定性要求。目前,电子束焊和惯性摩擦焊是商用航空发动机盘轴类转动件进行连接采用的主要焊接工艺。本文介绍了电子束焊和惯性摩擦焊工艺在盘轴类转动件的应用情况,并分析、对比了焊接工艺及焊接接头的组织与性能。 1盘轴类转动件中的主要焊接工艺 电子束焊和惯性摩擦焊在国内外先进航空发动机盘轴类转动件中已经有比较成熟的应用,采用上述焊接工艺进行连接的盘轴类转动件主要有:风扇盘、压气机盘/毂筒、涡轮盘轴组件。表1列出了电子束焊和惯性摩擦焊在国外先进商用航空发动机盘轴类转动件中的应用情况。由表1可知,国外在进行先进航空发动机盘轴类转动件的焊接工艺设计时,对电子束焊和惯性摩擦焊这两种焊接方法有不同的选择。其中,GE公司最先对转动件采用惯性摩擦焊,其发动机中绝大部分转动件,包括风扇盘、压气机转子、涡轮盘轴组件等采用惯性摩擦焊;R.R.公司主要采用电子束焊,但随着压气机压比及出口温度的增加,同时压气机末级盘采用粉末合金,R.R.公司也开始选用惯性摩擦焊,并建立了2000t的惯性摩擦焊生产线,在Trent1000发动机高压压气机转子、涡轮后短轴和涡轮盘转子组件上均采用了惯性摩擦焊;P W公司对使用温度较低的转子部件主要采用电子束焊。 2盘轴类转动件的焊接工艺性分析 材料的可焊性是焊接工艺性分析最重要的考虑因素,针对盘轴类转动件中常用的材料,包括Ti17、IN718等,其电子束焊和惯性摩擦焊的可焊性均较好,可以获得满足设计需求的焊接接头。但是,随着新型高温合金、粉末合金(如U720Li、Rene'88DT、RR1000等)在转动件中的逐步应用,尤其对于异种材料的转动件,电子束焊工艺难以获得满意的焊接接头,主要原因是:(1)新型高温合金中,含有高体积百分比的γ'强化相,成分复杂,熔焊时容易形成结晶裂纹、热影响区液化裂纹和应变时效裂纹,而且这一问题随着γ'相含量的增加而趋严重;(2)异种材料之间的焊接由于组织、熔点、热导率、热膨胀系数等的差异,在熔焊过程中会引起某些化学成分的扩散,造成组织偏析,并可能产生较大的热应力,造成裂纹等缺陷;(3)由晶界液化而产生的微裂纹难以避免,而且难以通过无损检测方法检查出来。惯性摩擦焊的焊接过程是固相焊接,很好地避免了熔化焊过程中产生的裂纹问题和质量检测问题,因此,针对高温盘轴类转动件的同种/异种新型高温合金的连接,惯性摩擦焊成为目前唯一可行的方法。正是由于在Trent1000发动机中应用了RR1000粉末高温合金这种新型高温合金,R.R.公司采用了惯性摩擦焊工艺连接盘轴类转动件。另外,在先进航空发动机盘轴类转动件的结构设计中,为了实现减重和降低成本的目的,异种材料的焊接,尤其是新型高温合金的异种材料连接,成为航空发动机中盘轴类转动件之间进行连接的新形式。GE公司已将异种材料的惯性摩擦焊应用于GE90发动机的盘轴类转动件中,该发动机压气机8~10级毂筒中,既有IN718与Rene'88DT异种材料的焊接,也有Rene'88DT同种材料的焊接。R.R.公司也对U720Li、RR1000新型高温合金相关同种材料以及异种材料的惯性摩擦焊工艺进行了研究。可以看出,对于普通的钛合金、高温合金等盘轴类转动件的焊接,采用电子束焊或惯性摩擦焊都是可行的焊接方法。但针对新型高温合金,尤其是新型高温合金异种材料之间的连接,惯性摩擦焊是目前实现转动件焊接唯一可行的方法。 3电子束焊和惯性摩擦焊接头的组织与性能对比 电子束焊和惯性摩擦焊的焊接机理不同:电子束焊是熔化焊接,而惯性摩擦焊是固态焊接。因此,两种焊接工艺对焊接接头的组织状态、晶粒大小和接头性能也会产生不同的影响。 3.1钛合金焊接接头的组织与性能对比 航空发动机盘轴类转动件常用的钛合金主要为Ti-6Al-4V、Ti17、Ti6246、Ti6242等,其主要应用的盘轴类转动件为风扇盘和压气机低温端。对于钛合金,采用电子束焊和惯性摩擦焊两种方法获得的接头组织不同,但接头性能差别不大。以转动件中常用的α-β型Ti17合金为例,其电子束焊接头的焊缝区显微组织中β相基体上分布着细长针状α相,β晶粒尺寸为50μm~120μm;热影响区显微组织与母材组织一致,平均晶粒尺寸约为180μm[1]。惯性摩擦焊接头为细晶的锻造组织,热影响区组织为α+β相,并且β相呈针状均匀分布在α相的基体上,与母材组织相同,焊缝组织为细小的等轴晶,晶粒度小于母材[2]。Ti17合金的电子束焊和惯性摩擦焊的接头组织相差较小,其接头性能也差别不大:Ti17合金电子束焊接头的抗拉强度和缺口敏感性均高于母材;其惯性摩擦焊接头强度稍高于或等于母材强度,塑形略低于母材,接头疲劳性能与母材相当。因此,在航空发动机钛合金盘轴类转动件焊接结构中,电子束焊和惯性摩擦焊的应用均非常广泛。 3.2高温合金焊接接头的组织与性能对比 在商用航空发动机盘轴类转动件中,应用最为成熟的高温合金是IN718合金,随着航空发动机压比的提高,对盘轴类转动件的使用温度和性能提出了更高要求,因此,新型高温合金U720Li、Rene'88DT、RR1000等成为高压压气机高温端的重要材料。 3.2.1同种高温合金的电子束焊和惯性摩擦焊 (1)IN718合金。针对成熟盘轴类转动件中的IN718合金,国内外分别对其电子束焊和惯性摩擦焊接头的组织和性能进行了系统深入的研究。在焊接过程中,电子束焊的焊缝区的温度达到母材的熔化温度(约1300℃),因此,电子束焊接头的组织会发生较大的变化;惯性摩擦焊焊缝则是在强大的摩擦压力和扭矩的联合作用下形成的,热变形金属的动态再结晶过程进行得相当剧烈而充分,其晶粒组织呈细小均匀的等轴晶特征,同时由于焊接时间很短,致使动态再结晶过程充分而动态回复不足,最终得到细晶和超细晶组织。一般来说,在IN718合金母材晶粒度相同的情况下,电子束焊接头为粗大的铸造枝晶组织,晶粒会达到20μm~30μm,而惯性摩擦焊的焊缝组织为锻态组织,晶粒度为10μm~20μm。另外,电子束焊接头的热影响区在焊接过程中的温度一般会达到700℃~1200℃,即热影响区处于热处理状态,晶粒长大使其成为接头的最薄弱环节;而惯性摩擦焊热影响区很小,且不存在晶粒长大现象,因此对焊接接头性能无明显影响。由于焊接接头的组织差别较大,IN718合金在采用不同焊接方法后,其性能也有较大区别。电子束焊接头由于组织粗大,通常其拉伸性能、断裂性能、高温断裂韧度均低于母材[3-5]。而IN718合金在惯性摩擦焊过程中γ'强化相在邻近焊缝处溶解,并不会发生沉淀,其接头的组织仍是与母材相同的锻态组织,同时晶粒度与母材相近,因此,其接头的强度、塑性、显微硬度和高温持久性能一般接近甚至高于母材[6-7]。可见,IN718合金的电子束焊和惯性摩擦焊接头在组织上存在较大差异,电子束焊接头的粗大组织造成其接头性能低于母材,而惯性摩擦焊接头的细晶组织使得其性能接近甚至高于母材。(2)新型高温合金。由于电子束焊是熔化焊过程,而新型高温合金(U720Li、Rene'88DT、RR1000)中γ'强化相的体积百分比比较高,因此在电子束焊的熔化过程中容易产生各种裂纹缺陷,而惯性摩擦焊过程是固相焊接,通过发生塑性变形和流动进行连接,不会产生熔化,因此不会产生电子束焊接出现的缺陷问题。MTU公司开展多年的粉末冶金高温合金惯性摩擦焊工艺研究,研究结果表明:惯性摩擦焊是焊接粉末高温合金的最佳工艺方法,其中Udimet700、Waspaloy、IN100和Rene'95粉末高温合金焊接接头的力学性能接近母材或与母材等强。近几年,国外先进航空发动机公司针对盘轴类转动件的设计需求,联合各高校对U720Li、RR1000、Rene'88DT、IN718等高温合金同种材料之间的惯性摩擦焊进行了广泛的研究。研究表明:U720Li、RR1000高温合金在进行惯性摩擦焊时,由于发生溶解的γ'强化相在冷却过程中发生大量沉淀,使得其在热影响区的硬度和屈服强度较高[8]。在国内,针对新型粉末高温合金FGH96的惯性摩擦焊工艺尚处于研究阶段。目前的研究结果表明,FGH96惯性摩擦焊接头的拉伸曲线与母材基本相同;焊接接头常温拉伸的断裂位置在接头热影响区细晶组织和粗晶组织的结合处,其断裂方式为韧性断裂[9]。 3.2.2异种高温合金的电子束焊和惯性摩擦焊 为了追求高的压气机效率,先进航空发动机的压气机末级已开始采用新型高温合金、粉末合金,因此异种材料的焊接结构成为必要的结构形式。在先进航空发动机盘轴类转动件中,异种高温合金之间的连接主要涉及到IN718合金和新型高温合金之间进行的连接。由于新型高温合金中γ'强化相的体积百分比较高,成分复杂,异种材料之间的组织和物理性能方面存在较大差异,电子束焊可焊性较差,缺陷不易检测,接头性能不能满足设计需求,因此,针对异种高温合金转动件,惯性摩擦焊成为唯一可行的焊接方法。从国外的研究结果中可以看出,U720Li+IN718、RR1000+IN718异种材料之间的惯性摩擦焊可焊性良好,其焊缝中无微小孔洞、微小裂纹和明显的扩散现象[10]。U720Li+IN718惯性摩擦焊接头性能一般高于较弱的母材,低于较强的母材,例如:其焊接接头的屈服强度、650℃的疲劳性能高于较弱的母材IN718,低于U720Li;650℃的延伸率高于U720Li,低于IN718[11]。RR1000+IN718惯性摩擦焊接头在焊后热处理后,硬度高于IN718和RR1000母材,但由于晶界的氧化,裂纹的扩展速率较母材高[12]。 4围绕商用航空发动机盘轴类转动件需开展的焊接工艺研究 电子束焊和惯性摩擦焊作为商用航空发动机盘轴类转动件制造的重要焊接工艺,已经成功应用于国外多种先进商用航空发动机型号,同时,国外不断开展对新材料和新结构焊接工艺的研究,积累了大量试验数据。国内在这方面仍存在较大的差距,不能完全满足商用航空发动机的研制需求,需要从以下两个方面进行系统研究。(1)新材料/新结构焊接工艺的研究。随着国内大客发动机研制项目的开展,盘轴类转动件需要采用新材料和新结构以满足商用航空发动机长寿命、高可靠性和低成本等设计要求。但由于国内针对新材料和新结构的焊接技术研究基础较为薄弱,因此需要尽快针对新材料(如新型钛合金、高温合金、粉末合金)开展相关焊接工艺研究,包括可焊性研究、组织与性能研究、焊前/焊后热处理制度研究等。(2)焊接接头性能数据的测试。盘轴类转动件的载荷条件严苛,根据商用航空发动机盘轴类转动件的使用条件,主要对焊接接头的以下性能,包括拉伸、冲击、扭转、蠕变、持久、疲劳等性能有明确要求,并且需要通过对焊接接头进行断裂韧性、裂纹扩展等性能的分析,对焊接结构进行寿命预测。国内目前针对盘轴类转动件焊接接头的性能数据测试不充分,需要系统地进行接头性能数据的测试,为焊接结构的设计提供数据支持。 5结束语 电子束焊和惯性摩擦焊作为商用航空发动机盘轴类转动件制造的重要工艺,已经成功应用于国外多种先进商用航空发动机型号。随着我国大客发动机研制项目的展开,对盘轴类转动件的焊接工艺提出了长寿命、高可靠性等更高的要求,尤其是新材料在大客发动机转动件中的应用,需要加快焊接技术的研究,实现焊接技术在大客发动机盘轴类转动件中的工程化应用。 作者:张露 韩秀峰 王伦 单位:中航商用航空发动机有限责任公司 航空发动机论文:航空发动机技术及运用透析 本文作者:尹正杨海成工作单位:西北工业大学 发动机装配技术状态数据模型的概念 针对航空发动机型号,现有的PDM技术已经可以较好的对其进行技术状态管理。由于实际装配中,单台航空发动机技术状态强调可追溯性,即对于每一台发动机在排故、维修、大修时需要明确其装配技术状态历史,就必须对单台发动机进行装配技术状态管理。进行单台发动机装配技术状态管理的基础是结构化的数据模型,装配环境下的技术状态数据可以分为三大部分:物料信息、工艺信息与检验信息。这里的物料信息是指产品基本信息及组成产品的各种零/组/部件的信息;工艺信息是指装配各级物料节点所执行的工艺/工序/工步的信息;检验信息是指执行装配的关键项进行检验,具体表现为相对应的检验项的规定值与实际值。物料信息、工艺信息、检验信息都可表示为树形结构。它们间也具有复杂的对应关系,其中包括:工艺与部件或组件对应、检验表与工艺对应、检验项与工序对应、子检验项与工步对应等。由于航空发动机的多装多试的特点,单台发动机在其生命周期的多次装配中会频繁的发生物料信息、工艺信息和检验信息的改变,集中表现在由于串换件、寿命件的到期等,发生各级物料(部件/组件/零件)的变化;由于采用不同版次的工艺、针对个别发动机装配下发的技术文件、技术通知、工艺更改单等会产生工艺信息的变化;物料或工艺信息改变同时也伴随产生了检验信息的变化。因此单台发动机的装配技术状态不仅与同型号同批次的其他发动机的技术状态不同,在其生命周期内本身的技术状态也随时间变化。所以,航空发动机装配技术状态数据模型必须包含两个方面,从空间上说,要用尽可能用简单的模型表示出错综复杂的物料、工艺、检验信息的对应关系;从时间上说,要准确地刻画出发动机装配技术状态随时间变化的情况。 应用举例 该模型已经应用于“航空发动机装配现场综合管理系统”,装配技术状态管理是它的一个重要功能。现以某航空发动机为例,在它的产品制造和应用阶段,已经历过新机一装、新机二装、第一次维修的维修一装、第一次维修二装,共四次装配,其间伴随着该发动机物料、工艺和检验信息的改变,用本文所提模型记录了每次的装配技术状态。通过关于时间的查询,可由记录模型得到发动机的技术状态快照,快照反映了距此前最近一次装配结束时单台发动机的物料、工艺和检验信息。图5上半部分反映了该发动机装配技术状态沿时间轴的演变,下半部分三行分别反映了三个时间点发动机物料状态,工艺状态、检验状态。 航空发动机论文:当代航空发动机的燃油管理 本文作者:赵小勇工作单位:中国民航飞行学院四川绵阳民航飞行学院 为了保证飞行安全并同时提高营运的经济性,本文简要从航空汽油的基本知识、活塞发动机飞机在不同飞行阶段中燃油使用技巧和几种常见的不正常燃烧工作情况下的处置方法和程序进行分析和介绍。 1航空汽油的概念 目前,所使用的航空燃料主要有两大类:航空汽油和航空煤油,分别适用不同类型的飞机发动机,航空汽油是用在活塞式航空发动机的燃料。 1.1航空汽油的辛烷值 燃料当中,有一种抗爆性很强的燃料,叫异辛烷,将它的辛烷值规定为100,还有一种抗爆性很弱的燃料,叫正庚烷,辛烷值规定为0。将这两种燃料按不同的容积比例混合,这些燃料就具有不同的抗爆性。辛烷数是指混合燃料中异辛烷所占容积的百分数。航空汽油的辛烷值是由试验比较法确定的。将被测定的汽油和上述按某种比例混合燃料的余气系数调整到1,如果它们都使用同一台发动机在相同的压缩比下发生爆震,就说明两种燃料的抗震性相同,混合燃料的辛烷数就定为被测定汽油的辛烷值。余气系数为1的混合气相对于发动机来说,是相对贫油的范围,因此,辛烷值可以表示发动机贫油时的抗爆性。 1.2航空汽油的级数 航空汽油富油时燃料的抗爆性是用级数来表示的。将被测定汽油和纯异辛烷分别作为同一台增压发动机的燃料,将两种燃料混合气的余气系数都调整到0.6,增加进气压力,直到发动机刚发生爆震时记下汽缸的平均指示压力。若发动机用纯异辛烷工作,记得的平均指示压力为20kgf/cm2;若发动机用被测汽油工作时,平均指示压力为26kgf/cm2,那么该汽油的级数为:26/20×100=130。从以上介绍中,可以看出辛烷数和级数越高的航空汽油抗爆性越好。但我们在使用中必按发动机的要求加相应标号的燃油,以保证正常工作。 2活塞式发动机飞行过程中的燃油管理 2.1飞机启动 对于冷发启动的发动机,由于温度低,燃油的汽化质量较差,启动前注油时应当适当地多注一些燃油。在热发下,发动机机舱温度较高,管路中的燃油易汽化并进入进气总管。因此,可能需要稍微“加注”一些燃油以便使喷嘴管路有油,并使发动机在开始转动后能够继续运转。2.2地面滑行在地面小转速滑行时,我们一般采用适当将混合比调贫油的办法,以避免火花塞被污染。 2.3起飞 发动机大转速工作状态,一般用于飞机起飞、爬升和复飞。此时,余气系数应为最大功率余气系数,一般设置为0.85左右。既可以保证发动机输出较大功率,同时较为富油的混合气也可防止发动机过热。当发动机在最大功率状态下工作时,单位时间产生热量最多,发动机温度很高;同时发动机各机件承受的负荷也最大。因此,起飞工作状态连续工作时间一般不能超过5分钟。 2.4爬升 飞机爬升阶段一般采用最大连续工作状态。下面,以赛斯纳(CESSNA)172为例,介绍活塞式发动机飞机在爬升过程中如何获取最好的爬升性能。为了获得性能、对外可视度以及发动机冷却的最佳组合,正常的航路爬升应以襟翼收上位、全油门以及大于最佳爬升率速度5~10节的速度进行。密度高度低于3000英尺,混合比应使用全富油,密度高度超过3000英尺时应调贫油,以获得更平稳的运转或最大转速。要获得最大爬升率,使用最佳爬升率速度。速度低于最大爬升率速度的爬升应在短时间内进行,以便改善发动机的冷却。 2.5巡航 为了保证巡航飞机的航程和续航时间,此时发动机功率通常选择较小,一般为额定功率的30%~75%。对具体发动机而言,在巡航功率设置上,发动机制造商都有其推荐的进气压力和转速值。在实际巡航时,当发动机的巡航功率设置好后,根据飞行的实际需要,还可通过发动机混合比杆设置发动机的最佳功率状态或最佳经济状态,以进一步发挥发动机的性能,具体方法见各飞机的《飞行手册》。除了功率设定以外,恰当的调贫油技巧也有助于增大航程。为了实现所推荐的燃油消耗,应使用排气温度(EGT)指示器来对混合比调贫油,在最高排气温度时,可以提供最佳燃油经济性。 2.6下降阶段与进近着陆阶段 飞机的下降阶段与进近着陆阶段一般都采用小转速或慢车状态。发动机小转速或慢车状态工作时,混合气较为富油,发动机温度较低,电嘴容易积炭;同时发动机工作的稳定性较差。所以,应适当调贫油或尽可能缩短该状态的使用时间。 2.7关于转换油箱供油 对于无交输供油装置的燃油系统,巡航飞行时应交叉左、右油箱的燃油,不能在一侧油箱的燃油用完后再转换到另一侧的油箱,这样极易造成供油中断。装有电动增压泵的还应将打开以保证供油稳定。在起飞、着陆阶段或低空飞行时,不要进行不必要的油箱转换,转换时,有电动泵的应该打开电动泵。 3常见的不正常燃烧和工作情况以及处置方法 3.1爆震 在一定条件下,汽缸内混合气的正常燃烧遭到破坏而在未燃混合气的局部出现具有爆炸性的燃烧,叫做爆震燃烧,简称爆震。我们可以通过以下现象来判断爆震的产生:A.发动机内出现不规则的金属敲击声,这是由爆震冲击气缸内部组件所致。B.排气总管周期性的冒黑烟。C.发动机剧烈振动工作不稳定。D.发动机功率显著减小,转速下降。E.缸局部温度急剧升高,活塞气门等机件过热或烧毁。如果发动机一旦发生爆震,应果断采取措施。首先,把变矩杆前推,使其变小矩,减轻螺旋桨负荷,加大发动机转速,其次,后拉油门杆,减小进气压力,这样混合气的充填量减小,降低了压缩气体的温度与压力;再次,加强发动机散热,通过这些措施可减弱或消除爆震。如果发动机被严重损害,不能继续正常工作时,应果断进行迫降。 3.2早燃 压缩过程中,如果在电嘴跳火以前,混合气的温度已达到着火温度,混合气就会自行燃烧。这种发生在点火以前的自燃现象,叫做早燃。引起发动机早燃的原因主要是汽缸头温度过高和汽缸内部积炭。早燃发生后,发动机功率减小,经济型性变差。对多气缸发动机,如果某些汽缸发生早燃,因曲拐机构受力不均匀,会引起发动机强烈振动。若发动机在小转速时发生早燃,此时曲轴转动惯性较小,过大的燃气压力将会引起曲轴倒转,损坏机件。从早燃发生的特点来看,对于刚停车的热发动机,不能随意扳动螺旋桨。因为此时发动机汽缸头温度还很高,如果扳动螺旋桨,汽缸中残余的混合气受压缩后可能自燃,使螺旋桨转动起来,有伤人的危险。 3.3过贫油燃烧 如果混合气的余气系数a 1.1,则为过贫油燃烧。过贫油燃烧时的现象:A.发动机功率减小,经济性变差。B.汽缸头温度降低。C.发动机振动。D.排气管发出短促而尖锐的声音。E.汽化器回火。防止过贫油燃烧,除了正确调整贫富油设置以外,还应注意发动机在低温条件下启动时,由于温度低,汽油不易汽化,混合气容易过贫油,易回火,所以发动机低温启动注油应稍多些。一旦发生汽化器回火,应立即前推油门杆开大节气门,使进气气体流速增加,将火焰吸入汽缸,消除回火。 3.4过富油燃烧 如果混合气的余气系数a 0.6,则为过富油燃烧。混合气过富油燃烧的现象是发动机功率减小,经济性变差,汽缸头温度降低。过富油混合气也存在混合不均,富油程度不一致。最终使汽缸内燃气压力大小不等,也会引起发动机振动。但过富油燃烧与过贫油燃烧比较,过富油燃烧也有其不同的现象:A.汽缸内部积炭,使发动机功率减小,经济性变差,严重时还会导致发动机故障。B.排气管冒黑烟和“放炮”。防止过富油燃烧,除了正确调整贫富油设置以外,还应注意在飞行中,若收油门过猛,此时节气门迅速关小,空气量骤然减少,而燃油量因系统惯性使其减小滞后,容易造成暂时的混合气过富油,而发生排气管“放炮”现象。所以操纵油门要柔和。 4结语 燃油管理与航空安全有着非常密切的关系,良好的燃油管理能使发动机稳定、可靠地工作,并能充分发挥发动机性能和保证飞行安全。作为飞行员,严格按照要求进行燃油管理和正确应对各种因燃油管理出现特情是不可或缺的飞行技能之一。因此,对燃油管理进行充分的学习和训练是保证飞行安全的基础。 航空发动机论文:航空发动机的砂铸工艺研究 本文作者:孙野宗学文李涤尘工作单位:西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 快速成型(RP)是20世纪80年代产生的一种先进制造技术,其成型原理是利用CAD模型的分层数据信息,进行分层制造并层层累积来制作零件。该技术的最大特点是成型速度快,不受零件复杂程度制约,形状越复杂,越能体现出该技术的优越性[1]。快速砂铸技术结合了快速成型和砂型铸造,该技术利用光固化成型(SL)制作出树脂件模具,代替传统木模或金属模,通过填砂制芯得到砂型/芯,最后组合砂型,合箱浇注得到金属铸件。快速砂铸技术能充分发挥快速成型技术的复杂形状制造、成型周期短、成型精度高,以及砂型铸造的制造成本低、工艺灵活性大、材料适用种类广泛的特点,通过快速制模结合砂型铸造实现更换材料的目的,大大提高了复杂铸件生产效率并获得高精度的铸件,为快速响应市场需求奠定了基础[2]。 1快速砂型铸造工艺流程 1.1铸件工艺分析及参数设计本文涉及某小型航空发动机的铝合金部件———缸体的快速砂铸工艺研究。其三维数模如图1。最大外形尺寸为114mm×114mm×88mm,主要壁厚约6.5mm,散热片结构的平均壁厚为1.5mm。其外形结构较为复杂,关键尺寸(缸体内圆直径、总高)精度要求达到CT6以内。同时要求铸件特别是关键部位不允许有裂纹、缩松、缩孔、夹杂等缺陷。考虑到散热片结构的平均厚度很薄,且铸件质量要求高,同时结合铸件的外形结构及铝合金的流动性、凝固方式、气孔倾向等特点,决定采用低压底注式浇注的方法,并在铸件的底部设置4个圆柱浇口。同时确定一些铸造工艺参数,包括:铸造收缩率、工艺余量、最小铸出孔及槽、铸造圆角等。参数的确定过程:零件中的螺孔大径为5mm,通孔直径8.5mm,根据文献[3],决定将螺孔及通孔设定为不铸出孔。缸体顶端及底端平面要与其他零件装配以形成燃烧室,故参照GB/T6414-1999,确定其加工余量为2mm。缸体内壁要与活塞装配,以同样的方法选定加工余量为2mm。另外,一般生产中铝合金铸造收缩率为0.8%~1.0%,此缸体主要壁厚是6.5mm,且存在大量壁厚为1.5mm的散热片结构,故最终选择收缩率为 2分模设计 首先对零件分模并设计出该铸件对应的砂型。经综合考虑零件的形状结构,选择了多向开模,利用PRO/E设计出对应的砂型如图2。砂型共分为6部分,包括4个侧砂型及底座和顶盖各1个。结合砂型数模,再设计出对应的快速成型树脂件模具(即母模)以及填砂制芯所用的芯盒,如图3及图4。2.3树脂件模具及芯盒制作将设计好的树脂件模具的CAD模型导出成STL格式,再导入Magics软件进一步处理,包括加工位置的摆放、抽壳、加支撑等。全部处理完后将数据传输到快速成型机上进行加工制作。制作完成的树脂件,还需经过清洗、打磨等后处理才能投入使用。通常在制作树脂件时,为了降低成本,减少树脂的消耗,都会对制件进行抽壳处理。本例中需要注意的是,考虑到该零件存在大量薄壁散热片结构,其树脂件模具在脱模时会受到较大的脱模力,所以对其强度有较高要求,故未对模具进行抽壳处理。同时,选择好合适的材料,将设计好的芯盒板(如图4中所示)图纸交予厂家进行加工制作。2.4砂型/芯制作将树脂模具、芯盒组装好,在其工作表面均匀涂刷一层脱模剂并待其晾干。按一定比例向混砂机中加入原砂、呋喃树脂及固化剂,搅拌均匀后向芯盒中填砂。最后使用刮板将芯盒顶部冒出的树脂砂压实、刮平,并用长钉或卡片在适当位置扎出排气孔(槽)。把握好开模时间,待型砂固化后,开模取出砂芯。最后给砂型工作面均匀喷(刷)涂一层砂型铸造用涂料,降低其表面粗糙度,以提高铸件的表面质量[4]。制作所得的砂芯如图5。2.5浇注实验将处理完的砂芯与事先制作好的树脂砂浇道进行组合,再放入砂箱中,周围填满粘土砂并夯实。随后将整个砂箱吊装到低压浇注设备上,进行浇注。选择铝合金材料为ZL101A,浇注温度710℃,经历升液、充型、增压和保压等几个阶段共195s时间,浇注完成。待冷却到室温后,开箱取出铸件。 3铸件浇注缺陷控制 3.1浇不足缺陷及初步改进第1次浇注所得的铸件存在较明显的缺陷,主要是散热片结构出现浇不足。缺陷位置表面光亮平滑,首先想到的原因是,由于树脂砂透气性差且发气量高,而该组砂型本身没有设计专门的排气通道,所以浇注时产生了憋气。提出的解决办法是,在填砂制芯过程中,于4个侧砂芯壁上开出厚度2~3mm的连通型腔的排气槽。3.2浇注模拟及浇注工艺的进一步改进为保险起见,我们还使用铸造模拟软件ProCAST对缸体的浇注过程进行了模拟,所设置的边界条件尽量与实际情况相吻合。图6(b)显示了缸体充型的过程。由于所设置的浇口的位置关系,见图6(a),散热片结构的边沿部分总是4角先充满,中间部位最后充满。因而想到,缺陷不仅仅是因为憋气造成,还可能是因为金属液充型能力较差或冷却时间过早,散热片的边沿中部还未充满时,金属液就已经冷却凝固了。针对此情况,改进了原有的浇口,使之成为2条长条形浇口加两个圆柱浇口的形式,如图6(c)。同时使用ProCAST再次模拟该情况下的充型过程如图6(d)。可以看到散热片结构的4角部分和边沿中部几乎同时充满,消除了前后时间间隔,而且改进后的浇口能大大减小金属液的充型阻力。另外,我们还将这次的浇注温度提高到720℃,并适当增加浇注各阶段的压力。浇注后的结果如图7。可以看到,此次的铸件散热片结构全部充型成功。 4铸件精度控制及其尺寸精度评价 4.1铸件精度控制总结多次填砂造型及浇注实验,得出一些可能导致铸件精度误差的因素,并提出相应对策以减小铸件的精度偏差。这些因素包括:①SL模具制造误差;②SL模具与芯盒之间固定不牢靠;③芯盒本身的变形及加工误差;④砂型/芯组合装配误差。首先,受光固化成型机理的影响,成型出的制件的水平表面可能出现较大的翘曲变形。为了保证铸件的精度,在进行加工位置摆放时,应尽力避免树脂件的上述表面处于水平位置。其次,要尽量保证SL模具与芯盒之间的定位可靠性。因此,采用了模具与芯盒之间的销孔定位加螺钉紧固的方式。本例选择了不易变形且表面质量好的有机玻璃板制作芯盒。同时,应严格控制板材在各个方向上的尺寸精度,要求板材的加工尺寸精度在±0.1mm以内。最后,要确保砂型/芯之间的组合装配精度。采用了砂型之间台阶定位的方法。即砂型上的突出部分对应凹进部分。而砂型上的台阶正是由图4所示的芯盒侧板上的缺口所形成的。4.2铸件尺寸精度评价为评价快速砂铸工艺所能达到的精度水平,对这批缸体铸件共5件进行了关键尺寸的测量分析。具体步骤是:①用游标卡尺测量铸件上选定的关键尺寸,每个尺寸测量3次取平均值;②将测量均值与设计值比较,得到误差;③对照GB/T6414-1999中的铸件公差等级表找出对应的公差等级;④统计公差等级及其数量,分析结果。对选定的6项关键尺寸进行测量分析,所得结果统计后如图8。可以看到,80%的尺寸都在CT7以内,且没有超过CT9的尺寸,这与传统砂型铸造(小批量或单件生产、手工造型)所能达到的CT10~CT12相比,精度有很大的提高。 5总结 借助快速砂铸工艺实现了对复杂形状缸体零件的快速开发试制。除了介绍该铝合金缸体的快速砂铸工艺过程外,还提出并解决了两个关键问题,即铸件精度控制和铸件缺陷控制。对应措施可以总结为以下几条:①制作树脂件模具时尽量避免将重要表面水平放置;②保证模具与芯盒之间可靠的定位;③保证有机玻璃板芯盒的尺寸精度;④砂型/砂芯组合时要精准到位;⑤使用先进的数值模拟手段来预测可能出现的铸造缺陷并对工艺方案加以改进。 航空发动机论文:航空发动机的发展与形势解析 本文作者:侯敏杰刘冬根工作单位:航空发动机高空模拟航空科技重点实验室 0引言 航空发动机的气动热力学问题、机械系统问题、匹配性问题及控制规律问题等都必须通过高空台模拟试验进行充分的调试、验证。高空台是能在地面模拟航空发动机的空中工作环境条件,并获取发动机高空性能/特性的大型试验设备,是先进航空发动机自主研制必不可少的一种关键设备。一个没有高空台的国家,是不可能独立自主地研制出先进高性能航空发动机的。随着我国航空工业的蓬勃发展和航空发动机重大专项设立的顺利推进,对高空台的试验能力和高空模拟试验技术都提出了更高的要求。 1高空台的战略地位与重要作用 高空台是国家战略性资源,高空模拟是自主研制先进航空发动机必不可少的重要手段和工具,一个国家的高空模拟能力和技术水平已成为该国自主研制先进航空发动机能力和水平的一个重要标志。 1.1高空台是先进航空发动机研制不可或缺的重要手段和工具航空动力是集合了复杂气动、热力、结构和控制的高技术产品。由于航空动力技术的复杂性和研制的高风险性,特别是工作范围的不断扩大和设计指标的日益提高,包括概念研究在内的航空动力发展的每一个环节都离不开广泛而深入的研究与试验。目前,航空涡喷/涡扇发动机的飞行高度已达25~30km、最大飞行速度已达2.5~3.0倍声速,而且对机动性的要求也愈来愈高。这不仅使发动机的工作参数随飞行条件变化而急剧改变,而且发动机的部件性能、工作稳定性、共同工作特性、燃烧特性等也明显地受到飞行条件变化的影响。特别是高空低速、高空高速和低空高速条件下的发动机工作特性,已经与地面状态的性能大不相同,不能仅靠普通地面试车台上的台架试验结果通过传统的相似换算方法得到,而必须通过模拟真实空中工作环境条件下的试验来确定。另外,空中风车起动特性、燃烧室的稳定燃烧特性和点火特性、低雷诺数条件下的发动机工作稳定性等试验,在地面台上难以做到,需要在高空台上进行。据统计,一种新型发动机研制,需要占用3~4个高空舱,进行2000~4000小时甚至更多的高空模拟试验。航空发动机需要在高空模拟试车台上验证及解决的问题可分为:气动热力学、机械系统、匹配性和控制规律等四大类。在整机试验中,各种问题的耦合使航空发动机高空模拟试验更具复杂性。在高空台上调试、验证、探索发动机改进改型方案须有详细的部件特性的支持,以及整机仿真技术的支持,才能有效地提高高空模拟试验结果的置信度,而且整机仿真技术可以弥补高空台的试验缺陷或不足。在新型发动机的研制过程中,航空发动机高空模拟试验很重要,其相关的高空模拟试验技术支撑则更重要。通过合理、充分地安排航空发动机高空台试验,能够优化各部件空中匹配性能,确定空中工作包线,并大幅降低试验经费、大大缩短研发周期。高空台作为重要的获取空中工作参数以验证发动机部件匹配性能的地面设备,集设计、制造工艺、控制、测试、试验等多项工业技术和发动机技术于一身,具有不可替代的地位。 1.2高空模拟试验是航空发动机性能调试与技术攻关的最有效途径航空发动机研制是一个设计与试验的反复迭代过程。一台新型发动机的研制需要数千小时的空中性能调试试验。理论上说,该试验既可以在高空台上进行,也可以在飞行台上进行,还可以直接在原型飞机上进行飞行试验。但最有效的调试手段是高空台试验。首先,从飞机及其发动机的研制来看,通常要优先启动发动机的研究工作,因而新型发动机的研制过程中没有原型飞机可用。即使是飞机型号牵引主导的发动机研制项目,也不会有成熟可靠的原型机来进行高空性能调试试验。其次,用运输机或轰炸机改装的飞行台是发动机研制中的重要调试手段之一,但一般仅限于飞行高度低于11km、飞行马赫数一般低于0.85的范围;飞行台远不能满足飞行高度为25~30km、飞行速度为2.5~3.0倍声速的高性能发动机的性能调试需求。再者,地面高空模拟试验相对于空中飞行试验而言,参数测试能力、试验安全性和试验条件控制方面具有独特的优势,对发动机性能调试与技术攻关也非常关键。英国人曾统计过,发动机高空台性能试验一个月的工作量,相当于飞行试验300次起降,而高空模拟试验的每小时费用约为飞行试验费用的1/30~1/6。 1.3先进航空发动机的关键部件研发需要进行深入的高空模拟试验不仅在航空发动机的研制过程中需要大量的整机高空模拟试验,而且其部件的研发也要依赖于高空台,例如,加力燃烧室和优秀机的研发通常就需要在高空台上进行大量的研究试验。因为对于关键部件的高空特性,不能仅通过理论计算和普通试验来解决,而要建设专门的高空试验设备,其投资基本与一座高空台相当,因而通常会将此类试验安排在高空台上进行。据国外经验介绍,成功地发展一个高性能的加力燃烧室,一般要在高空飞行状态下进行2000小时左右的全尺寸加力燃烧室试验。 1.4航空发动机先进设计方法的有效性验证与新型航空动力研究都离不开高空试验当前,虚拟设计方法与仿真试验技术在优化试验方案和缩短试验周期方面取得了较好的效果,但这些先进方法和技术的开发与升级离不开大量的试验结果的支持,其有效性和应用范围的验证也离不开真实工作环境条件下的试验验证。为了满足飞机技术指标不断提升的要求,当前非传统新型航空动力的研发正如火如荼的进行着,尤其是飞行速度为3~5倍声速的飞行器动力的研究。而这些动力装置的研究,如用于邻近空间高超声速飞行器的涡轮冲压组合动力的研究,不仅要进行深入广泛的动力高空模拟试验,而且还要求在考虑飞行器与动力相互作用影响下的高空模拟试验,以及飞行器与动力一体化的高空模拟试验。可以毫不夸张地说,高空模拟试验测试的技术水平与能力决定了高超声速飞行器动力研究的进程。 2高空台的发展现状 自20世纪30年代世界首个高空台建成以来,其试验测试能力与试验测试技术随发动机发展而不断提升。当前世界上建有几十个高空模拟试验研究基地,有近百个高空试验舱。 2.1国外高空台发展现状 美国的高空台和高空舱数量占世界总数的一半以上。在高空模拟能力绝对占优的情况下,为适应进气道/发动机的相容性能问题和大涵道比涡扇发动机研制的高空性能/特性试验问题,不惜耗费6.5亿美元于20世纪80年代中后期建成了气源装机功率达450MW的巨型高空台ASTF。俄罗斯的高空模拟试验研究中心现有两个高空模拟试验基地、5个在用高空舱。俄罗斯早在20世纪90年代就着手筹建10m直径的巨型高空舱,以适应先进航空发动机研发的高空试验需求,其设备规模和试验能力仅次于美国,是欧洲最大的航空发动机试验基地。另外,英、法等国也有较为完备的高空模拟能力。不仅如此,日本、韩国和印度等国,随着经济实力的提升和发动机的自主研发,也于上世纪末和本世纪初开始建高空台。这些国家在不断提升高空台硬件能力的同时,更加大对高空模拟试验技术的研究。一方面探索新的试验与测试方法,开发新的试验科目,广泛使用和融入数值仿真技术;另一方面优化资源整合,比如美国于20世纪90年代将主要的高空模拟试验基地归入阿诺德工程发展中心(AEDC),使其高空模拟设备能力和技术水平遥居世界第一。总体上说,高空模拟试验技术,已从单纯追求发动机性能的高空性能试验、功能试验阶段,发展到追求综合高性能航空发动机的性能功能试验、适用性试验、耐久性试验、数字化与仿真试验、自动化与智能化试验等。 2.2我国高空台发展现状 我国于1965年开始高空模拟试验基地的自主建设工作,于1995年竣工并投入使用。我国高空模拟试验基地占地400亩、总装机功率220MW,其设备能力与水平居亚洲第一、世界第五。当前有4个高空舱,其直径分别为3.7m、3.0m、3.0m和2.0m,可承担海平面标准大气静止条件下空气流量120kg/s的涡喷、涡扇、涡轴、涡桨发动机的高空模拟试验,主要包括:高空校准试验、性能试验、功能试验、功率/推力瞬变试验、加力通/断试验、进气压力畸变试验、空中起动试验、高空风车特性试验、进气加温加压试验、高原/高温/低温起动试验等。高空模拟试验技术的研究与发展,源于发动机的研发需求。我国十分重视高空模拟试验与测试方法的研究,尤其是自1997年成立航空发动机高空模拟航空科技重点实验室以来,高空模拟试验技术的水平有了显著的提升,建立并完善了涡喷发动机高空模拟试验规范,解决了涡轴发动机和大流量收扩喷管涡扇发动机高空模拟试验的关键技术难题。我国当前的高空模拟技术研究主要在性能/功能试验和适用性试验技术方面,与美、俄的同类技术相比还有差距。 3我国高空台与高空模拟技术的发展方向 随着我国的航空发动机由测绘仿制向自主研制的转变,尤其是由航空大国向航空强国的转变,以及航空发动机重大科技专项的设立工作顺利推进,对高空模拟试验的技术和能力提出了新的要求,也为高空台的发展创造了新的机遇。 3.1我国高空台的发展要求 为适应国内发动机研究的整机试验条件保障需求,急需开展以下几方面的高空台能力的建设工作:涡喷、涡扇发动机高空模拟试验能力建设;涡轴、涡桨发动机高空模拟试验能力建设;大涵道比发动机高空模拟试验能力建设;自由射流试验能力建设;组合动力发动机高空模拟试验能力建设;航空发动机气动稳定性综合评定试验能力建设;加力燃烧室/主燃烧室高空模拟试验能力建设;辅助动力以及其他附件高空模拟试验能力建设。通过上述高空台能力的综合评估与建设,形成配套国内航空发动机与邻近空间飞行器动力自主研发需要的高空模拟设备,打造国际知名、世界一流的我国高空模拟试验基地。 3.2我国高空模拟技术的发展方向 航空发动机高空模拟航空科技重点实验室,经过15年的建设和发展,突破了多项高空模拟试验关键技术,形成了一系列较为成熟的高空模拟试验方法、测试方法与数据处理评定方法。为更好地适应当前国内航空发动机蓬勃发展和向航空强国发展的发动机高空模拟试验需要,迫切需要加大和深化以下几方面的高空台能力研究与建设工作。1)高空台飞行环境模拟技术高空台进气压力/温度模拟技术;高空台排气环境模拟技术;高原、高温、低温起动环境模拟技术;进气畸变及其他特殊要求使用条件模拟技术;自由射流高空模拟试验技术。2)高空模拟试验测试计量技术推力/功率测量与校准技术;燃油流量测量与校准技术;空气流量测量与校准技术;动温/动压测量与校准技术。3)发动机试验评定与仿真技术发动机性能试验评定技术;发动机功能试验评定技术;发动机与高空台建模与数值仿真技术;地面台、高空台、飞行台相关性。4)进气道/发动机匹配试验技术进气压力畸变试验与评定技术;进气温度畸变试验与评定技术;进气温度-压力组合畸变试验与评定技术;进气道与发动机联合试验技术;降稳因子分析与试验验证技术。通过对上述高空模拟试验关键技术的研究,形成配套国内航空动力高空模拟试验的技术和方法体系,可为国内先进航空动力的自主研发提供技术条件保障与支持。 4结束语 航空发动机固有的高复杂性和风险性,加之飞机战技指标不断提高,使得先进航空发动机研制仍然离不开大量试验的支持,高空台和高空模拟试验已成为当今航空发动机自主研制必不可少的重要手段和工具,并在一定程度上反映和决定着航空发动机的研制水平。为此,要真正突破飞机“心脏病”这个瓶颈,切实做好航空发动机的坚强后盾与技术后方,必须加强高空模拟试验能力建设和高空模拟试验技术研究,为我国在役、在研和预研发动机试验提供完备的技术支持。 航空发动机论文:航空发动机健康监管科技发展以及走势 1发动机介绍 据国际民航组织统计,在1988—1993年的6年间,由于发动机起火、发动机叶片出现故障、发动机脱离机翼等而发生的飞行事故多达34起。及时地监测和诊断系统故障可以有效避免事故的发生,以保证飞机的飞行平安。 本文围绕发动机健康管理,从故障诊断、故障猜测、性能评估和状态监控4个方面,阐述了航空发动机健康管理技术发展的目前状况和趋向。 2故障诊断技术 航空发动机故障诊断技术的发展经历了3个阶段。目前所处的智能诊断阶段,以知识处理为优秀,信号处理、建模处理和知识处理相融合。随着计算机、人工智能技术的发展,各种诊断算法得到了深入探究和广泛应用。 2.1遗传算法 航空发动机结构复杂、工作条件多变,故障机理和故障原因复杂,故障和征兆之间没有明显关系,各类故障的特征参数也不完全相同。采用数学解析方法和试验方法有时无法解决某些新问题。而遗传算法具有较高的并行处理信息和求解非线性新问题的能力,能够解决在寻优过程中轻易碰到的局部极小值新问题。 基于遗传算法的故障诊断技术通常采用概率因果模型得到发动机故障征兆和故障成因之间的关系,然后通过在遗传过程中所采用的选择、交叉、变异等自然选择方式,实现对发动机故障的分类和诊断,可以缩短诊断时间、提高诊断效率、减少运算量,在复杂故障诊断中具有良好的应用前景。 2.2小波分析和支持向量机技术 小波分析是1种先进的非线性分析方法,是通过比较在分解小波后的不同频带内信号盒维数的大小及其变化,来反映信号的不规则度和复杂度,刻画信号的非平稳性。航空发动机在发生故障时,常出现非线性等动力学特性,振动信号具有非平稳性。因此,小波分析可以有效地解决航空发动机故障诊断中的振动新问题。 支持向量机技术是专门针对小样本条件下的机器学习新问题而建立的新型学习机制,能有效解决小样本、高维数据和非线性新问题,可以消除由样本数目不足带来的过学习新问题,克服了神经网络中的合理结构难以确定和存在局部极小点的缺陷,具有较强的泛化能力和抗干扰能力。航空发动机各类故障样本通常难以获得,属于小样本、非线性新问题,因此,支持向量机技术在故障分类和状态识别中得到了有效应用引。 2.3粗糙集理论 在发动机故障诊断中,经常要处理高维的海量数据,同时会碰到先验性知识不能满足发动机诊断要求等新问题。概率论和模糊集等方法对此无能为力;而粗糙集理论可以解决这些新问题。 3故障猜测技术 3.1神经网络猜测技术 人工神经网络具有逼近任意非线性函数的能力和较强的泛化能力,在多变量猜测领域显示出了巨大的潜力和突出的优势。如猜测发动机复杂磨损的趋向,充分考虑多种因素(加油、补油、换油和非等间隔等),在实施多变量猜测方案时,采用神经网络建立多变量猜测模型,能够解决非等间隔的受加油因素影响的油样分析数据的建模和猜测新问题。 3.2时序分析猜测技术 时序分析理论是对1个平稳的时间序列,通过建立线性时序模型,以测量数据和偏离量为基础,进行多次拟合以确定加权系数,代人线性时序模型,进而进行猜测。影响航空发动机滑油成分含量的因素很多,包括发动机使用时问、取样时发动机的状态、发动机的磁堵、发动机的维修状况、滑油的更换等。因此,可以采用时序分析理论,根据已有历史数据,建立线性时序模型来猜测滑油成分含量,并和实际测量数据进行比较,从而确定是否需要维护发动机。 4性能评估技术 4.1粗糙集综合评估技术 发动机被监测参数较多,各参数所反映的发动机性能重要程度无法确切得知,因此很难合理确定各参数的权重系数。可以用粗糙集理论中属性的重要性来确定发动机各项参评性能因素的综合评判权重系数,最后进行权值化处理,得到各参评发动机性能参数的权值。该方法有效克服了传统定权方法的主观性,使评价结果更具客观性,提高了综合评判的准确性和有效性。 4.2层次分析(AHP)评估技术 发动机健康评估属于多目标决策新问题,需要运用系统工程理论的综合评估法。层次分析法是1种灵活、简便的多目标、多准则的决策分析方法。它将定量和定性分析相结合,把1个复杂的新问题按一定原则分而治之;根据新问题的性质和总目标,将新问题分解为不同的组成因素,并按照因素间的相互影响以及隶属关系,将各因素按不同层次组合,建立递阶层次结构模型。最终把系统分析归结为最低层(如指标层)相对于最高层(目标层)的相对重要性权值的确定或相对优劣的排序新问题,从而为决策方案的选择提供依据。 4.3多元联合熵评估技术 多元联合熵变是1个状态函数,只要系统状态一定,相应熵值就可确定。由于发动机系统和外界的能量交换不为零,加之各子系统的无序性,因此系统总熵的增减可以预示演变方向是良性的还是恶性的。通过计算发动机的熵值来判定发动机的性能状态,从而达到评估的目的。采用该理论对发动机的性能进行分析,其变化规律和浴盆曲线非常相似引。 4.4卡尔曼滤波评估技术 卡尔曼滤波器作为1种参数估计方法被广泛应用于发动机性能评估中。它通过含有测量噪声的发动机可测输出偏差量,估计性能蜕化量。卡尔曼滤波器在无传感器测量偏差时能准确诊断发动机的性能。但是,假如传感器存在测量偏差,仅仅依靠卡尔曼滤波器就无法得到正确的诊断结果。该技术经常和遗传算法等相结合,通过优化计算找出存在测量偏差的传感器,确定其偏差,并最终消除测量偏差对性能评估的影响。 5状态监控技术 开展发动机状态监控,可做到对故障早期发现、早期诊断和早期排除。发动机状态监测技术在对寿命、振动、性能的状态监测中得到了广泛应用。 5.1神经网络监控技术 在实际工作中,对发动机气动热力参数的监视是发动机状态监视的重点。通过对这些参数未来值的猜测,可以了解发动机性能衰退及故障情况。过程神经网络在解决这类新问题时具有独特的优势,在发动机状态监视的起动热力参数猜测中得到了应用,并取得了很好的效果。 5.2基于混沌理论和遗传算法的监控技术 利用混沌变量所具有的特征,可以将混沌状态的变量引人航空发动机各参数权值的寻优方式中。利用遗传算法和发动机实际工作(正常和故障时)数据,能够自动生成发动机各被监测参数的权系数,也可得到表征发动机性能的综合指数值。 6远程诊断和监控技术 航空发动机远程诊断系统是全球信息化的产物,也是航空发动机故障诊断领域的一个重要发展方向。系统能缩短收集设备状态、故障信息和诊断排故的时间,能有效地提高故障诊断的效率和精度,有利于航空公司的飞行管理,提高发动机维护水平和运行经济性。 在国内,南京航空航天大学、装备指挥技术学院、海军航空工程大学等在此方面进行了的探究。南京航空航天大学探究了发动机远程故障诊断的关键技术,提出了发动机远程故障诊断的体系结构,给出了诊断设备网络化设计的COM组件技术、远程故障诊断专家系统和协同诊断工作环境的技术方案。采用COM组件技术和网络数据库技术,实现了在Web服务器上进行知识的存储和推理。如图1所示。还于2001年,提出了基于WEB的航空发动机故障远程诊断的C/S和B/S模式下的系统模型,将WWW信息检索技术、数据库技术和故障诊断技术相结合,跨地域地将发动机使用单位及基层技术部门、生产厂商、管理部门、科研院所以及航空维修企业组织起来,共享诊断专家知识和各种专用监测诊断设备。其关键技术主要包括:基于Intemet的跨地域远程协作架构技术、网络环境下的诊断技术、计算机协同工作技术、中心站点及企业站点开放平台的保障技术、共享信息的标准化和规范化技术等。 装备指挥技术学院于2003年提出了以故障智能诊断和维修中心为优秀的三位一体的广域维修保障体系。 海军航空工程大学开发的基于Intemet和www的远程诊断系统,主要由分布于各地的航空发动机监测现场、局域网Intranet和Intemet、远程诊断中心和各诊断专家组成。系统主要完成发动机状态的在线监测、离线监测、大量信息数据的处理和传输,并完成诊断请求和反馈诊断结果。 但是,目前提出和开发的远程诊断系统大多数还只停留在试验室探究阶段,还存在以下的新问题: (1)将ACARS的飞行中无线传输信息用于实时故障诊断; (2)基于CORBA的并行远程故障诊断专家系统技术; (3)将知识挖掘技术应用于远程故障诊断专家系统,完善知识库。 7发动机健康管理技术发展趋向 7.1粗糙集诊断技术 反映发动机性能的大部分参数具有模糊性和连续性,而粗糙集只能解决离散的数据新问题,因此和其他理论和方法相结合是粗糙集诊断技术发展的趋向。 7.2故障猜测技术 故障猜测技术探究需要解决的新问题提前猜测故障发生的部位和等级以及发生的时问,在故障发生之前就排除。 7.3引入基于网格技术的分布式维修环境 网格技术的探究始于20世纪9O年代,是新1代信息处理设施,如图2所示。 网格的最大优点在于能够实现资源共享和人员协作。这一明显优点使得越来越多的系统尝试使用网格技术来构建所需的分布式环境。RR公司等单位和团体正在探究基于网格技术的分布式飞行器维护环境(DAME),这是1个应用网格技术解决飞行器发动机故障诊断、预告和维护的示范项目。 7.4远程诊断和监测技术实现实用化 发动机远程诊断和监测技术实用化是实现实时诊断、监测的必然要求,具体表现在:(1)现场采集结果需要进行进一步的分析;(2)小公司需要借助大公司的技术资源;(3)需要借助专家的经验;(4)需要得到发动机或有关零部件厂商的技术支持。 8结束语 发动机的健康是保证飞机飞行平安和机队按时出勤的根本条件。随着人们对航空平安关注程度的日益增强以及计算机技术的飞速发展,发动机健康管理的新技术、新方法取得了较大的进展。
产品质量管理论文:电子产品质量管理工作探讨 摘要:质量就是企业的生命,随着知识经济与管理创新的发展,市场竞争变得越来越激烈。如何更好的提高产品质量,达到顾客的满意度,决定着企业的生存和发展。而实现这一目标,最关键的环节就是企业必须建立和实施有效的质量管理体系,采取有力的质量控制措施来提高产品质量。本文首先论述了加强设计控制的重要性,接着阐述了电子产品质量与设计控制的关系,最后对如何进行设计控制进行了较为详细的说明。希望对相关人士有所帮助。 关键词:电子产品 质量 管理 探讨 一、前言 由于电子产品是与人们的日常生活与生命健康最直接相关的电子器具,因此它的质量是每一个电子生产企业与供应商都应当高度重视的问题。本文重点就电子产品质量管理工作进行了探讨,并对其在设计过程中,如何控制外部和内部的组织和技术接口提出了具体的方法和措施。以供相关人士参考。 二、电子产品设计控制的重要性 随着科学技术的发展,社会对产品的要求也愈来愈高。概括起来说即高精度、高可靠性、美观、耐用、安全等。我国由于生产工艺手段落后,历来把生产过程看成质量工作的重点。这种状况随着生产手段的改进和市场竞争逐步转变,应当抛弃以往重制造、轻设计的落后观点,把设计控制作为产品质量的首要环节。 三、电子产品设计和开发的计划管理 设计和开发的策划是指针对某设计和开发项目而建立质量目标、规定质量要求和安排应开展的各种活动。计划网络图是设计和开发策划的成果,是研制项目计划管理和质量管理的重要文件。计划网络图不仅应体现各阶段工作的时间计划节点,更重要的是以《研制工作程序》、《可靠性保证大纲》、《质量保证大纲》为依据,反映研制全过程的质量控制点和质量活动监控点。计划网络图应随着科研进度作动态管理、及时修改,同时,应明确上一阶段工作未达到要求不能转入下阶段,防止有缺陷的设计造成更大影响。 1、组织和责任落实 设计和开发活动应委派给具有一定资格的人员去完成。这是设计和开发的必备条件之一。组织不落实,没人去设计,开发只是空话。由不具备资格的人去设计,质量没保证,因此必须对设计人员进行任命。 2、设计和试验规范 现代的电子产品,一般由多个分系统或成百上千甚至上万个零部件组成,在设计这样的产品时,没有统一的设计、试验要求是不可想象的。“设计和试验规范”是开展产品设计和试验并以此作为控制和评价设计和试验工作的准则。 “设计和试验规范”是统称,根据产品复杂程度不同,有多种设计规范和试验规范,如“电信设计规范”、“结构设计规范”、“元器件选用要求”、“安全性设计要求”等。各种规范,按专业分工,分别由总体设计师或主管设计师负责编写,同时应对各级分系统设计师或分机设计师执行规范的情况进行监控,以保证全机设计的统一性。 3、控制新技术、新器材的采用 新技术和新器材的采用是在新产品研制中常遇到的问题。采用的新技术、新器材需要经过充分论证、试验和鉴定,确认这些条件全面达到设计要求后才能使用在新产品的设计中。 预先研究课题开设和研制程序中的专题科研项目,是为了对新技术进行充分论证和验证用的。实践证明,将已确认的新技术用于产品设计,把握性大,质量有保证,而把未被确认的新技术直接就用于产品设计,仍然要经过反复试验、反而会延长产品研制周期或存在隐患,因此控制新技术和新器材的使用是很有道理的。 四、电子产品如何有效控制“组织与技术接口” “接口”指两个或两个以上实体的连接和相互间关系,实体通过接口进行信息和物资流动。设计过程有许多外部、内部组织和技术接口,如雷达总体与各分系统之间就有接口问题,结构设计与工艺之间、电信设计与可靠性之间、设计部门与物资部门之间等等都有许多技术上的接口。因此应规定从设计输入到参与设计过程的不同部门间在组织上和技术上的接口,接收和传递什么信息、接收和发出的部门和单位、传递信息的方式和达到的作用以及如何收发保存传递文件等,以保证设计的正确性。 1、控制“设计输入” 设计输入是设计的依据,即产品应达到的目标,包括顾客对产品的需求,有关法令法规和社会要求等,通常并不列入设计任务书中。 设计输入也是验证、评审设计输出的依据。控制设计输入,就要求设计输入形成文件,由任务提出方和承接方按签署规定的职责认真签暑。 2、控制“设计输出” 设计输出是通过相关资源和活动产生的设计成果,如为产品编制的各种文字材料、图纸等,这些文件为制造、采购、检验、试验、操作和服务提供必要的依据。 3、关于设计确认 设计确认是指对一个产品设计的最终检查过程,以确定是否符合合同评审时与顾客达成的要求。设计定型和技术鉴定都是确认的一种形式,定型和鉴定通过的产品,证明设计是符合设计输入要求的。 五、电子产品设计与开发的过程控制 1、设计与开发策划 设计开发策划的输出转化为《设计开发计划书》等,内容包括: (1)设计开发的输入、输出、评审、验证、确认等各阶段的划分和主要工作内容; (2)各阶段人员职责和权限、进度要求和配合单位; (3)资源配置需求,人员、信息、设备、资金保证等及其他相关内容。 2、设计和开发输入 确定与产品要求有关的输入,并保持纪录。 (1)产品主要功能、性能要求,一般应包含在合同、订单或项目建议书中; (2) 适用的法律、法规要求,对国家强制性标准一定要满足; (3) 对确定产品的安全性和适用性致关重要的特性要求,包括安全、包装运输、贮存、维护及环境等。 3、设计和开发输出 设计和开发输出的方式应适合于对照设计和开发的输入进行验证,并应在放行前得到批准。 (1)满足设计和开发输入的要求,如设计文件、作业指导书等; (2)给出采购、生产和服务提供的适当信息; (3)包含或引用产品接受准则; (4)规定对产品的安全和正常使用所必需的产品特性,如设计和开发过程的相关记录等。 4、设计和开发验证 设计和开发验证的对象: (1)设计输出的文件; (2)新材料、新零件; (3)样件、样机等。 验证的方法 (1)进行试验、模拟、试用、演示等; (2)根据以往的经验与教训进行评价。 验证的结果及任何必要的措施的记录应予以保持。 5、设计和开发的确认 为确保产品能够满足规定的使用要求或已知的预期用途的要求,应依据所策划的安排,对设计和开发进行确认。只要可行,确认应在产品交付或投产实施之前完成。 确认可根据产品的特点,可以选择下述几种确认方式之一: (1)召开新产品鉴定会,邀请有关专家、用户参加,提交《新产品鉴定 报告》; (2)试产合格的产品,选择顾客试用后,由其提供客户试用意见; (3)送国家授权的试验室进行型式试验并出具报告。 6、应识别设计和开发的更改,并保持记录。 应对设计和开发的更改进行适当的评审、验证和确认,并在实施前得到批准。设计和开发更改的评审应包括评审更改对产品组成部分和已交付产品的影响。 六、结束语 加强设计控制是提高设计质量的重要手段,但设计控制涉及的面很广,方法也很多,以上的论述,只是笔者所认识到的一些控制措施,而各单位根据本行业特点,肯定会有许多经典、成熟和行之有效的控制办法,希望各种好的控制办法能及时得到推广。 产品质量管理论文:从问题产品召回谈产品质量管理的制度创新 摘要:问题产品是那些存在质量缺陷的产品,这些产品如果不召回,投入使用后,可能给消费者人身健康和财产安全带来重大损失,也可能给企业带来经济损失和名誉损失。随着国家法律制度不断的完善,出台关于问题产品召回方面的法律制度,一定程度上减少了产品质量问题,也为产品质量管理带来了生机,但是产品质量问题却并未彻底解决,从近些年产品质量问题事件上可以看出,与产品召回相关的法律法规还有很多不完善的地方,不能为产品质量管理提供有效依据,还需对问题产品召回方面的制度进行创新。本文从问题产品召回前后对企业和消费者的影响出发,对基于产品召回产品质量管理制度问题及创新途径进行简要分析。 关键词:问题产品;召回;产品质量管理;制度创新 近些年来我国出现一些大规模的产品质量问题,从三鹿奶粉到瘦肉精事件,这些产品质量问题不仅给消费者人身安全和财产安全带来危害,也严重影响消费者消费心理,进而使市场信誉受到破坏。要想更好的改变这一现状,提高企业信誉,维护消费者合法权益,需要有一个完善的法律体系规范和制约市场秩序,我国针对产品质量问题,于2009年颁布了《缺陷产品召回管理条例》,制定了一些关于问题产品召回的规定,但就实践状况来看,仍有不足之处,需要改进。这就需要从问题产品实际出发,对质量管理制度进行完善。下文对与问题产品召回相关的内容作出具体论述。 一、问题产品召回前后对企业和消费者的影响 1.问题产品召回前的影响 问题产品召回制度实施前,对问题产品负责情况有两种。一是当产品因质量问题而造成严重后果时,制造企业才会承担赔偿消费者治疗费用、误工费用、费率诉讼费用和丧失部分劳动能力、生活能力费用等;二是产品出现问题后,未造成严重后果,制造企业仅负责消除问题产品的缺陷,对于那些存在缺陷而未暴露的问题不在其维修赔偿之内,产品问题仍然存在。这对消费者来说是不利的,未发现的问题仍会给其今后带来损失,而对于企业而言是有利的,可以尽可能减少成本。 2.问题产品召回后的影响 实施问题产品召回制度后,企业在承担产品质量缺陷导致的事故费用外,还需要承担事故调查费用、维修费用和其他相关费用。产品缺陷确定后,制造企业还必须承担其他同类质量缺陷产品召回通知费用、维修费用和技术检测费用。除此以外还需要负责维修或更换新产品,并确保产品无质量问题后方才可以提交给当事人。实施召回制度费用前后制造企业成本对比,前者只需要对因质量问题而造成损害的产品进行赔偿,后者则需要对存在同样质量缺陷的所有产品进行赔偿,实现产品召回制度后,企业成本增加,而消费者的利益却得到了保证。但是召回制度在实际实施过程中还有很多不完善的地方,仍需对其进行进一步分析。 二、基于产品召回产品质量管理制度问题及创新途径 1.建立健全的问题产品召回法律体系 目前来看,我国还没有一部完整的关于产品召回的法律法规体系,仅有的是与汽车、玩具和食物等产品相关的法律法规,而这些法律法规范围有限,且处于行政性法规,法律效率较低,不仅难以满足汽车、玩具和食品等方面的召回需求,也难以满足易造成人身、财产安全的药品、医疗器材、电器等产品找回需求。虽然现在一些法律法规中涉及到召回内容,但也只是很少的一部分,无法起到统领召回的作用。因此,必须完善产品召回法律法规,毕竟完善的法律法规可以为企业制定制度提供依据,能减少企业损失。 针对我国问题产品召回制度的不完善问题,解决方案如下:一可以对《中华人民共和国产品质量法》(下称《产品质量法》)进行修改,将问题产品召回制度纳入其中,借助于此法律效力加工召回制度提高到法律层面,从而构建以《产品质量法》为依据的汽车、玩具等方面的召回法律制成体系。这样既能确保召回制度和整个产品质量法律体系之间的统一性,也能减少立法费用;二可以在《征求意见稿》的基础上,制定与《产品质量法》同级别的《缺陷产品召回法》,这样可以体现国家对问题产品召回的重视,也能提高公众和企业对问题产品的关注度,以法律法规为依据履行自己的义务和维护自己的权益。但在这里应该需要注意的是《产品质量法》针对人身和财产安全,而《征求意见稿》只针对财产安全,若想使《缺陷产品召回法》发挥效用,需要将《产品质量法》和《征求意见稿》衔接起来;三可以参照美国立法体系,对可能给消费者造成生命健康财产安全的化妆品、家用电器等产品制定单独的召回法律,这样做的好处是可以有针对性的细化召回标准和可行规定,但是这种召回法律法规相对混乱,且立法费用相对较高,不宜采用。在实际制定召回法律法规时,将第二种方案和第二种方案结合起来使用更能满足实际需求。 2.政府发挥协调作用 问题产品召回后,就企业而言会增加维修、赔偿等多种召回费用,同时召回过程中也容易使企业名誉受到损失,受上述因素的影响国内大多数企业不愿意主动召回问题产品;就消费者而言,消费者购买的产品出现问题后,会造成经济损失,一些消费者期望企业能召回问题产品,而因企业产品生产工艺相对复杂、营销手段多种多样,生产经营者与用户之间信息不对称现象时有发生,消费者的合法权益得不到保证。 这种情况下,就需要政府发挥协调作用,结合国际标准和现阶段国内产品质量管理现状,制定和完善产品安全标准体系,明确问题产品性质、规模,根据法律规范,采取一些措施强制要求制造企业召回符合召回条件的产品,并对问题产品召回过程进行监督,以确保召回公正性。同时政府也应该不断的加强信息化建设,及时与问题产品召回相关的信息,为企业质量管理工作提供依据。 3.加大问题产品执法力度 就目前我国召回制度设定的法律责任来看,处罚金额较召回产生的费用要少,当产品出现问题后,多数企业选择缴纳罚款,而非选择召回问题产品,这对消费者来说是十分不利的。 针对上述问题,国家应加大问题产品出发力度,引进惩罚性赔偿。惩罚性赔偿也是报复性,其作用是遏制和惩罚不按照召回制度召回问题产品的企业,使问题产品召回企业能自觉履行召回制度相关规定,补偿消费者遭受的损失。在这里应该注意的是一些有召回义务的企业明知产品有召回条件而拒绝召回的企业,或消费者已经举办仍不进行召回的企业,亦或问题产品已经给社会和消费者带来严重后果的企业,才可以启动惩罚性赔偿。 4.构建独立的问题产品召回部门 缺陷鉴定机关作为产品鉴定的主要部门,其可以通过对产品的鉴定决定产品是否需要召回。而目前国内大部分企业产品检测都是由企业内部检验机构完成的,产品检测可靠性和公正性得不到保证,加之现有的问题产品召回条例中对这一点并未明确,使得产品质量问题得不到有效控制。在这种情况下,应组织产品科技及卫生等专业人士成立独立的产品鉴定机构,以配合产品召回制度的实施,减少不必要成本浪费。 结束语: 综上所述,问题产品召回与否直接关系着消费者和企业自身利益,为了确保消费者的生命财产安全和维护企业信誉,需要对产品质量管理制度进行创新,而产品质量管理与问题产品息息相关,上文对召回制度方面的问题进行分析并提出了有效策略,为产品质量管理制度创新提供了依据。而这些策略毕竟是针对出现的问题提出的,未来还会有新的问题出现,仍需对产品召回制度进行研究。 产品质量管理论文:浅谈产品质量管理方法 摘 要:质量就是企业的生命,随着知识经济与管理创新的发展,市场竞争的日趋激烈,顾客对产品质量与服务提出了越来越苛刻的要求,如何更好的提高产品质量,达到顾客完全满意,决定着企业的生存和发展。而实现这一目标,其中一个关键的环节就是,企业建立和实施有效的质量管理体系,采取有力的质量控制措施来提高产品的质量。本文主要研究质量管理对企业发展的重要性,并且细致的分析产品生产各阶段的质量管理。 关键词:质量管理;产品;全过程管理 一、质量管理对于企业发展的价值效用 随着经济全球化的发展,市场竞争日益激烈,制造企业在迎来机遇的同时也迎来了巨大的挑战。企业要想在未来的市场竞争中掌握主动并赢得发展,就必须确保其产品的质量。而制造企业要对其产品质量进行有效控制,就有必要从产品的设计研发、原料采购、制造、检验等各个环节中都把好质量关。其中,产品的设计过程决定了产品的先天性质量,而原材料的采购、生产和检验过程则是实现产品质量的关键环节。因此,对产品质量的管理方法应该是一个基于全过程的管理方案,加强产品全过程的质量管理是提高产品质量水平、增强企业市场竞争力的有效途径。笔者结合多年对集成电路芯片的质量管理经验,对如何加强产品质量的全过程管理工作提出了一些意见,以供探讨。 二、设计开发阶段质量管理 在产品形成并被用户接受的过程中,其质量的影响大致可分设计开发、原料采购、生产控制和检测验收四个阶段,其中每个阶段对产品质量的影响是各不相同的。据相关资料表明,60~70%的产品质量问题都是由设计缺陷造成的。因为一旦产品图纸和技术规范形成,产品的先天性质量就己基本形成,其后的原料采购、生产制造和检验等环节都是为了保证设计要求的实现,即使制造的产品符合设计质量的要求,在后续各环节中,几乎没有进一步提高产品先天性质量的可能。因此,制造企业应该从产品的设计开发开始,狠抓质量管理。 集成电路芯片等产品技术含量高,属于高科技产品,要搞好产品设计开发阶段的质量管理工作,特别需要配备专业知识扎实、素质高、能力强的设计开发人员。为了提高产品的设计质量,产品的开发设计人员有必要在进行产品的设计研发时同步编写设计文档,对设计方案进行说明,并加强对设计方案的评审工作,例如对制造过程进行模拟、对产品的应用环境进行测试等。通过对设计方案的相关评审工作,能够对产品的设计质量和制造可行性进行评估,从而尽量将设计的先天性缺陷消灭在萌芽状态中。此外,通过规范设计文档的管理工作,可以为后续产品的设计开发提供宝贵的参考资料。 在设计过程中,当遇到必须对产品的设计方案进行重大修改时,则需在该产品项目负责人的组织下,由产品的设计开发部门、制造部门、质量管理部门和售后服务部门等共同组成设计修改评审会,进而对产品的修改需求和改进方案进行充分讨论,并力求将产品质量的定位思路迅速地传达给设计开发人员。这里需要特别提及一点,对产品设计方案的修改工作应尽量采用并行工程的作业方式,以缩短设计修改周期。 三、采购阶段质量管理 产品原料采购阶段质量管理的要点在于对原料供应商的评价和选择,其评估项目包括原料质量、价格、服务和交货期限等方面。其中,对供应商原料质量的审查是重中之重,实际工作中,这往往需要经过制造企业的质量管理体系审核。 对产品原料采购阶段的质量管理具体包括以下两个方面: 1.在合格供应商优化管理方面 制造企业可根据价格、质量、服务、交期等因素对原料供应商的业绩进行综合评估,对于业绩达到优秀标准的供应商,可对其原料实施抽检,适当放宽检测程序,并允许其直接参与招投标的竞争;对于所提供的原料质量没有问题但其它方面存在问题的供应商,应对其提出相应的纠正建议,当建议不被采纳时可考虑解除合作关系;对于所提供的原料质量存在问题的供应商,应立即中断合作关系。 2.在供应商质量管理方面 制造企业的质量管理部门应该以试验检测的方式对供应商的质量保证能力进行实时监控。 四、生产制造阶段质量管理 制造企业要加强生产制造阶段的质量管理,需要注意以下三点:a.关键工序、重要工序对产品质量的影响较大,所以在实际生产制造的过程中,可针对关键工序和重要工序编制详细的作业指导书以指导一线人员进行制造生产,并对生产过程中出现的问题做到及时协商解决。b. 加强质量意识的教育与培训,例如在管理制度上通过制定企业的质量教育考核评估制度,把质量教育考核同个人绩效挂钩,进而将员工的质量意识真正确立起来。c. 加强产品制造过程的检验控制,进一步完善和规范一线人员的自检控制活动。自检不但能够判断工序控制是否有效、工序质量是否合格,还可以提前发现不合格品,并通过及时采取纠正措施来避免出现成批量的不合格品,以降低损失。 五、检验阶段质量管理 检验过程中的质量管理是建立在完备的各级监督管理体系与严密科学的检验测量制度基础上的,它为产品符合确定的要求提供了证据,但遗憾的是,在具体执行过程中,常常出现这样或那样的疏失,从而造成了许多产品质量事件。 我国政府高度重视质量检验过程,设置了各级质量技术监管机构,并且享有法律赋予的执法权。各级质量监管人员应为高质量的产品保驾护航。 制造企业再完美的工艺也无法保证百分之百的良品率,产品质量需要检验的保证。提高产品的质量检验工作,要立足于企业自身的实际情况和发展需求,一是需要建立健全质量检验部门,配备专职的质量检验人员和先进智能化的检验装备;二是要建立健全质量检验制度,按照产品质量的自检、互检和专职检查的“三检制”,做到道道工序控制质量,全员参与质量管理。在具体工作中,需要从以下三个方面进行检验控制:1)质量检验部门对供货商的质量证明文件、技术协议和产品图样进行核对,有必要时可以通过试验的方法对原料质量进行检测,质检不合格的原料不准进厂;2)每一道工序中和工序后都应加强自检,自检不合格的半成品不准进入下一道制造工序;3)产品全部工序结束后,需对成品作最后检验,不合格的产品禁止出厂。随着技术进步和生产效率的提高,传统的事后检验必将被在线检测和过程检测所替代,产品的质量检验工作将延展到产品制造的全过程。 六、结语 产品质量已成为企业的生命,让质量管理的理念渗入到产品制造的全过程中去是当务之急。 产品质量管理论文:加强物资质量管理提高石油采购产品质量 【摘要】我国石油石化企业在物资采购方面工作的总体形势比较良好,然而从市场经济角度来看,目前我国石油企业中,物资采购管理体制方面还存在着许多不足。为此,本文提出企业应全面贯彻关口前移、预防为主的全过程控制思想,将采购质量当做质量控制的工作重心,利用对进货物质的有效监督与管理,从而进一步提高石油采购产品质量。 【关键词】物资质量管理;采购产品;石油 采购作为企业生产经营活动的开始,其质量好坏对企业产品及服务质量直接造成严重的影响。尤其是石油企业,由于其采购产品大多用于井下隐蔽操作,因而对机械产品安全性能的要求极高,其采购产品质量好坏非但对企业产品质量造成影响,同时还占用了大量的企业资金,导致资源的严重浪费。因而为避免不必要的损失,提高石油企业生产效率,我们需要严格把关采购产品质量,进一步提高采购物质质量水平。 一、石油企业现行采购体制存在的不足 1.采购过程中,物资采购中心及采购管理部门的职责不明确 在石油企业实际物资采购过程中,外部物资供应商乃至内部职员,通常均无法分清物资采购中心与采购管理部门,有时甚至出现两部门代行两者职能的现象,因而给采购工作带来不便。由于物资采购的归口管理不够完善,部门企业又将采购权向内部用料单位下放,从而导致企业内部出现多头分散的自由采购现象,导致采购成本高效益低、内部监督难以到位。 2.物资采购渠道分散,部门冗余,采购人员素质不高 我国目前在物资采购方面,仍然采取买卖谈判以及订货会等传统的模式,但在国际上逐渐流行的电子商务网采购以及招标采购方面仍然处于初步阶段,同时采购部门繁多,如中国石油天然气集团公司有二十多家物资采购企业,而二级供应站共有200多个,职工工作量严重不足,存在严重的生产能力过剩现象。此外,采购人员业务素质低下,有责任心的物资采购人员严重缺乏,并且在石油企业物资采购中因为人为因素引发的问题日益增加。 3.采购物资质量偏低但价格却偏高,且储备量较大,给企业经济效益带来很大的影响 因为储备观念落后,同时加上重复采购以及盲目采购等,造成我国大多数石油石化企业当前储备的物资量很大,占用的资金量过多,导致物资出现严重的积压浪费现象。不少企业由于缺乏行之有效的直来那个监督检验制度,从而造成一些不符技术标注的产品设备应用与石油炼化工程项目之中,进而导致过多的生产事故隐患。 二、加强物资质量管理,提高石油采购产品质量的有效措施 1.加强对采购合同的管理,确保采购合同质量符合全面准确的要求 作为一项具备法律效力的文件,采购合同对双方权利义务关系做了明确的规定,因而其质量高低直接影响到签订的合同能否正常履行以及供方能够将满足质量要求的合格产品及时地提供给企业。通常为避免企业生产环节流入不合格的产品,所以需要将产品执行的验收方法、质量证明文件、违约责任以及相应的技术标准等产品质量条款在合同中作明确规定。因此,作为石油企业,应当对石油采购的合同承办及审查人员进行相关质量知识培训,确保他们充分掌握对产品质量控制的相关规范,如产品的技术标准、合格证以及检验报告等质量证明文件、验收以及检验的方法、如何处理不合格产品以及质量争议的相关处理程序等。同时要求质量管理人员应全过程实时地对产品采购活动进行质量监控,尤其是采购招标评标及签订合同的过程,更应严格进行把关。 2.建立并完善相应的采购物资质量管理制度及检验标准 为确保石油采购产品质量管理具有相应的法律规范,应当组织相关部门对现有规章制度进行认真调查并清理,建立并完善一套科学使用的质量控制管理制度及验收标准,例如《招标投标管理办法》、《检验质控控制程序》、《不合格产品控制程序》等,确保采购合同的签订与履行严格依照经济管理合同进行,并提供一套行之有效的采购计划、进货检验及验收标准等。此外,为尽量节省石油企业的有效资源,还应以采购产品的重要性为依据,对其进行分类并实行ABC管理,重点控制重要的采购物质。并及时将这些检验验收规范以及相关管理手段提供给有关部门,是指成为石油企业采购产品质量控制的基本标准。对于一些重要的采购产品,部门企业当前还采取一些质量认可制度以及市场准入制度等有效的质量管理方法。 3.因地制宜,采取灵活的采购方式,方便企业对不同物资的采购 企业物资采购的质量主要靠采购业务员在市场上的采购能力,其需要的采购业务人员可以根据需要在市场上进行采购活动。石油集团在内部指定专门部门实施采购计划时,应当加以严格的监督及审核,令采购过程变得更加合理及透明,从而有效预防部门采购人员在采购时弄虚作假(如拿回扣)等现象,以便使得采购成本得到有效减少。采购部门在采购时既能分散采购,同时也能集中采购,前者主要用于企业对物资需求量少且价值不大的情况下,由部门分散采购,可及时将企业需求物资提供给总部;后者则主要针对大宗型物品以及价值较大的设备。此外,在石油产品采购时,还应对物资价格、采购地点、物资运输方式以及付款方式加以综合考虑,确保在物资质量满足要求的情况下,尽量选择适宜的采购地点及运输、付款方式,从而有效避免物资储备量过剩以及运输成本给企业效益带来的影响。 三、结束语 通过综合考虑石油采购物资的质量与价格、采购地点以及相应的运输、付款方式等,依据物品价值、数量的要求来确定相应的采购方式,并且依据相关制度规范,各部门更加明确自身的职责,从而使得整个采购过程井然有序,有效避免了石油企业物资采购过程中的不必要损失,进一步提高了石油企业生产效率。 产品质量管理论文:军工产品质量管理强化分析 【摘要】军工产品的特性赋予其质量要有特殊的要求和内涵,本文分析了强化军工产品质量的重要意义,对军品质量问题进行界定和分类,最后提出有效强化军工产品质量管理水平的途径。 【关键词】军工产品;质量管理;强化 经济全球化和信息革命的迅猛发展,促进产品国内和国际市场融合的同时,也促使产品竞争的重心也从价格战和数量战转为质量大战。我国经济已经深度融入世界经济中,我国企业产品应不断强化质量管理,以参与全球范围的质量竞争。军工产品或武器装备也不例外。担负着保卫国防历史使命的军工产品,在国际环境并不稳定时期,承担的责任更大。由于对军品需求“零缺陷”的特殊性,军品的质量管理更需要强化。 一、强化军工产品质量管理水平的意义 1、复杂的周边环境迫切要求加强国防力量 自冷战结束至今,整个亚太地区乃至世界格局的安全战略形势都在不断演变,美国“911”后,演变的趋向更为复杂化。日本“军国主义”、朝鲜核实验、东盟的“逆裁军”以及美日和美韩军事同盟的建立,说明中国的地缘政治环境和安全战略环境面临着严峻的形势,中国只有不断增加国防力量才是强国之本。 2、加强国防要求强化军工产品质量管理水平 军队现代化建设是加强国防力量的根本。军工产品肩负着保卫国家安全的神圣使命,其特殊商品的特性赋予其质量要有特殊的要求和内涵,没有对抗价值的军品没有使用价值。在瞬息万变的战争中,军品质量保证效果非100%,其使用价值瞬间消失,因此军品质量要做到零缺陷。我国正在加速建设装备信息化,实现军队武器装备由工业时代向信息时代的跨时代跃升,复杂变化的军事战略格局和高技术条件下的作战要求,都迫使质量成为军品的优秀。 二、质量问题界定及分类 1、质量问题的界定 在《现役武器装备技术质量问题处置暂行办法》中明确规定:装备因论证、研制、生产阶段存在技术、质量缺陷,导致使用中出现的故障、损伤或性能达不到战术技术指标等事件为质量问题。 2、质量问题的分类 借鉴GJB5711-2006《装备质量问题处理通用要求》和其他相关性法规的规定,军品质量问题的分类由偏离规定要求的严重程度和产生损失的大小判定。参照相关标准中的不合格分类和缺陷分类,军工产品的质量问题分为一般(轻微影响军工产品的使用性能或造成一般损失)、严重(严重降低军品的使用性,超出一般质量问题)和重大(危及人身安全,导致军品性能丧失或造成重大损失)三类。考虑到军品的复杂性和多种类性,某一具体军品的质量问题分类可从可操作性和通用性俩个方面,依据产品规范、图样编制相应的具体分类。 三、强化军工产品质量管理水平措施 1、掌握相关质量标准 军工产品质量标准的制定过程中不断总结成功的经验并吸取失败的教训,它是保证军工产品质量的重要依据,也是科学的结晶。从事军工产品质量管理的人员应该熟练掌握相关标准,通用类标准例如GJB5708-2006《武器装备质量监督通用要求》、GJB5709-2006《技术状态管理监督要求》等;质量体系监督标准例如GJB9001B-2009《质量管理体系要求》等;研制过程质量监督标准例如GJB3885A-2006《装备研制过程质量监督要求》等;生产过程质量监督标准例如GJB5710-2006《装备生产过程质量监督要求》等;使用过程质量监督标准例如GJB5707-2006《装备售后技术服务质量监督要求》等。各个质量标准是各阶段开展质量管理工作的依据。 2、强化军工产品各阶段质量管理 通过抓好研制过程、生产过程和使用过程质量监督,不断加强军工产品质量管理。 2.1抓好研制过程质量监督 军工产品质量首先是设计出来的,设计质量决定了产品质量的首要环节。研制过程质量监督通常可以分为四个阶段:即论证阶段、方案阶段、工程研制阶段、定型阶段,必须根据各阶段的特点抓好质量监督。 论证阶段的监督主要是了解立项综合论证的有关内容,根据上级要求参加研制立项论证的评审工作。 方案阶段要监督承制单位做好方案设计及装备研制总要求的编制及综合论证工作,组织并参加装备研制总要求、综合论证报告以及五性大纲及质量保证大纲和标准化大纲的预先审查工作。 工程研制阶段一要监督承制单位按批复的研制总要求开展技术设计工作;二要严格按照有关标准进行研制过程的各类评审;三要监督承制单位按经审查认可的试验大纲进行研制过程的各项试验。 定型阶段一要参加定型试验,对试验中发现和暴露的问题监督承制单位进行整改;二要监督承制单位对技术状态进行清理和固化;三要对定型文件技术资料进行审查;四要参加定型检查、审查工作。 2.2抓好生产过程质量监督 生产过程是指生产准备开始到交付验收前的这一阶段。生产阶段是固化产品质量的阶段,是决定产品质量的重要环节。生产阶段质量监督要做好八项内容:生产装备状态监督、外购器材监督、工序质量监督、产品标识和可溯行监督、技术状态管理监督、批次管理监督、不合格品控制监督、质量记录监督。 2.3抓好使用过程中的质量管理 使用过程中的质量管理一般应从下面几个方面加强:技术培训、技术资料提供、零备件提供、现场技术服务、质量问题处置、信息收集与处理等。 四、结束语 军工产品的“零缺陷”特性决定了其质量要有特殊的要求和内涵,强化军工产品质量必须要在掌握相关质量标准的基础上,抓好研制过程、生产过程和使用过程的质量监督和管理,这样才能使我国军工产品在全球范围的质量大战中处于不败之地。 产品质量管理论文:海南农垦天然橡胶企业产品质量管理措施探讨 摘 要:文章主要对加强海南农垦天然橡胶企业产品质量控制的措施进行了探讨,可供大家交流。 关键词:海南农垦;天然橡胶企业;产品加工;质量管理 作为我国最大的天然橡胶生产基地,海南岛现有橡胶种植量占全国比重为49%,产量占51%。其中海南农垦旗下的海南橡胶集团拥有胶林353万亩,占全国的30%,标准胶、浓缩胶乳等初加工产品的产量在全国占比接近30%。随着海南农垦“做大做强橡胶”的发展战略实施以及海南农垦橡胶集团公司的成立和运作,天然橡胶的质量水平和稳定性将受各方的更大关注。 1 加强天然橡胶产品质量管理 质量管理是指确定质量方针、目标和职责并在质量体系中通过诸如质量策划、质量控制、质量保证和质量改进使其实施的全部管理职能的所有活动。 天然橡胶生产企业要保证生产出高质量的产品,必须把企业所有人员的积极性和创造性调动起来,环绕现代管理中所强调的十个观点: 1.战略观点;2.市场观点;3.变革观点;4.竞争观点;5.服务观点;6.专业化观点;7.素质观点;8.开发观点;9.效率观点;10.风险观点的有关环节,人人做好本职工作,全员参加质量管理。 近年,海南农垦天然橡胶生产企业,特别是标准胶生产企业在这方面作了很多的工作。 (1) 制订出了天然橡胶有关产品质量的内控指标; (2) 修订了标准胶加工工艺的内控措施; (3) 制订出了标准胶生产工序质量控制点; (4) 生产企业普遍成立了产品质量管理小组; (5) 规定了送检和自检; (6) 接受省有关部门的监督抽查; (7) 组织了年度的大检查、总结和表彰。 但是,尚有不足的地方是: (1) 企业的员工, 从生产工人到有关管理人员,还未完全接受培训,做到持证上岗;(2) 出厂的产品有些单位还未能完全做到理化检验; (3)有些厂对次品处理还未建立起恰当的保证措施; (4) 销售后的服务工作还做得不够。至于部分民营、个体生产者在产品质量管理方面,尚未修订出自己的管理模式。 2 建立橡胶产品质量监控、预警管理系统。 如果橡胶产品有了市场,没有质量,仍难以卖出好价钱。以前的分散加工,致使产品质量的一致性较差,在一定程度上影响了橡胶产品的深度开发。实行集中加工后,对产品的一致性,对建立质量控制体系有很大帮助。对当前集中加工中存在的原料来源质量差等问题,有关领导和部门要负责牵头,专门进行了解分析,提出解决问题的具体意见和办法,要建立起橡胶原料与加工质量激励机制,对橡胶原料的检测及生产基地、加工分公司双方进行制约和奖励。 随着海南农垦产业化改革的不断深入,全垦区的天然橡胶将实现集中在十几个大型的制胶厂中加工。由于缺乏对产品产前、产中和产后的有关质量信息的收集、跟踪和掌控,产品出现质量问题是有发生,给农垦经济和信誉造成了一定的损失。研究并建立一个行之有效的、可操作性强的质量监控、预警管理系统,充分利用因特网的特性对整个垦区天然橡胶产品生产过程的各种质量要素进行监控和信息收集,并对可能影响产品质量的因素进行预警、预报,以及对产品质量检测的情况及时通报等,将有利于天然橡胶产品的生产。 此外,天然橡胶加工企业应加强与农业部天然橡胶质量监督检验测试中心等质量检验机构的合作,以便对天然橡胶产品质量的检测和监控等作权威性鉴定。 3 保证天然橡胶产品质量的建议 3.1 贯彻实施ISO系列标准。 天然橡胶生产企业贯彻实施ISO系列标准:内部可强化管理,提高人员素质和企业文化;外部提升企业形象和市场份额。 对于企业贯彻实施ISO系列标准,有利于促进我国质量管理系统化、规范化,对深化全面质量管理,提高企业管理水平,推动企业向外型发展以及保护消费者利益将起到积极的作用,以利于与国际并轨。 3.2 提高企业员工对产品质量的认识。 为了加强品质管理,适应品质竞争的需要,企业应采用ISO系列标准在企业内部建立品质管理体系,申请品质体系认证。不断增强职工有关承担义务和失误造成损失的责任感。 企业管理者应定期和利用有关会议讨论特定的不符合质量的问题, 制定出解决这些问题的办法。3.3 健全质量(QC)小组。 这个小组应遵循一定的科学活动程序(PDCA循环),即:调查现状;分析原因;制定措施;实施措施计划;检查实施效果;巩固效果措施;明确遗留问题;总结成果资料;选择新的课题进入下一个(PDC A循环)。这个小组的活动应取得本企业领导的同意和支持, 并定期汇报进展情况。 3.4 加强橡胶企业质量检验室的规范化建设。 提升产品质量检验室的规范化建设:包括仪器设备的配置完整、各项规章制度的建立、检验方法的标准化、检测人员的技能培训工作等。进一步提高各橡胶加工厂检验室的检测能力和检测质量水平以及检测结果的科学性和准确性。 4 小 结 橡胶加工是实现天然橡胶产业整合,做大做强天然橡胶产业,增强天然橡胶的市场竞争力的重要内容。只有通过大型胶厂的建设,引进先进生产工艺和设备,才能改变生产规模小、生产工艺落后、设备老化陈旧、彻底治理橡胶加工废水污染等诸多问题。海南天然橡胶加工企业必须科学管理,生产工艺技术必须正确执行,生产设备必须正确使用,同时不断加强产品的质量检验、计量管理、技术档案管理等基础管理措施和技术人才培训,才能确保橡胶产品质量。 产品质量管理论文:试谈缺陷产品召回的产品质量管理 摘要: 产品质量以“符合”现行标准、适合顾客需要的程度作为衡量依据,是产品的固有特性满足要求的程度。本文以“产品召回事件”为切入点,对企业质量管理问题进行了分析,提出了建立全面质量管理体系,建立正确的“零缺陷”理念和适量增加预防成本的投入的建议。 关键词:缺陷产品召回 质量管理 儿童帐篷; 0、前言 一个高效的企业既需要降低企业生产成本,更需要卓越的产品质量,否则,就不能长久立足于市场。如果企业一味的降低成本,忽视产品质量,或在进行质量管理时都是将重点放在保证产品的使用价值即产品的质量上,而对产品本身的标准未能予以足够的重视和控制,也同样会造成了产品的质量问题。 产品有了缺陷,企业需要召回。召回是企业负责任的一种表现,任何一件产品从设计、生产、包装、运输直至终端,企业的目标是所有过程都做到最好,但不能否认这其中会有个别问题出现。因此,对个别问题出现引起产品质量缺陷的研究,具有十分重要的价值。 一、宜家家居产品召回 1. 宜家家居概况 宜家家居是一间瑞典跨国性的私有居家用品零售企业,贩售平整式包装的家具、配件、浴室和厨房用品等商品。在全球多个国家拥有分店,目前是全世界最大的家具零售企业。 2. 产品被召回事件 ⑴ 2010年6月,宜家在美三款问题窗帘罗马窗帘、卷帘百叶窗和卷帘百叶窗,存在拉绳存在勒死人危险被要求召回。其卷帘百叶窗的拉绳使用时收于底部,假如绳子滑落,便有可能套在儿童的脖子上;百叶窗可能由于珠链没有用拉紧装置固定在墙上或是地板上而导致事故;而罗马窗帘的拉绳很有可能缠绕住小孩导致勒死。 ⑵ 2011年3月3日,宜家家居的弗斯多壶,存在玻璃壶金属支架的压力导致玻璃壶破裂,有烫伤和割伤的危险被召回。 ⑶ 2011年10月4日,宜家家居召回BUSA布萨90192009立方体形的折叠儿童帐篷(如图1所示)。因为其钢丝框架在使用中可能会发生断裂,会造成锋利的钢丝从帐篷布料中戳出,划伤或刺伤玩耍的儿童。 图1 布萨折叠儿童帐篷 图2 辛格莱婴儿床 ⑷ 2012年10月24日宜家召回60091931辛格莱婴儿床(如图2所示)。辛格莱婴儿床上有4个螺栓用来支撑床垫,由于螺栓不够长,可能导致支撑床垫的架子分离并且散架,从而有造成压迫以及窒息的风险。 二、缺陷产品召回制度 1. 召回制度概念 缺陷产品是指由于设计、制造等方面的原因而产生的、具有同一性的危及人身、财产安全的不合理危险的产品。缺陷产品召回,则是指缺陷产品制造商,按照规定程序,选择修理、更换、收回等方式,消除其产品可能引起人身伤害及财产损失的缺陷的过程。 2. 召回制度作用 产品召回制度是用来保证产品质量和消费者权益,实施召回制度有利于提高产品生产质量和销售商的产品质量意识。产品召回可以使缺陷产品批量投放到市场后,受到干预,其对消费者的生命、财产安全或环境造成损害潜在巨大的危害得以消除。例如,随时可能会引发火灾的燃气灶及随时可能会危害儿童身体的过于坚硬或锋利的玩具不允许销售。 三、召回产品质量缺陷主要原因 召回产品暴露了产品质量的缺陷,更反映了企业产品质量管理存在着严重的问题。虽然产品质量寓于产品的设计、开发、生产制造、销售、使用的全过程,影响产品质量的因素也非常多的,但原因往往只是个别问题,具体如下: 1. 对质量管理的重要性缺乏足够的认识 企业开展质量成本管理工作,其相关的人员仅限于质量部门的员工,且质量管理也只涉及主要质量监控工序和部门,并不是全方位的质量管理。因此,不论从产品质量产生上,还是从产品质量控制上,与完善的质量成本管理还有一定的差距。产生这些差距的主要原因是企业领导者和具体的工作人员对质量管理的重要性还缺乏正确的、本质的认识。质量管理是一项复杂的系统工程,寓于产品的全过程,必须对产品实现的全过程实施质量管理和控制,同时要求企业各职能部门和各生产单位必需全员参与质量管理和控制。 2. 顾及产品或服务质量,忽视产品的要求标准 企业在进行质量管理时,一直是从企业生产和产品自身的角度考虑质量水平,因此,质量管理中把企业内部获取的各种质量管理信息作为依据,并将其作为产品质量标准和工作中要实现的目标,忽视了产品本身的固有特性标准和市场发展需要。将产品质量与产品标准割裂开来, 宜家家居的问题窗帘、折叠儿童帐篷和弗斯多壶,就其产品本身应该没有什么质量问题,但是其忽视了安全性标准,忽视了玻璃壶破裂有烫伤和割伤的可能,钢丝框架的断裂会造钢丝划伤刺伤玩耍的儿童。 3. 质量信息系统不完善 企业在制定质量目标、进行新产品开发和处理质量问题时,掌握的有关质量信息不完整、全面。企业信息量越大,决策的可靠性越高。企业应建立完善的质量信息管理系统,随时准确了解用户需求信息、同类产品信息、市场竞争信息、市场环境信息,特别是产品安全性信息,提出准确反映用户需求的产品设想。加强新产品开发设计阶段和生产过程的信息管理,有计划有步骤地对质量体系进行审核,及时为完善质量体系提供可靠依据。 四、产品质量提高策略 产品质量缺陷并不是偶然,缺失的质量管理给企业带来损失,开展有效的质量管理对改进产品质量,降低成本、提高企业素质具有重要的现实意义。强化质量管理策略主要有: 1. 建立全面质量管理体系 企业应当把质量管理放在战略管理的高度,重视企业外部环境的变化,注重行业价值链和竞争对手价值链的分析,在整个市场环境中予以全面考察,不是把眼光仅仅放在生产阶段的质量成本控制上,而是把质量控制放在设计开发、生产和销售的整个价值链来考虑。全面质量管理引导企业从质量发生的根源上寻求减少或消除无效的质量作业,控制企业资源耗费,使企业质量管理更加有效。 (1) 组织强有力的推行团队。高层领导者的决心对于全面质量管理体系的推行能否成功起着至关重要的作用,同时,一个强有力的团队,就成了推行体系实施的主要担当者,必须具备专业的管理知识和技术素质,丰富的实践经验以及较强的组织协调能力。 (2) 制定详细的质量管理推行计划。明确质量的分类,明确各个责任中心的职责。 (3) 进行全公司质量管理培训。要保证接受培训的人员一定要完全清楚明白,不能一知半解就开始推行运作。 (4) 全面质量成本管理体系的试运行。对试运行阶段的状况进行总结记录,并不断的完善。 (5) 全面质量成本管理体系的全面运行。积累经验,不断完善,在企业全面推广。 2. 建立产品质量“零缺陷”理念 企业产品生产的质量最优水平是零缺陷,企业通过预防和检测,可以使内部损失和外部损失逐渐减少。当企业有一定管理经验时,企业的内部损失和外部损失将趋向于零,产品的总质量达到最佳,产品的缺陷甚至可能降为零。即当企业产品质量缺陷接近于零缺陷时,实现企业最终所要追求的目标。 因此,企业在重视零缺陷的管理时,应建立正确的零缺陷观念,,提高员工一次就把事情做对的零缺陷意识和员工的质量观念,动员企业全体员工的积极性,提高实现零缺陷的自觉性,才能让每一位员工都按照符合顾客的要求标准进行产品的研发设计,合理安排产品的生产计划并进行生产。从而为实现质量、成本、效益三者的最佳平衡点做贡献。 3. 适量增加预防成本的投入 产品的质量产生于产品的生产过程,因此,它注重质量的事前管理和过程管理,强调适量增加预防成本的投入,通过预防可以避免不合格产品的产生,减少内部损失和外部损失。检测是为在产品生产后为检验其中的不合格产品而进行的,但是检验不能产生质量,为了实现质量的零缺陷,需要加大对预防性成本的投入。 保证质量管理体系的有效运行,使产品缺陷和偏差的数量随之减少,以最经济的手段生产出用户最满意的产品,适当增加预防成本是可取的、有益的、必须的。因此,适量增加预防成本的投入,可以促进企业质量管理体系有效运行和持续改进,最终达到提高企业竞争力和经济效益的目的。 五、结语 企业需要生存和发展,更需要产品的质量。产品质量伴随产品的设计、生产、包装、运输直至终端始终存在,只要其中个别小问题出现,就会导致严重的质量问题。因此,企业必须根据自身情况,加强质量管理,完善质量体系,才能避免产品质量问题。 产品质量管理论文:产品质量管理体系的质量改进策略研究 摘要:产品质量水平的高低是一个企业竞争实力和发展能力的体现,如何加强产品质量管理成为工业企业重要的研究课题。通过对质量管理的理论基础进行深入的探讨,分析研究了质量管理体系的改进策略。 关键词:质量管理体系 质量改进 控制 产品质量代表了一个国家的形象、一个民族的精神,是社会综合因素的反映,而提高产品质量是社会主义经济建设的重要战略任务。现在越来越多的企业强烈地意识到:ISO9000 质量体系认证对稳定和提高产品及服务质量、改善内部管理、增强市场竞争能力具有重要作用。但笔者认为提高企业的质量管理能力,真正发挥质量管理体系在保证产品质量方面的作用,是目前国内企业必须重点研究的课题。 1. 产品质量改进的原则 质量控制改进的目的是对现有控制状况存在的缺陷的改进,使之更加有效,因此改进的原则是:不能全盘否定原有控制方法,只是针对原有方法中影响控制效率的方面加以改进,从而设计一个切实可行的方案,提高企业质量控制系统的效率。实践证明,即使企业通过了质量体系认证,质量体系在实际运行中,总是还会出现这样那样的问题。如果没有一个不断发现问题、解决问题并不断改善和不断改进的机制,就会出现各种影响质量体系运行的问题,逐渐使质量体系运行困难,就会出现企业管理滑坡。质量体系运行质量的提高需要持续质量改进的推动“持续改进”是质量管理中重要的原则之一,从质量管理体系的总要求开始就提出组织要持续改进其质量管理体系的有效性。要求最高管理者对持续改进其体系的有效性做出承诺;并要求这种承诺体现在质量方针和质量目标中;并在管理评审的输出中做出改进产品、过程和体系的决定和措施。持续改进不是预防发生的错误,而是在现有水平上对产品质量、过程及体系有效性和效率的提高。因此,持续改进是关系到贯彻质量管理体系标准能否取得成功和能否持久运作的关键因素,是企业赢得市场竞争的根本性策略。 2. 工业产品质量改进的策略研究 2.1 改进的原则 质量体系运行质量的提高需要持续质量改进的推动“持续改进”是质量管理八项原则之一。质量控制改进的目的是对现有控制状况存在的缺陷的改进,使之更加有效,因此改进的原则是:不能全盘否定原有控制方法,只是针对原有方法中影响控制效率的方面加以改进,从而设计一个切实可行的方案,提高企业质量控制系统的效率。 2.2 质量组织系统设计 质量组织系统设计的目的是为完成各项质量职能对组织的机构进行设置。要实现质量改进,首先应设置独立的质量管理部门,该部对整个质量管理体系的运行和各项质量职能的开展负有监督、检查、指导、考核等管理职能。质量管理部门专门负责质量管理体系的策划、建立、实施、运行以及各种质量管理活动协调、监督检查和考核。质量管理部置于管理者代表的领导之下,在所有质量管理活动中对其他职能部门进行监督指导。这样的组织形式有利于质量管理部门开展工作。 2.3 引入新的质量改进方法,加强不合格品控制 六西格玛管理是国际上开展不久的一种先进的质量管理方式,六西格玛管理法是一种比 ISO9000 质量体系更高级的质量管理模式。六西格玛质量管理体系既是给予数理统计的分析工具,又是有效解决具体质量问题的方法论,同时还是推动企业高效运作的管理哲学。它以数据和事实为依据,已满足和超越客户需求为主旨,以基于对生产或服务流程地持续改进为根本,以提高效率和缩减成本为目标。实施六西格玛质量管理体系的目的就是要缩减偏差,直到将偏差控制在满足客户需求的范围内。 六西格玛管理己不只是简单的要求企业的百万不合格品率少于 3.4,而是一套增强企业优秀竞争力,保持持续发展的理论和实施方法。其实施过程可分为DMACI 五个阶段:D 界定阶段,M 测量阶段,A 分析阶段,I 改进阶段和 C 控制阶段。六西格玛一开始就澄清什么是衡量企业业绩的尺度,然后应用统计数据和分析方法来建立对关键变量的理解和获得优化结果。 2.4 质量问题改进 2.4.1 明确质量目标 质量目标是引导公司质量活动的“靶子”。即公司在质量方面所预期达到的具体要求、标准或结果,具有可行性和战术目的性。建立质量管理体系之初,最高管理者在质量方针的框架内,结合本公司产品的要求,确立一定时间范围内的明确的质量目标水平。它既具有挑战性,又通过努力能够实现,并可测量。根据职责分工,将质量目标合理地分解到相关部门或岗位,并使各部门或岗位明确具体的追求目的。管理层和主管部门按确定的指标和方法,适时考核各部门或岗位达到各自目标的情况以及公司整个质量目标的实现程度,以寻求改进机会并针对薄弱环节制定相应的改进措施。 2.4.2 产品实现的质量控制 新产品研制、设计过程的控制:各工业产品生产相关单位严格按照相关国家标准、质保大纲的规定,抓好项目的质量策划、设计、工艺试制和试验各阶段的质量控制,确保研制产品的稳定性、可靠性和安全性。对于研制的新产品严格遵循相关程序各标准,控制了设计、工艺、产品质量评审和首件鉴定工作,并对评审提出的改进意见进行落实,保证了各项试验成功。完善外委、外协质量管理制度,落实责任,做好研制项目零件试制或外委、外协的质量控制,确保试制产品质量。 采购过程的质量控制:严格执行原材料采购、入厂复验、保管和发放各环节的控制规定。做好供方的考察和重新评定工作,对关键、重要件的供方100%进行考察和评价工作。执行工业产品原材料采购、入厂复验、保管和发放各环节的控制规定。 生产设备的控制:结合公司搬迁前均制定了搬迁计划并实施评审,保证搬入新厂区后的工艺、设备布局进行合理安排,满足搬迁进度和生产要求。组织搬迁后生产设施的验收工作,针对搬迁后生产设施的验收工作,规划技改部和制造部按照各自的职能分工配合搬迁工作及时进行验收工作,确保设备、设施、工、夹、量、模具满足新区生产要求。 客户服务质量控制:企业只有千方百计在服务上下功夫,才能在竞争中脱颖而出。对顾客的信息反馈如:顾客抱怨、建议等应做好记录和统计工作,并进行分析和总结,提高公司产品和服务质量,从而提高公司市场竞争力。对顾客因使用中发生问题而退回的产品,由质量管理部负责组织相关部门进行原因调查分析,确定责任部门,并督促责任部门及时提出解决方案,杜绝类似问题再次发生。如果问题比较复杂,因设备、工艺技术水平等原因,短时间难以解决的问题,质量管理部应责成该部门成立六西格玛项目组,进行质量改进攻关,提高产品质量。 3. 结束语 一个企业生存与发展,重要的一步就是不断地提高企业质量管理水平,以其优异的质量管理形成该企业的优秀竞争能力,形成可持续发展的良性过程。只有把质量置于公司战略的优秀地位,坚持推行全面质量管理,不断进行质量改进,确保实物质量的同时,提高并创新服务质量,以致最终达到顾客满意,才是企业竞争制胜和长期获得成功的关键。 产品质量管理论文:产品质量管理体系的质量改进策略研究 摘要:产品质量水平的高低是一个企业竞争实力和发展能力的体现,如何加强产品质量管理成为工业企业重要的研究课题。通过对质量管理的理论基础进行深入的探讨,分析了质量管理体系对内部审核的要求,提出了工业产品质量改进中的策略。 关键词:工业产品质量;内部审核;质量改进 产品质量代表了一个国家的形象、一个民族的精神,是社会综合因素的反映,而提高产品质量是社会主义经济建设的重要战略任务。现在越来越多的企业强烈地意识到:ISO9000 质量体系认证对稳定和提高产品及服务质量、改善内部管理、增强市场竞争能力具有重要作用。但笔者认为提高企业的质量管理能力,真正发挥质量管理体系在保证产品质量方面的作用,是目前国内企业必须重点研究的课题。 一、产品质量改进的原则 质量控制改进的目的是对现有控制状况存在的缺陷的改进,使之更加有效,因此改进的原则是:不能全盘否定原有控制方法,只是针对原有方法中影响控制效率的方面加以改进,从而设计一个切实可行的方案,提高企业质量控制系统的效率。实践证明,即使企业通过了质量体系认证,质量体系在实际运行中,总是还会出现这样那样的问题。如果没有一个不断发现问题、解决问题并不断改善和不断改进的机制,就会出现各种影响质量体系运行的问题,逐渐使质量体系运行困难,就会出现企业管理滑坡。质量体系运行质量的提高需要持续质量改进的推动“持续改进”是质量管理中重要的原则之一,从质量管理体系的总要求开始就提出组织要持续改进其质量管理体系的有效性。要求最高管理者对持续改进其体系的有效性做出承诺;并要求这种承诺体现在质量方针和质量目标中;并在管理评审的输出中做出改进产品、过程和体系的决定和措施。持续改进不是预防发生的错误,而是在现有水平上对产品质量、过程及体系有效性和效率的提高。因此,持续改进是关系到贯彻质量管理体系标准能否取得成功和能否持久运作的关键因素,是企业赢得市场竞争的根本性策略。 二、工业产品质量改进的策略研究 1.改进的原则 质量体系运行质量的提高需要持续质量改进的推动“持续改进”是质量管理八项原则之一。质量控制改进的目的是对现有控制状况存在的缺陷的改进,使之更加有效,因此改进的原则是:不能全盘否定原有控制方法,只是针对原有方法中影响控制效率的方面加以改进,从而设计一个切实可行的方案,提高企业质量控制系统的效率。 2.质量组织系统设计 质量组织系统设计的目的是为完成各项质量职能对组织的机构进行设置。要实现质量改进,首先应设置独立的质量管理部门,该部对整个质量管理体系的运行和各项质量职能的开展负有监督、检查、指导、考核等管理职能。质量管理部门专门负责质量管理体系的策划、建立、实施、运行以及各种质量管理活动协调、监督检查和考核。质量管理部置于管理者代表的领导之下,在所有质量管理活动中对其他职能部门进行监督指导。这样的组织形式有利于质量管理部门开展工作。 3.引入新的质量改进方法,加强不合格品控制 六西格玛管理是国际上开展不久的一种先进的质量管理方式,六西格玛管理法是一种比 ISO9000 质量体系更高级的质量管理模式。六西格玛质量管理体系既是给予数理统计的分析工具,又是有效解决具体质量问题的方法论,同时还是推动企业高效运作的管理哲学。它以数据和事实为依据,已满足和超越客户需求为主旨,以基于对生产或服务流程地持续改进为根本,以提高效率和缩减成本为目标。实施六西格玛质量管理体系的目的就是要缩减偏差,直到将偏差控制在满足客户需求的范围内。 六西格玛管理己不只是简单的要求企业的百万不合格品率少于 3.4,而是一套增强企业优秀竞争力,保持持续发展的理论和实施方法。其实施过程可分为DMACI 五个阶段:D 界定阶段,M 测量阶段,A 分析阶段,I 改进阶段和 C 控制阶段。六西格玛一开始就澄清什么是衡量企业业绩的尺度,然后应用统计数据和分析方法来建立对关键变量的理解和获得优化结果。 4.质量问题改进 (1)明确质量目标 质量目标是引导公司质量活动的“靶子”。即公司在质量方面所预期达到的具体要求、标准或结果,具有可行性和战术目的性。建立质量管理体系之初,最高管理者在质量方针的框架内,结合本公司产品的要求,确立一定时间范围内的明确的质量目标水平。它既具有挑战性,又通过努力能够实现,并可测量。根据职责分工,将质量目标合理地分解到相关部门或岗位,并使各部门或岗位明确具体的追求目的。管理层和主管部门按确定的指标和方法,适时考核各部门或岗位达到各自目标的情况以及公司整个质量目标的实现程度,以寻求改进机会并针对薄弱环节制定相应的改进措施。 (2)产品实现的质量控制 新产品研制、设计过程的控制:各工业产品生产相关单位严格按照相关国家标准、质保大纲的规定,抓好项目的质量策划、设计、工艺试制和试验各阶段的质量控制,确保研制产品的稳定性、可靠性和安全性。对于研制的新产品严格遵循相关程序各标准,控制了设计、工艺、产品质量评审和首件鉴定工作,并对评审提出的改进意见进行落实,保证了各项试验成功。完善外委、外协质量管理制度,落实责任,做好研制项目零件试制或外委、外协的质量控制,确保试制产品质量。 采购过程的质量控制:严格执行原材料采购、入厂复验、保管和发放各环节的控制规定。做好供方的考察和重新评定工作,对关键、重要件的供方100%进行考察和评价工作。执行工业产品原材料采购、入厂复验、保管和发放各环节的控制规定。 生产设备的控制:结合公司搬迁前均制定了搬迁计划并实施评审,保证搬入新厂区后的工艺、设备布局进行合理安排,满足搬迁进度和生产要求。组织搬迁后生产设施的验收工作,针对搬迁后生产设施的验收工作,规划技改部和制造部按照各自的职能分工配合搬迁工作及时进行验收工作,确保设备、设施、工、夹、量、模具满足新区生产要求。 客户服务质量控制:企业只有千方百计在服务上下功夫,才能在竞争中脱颖而出。对顾客的信息反馈如:顾客抱怨、建议等应做好记录和统计工作,并进行分析和总结,提高公司产品和服务质量,从而提高公司市场竞争力。对顾客因使用中发生问题而退回的产品,由质量管理部负责组织相关部门进行原因调查分析,确定责任部门,并督促责任部门及时提出解决方案,杜绝类似问题再次发生。如果问题比较复杂,因设备、工艺技术水平等原因,短时间难以解决的问题,质量管理部应责成该部门成立六西格玛项目组,进行质量改进攻关,提高产品质量。 三、结束语 一个企业生存与发展,重要的一步就是不断地提高企业质量管理水平,以其优异的质量管理形成该企业的优秀竞争能力,形成可持续发展的良性过程。只有把质量置于公司战略的优秀地位,坚持推行全面质量管理,不断进行质量改进,确保实物质量的同时,提高并创新服务质量,以致最终达到顾客满意,才是企业竞争制胜和长期获得成功的关键。 产品质量管理论文:加强企业产品质量管理的几点建议 摘要:质量是企业效益、发展、信誉的基础,有了质量的提升,才有企业的市场。因此,关注质量,企业才有发展的可能。文章针对如何加强企业产品质量管理进行了阐述。 关键词:产品质量;管理;建议 一、产品质量管理的作用 首先,产品质量管理是推动经济发展方式转变的重要任务。党的“十七大”报告中明确指出,实现未来经济发展目标,促进国民经济又好又快的发展,关键是要加快转变经济发展方式,大力推进经济结构优化升级,更加注重提高自主创新能力、提高节能环保水平、提高经济整体素质和国际竞争能力。为了实现上述要求,产品质量是主攻方向。其次,在当前经济形势下,经济增长质量和产品质量关系到我国经济发展的可持续性,关系着人民群众切身利益。总理指出,要全面加强质量管理,坚持实施市场多元化战略和以质取胜战略,这充分说明加强产品质量管理的重要作用。此外,产品质量管理是维护我国消费者合法权益的重要举措,对保证国民经济的顺利发展,保证生产安全和人民健康,起到了积极的作用。 二、企业产品质量管理的基本原则 1、产品的动态性。随着科学技术进步和市场经济发展,顾客的需求在不断变化,对产品质量的要求也会发生相应的变化。因此,企业应适时准确地识别顾客要求,创新技术、更新设备、研发新产品,持续改进、不断满足顾客的需求。 2、质量的相对性。由于地域差别,经济和技术发展程度不同、自然条件不同、顾客的饮食习惯不同、对产品性能的要求也不同。因此不能对同一类型的产品按同一个标准生产,企业应根据市场需求的不同,提供适当的产品。 3、质量的可比性。产品的性能等级高低和产品的质量好坏是完全不同的两个概念,性能等级高并不一定意味着质量好。在评价产品质量时,应注意到把比较的对象放在同一“等级”的基础上。 三、我国质量管理发展战略 1、建立质量管理体系 通过贯彻IS09000族标准,提高企业质量管理规范性,并对其他各项工作的规范性以良好影响,营造出严格、规范的氛围,强化企业和广大职工适应现代化大工业生产的产业素质。 2、提高质量管理的科学性 我国相当多的企业已在设备水平、工艺水平上达到或接近世界先进水平,但这些企业质量管理的科学性却远远没有达到生产本身存在的客观要求。如何提高质量管理乃至整个经营管理的科学性乃是当务之急。具体到质量管理就是如何提高数理统计技术在质量管理中的应用水平,提高企业技术人员乃至职工应用科学的质量管理工具去把握事实、分析原因、发现规律、拟订对策的能力。解决具体的质量问题的同时,还可以提高企业有关人员的综合素质,充实技术人员掌握的专业知识,尤其在优化我国企业工程技术人员的能力结构方面将起到举足轻重的作用。 3、加强人力资源开发 据调查,在企业中反映人力资源管理状况的“职工参与”和“人员管理”是得分最低、相关系数较大的项目。这说明人力资源开发是制约企业质量管理更有效发展的瓶颈。加强人力资源开发是应对全球化和科技发展所带来挑战的新要求。 4、强化过程管理 过程管理的主要环节是:描述过程的顺序及其相互关系,认识过程在系统中的地位;寻找并测量过程中出现的波动。揭示波动的规律,采取减少和控制波动的措施:分析过程所产生的增殖,优化关键的增值过程,消灭非增值过程。要注重过程之间的接口,使过去的“点”式管理成为由点、线、面有序连接的网络化过程管理。通过经营过程再造改造企业原有流程,以达到企业整体流程的有效性和高效率,以零缺陷为目标,运用现代管理方法对过程进行持续改进,提高管理水平。 5、开展供应链管理 从产品的设计到实现及服务提供所形成的全过程中,供应商及相关方在这条供应链中具有至关重要的地位,它是传统质量管理中的薄弱环节。在企业调查中也证明了这一问题,企业“供货商质量”与其他各个项目的相关系数都是相对最小的。特别是与“质量结果”的相关性最小,这说明这些企业与供货商之间尚未建立起密切的关系,因此它对企业质量结果的影响也最小。在质量体系中,所有的供应商和相关方组成了一条供应链,质量正是由这整条供应链来共同保证的。而市场的竞争也从企业间竞争发展为供应链间的竞争,其中任何一环不紧扣甚至脱节,都会产生致命的质量缺陷而影响各自的利益。随着经济全球化的发展,外向型企业将会与日俱增。企业的供应链将会跨越省区,跨越国界,供应链的管理是企业面临的一个紧迫课题。应当通过企业资源规划(ERP),最优化配置和共享信息、科技、人才等各种资源,努力实现合作伙伴间质量管理的无缝焊接。 6、实施自我评价 发达国家在推行全面质量管理中领先企业的成功经验之一,是建立一种基于国家和地区质量管理标准的自我诊断与评价体系。我国企业应当借鉴这种成功经验,建立企业自我评价的机制,以质量管理奖、质量管理体系标准或行业内领先水平为参照系,灵活运用各种自评方法进行自评。目前,国际通行的自评方法是水平对比法(对标),通过与参照系的比较。明确自身的优势和弱点,作为质量改进和管理创新的依据。 四、企业产品质量管理的几点建议 1、把好原材料质量控制关,防止质量问题的发生 原材料是产品质量控制的基础环节,只有把好原材料质量关,产品质量才有可靠的保证。要科学合理使用和管理好产品原材料,防止质量问题的发生。(1)要根据产品特点,选择合适的材料进行生产,避免因为使用上的盲目性而引发产品质量问题的发生。(2)要加强对产品的质量控制,科学合理掌握好库存时间和存放条件。一般情况来说,生产出来的产品时间过久,如超过二年则容易发生变色、变坏,故应根据生产实际情况合理保持库存量,并在使用中要掌握好先进先用的原则。(3)要加强对原材料的质量跟踪检验。检验部门在日常工作中,要对材料原材料的使用情况进行全面的质量跟踪管理,发现问题及时进行反馈处理,以避免盲目进货带来的质量隐患,切实把好生产质量源头关。 2、实行市场准入制度,加强流通监管 一要实行产品质量认证、认可制度,对生产出的符合质量安全标准的产品才予以上市流通。二要建立监测制度,建立产品质量安全快速检测点,不符合质量安全标准的产品不准流通和销售。三是实行标识管理,推行产品分级包装上市制度,对包装上市的产品实行身份证制度,要求标明产地和生产者。四要推行追溯和承诺制度。按照从生产到销售的每一个环节可相互追查的原则,建立产品生产、经营记录制度,实现产品质量安全的可追溯。第五,要拓展信息传递渠道,在对制假售假行为加大查处力度的同时,通过信息通报,在全国范围内统一加大执法查处力度,提高对劣质产品及其厂商的查处概率,并以此为基础形成信息共享,将违法行为进行全国性监控和通报,提高产品质量监管的有效性 3、加强审查力度,完善质量流程管理 设定一个质量标准,而不是模糊的概念,对质量进行统一管理。要求做到把不合格的产品消灭在它的形成过程中,做到防检结合,以防为主,并从全过程多个环节、多道工序致力于质量的提高。从单纯的成品检验,提高到生产过程中控制不合格品产生方面来。在生产过程的多个环节,多道工序加强管理,消除产生不合格品的种种隐患,切实做到“防患于未然”,形成一个能够稳定生产合格品的生产流程工序。 五、结束语 产品质量是产品的生命,也是企业树立良好品牌形象的优秀。产品质量的优劣既决定了企业的知名度、美誉度,也直接体现出各企业独具的价值观。塑造完善的企业产品形象必须牢固确立“质量第一,一切为顾客服务”的生产经营宗旨,增强企业全体员工的社会责任感,制造出独具特色的优质名牌产品。 产品质量管理论文:提升企业产品质量管理的思考 摘 要:随着科学技术的不断发展,产品质量水平的高低是检验一个企业竞争水平和能力的关键因素。相应的人们生活水平也得到了提升,那么人们对于产品的要求也会越来越严格。企业身为市场的经济主体和产品质量责任主体,想要实现长效发展,就要不断的提升产品的质量水平,围绕产品的质量水平进行生产,强化产品的工作质量,通过生产的方式,创造出更多让顾客满意的产品。特别是随着经济全球化的不断深入,产品的质量问题已经成为现在市场竞争中的关键因素,质量管理也已经成为国内企业在发展目标上的重要发展战略。所以,怎样更好的强化产品的质量管理成为现在工业企业面临的主要问题。 关键词:企业产品质量;质量管理;现状;解决措施 1 加强人们的质量观念 产品质量管理的主要目的就是为了更好的保证产品的质量水平,从而满足更多客户、法律法规等方面对其提出的质量要求,像是实用性、安全性和可靠性。产品质量管理是通过设立质量目标和计划,并且为了实现这个目标和计划而进行一系列的质量计划、质量监控、质量保障和进行质量改进等方面的活动来完成的。 限制产品质量提升的主要因素不单单是技术层面的,主要是没有强烈的质量观念。提升产品的质量,牵涉到产品建造的整个过程。并且急需要处理的问题就是产品制造者的思想观念,也就是人们的质量观念。提升人们质量观念是产品管理的主要内容。质量观念表现出的是企业人员对于质量的认识和对质量问题的态度,也就影响着员工的质量态度和工作行为。缺少质量观念会让员工产生消极的质量态度和不恰当的质量行为,更为严重的还会制约企业产品质量的提升和质量工作的进行。针对我国的很多企业来说,在对产品质量要求方面不是尽善尽美,而是马马虎虎,特别是当产品质量和实际利益发生矛盾的时候,一般都会把经济利益放到第一位,这就严重的制约了我国产品质量的提升。 提高企业员工的质量观念,要一直坚持下去,从多方面的工作着手。从企业的高级领导人到一般的管理人员再到一线的工作人员,在整体企业中都要树立起“产品质量是企业的生命”的观念,把提升产品质量融合到生产工作的各个环节。企业通过进行质量知识的培养和教育,让人们意识到质量的重要性,注重人和产品质量的关系,让员工掌握质量管理的基本理论和工作方法,并且融合到实际工作中去,还可以签订“质量责任书”进行质量方面的制约。在企业内部如果形成了“质量第一”的思想观念,这些好的作风经过长时间的积累,就会形成为企业文化的重要组成部分――质量文化,从而保证产品的质量就变得理所应当了。 2 构建分段式的产品质量管理系统 产品生产的整个过程是一个复杂的工作体系,其中质量管理是最为主要的管理因素。我们一般都认为产品质量仅仅是指产品制造方面的质量问题,不太注重产品开发和产品使用方面的质量。这种认识是以偏概全,没有诠释产品质量的整体含义。实际上,从产品流通的角度来观察,产品的质量主要体现在以下几个阶段,建立产品质量管理体系,要进行分段式的建立。 2.1构建产品开发的质量管理体系 从理论的角度来看,产品质量是先前构建出来的,并不是最后检测出来的。产品开发的质量对于产品的实际质量有着直接的影响。想象一下,在产品开发的时候,很有可能就会出现不符合标准的生产或是无章可循,当然也就生产不出高质量的产品。所以,产品开发质量对于产品本身的质量起着决定性的作用,企业要从产品的开发着手,进行质量方面的管理。 2.2创建产品制造的质量管理 产品的建造就是企业的生产过程。产品生产过程中的质量对产品的质量有着重要的影响。产品生产的质量管理是一个经常被讨论的话题。在产品生产的过程中,一般都避免不了受到各种因素的影响,像是人员、方式、机器、材料、环境等等。这就需要管理人员和操作人员在工作的时候采取有效的措施进行纠正和处理。 检测产品生产过程质量好坏的标准时:高产、优秀、低耗。为了更好的实现这个目标,就要从人、物和财等方面进行满足,这是进行产品生产的前提因素。再者就是人、财、物和信息等各个生产要素在实际生产的过程中保持最佳的状态,争取做到人尽其才、物尽其用,保证财务和信息的顺畅和明晰。在产品制造的过程是进行质量管理的主要目标,使得生产出来的产品满足开发时候的产品要求。通过检验符合标准的是优秀产品,不符合的就是劣质产品和废品。 2.3 创建产品使用的质量管理 产品通过流通传递到消费者的手里,企业还有工作要继续。因为产品虽然经过检查符合标准之后,在顾客实际使用的过程中,产品的质量也会受到很多因素的影响,像是环境、使用方法、保存方法等因素。在这些因素的影响下,将会影响到产品的质量,也就影响了顾客对于产品的使用感受。 企业要建立相应的产品使用质量管理系统,像是注明产品的使用说明书、在产品的包装上面写明需要注意的事情等等,而且企业还要积极主动的和消费者进行售后的信息回馈,及时的处理消费者在产品使用过程中遇到的问题,从而保护产品的质量。还要把消费者的观点和意见回馈到前期的开发、建造环节,使得产品质量管理的整体过程都受到保护。 3 强化产品质量管理监测和检查力度 产品质量管理是需要各个监督管理体系和科学的检测质量制度的相互融合。但是,在实际操作的过程中,经常会出现一些问题和状况,使得很多重要的产品质量受到威胁。 在2011年3月15日,中央电视台新闻频道在“消费者权益保护日“,有权威、有广度、有力度的报道了”健美猪“的事情,其中较早报道”健美猪“的主要原因是因为”瘦肉精“。而其中身为中国最大的食品加工企业、世界五百强、中国最大的肉质制品企业的双汇集团,就被人们激烈的讨论着。在2002年的时候,农业部门就规定禁止养殖业使用“瘦肉精”。在2009年3月,河南省畜牧、工商、商务、食品药品监管局、公安等众多部门联合下发文件,主张对“瘦肉精”进行监管。执照职责分工,其中监管的过程有:养殖、宰杀、流通、销售和相关案件的侦查等。“瘦肉精”事件被报道之后各级政府的监管和双汇“十八道检验”关卡的频频失守。也难怪人们会叫到“十八道检验为何阻挡不了一头猪”?三鹿集团在宣传中称,三鹿奶粉出厂经过了1100道检查,但是最后的结果是经过了这么多关的检查还是没有检查出三聚氰胺。健全的监管体系没有发挥实际作用,其中的检测漏洞造成了不可挽回的问题,薄弱的监管和检测环节充满了安全隐患。 为了加强对于产品质量的管理,政府也建立了各级质量技术监管机构,而且还有拥有法律给予执行权力。各个质量监管人员,都要以身作则、忠于职守、依法办事、不断的提升产品的质量监管。 再完美的企业也建造不出十全十美的产品,产品的质量是需要检测的。提升产品的质量检查,要符合现在的经济状况和社会的实际发展,一方面要建立完善的质量检验机构,配有专业的质量检查人员和科技化的检验设备;另一方面还要建立完善的质量检测制度,根据产品质量的自检、互检和专业检的“三检制”,进行层层把关。通过检验部门检查不合格的材料不能进厂,不符合要求的半成品不能继续操作,不合格的产品不能出厂。产品的质量是需要检测的。随着科学技术的不断进步,对于检查的要求也越来越严格,产品的质量检查要贯穿到生产的全过程,只有通过检查符合标准的产品才能继续操作,这样才能符合消费者的要求。 4 进行全面质量管理模式 企业的生存和发展,需要进行全面的质量管理。全面质量管理(TQM)就是在社会的推进下,企业中的各个部门和组织以及人员都要注重产品的质量问题,融合专业的技术、管理水平和数理技术为一身,建立起一套完善和严谨的质量保证体系,对于影响质量的因素进行控制,用高质量的产品来满足消费者的实际需求。我国在1978年引进和推广TQM的。随着这么多年的发展,TQM的形式不断推行,对产品质量管理起到了一定的作用。但是有的企业推行TQM的模式,并没有取得预想的效果。主要原因是,质量管理只是停留在表面,没有真正落到实处。 全面质量管理包含了设计过程、生产过程、辅助过程、使用过程等四个环节的质量管理,企业要根据自身的情况,提升产品的质量管理,进行全面质量管理的模式。进行多环节。多方面、多层次和多因素的质量管理,寻找质量管理的方法,突破传统的“事后控制”的生产模式,而是要对产品进行先前、事中、事后管理的融合,把奖惩制度、经验管理和教学管理进行结合,建立起一套完善的质量管理方法。 产品质量管理师TQM是企业的重要成员,只有深入贯彻和执行TQM模式,才能使企业的产品质量受到有效的维护,企业才可以取得良好的企业形象,从而实现企业利益的最大化。 产品质量管理论文:铸造机械产品质量和质量管理工作 摘要:作为现代机械制造业的基础,铸造机械的质量直接影响到国家经济建设的好坏。铸造技术利用热加工,经过冷却凝固等步骤生产机械设备,诸多环节环环相扣,对其生产质量提出了较高的要求,怎样确保铸造机械的产品质量,如何加强质量管理工作是需要铸造企业重视的问题。笔者将以铸造机械的产品质量为重点作简要的分析,为实际操作提供理论借鉴。 关键词:铸造机械;产品质量;质量管理 根据设备造型方法的不同,铸造机械又分为砂型铸造和特种铸造。我国国内的的铸造机械技术逐渐成熟,砂型制造与特种制造不仅有较为完备的设备的支持,更有技术经验的指导。作为一项基础性的机械制造业,严格把控设备质量是确保企业生产安全的关键,也是对社会经济发展负责的体现。本文围绕铸造机械的产品质量作简要的探讨,为铸造机械的发展提供一定的理论借鉴。 1.铸造机械产品质量重要性分析 1.1.铸造机械安全技术分析 铸造机械的制造工艺是将金属进行高温熔化,当其转变为液态后浇筑到铸型型腔内部,通过冷却凝固得到所要求生产的机械设备的形式。在这一过程中,高温、浇筑、清理等都是对工作人员的操作要求较高的技术。 从其生产的环节来看,铸造机械的工序较为繁杂,同时,各环节中的危险系数较大,工作人员需要忍受高温作业、粉尘和烟雾侵袭、噪声污染等多方面的对人体不利的生产环境,烫伤、爆炸等现象也是铸造企业较为常见的事故。故而,确保产品生产过程中的安全是企业对员工负责的体现。 生产安全一方面要求企业做好基础性的安全教育。另一方面也离不开安全操作和科学的生产。操作人员只有确保铸造机械的产品质量,才能够尽可能地减少机械返工和重造,大大降低了工人的危险性,另外,由产品质量保障带来的企业效益能够加快企业进行技术革新和设备购进的步伐,提高企业生产的科学和安全性。 1.2.我国铸造机械的现状分析 从我国铸造机械的进出口比例来看,铸造机械产品质量的问题较为严重。国外的先进铸造设备的引进相较于出口而言,有着压倒性的数量优势,这不仅是我国机械铸造业发展情况的体现,更是国内企业进行技术革新和产品质量监管的有力警告。国内市场上的中高端铸造机械较少,低端产品充斥市场,品种齐全却优秀技术萎靡,这些现象都在一定程度上要求铸造企业进行质量控制,确保铸造机械生产过程中的质量安全。 另外,国内的铸造机械的生产数控化与国外相比依然有不小的差距。数控化的程度低不仅影响着企业生产的效率,同时也加大了工作人员进行质量监管的工作难度。 1.3.经济发展为铸造机械提出的新要求 随着我国经济发展的不断提速,铸造机械的发展也被提出了新的要求。首先,铸造机械需要在以往的发展基础上向生产过程绿色化、生产产品优质化、生产效率高效化方面发展,打破目前国内的铸造机械格局,进行优秀技术探索和建设。其次,在科学技术发展的同时积极的引进先进的设备,提高铸造设备的应用率,加强设备的生产能力建设。同时,将先进的计算机信息技术应用到铸造机械的生产过程中,使用智能化、数字化、远程控制,提高生产车间的科学性和安全性。最后,建立完善的信息集成系统,及时的处理技术和生产问题,提高企业铸造机械生产的效率。 2.铸造机械产品质量管理工作的实施措施 2.1.生产环节上的质量管理 铸造机械的生产工艺不仅包含多个生产环节,其对操作人员的能力也有一定的要求。因此,从生产环节上加强铸造机械的质量管理工作十分必要。 首先,根据不同铸造设备的工艺要求进行合理的生产过程控制。在铸造机械生产中,部分机械设备需要工作人员进行热处理,而部分铸件需要工作人员对其进行防锈油处理,这些工艺细节上的差别并不影响整体的铸造设备的生产流程,在开展相应的工作过程中,生产车间管理人员需要综合基本的生产流程进行人员安排,确保生产流程的规范性和科学性, 其次,加强生产环节中的铸件质量检测和控制。针对铸件生产过程中工艺的不同进行铸件工艺的参数识别,确定每一铸件的制造工艺和技术参数。不同的铸件其生产工艺的难度系数也有相应的区别,生产车间管理人员需要结合各操作人员能力的不同对其岗位进行适当的调整。环节不同其操作步骤也不尽相同,混砂、造型、砂型烘干、浇包、落砂、清理等都需要操作人员具备一定的操作经验和能力。 2.2.铸造机械生产材料和设备控制 首先,企业需要对材料供应商进行适当的管理,对材料购进进行严格把关。第一,控制原材料供应商的材料供应。原材料的购进包括质量检验、材料运输、材料贮藏等环节,工作人员需要针对不同的环节进行措施的落实。质量评估和检测必不可少,同时,由运输给材料带来的磨损现象需要工作人员采取一定的防护措施使之降到最低。材料贮藏也需要工作人员结合材料的特性进行贮藏条件的改善,确保原材料的质量。第二,根据铸造机械的质量要求进行原材料供应商的慎重选择。促进原材料质量的改进是一项需要铸造企业重视的工作,这对原材料供应商的要求也就相对较高。铸造机械的产品生产需要根据设备质量要求的不同合理的筛选供应商,进而促进供应商及时的更新原材料的质量控制技术。 其次,铸造机械产业需要积极的进行数控化和信息化管理。在目前国内铸造机械的现状下,进行先进设备的引进和数字化控制技术的管理十分必要。一方面,铸造机械企业需要结合本企业内部的设备情况进行先进设备的引进和已有设备的检修,确保生产的安全和高效。另一方面,企业需要结合国外的先进管理技术进行信息化管理,建构起较为先进的信息化管理系统。 3.结束语 在机械制造业中,传统的现代技术已经逐步让位于先进的科学信息技术,企业的管理与质量监管工作也需要根据科学技术的发展做适当的更新与完善。铸造机械的质量管理同样重要,作为基础性的机械制造,铸造企业所生产的产品质量直接关系到国家的重工业发展和国家施工安全,因此,铸造企业需要针对内部技术的不足进行适当的技术革新和管理系统建设。 产品质量管理论文:产品质量管理及检验 摘要:本文就产品质量管理与检验工作存在的问题展开探讨,并制定了科学有效的实践工作策略。对提升产品质量管理检验水平,促进实践工作标准化、科学化,创设显著效益,有积极有效的促进作用。 关键词:产品 质量管理 检验 1、前言 产品质量检验主体借助针对性、有效性检验方式,对各单位生产开发产品质量特性实施综合检查,通过科学精准的化验明确产品质量水平,揭示其具体特性,进而获取真实准确的信息数据,并为其出具可靠完整的技术质量报告与总结结论。主体试验方式包括感观检验、物理测试以及化学试验等。为全面提升产品生产质量,强化科学管控,为大众提供精准产品质量资讯信息,便于政府机构制定各项质量技术管控监督标准,确保监督工作依法开展,并严格管控假冒伪劣商品在流动领域延伸,应秉承为人民服务的理念,强化技术支撑。应充分意识到产品生产质量的提升,将对百姓人民生活产生至关重要的影响,并关乎国家的兴衰与繁荣。 2、产品质量管理检验存在的问题 当前,我国生产产品质量同国际领域先进水平比较,还存在一定差距。一些生产工艺相对落后,没有实现全面自动化。同时,人员操作技术水平较低,呈现流动率较大的状况。一些工作人员由于没能充分了解产品标准以及技术要求,进一步对产品质量形成了不良影响。另外,工作人员由于素质水平有限没能实现对企业的科学管控。在原材料以及辅助生产材料的采购验收环节把关较松,基于产品质量不良缺陷,令原材料与能源面临了不良浪费。同时还会导致对环境条件与水资源的不良污染,令人力资源无法全面发挥优秀价值。通过我国质监总局的质量数据统计研究不难看出,一些城市有近三分之一的产品质量出现不稳定状况,优良品质水平则较低,造成了显著的经济损失,三鹿奶粉事件则更加向我们敲响了警钟。由此可见,优化提升产品质量,科学应对检验管理工作成为首要目标任务。企业只有加强技术监督,履行国际行业标准,更新落后设施、创新生产工艺,强化测试管理,优化机构建设,方能真正促进产品质量的优化提升,真正生产出优质、良好的产品,提供价值化信息以及技术支撑,确保执法公平合理。 3、产品质量管理及检验科学策略 3.1明确具体标准,提升检测准确性 为全面提升产品质量,检验管理人员应有效熟悉各项产品标准,掌握必要的检验操作方式,熟悉各环节检验操作技能,具体的实验要求、原理。应真正做到思路清晰,检验精细,预防毫无思路的机械执行,应促进工作效率的优化提升,降低检验误差。另外,检验人员应虚心学习,善于交流,汲取丰富经验。对各类试验仪器设施应做好维护保养管理,充实检验记录,并定期实施综合检查。应明确检验仪器设施正常运行参数、为其创设良好的服务应用环境。例如湿度、温度、照明以及通风条件应符合既定标准,方能提升检验仪器设施工作效率,令其发挥综合应用效益。 3.2规范应用检验方式,实施全过程检验管理 为确保检验工作的顺利进行,提升操作质量,工作人员应在实践检验阶段中依据产品标准要求检验方式实施综合检验管理,预防并克服检验工作存在的随意性。检验人员应养成良好的习惯,实施规范操作。应针对不同的产品制定适宜的检验策略,优选检验方式,契合生产需要、市场特点,产品特征,提升质量,优化工作效率。同时,检验管理人员应注重实践操作同原理的有效结合,进而优化提升质量检验工作质量。针对产品质量的检验首先应依据作业指导书强化原材、辅材的检验管理,对与标准不符的材料应不予批复合格报告。对生产场所、重要卫生区域应全面核查,做好防火、防爆管理与相关检测试验,充实数据记录。对产品生产各道工序应做好有效核查,用肉眼检查包装质量、做好计量核查,一旦发觉存在不良问题,应快速联系工序直接负责人,探究成因并做好全面整改。对于生产成品则应实施把关检验,监督管理,确保不合格产品不予以流通出厂。检验完毕应填制报告单,加盖公章并上报至相关单位。另外,应全面发挥品控员优秀职能,依据作业指导书实施全过程规范监督,一旦发现隐患问题,应及时联络主管领导,全面探究成因,制定有效的防范应对策略。 3.3秉承实事求是的工作原则,准确清晰的记录检验数据 质量检验管理阶段中应全面做好原始数据记录,进而映射产品质量管理检验阶段中产品形成的原始质量特征。该项工作尤为重要,检验工作人员应做好前期准备,绘制检验登记原始表格。检验操作中应将测得获取的数值分项记录到表格之中。同时,应履行必要的签字盖章确认手续。应确保检验工作的严格准确,不应过于随意,将原始数据记录登记在单篇纸张中。原始数据记录不仅仅为依据操作标准进行检验登记的工作步骤,而是应就观察所见事实全面映射重要检验操作,反映测量检验相关信息数据。应注重原始检验记录不要过于复杂繁琐,应简明清晰,应用简练语言全面真实的阐述说明问题。对各类技术性术语则应进行严格明确的定义解释。例如,应用电位法检验测试溶液的酸碱度,应将检测PH值相应实验方式完整记录,同时应确保原始记录信息数据同应用仪器设施精密度的具体位数保持一致,不应随意的将位数增加或缩减。通过实践不难看出,应用单一的检验报告文件较难满足各类产品具体的检验应用需要,因此应依据产品类型设计规范报告单,并在其中展现标准规定以及实际应用试验方式、具体选用仪器设施、进行产品抽样检验的方式手段、判定规则等具体内容。传统报告单之中,上述内容没有全面涵盖,因此应合理的扩充完善报告,进而有效约束管控检验操作人员清晰科学的应用标准,并提升报告单真实可信性。 3.4优化产品质量监督与抽查检验 当前,我国质量监督管理检验的类别主体包括,国家抽查,即全国联动的抽样检验、省际互相检验与联动检查;监督抽查,即定期进行产品质量的监督检验,做好日常管理核查等。无论应用何类检验抽查手段,均应做到全面真实的映射生产单位整体产品质量状况,首要目标便应为确保产品质量水平的优化提升。因此,应全面注重产品质量监督,为我国宏观调控管理、决策制定、市场经济建设发展提供必要依据,明确实践发展方向。产品质量核查检验包括全数的验证以及抽样核查检验两类方式。在检验阶段中应依据科学实践方式以及行业标准,对同一批次以及相同周期生产产品的整体实施检验测量,按照规范标准做好比较分析。基于产品总体数量以及特性因素等,在对各类批量产品质量实施判定验证阶段中,无需进行逐个的检查,可由总体产品之中抽取一定数量的样本实施检测核查,依据规范标准作出科学判定,得出产品总体质量的合格性以及优质性结论。 4、结语 总之,针对产品质量检验管理工作重要性,我们只有就实践工作中存在的现实问题,制定科学有效的应对策略。强化质量管控、规范检验操作,实施定期检验与不定期抽查,完善质量监督控制,科学记录检验数据,明确操作标准,方能真正提升质量管理检验工作水平,优化实践效果,真正生产出质量优秀、符合标准,没有瑕疵的产品,符合大众需要,遵循市场规律,令其赢得良好的口碑与信誉,并促进生产企业实现优质、健康与持续的发展。 产品质量管理论文:产品质量控制在中小企业质量管理中的应用 摘要:产品质量控制是既包括生产质量管理,又包括生产技术的一项系统工程。要想使制造过程中的质量管理得以实现,产品的质量控制是管理工作的优秀环节。产品质量控制是指为达到质量要求所采取的作业技术和活动,也就是说,产品质量控制是为了通过监视质量形成过程,消除质量环节上所有阶段引起不合格或不满意效果的因素,以达到质量要求,获取经济效益,而采用的各种质量作业技术和活动。在企业领域中,产品质量控制活动主要是企业内部的生产现场管理,既包含了技术措施又包含了管理措施。 关键词:产品质量控制;中小企业;质量管理 产品质量控制是既包括生产质量管理,又包括生产技术的一项系统工程。要想使制造过程中的质量管理得以实现,产品的质量控制是管理工作的优秀环节。产品质量控制是指为达到质量要求所采取的作业技术和活动,也就是说,产品质量控制是为了通过监视质量形成过程,消除质量环节上所有阶段引起不合格或不满意效果的因素,以达到质量要求,获取经济效益,而采用的各种质量作业技术和活动。在企业领域中,产品质量控制活动主要是企业内部的生产现场管理,既包含了技术措施又包含了管理措施。 近些年来,我国的产品质量安全问题频繁发生,这些层出不穷的产品质量安全问题不仅损害了广大消费人群的健康和利益,更损害了生产企业的形象和我国整体产品质量的信誉。政府的监管只能从宏观上对产生质量问题的企业进行责任追究和处罚,却无法从源头和细节上有效的保证质量安全,确保质量安全要从加强企业自身的质量管理着手,特别是中小企业,在竞争激烈的市场环境中,质量是企业赖以生存和盈利的唯一保障。 加强中小企业的产品质量控制要从两个方面着手,一方面是确保产品工艺条件的稳定和均匀,另一方面是确保工艺的优化,促进产品质量的改善和提高。在实际的质量管理中,要有机的将两方面结合起来,保证质量稳定是基础,提升产品质量是中小企业的优秀竞争力。 目前,控制产品质量的一般方法主要包括:积极的树立全员控制产品理念,将产品质量控制的培训和宣传等工作做好,将控制产品质量的理念切实的贯穿到产品生产企业全体员工的心底,从产品生产的源头控制产品质量;构建健全的质量管理体系,对产品生产企业的管理作用加以发挥,从根本上保证产品质量管理及控制能够有序进行;严格的将生产原料进口关把好,并且在使用生产原料上将工作做具体、做细致,为产品质量控制创造良好的先决条件;将产品生产的整个过程以及各个重点生产环节理顺,对产品的质量实时严格的控制;促进生产企业内部控制制度的不断完善,产品生产企业应当从自身的内部环境、信息与沟通、控制活动、风险评估、内部控制等诸多方面讲控制制度加以完善,同时将各个生产环节的难点和重点找出来,有针对性的将产品生产所存在的问题解决;加强对低质量产品的处罚力度,对假冒伪劣产品和而已生产低劣产品的部门采取重罚措施。 本文结合以上产品质量控制的一般方法,就产品质量控制在中小企业质量管理中的应用实践进行详细的讨论和分析。 一、设计控制质量 实践证明,质量控制离成品和用户越近,控制成本越高,质量问题的产生往往是许多生产环节没有显现的小问题的叠加。因此,产品的质量控制务必从生产的最初环节抓起,制定合理的设计产品,对生产中实施质量控制具有指导性意义,大量节省质量管理的成本。对于企业的产品,可以用质量特性围绕设计目标值波动大小来描述,最大限度的减少波动是生产过程质量控制所必须要进行的,而这样的波动,和产品设计有着千丝万缕的联系。 将产品质量控制的支撑点迁移至产品的设计和研发阶段,消除产品及其生产工艺设计不合理而可能对产品质量带来的不利影响。因此,在产品设计和研发阶段,首先要全面考虑,综合确定目标产品的指标参数,然后通过充分优化、筛选、验证,确定合理可行的生产工艺。 二、采用国际标准构筑质量体系 质量问题首先是标准问题,标准的数量不在于多,但是需要适用。在我国的生产企业中,许多国家标准和国际水平还是具有较大的差异,主要原因是过多的迁就了一些企业装备落后的状况,并考虑了大多数企业能按照这种低于国际标准的标准生产出合格产品。制定企业的生产标准自然要从实际出发,同时更需要通过采用先进标准来促进企业的技术改造,推动企业加强质量管理,提供更好的产品来占有市场。因此,中小企业应尽力等效或等同采用国际标准和国外先进标准,分等分级,限期达到。为了节约质量控制成本,企业应当首先抓产品标准,有了先进的技术标准,对产品质量就有了明确的具体要求和一个较高的追求目标,帮助企业提高工艺控制水平,提升产品质量。 采用国际标准可以帮助我们查找质量差距,技术标准也是生产力,也出经济效益,必须给予足够的重视。每一项技术标准都是一项优秀的技术成果,也是评判产品质量的重要依据。技术标准是否先进可行在产品质量体系中发挥着重要作用,也是一个最基础、最关键的环节。我国的中小企业生产状况受到设备状况、管理水平和人员素质参差不齐的制约,自身的技术改造缺少整体规划,需要通过采用国际标准进一步加强企业自身的质量管理体系建设,并按照国际标准组织生产。因此,需要有可靠的技术手段来做保障,促使企业推广新技术、新工艺、新经验。在严格执行标准的基础上,更重要的是不断提高产品质量,确保产品质量控制。 三、生产控制质量 要保证产品质量,必须加强对生产过程的质量进行控制。在生产过程中,首先要保证产品的生产严格按照经过验证的工艺进行。产品质量的好坏是生产出来的,只要每批产品的生产都是按照事先确定的工艺参数进行的,则该批产品可为后续的检验控制提供很多方便,从生产中控制质量抓住了影响产品质量的关键环节,综合控制生产环节的质量,比单纯的依靠终产品检验有了很大的质量保障。当然,生产控制质量的前提保证是设计的完善和规范的合理制定,才能保证严格按照设计和规范的工艺流程进行的生产不会出现质量问题。 因此,生产环节上一定要注重细节、执行到位,按照原则、按照制度、按照程序办事,按照设计、按照工艺、按照技术标准生产。并且在生产过程中保证具有统一的管理制度、统一的工作程序,做到凡事有章可循,按章办事。具体生产事项必须由专人负责,一人指挥,岗位明确,职责明确。此外,生产过程中还需进行有效监督,对产品生产的关键节点进行检验和检查。 对于生产环节的操作者,一定要提高自身的素质,严格按照规范进行生产操作。接到生产任务,要能先看懂文件或图纸要求,明白工艺和标准的要求,若不清楚有疑问要及时和技术人员沟通弄明白。操作时不急于动手,先想再干,确保关键步骤正确,需要材料工具齐全。并具备初步检查上一步工序合格的能力,自检验设备正常的能力,如实记录工艺流程,提高操作者责任心,防止纰漏,出现问题可以及时追溯。 四、检验控制质量 在生产工艺固定的前提下,按照质量标准的要求进行产品检验就变得必不可少,合格后才能放行出货,检验要做到抽检和统检相结合,进一步保证产品的质量。然而,检验毕竟只是事后行为,产品检验不合格,虽然可以避免产品流入市场,但是同样会给企业造成较大的生产成本上的损失。而且当产品数量较大时,采用抽样检验,当产品质量不均匀时,受检样品的质量并不能完全反映整批产品的质量。 五、控制图分析产品质量 控制图是一种用来分析产品质量是否稳定的一种有效工具,可利用常用的数据统计软件Excel软件来绘制控制图,并通过对图形分析及时地发现、消除产品生产过程中存在的异常因素,从而确保生产过程处于受控状态。对于中小企业来说,使用Excel制作控制图非常简单,绘制出的控制图准确、清晰,为准确判断产品生产状况提供了有力保障。 根据中心极限定理,无论产品质量特性呈现何种随机分布,其均值总是服从正态分布。以此为基础,在日常中小企业质量管理中,可以在产品生产过程中采用控制图来随时了解产品的质量情况,控制图的特点是数据量大,准确性高。控制图通过抽样检验获取样本数据,依据样本数据的分布情况判断工序生产过程是否处于空置状态。控制图分为两类,一类是计量值控制图,一类是计数值控制图。样本数据点落在上、下控制线内,且无规则排列,则过程处于统计控制状况。控制图的绘制对检验和反馈提供了良好的科学依据,加强了检验阶段的质量反馈,从而能够更具时效的找到产生质量问题的根源。 六、外包产品质量控制 尽管中小企业的外包活动并不常见,然而,随着市场竞争的日趋激烈,联合一些同等地位的小企业来实现共同生产,将会成为未来中小企业生产发展的主要方向。外包产品质量的好坏直接影响到系统产品质量的可靠性,是确保产品质量的重要环节,因此加强外包产品质量控制具有相当重要的意义。 外包产品质量的影响包括全员的责任意识和质量意识,供货商的资格和专业能力,技术文件的确立,交流充分、方便、迅捷,整个生产过程的控制等。为此,必须加强全员责任意识和质量意识,改变合格供方的评价方式,加强对供方的评定,加深对技术要求的审查力度,从严外包合同的管理,加强技术交流和沟通,亲临外包企业进行技术指导,严格控制外包产品的验收,不放过每一个细节,建立质量信息沟通机制,和谐处理反馈信息等。 总之,企业因产品有市场而存在,只有满足使用要求的产品,才能具备市场竞争力,只有得到用户新人的企业,才能生存。质量是市场竞争的基础要素,是企业生存和发展的永恒主题。没有质量就没有市场,企业就没有收益。要提升质量水平,必须从产品质量控制的各个环节进行不断改进,才能做好质量管理工作。 产品质量管理论文:产品质量管理专业的人才需求及其培养目标定位 【摘要】为了了解企业对产品质量管理技术人才的需求及培养定位,通过调查获得了对该专业人才需求的第一手资料,并对调查数据进行了分析,指出了目前该专业人才培养过程中存在的主要问题和改进对策,该专业的人才培养定位,为企业转型完善产品质量管理技术人才培养方案提供了具有重要参考价值的实证材料。 【关键词】产品质量管理;市场需求;调查;培养目标定位 一、质量管理研究背景 随着改革开放的潮流涌入,国企、民营经济企业质量管理水平较以前都有质的飞越,企业更加注重产品的质量与产品的生命力,同时对公司的质量管理业提出了更高的要求。为了配合企业的经营发展与企业对质量管理的需求,企业人力资源部门设置了质量管理岗位与质量管理培训体系。但是由于缺乏调研加之主观意识其质量管理培训体系培训出来的人员不适合企业的岗位需求,造成企业在质量管理上的人才缺失,造成了人力、财力和物力的浪费。 二、质量管理研究工作的方法 本文通过全国性企业质量管理人员在企业招聘、培训等方面抽样,反应出现阶段产品质量人员在企业内部的需求如何,本文通过文案研究、问卷调查、走访调研等方式进行研究。 1、文案研究法。本文通过研究法共采集2011年、2012年、2013年,三年的西安人力资源市场人才需求情况,并通过对比、加权平均分析,显示出这三年里产品质量人员占人员总需求量的11%、15%、18%,远远高出其他岗位人员数,并有逐年递增的势头。而在调查中发现企业找不到合适的人才、人才找不到合适的企业,促使企业找人才的标准降低、人才改行等供需矛盾的最显著的特点。 2、问卷调查法。本文调研期间共向陕西省内的567家国企、外企、私营企业邮寄调查问卷,最终收集452份,其中35封为无效数据,共采集实用样本417份,问卷回收率为73.55% 3、走访调研法。通过走访调研发,调查人员共走访陕西省内企业42家,猎头公司15家、人才交流市场5家、劳务公司14家,深入探索了产品质量管理人才的需求情况与各家对其的期望。 三、产品质量管理人才需求分析 通过三、四个月的企业调研、资料整理、数据分析,笔者将产品质量管理人才市场需求与企业对此人才期望具备的能力基本了解。 1、产品质量管理人才从事的行业及职位。调研结果显示产品质量管理专业的人员适应较多的企业如机械制造业、生产加工业、软件技术业、咨询培训业等,从事的职业多为产品检测、产品试验、培训等一线岗位较多,而真正的在企业里任职质量控制、质量产品设计、质量控制等人数相对来说较少,由此可以看出,我国质量管理方面工作还处在质量管理的初级阶段,还没有发挥其质量管理的作用。 2、产品质量管理人才越来越得到企业重视。由调研可以看出,企业对产品质量管理人员的需求逐年增长,其增长速度、占有比例远远超过其他岗位人员的需求,产品质量管理人才为企业维护品牌质量、提升产品品质有着不可替代的作用,更多的企业越来越关注质量,将其视为生命,以持续质量的改进、质量品质的保持为永恒的目标。 3、产品质量管理人才在陕西企业的现状。陕西企业的产品质量管理人才的招聘渠道较多,比如高校就业会、企业内部招聘会、人才市场招聘会、在线网络招聘等渠道进行双向选择。 4、产品质量管理人才就业的基本素质。在调研过程中,企业针对各自的生产运营情况,提出了对产品质量管理人才的基本就业素质,归纳出来有如下几点:a、掌握专业的质量管理知识:产品质量管理人才必须具备强硬的质量管理知识、对产品的质量管理从前期、中期、后期的质量管理,为企业把好产品质量关口;b、对产品质量管理人才的性格要求:性格和善易与人相处,协调能力强,安心在企业一线工作,不断进取具备一定的原则性,能承受一定的劳动强度,心理素质良好,白我控制与调节能力强,意志坚定,充满自信心。 四、质量管理人才存在的问题及培养对策 从研究的结果可以看出,现阶段质量管理人才的实际能力与企业的需求有一定的差距,人才质量管理人才所掌握的知识面与企业在实际运营中的需求有着实际差距,这就需要社会、学校、企业三方合作将质量管理人才的差距缩小,其具体方法如下: 1、企业与学校双方合作,从就业开始入手。学校根据企业对产品质量管理人才入手,从学生的课程入手,建立质量管理的初步培训系统,企业系统委托学校为其培养人才建立基本通道,让学生的知识覆盖面与企业的需求相互吻合,并且在校内提高“持证岗上”率,以满足技术应用能力的要求。 2、对产品质量人才道德领域的进行教育。产品质量往往关系到企业的优秀机密,在产品质量人才培训时就注重职业道德的培训有助与企业对人才的渴求,怎样正确对待本职工作,树立科学的价值观,培养正确的人生观。 3、对产品质量人才的培训更注重能力的培养。产量质量人才是企业中的实干家,它的岗位有质检员、内审员、助理质量工程师等等,是企业理论发展的数据收集者、是企业问题的发现者、更是默默无闻的英雄,因此,产品质量管理人才必须立足于产品质量管理职业能力培养,使培养的人才适应质量管理与管理,服务生产第一线的要求。 4、产品质量管理专业培养目标定位。本文所指的人才培养目标定位其实质就是企业人才竞争的优势,其本质就是差异化定位,企业的人才培养理念必需紧扣企业需求原则。人才培养目标定位,就是教学活动预期所要达到的标准。应当具有熟练的职业技能,具备持续发展的能力,还应当具有扎实的、系统的专业应用知识,具体到产品质量管理专业的培养目标定位是:质量管理技术是以控制、保证和改进产品质量为目标,把质量管理技术、质量管理理论及其实践与现代工程技术成果有机结合而开发、应用的综合性工程技术。 产品质量管理是技术与管理的交义学科, 首先是质量管理离不开工程技术学科,如化工工程、机电工程、食品工程、纺织工程等等。 其次,建立在工程与技术学科如标准化学、计量学和工业工程之上的基础学科。 再次,它充分吸取了统计质量控制、企业管理、管理工程、质量管理等领域的理论成果。 最后,质量信息的基础是数据的采集、处理、分析、转换,也是质量检测的重要组成部分,是质量工程学的基本与优秀。 结语 产品质量管理人才的培养、培训是一个非常复杂的体系,其关系到企业产品质量的关键性问题,将质量管理从后期转为前期的预防是质量管理的优秀,需要科学思维、系统化构思与周密的研究,只有建立起产品质量管理人才的培训体系,才能从根本解决企业多此人才的需求,才能为新型新型工业化发展添砖加瓦。
电子测量技术论文:电子测量仪器技术分析论文 中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。 三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量技术论文:电子测量仪器技术发展论文 中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪 我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的优秀特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为优秀可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。 为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面: 1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。 2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。 3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。 4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。 信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。 国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为优秀的自动测量技术和自动测试系统。 二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪 调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。 譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。 南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。 三、VXI总线技术取得重大进展 VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。 这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 四、电子测试仪器向毫米波推进 众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。 信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。 五、通信测量仪器达到高技术水平 通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 六、数字化仪器迅速发展 近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的最佳仪器。 其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的一流的电子测量仪器产品。 电子测量技术论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用 摘 要:数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。 关键词:数字信号处理技术;电子测量仪器;应用 数字信号处理技术就是指利用计算机或者是其他的信息设备来对相应的信号进行分析和处理,从而得到有用的信息的过程的一门技术。数字信号处理技术可以将同一类型的信号转变为数字信号,这样计算机就可以进行相应的处理。目前,人们对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行了大量研究,数字信号处理技术对于电子仪器的测量有着非常重要的意义,必须要重视数字信号处理技术。 一、数字信号处理技术的重要性 (一)测量的作用 测量也可以使得生产活动的行为更加规范,在机械零件制造的过程中,已经生产完成的机械零件必须要进行相应的检查,判断这些零件是否符合相应的标准,而且通过测量也可以了解相应零件的各个环节是否符合零件的使用要求,工作人员对于零件的参数进行充分的了解,才能够在生产制造的过程中落实到每一个生产环节。 (二)数字信号处理的意义 测量技术在不断地发展,目前测量工作使用的都是电子测量仪器,电子测量仪器的应用使测量结果更加精确,也提高了测量的效率,但是电子测量仪器的测量结果都是利用电信号的形式来进行表示的,这样测量人员就很难对测量结果进行相应的分析,但是数字信号处理技术可以将电信号进行转化,转变为数字信号,这样工作人员就可以利用数字信号处理技术来对相应的数字信号进行分析,保证了后续工作的稳定运行。在电子测量仪器测量的过程中,如果使用的是直流电压,那么就要进行数模转换,如果使用的是交流电压,那么就要先进行交流电压和直流电压的转换,之后再进行数模转换。这样就可以使得测量的结果更加准确。通过相应的实验可以发现数字信号在利用的过程中可以对整个电子测量仪器的测量过程进行简化,这样复杂的问题简单化,就使得工作人员的工作效率提升,减少了各种因素对于测量结果的不利影响。 二、数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用 (一)在发生器上的应用 发生器就是信号源,这是一种十分重要的电子测量设备,发生器使用的是频率合成技术,但是无论是直接的数字频率合成技术还是间接的锁相式频率合成技术,都必须要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,而合成信号源能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的准确性和稳定性,还能够使得输出信号频率达到与基准频率相同的高度,在这样的情况下,数字信号处理技术就能够提高发生器的功能,使得信号源变得更加稳定。 (二)在电业测量中的应用 电子测量的过程中,电业测量是非常常见的,也是最为基本的测量方式。电业测量的机理就是将测量的电压转变为直流电压之后再进行相应的测量。目前电业测量已经被数字化,数字信号处理的过程中涉及两个优秀的问题:一个是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。但是无论是哪一种转换,A/D转换所包括的量化和取样都是数字信号处理技术中非常基础的环节。在实际的应用中,将这两者应用在了电压表上,这样电压表的测量准确性就得到了一定程度的提升,测量的范围、抗干扰能力和分辨能力都得到了提高。 (三)在示波器中的应用 示波器是一种利用波形硐允静饬拷峁的一种电子测量仪器,被测量的信号必须要将电子束打在相应的荧光物质上,这样屏幕上就会显示出相应的图像,工作人员就可以对所显示的图像进行分析和解读。如果使用的是常规的电量,那么示波器均能够进行相应的显示,例如频率、峰值、电流和电压。但是如果遇到了特殊的电量,就要通过一定的调整才能够利用示波器进行测量,例如调幅度和相位差等。示波器是一种常见的电子测量仪器,但是示波器在使用的过程中必须要符合相应的规范,如果违背了相应的操作要求,就会导致测量结果出现偏差。在正常的情况下,示波器设备所显示出来的图形能够准确地描述出被测量的信号,以下就是对数字信号处理技术在电示波器中的应用进行分析: 如果将示波器设备当作是信息系统,那么就可以得到相应的关系式:s0(t)=s(t)*h(t)。 其中,s(t)是我们需要测量与观察的相应信号,s0(t)是在示波器上所显示出的相应的波形,*是一种卷积运算的符号,h(t)是指已经输入的信号源。因此为了保证测量人员所观察的信号和示波器上所显示出来的信号的契合度较强,那么就要保证示波器的输入激响能够满足迪拉克函数的要求。这一函数为h(t)=δ(t)。 只有这一函数成立的时候,s0(t)与s(t)才能够相等,按照斯彭斯的信号理论可以得知,如果上述的说法要想成立,那么就示波器的宽带就要无限大,但是在实际的应用中,这一条件是无法达到的。而且示波器在使用的过程中,还会受到相应的3db带宽的影响。进行估算的时候,使用的是方根原则,而且被测量的信号就是高斯信号,而且高斯信号也是方根原则能否成立的关键,在实际的应用中,高斯信号极少,这样就导致了高斯信号与示波器之间会出现较大的误差。要想减少这一误差就要利用数字信号处理中的反卷积技术,相应的关系式如下:s(t)=s0(t)(l/*)h(t)。 在这一公式中,l/*就是指反卷积计算,在这对关系式中可以将误差缩小,这一计算公式在过去仅仅是在理论推力中得到广泛的应用,而在实际的应用中很少被应用。但是在科技不断发展的今天,通过数字信号技术就可以将这一理论应用到具体的项目测量中,使得电子测量仪器的应用范围更加广泛。 假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够准确地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。 结论 人类社会发展的过程中永远离不开测量工作,其是社会生产实践活动的重要基础,而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段,为实现测量工作的精确化提供了重要保障。通过上文我们可以看出,数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用,甚至能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上。虽然当前该种方式仍然存在着一定的问题,但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路,让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。 电子测量技术论文:虚拟电子测量仪器技术 摘 要 近年来出现的虚拟仪器突破了传统仪器的束缚,是仪器发展史上的一次革命。虚拟仪器技术是以计算机为优秀的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务。 【关键词】虚拟仪器 测量 LabVIEW 1 虚拟仪器概述 虚拟仪器(Virtual Instrumentation)是一种计算机控制的仪器系统,以通用化计算机作为优秀的硬件平台,由使用者自己设计定义,具有计算机操作界面,测试功能由软件来实现。它通过应用程序,将通用化计算机与功能化硬件相结合,这样使用者可以通过友好图形界面,自己操作计算机,完成对被检测量的采集、判断、分析、显示、存储数据等功能。 1.1 虚拟仪器与传统仪器的比较 虚拟仪器是以计算机为基础的软硬件测试平台,它可代替传统测量仪器并自由构建专有仪器系统。传统的测量仪器受到硬件的限制不能发挥很大的互联。而虚拟仪器将仪器硬件搭载到计算机平台,再加上应用软件,将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合,大大缩小硬件成本和体积,通过软件实现对数据的显示、存储及分析处理。 1.2 虚拟仪器系统的构成 虚拟仪器系统由硬件和软件构成,硬件是基础,软件是优秀。基本硬件是计算机和信号采集调理部件。计算机自身包括微处理器、储存器、显示器等部件;信号采集调理部件为GPIB仪器控制模块,VXI/PXI,仪器模块/总线标准模块以及数据采集卡。软件构成主要有开发平台软件和用户应用软件。目前使用最多的计算机语言是美国国家仪器公司(national instruments,NI)的LabVIEW。LabVIEW全称laboratory virtual instrument engineering workbench(验室虚拟仪器集成环境),是功能强大灵活的仪器和分析软件应用开发工具,图形化,用图标来代替文本行,创建应用程序。 LabVIEW具有以下主要特点:图形化的仪器编程环境;高效内置的程序编译器;灵活的程序调试手段;数据采集与仪器通信应用的支持;数据处理和分析函数库;支持多种系统平台;开放式的开发平台等。LabVIEW程序包括三个部分:前面板、框图程序、图标和接线端口。前面板模拟真实仪器前面板;框图程序利用图形语言控制前面板上的对象;图标和接线端口把LABVIEW程序定义成子程序,实现模块化编程。 2 虚拟电子测量仪器概述 2.1 传统仪器测量系统概述 传统电子测量仪器,如信号发生器、逻辑分析仪、示波器、频谱分析仪等,都是硬件化的技术方案,因其结构上的先天局限性,决定了相互之间没有令人满意的互联与通信机制,不能实现充分的信息与资源共享,所以在不改变设计思路的情况下,难以组建成综合测试系统或电子测量平台,也就不能完成对被测系统的综合分析、评估,进而得出准确判断。 2.2 虚拟电子测量仪器集成系统设计概述 虚拟仪器技术是以计算机为优秀的测试测量仪器组建技术,由计算机操纵,利用高性能的软硬件平台及模块化硬件板卡,结合高效灵活的应用软件,完成各种测量、测试任务;除信号的输入输出外,测量、控制、分析、变换、显示等功能均由软件来实现。 2.3 虚拟仪器与传统仪器测量系统比较的优点 虚拟仪器技术的优势是,使用者可以自定义专用仪器系统,功能灵活容易构建,应用面广。它符合“硬件软件化”发展趋势,被称作“软件仪器”。它的功能齐全且多样化,价格合理,因此具有很强的竞争力,在仪器计量领域有很大的发展空间。它主要有以下特点:软件是虚拟仪器的优秀;性价比高;缩小仪器厂商与使用者之间的距离;扩展性强,开发维护费用低,可配置性强;有良好的人机交互界面;信息量大,测试过程完全自动化,数据可编辑、打印、存储,有完整的时间记录和测试说明;通过软、硬件的升级,可便捷地提升测试系统的水平和能力;信号电缆少,故障率低,有操作保护;系统开放、灵活,功能可更改,技术更新快;可以和其他设备互联;软、硬件都具有模块化、开放性、可重复使用及互换性等特点。 3 虚拟电子测量仪器设计原理 虚拟电子测量仪器的软件应用程序,由LabVIEW编程环境开发,动态链接库通过CLF节点调用,达到与USB控制器的互联通信。LabVIEW程序编写分为前面板和后面板,前面板有登陆界面和各个虚拟仪器界面。后面板是编程程序框图,对前面板的各个模块进行编程,再把它们整合在一起,组成一个大的、整体的程序框图。 程序设计中,使用软件模板提供的旋钮、按钮、开关、数字显示、图表、图形等控件,在前面板设置输入输出对象,按照使用者的实际需求,设计图形化交互界面。框图程序设计是图形化程序的源代码,与前面板一一对应,使用软件提供的结构控制、数值运算、字符串运算、数组运算、布尔运算、信号分析、波形处理、文件输入输出、仪器控制等控件,按照使用者的需求,控制和分配前面板的输入输出。程序中的数据信号根据程序逻辑关系,沿数据线流动,满足“数据流驱动”。 在虚拟电子测量仪器中,硬件部分由USB控制卡,信号发生卡和信号采集卡组成。12V电源供电,通过USB2.0连接到计算机,与软件连接相通。 作者单位 榆林职业技术学院神木校区 陕西省榆林市 719300 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程中应用Proteus仿真的教学改革实践 【摘 要】分析目前高职《电子测量技术》课程教学中存在的问题,研究将计算机仿真技术应用于课程教学中去,采用项目教学法,使得学生加深对基本知识的理解,提高学生的动手能力和研发能力,培养学生成为与时俱进的创新型人才。 【关键词】电子测量技术;Proteus仿真 1 电子测量教学中存在的问题 《电子测量技术》是高等职业院校电子信息类专业的一门专业课,其目的在于使学生理解常用电子测量仪器结构、原理,会正确选择和使用电子测量仪器进行测量,培养学生成为具有电子信息技术基本技能和综合职业能力的,在电子信息领域适应生产、建设、管理及服务第一线工作的高级技术应用型人才。该课程传统的教学方法多采用老师首先讲授理论,然后再实验室验证性实验的方法,随着现有高职生源水平的下降,传统的教学方法已经不能取得良好的教学效果,这就要求教师要根据实际情况,利用先进的教学手段和技术条件进行教学方法和形式上的改革。 多媒体技术是现代教育的一种有效的教学手段,教师可以将晦涩难懂的理论知识利用图片,动画等多种形式演示出来,既能引起学生兴趣也能使学生更容易理解知识。但是单纯的图片或者动画演示对于《电子测量技术》这门课程显然的不够的,它涉及到很多具体电路和仪器的工作原理,这些仪器的构成原理和使用方法较难理解。 2 Proteus仿真在电子测量教学中的应用 计算机仿真技术已成为现代工程中的一种有效手段,所以我们在教学过程中使用了电路仿真软件Proteus。Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的一款EDA工具,它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。 我们以信号发生器为例,将计算机仿真技术应用与教学中来,采用项目教学法,让学生利用之前所学的电路知识设计信号发生器。 信号发生器总方案如下: 信号发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件,也可以采用集成电路。产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波―方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生正弦波波―方波,再将方波变换成三角波的电路设计方法。由RC桥式正弦波振荡器产生正弦波,经过迟滞比较器产生方波,再由积分电路产生三角波。 学生通过设计信号发生器的电路了解了信号的发生器的结构原理,也对振荡器,延迟比较器和积分电路原理和应用有了更深的掌握。而且通过计算机仿真软件来设计和搭建电路也节约的时间和硬件等资源,同时也避免了搭建实际电路时,由于焊接水平影响而出现的一些问题和故障。 3 总结 将Proteus仿真技术应用于《电子测量技术》这门课中,不仅使教学方式和考核方式多样化,也激发了学生对学习的兴趣和主动性,提高了教学效果和实践能力,也有助与学生在国家电子类各项竞赛中取得优异成绩,对毕业设计,创新项目和课外活动也起到了一定作用。 电子测量技术论文:以省精品资源共享课为契机 加强《电子测量技术》课程建设 摘要:以省精品资源共享课为契机,从课程体系、教学方法、课程资源、教材建设、实践教学等方面入手,加强《电子测量技术》课程建设。通过启发式讲授、案例法强化、探究力引导、前沿性引入、任务性温故的教学手段,以及“仿真―调试―实验”的自主性实践模式,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习的能力和创新性思维的形成。 关键词:电子测量;资源共享;精品课程;教学改革 一、引言 《电子测量技术》是高等院校仪器仪表类和电子信息科学技术类学生的一门重要专业基础课,是电路理论、模拟电子线路和数字电路等基础课知识的延续和深化,又和后续专业课程衔接,起着承上启下的作用。课程具有较强的理论性、实践性和应用性。通过学习,使学生能够掌握电子测量的基本原理、方法及操作技能,在以后科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案,合理地选用测量仪器,正确处理测量数据,具有初步的科学研究和科技开发能力[1]。近年来,测试技术迅猛发展,与其他学科交叉融合,为本课程的发展提供了一个广阔的空间[2]。电子测量技术是学生将来从事科研开发是不可缺少的知识和技能,也是电子信息用人单位检验学生工程能力的重要方面。根据近年毕业生的跟踪调查,真正掌握了测试系统的设计、安装及调试,具备一定科研素质的同学,在就业中深受用人单位青睐。因此,本课程的建设既要从专业自身发展的需要出发,又要从社会上的广泛需求出发,改革电子测量课程的教学与实践方法,培养学生工程项目开发实践能力及创新思维,将本课程建设成为以培养综合型人才为主要目的的高层次精品课程[3,4]。 二、课程体系构建 1.教学内容围绕课程特点。《电子测量技术》不同于其他专业课程,在介绍测量原理的基础上,更侧重于测量方法运用和测量仪表的操作,具有相当强的实用性和实践性,因此其课程教学目标有三个:一是了解电子测量的意义及特点、新型数字仪表的发展趋势,掌握电子测量方法及仪器的分类,测量仪器基本功能与性能,电子测量的基本组成原理,使学生了解专业的前沿发展现状和趋势。二是能够运用误差理论对各种电量和电参数的测量仪器进行误差分析,并对测量数据进行处理,使学生具有综合运用电子技术工程学科理论和技术手段分析并解决工程问题的基本能力,并能够对研究结果进行分析的能力。三是掌握电子示波器、数字万用表等常见电子测量仪器的基本组成及工作原理和使用方法,使学生具有在电子测量工程实践中掌握并使用电子技术、技能和现代化电子测量工程工具的能力,具有测量系统研究、开发、设计、制造的基本能力。 2.知识结构脉络清晰。在整个课程的讲授过程中始终贯穿测量原理―测量方法――测量系统―测量误差分析―测量仪表应用这一主线,按照知识衔接顺序,由易到难安排教学内容。首先介绍误差的基本概念、来源、性质、估算法方法、减小措施、要求学生掌握误差的表示及在电子测量范围内测量误差的估计、测量数据的处理等。然后介绍电压测量技术,让学生重点掌握交流电压表的定度及波形误差,掌握常用A/D转换器工作原理。再依次介绍波形测试技术、频率和时间的测量技术、集中参数测量方相位差测量技术等,知识结构如下页图1所示。 3.教学内容精练先进。测量误差分析及各参量测量原理理论性较强,对这部分知识要归纳提炼,把复杂的理论简单化、通俗化,使之易于理解。而对测量方法及测量仪表的介绍要注重引入新知识、新器件、新仪表,力争体现电子测量技术的最新发展方向,使学生掌握较前沿技术,为将来步入工作岗位及尽快适应工作打下基础。 三、教学方法改革 1.启发式讲授。在课堂上,教师是指挥官,要让学生跟随着教师的指挥棒,教师就必须有足够的吸引力。本课程理论性比较强,若想吸引学生的注意力,调动学生的积极性和主动性,必须经常提出一些具有启发性、诱导性的问题,让学生发表自己的观点和看法,增强课堂的教学气氛。比如在讲各种积分式AD转换器原理时,要让学生注意积分器的输入信号是什么,有什么特点,让学生先思考,然后带着问题听讲,这样在师生互动的基础上,培养学生多思考、多提问、多研究的良好习惯和积极、灵活的思维方式[5]。 2.案例法强化。在讲授理论原理之后,要适时引入案例,加深与强化学生对理论知识的理解。案例要通俗易懂,计算过程要简单,最重要的是案例之后要引导学生学会归纳总结,得出重要的结论,意在培养学生的分析问题、解决问题的能力。比如在讲授完每一种AD转换原理之后,给出该类型转换器的典型芯片应用实例,通过实例加深对原理的理解,在此基础上让学生自行归纳该方法的特点。案例强化法,一方面可以牵引学生思路,增加师生互动,活跃课堂气氛;另一方面能够加深学生的理解,引导学生把理论应用到实际中,化抽象为具体,提高学生的理论应用能力。 3.探究力培育。在专业工程认证中要求学生能够顺利阅读专业文献,能够熟练使用技术语言进行有效的技术沟通和交流,因此在专业课程的讲授过程中应该注意引导学生学会科技阅读。让学生检索一篇与电子测量技术相关的科技文献,并进行认真细致的研读,从论文研究什么、采用什么方法研究、完成哪些工作、怎样完成以及研究结果是什么几个方面撰写读书报告,让学生深入体会原文献的研究思路、研究方法和研究结论,培养学生的文献检索能力、归纳总结能力、文字撰写能力,从而来引导学生进行研究性学习。 4.前沿性引入。在该课程的教学过程中,充分结合教师所取得的科研成果,以及校外专家在本领域的报告、相关视频材料,让学生充分了解与掌握本领域国内外的前沿与最新发展动态,引发学生对该学科的浓厚兴趣和求知渴望。 5.任务性温故。在每章讲授结束时,都给学生留有作业思考题,以促进学生的课下复习与总结,达到温故知新的效果。 四、课程资源建设 随着互联网的发展,单一纸质教材已不能满足学生需求,开发网上课程资源,为学生自学开辟了一个新的渠道。本课程利用超星尔雅教育开放平台,从基本资源和拓展资源两个方面建立了系统、完整的网上课程资源。 1.基本资源建设。根据辽宁省精品资源共享课的要求,基本资源必须要能够反映教学思想、课程内容、教学方法等内容,包括课程简介、课程视频、课程团队、教学大纲、授课教案、演示文稿、案例、练习、作业等反映教学活动必需的资源。基本资源按照理论、实践两类来组织,理论部分包括理论课程的知识模块(课程模块)构成。模块概要包括学习目标、学习指南、知识内容、练习、实践、作业、案例、常见问题、测验(试题和试卷)、知识结构和参考资料目录等资源构成。知识点由学习指导、知识内容、教学录像、练习、测验(试题和试卷)、案例、演示文稿和与之相关的资料素材构成。实践部分由实践单元构成,实践单元由实践目的、实践内容、实践指导和素材等一系列资源构成。 2.拓展资源建设。拓展资源是指导学有余力的学生进行拓展学习的资料,是多样性和交互性辅助资源。包括对应章节知识的网站链接、相应芯片及测量仪表的使用手册、文献资料及案例库等。 五、教材建设 教材建设也是课程建设的一个重要组成部分,教材的好坏直接关系到授课质量的优劣。课题组经过多方调研讨论,搏众家之所长,组成由沈阳工业大学、沈阳理工大学和大连交通大学联合教材编写小组,拟编写高等学校仪器类“十三五”规划系列教材之一《电子测量技术》教材,已与电子工业出版社达成出版意向。本教材内容丰富、层次清晰、体系完整,强调理论与实践的结合。在讲述电子测量中的基本概念的基础上,系统阐述电子测量的原理与方法,以及现代电子测量仪器的原理与应用。具有内容的连贯性和全面性,知识的科学性和前瞻性。新颖之处在于该教材采用二维码形式提供扩展资源,方便学生自主学习。 六、实践教学改革 实验教学是高等教育的重要组成部分,是影响人才培养质量的关键,实验教学对培养学生发现问题、独立思考和解决问题能力起着至关重要的作用[1]。 1.精选实验内容,合理安排时间,及时更新设备。由于学时有限,实验内容要精练,实验时间要合理,要克服以往集中实验的弊端,每个实验都安排在相应理论讲授之后,称热打铁,可以达到很好的实验目的。实验设备要及时更新,淘汰了原有的旧设备,新购进40套常用电子测量仪器,对实验教学内容进行全面改革,编写了新的实验指导书。 2.采取“仿真―调试―安装―实验”模式,培养学生的综合设计能力。改革传统的验证性实验教学,先利用仿真软件进行仿真设计,改变输入条件,观察输出结果;然后给学生发放裸板和元器件,由学生利用课外时间自行安装调试,最后实验课上自行设计实验步骤,与仿真结果进行对比。这样学生由被动实验变为主动实验,既给学生充分展示自己的机会,同时也让授课老师了解学生对哪些知识点掌握有欠缺和不足。 3.与课程设计相结合,加强实训。鉴于电子测量课程与其他学科联系的紧密性,可以把电子测量课程与课程设计结合起来,通过课程设计进一步强化电子测量的理论知识,把课堂中学到的知识与实际项目相衔接。比如与电路仿真课程设计相结合,通过对峰值检波电路、均值检波电路的仿真加深对电路的理解。再比如与单片机课程设计联系起来,以单片机为优秀,设计一个简单的电压表或频率计。还可以利用设计的简单电路进行测试,根据测量数据进行误差分析,计算出测试精度等,这些可以加深学生对电子测量基本知识的理解和应用,达到学以致用的目的[6]。 七、建设成效 经过课程组多年来的努力,《电子测量技术》课程已于2015年获批为辽宁省精品资源共享课,并在超星尔雅教学平台上共享使用,而且正进行跨校选课的尝试。 1.资源特色。①教学团队经验丰富。经过这几年的努力,逐步形成了一支充满活力、教学特色鲜明的教学团队。课程组两位主讲教师教龄均为20年以上,长期工作在教学第一线,有着非常强的责任心和丰富的授课经验,深受学生喜爱,其中贾丹平被评为沈阳市三育人先进个人、沈阳市首届高校青年教师师德先进个人、沈阳工业大学教学优秀教师。②课程内容适合共享。课程体系脉络清晰,原理知识精练概括,应用技术与时俱进,课程内容涵盖了电子测量技术的基本原理、基本方法、综合应用等,具有基础性、科学性、可持续性特点,适合在网上公开使用。③课程资源充足完备。运用现代教育技术,进行教学方法和手段的改革,不断提高教学质量。探索与实践了现代教育技术与课程教学相整合的模式,构建了包括教材、配套课件、授课电子教案及网络课程等多种媒体构成的立体化教材,为学生提供了良好的多媒体学习环境和丰富的教学资源。④师生交流便捷通畅。本课程的网络资源可以对各类文件进行浏览、下载、评价,这大大地提高了课程资源的使用效率。可以通过答疑、讨论、作业等多种方式进行师生互动,发挥网络优势,实现线上线下相结合、课上课下相结合,有效提高教学质量,促进学生自主学习能力的提高。 2.课程特色。①重视学生的学习兴趣及学习能力的培养。采用案例式、启发互动式教学,提高学生学习兴趣,将科学素质培养融入课堂教学,以讲授内容为主线,传授科学思维、创新精神、研究方法,培养学生的学习能力。②跟踪新技术,教师科研成果进课堂。融合最新技术和科研实践,把最新技术带给学生,使课堂成为培养创新能力的舞台,学生由被动接受,变为主动探索与创新,为培养高质量人才提供了有力支撑。③充分利用网络教学平台资源。其不仅给学生提供了一个自学的空间,也给师生提供一个交流互动的空间。④注重学生实践能力的培养。通过“仿真―安装―调试―实验”模式以及读书报告训练,培养了学生自主思考、自主分析、自主设计的综合实践能力。 电子测量技术论文:电子测量技术》课程实验教学改革的实践与探索 摘要:为使学生更好的掌握电子测量技术的基本理论和相关仪器设置的使用,提高学生解决电子测量技术领域问题的能力,主要针对实验教学进行了改革的实践。通过实验设计型实验内容安排和考核方式的调整,培养了学生对电子测量技术理论和知识的理解和应用的能力。实践证明这些教学改革能提高学生对于专业知识的兴趣,加深学生对课程的理解,提高学生的设计能力和综合分析能力,获得了较好的教学效果。 关键词:电子测量技术;实验研究;设计型实验 电子测量是电子技术中进行信息检测的重要手段,它是一门发展快、应用面宽、实践性强的重要学科,在当今的信息化社会中发挥着重要的作用。“电子测量技术”课程是电子信息类专业中一门重要的专业必修课程。 “电子测量技术”课程的主要任务是使学生掌握近代电子测量的基本原理和方法,熟悉新型电子测量仪器的应用技术,在科学实验中能够制定先进,合理的测量和测试方案,具备正确选用测量仪器、设计合理测试方案、科学严格地处理数据、以获得最佳结果的能力。 电子测量技术实验教学一方面建立在理论教学的基础之上,是对理论教学进行服务的实践教学环节,它对理论教学有画龙点睛的作用;另一方面其效果应高于理论教学的内容,是将理论教学转化为实验测试能力的关键环节,对理论教学有升华的作用。电子测量技术课程实验对于电子信息类专业学生的综合素质的培养有着十分重要的意义,其教学效果直接影响后续专业课程及专业技能的培养。 1传统电子测量技术实验存在的问题 受有限的资金和实验条件的限制,传统电子测量技术实验教学以验证性实验为主,忽视能力培养。实验教学仅作为验证和巩固理论教学的附属,使实验教学缺乏设计性、研究性、综合性、创造性和实用性,忽略了对学生能力的培养。而且,在实验内容的设计和安排上,传统的实验内容大多是按照指导书使用一些测量仪器进行规定的测量,比较单调、片面,学生为了使用而使用,照本宣科的进行实验操作,收获甚少,且挫伤其对电子测量技术实验课程的兴趣;另一方面,实验中安排的仪器在前期课程中已有使用,如万用表、信号源、示波器等,使学生极其轻视电子测量实验,认为其无新内容甚至可有可无。 传统的验证型实验使电子测量实验偏离了实验的初衷,单一的实验教学方式,陈旧的实验教学内容,使得电子测量实验环节的教学效果受到极大的限制。实验变成了对电子测量仪器的认识和简单操作,学生掌握了各种测量仪器的使用方法,却不能够自主完成对某待测量的设计、测试、分析以及处理数据的测试过程;而电子测量实验的真正目的是培养学生具有正确选用测量仪器、设计合理测试方案、科学严格地处理数据、以获得最佳结果的能力。不难看出,电子测量实验环节达不到本学科教学目的,离社会需求更是相差甚远。 结合学校的质量工程建设,对电子测量实验进行了改革。改革坚持“一个中心、两个基本点”的原则,“一个中心”即以培养学生综合测试能力为目标,“两个基本点”即熟练掌握测量仪器的原理和使用、熟练掌握测量原理和方法。改革的目标确定为:在熟练掌握常用测量原理和方法和常用电子测量仪器的原理和操作的基础上,能根据被测对象正确选择测量方案和仪器,能对测量结果进行正确的误差分析和数据处理,切实提高学生动手能力和创新意识,增强学生的综合测试能力。结合改革的目标,我们做了如下改进: 2电子测量技术实验教学改革的实践探索 对于电子测量技术课程实验教学的问题,我们针对学生的能力和认知特点,结合学院实际情况,对电子测量技术实验教学提出了一些新的思路,并在此基础上进行了实践和探索。 1)在内容方面,建立3个层次递进的实践教学体系:验证型实验、设计型实验和综合型实验。 验证型实验的目的是加深学生对测量仪器原理的理解,掌握常用测量仪器如万用表、信号发生器、示波器等的使用方法。改革后的实验体系中保留了1个代表性实验(实验1)。通过对电阻电容、二极管、三极管等常用分立器件量值的确定,熟悉万用表、LRC测试仪的使用;采用信号发生器发生波形,输出给示波器观察,从而熟悉信号发生器和示波器的使用。 设计型实验要求学生利用实验室已有的仪器设备和材料,自己设计实验方案,在实验室完成实验任务。一般要求在实验前一周查阅实验所需要用的设备的相关技术资料,阅读使用说明书,并观看相关视频,设计基本的实验方案和步骤;做好了前期的准备工作,每组同学带着设计好的实验测试方案进入实验室,实验时间学生就可以根据设计的实验方案搭建简单的电路,并进行测试,记录相应数据;实验结束后,要求对于所得到的数据要做详细的、有计划的、科学的数据处理,撰写实验报告。 改革后的电子测量技术实验以设计型实验为主,实验2、3、4均为设计型实验。 例如对于RC电路特性的测试实验,该实验学时为4学时,学生需要进行无源RC电路仿真设计,确定其电路元件参数;进而选择电路元件搭建和焊接电路,根据自己的电路特点设计相应的电路特性即幅频特性、相频特性测试方案。通过对RC电路特性的实验设计及实现,要求学生能够熟练掌握基本测量设备的使用,并且熟练掌握幅频特性、相频特性测试方法,对电路中关键器件对电路特性的影响有一定的认识。在改革前的实验中,要求学生用信号发生器发生不同信号,用示波器对其进行测试,以掌握电压的测试方法。但是学生在做实验时索然无味,更不可能加以认真的思考和分析。改革后的实验将电压测量等知识点融入到实验中的各个环节中。学生在测量幅频特性的时候需要考虑所测电压的使用何种表征方法,电压幅值和频率的关系如何测试,示波器的频率特性等;另外,相频特性测量中需要考虑示波器测量相位差的方法等等。 2)在学生分组方面,我们按照班级人数确定,一般4人一组,要求小组成员分工明确,各司其责,同时充分发挥团队精神,确定合理、完备的测试方案。在其实验报告中,列出本小组的成员以及分工情况,详述本人分工的工作情况。同时,在测试过程中,每位同学必须有各自独立的测试,记录各自独立的测试数据并进行相应的数据分析。 3)在考核方面,我们对实验教学设立了独立的考核环节。实验考核内容为开放式的综合性实验设计,时间为2周。通常电子测量技术课程的所在学期学生还有教学实习课程即收音机焊接实习课程,按照要求每位学生都要焊接的自己收音机作品。对于电子测量技术实验的考核则结合收音机焊接实习开展,要求每位学生查阅资料,对自己焊接的收音机进行电路特性的测试设计和调试,由实验指导老师根据实验设计水平、设备操作熟练程度以及调试结果现场打分,并最终提交一个完整的报告。作为本门课程实验环节的考核。通过改革考核方式,增强了学生的动手实践能力和独立解决问题的能力;也为指导老师客观、公正、全面地反映学生的掌握情况和能力。 3教学效果 改革后的实验内容体现出重应用、重技能、重素质的特点,要求学生在实验过程中运用所学的理论基础知识来指导设计并独立完成,其成效是显著的,一方面,在参与实验的过程中,一切由学生独立思考和动手,学生在课堂上学习的理论知识得到了验证和应用,从而提高了学生的实验兴趣,学生的设计技能、调试技能、测试技能和实验研究技能得到了充分的训练。另一方面,实验内容的安排贯穿了整个电子测量技术理论教学的各个知识点,学生在实验设计的过程中需要相应的电子测量技术的理论知识支撑,从而促进了学生对于课堂理论教学内容的学习兴趣,更激发了学生对于电子测量方法和原理和学习和探索欲望。 综上,学生在进行了电子测量技术的课堂及实验教学环境的学习后,能够在熟练掌握常用测量原理和方法和常用电子测量仪器的原理和操作的基础上,能根据被测对象正确选择测量方案和仪器,能对测量结果进行正确的误差分析和数据处理,切实提高了学生动手能力和创新意识,增强了学生的综合测试能力。 4结束语 经过不断的改革与实践,将电子测量技术实验逐渐转变成学生喜欢且重视的环节,学生的学习兴趣明显提高,在实验过程中更是培养了学生的团队合作精神以及独立解决问题的能力。改革后的实验大大增加了老师指导实验的工作量,十分辛苦,但是看到电子测量实验中涌现出一批理论知识扎实,动手能力强的学生,我们颇感欣慰。电子测量实验也成为后续的大学生创新大赛发现和选拔人才的重要环节,电子测量实验室成为实践创新能力培养的重要基地。 电子测量技术论文:浅析电子测量技术的走向和发展 【摘要】随着科技的日新月异,世界进入了信息爆炸时代,层出不穷的新设备新技术诞生,逐渐改变着人们的生活方式。新的技术逐渐替代旧的技术,其中之一,便是电子测量技术。 【关键词】电子测量,发展,走向 前言 科技改变生活,随着改革开放的成功,我国人民的生活水平不断提高,越来越多的新技术新设备应用于我们的日常生活中,电子测量技术作为一种新兴技术,越来越广泛的应用到了我们的生活中,它的出现,能够精确测量许多之前很难检测的数据,为我们的各种工作,提供了安全保障,方便人民工作,现在,就让我们一同来认识一下电子测量技术的发展。 1电子测量技术发展 随着电子测量技术的发展和成熟,电子测量技术慢慢从一种理念技术,逐渐走入生产实际中,在人类的生产生活中,具有越来越重要的地位和作用,它广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。 这是一门新兴产业,具有高知识密集性、高技术性的特质。无论是国内还是国际,都具有广泛的市场,特别是随着市场的不断成熟,电子测量技术可挖掘的空间将会越来越多。电子测量技术并非是一项独立的科技,它包括了很多领域,比如微电子技术,光学,计算机技术等。电子测量技术是一门综合性学科,随着各种技术的成熟和发展,它的通用性和可实际操作性越来越得到广大公司和用户的认可,数据的可信度越来越高。 随着材料,仪器等的不断提升,随着新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现,在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。 2电子测量技术的走向 2.1电子测量技术的优势 相对于传统的测量技术来说,随着电子测量技术的成熟与发展,它的优势是毋庸置疑的。电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大、精度高等优势。特别是在一些特殊环境下,比如深海压力大,温度高,环境险峻等因素,传统的测量方式是无法与其竞争的。现代的电子测量技术不仅降低了测量人员的工作量,也大大增强了他们的竞争力和工作效率。 比如现在的房地产项目中,现代企业开发了很多简单实用的测量工具,比如激光电子测量。我们的测量人员在墙上定一个基准点,就能测出到对面墙壁的直线距离。从屋顶上打出激光,便能直接射到楼底,测量到我们需要的精确数据。这种工作效率和工作方式在传统测量方式下是无法想象的,它既大大增加了工作效率,缩短工作时间,又得到了传统测量无法实现的数据精确。而且,在特殊环境中,传统测量的方式更是无法实现我们想要的数据参数。 随着科技的发展,人们对数据要求的精确度越来越高,数量级越来越小,有些数据甚至要求到了纳米级甚至更小。这个时候,传统测量更是无法实现其要求,人类的肉眼是无法实现此数量级的。因此,电子测量的走向和发展必将越来越宽广,也是将来发展的必然方向。 科技让人类可适应的环境越来越宽广,人们从陆地走向河流,海洋,深海之底,甚至太空。在这样的复杂环境下,传统测量更是失去了可供施展的空间。在这样的情况下,电子测量彻底成为主力,在广度、精度、长度、复杂环境等方面全面占优。 2.2与信息技术的契合 计算机信息技术和电子测量技术是高度契合,不可分离的。在现代,是一个信息爆炸的时代,电子测量的发展前景是离不开计算机技术的发展的。随着材料技术的发展,电子计算机的成本越来越低,在不久的将来,当光子计算机技术和量子计算机技术成熟之后,电子计算机更将会向小型化,节约化发展,计算速度也将是一日千里。而且在方式方法上也呈现了多样性。 随着计算机技术的发展和动漫技术的兴起,很多电子测量的方式方法也出现了变化。在恶劣环境中或者人类无法达到的环境中,比如火星,月球等表面的情况和数据的采集,渐渐通过动画虚拟的技术具象在人们的眼前。 现在,经常通过电子测量的方式收集具体数据,再通过动画呈现的方式,模拟出具体的地形。再通过对虚拟地形的研究来得到很多我们想要的参数,分析出人们想要的结果。比如火星,比如其他星球,是否适合人类生存,这是个永恒的话题。 随着计算机技术与智能传感技术的不断发展,检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展,让电子测量仪器能够更加便捷地携带,能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存,体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。 3电子测量技术的未来 科技发展是第一生产力,科技的领先进步与否成为了衡量一个国家现代化水平和综合国力的最重要标志。电子测量技术便是其中的重要一环。电子测量技术复合在多项技术之中,成为其支点或者重要一环,很多技术的发展都必须依托科学的数据。而电子测量技术的发展跟仪器、材料和多种科技密切相关。 由于电子测量技术的发展,材料参数的数量级越来越小,由于材料和其他技术的发展,电子测量技术的发展也越来越快。从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求,必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等,用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求,仪器行业将得到很大发展。 4结束语 通过本文的研究,我们了解到电子测量技术对人类社会发展的重要性,也了解到它相对于传统测量来说,不可替代的优势,电子测量技术的发展,可以让人类得到更宽、更广、更精确数据,也可以在更在复杂,人类无法长期活动的地方进行作业。我们相信,电子测量技术的发展前景必定是广阔的。 电子测量技术论文:大学电子测量技术课程改革探讨 摘 要:“电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的一门学科,开设这门课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。教师从理论教学、实践教学和考核方式三个方面进行探讨,目的是通过改革激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力。 关键词:电子测量仪器;教学方法;教学效果 “电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的学科。“电子测量技术”这门课程的内容包括测量误差的性质、特点、分类和测量结果的处理,常见元件(电阻、电容、电感)标注方法和测量方法,电参量(电流、电压、功率)的测量,常用的测量仪器的原理、使用方法,时域测量频域测量和数据域测量的基本特点。学习本课程的目的是使大学生初步学会选择合适的测量仪器、制定合理的测试方法,学会设计一个最佳的测试方案,并且学会对测量结果进行误差分析和处理。开设“电子测量技术”课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。该课程涉及知识点多,数学公式推导复杂,学习难度大,容易造成大学生学习疲劳,致使学习效率下降。因此,我们不仅要加强大学生理论知识的学习,还要注重大学生创新和动手能力的实践培养。我们可将实验分为基础验证实验和综合设计实验。在基础验证实验中要求大学生能够识别常用元件,并能对简单的电路进行测量。在综合设计实验中,要根据大学生电子协会和电子设计大赛比赛要求事先拟定题目,使课堂教学和实践教学相融合,加强大学生的设计和创新能力。通过改革,我校大学生近几年的参赛均取得了可喜的成绩。本文从理论教学、实践教学和考核方式几个方面进行了改革,目的是为了激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力,通过一系列的改革取得良好的效果。 一、课程内容的改革 当前的“电子测量技术”课程体系陈旧,过多的介绍一些繁杂的公式,对于专科大学生来说难度过大,因此我们联合黄河水利职业技术学院的教师编写了适合大学生使用的“电子测量技术”“电子测量技术教学大纲”和“电子测量技术实验实训指导书”。该套教材介绍常见电参量的测量方法、常用元器件的特点以及测量方法和测量常用仪器的工作原理、使用方法和测试技能,并且介绍了误差理论和误差分析,时域测量、频域测量和数据域测量的基本方法。该套教材的特点是突出应用性和实践性,在课程内容上能够将知识点与能力点有机结合起来,注重培养大学生解决现场实际问题的能力。在内容安排上,力求广度和深度的统一,对电子测量的主要方面做了全面、系统的介绍,对于具体测量问题,选择典型的具有代表性的例题,使大学生既能够建立基本测量理论和基本概念的学习,又能加强基本操作技能的培养和提高。在课程内容上增加了现代测量新技术如无线通信测试、蓝牙测试、光通信测试等,每一部分均附有例题和习题,供大学生练习,以加深理解。在每章的开始部分增加实训项目,在选择实训内容时,应结合现场工作需要和我校实验室的设备条件,所选择的仪器都是全国各大高校普遍使用的测量仪器。 二、课堂讲授 在课堂讲授中,不再采取满堂灌的“填鸭式”的方式,而是将大学生进行分组,选择具有代表性的例子引导大学生自己去讨论、自己制订测量方案,使每个大学生都能够全身心地投入到课堂的学习中来。授课过程中,对于基本公式、基本定理的推导采用传统的板书形式,既能使大学生加深理解,又方便大学生记录。对于电路的测试技术和方案,利用多媒体技术、动画演示等手段,通过形象直观的演示,增加了传授的信息量。在教学过程中以大学生为主体,使大学生参与到课堂中来,改变了以往在课堂上教师乏味的讲解方式,教师在课堂上起引导作用,大学生才是主体。对于难点、抽象的知识点,教师要给大学生讲解清楚。同时,教师要在课堂上设置训练项目,让大学生先对项目进行分析,然后到网上和图书馆查阅资料,通过自己搜集信息,了解每种测量仪器的优缺点、适用范围和测量精度,从而学会建立一个优化的切实可行的测量方案。 三、加强实践技能训练 在实验环节的安排上,增加实验台、实验课时和实验数目。我们把整个实验内容分为基础验证型实验和综合设计型实验,在基础验证型实验中使大学生学会常用元器件的识别方法,学会常用测量仪器的使用方法,会对简单的电路进行测量;在综合设计性实验中,强化大学生创新能力的培养和综合设计能力的提高。同时,布置一些难度适中的题目和一些高难度的题目,难度适中的题目能使大部分的大学生经过自己的努力就可以完成,高难度的题目可以使少部分有探索精神和创新能力的大学生脱颖而出,从而带动其他的大学生,营造一个优良的学习氛围。 四、考试方式的改革 为了杜绝考前突击几天就能过关的现象,对大学生的考核方式也进行了改革。以前的测试就是笔试,以至出现了大学生眼高手低、只会纸上谈兵的现象。为了彻底杜绝这种情况的发生,我们更注重大学生平时的课堂表现、出勤率、作业情况以及在实验操作中的具体表现,这样给出的成绩更加客观公正,能大大提高了大学生的学习积极性,使大学生在平时的课堂上能更好地参与到课堂讨论中来。 五、结束语 通过这几方面的改革,激发了高校大学生的学习的兴趣,充分调动了大学生的主观能动性。近年来,我校的大学生参加河南省电子技能大赛、全国电子大赛还有电工证的等级考试,取得了良好的成绩,促进了他们的成长成才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程教学方法的探索与实践 摘要:《电子测量技术》是电子信息科学与技术、自动化等高等教育专业的一门专业必修课。通过教学工作的探索与实践,对该课程的理论教学和实验教学做了尝试性的改革,将理论教学与实验教学融合为一体进行授课,在理论教学内容上突出原理及新技术,在实验教学上充分运用实验室开发学生的动手能力和创新能力。、实践教学结果证明教学效果获得较大提高。、 关键词:电子测量 教学方法 理论教学 实验教学 1 引言 现代科学技术的发展,如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具,推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器,甚至在一些原先与“电”无关的专业,如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备,因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功,认真学好。不论哪行哪业,在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要,如何更有效的展开本课程的教学工作,是一个值得我们深思的问题,本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。 2 理论教学 电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析,并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样,该课程的理论内容非常枯燥,如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节,只是一味的介绍理论知识,将使得学生无法全面掌握电子测量的优秀技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。 2.1 教材的选择 一本好的教材不仅可以使教师易教,大大提高教学效果和教学质量,而且还可引导教学改革和教学思想的转变,而且可使学生易学,启发学生思维、引导学生创新。 笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》,该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写,教材中的内容与时俱进,技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理,容易入门,叙述深入浅出,图文并茂,宜学宜懂,同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用;该书的具体内容做到了理论联系实际,既讲电子测量原理,又讲具体仪器应用,通过实例与仪器型号参数介绍,加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题,便于学生预习、复习和总结。 2.2 教师的自我提高 在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用,教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的,电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律,即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍,在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师,一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态,要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态,定期查阅他们产品的资料,用来深化和扩展教学内容,将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生,丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情,拓宽学生视野做到与时俱进;另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究,促使教师对该方面的知识有更深入的理解,多参加学术交流会议,到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习,通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。 2.3 逆向思维教学法 任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程,如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的,在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分,教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室,直接面对仪器教学,使用逆向思维的方法进行理论教学,先从教学生如何使用测量仪器开始,让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识,懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能,以及各旋扭或按键间如何协调工作,以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。 以信号源和示波器的教学为例,这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来,先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解,让学生使用示波器测量信号源输出的信号,学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来,教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中,信号的形状会发生变化,由此引出怎样才能使信号的波形发生改变,这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容,这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法;再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段,在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化,信号源是如何实现这些频率变化的呢?带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题,引导学生去学习示波器的理论内容,如打开示波器观察到光点,通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造,这一显示原理也用于其他的显示设备上,如频谱仪、扫频仪等,做到触类旁通;通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化,反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化,带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识;再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时,通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化,为何会出现这种变化?带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。 3 实验教学 本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。 3.1 验证性实验 验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目,使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解,培养学生独立思考的习惯,提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中,学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法,学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如:通用计数器的应用,该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理,掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度,熟悉计数器的其他扩展功能;再如通用示波器的应用,要求学生理解示波器的工作原理、技术指标,熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。 3.2 设计性实验 《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识,教师结合本专业的基础课程,设计了本课程的设计训练题目,目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力,通过设计训练,要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上,能根据所学知识综合设计简单的测量电路,运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计,从而提高学生的创新设计实践能力。 设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等,让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》,包括以下内容:第一,仪器名称、用途、特点及简要设计思想;第二,主要技术指标;第三,仪器应具备的功能;第四,仪器的设备规模;第五,系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标,同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法;在设计过程中除写好《设计任务书》外,还要做到理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡,要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通,尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图,过程中要绘制详细的电路图,仿真无误后方可制作电路板;硬件完成后要规划软件控制流程图,根据流程图逐步、逐点编写程序;最后进入软、硬件联调、实验,最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。 通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识,使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理,硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法,掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备,也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。 4 结论 作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”,学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等,较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用,让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践,本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣,巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解,提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量,符合创新人才培养和社会发展的要求。 电子测量技术论文:《电子测量技术与仪器》课程基于工程应用的实践教学改革 摘 要:电子测量技术与仪器教学改革引起了高职院校教学改革的热点讨论。根据我院实际教学情况和学生自身特点,对电子测量技术与仪器”课程的教学进行了讨论、探索和实践,并提出理论指导实践、强化应用、分组指导教学等良好的建议。 关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革 1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵 目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。 结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。 2 教学改革实施 依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。 在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革: ⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。 ⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。 ⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。 在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。 3 总结 通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。 电子测量技术论文:基于案例引导、任务驱动教学法在《电子测量技术与仪器》课程教学中的应用 【摘要】对于《电子测量与仪器》课程的教学改革,通过基于案例引导、任务驱动教学方法提高学生的职业素质出发,适当调整理论教学的内容、加强实践教学环节、积极改进教学方法、扩展课程外延,培养学生的职业能力和创新能力等观点。 【关键词】案例引导;任务驱动;教学 《电子测量技术与仪器》是一门注重理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。除了学习和掌握必要的理论知识外,更重要的是能掌握各种电子测量仪器的选择原则以及使用方法。但我们一般的教材理论部分较多,具体测量方法特别实例分析、实训项目等内容介绍较少,教学也相对枯燥,学生的学习热情不高,学习效果不佳,所以需要更多的实践课程,利用案引导和任务驱动教学,更好地学习《电子测量技术与仪器》。 1.案例引导和任务驱动教学的应用 1.1 案例引导 20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。就是围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例(通常为书面形式),通过独立研究和相互讨论的方式。来提高学员的分析问题和解决问题的能力的一种方法。 以往在讲解电子测量基本仪器的原理时,教师按课程的理论体系阐述知识点,学生听老师讲解,适当时候教师提问。这样课堂气氛沉闷,不利于调动学生学习积极性。采用案例引导教学法有利于改变这种状况。例如讲解频率测量这一章节,教师可先拿教师自己或上一届学生设计的一个简易数字频率计向学生演示,介绍其功能和设计过程,再介绍其基本工作原理,这样学生的积极性被有效地调动起来,学习兴趣大增。讲完后,再让学生思考这个作品还存在什么问题,或者还可以采用什么新的方案,并及时布置与之相关的研究性学习任务,以小组为单位进行学习交流与研究。在这个过程中每个学生根据兴趣选择一个内容完成开学时布置的小制作及小论文。上交作品或小论文时对学生进行面试,以避免抄袭现象。另外,教师在平时的教学科研工作过程中要注意收集与电子测量相关的小产品,充实到案例教学中。这种教学方法对理论基础相对较差的学生帮助也很大,其动手能力、应用能力可得到较好的锻炼。案例引导应着眼于学生正确和熟练地使用仪器这一教学目标,围绕这一主线展开讨论。对于电子测量仪器,主要强调其基本组成与整机工作原理,不对整机电路作较多的讨论。教学中的仪器内容及选型注意与当前生产、科研实践相联系,使其具有一定的代表性。在介绍典型仪器产品时,把仪器的面板构成和原理框图相联系,有利于学生把所学的理论知识与实践相结合。 不过需要注意的是:(1)案例的来源往往不能满足培训的需要。研究和编制一个好的案例,需要较长时间。同时,编写一个有效的案例需要有技能和经验。因此,案例可能不适合现实情况的需要。(2)案例法需要较多的培训时间,对教师和学员的要求也比较高。在案例引导的过程中建议:1)案例讨论中尽量摒弃主观的成分,教师要掌握会场,引导讨论方向,要注意培养能力,不要走过场。2)案例教学耗时较多,因而案例选择要精当,开始时组织案例教学要适度。3)学生一般都具有实践经验,不必担心讨论不起来,但一定要有理论知识作底衬,即案例教学一定要在理论学习的基础上进行。 1.2 任务驱动教学 任务驱动教学就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,围绕共同的任务活动中心,在问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,引导学生产生一种学习实践活动。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。学生获得成就感,激发他们的求知欲望,形成感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、进取的自学能力。 把课堂搬到实验室,针对具体的测量仪器来介绍工作原理及电路组成,同时观察实验效果。鼓励讲授理论的教师同时承担实验教学,此教学形式的改进能帮助教师拓展知识结构,理论教师通过实验课程指导,能深刻体会实验对理论教学的重要促进作用,提升教师自身教学和工程实践能力。令学生学生能够独立设计测量方案、熟练运用电子仪器、利用已学理论知识分析测量结果。通过任务驱动教学让学生充分掌握以下几点:(1)了解主要电子技术中如电压、电流、频率、元器件参数、阻抗、噪声等物理量的测量原理;(2)了解电压表、信号发生器、电子示波器、扫频仪、逻辑分析仪等电子测量仪器的工作原理并能熟练操作和使用这些测量仪器;(3)针对具体的物理量的测量,能够设计出合理的测量方案、正确操作测量仪器、并对测量结果能科学分析。 在仪器的新技术方面,我们建立了虚拟仪器实验室。通过Virt ualBench 等软件在教学中应用,使学生认识到在虚拟仪器中,一台计算机可当作多台仪器使用,“软件即仪器”;还可以根据自己的需要,应用Lab VIEW 等图形化编程软件编制软件,使计算机变成自己所需要的仪器。这样,大大地扩宽了学生的视野,提高他们的学习兴趣,也培养了他们的创新能力。 任务驱动教学需要注意的是:(1)教学进度不易把握。每一组的探究程度和进度教师很难把握,实训结束时,有的组提前完成,有的组不能完成,影响效果。所以后需采取一些措施,要既能保证探究效果,又不影响进度。(2)课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为生动,这也导致个别学生干扰他人。采取措施在行动上约束学生,最好能使学生都积极参与起来。(3)评价上有困难。任务驱动教学法,可能有个别学生滥竽充数、混水摸鱼,给教师造成教学质量好的错觉,影响到教学效果。 1.3 小结 总之,案例引导和任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师除了具有辅导者、引导者的身份外,不具备其他任何权威。在这一模式下,学生将可能通过计算机网络随时获取帮助,并随时成为教师。这种教学方式全面应用到技能教学相信只是一个时间上的问题,它将完全改变传统的教学方式,使因材施教真正落到实处,让每个学习者将学习当作一种享受。 2.建立新型的考核评价体系 传统的考试制度比较注重理论和笔试,实验成绩虽占有一定的比例,但比重较小,这不利于人才的培养,理论测试与实践动手能力考核应同等对待。理论考核应从培养学生分析、解决问题的能力和创造能力出发。而实践考核中,既为不同层次学生提供更加公平的评价方式,也为那些擅长动手和创造的学生提供空间和时间,帮助他们脱颖而出,对学生的评价更客观、更全面。突出了实践环节的重要性。 3.重视教师自身素质的提高 教师在教学活动中是处于主导地位的,很难想像一个专业化程度不高、业务一般的教师能教出一批好的学生。而且随着新技术、新方法、新仪器的不断出现,测量应用领域的拓展,对教师知识结构、素质和能力也提出了新的挑战。为此教师一方面必须积极参加科研,掌握学科前沿动态,另一方面定期到企业挂职锻炼,掌握相关电子产品生产测试实际情况,丰富实用教学案例,把自己获得的实际经验、所掌握的最新信息传授给学生。 4.小结 21世纪是知识经济时代,知识经济时代对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求,对人才培养工作产生极其深刻的影响。大学作为培养高级人才的摇篮,只有紧跟时代的发展脉搏,改革人才培养模式,转变教学观念,更新教学内容,探索各种教学方法和教学手段,切实提高教学质量,才能很好担当起为社会输送合格人才的重任。在本课程的教学过程中,我们采取了多种教学方法,虽然取得了一定的成绩,但教学改革毕竟是一个长期探索、不断完善的过程,需要我们去不断总结经验,探索更有益的方法。 电子测量技术论文:浅谈电子测量技术和仪器的重要性 摘 要:本文对电子测量技术与电子测量仪器在经济发展和技术进步中的重要性进行了分析和讨论。本文首先对电子测量的对象及其应用特点进行了介绍,然后重点对其应用场景和重要性进行了讨论,最后对其发展前景做了分析。 关键词:电子测量技术;电子测量仪器; 信息技术的发展拓展了参数测量的应用场景,提升了对参数测量的应用需求,为获得更高精度、更快速度以及更多功能的测量结果,电子测量技术及电子测量一起得到了飞速的发展。完善有效的测量方法配合先进的电子测量设备逐渐成为电子专业测量的主要实现方式。 一、电子测量的特点 (一)电子测量的对象 早期的电子测量主要是对被测量对象的电参数信号、传输特性、受干扰特性进行测量,之后随着信息技术的发展,电子测量技术及其相关设备也被逐渐应用到其他内容的测量当中,如通过传感器等设备将诸如机械物理量、热物理量以及光物理量等转化为量化的电信号量进行分析等。目前电子测量技术和仪器主要被应用的场景为:电能量信号的测量,如电功率、电压与电流等;干扰量及干扰后的信号特性测量,如信噪比、频谱、相位、失真度等;电路元器件测量,如电容与三极管的参数测量、集成电路的性能参数测量等。 (二)电子测量的优势 现代电子测量仪器的应用拓展了参数可测量的范围,现代测量技术的应用拓展了可被测量参数的种类,传统测量方式下所无法获得的测量,都可以通过相应的电子测量技术获得高精度的测量结果。具体来说,应用电子测量技术和设备所具有的测量优势主要体现在以下几个方面。 1.能够在更宽范围内对参数进行测量。电子测量仪器的量程更广,精度更高,量程数量级更大,可测量的频带范围更宽。如电阻电子测量设备的量程宽度可达到六至七个数量级,这是普通的欧姆表所无法达到的。 2.测量精度和测量准确度更高,测量速度更快。电子测量仪器对参量的测量主要是通过电磁波或电子运动来实现的,因而所能够实现的测量精度和测量准确度更高,特别是在时间量和频率量测量方面其优势更为明显。同时,相较于其他信号而言,电磁信号的速度更快,能够在更短时间内获得测量结果。 3.可进行在线测量和远程测量。电子测量技术可以在相关仪器中添加多种类型的传感器,这些传感器可被放置于不便于停留或无法达到的区域对相关信号进行采集,若能够集成到相关位置,还能够在不改变被测量对象工作状态的情况下实现不间断在线测量,并将测量结果以有线或者无线的方式传输给接收端进行显示、存储或打印等。 4.便于计算机处理。电子测量所获得的数据大多都是数字信息,这些信息更加便于在计算机端进行处理与分析,配合使用计算机能够有效扩展被测量的应用范围。 二、电子测量技术与仪器的应用重要性分析 电子测量技术和仪器以测量技术为基础,吸收融合了计算机技术、数字处理技术、传感器技术、通信技术等多种计数方式,可以将被测量对象或系统的参数以电量、光量以及其他非电量的方式传递给处理端进行处理和分析。电子测量技术和仪器已经在各行业各领域得到了广泛的应用,是推动科技进步和科技创新的重要条件。 电子测量技术和仪器配合使用基本能够实现对任何参数的测量,因而其应用场景非常广泛,几乎涉及到了人们生活与社会发展的各个方面。其测量结果对各项技术的发展具有指导意义。如对无线通信速率的测量以及空间噪声特性的测量可以有效指导无线通信系统的技术革新;光栅、磁尺以及激光测量设备等在机械行业的应用推动了高精度数控机床产业的发展,使得越来越高精度的器件生产成为可能。 特别地,电子测量技术与仪器的发展更是同步甚至于超前其他技术进行发展的。统计资料显示,二十世纪九十年代的发达国家中,电子测量技术与仪器所占的国民生产总值只有百分之四左右,但是其对整个国民经济的推动作用却占据了超百分之六十的份额,与国民经济的关联度达百分之九十。电子测量技术和仪器是国家综合技术的客观体现,是国民经济发展的重要保障。 三、电子测量技术和仪器的发展前景 总体来看,电子测量仪器的未来发展方向主要集中在通用化与平台化、模块化、虚拟测试化等方面。 通用化与平台化是指现代测量仪器和技术正在逐渐由依赖硬件性能向依赖软件性能转变,各种测量软件和功能逐渐被集成到一台测量仪器中,且测量对象与测量设备相互独立,只需要根据测量需求适当的更改软件功能即可实现单台测量仪器的多参数、多用途测量。 模块化是指整个测量系统提供总线接口,各功能采用模块化思想进行设计,在应用时可实现快速配置和模块更新。这样既能够有效减小测量仪器的体积和重量,还能够依照最新的测量技术和方案对测量系统进行更新或升级,使得整个测量仪器的兼容性更强。 虚拟测试化是指应用虚拟测试技术对测量结果进行优化,对具体参数测量过程进行改进,增强电子测量技术的工程实用性,进而提升测量效率和数据测量进度。 四、总结 随着被测试系统和器件的发展速度越来越快、体积越来越小、应用场景越来越广泛,人们对测量技术和测量仪器提出了更高层次的要求,促进了新技术和新方法在电子测量技术和仪器中的应用。电子测量技术和仪器的应用对整个社会的发展具有先导作用,代表着一个国家的科技实力,影响着社会经济的发展速度。可见,正确认识电子测量技术和仪器的作用和功能具有重要的指导意义。 电子测量技术论文:电子测量技术实践课程教学改革浅析 摘 要:本文分析了电子测量技术课程在实践教学环节存的问题,并结合实际情况提出了实验课程改革措施。 关键词:电子测量;实验;教学;改革 电子测量是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学生的一门重要专业课。是具有较强的理论性和实践性的课程。包括电子测量的基本理论和方法、主要电子仪器的工作原理、误差分析、电参数的测试方法、实际应用以及该领域的最新发展等。电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。通过本课程的学习,使学生具有电子测量技术与仪器方面的基础知识和实际应用能力,以后在科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案,合理地选用测量仪器,能正确处理测量数据,以获得最佳的测量结果。课程较强的实践性要求在教学过程中要加强实验教学环节,提高学生的动手能力。 1 电子测量技术实验课程教学存在的问题 ⑴测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 ⑵本课程具有很强的实践性,必须结合实验等实践环节才能理论联系实际提高综合应用能力。但随着科学技术的发展,各学校为了培养宽口径的人才,增开各种课程,使得电子测量的学时数日渐减少,与其在专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术大概就是40多学时,有的学校实验学时还包含在里面,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 ⑶实验教学内容不尽合理。现有的测试技术的实验不外乎是一些基本测试仪器的使用,非常片面。使得学生容易产生误觉,一是好象在重复其它课程的实验,二是学生好象有点知道,但又感觉知道的不是很透彻,觉得无太大新意,而变得 索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。其实测试技术应该贯穿于整个电子信息专业的实践当中。 2 电子测量技术实验课程改革措施 ⑴研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 ⑵合理设置实验内容。实验教学作为电子测量课程的重要组成部分在内容安排上也不能一成不变照本宣科,实验内容的选取要做到适应不同层次学生的需要,将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展,增强学生的参与意识,提高学生的动手能力。就是以验证性实验为主,对于设计性实验我们都是要求学生利用传感器等来间接测量一些与实际应用有关的参数,如温度、液位、重量、位移等。这样一方面提高了实验的难度,另一方面提高了实验的趣味性。在整个实验过程中,学生独立设计方案,确定实施方法与手段;对实验过程中遇到的问题进行多方位思考并借助于测试仪器认真地分析,教师仅在适当的时候加以启发引导。在参与实验的过程中,一切都由学生独立思考和动手,自己寻求正确答案,真正成为实验的主体,从而提高了学生的实验兴趣,激发了学生的创新意识,培养了学生的创新能力。可以让学生较系统地掌握电子测量系统设计过程的选项立项、方案论证、工程设计和实现、系统调试、文档整理等全过程的各个环节,充分发挥学生的主观能动性和创造力,培养学生的协作能力和团队精神。 ⑶建立虚拟实验平台,电子测量课程面临两个难以回避的瓶颈,其一是传统实验手段落后的瓶颈,其二是实验设备资源的瓶颈,构建基于软硬件结合的仿真实验平台,既可充分利用学校计算机房的现有设备减少实验设备的硬件投入及维护工作量,又可以帮助学生更好、更快地掌握理论教学内容,加深对概念原理的理解,有利于促成课程和教学改革更有利于具备工程实践能力的应用性人才的培养。 电子测量技术论文:我国电子测量技术的发展 【摘 要】21世纪以来,我国已经进入了科技化信息化时代。各种先进的科学技术都在涌现,其中也包括电子测量技术。它是新时代不断发展创新的产物,具有很大的发展潜力。 【关键词】电子测量;技术发展;广阔前景 0 前言 随着我国经济不断发展,我国居民的生活水平都在提高,使用先进的科学技术是必然趋势。电子测量技术应用于我们生活的方方面面,能够精准高效率的测量许多数据,方便人民的生产生活,下面我们就来阐述一下电子测量技术的发展历程。 1 电子测量技术的简单介绍 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。电子测量仪器是知识密集、技术密集、高速发展中的行业。由于微电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器中的应用,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现,在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。电子测量主要应用于电学专业的测量,例如,电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电学专业的测量,例如,它通过各种类型的传感器,能量转化器把非电量(如热力学、光学、机械学的物理量)转换为电量(如电流、电压、频率等)进行研究,而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈广泛,通常包括以下几个方面:(1)电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量。(2)信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。(3)元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。然而目前国际上著名仪器公司电子仪器销售额所占比例不断下降,国内电子仪器厂所处的状况大致类同。因而研究我国当前电子测量仪器行业发展战略决策,已成为仪器行业专家们共同关注的问题。 2 电子测量技术的优点 2.1 电子测量技术的测量频率范围广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽,同一台电子仪器,经常能做到量程涉及很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十欧姆电阻,量程宽达六、七个数量级。 2.2 电子测量技术能够实现遥测 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性,同时它拥有直观、清晰的显示方式,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。电子测量技术能够将传感器设置在人类无法到达或者无法长期停留的地方,在对象运行的状态下能够持续进行测量,并直观地记录下相关的数据,这样就方便人们对被测对象进行了解和分析。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波的方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。同时,电子测量技术在实现遥测和不间断测量时能够利用荧光示波法和发光二极管来直接显示出测量的结果,具有直观、清晰的效果,便于测量人员直接对被测对象的行为特征进行认识和掌握。荧光屏示波法,便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯显示。 2.3 与计算机技术相结合 电子测量技术的高速发展离不开计算机技术的大力支持,因此电子测量技术和计算机技术的紧密集合是又一个应用优点。随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降,通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件,例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等,有了这些通用硬件平台,根据不同仪器的具体技术要求,开发出相应的软件,就可以产生不同的测试功能,输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术,可以设计出风格不同的人机操作界面,并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器,充分发挥计算机或数字信号处理器的作用,对仪器功能进行变换组合,因而比实物仪器更具有灵活性。在当今科技的高速发展中,测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展,检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展,让电子测量仪器能够更加便捷地携带,能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存,体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。 3 电子测量技术的发展前景 随着信息技术的高速发展,信息和信息化已成为推动经济、技术和社会发展的要素,它反映了当代经济发展、科学技术进步的趋势,被认为是国家现代化水平和综合国力的主要标志之一,从而成为各国竞争的热点。对此各发达国家均把实现社会信息化作为重要的国策竞相投入了大量的人力、物力和财力。电子测量仪器与测试技术正是这些系统与技术的支撑。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求,必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等,用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求,仪器行业将得到很大发展。电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。随着电子测量仪器的应用领域不断扩大,现代科学技术的发展和现代化工业大生产,必定会对电子测量仪器提出更高的要求,相应地,电子测量仪器的发展会呈现出新的特点,主要会包括:测量仪器的通用化;测量仪器的模块化;融合大量的高新技术;测量仪器的网络化。 4 结束语 通过本研究的介绍,我们对于电子测量技术的发展有了一定的了解。根据它的诸多优点,相信在未来一定会有更好的发展前景,应用到我们的生产和实践中去,为我们提高优质的生活。 电子测量技术论文:电子测量仪器抗干扰技术措施分析 [摘要]随着电子技术的飞速发展,人们对电子产品提出了越来越高的要求。许多企业都在使生产实现自动化,在实现自动化的过程中需要用到较多的电子测量仪器来检测生产过程中的参数,通过检测到的参数来指导生产操作。所以,电子测量仪器必须要保证其测量数据的准确性,防止出现误差。在实际的操作过程中,利用电子测量仪器检测参数容易出现干扰问题,干扰问题的出现会降低信号的质量,影响设备的正常使用。因此,提高电子测量仪器的抗干扰性能非常重要本文对干扰现象进行了介绍,研究了几种常用的电子测量仪器抗干扰技术和措施,并得到了相关的结论。 [关键词]电子测量仪 干扰 抗干扰 问题 技术 措施 一、干扰现象 (一)、干扰的定义 干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说,干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等,其中,电磁干扰是最为常见的干扰方式,电磁干扰对于系统的影响也最大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响,使信号的数据发生瞬态变化,加大误差,严重时可能会导致整个系统出现故障。 (二)、干扰的来源 产生干扰必须具备三个因素:干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说,许多的设备都能够成为干扰源,例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等,这些设备都能够产生电磁信号,对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外,宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号,成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的,具有极强的穿透能力,电磁信号还能够通过导线传人电子测量仪器,传播的途径众多,也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体,它会吸收干扰信号,影响参数检测。所以,干扰是会对系统造成有害影响的,除去干扰形成因素的任何一个,都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理,破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。 二、几种常用的电子测量仪器抗干扰技术措施 电子测量仪器容易出现干扰问题,通过干扰现象的来源进行分析,可以知道,提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说,想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的,例如电网和外界环境的干扰。所以,在电子测量仪器来说,除了要对一些干扰源进行抑制之外,还需要在产品自身设计方面进行研究,提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述: (一)、屏蔽技术 屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体,可以将干扰源或者受干扰对象包围起来,这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道,组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同,一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰,使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体,且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰,一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体,从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备,既存在电场耦合,又存在磁场耦合,例如,变压器、发电机等等,变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环,漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通,从而使变压器外的磁通减弱。另外,在同轴电缆中,可以在电缆线中设置屏蔽层,防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时,为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面,可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜,这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是,对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。 (二)、隔离技术 隔离技术是抑制干扰的有效手段之一,它是指把干扰源与接收系统隔离开来,从而让干扰耦合通道被切断,使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器,光电隔离借助光作为媒介来耦台隔离两端输入和输出的电信号,它所具有的隔离能力比较强,能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力;变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中,需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度;继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号,在利用其触电来控制和传输电信号,这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。 (三)、滤波技术 滤波的形式有多种,主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声,只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多,所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性,可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。 (四)、接地技术 为了提高电子测量仪器的抗干扰性能,还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连,这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式,不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全,还能够有效地抑制干扰。 三、结束语 综上所述,在电气化的环境下,干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失,就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输,保证电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。 电子测量技术论文:现代电子测量技术与仪器仪表的发展 近几年来科学技术迅猛发展,以信息技术为代表的新科技促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器仪表的快速发展。电子测量仪器的发展为我国国民经济、企业发展,科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,鉴于中国在全球制造环节和设计环节的重要地位,使得中国成为全球各大仪器厂商青睐的大战场,同时,也带动了中国测试测量仪器的研发与测试技术应用的迅速发展。 电子测量技术的现状及存在的问题 目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。 虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,可靠性差等,深入分析则存在以下问题: 人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于优秀地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。 数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志,关系着一个国家在科技领域“优秀竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。 软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的优秀技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。 面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。 目前电子测量仪器的高技术成果 成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。 调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。 VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 现代电子测量仪器的发展方向及趋势 电子测量仪器的生产和设计是衡量一个国家工业基础和工业生产能力的重要标志,因此在仪器仪表生产技术的研究中要注重解决好产品的设计和过程监管模式,研究新型的仪器仪表应注重高精度,高质量,稳定性,可靠性,可维护性,可操作性,易升级性等。 我国电子测量技术的发展应保证产品性能更加优异,逐步与计算机融为一体,使测试及仿真软件在仪器中广泛应用,提高自动测试系统的性能,测量数据采集和处理的自动化,实时化,数字化,测量数据管理的科学化,标准化,规格化,测量数据传播于应用的网络化、多样化、社会化,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进的地面测量仪器等广泛应用与工程测量中,并发挥其主导作用。
干系人管理论文:项目干系人的优化管理策略探讨 摘 要:现代经济项目不断增多,而项目的成功则由诸多因素决定。在项目建设中,项目干系人的管理水平会直接影响到项目的质量,通过沟通等方式可以促进项目干系人的有效和积极管理,促进项目按照预期标准行进,避免项目运行出现意外事件。文章主要分析项目干系人的作用,通过作用分析,探究项目干系人的优化管理策略,提高项目干系人的管理水平,促进经济项目顺利实施,实现项目利益的最大化。 关键词:项目干系人 优化管理 策略 前言 现代经济环境中,项目管理作为现代管理理论在项目建设过程中的实践和应用是极为重要的。现代经济项目离不开管理理论的支持,而管理理论是由项目干系人来进行实施的,因此项目干系人的管理质量会直接对项目管理产生重要影响,会对项目以及项目结果施加影响。由此可见,优化项目干系人的管理策略已经成为项目建设必不可少的关键环节。在项目干系人的优化管理中,要考虑三方面的问题,分别是项目干系人对项目建设的影响、项目干系人对建设项目的重要性以及项目干系人应该采取什么样的管理措施,笔者针对这三方面的问题展开研究,观察项目干系人的优化管理策略,以提高对项目干系人的管理水平,促进现代建设项目健康发展。 一、项目干系人的基本概念 目前,关于项目干系人有多种定义,不同的人对其有不同定义。如美国项目管理协会将其定义为:“Stakeholder包括这样的个人和组织,他们或者积极参与项目,或者其利益在项目执行中受到积极或消极影响。”而Beman、Wicks、Kotha和Jones则将其定义为“干系人是任何影响组织目标的实现和被组织目标实现所影响的团体或个人。”还有一定看法是项目干系人实际上是在契约作用下产生的,一般表现为委托关系,通过契约限制来进行项目建设。综合上述定义,可以看出项目干系人不仅可以是个人,也可以是团体组织,是项目管理人员以外的参与者,项目管理人员必须识别项目干系人,确定项目干系人的需求。由此可以对项目干系人进行定义:项目干系人主要是指积极参与项目,或者是受到利益驱使对项目的执行情况以及完成情况进行影响和分析的人或组织。 根据项目干系人的定义,可以将其看做是项目当事人或者是项目受益人或团体,综合概括为项目厉害关系人。另外,项目干系人还可能包括政府的有关部门、社区公众、项目用户等,这些人对项目建设具有不同的期望与需求,且一般都具有权力,能够有效的掌握信息以及资源。只有对干系人的需求以及期望进行了解,才能有效施加影响,充分发挥项目干系人的积极因素,推动项目建设顺利完成。 以油气开采项目的项目干系人为例,对其进行分类分析,具体分类如下表1所示: 在项目建设中,项目干系人的预期以及需求不同,承担的责任以及义务也就不同,要想充分发展建设项目,就要重视项目干系人的管理,要针对建设项目以及项目变化的要求,有计划、有组织的进行项目建设。 二、项目干系人的特点 在现代项目建设中,利益主体存在多元化的现象。在利益追求过程中,一方面能调动利益干系人的积极性,但在项目建设中,同时也会出现一些不可规避的因素。比如一些项目干系人追求个人利益,忽视社会利益,由此容易造成信息不对称的情况,导致建设项目无法顺利实施。以下将油气开采项目干系人做为研究对象,分析项目干系人的特点: (一)利益多元化 油田开采项目中,由表1可知,项目干系人的类型较多,基本都与项目有或多或少的利益关系,在这种环境下,就会造成项目利益主体存在多元化的现象。利益主体多元化是把双刃剑,在项目建设中,既能够调动利益主体的积极性,但同时在追求利益的同时,不是所有的利益主体都是一致的,如大部分的利益主体在项目参与中都是为了实现利益最大化,获得比较可观的利润;但部分利益主体与社会利益追求不同,在“利己主义”的作用下,片面追求个人利益,忽视长远利益,导致项目建设在规划、实施中,意见等基本信息不能够完全一致,出现信息不对称的情况,会直接影响建设项目的顺利实施,从而可能会产生比较严重的后果。 (二)层次复杂化 在项目建设中,项目干系人的构成比较复杂,项目构成主体比较复杂,层次繁多,直接导致项目干系人的层次也比较复杂,这会对项目建设产生复杂的影响。如在项目建设中,项目干系人的文化程度、知识水平、家庭背景以及利益需求都存在较大的不同,导致对于同一个建设项目,不同的项目干系人具有不同的意见,会增加项目建设的难度。另外,项目干系人的层次复杂化还表现在阶级上,如图1所示: 在项目建设中,除了图1中出现的关键项目干系人,还包括很多一般项目干系人,如外部投资商、销售商等等,这些项目干系人由个人或者群体担任,导致项目干系人的层次结构更加复杂,由此也会加大项目干系人的管理难度。 三、项目干系人的优化管理策略 在项目建设发展中,加强对项目干系人的优化管理,能够提高相应管理水平,让项目干系人的利益需求在不一致的情况下,能够做出最好的选择,提出的发展战略适合项目的发展需求,能够主动推动项目的可持续性发展。 (一)坚持沟通的原则 沟通的原则应该贯穿于项目生命周期的全过程中。首要是编制合理的沟通计划。如可以与项目建设的企业领导进行沟通,主要是了解领导在项目建设中扮演的角色,有效地识别到关键领导,避免信息出现多个领导的局面;当项目建设中,出现无法解决的问题时,要及时将问题反馈到公司领导处,让领导能够讨论、解决。又如,在与设备供应商的沟通上,要进行技术交流沟通,明确沟通的最终目的,要对签订的合同条款作出明确的要求,尽量选择物优价廉的设备,降低项目建设的成本。另外,还要重视与项目建设公司内部职能部门的沟通、与设计方的沟通、与建造方(实施方)的沟通以及与项目审查部门的沟通。通过沟通,明确项目干系人的任与义务,按照惯例流程,推动项目的建设。 (二)坚持针对性的原则 针对现代建设项目干系人的类型,可以对支持型、非支持型、混合型以及边缘型的项目干系人制定不同的管理策略,提高项目干系人的管理水平,从而确保能够对建设项目的顺利实施产生积极作用。项目干系人分类如表2所示。 1.支持型类型的项目干系人的协作潜力在项目建设中容易被忽视,选择确定参与型的对策,让项目干系人主动参与到建设项目中,充分挖掘项目干系人潜在的合作能力。 2.非支持型的项目干系人主要是追求项目利益,在项目建设中容易出现较多的利益冲突,应用防御型措施的管理手段,能够及时对项目干系人的利益冲突进行调节,减少相关项目干系人的利益冲突。 3.混合型的项目干系人在项目建设上存在较大的不确定性,要想改变这种情况,就要通过协作管理来联系项目相关人员之间的关系,由此可以减少行政支出,从而提高资源利用效率,实现项目干系人之间的良好沟通。 4.边缘型项目干系人的利益需求较小,针对这种情况,可以采用控制管理手段,减少项目资源的支出,提高项目资源的利用效率,推进项目建设。 (三)建设项目干系人预警机制 由于项目干系人具有较强的层次复杂性,在利益需求等主动因素的影响下,项目干系人之间存在各种冲突,这些冲突如果不能够及时解决,就会阻碍项目的建设进程,会对项目建设产生极大的负面影响。因此要通过建设项目干系人预警机制,提高对项目干系人的优化管理水平,及时对项目干系人的冲突行为进行检测、评价并及时处理,营造良好的相处环境,增加项目干系人之间的信任,让干系人能够为了共同的项目利益进行合作,促使建设项目顺利完成。 结语 随着现代经济的发展,现代建设项目数量不断增加,要想实现项目的发展,就要重视项目管理,不仅要关注项目建设中的关键项目干系人,如项目机构和项目团队成员,还要关注一般项目干系人等,如项目产品销售的顾客以及最终使用者。要重视这些项目干系人的期望与需求,对项目干系人的协作力和影响力进行分析,根据不同的项目层次干系人采取不同的管理策略。在项目干系人的管理中,要重视沟通;同时沟通要尽量做到全面兼顾,能够主动从项目沟通上了解项目干系人的需求,然后根据相关的要求进行项目建设;另外,还要针对不同类型的项目干系人进行管理,采取合适的管理对策,提高项目干系人的项目管理水平;最后,还要建设项目冲击预警机制,能够及时对项目干系人之间存在的利益冲击进行反映,促使项目干系人之间形成融洽的相处环境,通过各方项目干系人的共同努力来建设项目。在项目建设中,重视项目干系人的优化管理,并在整个项目生命周期中重视沟通和协调作用,以此促进项目的顺利实施。 干系人管理论文:信息化型号研制项目干系人管理 摘要:大型信息化武器装备型号研制项目研制周期长,每个阶段涉及不同的干系人,对项目产生不同的影响。通过分析项目各阶段不同干系人的利益诉求和对项目的影响,提出初步管理策略,对干系人进行有效管理,保持和提高积极影响,控制和降低消极影响,最终促成项目成功。 关键词:信息化;型号研制;项目;干系人;管理 随着信息技术的快速发展,大型信息化武器装备型号研制项目往往具有研制周期长、技术难度大、系统集成度高、参与人员多的特点,项目一般划分为论证阶段、方案阶段、工程研制阶段、设计定型阶段和生产定型阶段,每个阶段都涉及方方面面的干系人,对项目研制产生不同的影响,有些干系人对项目的成败起关键作用。把握不同干系人的利益诉求和动态是型号研制项目成功的重要条件。且型号研制项目具有特殊性,项目的成败关系到国防建设的现代化进程和国家安全,所以就更需要重视干系人的作用,对项目干系人进行科学的分析和管理,平衡各方利益,取得各方干系人的支持与配合,最终促成项目成功。本文主要从型号研制项目的几个阶段人手,对每个阶段的主要干系人及其影响做初步分析和应对。 1.型号研制项目干系人的含义及类型 1.1型号研制项目干系人的含义 根据美国项目管理协会编著的《项目管理知识体系指南》(第五版)中的定义,项目干系人是指积极参与项目,或其利益因项目的实施或完成而受到积极或消极影响的个人或组织,他们也会对项目及其可交付成果施加影响-引。 型号研制项目干系人是指在各个阶段能对项目施加影响的个人或组织。项目不同阶段有不同的干系人,相同的干系人在项目不同阶段的影响也有变化。对于型号研制项目来说,项目干系人主要包括以下几种:①项目发起人;②用户机关;③项目团队;④论证单位;⑤竞争对手;⑥分包单位;⑦供应商;⑧最终用户。 1.2型号研制项目干系人的类型 在型号项目研制过程中,每个阶段的干系人及其作用都不一样。根据干系人从项目研制过程中获得的利益大小不同,可分为主要干系人、次要干系人和一般干系人。根据干系人对项目研制成功与否产生的不同影响,可分为重要干系人和非重要干系人。根据干系人的参与程度,可分为积极参与干系人、支持参与干系人、中立干系人和抵制参与干系人。 2.型号研制项目不同阶段干系人管理 下面分阶段对项目干系人的利益和影响进行分析,提出初步的管理策略。为便于表述,将项目干系人作用类似的方案阶段、工程研制阶段、设计定型阶段和生产定型阶段统称为研制阶段,同时补充售后阶段的干系人管理。 2.1论证阶段干系人管理 1)项目发起人:最重要的项目干系人 项目发起人是前期投资者,支持项目团队在立项论证阶段参加论证。项目发起人一般是企业高层领导,投资项目是为了研制新产品。如果产品研制成功,既为国防现代化做出贡献,又促进了企业发展,获得经济和社会效益;如果产品研制失败,则企业将面临投资损失。项目发起人从决策投资项目起,就会全力保障项目所需资源,协调解决重要问题,促使项目顺利进行。所以项目发起人是最重要的项目干系人,应该进行重点管理。项目团队要通过各种渠道充分了解项目发起人的期望和要求,启动论证时邀请其参会指导,把握论证方向;取得阶段陛成果或遇到难题时要及时汇报,听取意见。通过不断磨合,取得项目发起人最大程度的支持。 2)用户机关:重要的干系人 用户机关是项目的潜在投资者,如果项目完成论证并批复立项,则用户机关转变为实际投资者。在论证阶段,用户机关提出产品初步需求,授权论证单位组织研制单位开展立项论证,组织立项论证报告评审,并最终批准项目立项。所以用户机关是重要的干系人,要在论证过程中充分考虑其期望和需求。因项目的复杂性和专业性较高,用户机关的初步需求往往是模糊的、不完全的。所以项目团队有义务通过沟通和论证,将用户机关模糊的需求清晰化,引导用户机关形成完整的目标图像,并通过论证提出解决方案,令其对论证结果满意。 3)项目团队:最主要的干系人 项目团队是立项论证的主力,根据用户机关初步需求进行可行性研究,提出初步总体技术方案和对研制经费、保障条件、研制周期的预测报告。一旦项目立项,项目团队将获得项目发起人的奖励,并可继续从事项目研制工作。所以项目团队是最主要的干系人,要关注每个成员的思想动态。论证阶段项目团队刚刚组建,要通过会议和非正式的沟通和活动加强团队建设,尽快建立团队成员的相互了解和信任,发挥团队最大绩效。 4)论证单位:主要的干系人 论证单位根据用户机关的初步需求和授权,组织研制单位成立论证组,完成立项论证报告。由于论证单位是用户机关的代表,体现了潜在投资者的意志,且是立项论证报告的主导者,关系到项目的立项进程。所以论证单位是主要的干系人,项目团队在论证过程中要与其保持密切联系与沟通,充分尊重其论证思路和方法,尽量考虑其利益诉求,把项目团队和论证单位建设成目标统一的联合团队,使双方利益最大化。 5)竞争对手:抵制参与的干系人 有竞争才有进步。在论证阶段,用户机关往往引入几个优势单位参与竞争。每个单位都尽力突出自身的优势,对其他单位的论证工作产生抵制。所以竞争对手是论证阶段抵制参与的干系人,很可能起负面影响,要随时关注其发展动态,从技术和管理上掌握其优势和劣势,知己知彼,取长补短,从整体上超越竞争对手,最终在竞争中胜出。 2.2研制阶段干系人管理 1)用户机关:最重要的干系人 进人研制阶段,项目已经立项,用户机关转变为实际投资者。用户机关是合同甲方,与研制单位签订合同,组织重大节点评审和重大试验、鉴定工作,对项目进展起到决定性作用。所以用户机关是最重要的干系人,在研制过程中要充分尊重用户机关的意见,总体方案要请用户机关批准,系统需求特别是软件需求要请用户机关确认,其他重大节点也要请用户机关审查把关,持续提高用户满意度。 2)项目团队:最主要的干系人 在研制阶段,项目团队是型号项目研制的绝对主力,项目团队的工作直接影响项目是否按照计划进行,产品的质量是否达到要求,成本支出是否在预算之内。一旦产品完成研制,项目团队将获得更可观的奖励。但如果项目团队不稳定,优秀人员出现流失,则会从进度、质量、成本甚至整体上影响项目成功。所以项目团队仍然是最主要的干系人,要持续开展项目团队建设,通过及时的激励和规范的管理提高团队凝聚力和整体绩效,使团队成员形成相互配合的有机整体,快速高效地完成各项工作。 3)分包单位:主要的干系人 对于较为复杂的型号研制项目来说,需要将一部分工作分包给合作单位共同完成。如果顺利完成,则分包单位可以获得可观的利益;如果存在问题,则会直接影响项目整体进程。所以分包单位是主要的干系人,一方面要通过合同对其进行约束,另一方面要将其纳人项目团队建设,作为团队的一部分,发挥其最大绩效。 4)供应商:次要的干系人 研制阶段需要向供应商采购原材料,供应商可以获得一定的利益。但项目研制与供应商的选择没有太大的关系,供应商只负责提供符合要求的原材料,对项目成功与否没有直接影响。所以供应商是研制阶段次要的干系人,对其进行正常的合同管理即可。 5)最终用户:积极参与的干系人 一般在型号产品定型前,用户机关要求最终用户对产品进行一段时间的试用,既熟悉产品使用方式,也从用户的角度提出改进意见和建议,由研制单位改进完善。对最终用户来说,产品是否好用既关系到战斗力生成,也关系到单位和个人的发展。所以最终用户是研制阶段积极参与的干系人,要充分发挥其作用,虚心听取其意见建议,按照问题、建议分类改进完善,既提高产品的质量和先进性,又赢得用户满意。 2.3售后阶段干系人管理 1)最终用户:最重要的干系人 产品进入售后服务阶段后,日常使用维护的主力是最终用户,在使用中会不断遇到问题,特别是最初一两年问题最多。售后服务的质量直接决定最终用户对产品和企业的评价。所以最终用户是售后服务阶段最重要的干系人,要组建售后服务队伍对口服务,及时解决问题,通过贴心的服务来持续增强用户满意,避免因使用和质量问题影响产品和企业声誉。 2)项目团队:重要的干系人 项目团队在售后服务阶段负责解决最终用户的问题,一方面问题解决情况直接影响用户满意度;另一方面在解决问题时可以同步搜集问题和建议,反馈到后续产品设计中,提高产品的先进性和稳定性,从而提高企业整体水平。所以项目团队是售后服务阶段重要的干系人,要保持与研制阶段相同的关注度。 3.结束语 本文分析了型号研制项目干系人在项目不同阶段的类型和作用,提出了初步管理策略,可以为型号项目研制过程中的干系人管理提供参考,对其他研制项目也有借鉴作用。其不足之处在于没有对不同阶段项目干系人的管理进行细致深入的分析,制订出详细的策略,有待下一步深入研究。 干系人管理论文:浅谈项目干系人识别和管理 【摘要】本文通过对项目干系人的识别和管理的重要性分析,并提出如何识别和管理的建议,以提升项目在实施过程中的计划、进度、成果质量等方面的控制能力。 【关键词】项目干系人;识别;管理 一、定义 项目干系人又称为项目相关利益者,是指积极参与项目、或其利益会受到项目执行或完成情况影响的个人或组织。项目干系人对项目的目的和结果施加影响。项目管理团队必须识别项目干系人,确定他们的需求和期望,尽最大可能地管理与需求相关的影响,以获得项目的成功。 二、项目干系人识别和管理的重要性 (一)项目干系人对项目能否按计划执行具有重大影响。排除不可抗力因素,项目进度与项目干系人的行为结果息息相关,比如:在需求调研阶段,如果客户未及时确定需求是否满足其单位要求;在设计阶段,如果企业调研人员未能有效领会客户的真实想法;在研发实施阶段,如果采购人员失误导致设备逾期到货;在验收阶段,如果项目团队成员未及时完成验收材料的准备;……。诸如此类的行为结果,均会导致项目进度失控。 (二)项目干系人对项目质量评价具有重大影响。比如:评测机构工作人员对系统功能、性能等方面的检测结果影响项目能否通过验收;客户领导、业务负责人员对项目质量成果评价直接影响项目的成功与失败,意味着能否收到客户款项,能否让客户满意,能否再次成交订单。 (三)项目干系人对增强企业优秀竞争力具有重大影响。因项目干系人的原因导致项目进度无法保障,项目成果质量不被认可,后果是客户不满意、企业增加成本甚至亏损、信誉度下降。在日益激烈的市场竞争中,缺少客户认同和支持就失去了优秀竞争力。反之,企业发展必将蒸蒸日上。 三、如何识别和管理项目干系人 (一)如何识别项目干系人,建议如下: 1、列出项目所有干系人。根据项目情况,判断和列出项目所有可能的干系人(包括潜在干系人员),举例说明:假设A公司与B市C政府机构签订了通过政府招投标方式的D项目合同,项目包括:XX应用系统软件开发、IBM服务器和存储设备、系统实施部署、培训,并要求第三方监理和系统检测。根据上述信息,该项目的可能干系人有: (1)企业外部:客户的上级主管单位领导、客户领导、客户信息化牵头部门领导、主管和经办人员、客户各业务处室的领导、系统应用人员、项目有关设备厂商和供应商、项目有关的其他应用系统开发商、监理机构人员、测评机构人员、验收专家等。 (2)企业内部:公司经营层、各层级主管和分管领导、项目经理、销售、系统设计、UI、研发、测试、质保、实施、服务、采购、财务、后勤保障等项目涉及的工作人员。 2、对项目干系人进行分类。项目所有可能的干系人明确后,再对干系人进行分类,可以根据项目经理或项目管理团队的经验进行分类,一般有以下几种方式,可以选择其中一种或多种进行综合分类: (1)按干系人的重要性:按照干系人在项目中的决策作用和影响程度大小进行分类。 (2)按干系人的支持度:按照干系人对公司和项目的支持力度进行分类。 (3)按干系人的出现顺序:按照干系人在项目里程碑出现的顺序对干系人进行分类。 (4)按干系人的归属单位:按照干系人归属单位进行分类。 (5)其它:根据上述或其它方式进行组合分类。 3、设计图表并对项目干系人进行分析。接前面的案例设计一份图表,将项目干系人的具体情况补充完善,并进行分析,举例说明,详见下表: (二)如何管理项目干系人,建议如下 1、加强对项目干系人的风险分析和防范管理。 由于项目干系人的行为或认知对项目的进度和质量具有较强的影响力,因此有必要对项目干系人进行风险分析并提出预防措施。比如:上表中的项目采购人员对服务器、存储设备不了解,对项目的可能风险是采购的设备型号、配置等有遗漏,甚至购买非正规渠道的货物,对项目的进度和质量影响较大,因此事先制定的预案是在商务谈判和合同签订、到货环节派熟悉设备的技术人员参加和指导,以减少或降低设备采购环节的风险失误。又如客户某业务处室领导经常出差,可能的项目风险是客户无法及时确认需求和产品功能并提供相应的资源,但项目经理可以和该科室的其他参与人员建立良好的关系,获得其支持;另外将事项考虑周全,在领导有空的时候,将需要领导确认和沟通协调的内容一次性搞定,日常也可以主动积极以邮件、电话等方式传达和反馈项目信息,力使项目风险可控。 2、加强对项目干系人的沟通管理。 基于项目干系人的重要性,为获得项目干系人的理解和支持,加强与项目干系人的沟通和反馈尤其重要。沟通可以采用定期或不定期的面对面、电话、QQ、现场会议等方式,可以提供系统界面、系统演示、图表、文档资料、PPT、周报、会议纪要等方式确认。巴纳德曾说过:“管理者的最基本功能是发展与维系一个畅通的沟通管道”,因此在实际项目建设过程中,项目经理及时与各干系人、各干系人之间保持有效沟通,作用将十分显著。比如: (1)通过及时沟通和反馈,企业可以第一时间或及时到了解客户的需求、想法和意见,可以让客户及时了解企业的项目进展,项目开展过程中的问题和需要他们协助的地方,可以在项目过程中相互融合和增加信任,使项目进展更加顺利,成果质量也更加有保障。 (2)通过及时沟通和反馈,企业可以让各部门的配合更加顺畅,对项目的需求和任务理解更加清晰,各部门干系人对自己的职责和标准更加明了,对项目出现问题或风险防范提供一些经验思路或总结,增强项目在设计、研发、测试、实施、服务等环节的可控度和成果质量的可行性,为企业后续其他项目的管理奠定良好的基础。 四、结论 本文通过对项目干系人的识别和管理的重要性分析,并提出如何识别和管理的建议,以提升项目在实施过程中的计划、进度、成果质量等方面的控制能力。 干系人管理论文:建筑工程项目干系人管理策略分析 摘 要:在建筑工程项目中,项目干系人是影响项目成功与否的重要因素。本文旨在分析识别项目干系人,并通过对各类干系人进行分析,提出适当的管理策略,以保证工程项目的成功。 关键词:建筑工程;项目干系人;管理策略 一、项目干系人内涵 项目干系人是指那些积极参与该项目工作的个体和组织,或者是那些由于项目的实施或项目的成功其利益会受到正面或反面影响的个体和组织。 项目与干系人的联系有两方面,一是干系人对项目的影响力;二是项目的成功对干系人利益的影响。一般情况下,根据干系人对项目产生影响力的强弱不同将其区分为:关键干系人,即那些对项目目标的是实现产生重大影响的组织或个人;次要干系人,即那些未正式参与到项目之内,受项目影响或能够影响项目强度较弱的组织或个人。 二、建筑工程项目干系人识别 在项目启动阶段,识别出相关干系人具有至关重要的意义。这样才能发现他们对于项目的影响及特殊意义。同时在项目实施阶段,通过对项目干系人的沟通与管理,使他们的决策和行为对项目产生积极的影响。 在项目实施过程中,有多个干系人对其产生影响。并且每个干系人对项目的影响力不同,他们从项目所获得利益或者期望也不同。按重要程度可分为关键干系人,次要干系人和一般干系人。关键干系人:业主、政府、项目附近社区、金融机构;勘察设计单位;次要干系人:监理、供应商;一般干系人:媒体、事故当事人家属、管线权属单位公司、附近商家。 三、建筑工程项目干系人管理策略 建筑工程项目的干系人管理,关乎项目的成败。许多工程项目的成功很大程度上由干系人决定,而干系人对项目的影响各不相同,因此,对其采取的管理策略也各有差别。具体策略如下: (一)关键干系人管理策略。 (1)政府:在项目的各个阶段,政府部门都无疑是关键干系人。政府多个部门负责项目的行政审批及行政监管,这些政府部门对工程项目的影响主要体现在影响项目进度和成本,这一点尤其体现在政府部门的罚款行为。因此,采取的主要管理策略是:重点管理,配合政府工作,告知项目信息,保持良好沟通,使项目运作流程都按程序进行。 (2)业主:通常也是项目发起人,会对项目的成败产生关键性影响。管理策略与其保持良好的沟通,使其为项目提供建议和提供项目所需的资源。(3)因项目需拆迁社区:社区拆迁问题是影响项目进度的重要因素。处理不好拆迁问题会影响项目进度甚至延误工期。因而,管理策略是必须做好宣传动员工作,保持良好的沟通,并联合政府相关部门,多方协商处理拆迁。(4)金融机构:项目融资关系到项目的进度,甚至决定项目成功与否。银行为项目提供资金支持,并期望得到本息的收益。管理策略是采取告知其项目信息,让它对项目充满信心并积极融资的策略。 (5)勘察设计单位:勘察设计很大程度上影响项目的成本,进度 等。管理策略是采取全力支持并配合其工作。另外一个策略是和设计院达成协议,若是在不影响项目质量和使用功能的前提下,设计图纸能使项目总造价降低到某一比率,就给予其一定的奖励措施,这样也会促使设计院优化设计,最终达到项目总造价降低的目的。 (二) 次要干系人管理策略。(1)监理:项目的目标的实现一定程度上依赖监理的有效监督。因此,管理策略是采取随时告知项目信息,与监理保持良好的沟通,并配合其工作。(2)供应商:材料的质量对项目的质量有重要影响,并且供货的速度也会对项目进度产生影响,故管理策略是采取措施与供应商保持良好的合作关系。 (三)一般干系人管理策略。(1)项目附近商家:项目施工过程会对周边的商家的经营产生负面影响,易使附近商家成为消极干系人。所以,管理策略是需告知其项目的信息,在条件允许的情况为其经营提供方便。如减少占用道路时间,尽快恢复路面。设置围挡时,为道路两边店铺留出适当出入口,使其经营不致受到严重影响,最重要的是做好沟通工作,使其成为积极支持项目的干系人。 (2)媒体:对项目的影响主要是依靠舆论,因此管理策略是塑造良好的企业形象,规范文明施工,并随时告知其项目的信息,保持良好沟通。(3)管线权属单位:项目施工过程中,经常遇到损坏管道的情况,也会一定程度影响项目进度。故而,管理策略是施工前向建设单位索取详细的施工区域的管线资料,做好管线保护工作。若仍然出现意外,损坏各种管线,则需和水电气等权属单位保持良好沟通并协调合作解决问题。 (4) 事故当事人家属:项目施工人员伤亡时有发生。一旦发生事故,采取的管理策略是立即组织现场救援,通知医院做好救治伤员的准备,安慰家属,并作出相应赔偿,并制定应急预案,防止类似事故再次发生。 结论:在建设工程中,干系人对项目的影响日益重要。干系人管理也成为项目经理日常管理的主要内容。本文通过识别分析项目干系人,提出建筑工程项目干系人管理策略,希望施工单位重视干系人管理,不断探索研究,积累干系人管理经验,为建筑工程项目取得成功提供有力保障。 干系人管理论文:浅谈项目干系人管理 【摘要】随着社会经济水平、管理水平的逐步提升,项目管理已经逐渐变成社会经济生活中不可或缺的一部分。而在项目管理知识领域的发展过程当中,对于项目干系人的管理也越来越得到各界专家学者的重视。本文对干系人的概念、范围进行了简单陈述,在此基础上分析了不同干系人对于项目的影响程度。最后,在对干系人管理方法、步骤描述的基础上,根据干系人的划分,分别制定了内部干系人、外部干系人的管理策略。 【关键词】项目管理;项目干系人;干系人影响力;干系人管理策略 一、引言 项目管理知识体系指南是美国项目管理协会PMI为其制定的项目管理知识体系PMBOK(Project Management Body of Knowledge)出版的指导性文件。它的第一版是由PMI组织了200多名世界各国项目管理专家历经四年才完成,可谓集世界项目管理界精英之大成,避免了一家之言的片面性。而更为科学的是每隔数年,来自于世界各地的项目管理精英会重新审查更新PMBOK的内容,使它始终保持最权威的地位。2013年,《项目管理知识体系指南》(PMBOK指南)第五次改版中在项目管理知识领域中新增了干系人管理,将过去的九大知识领域扩充为十大知识领域,由此可见项目管理领域专家们对于项目干系人管理的重视程度。 众所周知,时间、成本、质量是项目管理的三大目标。然而,项目按计划满足这三项要求并不一定代表着项目的成功。项目按进度要求,在规定的成本预算控制范围内达到了原计划的质量标准,但如果客户不满意,不进行产品验收则仍未实现项目的成功。因此,项目干系人管理的水平直接决定着项目的成败。 二、项目干系人 为有效进行干系人管理,首先要理解项目干系人的含义。 项目干系人(stakeholders)是指能影响项目决策、活动或结果的个人、群体或组织,以及会受或自认为会受项目决策、活动或结果影响的个人、群体或组织[1]。干系人包括项目团队成员,以及组织内部或外部与项目有利益关系的实体。 为了明确项目要求和各参与方的期望,项目团队需要识别内部和外部、正面和负面、执行工作和提供建议的干系人。为了确保项目成功,项目经理应针对项目要求来管理各种干系人对项目的影响。项目中所涉及的干系人主要有以下几类: 1.发起人。发起人是为项目提供资源和支持的个人或团体,负责为成功创造条件。 2.客户和用户。客户是将要批准和管理项目产品、服务或成果的个人或组织。用户是将要使用项目产品、服务或成果的个人或组织。 3.卖方。卖方又称供应商、供方或承包方,是根据合同协议为项目提供组件或服务的外部公司。 4.业务伙伴。业务伙伴是与本企业存在某种特定关系的外部组织,这种关系可能是通过某个认证过程建立的。业务伙伴为项目提供专业技术或填补某种空白。 5.项目团队。项目团队由项目经理、项目管理团队和其他执行项目工作但无需参与项目管理的团队成员组成。 6.组织内的团体。组织内的团体是受项目活动影响的内部干系人,如:市场营销、人力资源、法律、财务、运营、制造和客户服务等业务部门。 7.职能经理。职能经理是在行政或职能领域承担管理角色的重要人物,可为项目提供专业技术或相关服务 8.其他干系人。其他干系人,如采购单位、金融机构、政府机构、主题专家、顾问等,他们可能在项目中有财务利益,可能向项目提供建议或对项目结果感兴趣。 三、项目干系人影响分析 不同的项目干系人的责权差别很大,其参与项目情形对项目进程也产生不同的影响。干系人对于结果的影响可能是积极的也可能是消极的。依据对项目的影响,可以将干系人分为三类:积极型、消极型、混合型。 1.积极型干系人:这类干系人主要包括发起人、供应商、承包商、金融机构、主题专家、顾问等。此类干系人具有较高的合作意愿,是理想的支持项目目标和行为的干系人。 2.消极型干系人:此类干系人主要包括竞争对手、周边群体、公共部门等。他们通常具有较高的影响力而不具备协作能力。 3.混合型干系人:此类干系人包括客户和用户、项目团队成员。他们往往在整个项目生命周期中扮演者重要的角色。若能调动其积极性,满足其利益需求则能推动项目的发展,为项目带来利益。若忽视其利益需求则会为项目进展带来重大风险,可能阻碍项目发展甚至导致项目失败。 四、项目干系人管理方法及策略 (一)项目干系人管理方法 1.识别项目干系人。进行干系人管理首先要进行干系人的识别。识别干系人是识别能影响项目决策,活动或结果的个人、群体或组织,以及受项目结果所影响的个人、群体或组织。进行干系人识别的过程需要分析并记录干系人的各种信息,包括干系人的职权、利益、参与度、影响力、需求以及干系人联系、沟通方式并最终形成记录干系人基本信息、评估信息以及包含分类信息的干系人登记册。由于项目的渐进明细性,对于项目干系人的识别也是贯穿整个项目生命周期的持续性活动。 2.规划干系人管理。在对项目干系人进行识别之后,为对干系人进行有效管理,要制定清晰切可操作的干系人管理计划。详细的干系人管理计划除干系人登记册中的内容外还包括关键干系人参与程度的登记及分析、干系人变更控制以及影响分析、干系人之间的相互关系以及潜在交叉、项目管理过程中各干系人的沟通需求、沟通渠道规划、干系人所需信息的发送及反馈途径、向干系人信息的频率等等。 3.管理干系人参与。之后便要实施对于干系人的管理。管理干系人参与是在整个项目生命周期中,与干系人进行沟通和协作,以满足其需求与期望,解决实际出现的问题,并促进干系人合理参与项目活动的过程。管理干系人参与需要调动干系人适时参与项目,以获取或确认他们对项目成功的持续承诺;通过协商和沟通,管理干系人的期望,确保实现项目目标;处理尚未成为问题的干系人关注点,预测干系人在未来可能提出的问题,今早识别和讨论这些关注点,以便评估相关的项目风险;澄清并解决已识别的问题。 4.控制干系人参与。控制干系人参与是全面监督项目干系人之间的关系,调整策略和计划,以此调动干系人参与的过程。该过程中随着项目进展和环境的变化,可以通过控制干系人参与来维持并提升干系人参与活动的效率和效果。 (二)干系人管理策略 为了有效地对干系人进行管理,制定相应管理策略,首先要对干系人进行划分。 项目干系人可分为外部干系人以及内部干系人。对于内部干系人可以通过管理技能、人际关系技能、企业文化、工作流程等进行管理。对于外部干系人仅通过柔性管理措施则很难避免风险发生时为项目造成的影响,对于此类干系人则需要通过合同等法律约束来进行管理。 1.内部干系人管理策略 内部干系人主要包括项目团队成员、相关职能部门成员以及项目管理办公室。其中,项目团队成员中,最重要的项目干系人是项目经理,项目经理的能力将直接影响到项目的成败。从兵法角度看,项目经理是将才,《孙子兵法》中对于将才的素质定义为:智、信、仁、勇、严。在项目管理中,智包括专业知识(项目管理知识以及专业领域知识)、管理能力、领导能力以及人际关系技能;信则指较高的信誉,说话做事讲信用;仁则意味着要换位思考,体恤下属,以礼相待;勇则代表着行事果断、决策迅速;严,对己严格要求,对人则执法如山。对于相关职能部门,则需要人际关系活动来维护关系,以便从职能部门更为便捷地获取所需资源。项目管理办公室PMO则是最为积极的项目干系人,在多项目企业中,由于项目管理办公室常常同时支持着多个项目,因此项目经理也需要通过人际关系来提升PMO对与自身项目的重视程度,以获取更多的支持与帮助。 2.外部干系人管理策略 外部干系人则主要包括客户及用户、供应商及承包商、金融机构、政府机构、主题专家、顾问等。外部干系人中最重要的是客户,因为客户满意度直接决定着项目的成败。只有在客户签字验收后,项目才算真正成功。提高客户满意度,可以通过提高客户参与度来实现。在制定重要决策时,邀请客户参与到整个决策过程当中,则有利于客户满意度的提升。在客户满意的基础上,要进行签字验收,项目才算真正的成功。签字验收过程中,往往会出现由于验收者因怕承担较大风险而不敢,不愿意及时验收的情况。因此,可以将项目划分为多个阶段,在每个阶段结束时,都进行签字验收,将风险均摊,有助于验收的效率提升。此外,对于供应商、承包商的管理协调也是促进项目成功的重要环节。为了确保供应商、承包商的服务水平,在项目实施前就应该进行市场调研,对潜在供应商、承包商的服务能力、信誉度等进行调查、分析、评级,以便降低项目供应商、承包商选择风险。对于外部供应商,主要以有效的法律手段对其进行约束,即项目实施当中所签署的各类合同。由于项目进行过程中的环境因素会不断变化,因此,在合同签订时一定要约定好变更程序、变更方法,以便于当项目范围发生变更时更有效地同外部干系人进行沟通。 五、结束 随着项目干系人在项目管理过程中的重视程度的提升,项目管理的方法及策略也越来越人性化。在整个干系人管理的过程之中,首先要分析干系人在项目中的地位、其对项目的态度及影响程度,在此基础上有步骤地制定干系人管理策略,并在实施过程中对于干系人参与进行持续控制,以此保障项目的顺利实施。 作者简介: 王卓(1982―),女,辽宁盘锦人,华北电力大学经济与管理学院项目管理专业硕士研究生,研究方向:工程项目管理。 李杰(1982―),男,山西大同人,现供职于北京电力公司石景山供电公司财务资产处。 侯学良(1966―),男,山西太原人,博士后,华北电力大学经济与管理学院教授,博士生导师,研究方向:工程项目管理,工程实用技术开发。 干系人管理论文:“干系人”在政府绩效管理中的应用 摘 要:政府作为国家的行政机关,其管理能力越来越成为综合国力的决定力量之一。但是,政府绩效管理的实际情况又不同于一般的企业绩效管理,关注公共价值、不以盈利为目的、评价主体多样性等特殊因素的存在,使得政府绩效管理成为一项十分复杂的工作。本文结合作者在国有企业推行“KPI+SS”绩效管理体系的经验,从战略的视角出发,结合目标管理的理念,引入“干系人”的管理元素,采用 KPI评分的考评方式,对政府管理机构的组织和个人的工作业绩进行评估,揭示工作中存在的问题,制订改进计划,提升工作能力。 关键词:政府绩效管理 “干系人” KPI+SS 一、“KPI+SS”绩效管理体系的内涵及意义 KPI是“Key Performance Indicator”的缩写,称之为“关键绩效指标”,它是通过对影响岗位业绩关联性最大的业绩指标或管理指标的有效管理,从而达到提升岗位业绩和管理水平的目的。其理论精髓是管理的20/80法则,在方法上则运用了许多目标管理的手段或方法。 SS是“stakeholder satisfaction”的缩写,称之为“项目干系人的满意”或“利益相关者的满意”,是指积极参与项目、或其利益会受到项目执行或完成情况影响的个人或组织,项目的成功与干系人的支持密不可分。笔者采取逆向思维将利益相关者定义为与被考核岗位有既定利益,或者工作相关联的岗位,通常指被考核岗位所服务的客户岗位,简称“干系人”。 “KPI+SS”的绩效管理体系是介于单一的直接上级考核和复杂的360°考核之间的一种考核方式,它既避免了直接上级考核所带来的考核不够全面且针对性差的问题,又避免了360°考核所带来的繁琐的操作。同时,KPI侧重对工作结果的考核,而忽略了对工作过程行为的评价,绩效考核过程中经常会出现一些指标不受被考核者控制或不在其影响范围内的因素,单一的以结果来评价被考核者的工作绩效显然不够全面。SS是对绩效过程行为的考核,根据被考核者的能力、努力以及决策和行动质量进行考核,也是对KPI结果考核的补充。两者进行有效的结合使得考核结果更加客观和公平。 “KPI+SS”的绩效管理体系不是为了考核而考核,它是将组织的战略目标、管理制度、管理流程纳入到整个组织的绩效管理体系之中。同时,“KPI+SS”的绩效管理体系可以不断对组织机构进行优化,通过考核指标干系人的梳理来验证管理流程是否存在遗漏,删减或兼并职责较少的机构,在提高个人绩效的同时促进政府组织管理流程的优化,充分发挥绩效管理的导向和激励约束作用,不断提高政府的管理水平和服务水平,促进服务型政府的建设。 二、政府组织的绩效管理 “凡事预则立,不预则废”。政府组织也同企业一样,首先要根据组织的资源和能力,分析组织内部的优势(Strength)、劣势(Weakness)及外部环境的机会(Opportunity)、威胁(Threat),然后利用自身的优势抓住外部的机会,消除威胁。通过SWOT分析方法,明确组织未来数年想要实现什么,即愿景;明确为谁服务以及提供哪些服务,即使命;使命和愿景为政府组织制定了总目标和方向,但陈述过于含糊,不能指导日常的行动和资源分配,所以需要选择一套行动方案作为实现愿景的对策,即战略。有了高层次的使命、愿景和战略后,就可以发挥战略地图的作用,为政府组织提供必要的细节,从而使其对每位行政人员更有意义和更具有行动指导性。 政府组织在经过以上科学的战略管理分析之后,绩效体系得以运行。首先,要通过平衡计分卡的管理工具,从客户、财务、内部流程管理、学习和成长四个维度,将战略细化分解成战略成功因素。其次,根据每个维度的战略成功因素,设定KPI、目标值、干系人、行动方案、预算。然后,由各干系人对被考核者的关键绩效指标完成情况进行评分。最后,汇总被考核者的绩效得分,并对考核结果进行运用。政府组织的战略管理内容与企业相比有一定的特殊性,主要体现在以下几个方面。 第一,愿景和战略制订。政府组织与企业的框架相似,但又有些区别,因为政府部门更多地肩负着公共服务的职责和社会责任,不以营利为目标。 第二,客户管理维度。政府组织的客户管理维度相比财务管理维度更为重要,政府在平时的工作中更多的扮演着公仆的角色,客户对政府的期望也非常高。与企业地客户相比,政府组织不仅要让客户得到利益,更要努力提高客户的幸福指数。 第三,财务管理维度。由于不以营利为目标,因此创造价值、成本最小、获得持续的资金支持是政府组织在财务维度所追求的目标,财务目标是一个约束而不是一个目标值。政府组织的成功与否,应视其能否有效地满足纳税人的要求,即如何在预算约束的条件下为公众提供更好的服务,创造更大的利益。 第四,内部流程管理维度。完善的内部管理流程是政府组织工作能力的重要保障,政府组织在权力地位上具有特殊性,如果内部流程机制不健全或执行失范,势必会导致腐败滋生,危害国家和人民的利益。 第五,学习和成长维度。国际化、信息化的发展对政府管理创新能力提出了更高的要求。政府组织管理创新能力的优秀来源是每位行政人员的学习能力,唯有与时俱进、孜孜不倦、锲而不舍,才能提升工作能力,更好地为社会服务,并形成一种持久的文化。 三、模拟案例 为了能够更加清楚地说明SS在政府绩效管理中的运用,笔者以浙江省嘉兴市××县人民政府为模拟对象,详细阐述如何使SS的管理理念在该政府绩效管理过程中发挥作用。 该县人民政府由38个局级单位和8个县属单位组成,共同完成省、市党委政府交办的工作内容。县政府经过缜密思考、群体决策和民主调查,确定将“建设生态卫生城市,努力打造杭州湾黄金海岸经济带”作为组织的愿景。 在组织愿景的指引下,县政府制定了5年的战略目标,并通过战略地图的四个维度对战略目标进行分解和诠释,考虑篇幅有限,从客户、财务两个维度进行模拟。 (作者单位:中国核工业二三建设有限公司) 干系人管理论文:制造执行系统项目沟通干系人识别与期望管理 摘 要:在制造执行系统项目设计阶段,识别项目干系人并分析他们的需求期望,是项目的重要起步阶段。从而利于项目经理与每个项目干系人交流沟通同时决定他们参加项目的形式方法和范围。确保项目顺利的进行,降低项目的缺陷。在制造执行系统项目执行、控制阶段也要不断的对项目干系人进行分析,再沟通,做出相应的调整方案。 关键词:制造执行系统;项目干系人;期望 1 项目干系人的识别 在制造执行系统项目中,制造执行系统项目干系人即制造执行系统项目沟通的主体,他们是项目所涉及或者受项目活动影响的人。识别项目干系人时首先要考虑企业和制造执行系统部门的组织架构以及IT行业特殊背景,再参考以往项目的相关干系人结构。从而列出干系人登记表。 制造执行系统项目干系人可以来自制造执行系统项目组织内部或者组织外部。制造执行系统项目相对于其他IT项目,沟通主体相对简单:即内部项目沟通主体一般指项目团队、辅助人员、IT部门职能经理;外部沟通主体是用户、高层管理者、其他部门职能经理。表1是S芯片制造企业制造执行系统项目内部主要干系人识别表: 表1 S芯片制造企业制造执行系统项目内部主要干系人识别表 资料来源:作者整理 表2 S芯片制造企业MES某软件项目的问题描述 资料来源:作者整理 表2提出了一个制造执行系统项目主体分析的实例,我们从中可以看出哪一个制造执行系统项目主体能获得哪种书面信息。 表3 制造执行系统项目沟通主体实例分析 资料来源:作者整理 2 项目干系人的期望管理 无论是内部的还是外部的项目干系人,他们都有着不同的沟通需求和期望。这就要求制造执行系统项目经理必须对于各种各样沟通主体的合作有充分的准备,必须清楚地了解沟通要符合沟通对象的利益。因此,制造执行系统项目经理应该重点忙于沟通来满足制造执行系统项目主体的需求和期望。 制造执行系统项目经理需要设计一种方式来辨别和解决问题,重要可以应用以下两种重要的工具:期望管理矩阵和问题日志。这两种方式的采用可以帮助制造执行系统项目经理进行沟通的基层组建。 矩阵识别管理方式:许多企业管理者认为项目的成功或失败在于是否满足了项目范围、成本和时间的目标,也有很多企业管理者认为应该是项目是否能达到用户的满意。在从未进行过任何目标修改的情况下就能实现范围、成本和时间的目标是十分困难和少见的。用户常按重要性把对范围、成本和时间排序,并提供如何平衡这三方面的方法和指南。这种方法以期望管理矩阵形式表示,这样可以把用户的期望清晰化。下面是一个期望管理矩阵管理方式,可以帮助制造执行系统项目经理管理关键的制造执行系统项目主体的期望。矩阵包括两项评价成果的度量:优先级和期望值,以及与之相关的度量。 干系人管理论文:PPP项目融资模式干系人识别和管理策略分析 [摘 要] PPP项目结构复杂,参与方众多,不同的干系人其希望和追求的利益目标往往相差甚远,导致产生不同的优先权和冲突,这势必给利益的协调与制衡带来诸多问题。利益相关者的状态并不具有固定的特性,政治力量的运用、社会经济条件的改变都有可能使利益相关者从各种状态下发生变化。利益相关者管理策略随企业管理情境因素而变化,企业应根据具体的管理情境,选择不同的管理策略。在规划项目干系人管理策略时,企业应当争取优势型、依赖型、休眠型和酌处型的干系人,使之成为主动的利益相关者,积极参与组织决策,共同推动项目的开展,而对危险型和强要型两种,则应当坚决防范其成为合法的利益相关者,减少项目中的利益冲突。 [关键词] PPP;项目融资模式;干系人;管理策略 一、引言 PPP(Public-Private-Partnership)中文译为公私伙伴关系、公私合营或公共民营合作制等,指政府公共部门和私营机构为提供公共服务,以合同方式确立的,基于风险共担和收益共享的长期合作机制。目前,“PPP”项目融资模式在我国自来水厂、污水处理厂等准经营性基础设施建设的融资与建设中扮演着重要的地位。 项目干系人决定着项目的最终成功与否,PPP项目融资模式的实现过程就是各类项目干系人的互动过程。因此,识别与分析PPP项目融资模式的干系人,并根据其目标诉求制定相应的管理策略,对我国PPP项目融资模式的成功实施具有重要的意义。 本文基于理论研究文献分析,系统地识别了我国PPP项目融资模式干系人,分析了不同干系人的目标诉求,利用多维细分法将其进行了分类,并在满足项目干系人需求和期望的同时针对不同类型的项目干系人制定了相应的管理策略。论文研究结果有助于我国PPP项目融资模式的实施与推广。 二、“PPP”项目融资模式干系人识别及利益分析 干系人,即利益相关者,原是西方经济学概念,与“股权者”(stockholder)即“股东”相对应,泛指包括股东以及其他与企业有利害关系的个人或团体。美国项目管理协会(PMI)在项目管理知识体系指南(PMBOK)中认为:“stakeholder包括这样的个人和组织,他们或者积极参与项目,或者其利益在项目执行中受到积极或消极影响”。美国学者弗里曼将干系人定义为“任何可以影响组织目标的实现或受该目标影响的群体或个人”。密切尔认为利益相关者必须具备三个属性之一:(1)合法性(legitimacy),其相关利益被法律和道德所认可;(2)影响力(power),具有影响组织的地位、能力和手段;(3)紧迫性(urgency),其要求或主张可立即引起组织决策者的关注。 为了建立具有普遍意义的PPP项目干系人识别和分类体系,本文抽离出PPP项目的主要干系人(key-stakeholders),其中包括:东道国各级政府、专门负责PPP项目的政府机构、代表政府的股权投资机构、私人股权投资机构、PPP项目公司(SPC)、设计单位、监理公司、银行和金融机构、保险机构、咨询公司、工程承包商、运营公司、材料设备供应商、公共服务的消费者、社会纳税人、项目周边居民、新闻媒体、行业协会等,项目干系人组织结构图如下图1所示。 三、“PPP”项目融资模式干系人利益分析 由于PPP组织结构复杂,各干系人利益往往有直接与间接、显性与隐性、功利与理想等方面的差异。每一个干系人在一个项目中都有其自己的利益目标,这可能导致不同的优先权和冲突。因此在全面识别PPP项目干系人的基础上,需对不同干系人的利益倾向及潜在影响进行分析。 1.政府或其专门负责PPP的机构。政府在PPP项目中具有双重身份,既是公共基础设施的管理者也是项目特许权的授予者。PPP模式有利于加快基础设施领域的投融资体制改革,引入私人资本的竞争以提高服务质量并减轻财政压力。基础设施的建设能拉动GDP增长,政绩人人皆知,各级领导无疑会不遗余力地予以支持。政府必须兼顾项目的社会效益和私人部门的经济效益,保证所提供公共服务的质量和价格。政府法律法规及政策的稳定性关乎着项目的成功与否。 2.代表政府的股权投资机构。以PPP模式运作的基础设施项目大多投资巨大,仅仅依靠私营企业的投资难以满足项目发展的要求,通常情况下需要政府对项目给予一定的资本补贴。PPP项目中至少有一个国有独资或政府控股的具有政府背景的公司或机构直接作为项目的投资者,实质上是政府对基础设施项目进行市场化运作和施加影响的商业平台。 3.私人股权投资公司。私人股权投资公司和代表政府的股权投资机构合作成立PPP项目公司,投入的股本形成公司的权益资本。私营企业是项目公司重要的组成部分,代表了先进的技术和管理水平,它的短期目标是在合理承担PPP项目风险的基础上获取项目的有效经济回报。长期则是增加市场份额和占有量,提升其社会声誉和影响力。私营企业的资信和综合实力是PPP项目成功实施的关键。 4.PPP项目公司。PPP项目公司是为项目的建设运营而专门设立的临时性公司,是PPP项目的执行主体。对于准经营性基础设施项目,通常需要政府对项目给予一定的资本支持。代表政府的股权投资机构和私人投资公司投入的资本形成公司的权益资本。项目的经营权和受益权通常由私人部门所拥有,政府投资方不具有公司日常经营管理的决策权,只在重大资产处置,涉及运营安全等重大事项上具有决策权。 5.银行和金融机构。银行和金融机构指在项目融资中为项目提供贷款的商业银行、非银行金融机构和一些国家的出口信贷机构,它可以是一家或几家银行,也可以是由几十家银行组成的银团。PPP项目的有限追索权以及项目本身的风险影响,促使银行高度重视项目的技术和经济可行性论证,只有确实可行,并能将风险限制在可接受范围内,银行才会放贷。银行和金融机构为项目提供贷款和融资咨询,并获取相应的贷款利息和服务费用,其关注的是贷款本息的安全回收,扩大信贷资产规模。 6.保险机构。PPP项目资金规模大、生命周期长、参与方多,面临着许多难以预测的各种风险因素。保险公司是分担项目风险的重要一方,它对项目中各方不愿意承担的风险提供保险服务以及项目风险咨询服务,并依照保险合同的规定向投保人收取保险费。 7.公共服务的消费者。公共服务的消费者是PPP项目需求的创造者和财务费用的提供者,希望得到好的产品和满意的服务,用户的付费是项目收益的主要来源。此外,在项目运作过程中,社会消费者还可以对项目的服务质量和价格进行监督,提出对项目服务的新要求,并及时向有关部门反映,确保基础设施服务的质量。 除了上述的利益相关者以外,设计单位、监理公司、工程承包商、运营公司、咨询机构、材料供应商、项目周边居民、社会纳税人等也都在PPP模式运作过程中发挥者重要的作用,他们与PPP项目公司和各方的协调配合是项目成功的重要因素。 四、“PPP”项目融资模式干系人分类和管理策略 20世纪90年代,多维细分法(multi-dimensional)在利益相关者界定中逐渐成为主要的分析工具。依照克拉克逊利益相关者与组织利害关系的紧密程度,我们可以把项目干系人划分为首要(primary)与次要(secondary)两类,前者是指企业的运行不能离开这些群体的参与,否则企业不可能持续生存;后者指受到企业运作间接影响的群体。查克姆(1992)按照合同关系,将干系人分为契约型(contractual)和公众型(community)。密切尔根据自己提出的利益相关者的三个相对特性:即合法性、影响力和紧迫性进行组合,将项目干系人细分为三类七种类型,如下图2所示。 PPP项目结构复杂,参与方众多。我们必须对项目干系人的管理给予足够的重视,并在整个项目生命周期中强调沟通和协调,这对于项目的顺利实施具有至关重要的作用。根据密切尔的项目干系人分类方法,在我国PPP项目融资模式实践中,可以将PPP项目融资模式干系人作如下分类,并且针对不同类型的干系人提出相应的管理策略。 1.确定的利益相关者,亦即确定型,同时具有合法性、影响力和紧迫性,包括PPP项目东道国政府、政府股权投资公司、私人股权投资公司、政府相关职能部门等。 2.预期的利益相关者,具有其中两个属性,分为以下三种:第一种为优势型,具有合法性和影响力,但无紧迫性,如工程施工单位、监理单位、设计机构、材料设备供应商、咨询顾问、银行和金融机构、保险公司。他们希望受到决策者的关注,并往往能达到目的,甚至还能参与决策过程。第二种为依赖型,具有合法性和紧迫性,但无影响力,如公共服务的消费者、项目周边居民。他们为达到目的可能采取结盟、参与政治活动等方式,来影响管理层的决策。第三种为危险型,具有影响力和紧迫性,但无合法性,如公共设施传统行政垄断经营者、传统体制下既得利益者。 3.潜在的利益相关者,只具有其中一种属性,又分为以下三种类型。第一种为休眠型,目前只有影响力,但尚未被赋予充分的合法性和紧迫性,如新闻媒体、行业协会;第二种为酌处型,只有合法性,但无影响力和紧迫性,如社会纳税人、私人股民、公司职工、环保主义者;第三种为强要型,只有紧迫性,但无合法性和影响力,如非法项目竞标人、项目破坏者。 不同的干系人其希望和追求的利益目标往往相差甚远,导致产生不同的优先权和冲突,这势必给利益的协调与制衡带来诸多问题。在满足项目干系人需求和期望的同时,针对上述七种类型的项目干系人对应着相应的管理策略,如下表所示: 参与策略即按照参与性管理原则或权利分散原则与这些利益相关者分享决策权,让这一类型的利益相关者参与到项目的经营管理中来,激发其合作潜能。其中针对媒体和行业协会的参与策略,主要指让其参与到PPP项目的监督管理过程中来,发挥其社会监督作用。 利益相关者的状态并不具有固定的特性,政治力量的运用、社会经济条件的改变都有可能使利益相关者从各种状态下发生变化。利益相关者管理策略随企业管理情境因素而变化,企业应根据具体的管理情境,选择不同的管理策略。因此,针对不同干系人的管理策略不是固定不变的。在规划项目干系人管理策略时,我们应当争取优势型、依赖型、休眠型和酌处型的干系人,使之成为主动的利益相关者,积极参与组织决策,共同推动项目的开展。而对危险型和强要型两种,则应当坚决防范其成为合法的利益相关者,减少项目中的利益冲突。 本文基于理论研究文献分析,系统地识别了我国PPP项目融资模式干系人,分析了不同干系人的目标诉求,利用多维细分法将其进行了分类,并在满足项目干系人需求和期望的同时针对不同类型的项目干系人制定了相应的管理策略。论文研究结果有助于我国PPP项目融资模式的实施与推广。 干系人管理论文:浅谈项目管理中的项目干系人管理 摘要:项目干系人管理是对沟通进行管理,以满足项目干系人的需求并与项目干系人一起解决问题。对项目干系人进行积极管理,可促使项目沿预期轨道行进,而不会因未解决的项目干系人问题而脱轨。沟通时进行项目决策是项目协调的基础,也是项目管理的基本内容。成熟的项目管理者,应确保项目实施中项目管理人员参与的深度、全面性和权威性,沟通使其成为可能。 关键词:项目管理 项目干系人 沟通 1引言 项目管理产生于科学管理与工程领域,它是现代管理理论在项目中的系统运用。他的发展也离不开现代管理理论的发展。 什么叫做项目干系人?在PMI的教科书中项目干系人的英文名称是Stakeholder, 它的定义是指积极参与项目或受项目影响的个人或组织,他们的利益可能会受到项目执行结果或项目完成的正面或负面影响, 他们也可能会对项目及项目结果施加影响。同时进行项目干系人管理可提高团队成员协同工作的能力,并限制对项目产生的任何干扰。因为项目是一项临时性的工作,它具有唯一性。项目干系人管理就是要针对这些项目、针对这些变化,去计划、组织、协调、控制。 2项目的沟通管理特征 (1)复杂性。项目组与大量的单位和部门密切相关,另外,由于项目以及项目组成员都具有临时性,因此项目沟通管理必须协调各部门以及部门与部门之间的关系,以确保项目顺利实施。 (2)系统性。项目发生的费用和产生的效益对各相关部门产生或大或小的影响,这就决定了项目沟通管理应从整体利益出发,运用系统的思想和分析方法,全过程、全方位地进行有效的管理。 3 项目干系人管理在某造船项目中的应用 (1)工程简介 该项目是某公司适应国际化发展需要,投资建造的工程船。造船工程是一项集船舶设计、采办、建造、检验(审图)和监造于一体的系统工程,船上设备繁多,涉及到方方面面几百个具体的参建厂家,相互牵连和相互影响,可能产生许多相互制约的问题。因此,作为某项目项目管理人员(以下简称“船东”)必须与设计、建造、船舶检验及设备厂商能保持无障碍的信息沟通,了解并掌握设计、审图及设备的进度和质量情况,并能发现影响船舶整体进度和质量的问题。正是由于船舶建造是一项复杂、相互关联的系统工程,所以,单靠船东来解决所有产生的问题,往往达不到预期的效果和力度。这就非常需要具有权威和前瞻性较强的各方高层领导共同来交换意见、协商处理这些影响建造全局的问题,这样的交流则会达到事半功倍的效果。 (2)验船师在某项目建造过程中的作用 在船舶建造过程中,船级社的质量监控作用是不可或缺的。沟通好、使用好船级社的验船师,是保证船舶质量的一个非常关键的因素。通常船级社的验船师是从轮机长、船长等有船舶经验的人员转职而来的,他们前期有船舶工作的实际经验,在船级社工作的经历,让他们对船舶建造规范、船舶建造重点环节非常了解。同时,验船师作为船舶签字发证人员,对施工船厂有着极强的制约力。 在某船的建造过程中,有CCS船级社的专业验船师全程跟踪。为了保证船舶质量,和验船师有效沟通,对于施工过程中发现的问题,在向船厂方面反应的同时,也抄送验船师,双方在整个合作过程中保持良好的关系;CCS船级社的专家对船员进行现场技术指导保证CCS验船师能够很好的履行自己的职。关键问题上,维护了船东的利益,为船舶今后的安全使用,打下了牢固的基础。 (3)与项目干系人沟通的原则 某项目初期工作基础上,要求船东在以后的工作中把握尽早沟通、主动沟通的原则进行项目沟通管理。具体到各部门单位如下: ①与公司领导的沟通。首先要清楚各级领导的权限和角色,解决问题时一定是要找到关键路径上的关键领导,避免信息同时多个领导,造成领导之间的沟通成本加大,影响问题的解决效率,增加领导协调解决问题的难度。其次要正确理解和执行领导的意图。遇到的项目组不能解决的问题及时向公司领导汇报,通过高层协调会的方式进行解决。需要向上级领导汇报的文字性报告一定要做到简单明了,用词贴切易懂,善于表达重点。 ②与公司内部职能部门的沟通。首先要充分了解相关部门的职能和需求,沟通做到有的放矢。其次要让对方在一定程度上了解项目组的现实情况,有困难一定先提出来,增进双方的相互理解。再次熟悉公司相关管理流程,严格按照公司的流程进行相关程序的审批,在每项工作开始前,与职能部门的相关人员进行沟通、确认,提前准备好所需的全部资料。 ③与设计方的沟通。首先明确我方的设计要求,在技术上进行严格把关,遇到问题主动进行协商,按照相关的规范和规定进行解决。其次在在设计交底和图纸会审工作中应与设计单位进行深层次交流,准确把握设计意图,对设计与施工不吻合或设计中的隐含问题应及时予以澄清和落实。 ④与设备供货商的沟通。通过渠道了解供货商的信誉及产品质量,在进行技术交流之前,系统的思考、分析和明确沟通信息以及沟通目的。签订合同时,在技术上对各项条款作明确要求。在进行制造过程中每周通过电话、邮件以及传真的方式了解生产进度。另外还要站在公司的角度,控制好成本。 ⑤与建造方的沟通。这是项目最难沟通协调的一方,因为双方的利益出发点不同。这就要求船东成员在掌握技术知识的基础上,以合同为依据、以技术为根本,找到利益相关点,主动地去发现问题,在问题产生初期,和建造方进行交流沟通,占据主动! ⑥与审图方及政府相关职能部门的沟通。严格按照流程做事,主动联系。 4、与项目干系人沟通的方法 在项目实施过程中主要是通过正式沟通和非正式沟通两种方式进行沟通管理。 (1)正式沟通。正式沟通就是通过项目组明文规定及公司相关管理规定的渠道进行信息传递和交流的方式。它的优点是沟通效果好,有较强的约束力;缺点是沟通速度慢。例如:项目组组织的各种会议、汇报、备忘录、传真等形式。 (2)非正式沟通。非正式沟通指在正式沟通渠道之外进行的信息传递和交流。这种沟通的优点是沟通方便,沟通速度快,且能提供一些正式沟通中难以获得的信息;缺点是容易失真。例如:电话、咨询、宴会等形式。 5 结束语 经验表明,项目管理者只有以人为本、重视与干系人的沟通,科学的组织、管理、协调和控制项目的实施过程,对于项目取得成功是必不可少的,而且也是非常重要的。
煤矿采煤机论文:煤矿采煤机的安全管理与维修对策 摘要:分析采煤机常见的摇臂故障、电机损坏、单向牵引故障以及补油热交换系统故障的产生原因,并针对问题提出了详细的维修对策,最后给出了采煤机安全管理的有效措施,希望可以为相关工作者提供借鉴。 关键词:煤矿采煤机 安全管理 故障分析 维修对策 引言 随着我国煤矿产业的不断发展,采煤设备的结构、种类也变得越来越复杂,在采煤机的使用过程中,经常会出现各种各样的故障,不仅降低煤矿开采的工作效率,还会严重影响设备的使用安全和使用寿命问题。设备的安全使用还直接影响着煤矿的经济效益和社会效益,为确保采煤机始终处于安全、可靠的运行状态,必须要加强采煤机的故障分析和维护管理工作。 1采煤机的常见故障分析 1.1采煤机的摇臂故障 采煤机的摇臂承担着割煤和装煤的重任,在长期使用过程中,摇臂可能会出现齿轮损坏、轴承损坏、摇臂漏油等故障。1)轴承损坏。一轴轴承是采煤机摇臂中比较容易损坏的部件,在轴承的高速运转过程中,如果存在有润滑度不足的问题,非常容易造成轴承的损坏。如果油量过多或过少,则会出现冷却水压不足的问题,使得摇臂齿轮温度持续上升,导致轴承的损坏。2)齿轮损坏。在采煤机的实际使用过程中,出现摇臂齿轮损坏的问题通常都是由于工作人员的操作不当造成的。例如:由于工作人员的责任意识淡薄,导致出现工作面支架调斜、采煤机的铲煤板、护帮板、割前梁等现象,造成采煤机摇臂齿轮的损坏。或者是在进行加油、检修工作时的不谨慎,使得干扰物进入到齿轮箱中,加大摇臂齿轮的磨损。除此之外,在采煤机的超负荷工作过程中,如果齿轮的淬火不够、材料强度不足,也会让齿轮出现变形、毛刺、齿牙磨落的情况。3)摇臂漏油。摇臂漏油问题主要是因为采煤机更换油封的装卸操作不规范,或者是骨架油封的磨损,导致出现密封不严的情况。如果油封的质量不过关,在采煤机的长期使用过程中,也会出现摇臂漏油的情况[1]。 1.2采煤机的电机故障 采煤机的电机维护管理水平对电机的使用寿命有着非常大的影响。在进行采煤机的电机维护时,如果维修工艺不合理,不能采取有效措施进行电机微量磨损的恢复,必然会加大电机的磨损,进而导致电机损坏程度加深。如果加胶和打麻面的处理不合理,也会加大轴承座孔和轴承之间相对转动时所产生的热量,使轴承过热,磨损增大,出现胶合。通常采煤机电机进行大型维修后的使用寿命都会大大降低,主要是电机的绝缘性能受到了严重的破坏,因为在电机的重大维修中,通常都需要进行电机的浸漆、烘干、解体等,使得电机的绝缘性大大降低,再加上维修工艺的不合格、维修工具使用不当等情况,则会导致电机的线匝绝缘层被破坏,进而加大电机在使用过程中出现故障的频率,不仅会严重影响到生产效率,还将对工作人员的生命安全造成威胁。 1.3采煤机单向牵引故障 在采煤机的使用过程中,如果存在着伺服间回油路堵塞、单向阀油路堵塞、节流孔和回油路不通的情况,则会造成采煤机无法快速换向的情况[2]。如果伺服阀到油缸、伺服阀到单向阀间存在着油管泄漏,主液压泵的摆角不正常,电磁阀或电位器出现故障的情况也会造成采煤机的单向牵引故障。 1.4补油热交换系统故障 如果采煤机电机的管路接头松动或漏气、电机反转、油液中存在杂物,导致背压阀先导孔、主阀芯、过滤器等的堵塞、油液的粘度过高、油箱的油位过低等情况,都会导致采煤机补油热交换系统低压较低的情况出现,造成采煤机无法正常工作。 2采煤机常见故障的维修策略方法 2.1采煤机摇臂故障的维修方法 针对采煤机摇臂故障的原因,可以从以下三个方面进行维修。第一,轴承损坏维修必须要保证采煤机摇臂齿轮箱的有水冷却压力适中,并且保持着足够的润滑度,同时还要对润滑油的颜色、质量进行密切的关注,发现问题时应该及时解决,确保摇臂轴承处于一个良好的工作状态。第二,齿轮损坏维修。首先应该提高工作人员的安全责任意识,并严格要求其按照相关标准进行操作,同时也可以通过实际操作技能培训使工作人员的操作技能得以提高,进而降低错误操作的出现;在推溜移架的过程中必须小心谨慎,在使用过程中如果发现采煤机的摇臂齿轮出现损坏情况,应及时进行更换,避免安全事故的发生。第三,摇臂漏油维修,要减少和避免摇臂漏油的情况出现,必须进一步加强采煤机摇臂安装管理和装配工艺,使用高质量的浮动密封和骨架油封来代替传统密封方式,将机摇臂漏油的概率降到最低。 2.2电机故障的维修方法 在采煤机的电机维修中,首先,应该对电控箱采取有效的防护措施,避免矿井防爆面的淋水情况,并严格禁止使用高压水枪直接冲洗采煤机箱体[3]。其次,要从根本上提升电机防油、防水的性能,并在电机截割部、牵引部的端头处设置一个“O”形密封圈,这样则可以在其出现漏油和漏水时马上排除,同时还应该在摇臂壳体内安装一个放油口和放水口以便日后的保养维护使用。除此之外,还应该加强采煤机的维护管理工作,定期进行电机的保养和检修,并做好相应的记录,同时还要严格控制注油与换油时间和油量。 2.3采煤机单向牵引故障的维修方法 要有效防止和维修采煤机的单向牵引故障,除了要加强日常维护工作外,还应时刻关注油质的变化情况,并严格控制好油的使用量,定期对采煤机的过滤器进行清洗,处理油垢和杂物,这是预防过滤孔堵塞的主要措施。在采煤机清洁工作完成后,应该先进行设备调试运行,在确定没有出现任何问题后,方可再次投入使用。 2.4补油热交换系统故障的维修方法 第一,根据规定的要求进行补油热交换系统的注液压油工作,避免出现油位过低和过高的情况;第二,发现过滤器滤芯出现堵塞应及时进行清洗或更换;第三,定期检查主回路系统、补油系统等是否存在泄漏、损坏的情况,如有接头出现松动,应该及时扭紧。 3采煤机的安全管理措施 3.1完善采煤机的维修制度 完善采煤机的维修管理制度不仅可以使采煤机的预防和维修工作标准化,还可大大提升维修工作的效率和质量,从而确保采煤机的安全可靠运行[4]。同时,维修制度的完善也是对维修人员的工作进行控制管理的手段,不仅可以提高工作人员的主动性,还可以确保采煤机的检查、维护按时按质完成,落实好个人责任制,提高工作人员的责任心。除此之外,还应该加强各部门间的沟通与交流,方便在第一时间发现和解决问题,从而有效减少因设备故障带来的经济损失。 3.2做好设备的养护和管理工作 采煤机的安全稳定运行与日常养护管理工作有着非常密切的关系。采煤机的日常维护包括了冷却液、润滑油的检查,并及时进行添加;漏水、漏油、漏电等情况的检测,确保采煤机处于安全的运行状态;对主要构件螺栓进行紧固,以免出现松动的情况;除了简单的养护外,还应该定时进行全面的维护,例如:对部件污垢的清洗、对设备磨损的修复等,主要做好设备的养护的管理,才可以更好地保证设备运行过程中的安全、稳定。 4结语 采煤机的安全管理和养护维修工作是保证采煤机使用寿命和工作效率的重要手段,只有找出采煤机使用过程中可能出现的故障问题,并对其加以预防和维护,才可以确保采煤机始终处于良好的运行状态。 作者:马书林 单位:山西煤炭运销集团猫儿沟煤业有限公司 煤矿采煤机论文:浅谈采煤机司机在煤矿灾害防治中的作用 【摘 要】结合煤矿实际环境及生产条件,突出探讨采煤机司机在煤矿灾害防治中的作用。 【关键词】煤矿;采煤机司机;灾害防治 煤矿生产是人与自然的斗争,工作环境特殊,作业条件艰苦,情况复杂多变,在生产过程中存在着许多不安全因素和事故隐患,稍有疏忽,或违反有关规程、规定,就可能导致事故发生,轻者影响生产,重者造成矿毁人亡,甚至引起威胁全矿井安全的重大灾害。 1)工作环境特殊 我国绝大多数煤矿是井下作业,和地面工作环境相比,煤矿生产的工作环境要艰苦得多,特别是地方小煤矿井下工作环境更为恶劣。 2)作业条件艰苦 (1)作业地点分散,线路长。煤矿采掘工作人员需走较长的路程才能到达工作地点。 (2)工作时间长,劳动强度大。煤矿采掘工作人员一个班下来在井下就需要 10h 左右。这种情况易使工作人员劳累疲乏、体能下降、反应迟缓,极易产生烦躁情绪。 3)生产工艺复杂 煤矿生产系统是一个由许多环节组成的复杂系统,多工种、多方位、多系统立体交叉连续作业,是煤矿井下生产的又一特点。不论是采煤、掘进、机电、运输、通风、排水等,哪一个系统中的哪个环节出了问题都可能酿成生产事故,影响全矿井安全生产。 4)自然灾害严重 我国煤矿生产主要是井下作业,煤矿地质条件复杂多变、生产环境条件恶劣,经常受到水、火、瓦斯、煤尘、顶板等多种自然灾害的威胁,可能引起瓦斯、煤尘爆炸,煤与瓦斯突出,矿井透水和冒顶.挤故等。 井工开采煤矿的采煤机司机处在采煤工作第一线,最熟悉采煤工作面的情况,只要采煤机司机了解煤矿灾害的发生和发展的规律,具备井下作业安全知识,具有识灾、防灾、避灾的能力,及时发现事故隐患并及时报告和采取措施,即可很大程度地减少或避免煤矿灾害的发生。 1 在瓦斯事故预防方面的作用 瓦斯爆炸是煤矿生产的主要灾害之一,煤矿一旦发生瓦斯爆炸,危害十分严重,其爆炸时产生的高温、高压和有害气体可造成大量人员伤亡。因此,防止瓦斯爆炸是安全管理的重点。 (1)采煤机司机在采煤工作中控制好采煤机牵引速度,与支架工密切配合,及时支护,防止冒顶、片帮,以减少瓦斯逸出; (2)充分利用采煤机上安装的甲烷断电仪,密切关注采煤工作面各处的瓦斯变化情况,发现瓦斯超限及时报告和采取相应的措施; (3)注意经常检查采煤机电气装置的防爆情况; (4)工作面遇有坚硬夹石时,采取松动爆破措施处理,禁用采煤机强行截割。 2 在矿尘防治方面的作用 (1)采煤机司机在采煤工作中,要密切配合注水降尘工的工作; (2)经常检查采煤机的内外喷雾装置,保证其可靠有效地喷雾降尘;注意观察喷雾系统压力仪表,确保内喷雾压力不小于 2MPa ,外喷雾压力不小于 4 MPa ,喷雾流量应与机型相匹配; 3 在矿井火灾防治方面的作用 (1)采煤机司机应注意经常检查采煤机电气装置的防爆情况; (2)在采煤机运行中,注意观察电缆水管拖移装置的拖移情况,发现有刮卡现象,及时紧急停机处理,以防电缆刮断引发电缆短路; (3)操作控制好采煤机,严格控制工程质量,割煤时要做到“三直,两平”(即工作面煤壁直、刮板输送机直、液压支架直,顶、底板平整); (4)在采煤过程中,注意观察煤炭自燃等火灾事故隐患,发现情况及时报告。 4 在矿井水害防治方面的作用 采煤机司机在采煤工作中,要密切配合采煤工作面的探放水安全管理工作;熟悉并注意观察采煤工作面的突水预兆,发现水害隐患及时报告; 熟悉水害避灾撤出路线。这样,可有效地避免或减轻水害的影响。 5 在矿井顶板灾害防治方面的作用 (1)控制好采煤机牵引速度,与支架工密切配合,及时支护,防止冒顶、片帮; (2)发生冒顶片帮事故时,及时停止割煤,协助支架工进行处理,并使采煤机和刮板输送机停电闭锁; (3)严格执行敲帮问顶制度,要保证在支护可靠的情况下进行采煤工作。 6 结论及建议 矿井灾害预防的原则是预防为主、防治并重、实事求是、慎重对待,煤矿领导应高度重视采煤机司机,必须对他们进行深入的培训教育工作,提高他们对灾害危险的辨识能力,才能更好的预防和避免е略趾κ鹿实姆⑸。 煤矿采煤机论文:采煤机模拟试验台在梁宝寺煤矿研究及推广应用 摘 要:目前煤矿采用PLC、变频器对采煤机工作状态的在线监测和故障诊断,运行可靠,具有良好的工业应用前景。梁宝寺煤矿经调研引进采煤机模拟试验台改变以往变频器、控制中心、端头站、遥控器等元件维护与测试需在特定条件下进行的现状,有效的保证采煤机维护与电气元件的备用。 关键词:变频器;控制中心;模拟系统;维护与测试 梁宝寺煤矿是年产量300万吨以上的现代化企业矿井,在高产高效的生产条件下,长期运行状态下,不可避免的会出现采煤机变频器、控制中心、端头站发生故障的情况。以前试验维修需要有成套采煤机设备做试验才有可能测试,测试维修效率低,在井下应急机电事故中,会出现影响生产的事件发生。故经研究调查,引进采煤机模拟试验台,通过模拟系统实现对变频器、控制中心、端头站、遥控器各项性能的维护与测试。 1 技术方案 采煤机模拟系统试验台,主要有计算机、控制系统、检测系统、显示系统、遥控控制系统等部分组成。成功通过模拟试验实现对变频器、控制中心、端头站、遥控器各项性能的维护与测试。 2 模拟实验台工作原理 2.1 变频器检测 将隔离开关打到ON的位置,然后把控制中心按钮、遥控器按钮打到内的位置,按下启动按钮,接触器吸合后变频器主电源得电,然后将220V电源开关打到通的位置,启动计算机,打开DriveWindow2.3软件会显示系统画面1。 选择ABB.SMP,单击OK键,进入系统画面2。 单击File选择Parameters进行参数设置、修改、保存等功能,单击Monitor选择seting对X、Y轴、监视内容等进行修改;单击Drive选择Take Control,对变频器近控功能测试。 检测变频器的远控性能时,按下牵送按钮,牵送指示灯和自保指示灯亮起,按左行、右行及牵停按钮测试其远控性能。测试完后,按停止变频器主电源失电,然后把计算机关闭,再将220V按钮打到“断”的位置,控制中心、遥控器按钮都打到“内”的位置。 2.2 控制中心检测 模拟设置用上翻、下翻钮将光标移到模拟设置菜单,按设置按钮进入如系统画面3。操作上翻、下翻钮选择需要设置模拟量,选择确定后,按设置按钮模拟量下的发光块变成红色,该模拟量保护被设置,即当模拟量超过极限值后,控制系统进行保护动作;被选中的模拟量下的发光块为红色时,按设置按钮模拟量下的发光块变成黄色,该模拟量保护被屏蔽取消,即使被测量值超过参数设置的极限,也不会进行保护动作。 2.3 控制中心试验 将控制中心与试验台控制插头连接起来,然后将控制中心按钮打到外,遥控器按钮打到内,将220V电源按钮打到通的位置,工控机和功能显示器得电显示主页画面,然后分别按瓦斯、牵变温限、左截割温限、右截割温限若工控机显示的故障闪烁说明温度保护功能完好,按下牵送时,牵送指示灯亮说明牵送功能完好,按下左升、左降、右升、右降时,指示灯闪烁说明其功能完好,按下主停时,自保点指示灯熄灭。 2.4 端头站测试 将左右端头站与试验台端头站电缆连结好,控制中心打到内,遥控器打到外,220V电源打到通时,端头站得电,然后按下端头站功能按钮,功能显示相应显示,若不显示说明其按钮故障;按下遥控器各项功能键,功能显示器相应显示说明端头站完好。 2.5 遥控器测试 将控制中心打到内,遥控器打到内,220V电源打到通时,功能显示器和工控机正常显示,操作遥控器功能按键,功能显示器相应显示说明遥控器完好。 3 结论 (1)采煤机模拟试验台有效解决了以前采煤机电气元件试验维修难题,通过模拟系统实现了对变频器、控制中心、端头站、遥控器各项性能的维护与测试,有效保障了采煤机电气元件的维修与备用。 (2)经过现场实际使用效果证实,该机操作方便、性能良好、\行稳定全安可靠,。 煤矿采煤机论文:浅谈极薄煤层采煤机在煤矿的应用 摘 要:与中厚煤层及厚煤层相比,极薄煤层的机械化开采不仅工作面环境条件差,不利于设备正常工作,而且煤层厚度变化大且多断层,会直接影响到极薄煤层采煤设备的生产性能;此外,极薄煤层投资成本高,回收效益却远远低于厚煤层或中厚煤层,因此针对极薄煤层开采技术的研究一直相对滞后。而在实际开采过程中,有些煤矿受地质条件等客观因素的影响,其中厚煤层长期得不到及时开采,对后续工作面的正常交替产生直接影响,一些极薄煤层资源在不得已的情况下只能丢弃,由此可见,针对极薄煤层采煤技术的研究具有重要的现实意义。文章提出螺旋钻式采煤机在实际煤矿开采中的应用,分析其应用价值。 关键词:极薄煤层;螺旋钻式采煤机;煤层开采 1 极薄煤层开采的特点 根据煤层厚度可将煤层分为极薄煤层、薄煤层、中厚煤层及厚煤层,其中极薄煤层的厚度通常在0.8m以下,薄煤层厚度在0.8-1.3m,中厚煤层在1.3-3.5m,厚度大于3.5以上的即为厚煤层。相比中厚煤层及厚煤层,极薄煤层的开采体现出以下几个特点:首先,煤层薄,采高低、经济效益低。极薄煤层厚度不超过0.8m,且煤层硬度大,进入工作面作业时,无论是人员还是开采设备均移动不便,采煤机通常需要通过挑顶或割底才能进入工作面,恶劣的工作条件不仅导致开采劳动强度大,而且机电事故发生率也相对较高。并且极薄煤层煤质相对较硬,炸药、截齿、刨刀等吨煤消耗量过大,增加了回采成本,降低了开采的经济效益。其次,回采率低。在煤炭开采过程中,煤层的地质构造会对开采方法产生直接影响,不同的厚度、角度、褶曲、断层等均有可能影响到巷道的布置,缩小工作覆盖面,直接影响到回采率。最后,采掘比例大,掘进率高。极薄煤层回采巷道多为半煤岩巷,多投入刨煤机、螺旋钻机等进行采掘,随着工作面的快速推进,综掘设备进入工作面比较困难,爆破也无法实现一次性全断面爆破,因此无法保证掘进速度,导致工作面接替紧张。 2 爬底板薄煤层采煤机存在的问题 我国赋存了大量的极薄煤层,空间条件限制导致机械化开采存在较大困难,目前应用的唯一可以开采极薄煤层的滚筒采煤机械即爬底板采煤机,其最大的优势在于较好的适应性,这种采煤机机身位于刮板输送机与煤壁之间的底板上,采煤机及刮板输送机横向并排设置于液压支架与煤壁之间,可较好地解决机面高度、机身厚度、过煤空间之间的矛盾。但是爬底板运行采煤机也存在一定问题,其应用限制条件也比较多,并且存在较多的安全隐患,具体表现如下:首先,回采过程中仅能布置单滚筒,且要求固定滚筒摇臂,无法自主调高,以更好的适应装煤需要;开采时上下端头需要人工开炮打开缺口;此外,爬底板运行采煤机无法较好的适应煤层厚度变化及倾角变化,割顶、底岩石量大。其次,爬底板运行采煤机需要设置链外牵引,如果煤层倾角较大,则制动困难,易发生断链伤人事故,并且断链后采煤机下滑可能会引发较大的安全事故。最后,采煤机爬底板运行还存在占用机道的问题,其空顶及控顶距较大,无法保证液压支架顶梁前端的支护强度,支护效果差。由此可见,爬底板运行采煤机仅适用于倾角较小、厚度变化不变、顶底板起伏不大、构造简单的极薄煤层。 3 螺旋钻式采煤机在极薄煤层中的应用 螺旋钻式采煤机的工作原理: 分析爬底板薄煤层采煤机存在的问题可知,极薄煤层采煤机要求整体结构紧凑,机身长度不可过长,截割电动机采用横向布置在摇臂上,滚筒直径小,机身重量不可过重;摇臂上需要设置挡煤装置,以保证更好的采煤效果。螺旋钻式采煤机中,其螺旋钻包括2节钻杆,一个左旋一个右旋,中间由风管连接,钻头的切割部分包括3个钻头,其属于钻机组的执行机构。螺旋钻式采煤机主要设置于钻采巷中,向煤层上方打钻,螺旋钻采煤机组向螺旋钻传递扭矩及钻压,钻头割煤、螺旋钻杆掏煤,开采下来的煤可直接掉落在钻采巷的刮板输送机上,再由输送机运出。螺旋钻式采煤机一次采宽在1.1m左右,三轴联动钻杆1.27m左右,钻机本身通过人工操作液压系统自动连接钻杆,达到设计采深或遇到其他地质构造带时,退出钻杆,螺旋钻机整体前移,预留0.5-1.5m煤柱后再进行下个循环的开采。 煤层开采过程中要做好钻孔内的通风防尘工作。通过风管可不断向工作面通风,首节钻杆控制箱内安装一台瓦斯传感仪,其与钻采机供电形成闭锁,风管旁边放置一根软管,可向执行机构喷头供水,以起到降尘作用;钻孔出口处可设置1组外喷雾装置,可最大程度上保证降尘效果。螺旋钻式采煤机使用前抱紧装置锁紧钻杆,再实现钻杆的连接与退出,钻杆组的旋转由2个单独的传动装置来实现,前抱紧装置锁紧前需要调整离合器的位置,离合器带有凸轮,其主要连接钻杆,利用钻机的钻杆微调装置将其调整至合适的位置。钻采机上的龙门吊、巷道内的专用平板车等可完成钻杆的安装、拆卸、储存等。螺旋钻式采煤机下面设有支撑在巷道底板上的滑板,利用巷道内的JH-14T绞车牵引钻采机、乳化泵站、开关等实现在巷道内的移动。机组开采下来的煤再通过靠放在巷道内的刮板运输机运至带式输送机上,最后运至采区煤仓。 综上所述,在我国部分煤矿企业在极薄煤层开采方面的机械化程度还很低,尤其是一些中小型煤矿企业,大多数还采用手工炮采,不仅作业环境恶劣,设备维修操作不便,而且产量低、事故多,经济效益差。随着煤矿技术的进一步发展,结合煤矿的实际情况采用螺旋钻式采煤机可实现煤炭资源的有效回收,降低煤矿安全事故发生率;并且可降低员工的劳动强度,提高生产效率,且操作简单,具有较强的适应性,大大提高了极薄煤层的经济效益,具有较高的推广应用价值。 煤矿采煤机论文:浅析东风煤矿MG―150W采煤机导向滑靴磨损原因 摘要:采煤机导向滑靴是采煤机的关键部件之一,也是采煤机易损件,其使用寿命直接影响采煤机的正常使用。针对东风煤矿5709采煤工作面MG-150W采煤机导向滑靴频繁磨损问题,分析其影响因素,找出损坏原因,制定可行预防措施,保证了采煤机正常工作。 关键词:5709工作面,采煤机,磨损 0 引言 大倾角采煤机前导向滑靴在生产中损坏明显,龙煤集团七台河煤炭分公司东风煤矿5709工作面大倾角采煤机前导向滑靴在生产中损坏明显,使用寿命较短,严重影响了生产效率。对损坏原因进行仔细分析,找到损坏原因,制定可行预防措施,保证了采煤机正常工作。 1.5709工作面地质条件和MG-150W采煤机技术参数 5709工作面位于东风矿广场偏北600~1200m,走向长度为1400 m,倾向长度为150 m,煤层厚度为0.9~2.8m,平均为2.5m,煤层倾角为5°~28°,平均为20° 采煤机的技术参数为:采高1.4~3.0m,截深0.63m,牵引速度0~5.5m/min,最大牵引力250kN,适应倾角0°~30°,采煤机重量20t,卧底量为400mm,滚筒直径为牵引方式液压无链牵引,电机功率150kW,电压660~1140V 2 导向滑靴受力 图1为导向滑靴的受力简图。滑靴与导轨接触的四个面分别记为A面(下表面)、B面(做表面)、C面(上表面)、D面(又表面)。导向滑靴在使用过程中,受力状态为:当前导向滑靴Z值为负,Y值为正时,说明下表面A受向下的拉力和向后的摩擦力,同时右表面D受向右的压力和向后的摩擦力。当Z值为正、Y值为负时,说明上表面C受向上的支持力和向后的摩擦力,同时右表面D面受向右的压力和向后的摩擦力。 3 影响滑靴磨损因素 MG-150W采煤机在5709工作面因地质条件的影响,设计制造等原因,导向滑靴经常损坏,影响采煤机的正常使用。 3.1 采煤机进刀方式 采煤机斜切进刀时,运行阻力急剧加大,滑靴受到很大的侧向力,加剧导向滑靴内侧的磨损,造成导向滑靴的撕裂。 3.2 煤层倾角 由5709工作面地质条件可知,该工作面煤层倾角较大。图2为采煤机导向滑靴下钩处受力与煤层倾角的关系曲线。由图2可知,导向滑靴下钩处受力随着煤层倾角的增大而明显增大,且方向向下,导向滑靴A面受拉。实际工作过程中,在较大的煤层倾角工作条件下,导向滑靴的下钩处(A处)磨损严重,导致齿轨轮偏离正常啮合状态、导致轮齿磨损和折齿现象频发。 图1 导向滑靴受力简图 图2 煤层倾角对导向滑靴影响 3.3 行走轮啮合角 驱动轮与销轨啮合角越大,牵引力向上的垂直的分力越大,导向滑靴下钩处受力相应变大。啮合角γ越大,前导向滑靴下钩处所受拉力越大,磨损越严重。 3.4 操作者技术水平 在利用千斤顶移动刮板输送机时,必须保证刮板输送机中部槽既平且直。如果操作者技术水平欠缺,造成中部槽弯曲度加大,也会使导向滑靴断裂损坏。 3.5其他 3.5.1温度 根据导向滑靴材料,取工作表面动摩擦系为f=0.2。导向滑靴在承受压力很大,根据力学原理,摩擦力很大。此情况下,导向滑靴B表面、C表面、D表面(图1所示各表面)温度急剧升高,温度过高时,就会造成黏连,各表面严重破损,影响使用。 3.5.2刮板输送机 刮板输送机水平方向弯曲度、垂直方向弯曲度时设计采煤机时行走机构必须考虑的因素。一般水平方向弯曲度为-1°~1°,垂直方向弯曲度为-3°~3°。输送机中部槽连接处磨损后,加大实际弯曲度。同时,5709工作面底板起伏较大,也加剧了刮板输送机中部槽连接处的弯曲度。采煤机经过该处时,依靠导向滑靴捋顺销排。导向滑靴所受侧向力急剧加大,严重时下钩处(图1所示A面)会撕裂。 3.5.3滑靴材料 由于采煤机导向滑靴形状不规则、结构复杂,所以一般为铸钢件。MG-150W采煤机导向滑靴采用材料ZG35CrMnSi,热处理工艺和元素成分严重影响滑靴的使用寿命。元素Cr成分不足,获得马氏体组织数量不足,严重影响导向滑靴的硬度和强韧性。 4 结论 导向滑靴磨损在任何情况下,都不能绝对避免。所以减缓其磨损是提高其受用寿命的必要措施。 综合考虑MG-150W采煤机和5709工作面地质条件,通过以上分析,可适当采取以下措施: (1)提高操作者技术水平。根据输送机中部槽连接特点,为保证中部槽平直,提高操作者的技术水平,保证操作规范,减少操作失误,以此避免采煤机通过时损坏导向滑靴。 (2)正确选择滑靴材料。选择导向滑靴材料时,Cr、Si元素成分必须控制在合理范围。Cr元素起固溶强化作用,同时能细化晶粒,提高导向滑靴的强度和韧性。同时,Si元素成分不能太高,否则增大导向滑靴的热脆性。导向滑靴是铸钢件,一定要经过热处理,即去应力退火。 (3)降温。适当对导向滑靴各接触面(图1所示的A面、B面、C面、D面)进行冷却,以减小由于温度升高而造成的导向滑靴黏连磨损。 (4)尽量减小采煤机重量。为减少滑靴所受压力和摩擦力,尽量减小采煤机重量。 作者简介:戴淑芝(1974-),女,汉族,辽宁凌源人。七台河职业学院副教授,硕士。研究方向:现代机械设计理论与方法。 煤矿采煤机论文:小河嘴煤矿高效薄煤层成套装备采煤机的研制与应用 【摘 要】 川煤集团达竹公司在现有薄煤层电牵引采煤机实践应用的基础上,研制出MG150/350-PWD型爬底板式无链电牵引采煤机(以下简称MG150/350-PWD型采煤机)。本文介绍了该采煤机的特点与工业性试验情况,可为今后我国发展薄煤层采煤机的研制工作提供一种设计思路。 【关键词】 采煤机 薄煤层 研制 应用 四川煤炭产业集团达竹公司一直以薄、极薄煤层开采为主,生产效率低、经济效益差、劳动环境及生产条件恶劣,一直是该类矿井难以实现高产高效的最大因素,为了摆脱这一困境,达竹公司必须要在现有薄煤层电牵引采煤机实践应用的基础上,研制出适合达竹矿区薄煤层赋存条件的采煤机。 1 达竹公司采煤机的发展之路 2007年,达竹公司引进刨煤机,该机对于采高低于0.9m的极薄煤层,上下缺口需挑顶,工作量较大,加之设备频繁移动,护顶难度加大,准备工作量比较大,而且仅适用于地质变化简单的工作面,单产很难提高。 2009年,达竹公司针对自身煤层的赋存条件,在永荣矿务局MG100-TP爬底板采煤机的基础上,成功研制出MG110/130-TPD爬底板滚筒式采煤机,更好地适应了达竹公司煤层薄的特点,最高月产量达1.5万吨(采高0.75m),在采高0.53m的工作面也有月破万吨的纪录。但该采煤机机在牵引、截割、控制、装煤以及适应地质变化等方面不完善,仅能在高档普采中使用。 2013年,达竹公司联合山东矿机集团、辽源煤机厂在MG110/130-TPD爬底板滚筒式采煤机的基础上,研制了MG150/350-PWD型采煤机。并在达竹公司小河嘴煤矿试验成功。 该采煤机用于薄煤层综合机械化开采,完全适应达竹公司煤层薄、矿井地质复杂、大倾角等特点,最高月产量达3万吨,平均月产量2.5万吨。 2 MG150/350-PWD型采煤机的研制 MG150/350-PWD型采煤机应适应达竹矿区薄煤层赋存条件。不仅能够满足截割顶、底板和坚硬夹矸的需要,而且性能参数要满足工作面高效生产等要求。该采煤机研制应遵循如下主要原则: (1)满足工作面生产能力30万t/a要求。 (2)有较强的地质条件适应能力,机面高度尽可能低、切割功率尽量大、机身长度尽量短。 (3)为适应煤层变化,提高切割效率,应采用双滚筒结构并有适当的调高范围;采煤机在工作面能自开缺口以减少辅助工作量。 (4)应有完善的自动控制系统与故障诊断系统,能实现采煤机远程操纵和故障的早期处理。 (5)电控系统要有高强的抗震性,系统各原器件配置必须有高稳定性和先进性。 3 MG150/350-PWD型采煤机的技术特点 (1)由于采煤机主体部分悬出刮板机,过桥连接部分厚度小,从而加大了过煤高度,取消了采空区侧的导向管结构而改为导向滑靴结构,避免了因磨损导致的无法更换刮板机导向杆的难题。 (2)采煤机摇臂采用了“U”结构设计,采煤机截割滚筒处于摇臂减速箱体侧面与煤壁之间形成封闭空间内,滚筒截割下来的煤炭因减速箱侧面的阻挡,大部分顺着滚筒叶片抛向刮板运输机,从而解决了薄煤层由于滚筒直径过小,装煤效果差的问题。 (3)液压调高控制系统采用封闭式油箱设计,除过滤器外其余液压件均设在外部,既调试方便,又可保护油质清洁。 (4)具有四象限工作的优越特性,采煤机可根据生产的需要实现加速减速或停止,尤其在煤层倾角较大的工作面,在机器可能下滑的情况下,采煤机能按要求给定的速度向下运行。 (6)操作方便,可靠性高,事故率低,开机率高,可满足高产高效工作面的需要。 (7)PLC控制、GOT显示、单点启动、多点操作,可离机控制。 4 MG150/350-PWD型采煤机的工业性试验 MG150/350-PWD型采煤机在小河嘴煤矿4026(21)工作面进行了工业性试验,试验情况如下 4.1 采煤机过断层截割岩石的能力 4026工作面无较大断层最大落差,但工作面有四个较大起伏段,特别是下段约20米及过变坡点时,截割岩量达到采高的50~80%,采煤机在通过这些点时,均顺利通过。由此也可以看出MG150/350-PWD采煤机具备较强的截割岩石的能力。 4.2 采煤机正常工作时生产能力 正常工作时,每天割8刀,每刀进尺0.8m,煤炭容重1.45t/m3,采煤机生产能力为: 4.3 采煤机牵引速度 工作面往返双向割煤,割煤速度3m/min。 4.4 采煤机机身设计满足生产要求 采煤机通过采用双电机布置结构,提高了装机功率,减小了主机架厚度;设计的过煤空间满足生产要求。 5 主要结论 (1)MG150/350-PWD型采煤机完全适应达竹公司小河嘴煤矿的薄煤层赋存条件,最高月产量达3万吨,平均月产量2.5万吨。实现了0.9m以下的薄煤层高产高效开采。 (2)MG150/350-PWD型采煤机的成功研制将为达竹煤电今后可持续发展打下坚实的基础。对于实现我国资源平衡开采、缓解生产接续矛盾、充分利用煤炭资源、延长矿井生产寿命、实现整个煤炭行业的可持续发展均具有十分重要的意义。 煤矿采煤机论文:浅谈煤矿采煤机的润滑技术 【摘 要】 采煤机作为煤矿生产的重要设备,是一套集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,其工作性能的好坏直接决定着采煤的工作效率。由于煤矿采集工作的环境比较恶劣,采煤机如果出现故障就导致整个采煤工作中断,给煤矿企业造成巨大的经济损失。而采煤机的润滑直接关系到采煤机设备的工作效能和使用寿命,因此必须加强采煤机润滑技术的研究,只有保证了采煤机的工作性能,才能提高采煤工作的效率,实现煤矿企业经济效益和社会效益最大化。 【关键词】 煤矿采集 采煤机 润滑技术 1 引言 随着煤炭工业的发展,采煤机的应用范围越来越广泛,其功能也越来越多。由于采煤机自身的结构组成日渐复杂,使得其发生故障的原因也随之复杂,因此必须加强对采煤机日常的维护和保养,延长其使用寿命。采煤机维护,一定程度上取决于润滑状况,润滑技术的优劣直接决定于采煤机设备的工作效率,因此对采煤机的维护中心环节就是搞好润滑工作。本文就煤矿采集过程中,采煤机的润滑技术进行讨论分析。 2 对采煤机传动部件的润滑 采煤机的主要传动元件是齿轮、油泵、油马达以及液压系统中的其他液压元件等,主要用油是齿轮油和液压油,主要传动部件为截割部和牵引部。 2.1 采煤机的截割部 采煤机的截割部齿轮箱处于比较潮湿的井下,一般采用飞溅润滑,因此要求有较好的抗氧化安定性和抗乳化性。为了取得较好的润滑性能,对截割部用润滑油的选择需要考虑以下几个问题: (1)齿面滑动速度。在一定情况的负荷下,油膜形成的困难程度与齿面滑动速度有关,速度越大,形成油膜的条件就越困难。因此要选用滑动速度大的齿轮,选取极压性能好的润滑油。 (2)齿面负荷。截割部的传动齿轮往往都是中、低速度重载负荷,对接线处赫兹应力小于4000公斤力/cm2,可以选择非极压性润滑油;当赫兹应力大于10000公斤力/cm2时,可用极压工业龄轮油。 (3)运转温度。当润滑油经常在70℃环境下工作时,润滑油很快就会变质,而采煤机通常工作的环境温度就在70℃以上。因此对润滑油的要求就非常高,不但要有足够的黏度,还应该有较好的粘温特性,且黏度指数在90以上。 采煤机截割部不与油泵共用同一油池时,机头齿轮箱一般选用N100号、N150号工业齿轮油或者极压齿轮油。 2.2 采煤机的牵引部 目前我国采煤机的牵引部一般均采用液压转动,对其使用的柱塞泵压力要求较高,负荷变化比较大,摩擦会出现固体接触的现象。通常情况下,所采用的油泵与泵箱中的传动齿轮工作在同一个邮池,要求润滑油必须满足液压能量传动的要求,同时也要满足齿轮润滑的要求。在启动时运动黏度一般要小于800厘沲,其目的是为了避免磨损以及保证油泵启动时吸油。在润滑油剧烈搅动且温度较高的情况下,为了保证液压系统正常工作,要求润滑油的黏度指数不得小于110。因此,在牵引部一般选用N100号或者N150号抗磨液压油。 3 煤矿采煤机的润滑技术 3.1 齿轮油 (1)齿轮油的作用。第一降低摩擦因数,减少摩擦力与功率损失,降低机械能耗,提高工作效率,可以分散热量及时冷却。第二减少齿轮和其他运动部件的磨损程度,使设备能正常运作,并延长其相关部件的使用寿命。第三是冲洗齿面污染物和固体颗粒,缓解齿轮间的冲击力,避免相关零件生锈腐蚀。 (2)润滑脂选用的技术要求。①润滑脂适应的轴承运转速度有限,不能采用润滑脂润滑。②润滑脂滴点温度比轴承的最高工作温度高出20―30℃,温度越接近于滴点,润滑脂变质失效的速度就越快。③负荷高的轴承要选择针入度较小、较硬的润滑脂。④根据不同矿山的地质地形、气候等外界条件因素,科学合理的选择的适合的润滑脂。⑤要保持油脂的洁净度,并按照使用标准和要求按时按量进行灌注,且不可混用。同时随时注意、检查油量和油质变化的情况。 3.2 液压油 在采煤机液压系统中,液压油既可以传递动力,也可以为液压传动机构起到润滑作用,还具有冷却、防锈的功能。因此在选择液压油时,必须从传递动力和润滑两个方面考虑,选择黏度合适的液压油,才能使其发挥最最大的效能。 (1)对液压油的技术要求。①抗氧化能力和抗泡性较好的,保证在储存过程中不会被氧化生成胶质,并且在系统温度压力变化时,油质性能不会变。②具有适宜的黏度和较好的温性,且黏度指数不得小于90;具有良好的润滑性能和抗磨性能。③能较好是适应密闭材料,不会影响密闭材料的使用性能,具有较好的防锈性能、抗乳化性能以及抗腐蚀性能。④抗剪切性好,闪点比较高,凝固点低。 (2)润滑油选用的技术要求。①载重荷要选用高黏度的油,保证润滑效果;载荷轻选择黏度低的油,减少能力消耗和发热。②温度高时,选择高黏度的油;在潮湿的条件下,选择具有良好防锈性能的油。采煤机的裸露部件需要选用黏度高的油。机器部件作变速、间歇、往复运动时,要选用黏度高的油。③根据不同的润滑方式、不同物质的相容性,选择不同的润滑油,以确保发挥最佳的润滑效果。 4 结语 大量的实践证明,采煤机的维护中心环节就是搞好润滑工作,不断创新润滑技术,才能使其发挥出最大的润滑效果,提高采煤机设备的工作效率,延长其使用寿命,保证采煤工作的有序进行,促进我国煤矿事业健康、可持续发展。 煤矿采煤机论文:煤矿用采煤机电缆线芯断裂问题的分析与预防 摘 要:煤矿资源是我国重要的能源,随着经济的发展,煤矿的开采量也逐渐的增大。当前煤矿开采的机械化、自动化、智能化程度不断提升,采煤机作为主要的采矿机器,其运行状况直接决定了采矿的效率,但是,采煤机电缆线芯在运行的过程之中经常会出现断裂的问题,从而影响了采煤效率和煤矿产量。文章主要分析了采煤机电缆线芯断裂的主要原因,并提出了相应的问题预防对策。 关键词:煤矿;采煤机电缆;线芯断裂问题;分析与预防 采煤机生产效率的提高,不可避免的给电缆线芯造成更大的负担,通常而言,生产效率和电缆线芯的机械损伤疲劳程度呈现指数增长的趋势,而且采煤机电缆线芯断裂的维修费用较高,严重影响了采煤效率,因此,加强对于电缆线芯断裂问题的研究,并进行有针对性的预防措施就显得至关重要。 1 煤矿用采煤机电缆芯断裂的原因 1.1 材料加工控制不当 电缆线芯的加工至关重要,如果加工工艺控制不当就会造成电缆质量出现问题。例如在电缆的加工当中,要进行电缆的拉丝或者淬火处理,以提高电缆的抗拉程度,但是如果温度控制不当,就会造成电缆线芯铜单丝的氧化过度,从而造成其材质变脆,再者在电缆挤绝缘后的硫化过程中,如果进入水分或者绝缘材料高温释放出酸性物质,也会造成内部铜丝的腐蚀,从而影响了其断裂伸长率,也降低了导体的耐弯曲性能。 1.2 线芯束绞节径比较大 一次束导线的绞合节径增大,往往会造成其弯曲半径变大,同时也降低了电缆的耐弯曲性能。因此,电缆一次线芯束的绞节径有着明确的规定,按照相关的标准规定,通常一次束绞导线的节径不超过25,同时复绞线的绞合节径比不大于30,而对于内层的绞合节径比也有着严格的规定,通常而言,对于内层的绞合节径比不超过20,而外层的绞合节径比不超过14。但是部分生产厂家对于绞合节径比的控制不当,例如:对于国家标准的理解错误或者设备精密度等原因,往往造成电缆线芯的绞合节径比超过标准的数值,甚至有些产品的超标率超过了30%,从而造成电缆的耐弯曲性较差,在运行的过程中容易出现断裂。 1.3 缆芯绞合节径比较大 采煤机的电缆有着较高的质量要求,尤其是对于电缆线芯的绞合节径比,根据MT818的相关质量规定,标准的电缆芯绞合节径比应当小于10,但是在电缆芯绞合完成后,要进行一系列后续的处理,例如要进行电缆的复绕、挤护套等处理,因此后续生产工艺的影响也造成了最终产品电缆的节径超过了标准要求,降低其柔软度,增大了断裂的概率。 1.4 绝缘材料的影响 绝缘材料的作用主要体现在两个方面,一方面是绝缘材料可以发挥其绝缘作用,保证电缆的正常使用,另一方面绝缘材料可以对电缆的线芯起到一定的保护作用,避免电缆受到的应力过度集中。因此,绝缘材料的质量控制至关重要,通常而言要想保证良好的绝缘性能,绝缘材料的含胶量要大于35%,只有保证足够的含胶量才能保证绝缘材料有良好的绝缘性能和良好的机械性质,但是由于电缆绝缘材料在生产过程中,其含胶量的控制不当,造成了其伸长率、抗拉强度和拉伸回缩率不合格,不能充分发挥其对于电缆线芯的保护作用,也降低了电缆的使用寿命。 1.5 使用过程中的影响 采煤机的工作原理是:在机器的带动作用下,采煤机在其固定的轨道上上下移动,同时保持在轨道斜面上的向前运动,采煤刀就会一层层的把煤矿割掉,而电缆会随着采煤机的机械运动而上下运动。通常而言在采煤的过程中,并没有对电缆施加应用,但是如果电缆槽中进入了杂物,就会造成电缆的移动阻力增大,从而造成采煤机推动电缆行走的现象,从而对电缆造成了破坏,长时间的运行会造成电缆的疲劳断裂。此外在采煤机运行的过程中,电缆最小弯曲半径过小,就会造成电缆的超负荷运行,从而影响了使用寿命。 2 煤矿用采煤机电缆线芯断裂预防的方法 2.1 避免铜丝氧化 在电缆线芯的加工过程中,要选择合理的加工工艺,避免加工过程对铜丝造成氧化破坏,例如在淬火过程中,可以采用氮气保护的策略来保护铜丝,同时也可以有效的控制单丝的伸长率,保证其柔软度。此外在加工的过程中要按照国家标准,采用良好的绝缘材料,例如可以采用异丙基橡胶作为绝缘材质,减少硫的使用量,或者不使用硫,以提高绝缘材料的性能。 2.2 控制导体绞合与成缆节径比 导体绞合节径比对于对于电缆线芯的性能影响较大,因此要按照相关的国家规定设计绞合工艺,在加工的过程中,要缩小理论节径比,可以下调10%到15%的比例,保证产品的节径比满足实际使用的需要。 2.3 绝缘材料的选择 对于绝缘材料的选择,首先要考虑其抗张强度和断裂伸长率,这是提高电缆性能的关键,通过研究显示,绝缘材料的性能和其生产工艺有密切的关系,良好的生产处理工艺可以保证绝缘材料具有良好的绝缘性能和抗拉强度,因此在绝缘材料配比的选择上,要优化配方组成和炼胶工艺以及硫化工艺,保证绝缘材料的性能符合标准要求。此外要设计过程中,要充分考虑设计余量,尤其是要保证绝缘材料的胶料含胶量合格,不能只考虑成本因素而忽略了其应用性能。 2.4 合理选择采煤机 设计合理的电缆槽可以加强对于电缆的保护,在设计过程之中,要结合电缆的选型,保持电缆规格型号和电缆槽的一致性。此外要结合采煤机的功率和控制方式,设计合理的电缆槽,避免电缆在往复运动的过程中,由于电缆槽的设计不合理而造成电缆的损坏。再者要加强对于采煤机电缆薄弱环节的保护,避免电缆受力集中而产生过度弯曲。例如在电缆连接处,可以设计U型喇叭口,避免电缆的过度弯曲,也可以在适当的位置增加钢丝牵引,在采煤机的运行过程中,由钢丝来进行牵引,避免电缆本身的受力集中。通过额外设计保护可以有效提高电缆线芯的使用寿命,降低了其出现故障的的概率,同时这些设计也不会增加生产成本。 2.5 增强控制线芯的性能 通常而言增强线芯的柔软性、导体强度、相对滑移性可以有效降低电缆断裂的发生。首先是对于其柔软性的控制,要控制线芯导体和成缆节径比的关心,增加导线单丝根数,并采用复绞结构,增强电缆线芯的柔软度和刚度,此外也可以降低成缆节径比,增强线芯的抗弯曲伸缩。再者是导体强度的控制,可以在线芯中添加强度较高的纤维丝,提高导体的性能,当电缆受到较大的拉应力时,首先承受应力的是线芯中的纤维丝,从而保证了电缆线芯不受到破环。最后是对增强线芯之间的相对滑移性,为了保证在电缆弯曲、拉伸过程中,控制线芯具有相对的滑移性,以保证应力的及时分散和均匀,我们先在单根控制线芯外均匀涂敷滑石粉,然后绕包一层耐高温滑移带,控制线芯成缆后,再绕包一层聚酯膜或加强无纺布,使控制线芯在受力时能够得到一定的缓冲,从而延长控制线芯的使用寿命。 2.6 现场管理 在煤矿开采中要做好现场管理工作,保证采煤机处于正常的运行状态,例如要及时的清理电缆槽,避免电缆槽中的杂物影响电缆的运行轨迹,从而减少了电缆线芯断裂的发生。此外要清除采煤现场的杂物,保证各个施工设备摆放整齐,防止现场的其他工具对电缆绝缘层造成割伤等问题的发生。 3 结束语 总而言之,采煤机的电缆线芯使用寿命直接决定了采煤的效率和生产能力,因此要采取预防措施来提高电缆线芯的断裂问题。因此在电缆的生产过程中,要控制电缆线芯的生产工艺,大大改善电缆的柔软性、强度和抗拉伸能力,提高电缆的质量和使用寿命。 煤矿采煤机论文:浅谈滚筒采煤机在煤矿企业发展趋势 摘 要:通过对企业各个时期所使用采煤机的特点进行总结分析,阐述了采煤机技术水平对煤矿企业生产的影响,并对新时期采煤机的发展方向提出了新的要求,指出了我国采煤机的发展前景和主攻方向。 关键词:滚筒采煤机;液压;电牵引;发展 1 滚筒采煤机概述 1.1何为滚筒采煤机 采煤机械分为采煤机和刨煤机两大类,采煤机是机械化采煤作业的主要机械设备,其功能是落煤和装煤。目前应用最广的采煤机械是滚筒采煤机。 1.2 滚筒采煤机的分类 滚筒采煤机按形式可分为链牵引采煤机、液压牵引采煤机和电牵引采煤机三类。 (1)机械牵引:是指全部采用机械传动装置的牵引部。特点:工作可靠,但只能有级调速,结构复杂,目前已很少使用。(2)液压牵引是利用液压传动来驱动的牵引部。液压传动的牵引部可以实现无级调速,变速、换向和停机等操作比较方便,保护系统比较完善,并且能随负载变化自动地调节牵引速度。(3)电牵引:电牵引采煤机是对专门驱动牵引部的电机调速从而调节牵引速度的采煤机。 2 滚筒采煤机在煤矿企业中的应用 2.1 20 世纪 70 年代链牵引采煤机普遍应用 20世纪70年代,在开滦各矿广泛使用的是鸡西煤矿机械厂制造的MLS3-170 型双滚筒采煤机和上海冶矿厂制造的MD-150 型双滚筒采煤机、无锡采煤机厂和辽源煤机厂共同制造的DY-100 和 DY150 型单滚筒采煤机。 此类采煤机的特点: (1)装机功率小:这个时期的采煤机所能达到的最大装机功率为170KW。(2) 有链牵引、输出牵引力小:这个时期的采煤机牵引方式都是采用圆环链与牵引链轮啮合传动,传递牵引力小,牵引力在200kN以下。(3)牵引速度不均匀,采煤机负载不平稳。(4)自开切口差:由于双滚筒采煤机摇臂短,又都是有链牵引,很难割透两端头,且容易留下三角煤,需要人工清理,单滚筒采煤机更为如此。(5)工作可靠性较差:在我国基础工业薄弱的影响下,致使采煤机的寿命普遍较短,特别是液压元部件易损。(6)品种单一,覆盖面小,很难满足不同煤层的开采需求。 2.2 20 世纪 80 年代液压牵引采煤机广泛推广 采煤机向大功率、重型化和大倾角方向发展以后,链牵引机构已经不能满足需要,无链牵引得到了很大发展。 这个时期,国家开始重视系列化采煤机的开发工作,一种功率的采煤机可以派生出多种机型,主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用。各矿使用的采煤机逐渐由MXA600/ 3.5 型、双电机AM500型、MG300-GW型采煤机所替代,可满足 1.5m 至 4.5m 煤层开采的需要。某些矿井也使用了MG200-W 型中小功率采煤机。 此类采煤机的特点: (1)机身短,调度灵活。(2)操作简单、维修成本低。(3)无银牵引的推广使用使采煤机工作平稳、使用安全。 (4)单位质量输出功率大,且滚筒旋转速度高,机身轻,耀震动。(5)组成部分复杂,施压元件和油液都处于密封的壳体内,因此出现故障时很难判断,给采煤机的检修带来很大的困难,处理时间长,影响生产较严重。(6)系统牢靠性不高,自动化水平低,手动操作不便于薄煤层狭窄的空间。 2.3 20 世纪 90 年代以后电牵引采煤机占主导地位 这个时期,MG-200/500-AWD、MG-300/730-QWD、MG-650/1515-WD等型号的采煤机在各矿得到广泛应用,其特点有以下几点。 (1)具有良好的帕特性:可以在采煤机前移时提供牵引力,但其克服阻力秫动;也可以在采煤机下滑时进发由制动,向电网反馈电能。(2)可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器,因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6--2.0倍,所以电牵引采煤机可用在40°―50°倾角的煤层,而不需要其它防滑装置。(3)运行可靠,使用寿命长:电牵引和液压牵引不同,前者除电动机的电刷和整流子有磨损外,其它元件均无磨损,因此工作可靠,故障少,寿命长,维修工作量小。(4)反应灵敏,动态特性好:电控系统能及时调整各种参数,防止采煤机超载运行。(5)结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻,电能转换为机械能只做一次转换,效率可达99%,而液压采煤机的效率只有65%―70%左右。 3 滚筒采煤机的发展趋势 根据我国煤炭生产远景规划及采煤机技术发展趋势,滚筒采煤机的主要发展方向为: (1)采用电牵引方式。传统的液压牵引采煤机在国外虽然仍在生产和使用,但已不占主导地位。(2)采用交流变频。由于交流变频调速牵引系统具有技术先进、可靠性高、维护管理简单和价格低廉等特点,近年发展很快,交流牵引正逐步替代直流牵引,成为今后电牵引采煤机的发展方向。采用两个变频器分别拖动 2 台牵引电机的牵引系统,成为电牵引技术发展的又一个特点。 (3)高度自动化 开发工作面远距离无线高速信号传输装置,以解决采煤机工作影像高可靠实时传输的研究。研发高可靠性、高性能、抗干扰、抗热效应、拥有远程实时操作的矿用计算机控制系统。 (4)发展小型电器配件。向电器设备结构的小型化发展,由于功率的增大,电动机、变压器、变频器等设备的体积也相应增大,为满足整机结构布置紧凑的要求,必须研究电器设备小型化的技术途径。 (5)提高可靠性。重点完善和提高系统装置的抗振、散热和防潮等性能,研究可靠的微机电气控制系统,重点提高采煤机电控系统的抗干扰、抗热效应的能力。如油封技术方面,要开发出长寿命、高可靠性产品。(6)根据实际情况大型化。要根据用户需求和配套设备发展情况决定自己的大型化。而当今控制技术的发展,并联流程的控制实际已经不存在问题。针对具体的产品,大型化到中间规模的阶段,市场需求是最大的。 结语 现代化煤矿综采放顶煤技术的高速发展,根据用户的需求,结合矿井地质条件,煤层厚度及煤质硬度,合理设计开发出能满足矿井生产需要的电牵引采煤机,改善生产条件,提高技术设备,是促进我国煤炭行业生产的可持续发展的必要手段。 煤矿采煤机论文:连续采煤机短壁机械化开采在韩家湾煤矿回收边角煤中的应用 摘要: 介绍了国产EML340AF型连续采煤机及其配套设备在回收韩家湾2-2东翼残采区边角煤中的应用,主要根据韩家湾具体条件论述了其残采区短壁工作面布置、开采工艺及设备配套等情况,进一步阐述了短壁机械化开采在我国目前煤炭产业发展中的重要性。 关键词: 连续采煤机;边角煤;资源回收率 0 引言 我国煤炭生产企业主要采用长壁式采煤法,并且随着工作面长度越来越大,长壁开采后遗留的矿井煤柱、不规则块段及边角煤也越来越多,以成为制约煤炭企业和煤炭资源回收不容忽视的问题。以连续采煤机为龙头的短壁机械化开采技术体系,具有采掘合一、机动灵活、设备投资少、适应范围广等特点,可更加有效回收布置长壁工作面后无法开采的矿井煤柱、不规则块段及边角煤。本文以连续采煤机为龙头的短壁机械化开采技术在韩家湾煤矿回收边角煤中的应用情况为例,探讨一种能够较为有效解决目前煤矿企业所面临的矿井煤柱、不规则块段及边角煤等煤炭资源回收问题,以达到最大限度地提高煤炭资源利用率,实现资源的安全高效开采。 1 概况 韩家湾井田地处陕北黄土高原北部,毛乌素沙漠东南缘。地貌大致为风积沙区,沙丘连绵,波状起伏,地形相对比较平坦。 韩家湾2-2东翼残采区边角煤区域位于韩家湾井田的东北部,西北部、东南部为井田边界,西南部为三盘区已采和四盘区正在回采工作面。平均走向长度388m,倾斜长度2440m,总面积约0.947km2。 1.1 煤层顶、底板 2-2煤层顶板属Ⅱ类中等稳定顶板,以老顶为主,局部有直接顶,直接顶岩性为粉砂岩、细粒砂岩和泥岩,直接顶厚度一般为1~3m。开采上部煤层,距风化带很近或已在风化带范围内时,因岩体性质恶化,顶板稳定性下降。 煤层底板主要由泥质岩类粉细砂岩组成,本区煤层顶、底板属较稳定型。 1.2 煤层特征 根据钻孔资料及盘区掘进巷道揭露情况分析,韩家湾2-2东翼残采区边角煤层厚度为0.20~3.96m,平均煤厚约3.3m。煤层埋深约100.95m,结构单一。厚度变化规律明显:由西向东变薄。故总体上属大部分可采煤层,采区内厚度变化不大,只是到了东部边角处因沉积冲刷急剧尖灭。 1.3 地质构造 韩家湾2-2东翼残采区边角煤区域内无岩浆岩浸入和火成岩,无较大的断裂和明显的褶曲,断层极少发育、褶曲不发育。边角煤西部有河流冲刷现象,煤层急剧变薄,顶板较破碎,煤层局部被冲刷变薄或尖灭,范围不大;该区域局部会出现沉积充填现象,范围较小。东部至2-2煤层边界线150m处可能会出现大面积沉积充填现象,煤层变薄,局部可采。 1.4 水文地质情况 盘区内地下水的赋存和分布主要受气候、地形地貌、地层、地质构造及地表水系等因素控制。根据省煤田地质185队勘探及抽水试验表明:主要含水层延安组风化岩裂隙潜水和基岩裂隙承压水单位涌水量为0.15~3.13m3/h,渗透系数为0.0066~0.107m/d,按钻孔单位涌水量富水性分级都属于弱富水性。但应注意此含水岩组分布面广,厚度较大,距2-2煤层间距小。 1.5 瓦斯等有害气体、煤尘及煤层自燃发火情况 本区煤层埋藏浅,上覆基岩较薄,开采本区时,预计瓦斯很小。根据钻孔瓦斯测定结果,自然瓦斯成分基本为氮气,一般大于88%。甚至全部是氮气,韩家湾生产矿井瓦斯很小,处于二氧化碳、氮气带中。经四川省煤田地质研究所实验测定,各可采煤层爆炸指数在33.88%~41.60%之间,煤尘具有爆炸性。井田内各煤层埋藏均较浅,变质程度低,通过对部分钻孔中采取的煤芯测试结果,并结合相应样点的化学分析结果,综合确定出煤的自燃倾向等级为易自燃的煤层。 2 回采工艺及方法 2.1 回采工艺 巷道均布置在2-2煤层中,每41m布置一个区段,区段间留设10m保护煤柱;区段内支巷间留设3m保护煤柱,采硐间留设2m保护煤柱。邻近盘区采空区侧留设20m保护煤柱。采用两条支巷同时掘进的方法,每掘进26m后60°夹角开一条联巷贯通,当煤层低于2m时停止掘进,开采硐进行回采。采硐回采时采用双翼后退式,由里向外依次进行回采,采硐进刀方向与支巷均成60°夹角,宽度3.4m、深度8.0m。如图1,连采机先回采1#支巷,在1#支巷内先采左翼后采右翼,连采机进入1#采硐回采8.0m后退机,1#采硐回采结束;连采机移至2#采硐进行回采,2#采硐回采8.0m后退机,2#采硐回采结束;连采机进行下一个采硐回采。回采至联巷时,连采机移动至2#支巷开始回采,2#支巷回采顺序同1#支巷。 2.2 施工方法 ①落煤工序。采用山西天地煤机装备有限公司开发研制的EML340AF连续采煤机完成落煤与装煤工序。掘进、回采最大空顶距8.0m,最小空顶距0.8m。②装煤工序。通过连续采煤机的装载运输机构来完成装煤工序。连续采煤机割煤时,煤落在装煤铲板上,同时圆盘耙杆连续运转,将煤扫入中部运输机,运输机将煤装入后面的无轨胶轮车。③运煤工序。连采机落煤无轨胶轮车边角煤运输巷刮板运输机边角煤运输巷胶带输送机2306辅运顺槽胶带输送机三盘区皮带大巷胶带输送机皮带运输巷胶带输送机主斜井煤仓地面。④清理浮煤工序。掘进完成一个循环后,连续采煤机退出巷道,降下铲板,对巷道内的浮煤进行初步清理,锚杆机支护完成后用铲车进行二次清理。清理浮煤时,应注意巷道两帮的缆线、管路、风筒及瓦斯探头等设备。⑤支护工序。在连续采煤机掘进过程中,及时将锚杆、树脂等支护材料运至锚杆钻车上并码放整齐,当连续采煤机掘进完一个循环(8.0m)时,把连采机退到联巷口后方5m处,将锚杆钻车开至巷道内进行支护,锚杆钻车到位后把电缆悬挂好,支护从外向里逐排进行,支护断面图如图2。 巷道支护参数如下:①支巷、联巷:采用锚杆支护,矩形布置,间距为0.95m,排距为1.1m,每排5根;②巷道交叉点处采用锚索加强支护,矩形布置,间排距为2.2m;③工作面遇到顶板破碎、巷道有片帮现象时,必须加挂钢筋网。 3 工作面设备布置与配备 ①工作面主要采用连续采煤机作为掘进与回采的主要设备,工作面设备布置如图3。②工作面主要设备如表1。 4 结语 ①韩家湾煤矿残采区边角煤回收,采用连续采煤机等机械化设备进行开采,充分发挥了连续采煤机的灵活性,大大提高了边角煤的回收效率,降低了工人劳动强度,提高了矿区整体资源回收率。②连续采煤机短壁开采,设备配套非常重要。该工作面回采过程中采用6台防爆无轨胶轮车来运输煤炭,相比目前短壁开采中所使用的梭车运输煤炭效率有所降低,并且增加了运输的复杂行,同时对井下环境也造成了一定污染,因此改为连续采煤机配套梭车运输使用效果更好。③我国煤炭生产企业主要采用长壁式采煤法,随着工作面长度的增大,开采后的残留煤柱、边角煤、不规则块段煤量也在逐年上升。随着短壁开采装备日益更新,机械化程度越来越高,短壁采煤法也在不断改进。短壁机械化采煤对于解决无法布置长壁工作面的残采区、不规则快段及边角煤是一种行之有效的途径,也将越来越多的应用于现场之中,短壁机械化开采的不断发展与应用对煤炭产业的发展有着积极的意义。 煤矿采煤机论文:电牵引采煤机在煤矿井下的应用 【摘 要】本文结合自身多年工作经验对电牵引采煤机在应用当中的几个问题如直流牵引与交流牵引、变频器的机载与非机载、变频器的选择等一些进行了探讨,对建设现代化矿井提出了个人的建议。 【关键词】采煤机;电牵引;非机载问题;变频器 采煤机是一个集机械、电气、液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将导致整个采煤工作的中断,对生产造成巨大的经济损失。现结合我矿多年采用MG200/500-AWD等系列的交流电牵引采煤机的工作实践,对电牵引采煤机在电气系统中的发展及故障做个分析和总结。 1、关于直流电牵引和交流电牵引问题 在电牵引发展过程中,选择直流调速方式一直是大家十分关心的问题,虽然直流电牵引和交流电牵引两种调速方式都适用于采煤机工作,但在可靠性和先进性方面是有差距的: 第一,直流电牵引中最薄弱的环节是防爆直流电机,直流电机优点是过载能力强,起动特性好,缺点是体积大、结构复杂,加之防爆结构原因,碳刷与整流子片接触摩擦发热,热量散发慢以及磨损下来的粉末难以排除,因此,碳刷的寿命低,可靠性差,且在井下维修相当困难。交流电牵引采用的是交流鼠笼式电机,体积小,防爆结构简单,工作可靠,寿命长,维修方便,但在驱动交流电机的调速装置上还有不足。如:交流变频器的散热问题、煤机工作环境的影响至交流变频器的震动等问题不是十分理想,但随着国际上电力、电子技术的迅速发展,交流变频调速技术越来越先进,越来越成熟可靠,这些问题会得到进一步的改善。直流电牵引由于受直流电机尺寸的限制,功率不可能做大,在同样外形尺寸下,交流电机功率可以做得更大一些,这有利于电牵引采煤机向大功率、高参数、高可靠性方面发展。从发展观点看,交流电牵引比直流电牵引更有发展前途。 第二,直流电机和交流电机的机械特性有很大的区别,直流电机的机械特性是软特性的,交流电机是硬特性的。煤矿井下的工作环境恶劣,地理位置凹凸不平,以电机的抗过载能力和过流时间来看,交流电机和交流变频器更具有优势。 2、变频调速装置的机载和非机载问题 在交流电牵引中,安装在采煤机机身上的交流变频调速装置叫机载系统,把变频器和变压器从采煤机上分离出来安置在工作面的巷道内,用一根特殊的牵引电缆与采煤机连接起来,这种布置方式叫非机载系统。机载和非机载系统的优缺点比较: 2.1非机载系统的优点 (1)由于变频器、变压器与主机分离,采煤机的机身长度较短,销轨及两滑靴间的距离较小(销轨与滑靴一左一右),对工作面起伏、弯曲的适应性较好。 (2)可以选择或设计裕度较大的变频器和变压器,对提高其工作可靠性十分有利,也有利于大功率采煤机的开发和研制。 (3)变频器、变压器作为独立的部件置于工作面的巷道内,避免了因采煤机工作的振动对变频器的影响,提高其工作可靠性,冷却问题变得容易解决,维护和检修十分方便,并与采煤机电控分开,避免信号干扰,提高采煤机抗干扰、抗热效能力。 2.2非机载系统的缺点 (1)连接变频器与牵引电机的牵引电缆在采煤机工作过程中容易产生挤压弯曲、疲劳损坏,产生短路接地或断路现象。同时非机载系统中牵引电缆很长(300m左右),电压降很大,变频器在低频工作时(一般10Hz以下)电机输出扭矩下降,往往会出现低频时采煤机不能行走的现象,经常影响采煤机电控系统和变频器工作的可靠性。机载系统是通过相对静止的短电缆将变频电源传输到牵引电机,故电缆的电压降较小,传输效率高,低频特性好,电缆不易损坏,能充分发挥变频器的电气性能,也有利于变频电路的漏电检测。 (2)由于我国生产的非机载系统中变频器的工况参数显示屏不在机身上,司机看不见巷道内的显示屏,阻碍司机随时观察采煤机牵引工况。机载系统正好与非机载系统相反,取消了易出故障的牵引电缆,而变频器显示屏也置于机身上,便于司机随时观察。 (3)变频器的选择。为了扩大电牵引采煤机的使用范围,使电牵引采煤机适应不同倾角的工作面,必须选择有制动功能的变频器。当煤层倾角在25°以下(即为缓斜煤层),就可在变频器中增加两组制动模块、两组水冷电阻,并在机械传动系统中增加两组液压制动器。因为煤层倾角在25°以下的工作面中,采煤机的下滑与输送机产生摩擦力,受到浮煤对滚筒的阻力以及输送机弯曲引起的阻力等因素的制约,采煤机的下滑力不会太大。另外,我国目前工作面的作业方式都采取双向割煤、两端头斜切(斜切距离一般为25m~30m)进刀,即使下滑,由于距离不长,电阻发热量有限,用冷水冷却也足以把热量带走。万一热量吸收不了,变频器电压继续升高,最后只能靠过电压保护功能断电停机,液压制动器立即制动,阻止机器继续下滑。当煤层倾角在25°~45°之间,即为中斜煤层,靠制动模块和制动电阻难以吸收交流电机发出的能量,变频器过电压保护将频繁出现,甚至机器无法工作。 3、结束语 综合分析以上问题,我们认识到,在煤矿井下使用交流、机载变频调速电牵引采煤机是最合理、最经济的选择。 煤矿采煤机论文:浅析煤矿矿井采区采煤机安全故障处理措施 摘要:随着煤炭工业的快速发展,采煤机的组成、结构越来越复杂,功能也越来越多,从而出现故障的原因也更加复杂。在现代化、机械化的煤矿生产中,采煤机是十分重要的设备,它是集液压、电气、机械于一体的大型机械系统。由于矿井井下作业环境十分恶劣,并且在采煤机的操作、保养、维护等方面人为能力各不相同,从而产生各种安全故障,直接影响了煤矿生产的安全性、经济性。文章对煤矿矿井采区采煤机的安全故障原因和处理措施进行了分析。 关键词:煤矿矿井;采煤机;工作原理;故障处理;安全运行措施 采煤机的主要结构包括附属装置、电气控制箱、牵引部、截割部等。采煤机的截割部主要包括挡煤板、滚筒调高装置、螺旋滚筒、行星减速箱、摇臂等;采煤机的牵引部主要包括泵站、行走机构、牵引部的减速箱等;采煤机的电气控制箱主要包括监控设备、隔离开关、主电动机、中间箱、电磁阀箱、副电动机等;采煤机的附属装置主要包括防滑装置、摇臂调高装置、电缆水管拖移、底托架、紧链装置、冷动喷雾装置等,主要起辅助作用。滚筒采煤机的工作机构是螺旋滚筒,在滚筒旋转的同时也载入了煤壁,并通过安装在螺旋滚筒上的截齿将煤破碎,再利用滚筒上的螺旋叶片将已经破碎的煤装入刮板运输机。 1 采煤机常见故障分析与处理 1.1 采煤机不牵引 当采煤机的电动机启动后,手把离开原位,集中显示屏上的黄灯亮,表明电动机几率失载,同时松闸路灯、安全火花和非安全火花的电源绿灯也会正常显示。如果这四个指示灯显示不正常,表明电气方面发生故障了。如果显示灯正常,一定是液压系统发生了故障。通过观看出现故障时的系统背压是否下降来确定故障所属的范围。 1.1.1 系统背压不下降。(1)功控电磁阀故障:故障的原因是电磁铁的接线不当或接触不良;P、O口安装错误,导致控制油不能正常进入回零油缸进行解锁。故障处理方法,如若电线是接触良好的,则可以将电磁阀扭转180°后再安装。(2)功控电磁阀前阻尼管故障:故障原因,螺旋阻尼管R直径较小,容易被脏物堵塞,使得油路不够畅通,回零油缸得不到解锁,油马达不能正常运作。故障处理方法,把螺旋阻尼管R1拆下来清洁,疏通管道。(3)制动电磁阀故障(二位三通):故障原因,电磁铁接线接触不良,电机不能正常运作,制动器电磁阀不能松开制动器和打开控制阀,回零油缸不能解锁,机器无法正常牵引。故障处理方法,检查油管是否有油,如果没油,电磁铁就不运作。 1.1.2 系统背压下降。(1)辅助泵损害不运作:故障原因,泵漏损太大了,如果背压在1.5MPa下,失压控制阀起保护作用,使得回零油缸不能解锁,主油泵在零位不运作,导致采煤机不牵引。故障处理方法,如果确定是泵的问题,可以换辅助泵。(2)主油泵与油马达漏损:故障原因,当主油泵或者马达泄漏量超过辅助泵的补油量时,系统背压降低,出现不牵引的现象。故障处理方法,更换。(3)其他故障及故障原因:卡套管被破坏、背压阀的弹簧因长期使用导致疲劳损坏或由于调节螺钉松动造成不牵引。故障处理方法,修复或 更换。 1.2 采煤机单向牵引 1.2.1 调速机构伺服阀上回油阻尼孔R1被堵塞:故障原因,如果伺服阀上的两个阻尼孔有一个堵塞,就会使推动油缸在调速时不能回油,造成单向牵引。故障处理方法,拆掉伺服阀上的小长盖,清除掉阻尼孔中的脏物。 1.2.2 调速机构中回零油缸故障:故障原因,回零油缸上的固定螺钉装得不够稳或不够协调,致使调回零油缸中的活塞组件和杠杆机构拉不动,出现单向牵引,导致系统背压不下降。故障处理方法,松开固定螺钉,来回拉动手把,直到卡滞现象消失,然后固定螺钉。 1.2.3 主油管破裂漏损:故障原因,当主油管中有一根被破坏时,比如这根管子恰好为回油管,就会产生单向牵引的现象。故障处理方法,更换油管。 1.2.4 主油泵配油平面一侧拉毛:故障原因,当拉毛一侧建立不起高压,也会产生单向牵引。故障处理方法,更换主油泵,但要先检查油马达外漏损和主油管,在确保没有损坏后,才能更换主油泵,切不可随意更换。 1.2.5 梭形阀芯故障:故障原因,脏物卡住了阀芯,使得梭形阀只能一个方向动作。故障处理方法,清洗梭形阀。 1.3 采煤机牵引速度降低 1.3.1 正方向和反方向的牵引速度都会下降。(1)主油泵和油马达容积效率下降,内外漏损严重:故障原因,空载时牵引速度下降慢,牵引速度在负载增加时而有所下降,油温上升。打开液压传动部上盖,可以看见油泵外漏严重或油马达漏损严重。故障处理方法,更换泵或马达。(2)高压安全阀运作失常:故障原因,空载时牵引速度正常,但随着压力的增大,牵引速度会突然下降,使调节弹簧疲劳变形。故障处理方法,更换弹簧,并调整至整定压力值。(3)梭形阀后的高压管路或高压表管子故障:故障原因,梭形阀后的高压管路漏油,致使压力油分流,而进入马达的流量变少,牵引速度减慢,严重时甚至造成背压下降。故障处理方法,修复或更换。 1.3.2 一个方向牵引速度下降。(1)主油路一侧漏油:故障原因,在高压一侧漏油时,牵引速度降得较快,当漏油处与辅助泵靠近时,低压保护产生,牵引停止;在低压侧漏油,并且漏油量较少时,还可以牵引。故障处理方法,修复或调整。(2)补油单向阀故障:故障原因,单向阀密封面做得不好或脏物卡住阀芯,从而造成主油路一侧高低压窜油,因此速度有所下降,若牵引方向改变,这只单向阀则会成为补油阀,机器可以正常牵引。故障处理方法,清洗或者更换。 2 采煤机安全运行措施 采煤机在生产时必须严格执行以下安全规定:采煤机要在降尘设备、紧急停止装置、保护设备都齐全的情况下才能运作;采煤机不能频繁开动或带负荷开动;在使用采煤机前,要确保所有紧急停止装置、控制装置都能正常工作;启动采煤机前,保证采煤机工作范围没有人员停留;如采煤机需要更换截齿和滚筒,电源需切断,采煤机隔离开关和离合器需打开,输送机暂停运作;注意启动报警和显示内容;操作采煤机时不得关闭冷却降尘系统,冷却水的流量要不低于2.1m3/h,冷却水的压力应调为2MPa;在处理热的工作液体时要避免人员被烧伤;检查拖曳电缆是否有损伤,确保电缆排列在电缆槽内;替换件、处理辅助液体和工作液体时要根据相关规定操作;避免采煤机部件相互剪切、挤压;采煤机转动时防止胶管、链条、截割机构、驱动轮等拉伤、卷伤。 3 结语 在采煤机的操作、运行中,要能充分掌握采煤机的工作原理、性能和结构,严格按照操作规范来操作采煤机,避免采煤机的疲劳运行和误操作。同时,还要及时分析故障原因和排除故障,精心保养,做好采煤机的日常维护工作,保障采煤机等设备的安全运转,最大限度地发挥采煤机的生产效能,为煤矿企业生产的安全性、高效性提供有力的保障。 作者简介:代云(1964-),男,云南玉溪人,云南省后所煤矿矿长,机电工程师。 煤矿采煤机论文:浅谈煤矿滚筒采煤机故障分析及对策 【摘要】滚筒采煤机在煤矿生产中得到了广泛应用。本文强调了采煤机的正常运行对企业效益和安全生产具有重要意义;分析了滚筒采煤机发生故障的原因,提出了几个故障检查排除方法及步骤;能够帮助工程技术人员及时制定出较合理的排除故障的方案,准确排除采煤机的故障,也为煤矿企业的安全生产提供有力的保障。 【关键词】滚筒采煤机;故障分析;故障排除 0.引言 我国复杂的地质条件,使得对采矿设备要求较高,滚筒式采煤机以其独特的优势在煤矿中广泛使用。滚筒式采煤机构造简单,具有很高的强度,在开采过程中能量损耗小,而且易于改装;它还拥有较宽的采高范围, 能够很好的适应不同煤层的要求,硬煤处理能力强,在顶、底板复杂条件下运行平稳。这些特点都使得其应用更加广泛,煤炭开采对依赖程度更高,其运行稳定性也显得更加重要。 1.采煤机的稳定运行具有非常重要的意义 煤矿生产安全是重中之重,而作为生产过程当中的关键元素,采煤机也扮演着相当重要的角色。保证采煤机的稳定运行,既能够增加企业的经济效益,又能给安全生产加上一把大锁。然而,采煤机的运行过程中,存在的操作不规范,设备、人员管理松弛等原因导致设备故障发生,在故障发生后,部分人员的处理方法不得当,也不能很好的解决问题,这都极大的限制了采煤机效能的发挥,为企业带了较大的损失。工程技术人员应该熟练的掌握滚筒式采煤机的检修方法,能够迅速的发现故障源,并提出解决方案,同时在日常的工作中,扎实做好故障预防、维护工作,保障生产安全、有序进行。 2.滚筒采煤机故障的成因 滚筒采煤机发生故障的主要原因,分为两类:(1)自然型故障。机器使用时间较长,甚至超过使用年限,导致关键部位或者关键零件出现了磨损、老化等现象,其工作性能大大降低,甚至丧失。存在相对运动的零部件以及密封件、紧固件等是故障频发点,都将导致机器不能正常运转。(2)人为型故障。 操作,维护人员专业素质低,设备、人员管理不善是引起机器故障的主要原因,在所有发生的故障中占有较大比例。误操作、松管理、低维护等等行为不仅影响了机器的正常运转,降低了机器使用寿命也增加了生产过程中的安全隐患。 3.滚筒式采煤机故障的分析和排除方法 在采煤机发生故障后应该迅速发现故障源,采取有效措施排除故障。再生产中常用的分析方法有:经验法、仪器法。 3.1根据经验、直觉判断“四步法” (1)“阅”。第一,先查阅资料。 重点翻阅采煤机的检修记录、机器运行记录、以及零部件更换使用记录,还包括不同时期的油脂化验单和设备的图纸、说明书等。通过查阅资料,掌握设备的基本运行情况。第二,实地察看。深入井下采煤现场,仔细观察采煤机上各个相关部件的运转是否正常。在发现异常处,在重点观察如运动部件的运转环境是否正常,有无障碍物妨碍其正常运行;相对运动部件之间的运动关系是否与设计标准相吻合。同时,检查接头和油管等位置,以防密封不严导致的泄露现象的发生;各相关仪表指示盘的显示是否异常,有无故障提示等。然后根据设备说明书内的给出的常见故障解决方法,找到故障源,并予以排除。 如一采煤机左截割滚筒发生停转现象,而且其齿轮箱内伴有杂音。通过对比分析,初步判定其故障源可能位于齿轮箱内的传动部件,箱内的部件遭到损坏。在通过实地检查后发现,位于箱内小伞齿轴上的两盘双列圆柱滚子轴承脱落, 导致故障发生,所以相应的更换受损轴承,排除故障。 (2)“查”。主要检查机器上各部件的连接状况。如紧固螺钉与螺栓的固定情况、执行机构运行灵活度、冷却系统的工况、各部位的油位、运动件的磨损以及运动件的相互运动状况如滚轮与齿轮的啮合等。 如一采煤机出现不牵引现象, 首先全面检查对相关的高低压系统元件和管路,但运行正常;然后检测其运动零部件,也显示正常;最后将故障点确定在泵位调节机构控制处。在检查过程中发现,组件中的弹簧与操作臂之间的连接销子发生脱落,再销子重新装好后, 采煤机牵引问题顺利解决。 (3)“摸”。在检修采煤机的时候,触摸是一种直接的检修手段,可已迅速的检查出电机、摇臂等的温度状况,如若发现温度异常处,通过故障分析,找出故障原因,确定导致故障发生的部件。在对液压元件进行维护时,用手触摸显得更有效,既能给以直接的感官,又能有效避免使用工具造成的液压元件的污染、划伤、擦伤,保证了修理后的液压元件的清洁,完整。 如在触摸过程中发现平面配油副严重磨损时,这表明其使硬化层已经失去作用,应该及时更换;在对马达进行检修时,但触摸到柱塞处有较严重的划伤时,也应该及时更换元件,避免机器故障的发生。 (4)“听”。主要听采煤机的运行过程中产生的噪音和震动。当出现噪音大,震动频率大等异常状况时,说明机器的运行发生故障,需要检查出噪音发出的位置和震动点。再确定噪音发生位置时,可以是采煤机处于空转状态,用如铁棒改锥等作为监听的介质,接触机箱一端,然后在另一端仔细听,确定噪音最大的位置,找出故障发生部位,也可通过音响震动情况,间接的判定出损坏的部件,找出故障点,然后予以排除。 3.2利用专用采煤机检修仪器、仪表检查 当根据经验和直觉进行初步分析后,利用专业的仪器仪表进行进一步的检查,以确定故障发生的位置、原因,再采取相应的措施。在检查过程中常用的仪表有:压力表、流量计、温度计等。利用这些仪表对可疑故障点进行测量,采集数据然后进行系统的分析研究,判定设备故障源的发生位置和原因。 如一采煤机在运行过程中电动机异常发热,温度较高,但是没有压力超载现象发生。通过利用仪表首先对电机的空载电流和电压进行测量,发现空载电流较大异常而电压显示正常,这意味着电动机的绕组的绝缘件可能受到损坏,遂再进一步将对地绝缘件和相间绝缘件作为测量对象,发现其绝缘电阻下降幅度较大,所以确定这是导致发动机发热的原因,在确定故障原因后对发动机进行更换,遂排除故障。 4.结语 采煤机是煤矿生产过程当中的关键元素,也扮演着相当重要的角色,与企业的利益和生产安全息息相关。工程技术人员应该熟练的掌握滚筒式采煤机的检修方法,能够迅速的发现故障源,并提出解决方案,同时在日常的工作中,扎实做好故障预防、维护工作,保障生产安全、有序进行。
电子测量与仪器论文:《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点及其应用 在分析电类课程特点的基础上,给出了《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点。应用这些特点,通过电子测量仪器产品讲座类视频和虚拟仿真实验等网络资源建设,并以教学目标为依据分别设计视频题和学习活动,来引导学生在课外应用4A网络教学平台进行自主学习。实践表明,网络教学是促进学生自主学习的一个有效途径。 网络教学视频题虚拟仿真实验电子测量仪器一、《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点 1.电类课程的特点 从电子技术的发展来看,电类课程有着自身的一些特点。首先,电类课程的专业知识具有实验性和探索性,甚至是随着科学技术的发展,可能会被新的知识替代。这种技术和知识的更新,在行业中的电子产品上会首先得到体现。实际中,电子产品更新的速度很快。其次,电类课程具有很强的实践性。 2.《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点 结合电类课程专业知识的实验性和探索性,在进行《电子测量与仪器》课程网络资源建设时,宜引入行业中最新的电子测量仪器介绍及其技术讲座,添加相关网络链接、视频和反映技术前沿的文献。结合电类课程很强的实践性,并考虑到网络与电类课程之间的共同点:计算机化,在网络资源应用中,适当地引入虚拟仿真实验。特别是《电子测量与仪器》课程中基于计算机的虚拟仪器技术作为先进的测量技术,使得应用虚拟仪器进行虚拟仿真实验成为可能,电子设计仿真软件NI Multisim很好地做到了这一点。与其它电类课程相比较而言,这是《电子测量与仪器》课程网络资源建设和应用中独有的一个特点。这样,通过最新电子测量仪器、前沿技术和虚拟仿真实验内容的资源建设和应用,以充分发挥网络作为课堂延伸的作用。 二、《电子测量与仪器》网络课程的资源建设 本文基于4A网络教学平台,进行了《电子测量与仪器》网络课程的资源建设。资源建设的基本模块包括课程资源、作业、讨论区、学习活动等。课程资源中包括课程内容、实验内容、常用仪器简介、以及设计常见仪器的芯片资料等,扩展的模块有虚拟仪器、毕业设计等,主要课程资源组织图如图1所示。其中,课程答疑安排在讨论区进行。课程资源呈现的方式有文字、图片、PPT、视频等。根据前述《电子测量与仪器》网络课程资源建设的特点,在网络课程资源建设中还引入了最新的电子测量仪器类产品介绍与讲座类的视频,提供了虚拟仪器前沿技术的参考文献,并设计了选择、应用电子测量仪器的综合性学习活动,即给定测量任务,让学生在NI Multisim软件中加载虚拟仪器进行虚拟仿真实验。为了使学生在课外对课程内容有一个更好的理解,还专门设计了视频题和思考题。 三、仪器产品讲座类视频的合理应用与引导 网络课程作为课堂的延伸,应尽量促进学生自主学习。一方面,学生通过网络课程能对课内的教学内容有更好地理解;另一方面,学生能学到与课内教学内容紧密相关的知识,对课内教学内容进行扩展。结合电类课程专业知识的实验性和探索性,《电子测量与仪器》网络课程引入了仪器产品讲座类视频,其视频内容与课程内容紧密相关,其中包括最新的数字示波器和数字万用表等视频。 下面以数字示波器视频的引入为例。受课内学时数的限制,“数字示波器”的课内教学内容重点讲解数字示波器的原理和测量方法,包括探头的基本应用。而更详细的探头应用及注意事项,则在网络教学平台上通过引入探头视频专题来学习。这拓展了学生学习知识的范围。因为是学生自主学习,在教师不在现场的情况下,仍然应该引导学生学习,所以就视频设计了视频题,让学生观看视频后回答问题,以帮助学生在观看视频的同时思考问题,使学生的自主学习更有效。 “数字示波器”视频有关问题的设计要达到的教学目标是:使学生掌握探头的基本应用和示波器的原理,理解探头使用的注意事项和示波器的功能,并促进学生思考,帮助学生主动建构知识。教学设计遵循循序渐进、由浅入深的原则。首先,将一Flash作为引子。它通过展示一个电子工程师在使用示波器检验产品的过程中遇到的一些困惑,来引出数字示波器产品中使用的新技术。其次,在其视频下方显示相应的提问,学生可带着问题去观看视频。最后,提示回答某个问题后续所需要学习的视频。如设计的问题有:探头的作用有哪些,如何选择、使用探头(详见后续视频:探头专题)。并在作业模块下给出视频题和答案。 四、虚拟仿真实验学习活动 目前,实践性很强的课程的教学安排大多采用课内实验或课程设计来达到培养学生对知识的应用和实践的目的。《电子测量与仪器》课程的内容在强调技术知识的同时,对知识的应用也很重视。基于能应用虚拟仪器进行虚拟仿真实验的课程特点,在《电子测量与仪器》网络课程资源建设中应用NI Multisim软件引入虚拟仿真实验,有利于学生的知识建构和学习迁移。NI Multisim软件中加载虚拟仪器的方式有三种:自带的虚拟仪器、基于LabVIEW的虚拟仪器和NI ELVISmx虚拟仪器。 在学生学习了多种电子测量仪器之后,利用4A网络教学平台的学习活动模块设计基于虚拟仿真实验的综合性学习活动,使学生通过本门课程的学习,能正确地选择测量方案和仪器,达到完成给定测量任务的教学目标。依据教学目标,虚拟仿真实验的学习活动内容为:给学生一个测量任务,让学生在NI Multisim软件中加载虚拟仪器完成仿真实验。具体的任务包括观察滤波前后的时域波形、分析滤波后的信号频率分量和测量滤波器的带宽。考虑到滤波器带宽测量的方法有多种,所以设计了投票环节,给出其中三种测量方案,让学生从中推选出最佳的测量方案。这三种方案有用正弦信号源和示波器的观察法测量、用波特图仪(或频率特性测试仪)的自动扫描法测量、用正弦信号源和电压表的点频法测量。附件作业中提供了NI Multisim设计的语音滤波器电路原理图,以方便学生课外进行仿真实验。共享资源环节要求学生在活动中提供相关资源与同学共享,同时它也是支撑测量结果的依据。 五、结语 根据《电子测量与仪器》课程知识具有实验性和探索性、设计计算机化等特点,且能使用虚拟仪器进行虚拟仿真实验的独有特点,利用4A网络教学平台对课程进行了网络资源建设和应用。通过设计仪器产品讲座类视频题和NI Multisim仿真实验学习活动来引导学生自主学习,从而达到促进学生主动建构知识和学习迁移的目的。实践表明,网络教学是促进学生自主学习的一个有效途径。如何提升大学生网络自主学习的能力还有待研究。 电子测量与仪器论文:现代电子测量技术与仪器仪表的发展 近几年来科学技术迅猛发展,以信息技术为代表的新科技促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器仪表的快速发展。电子测量仪器的发展为我国国民经济、企业发展,科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,鉴于中国在全球制造环节和设计环节的重要地位,使得中国成为全球各大仪器厂商青睐的大战场,同时,也带动了中国测试测量仪器的研发与测试技术应用的迅速发展。 电子测量技术的现状及存在的问题 目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。 虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,可靠性差等,深入分析则存在以下问题: 人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于优秀地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。 数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志,关系着一个国家在科技领域“优秀竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。 软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的优秀技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。 面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。 目前电子测量仪器的高技术成果 成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。 调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。 VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 现代电子测量仪器的发展方向及趋势 电子测量仪器的生产和设计是衡量一个国家工业基础和工业生产能力的重要标志,因此在仪器仪表生产技术的研究中要注重解决好产品的设计和过程监管模式,研究新型的仪器仪表应注重高精度,高质量,稳定性,可靠性,可维护性,可操作性,易升级性等。 我国电子测量技术的发展应保证产品性能更加优异,逐步与计算机融为一体,使测试及仿真软件在仪器中广泛应用,提高自动测试系统的性能,测量数据采集和处理的自动化,实时化,数字化,测量数据管理的科学化,标准化,规格化,测量数据传播于应用的网络化、多样化、社会化,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进的地面测量仪器等广泛应用与工程测量中,并发挥其主导作用。 电子测量与仪器论文:浅谈电子测量仪器的现状与发展 摘 要:科学技术及工业的发展,促进了电子测量技术的迅速发展,使得电子测量仪器的测量范围和测量精度都有了很大的提升,同时,也对测量技术和测量仪器等提出来更好的要求。电子测量仪器广泛应用在国民经济各个领域,是国民生产发展、技术进步必需的条件。然而,电子测量仪器的现状并不能满足要求,它的发展道路仍然很漫长、市场需求量也还很大、发展前景十分广阔。 关键词:电子测量仪器 现状 发展 1引言 电子测量仪器是知识和技术密集化,正处于高速发展中的行业。电子测量的基础是电子电路技术,同时也融合了信号处理、通信工程、数字技术、测量测试技术、计算机、微电子以及软件等技术共同构成的的单独的测量设备或系统。通过电量、光量等形式来实现对被测对象中的各项参数进行测量或对被测系统的运行进行一定的控制。由于各种相关技术的高速发展,并逐步应用到电子测量技术和仪器中,再加上更高级的测量理论和方法不断出现,还有测量领域的不断拓展,电子测量仪器和设备已经在航空、航天、电视、广播、电子、能源、交通、通信以及信息系统、微电子和电子元器件测试等方面达到了新的高度,远远突破了传统仪器的测量范围和精度。快速、实时、精确、自动的测量已经成为现代测量技术和仪器的发展主流。 大规模集成电路在20世纪的发展,同时促使了电子测量仪器技术的革命的发生。大规模集成电路的广泛使用,使得现代电子测量仪器功耗更低、体积更小、功能更全面、可靠性更高。经过几十年的发展,我国的电子测量仪器也取得了一定的成就,规模不断扩大,技术也不断更新。全球各大仪器厂商在我国市场的激烈竞争,也带动了我国本土测试测量仪器研发与测试技术应用的迅速发展。 2 电子测量仪器发展历史 电子测量仪器的发展可以溯到20世纪20年代,科学技术的发展推进了电子技术的进步,同时促使了电子管的出现。电子技术测量速度快,频谱范围宽,容易进行遥控等众多的特点,使得电子技术很快的应用到测量技术中,引领测量仪器进入了一个新的历史时期。进入20世纪50年代,半导体技术开始迅速发展,晶体管比电子管功耗更低、体积更小、频谱范围更宽、稳定性更高,使得电子管很快被晶体管所代替,出现了性能更为优良的频谱测量仪、示波器等。20世纪60年代,中小规模集成电路的出现再次将电子测量仪器的发展推向更高的阶段,集成电路将电阻、电容、二极管、三极管等大量的元器件集成到同一块很小的硅片上,从而实现元件、材料、电路的三位一体。这样的集成电路的在电子测量中的应用,使得电子测量仪器的体积更小,而且同时又拓展了测量范围,提高了测量精度。现在的很多测量仪器基本都是有集成电路组成,而且具备一些智能化和网络化的特点。 我国电子测量仪器的第一次发展机遇是在20世纪50~60年代,建国初期第一批156项重大工程中有12 项是电子测量仪器工程,包括11个电子测量仪器工厂和1个电子测量仪器研究所,基本满足了当时国防装备和国防工业对电子测量仪器的需求。 第二次发展机遇的出现,主要来源于中国经济的发展,中国经济经过改革开放近30年的发展。尤其是第九个五年规划期间,我国电子测量仪器在很多重大科技领域取得了突破性进展,这些为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 3 我国电子测量仪器现状 3.1发展模式 改革开放对我国电子测量仪器的发展来说,挑战与机遇并存。所谓的挑战,主要指对我国的电子测量仪器而言,由于与国外电子测量仪器的技术水平以及产品性能相差甚远,国内外的市场很不乐观,处境的地位十分尴尬。这种情况,也促使我国电子测量仪器行业进行了产业结构的调整,着重提高产品质量,提高产品技术水平,并通过引进、消化、吸收和国产化等工作促进电子测量仪器的快速发展。 3.2我国电子测量仪器骨干企业 中国电子科技集团公司第41研究所是成功的科技创新型企业。它属下的青岛兴仪电子设备有限责任公司,成功地实现了由技术到产品的转化,开发出了多款具有很高技术水平的产品。江苏绿扬电子仪器集团有限公司是成功的名牌创业型企业。 大连辽无二电器有限公司是典型的出口创业型企业。该行业中另一不能不提的就是北京普源精电科技有限公司。目前,该公司的产品已经成功销往42个国家与地区。 3.3中国高科技测量仪器方面取得的成果 (1)成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪。 (2)掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪。 (3)VXI总线技术取得重大进展。 (4)电子测试仪器向毫米波推进。 (5)通信测量仪器达到高技术水平。 (6)数字化仪器迅速发展。 3.4中国电子测量仪器存在的问题 尽管经过几十年的发展,我国电子测量仪器行业取得了非常大的进步,但同国外厂商相比,差距仍然不容小视,这主要表现在下列几个方面: (1)数字化电子测量仪器的使用率还比较低,需要进一步提高。 (2)电子测量仪器中的软件技术还没有体现出来。 (3)LXI等总线技术差距还很大。 (4)模块化是国际电子测量仪器发展的方向,模块化与总线技术、软件技术是三位一体的,这方面也相差很远。 (5)电子电路技术、同轴器件组件技术以及波导器件组件的技术集成技术还有待进一步发展。 4 电子测量仪器的发展方向 电子测量仪器的发展是各种高新技术共同发展的产物,其发展应该与它们同步,甚至要领先于它们,为各种高新技术发展奠定工具基础。当前电子测量仪器的发展趋势可以概括为如下几个方面: (1)出现了单台仪器向系统融合,以及元器件测试仪器同专用设备慢慢融合为一体的发展趋势。 (2)随着数据采集、模/ 数变换等技术在电子测量中的应用,电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化、智能化和多功能自动测量的方向发展。未来仪器的性能会更好,测量的精度和灵敏度将更高,动态范围会更大。 (3)集成化的计算机辅助测试环境和功能很强的应用软件,使得计算机与电子测量仪器实现了大融合,这使得电子测量仪器精度和可靠性以及测试技术水平向着更高层次的方向发展。 (4)测试及仿真软件在仪器中广泛应用。仪器的硬件、相关测试软件和仿真软件等随着计算机性能的逐步提高结合变得愈加紧密。首先,硬件模块化的设计与功能更为强大的软件的结合在一起,构成了具有新功能的仪器。其次,软件无线电的概念已有了全新的解释和现实的应用。将实现设计、仿真、测量和验证的有机结合。 (5)测量仪器的数据采集和数据、信号处理功能不断增强,大量先进仪器的更新和功能扩展,不再是单单地靠制作的精细等方法去拼硬件,而是采用数据处理、信号处理和误差修止等方法来实现。 (6)新的总线技术的发展,CAD、CAT等技术的逐步应用,还有模块化技术,加快了测量仪器的研发周期,也使仪器的结构更紧凑、可靠性更高、性能价格比更好。 5结束语 以信息技术为代表的新技术的发展促进了电子行业的快速增长,也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。计算机技术与仪器的进一步融合,使得仪器的更容易操作和进行软件的升级,大幅度提升了仪器的数据处理、测量能力以及分析能力。此外,软件工程、仿真技术以及网络技术等在众多领域的逐步应用,为电子测量技术与仪器的发展提供了强大的支撑工具。总而言之,电子测量仪器的发展是多学科、多领域共同进步的结晶,同时他们又相互的为彼此服务,共同发展。 电子测量与仪器论文:《电子测量与仪器》课程实验教学探讨 摘 要: 《电子测量与仪器》课程是电子、通信类专业的一门重要专业课。作者对该课程实验教学内容的设计进行了研究和思考,并结合教学实践对实验教学过程的组织提出了一些观点和思路。 关键词: 《电子测量与仪器》 实验教学 内容设计 教学过程 电子测量是电子技术信息检测的重要手段,它是一门发展快、应用面宽、实践性强的应用学科,在现代高科技应用技术中起着非常重要的作用。《电子测量与仪器》课程是电子、通信类专业的一门重要专业课。课程内容包括电子测量的基本原理和方法,电参数的测量原理、测量方法,测量误差分析,常规仪器的工作原理、性能技术指标和操作使用,该领域的最新发展等,是一门实践性、应用性和综合性很强的课程。除理论教学内容外,实验教学内容充分、合理、有序地展开对帮助学生系统掌握电子测量的原理、方法、仪器的使用,融会本学科多方面的知识,提高实践能力和培养创新意识能起到积极的作用。我结合教育教学实践,对《电子测量与仪器》课程的实验设计思路、具体实现及实验教学过程的组织进行了研究和探讨。 1.实验教学内容设计指导思想 《电子测量与仪器》课程的实验教学内容设计,其基本指导思想是贴合理论课的教学内容,注重学生动手能力、创新意识的培养。 1.1注重比对型实验的设计 在理论课教学中,测量原理、测量方法、测量仪器和误差分析等是主要内容,实验设计紧紧围绕、贴合这些内容展开。这些内容往往是互相交叉的:研究具体电参量的测量原理,往往是和具体的测量方法结合在一起的;不同的测量方法,有着不同的测量原理,涉及到不同的测量仪器,不同的测量仪器又有着各自不同的测量原理。针对这些特点,在实验内容的设计过程中,要注重“比对”实验的设计,让实验内容更加合理、充分,以利于学生对各种方法、各种仪器有更直观、更深入的理解。例如:对一个低频正弦电压信号的测量,可以使用示波器观察、读取其峰峰值,同时可以利用交流毫伏表测其电压的有效值,然后通过正弦信号峰值和有效值之间的换算关系换算过来进行比较分析;同样的这个低频正弦电压信号,可以用示波器观察、读取其周期,同时可以利用频率计读出其频率,然后通过频率和周期之间的换算关系换算过来进行比对分析。这样,通过不同的仪器对同一个量进行测量,引导学生分析它们测量原理之间的差异,不同仪器各有的功能特点(如示波器的直观性好,频率计精度高等),使学生对相关知识有更直观、更综合的认识。 1.2注重综合设计性实验的设计 在提高学生动手能力和创新意识方面,注重综合设计性实验的设计。当然,创新是建立在一定的知识积累上的,所以在实验设计中验证性实验也是必不可少的。验证性实验的开设,可让学生熟悉常用仪器仪表的使用,对常用测量方法有一定的认识,使动手能力得到提高。综合设计性实验的开设,可让学生在一定的理论和实践的积累上,有一个相对自由发挥的平台,这对学生的创新意识的培养是很有帮助的。在综合设计性实验的设计上,采取开放式的模式,引导学生利用所学的理论知识(如不同的测量方法、各种测量仪器原理),查阅有关资料,自行设计实验内容,并撰写实验讲义。 2.实验教学过程的组织 实验内容设计得合理、充分是完成实验教学的基础,而实验教学过程的组织是否合理、有序是能否保证实验教学质量、能否达到预期教学目的的关键。 2.1实验内容的组织 首先,对各个实验开出顺序的安排是先“验证性实验”后“综合设计性实验”。让学生经过验证性实验的训练,有一定的实践基础之后再进行综合设计型实验,循序渐进。 其次,做好综合设计型实验的组织工作。综合设计型实验采取一种开放式的模式,让学生根据所学知识自行设计,经常会出现很多种不同的设计,这时教师应把关,在指出各设计的优缺点之后,甄选出实验室有能力开出来的实验进行相关的设计验证,对于那些没有被选中的实验设计鼓励大家互相交流。在近几届学生设计的实验中,侧重测量仪器方面的相关设计有简易数字电压表的设计、简易数字频率计的设计等,侧重于测量方法的相关设计有电桥法测电阻、补偿法测电容等。 2.2实验教学的课堂组织 在实验课堂上,教师作适当必要的讲解和演示,强调学生动手和师生互动。对学生提出的频次较多的问题,先针对每个人个别解决,再进行集中讲解,并根据具体情况适时提出一些相关问题供学生思考并在实验中验证。鼓励学生互相交流,对动手能力强的学生,鼓励他们在完成了自己的实验任务后指导其他同学,共同进步。 2.3实验室的预约开放 在正常安排的实验时间以外,实验室采取预约开放模式。没能在限定的时间内完成实验或对实验过程、实验结果不满意的学生,可以和老师预约,在老师、学生、实验室都有空的情况下再次进行相关实验。在这个过程中,不只学生的能力能提高,师生间关系也会更加融洽。 2.4实验报告的撰写 实验报告的撰写和批阅是实验教学的重要一环,在这个过程中,强调学生结合误差分析的理论知识对实验数据进行分析,另外引导学生对每一次实验进行总结,不断提高。 3.结语 《电子测量与仪器》是一门实践性、应用性和综合性很强的课程,我们将进一步探索和完善其教学方法,不断深化实验教学改革,提高实验教学质量,不断提高学生的动手能力、应用能力和创新能力。 电子测量与仪器论文:基于项目教学法和微课在《电子测量与仪器》实验教学中的应用 0. 引言 人们通过测量来认知世界,揭示世界运行的客观规律,从而拥有改造世界的能力,可以说没有测量就没有科学,而电子测量的应用在科学技术发展过程中几乎涉及到所有的技术领域。《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修优秀课程,其实验教学环节对学生掌握常规测量仪器的原理、选用原则、如何进行电子产品调试和测量等方面起到至关重要的作用,实验教学有利于提高学生思考问题、解决问题的能力,更好的培养学生专业职业技能及实际动手操作能力[1,2]。 而目前国内许多大中专学校都存在实验教师队伍人员缺少、人员能力的不足、实验室管理体制不健全、实验设备过于成就和实验项目缺乏创新等情况,同时在电子测量与仪器的实验教学中,由于传统的实验教学模式与教学方法的限制,往往学生们在实验室所做的实验跟不上实际企业的需求,存在着严重的滞后问题,已经很难适应现代化社会发展对电子人才的需求[3]。 一般的电子测量实验教材理论分析较多,针对具体的问题的测量方法介绍较少,且实验过程也相对枯燥,往往学生们面对实验元件没有头绪,不知从何先手,所以需要更多的实践教学实验[4]。 1. 当前《电子测量与仪器》实验教学中问题 《电子测量与仪器》是高职各电子类专业的必修优秀课程,其实验教学环节对提高的实践动手能力和电子测量水平对至关重要。笔者通过查找和参照相关的的文献,并结合自身多年的电子测量实验教学经验,归纳和总结了当前《电子测量与仪器》实验教学中的问题,主要有以下几点[5]: (1) 实验教学资源的匮乏 高职教育一般比较注重理论的教学,侧重于基本知识的传授,往往不重视实验室的建设,而《电子测量与仪器》是一门突出实践性和应用性的课程,重在培养学生的技术能力和创新性,但受实验室管理体制不健全、软硬件资源的缺少,教师队伍建设不足和实验项目缺乏创新等方面的限制,许多实验教学不能实践性地进行操作,只能进行理论知识的讲解,导致大部分学生不能准确把握知识点,难以理解电子测量实验的技术要点。 (2) 内容有些枯燥乏味。 实验教学课程主要内容是关于各类电子测量仪器及系统的工作原理与应用,如模拟式电压表的检波器基本原理与结构,数字式电压表中A/D转换器的的分类及主要原理框图组成,万用表的组成原理等,都涉及了许多基础电路图和原理框图,内容比较枯燥乏味,难懂不易理解,学生易产生抵触厌学情绪。 (3) 测量仪器分类较多,但实验教学课时有限。 随着电子产品新材料、新工艺、新制造技术的不断更新发展,大量新的一代电子元器件诞生,电子测量仪器功能越来越丰富,技术指标和性能也不断提高,用于特定的测量对象和测量条件的电子测量仪器也越来越多,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势,测量仪器分类越来越多。 2. 项目教学法和微课的实验教学实践 在理论基础欠缺的情况下实施项目教学法,完全由学生独立设计与实施显然是不合适的,可先在老师的指导下,通过针对实验教学中某个实验任务,由学生和老师共同制作实验室微课,加快学生得到新知识和新技能的储备过程,然后实施项目教学法,加深学生对理论知识点理解,提高实际操作能力,最后让学生以自己的视角设计实验并制作微课视频,通过PDCA循环进一步的改善实验教学效果。 (1)项目选择 由于《电子测量与仪器》这门课程与工程实践应用密不可分,因此老师在实验授课时通过播放与实验相关的微视频来缩短理论知识讲解时间,如某型号信号发生器的演示视频,基于虚拟仪器的电压测量系统等等,经实践证明,通过微视频的播放,能极大的提高学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,加快了学生的理论知识的理解和储备。 (2)项目设计 项目设计的目的为了让学生更好的掌握理论知识点,以工程实践需求对实验教学内容进行设定,项目的具体任务要让学生结合自身的知识素养和能力而定;项目设计时,不一定要涵盖所有实验知识点,但重点知识必须涵盖;根据实验项目总体要求,把实验教学内容隐含在具体的项目,让学生在执行的过程中自己提出问题,提高综合解决实践问题的能力。 (3)项目实施 首先老师可结合该项目才工程实践中的应用,讲解项目的目的和要求,让学生对整个项目有个总体的了解,其次,老师应确定好项目的分组情况,由项目小组成员共同推荐项目负责人和各个成员的职责。 (4)目评价 项目的评价可分为三个阶段:自评、互评和综合评价。自评是在项目负责人的主持下,项目小组成员通过反思在项目实施过程中遇到什么样的问题,怎样解决的,解决效果怎样,最终实验成果是否符合要求等方面,明确项目的得与失,并探讨失败的原因和改进的措施。互评是在老师的主持下,各个项目小组负责人展示自己实验项目的成果,然后通过公开答辩,且其他小组成员均可以对该项目提出问题,以评价促进学习,大家共同提高。综合评价是老师总结各个项目小组完成情况,给出的完成类似项目应该具备的理论知识和技能要求,且老师应注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。 3. 总结 微课作为一种新出现的教学方式,很适合在《电子测量与仪器》实验教学中开展,结合项目教学法,可构成PDCA循环圈,且在整个循环圈中,学生都是直接的参与者,不仅培养了学生的思考、分析、解决和创新等综合能力,更可让学生明白团队的能量。通过实践证明,项目教学法和微课相结合的方法,必将极大的推动《电子测量与仪器》的教学效果,同时,也更加的切合专业技术培养方向,为学生以后就业、创业和发展创造了条件。 电子测量与仪器论文:电子测量与智能仪器课程教学与实验改革探索 [摘 要]针对目前电子测量与智能仪器课程在教学与实验过程中所存在的不足,课题组依托河南理工大学部级实验示范中心和省级重点开放实验室平台,分别从教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践。对该课程进行的“自主、探究与合作”模式下的教学与实验改革,在培养学生自主学习,提高学生综合能力方面取得了很大成效,为工科课程教学改革提供了很好的借鉴。 [关键词]教学方法;教学手段;实验;改革 电子测量与智能仪器是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学科的重要专业课。该课程具有很强的实践性、技术性和综合性,是一门理论性和实践性相结合的综合课程。课程与工程实际结合紧密,在专业课程体系中占有重要地位,它对培养学生的创新思维能力和实际动手能力具有重要的作用。但是由于受传统教学模式的影响,该课程存在着教与学严重脱节的现象。学生对这门课学习的积极性不高、兴趣不浓,听课不能够集中精力,使该课程的课堂教学效果不够理想。另外,该课程让学生学习的内容、方式也存在问题,目前主要还是以做作业习题为主,即使增加了该课程的课程设计环节,但基本上也是“纸上谈兵”,不能够与实际应用结合,效果也不够理想。 针对以上传统教学所存在的问题,根据课程特点,我们通过积极探索,大胆改革,以“自主、探究和合作”的模式通过实践探讨出一套科学、实用的“教、学、做”一体化的方案,分别从该课程的教学方法、教学手段、实验实践以及考核方式等多方面对其进行了深度改革的探索和实践,并取得了一定成效。这对提高该课程的教学质量,促进学生创新能力和实际工作能力的培养,提高在新形势下学生的竞争能力具有重要而积极的作用。 一、 注重课堂教学改革 (一)更新教学内容,改进教学方法 针对课程教学内容,首先,我们在教材选用上进行了大范围的筛选工作,最后选定了国家精品课程配套教材,古天祥等编著的《电子测量原理》。该教材主要是在学习测量原理的基础上侧重于讨论测量技术与方法、误差分析和实际应用,而且在涉及具体电子仪器时是基于仪器的基本原理及应用,而不是基于仪器的设计与制造,对于非测控专业的电子类专业学生来说十分适合。其次,在日常教学过程中,根据给定学时,我们对课堂授课内容进行了有效节选,在讲述课程各部分内容时,注重从原理、误差及应用三个方面进行阐述,以测量原理作为基础,通过测量误差分析来提升,以其实际应用为归宿展开课堂教学。最后改进传统的、较为死板的课堂讲述,在课堂教学中增加案例分析。例如在讲到电子计数器时,教师可以把往届学生的毕业设计作品先进行实物演示,在成功抓住学生兴趣的同时,进一步介绍它的基本组成和工作原理,并采用启发、引导等教学方法鼓励学生思考其实现方法和设计过程,这样将极大增强学生学习的积极性和主动性。课后再根据给出的实例给学生布置课后作业,要求学生从自己的视角对给出的毕业设计实例进行性能分析。学生自己成立讨论小组,采用比较、讨论等方式从设计方案、技术指标等方面得出作品的不足之处以及改进方法,以课程设计报告形式通过Sakai网络教学平台上交任课教师,教师通过网络与学生进行交流。这种教学方法不仅有助于活跃课堂氛围,也可以促进师生之间的互动和交流。 (二)教学手段多样化 电子测量与智能仪器课程具有较强的实践性,涉及很多仪器以及具体操作等知识,单一的课堂讲授会使学生感觉知识非常抽象。因此在教学环节中,我们根据课程实际情况,结合河南理工大学现有的教学设施,最大限度地进行了教学手段多样化改革,其主要表现为: 1.多媒体课件动起来 在传统的多媒体课件上,有效地加入声音、图片、动画、视频等多种元素,使多媒体课件动起来。根据课程的属性,将课程讲授中涉及的许多先进电子测量仪器通过彩色图片的形式展示给学生,不仅可以在最短的时间内提供最大的信息量,还能大大提高学生的学习兴趣;利用多媒体课件的动画效果,以动态的形式对电子计数器、示波器等典型仪器的结构、使用方法进行探讨、分析,将其组成工作原理生动、形象地展示出来,从听觉和视觉两方面刺激学生的感官,促进学生联想记忆,加深对知识的掌握;课件中通过嵌入仪器的实际应用操作视频进行课堂演示,使学生更快、更好地掌握电子测量仪器的使用方法。多元素嵌入的多媒体课件在课堂上有效地动起来,大大调动了学生的学习积极性,学生的日常出勤率和上课的专注度都大幅度提升了。 2.SAKAI网络平台用起来 随着计算机网络的发展,基于信息技术的教学工具已经成为教师与学生交流、互动的重要平台。本课程教学组充分利用河南理工大学网络平台――Sakai(赛课)网络教学平台,将多媒体课件、电子教案和阅读资料等资源整合后挂在网络课堂上,学生可以拥有更长的时间与更广阔的空间对其进行充分浏览、慢慢消化。该网络教学平台还具备布置作业、点名、练习与测验、讨论等功能,教师可以根据教学内容的需要实时在网络教学平台上进行信息,将课堂上所讲述的内容进行有效延伸、消化。比如之前提到的毕业设计实例分析,学生成立讨论小组完成讨论后,以电子作业的形式进行上传Sakai平台,教师可以实时进行跟踪,通过讨论的方式与学生进行沟通,及时解决学生提出的问题。这在很大程度上提高了教师的“教”和学生的“做”两方面的效率,也拉近了师生之间距离,大大提高了学生学习的积极性。 三、实验实践改革 作为“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化教学改革中非常重要的一个环节,学生的“做”显得尤为重要。电子测量与智能仪器课程是理论与应用相结合的综合课程,学生在掌握基本原理和相关理论知识的基础上,还要学会使用各种仪器,搭建各种测试系统,学会对电子测量结果进行分析,因此该课程的实验教学也就显得特别重要了。本文展开的课程实验教学改革是在河南理工大学国家重点实验中心――电工电子实验中心和省级重点开放实验室的基础设施平台上进行的,学生可以随时进入实验室进行课程实验。实验内容除了常规的验证实验外,任课教师还给学生布置了大量的测量、测试实验,学生可以自由组队,进行测试系统设计,利用实验室实验模块完成测试系统搭建,并进行相关实验测试验证。学生自由组队完成的测试系统实验在经过教师的验收后可以充当常规实验。对于验收效果较好的实验,教师要给出优秀的实验成绩,以此调动学生参与的积极性。 四、考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,摒弃了仅仅由平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩的传统方法,进而改成由平时成绩、考试成绩、实验成绩和课外活动成绩共同决定。 (一)平时成绩考核 平时成绩考核20%,由考勤、Sakai网络平台点名、作业以及讨论答辩成绩共同来决定。其中考勤和作业占平时成绩的50%,讨论答辩成绩占平时成绩的50%。第一部分是考勤和作业,这是指在教学过程中,根据课程教学进程要求学生完成的学习任务,要结合Sakai网络教学平台,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,教师要将学生的出勤情况记录在“点名册”内,最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是讨论答辩成绩,这项成绩通常是在小组学习的基础上,学生共同完成一个课题、一个论文或一个项目,通过Sakai网络教学平台讨论区进行讨论、网络答辩,最后由任课教师给出。 (二)期末卷面成绩 期末考试内容覆盖教学大纲要求的知识点,考题可以灵活多样,以闭卷为主,适当增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考查出学生的真实能力,以及全面系统地考核学生掌握课程知识的能力。该项成绩占总成绩的50%。 (三)实验成绩 实验成绩占30%,其中课程开出的常规实验成绩占实验总成绩的50%,自主实验成绩占实验总成绩的50%。大力提倡学生进行自主实验,调动学生参与的积极性,自主实验给出的成绩比例在这个环节得以体现。 (四)课外活动成绩 该课程考核方式改革力度最大之处体现在课外活动成绩的给定上。为了鼓励学生积极参与学校的第二课堂,我校在考核方式上进行了相当大的改革变动。任课教师可以根据学生参与程度以及所获得的相应成果,在总成绩上直接给定课程成绩。 同样,学生参与的各种电子设计大赛、测试系统开发项目,也可视为加分项目。如此一来,学生学习、参与的积极性空前高涨。 五、总结 本文对河南理工大学电子测量与智能仪器课程几年来的教学和实验改革进行了论述和分析。实践证明,“自主、探究和合作”模式下的“教、学、做”一体化课程教学改革取得了明显的教学效果。 电子测量与仪器论文:电子测量与仪器课程的教学方法探索及考核方法改革 摘要: 深化中国大学课程教学方法和考试考核方法的改革是保障大学教学质量、提高人才培养质量的重要方面。针对目前电子测量与仪器课程在教学中的不足之处,我们进行了教学方法和考试改革的探索和实践,同时通过考试环节的完善和创新,力图达到提高学生的分析能力和综合素质的目的。本文系统的阐述了电子测量与仪器课程教学方法的改革和考核方法的改革思路,并取得了一定的效果。 0引言 教学方法由于是决定教学效果的十分重要因素而被人们所重视,教学方法的改革也就理所当然地成了教学改革中的重要一环。课程考核评价系统,是教学过程中必不可少的重要环节,贯穿于教学的全过程,课程考核的结果不仅可以反映教与学的实际状况,对学生各阶段乃至整个学习阶段有一个明确的评价,更是衡量学校教学质量的重要依据。然而,目前的课程考核评价系统只是通过单纯的卷面成绩考核,并不能真正衡量学生的综合能力。下面以《电子测量与仪器》作为试点课程,在测控本科专业的教学过程中,详细阐述该门课程的具体教学方法和考核方式的改革。 1电子测量课程的特点 电子测量是测控专业的一门专业必修课程,内容包括:电子测量的基本原理和基本的测量方法,常用的电子测量仪器的基本组成和工作原理,仪器的操作和应用。要求通过该课程的教学培养学生理论联系实际和动手能力以及解决问题的能力。该课程涉及比较深奥的理论,算法比较抽象且难懂;同时电子测量与仪器课程涉及面很广,它的应用包括了整个电子、通讯、自动化等多种学科的很多领域,比如取样、信号合成、自动化等多种技术都在电子测量中得到应用,因此教学中还要涉及如何把电子测量理论与实际应用相结合的应用问题。 2教学方法的探索及改革 针对《电子测量与仪器》这门课程的特点,基本拟订了改革的方法如下: 2.1 增强学生参与性。不同于以往的一味灌输的教学方法,在讲解了某种仪器的基本原理以及功能和操作后,要求学生以各种途径查询资料,并以报告的形式写出目前最新的技术指标,之后要抽点学生下一次课上来讲解,学生可以选择自己喜欢的一种型号产品为例子来写报告,同时,将学生分成几个小组,每个同学在组内都要讲解他说查到的仪器资料和型号,以及这个仪器的特点,阐明电路结构并进行分析性讲解,这就使得学生要了解这类产品的技术指标,必然在课后就要去查询相关的技术原理,小组讲解使得每个同学都有参与,所以每一个学生都会去查找资料并准备讲稿,比老师单纯的对仪器知识的理论灌输有效果,这样的方式,给学生学习上带来了一定的主动性和积极性,增强了参与性,同时,也培养学生对仪器学习的兴趣。 2.2 围绕教学大纲,把握住理论教学的方式方法,讲授方面从易到难,让学生逐渐对仪器建立起兴趣爱好。但大学的教育也必须注重理论环节,这和实践环节有等同的重要性,在某一种仪器以及电子测量方法介绍完后,要求学生自己拟出一个题目来讨论,将所有学生进行分组,比如,10人一组,共8个小组,最后,一个小组拟出一道题目。 2.3 测量技术发展很快,电子测量仪器在不断更新,这就要求适应形势,适当调整教学内容,将一些现代的电子测量手段以及先进的仪器作为例子引入到课堂上来,激发学生的学习兴趣。 2.4 结合实验教学,不再完全理论和实验脱节,理论讲解的时候,就要结合实验例子讲解。有某些理论课程可以到实验室进行讲解,让学生更加直观的理解仪器特点,真正做到教与学结合。由此,可以增强学生的参与意识,激发学生创新思维。 3考核方式的改革 考试是教学的一个重要环节,教学和课程方法的多样性带动了考试考核方法的多样性。考核方法上,采用了平时成绩和最后试卷成绩共同决定最后成绩。平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%。 3.1 平时成绩考核30%,由考勤,实验成绩,讨论答辩成绩共同来决定。考勤和作业占到平时成绩的30%,实验成绩占到平时成绩的30%,讨论答辩成绩占到平时成绩的40%。 第一部分是考勤和作业,在教学过程中,根据课程教学进程,要求学生完成的学习任务,依据学生完成作业的次数和质量按百分制进行评定。另外,考勤记录是学生平时成绩的依据之一,将学生的出勤情况记录在“点名册”内。最后作为给出成绩的依据之一。第二部分是实验成绩,是结合实验具体操作情况来打分的一项成绩。 这一项成绩在一定程度上反应了学生具体动手能力和操作能力情况。第三部分是讨论答辩成绩 ,这项成绩通常是在小组学习的基础上,大家共同完成一个课题、一个论文或一个项目,然后通过演讲答辩的方式,向全班同学作介绍。小组外的全体同学还要提出各种问题请小组答辩的成员回答。最后以小组答辩和工作完成的水平和质量作为依据,决定每个人的成绩,由小组外的其他同学和教师评价给出。 3.2 期末卷面成绩以教学大纲为参考,覆盖面广,考题可以灵活多样,以闭卷为主,可以考核一些新的仪器技术,另外,增加了理论设计题目的考核,使得试题能真正考核出学生的真实能力以及全面系统的考核学生系统掌握课程知识的能力,该项成绩占到70%。 4总结 现代大学教学方法,应该是能够激活师生思想、情感、潜能、智慧,发挥师生积极性、主动性、创造性的教学方法;而考核方式的改革依赖于教学方法的改革,我们将继续努力并研究该门专业课程的特点,通过不断的改革和改进,摸索出一套有效的教学方法,这样,才能做到考核方式真正有效的改革。 电子测量与仪器论文:论数字信号处理对电子测量与仪器的影响 [摘 要]数字信号处理是当前使用电子仪器进行测量工作的重要组成组成部分,可以说,测量是人类社会发展过程中必不可少的一项工作,而电子仪器则是测量工作发展至今最为先进的设备如何才能够通过数字信号处理加强电子测量仪器的使用效果成为了当前函待解决的问题本文便将对数字信号处理技术对电子测量与仪器的影响进行分析,并提出一些意见与建议。 [关键词]数字信号 电子测量仪器 电子仪器 引言 数字信号处理,顾名思义就是通过计算机等设备将收集到的信息信号进行处理加工以及分析的过程。数字信号处理的原则就是将某一类型的信号转换为数字信号,因为计算机等设备所擅长处理的就是数字内容。人类想要发展,社会想要进步,势必要获取外界的信息,信息作为与外界互动的主要介质,如何将之转换为我们所能接受的形式成为了重点,此时,数字信号处理的出现为我们解决了这一难题。可见,信号传递和数字信号处理对当前的经济社会发展具有深远影响。 1 数字信号处理的重要意义 随着经济和社会的蓬勃发展,社会生产力有了长足的进步,在人类的各项生产活动中,测量工作占据着重要的地位,而进行测量工作的电子仪器在数字信号处理技术的应用下,各项社会实践活动能够更加顺畅的完成。 1.1 测量的作用 测量在生产实践中占据着重要的地位,将抽象事物具象化是测量的主要内涵,尤其是针对生产制造领域,一个产品想要批量生产,各项的参数信息必不可少,获取这些信息就就是测量的工作。另外,测量能够促使生产活动规范化,同样是多应用于制造业,零件生产出来之后,必然要进行检查,通过一系列数据来对所生产的产品进行评估,以判定其是否符合生产标准。最后,测量能够将生产过程中的各个环节统筹管理,在进行生产实践工作时,如果己经提前对零件的各项参数进行测量,工作人员便可以清楚的认识到零件的形状、尺寸等固定参数这样便可以知道工作人员的具体生产制造工作,确定每一个生产环节的实施步骤。 1.2 数字信号处理的重要意义 电子仪器是进行测量工作的主要工具,随着测量技术的不断发展,对电子仪器的要求也就越来越高,目前多数的电子测量仪器都是通过电信号的形式传递测量结果的,度数的难度较大,更不要说进行分析处理了。而有了数字信号处理技术的,就能解决这一难题,针对测量仪器的数字信号处理,其主要内容是将将电信号转换为熟悉信号,然后通过数字信号对信息进行分析,后续工作才能够进行。例如用电子仪器进行直流电压测量时,也可以先进行交直转换,在进行数字转换,数字信号利用对测量过程的改变以简化测量中复杂的问题,并且减少测量中各种因素对测量结果产生的影响。 2 数字信号处理技术对示波器使用的重要影响 示波器是较为常见的一种电子设备,其能够通过波形的形式将所要测量的信号显示出来,被测信号通过电子束打在荧光屏上,显示的图像有助于测量人员的分析与解读,电流、电压、频率等都能通过示波器进行显示,此外,一些较为特殊的信号也能够在示波器上显示出来,诸如调幅度、相位差的显示也常常出现在示波器的应用范围内。但是,示波器所显示出的图形的准确性如何呢? 转换之后可以明显看出该信号已经失真,如果我们使用数字式存储示波器进行观测,所面临的问题更加复杂。 首先,在估算信号前沿的上升时间时,观测人员往往使用方根准则,但是唯有所测信号为为高斯信号,且示波器具有高斯系统们才可以用方根准则。同时,对于示波器阶跃响应上升时间的估算也是如此一般来说,在进行电信号观测的过程中,所进行测定的信号很少有高斯信号,示波器与高斯系统之间有着较大的差异如果强行按照这种方式进行估计,那么难免会出现较大的误差,其次,一旦我们需要通过观测示波器来确定示波器的阶跃响应,就必须将示波器的带宽和信号特征考虑进去,我们可以根据研究结果确定CR放大器的3dB带宽的转换成绩为0.35,而高斯系统的3dB带宽以及其阶跃响应上升时间的乘积为0.345。一般来说,我们可以将示波器看作是高斯系统,那么转换系数也便可以确定为0.35和0.345。由此我们便可以看出,想要使用示波器进行信号进行观测,则必须对转换系数进行一定的更正。 由上文的分析可知,示波器也可能存在误差。在我们今后的测量工作中,为避免误差的产生,可以运用数字信号处理的反卷积技术,利用该原理对式1进行转换,得出如下关系式: 利用数字信号处理技术便可以使之正式运用到工程实践项目的操作中。假设我们使用了一个标准信号输入到数字存储示波器中,并将输入信号设为S(k),这样我们便可以计算出示波器对信号发生相应的离散型算式h(k)如果将这个离散算式进行储存,并且加存一个信号重构的反卷积算法,这样我们便可以得出结论:无论我们所使用的示波器是否达到观测的标准、信号是否为失真信号,我们都可以根据现有的信号进行重构以得出我们所需要使用到信号这样,进行电量信号的观测便无需再受到示波器的限制。 3 结论 经济社会的进步离不开测量工作的参与,测量是生产实践活动的重要内容,而电子测量技术与电子测量仪器则是当前测量工作所使用的高级手段,为实现测量工作的精确化提供了重要保障,通过上文我们可以看出,数字信号处理对于提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用,甚至会能够让电子仪器测量的性能提高至原效果的数倍以上虽然当前该种方式仍然存在这一定的问题,但这也为我们的研究提出了更加丰富的思路,让我们可以进一步在科学的高峰上继续攀登。 电子测量与仪器论文:微课在《电子测量与仪器》课程教学中的应用研究 摘要:目前在电子测量与仪器课程的教学过程中,正面临着种种难题亟待解决,如教学内容枯燥乏味,知识点多但是课时有限,学生的学习主动性不高等等。近年来,随着微课这一新的教学方式的出现,为提高《电子测量与仪器》的教学效果提供了希望。本文通过对微课和《电子测量与仪器》的特点分析,简要探讨了将微课应用到《电子测量与仪器》的教学过程中的前景。 关键词:电子测量与仪器;微课;教学方法 一、引言 对于我国高等院校的各电子类专业,如电子信息工程、电子科学与技术等而言,电子测量与仪器这门课程由于其独特的特性,对于学生专业技能的培养以及实际动手操作能力的提高具有重要的意义[1]。但是由于传统教学方式的限制,使学生在听课过程中经常感到枯燥无味,并缺乏学习热情。为了激发学生的学习欲望,提高授课效果,需要授课老师不断提高自身业务能力,改变传统教学思路,寻找更为新颖、高效的教学方法,为学生创造轻松、愉快的课堂氛围。 近年来,伴随着微课的兴起,为电子测量与仪器课程教学方式的改革提供了新的思路与方法[2-3]。本文将结合微课与电子测量与仪器这门课程的特点,对微课在电子测量与仪器课程教学过程中的应用前景进行重点讨论。 二、什么是微课 1.微课简介。微课(microlecture),顾名思义,指的是一种长度较短的教学过程,时长通常为5~8分钟。它以视频为主要载体,围绕着某一具体的教学知识点展开。“微课”最早是由美国圣胡安学院的高级教学设计师戴维・彭罗斯(David Penrose)提出的,一经引入,就迅速在我国的各中小学以及大中专高等院校中推广开来,并引起了众多教育工作者广泛的研究热情[4]。 微课的优秀是关于某个知识点的课堂教学视频,同时还包含了与该知识点相关的教学设计、素材及点评等辅助性内容。教师在编制微课课件的过程中,可以将教学内容以动画的形式形象地展示给学生们,引起学生的学习兴趣,同时还可以添加音频内容,将对该知识点的点评加入到课件中去,使学生在学习时同时受到视觉和听觉上的刺激,由于此时学生的注意力较平时更为集中,因此会使教学效果大幅提高。 2.微课的特点。微课经过近几年的不断发展,逐渐形成了如下几个自己独特的特点: (1)短小精悍。在传统的教学过程中,对某一具体知识点的讲解可能需要10~20分钟的时间,包括板书、PPT等教学资源的使用,但收到的效果却是一般。而微课虽然长度只有短短的几分钟,但是它以更为直观形象的方式将教学内容传递给学生,辅以声、光等多种感官刺激,势必取得更为良好的教学效果。 (2)重点突出。由于微课的时间短,因此它所包含的内容都是经过精挑细选的,并且都是与教学内容的主旨密切相关的,这就使得教学内容的重点更为突出,便于学生接受与掌握。 (3)素材丰富。微课的教学素材来源丰富,并且形式多种多样,除了传统的图片、视频等,目前还有各种专门用于制作微课课件的软件,如可以进行屏幕录制的Camtasia Studio,制作交互式视频课件的Adobe Ultra、Adobe Captivate,以及对视频进行后期处理的Adobe Premiere等,这些都为微课课件的制作提供了大量新颖的素材,是微课质量的重要保障。 (4)学习时间灵活。借助现在发达的英特网,只要将微课课件上传至指定服务器后,学生们就可以在任何时间访问这些课件并进行自主学习,而且由于时间短、重点突出等这些特点,学生在进行微课学习时不易疲惫,并且会迅速掌握教学内容的重难点,取得事半功倍的效果。 三、目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题 《电子测量与仪器》该课程处于电子类专业课程中的后继阶段,是其他基础课程和专业基础课程的综合应用,对学生提高实践能力和电子测试水平至关重要。笔者通过近年来对《电子测量与仪器》课程的教学授课经验,并结合查阅相关的文献,对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学面临的问题进行了归纳总结,主要有以下几点: 1.部分内容枯燥乏味。在《电子测量与仪器》这门课程中,前期内容主要是关于各类电子仪器的原理性介绍,如示波器中示波管的结构与各部分功能,各种类型的模拟信号发生器的组成以及内部的主要模拟电路等,都涉及了大量的电路图和原理分析,需要耗费大量的课堂时间对其进行详细讲解,容易使学生产生枯燥乏味的厌学情绪[5]。 2.知识点多但课时有限。随着电子技术和大规模集成电路技术的不断发展,现阶段的各种电子测量仪器正逐步朝着多功能的方向发展,各种性能不断提高,各种新颖的功能也层出不穷,直接导致了该门课程知识点的迅速增多。仅以数字示波器为例,在课堂讲解时不仅要对各按钮、按键的功能进行说明,还要针对不同形式的波形信号的具体调节进行讲解才能使学生对该仪器有一个全面的了解与掌握,这就会占据大量的课时资源。在上实验课时,由于学生数量较多,因此不可能对学生进行逐一辅导,直接导致了事倍功半的教学效果。 3.学生缺乏学习主动性。《电子测量与仪器》课程的开课时间一般是在大三的上学期或者下学期,此时的学生经过两年大学生活的洗礼,逐渐产生两级分化,有的学生保持了高中阶段好的学习习惯,能够积极主动地进行学习,有的学生则放松懈怠,上课时注意力不集中,自然得不到好的学习效果。 综上所述,针对目前阶段《电子测量与仪器》课程教学所面临的种种问题,需要授课教师不断探索,寻找一种更为新颖有效的教学方式来提高学生们的学习积极性与学习兴趣,才能从根本上保证该门课程的教学效果。 四、微课在《电子测量与仪器》中的应用研究 由于《电子测量与仪器》这门课程与实际应用密切不分,因此笔者在授课时经常会找一些与授课内容相关的小视频播放给学生观看,如某型号数字示波器的演示视频,基于应变片的自动测试系统等等。通过观察笔者发现,学生们对这些视频的兴趣很高,通过播放短片能够极大地吸引学生们的注意力,此时学生们认真听讲的程度较之传统的语言讲解高了不止1~2倍。 微课正好拥有这种短小精悍的特点,而且它本身作为一种特殊的视频资源,能够极大地引起学生们的学习兴趣。将微课这种新颖的教学方式引入到《电子测量与仪器》课程的教学过程中来,必将取得良好的效果。 同时,《电子测量与仪器》这门课程本身所具有的一些特点,也特别适合进行微课的开展。在这门课程中,不仅包含了各种电子仪器,如示波器、信号发生器、电压表、万用表等的使用方法、注意事项,还包含了自动测试系统的组建和实现,以及虚拟仪器的使用,这些教学内容都特别适合使用微课来进行展示。例如,可以将基于LabVIEW的虚拟仪器的组建和演示过程用屏幕录像软件进行录制,然后通过后期的处理,添加一些动画特效,将其制作为一个5~8分钟的微课课件。不仅能在课堂上对学生进行演示,还可以使学生在课下进行随时的观看。这样的教学方式,不仅新颖,而且收效更好。 五、总结 作为一种新出现的教学方式,微课正在因其自身的各项优点引起诸多教育工作者的关注。本文通过对微课的介绍,以及对《电子测量与仪器》这门课程现阶段所面临的各种问题的深入分析,对微课在《电子测量与仪器》中的应用前景进行了简要探讨。经过分析笔者得出结论,由于《电子测量与仪器》本身的一些特点,特别适合进行微课的开展,通过对微课的合理利用,必将对提高《电子测量与仪器》的教学效果起到极大的推动作用。 电子测量与仪器论文:模块化设计在电子测量与仪器实验教学改革中的应用 摘要:电子测量与仪器是测控专业的重要课程。针对以往该课程实验教学中存在的不足,结合专业实际情况,提出了模块化设计的改进思路,并以计数器实验为例,阐明了模块化设计的实现。在实验教学过程中,取得了良好的教学效果。 关键词:电子测量与仪器;模块化设计;计数器 一、引言 电子测量与仪器课程是测控相关专业的重要课程,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[1]。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。 该课程所包含的实验要求学生熟悉常用仪器仪表(电压表、示波器、计数器、信号源等)的使用[2],掌握仪器仪表工作原理,学会利用现有设备采取正确的测试方案进行一些简单的测量,能根据所学知识综合设计简单的测量电路。 二、实验教学过程中的不足 以计数器实验为例,计数器实验要求了解和掌握通用计数器的组成及工作原理和操作方法,掌握频率比测量方法和测量误差处理方法。在以往的实验过程中,直接使用通用计数器进行相关参数的测量。虽然在实验之前会向学生讲解相关测量原理,但学生往往只记住了通用计数器的操作方法,即如何测量频率、周期和频率比,而对于通用计数器的内部工作原理则没有结合理论课上的内容进行深究。这样,实验效果大打折扣,学生的认识还只是停留在表面,没有自觉的深入探讨工作原理,理论与实际没能结合到一起。 三、改进思路 针对这个问题,可以将实验改成设计性实验。设计性实验教学对学生技能的提高,思考方法的训练,知识的综合运用起了很好的作用[3]。如果让学生自己设计制作一个简易的通用计数器,当然会有一定的改进效果。但又有可能让学生的注意力转移到了调试细节上,而又重新忽视了测量原理。因此,在细节的划分上要有一个折中,模块化设计是一个解决方案。我们重新设计了实验项目,制作了实验板,将通用计数器内部的主要模块分离出来,体现在实验板上。 计数器测量信号频率的原理框图如图1所示,其中,fA为被测信号,经过放大整形后变成标准的方波。门控电路产生门控信号,控制闸门的开启和关闭。闸门可以用逻辑门电路中的与门来实现,门控信号为低电平时,与门关闭,方波信号不能通过与门;门控信号为高电平时与门打开,方波信号能通过,此时要求门控信号的频率要小于方波信号。门控信号的高电平持续时间为闸门时间。闸门时间内通过的方波送入计数器进行计数,并将计数结果显示出来。计数结果N再除以已知的闸门时间即得到fA的频率。 将图1所示的原理框图稍作修改就可以用来测量信号周期。将fA整形后的方波看成门控信号,而将原来的门控信号频率提高并看成被测信号fg,此时fg的频率要高于fA且fg的周期已知。这样,在fA的方波高电平持续期间,fg信号可以通过闸门,计数器对fg进行计数。计数结果N再乘以fg的周期tg即得到高电平持续的时间,若高低电平时间相等,那么fA的周期应为N*tg*2。 计数器测量两个信号频率比的原理框图如图2所示,fA与fB为不同频率的两个输入信号,假设fA的频率大于fB的频率。fA经过放大整形后直接送到闸门的输入端,而fB经过放大整形后的信号作为闸门信号输入。此时,在fB高电平持续期间,fA整形后的方波能通过闸门进入计数器进行计数,计数的结果是fB的半个周期内(假设fB的正负半周期相等)通过的fA的脉冲数,因而频率比为计数结果N*2。 根据以上的分析,测量电路中的关键模块为:放大整形电路、闸门、门控电路、计数器及显示器。因此,设计图3所示的电路模块。其中,计数器及门控电路由单片机构成,可以通过键盘设置标准闸门信号的时间长短。将这几个模块使用PCB电路板实现,要求学生根据测量原理在这几个模块之间进行连线,搭建正确的电路对信号的频率、周期以及频率比进行测量。并写出计算表达式。期间,要求学生使用示波器对连线的各个结点的波形进行测量记录,进一步领会相应的测量原理。这样,学生面对的是这几个抽取出来的主要模块,对通用计数器内部结构会有一个更清晰的认识,能够将注意力放在测量原理上。 四、结论 该实验板在我院2012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.将通用计数器内部结构通过若干主要模块体现出来,屏蔽了一定细节,减少了学生的重复劳动,有助于学生将注意力集中到理解测频原理上来; 2.同样的几个模块,连接方法不同,实现的测量目标(测频、测周、测频率比)也不同,有助于学生灵活运用所学知识,提高动手能力; 3.通过使用示波器测量各个连接点的波形,有助于学生理论联系实际,提高电路调试能力。 电子测量与仪器论文: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。 图1 电压表测量原理图 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。 设被测交流电压的瞬时值为u(t),则: 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。 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。 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。 电子测量与仪器论文:试论电子测量实验仪器的维护与检修 【摘要】 电子测量仪器设备是实验教学与科研活动中不可或缺物质基础,电子测量实验仪器的精密程度以及使用状况对教学效果以及科研有着十分重要的影响,本文简要分析了电子测量实验仪器的故障原因,研究了具体的维护与检修方法。 【关键词】 电子测量 实验仪器 维护与检修 前言:电子测量实验仪器有很多,其使用的频率较高,所以出现故障的概率也较其他仪器大,如果维护与检修不得当,则会对整个实验教学和科研过程带来负面影响,因此电子测量实验仪器的维护与检修工作是十分重要的。 一、故障原因的分析 由于经常被使用,电子实验测量仪器出现故障的概率是比较大的,要想做好电子实验测量仪器的维护与检修,首先要明确其发生故障的原因,常见的故障原因有以下几个方面: ①操作不规范:在进行实验的过程中,如果没有按照仪器使用说明进行规范的操作,则会引起电子测量仪器的故障,因此在进行实验之前,要认真理解仪器的操作规范,牢记使用过程中应当注意的问题,教师要对学生加强指导,对于一些使用相对复杂的仪器,教师要耐心讲解仪器的构造及原理,使学生充分理解仪器开关、微调旋钮等的作用,有效减少了因操作不当而引起的仪器故障; ②仪器正常的损耗、老化:一般来说,电子实验测量仪器的调节大多为碳膜电位器,一旦碳膜磨损或进入灰尘都会引起仪器故障,从而造成测量误差,致使测量结果失真[1],此外波段开关的触点滑动在使用时间长后也会造成接触电阻的增加,致使出现接触不良,一些仪器塑料配件的老化也会引发开关动静片接触不良等故障; ③元件损坏:电子元件一般都有极限参数,在使用过程中的过电压、过电流现象会使得电子元件损坏,造成电容击穿、线圈短路等故障。 二、维护与检修方法 2.1检修方法 ①直观检查法:在电子实验测量仪器出现故障的时候,第一步要细心检查仪器,查看仪器面板上的按钮、旋钮、开关等是否失灵,此外还要对电源进行检查,看接线柱、插头等连接电源的部位是否出现松动、滑脱、烧毁等接触问题,第二步要将仪器的面板打开,对内部的元件进行逐一排查,看是否出现烧焦、脱焊等问题,在发现问题之后及时处理;②电压测量法:利用万用表测量经过仪器的直流电压,通过测量结果与正常结果进行对比,查看整个仪器电路是否处于正常的工作状态,通过电路中的异常点判断故障位置,最后进行检修;③示波器测量法:示波器能够观察到电路中测试点的电压波形,将观测到的电压波形与各测试点正常的电压波形进行比较找出异常波形,确定出现故障的点,从而找出异常部位,确定部位后再通过其他方法找出具体故障,最后进行检修;④元件替代法:在我们不能确定是否是此元件出现故障时就可以利用这种方法,我们将已知的性能完好的元件替代怀疑元件,在替代后如果电子实验测量仪器运行正常则代表此元件出现故障,可以采取修理或更换的方式进行检修,如果替代后仪器依旧故障,则再去寻找其他的故障点;⑤电阻法:这种检修方法比较简单,用万用表测量电路中各个元件的电阻,将测量值与实际值进行对比,通过各元件电阻的异常判断其是否出现故障。 2.2维护、维修方法 ①清洗方法:电子实验测量仪器中的电位器及转换开关容易受灰尘影响而出现故障,因此可以采用专用的电子仪器清洁剂进行清洗,打开后盖后,找到仪器对应的转换开关、电位器等元件,喷入专用的清洁剂,反复调节后观察仪表显示,直至仪表显示正常为止;②更换相关元件:如果我们在直观的观察中能够发现开关或旋钮出现损坏,或者在清洗之后仍然故障,这时可以采用更换元件的方式进行维修,需要注意的是,转换开关为有着多个刀闸,线路板上的插脚也较多,因此要用空心针、吸锡器等专业设备进行更换,同时要尽量缩短烫焊时间,以免对线路造成损坏;③校准:电子实验测量仪器由于长时间的使用其精度和准度会出现一定的偏差,这时需要我们对测量仪器进行微调校准,校准的过程中要理解电路的原理以及仪器的构造,利用校准仪器一边调节一边观察显示屏[2];④仪器维修:在我们确定故障部位以及故障器件之后,就要对出现损坏的仪器进行维修,拆卸电路板之后,要根据电路原理图对断线以及重要插头做好标记,同时要注意拆卸顺序,便于维修后的安装,之后根据故障对损坏的元器件进行维修,注意维修过程中不能焊接时间太久,避免对其他元件以及整个电路的损坏,维修好要对仪器进行调试,确保其能够正常使用,对于一些构造复杂的测量仪器可以送回厂家进行检修。 三、结论 综上所述,在电子实验测量仪器维护与检修的过程中,首先要明确仪器故障原因,然后根据原因确定故障以及故障位置,最后才能进行检修工作,电子实验测量仪器的维护与检修是一项技术性较强的工作,因此技术人员应当不断充实自己的专业技术,积累维护和检修经验,以保证电子实验测量仪器的完好率,对实验教学以及科研做出贡献。 电子测量与仪器论文:《电子测量技术与仪器》课程基于工程应用的实践教学改革 摘 要:电子测量技术与仪器教学改革引起了高职院校教学改革的热点讨论。根据我院实际教学情况和学生自身特点,对电子测量技术与仪器”课程的教学进行了讨论、探索和实践,并提出理论指导实践、强化应用、分组指导教学等良好的建议。 关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革 1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵 目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。 结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。 2 教学改革实施 依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。 在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革: ⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。 ⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。 ⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。 在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。 3 总结 通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。 电子测量与仪器论文:基于案例引导、任务驱动教学法在《电子测量技术与仪器》课程教学中的应用 【摘要】对于《电子测量与仪器》课程的教学改革,通过基于案例引导、任务驱动教学方法提高学生的职业素质出发,适当调整理论教学的内容、加强实践教学环节、积极改进教学方法、扩展课程外延,培养学生的职业能力和创新能力等观点。 【关键词】案例引导;任务驱动;教学 《电子测量技术与仪器》是一门注重理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。除了学习和掌握必要的理论知识外,更重要的是能掌握各种电子测量仪器的选择原则以及使用方法。但我们一般的教材理论部分较多,具体测量方法特别实例分析、实训项目等内容介绍较少,教学也相对枯燥,学生的学习热情不高,学习效果不佳,所以需要更多的实践课程,利用案引导和任务驱动教学,更好地学习《电子测量技术与仪器》。 1.案例引导和任务驱动教学的应用 1.1 案例引导 20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。就是围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例(通常为书面形式),通过独立研究和相互讨论的方式。来提高学员的分析问题和解决问题的能力的一种方法。 以往在讲解电子测量基本仪器的原理时,教师按课程的理论体系阐述知识点,学生听老师讲解,适当时候教师提问。这样课堂气氛沉闷,不利于调动学生学习积极性。采用案例引导教学法有利于改变这种状况。例如讲解频率测量这一章节,教师可先拿教师自己或上一届学生设计的一个简易数字频率计向学生演示,介绍其功能和设计过程,再介绍其基本工作原理,这样学生的积极性被有效地调动起来,学习兴趣大增。讲完后,再让学生思考这个作品还存在什么问题,或者还可以采用什么新的方案,并及时布置与之相关的研究性学习任务,以小组为单位进行学习交流与研究。在这个过程中每个学生根据兴趣选择一个内容完成开学时布置的小制作及小论文。上交作品或小论文时对学生进行面试,以避免抄袭现象。另外,教师在平时的教学科研工作过程中要注意收集与电子测量相关的小产品,充实到案例教学中。这种教学方法对理论基础相对较差的学生帮助也很大,其动手能力、应用能力可得到较好的锻炼。案例引导应着眼于学生正确和熟练地使用仪器这一教学目标,围绕这一主线展开讨论。对于电子测量仪器,主要强调其基本组成与整机工作原理,不对整机电路作较多的讨论。教学中的仪器内容及选型注意与当前生产、科研实践相联系,使其具有一定的代表性。在介绍典型仪器产品时,把仪器的面板构成和原理框图相联系,有利于学生把所学的理论知识与实践相结合。 不过需要注意的是:(1)案例的来源往往不能满足培训的需要。研究和编制一个好的案例,需要较长时间。同时,编写一个有效的案例需要有技能和经验。因此,案例可能不适合现实情况的需要。(2)案例法需要较多的培训时间,对教师和学员的要求也比较高。在案例引导的过程中建议:1)案例讨论中尽量摒弃主观的成分,教师要掌握会场,引导讨论方向,要注意培养能力,不要走过场。2)案例教学耗时较多,因而案例选择要精当,开始时组织案例教学要适度。3)学生一般都具有实践经验,不必担心讨论不起来,但一定要有理论知识作底衬,即案例教学一定要在理论学习的基础上进行。 1.2 任务驱动教学 任务驱动教学就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,围绕共同的任务活动中心,在问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,引导学生产生一种学习实践活动。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。学生获得成就感,激发他们的求知欲望,形成感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、进取的自学能力。 把课堂搬到实验室,针对具体的测量仪器来介绍工作原理及电路组成,同时观察实验效果。鼓励讲授理论的教师同时承担实验教学,此教学形式的改进能帮助教师拓展知识结构,理论教师通过实验课程指导,能深刻体会实验对理论教学的重要促进作用,提升教师自身教学和工程实践能力。令学生学生能够独立设计测量方案、熟练运用电子仪器、利用已学理论知识分析测量结果。通过任务驱动教学让学生充分掌握以下几点:(1)了解主要电子技术中如电压、电流、频率、元器件参数、阻抗、噪声等物理量的测量原理;(2)了解电压表、信号发生器、电子示波器、扫频仪、逻辑分析仪等电子测量仪器的工作原理并能熟练操作和使用这些测量仪器;(3)针对具体的物理量的测量,能够设计出合理的测量方案、正确操作测量仪器、并对测量结果能科学分析。 在仪器的新技术方面,我们建立了虚拟仪器实验室。通过Virt ualBench 等软件在教学中应用,使学生认识到在虚拟仪器中,一台计算机可当作多台仪器使用,“软件即仪器”;还可以根据自己的需要,应用Lab VIEW 等图形化编程软件编制软件,使计算机变成自己所需要的仪器。这样,大大地扩宽了学生的视野,提高他们的学习兴趣,也培养了他们的创新能力。 任务驱动教学需要注意的是:(1)教学进度不易把握。每一组的探究程度和进度教师很难把握,实训结束时,有的组提前完成,有的组不能完成,影响效果。所以后需采取一些措施,要既能保证探究效果,又不影响进度。(2)课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为生动,这也导致个别学生干扰他人。采取措施在行动上约束学生,最好能使学生都积极参与起来。(3)评价上有困难。任务驱动教学法,可能有个别学生滥竽充数、混水摸鱼,给教师造成教学质量好的错觉,影响到教学效果。 1.3 小结 总之,案例引导和任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师除了具有辅导者、引导者的身份外,不具备其他任何权威。在这一模式下,学生将可能通过计算机网络随时获取帮助,并随时成为教师。这种教学方式全面应用到技能教学相信只是一个时间上的问题,它将完全改变传统的教学方式,使因材施教真正落到实处,让每个学习者将学习当作一种享受。 2.建立新型的考核评价体系 传统的考试制度比较注重理论和笔试,实验成绩虽占有一定的比例,但比重较小,这不利于人才的培养,理论测试与实践动手能力考核应同等对待。理论考核应从培养学生分析、解决问题的能力和创造能力出发。而实践考核中,既为不同层次学生提供更加公平的评价方式,也为那些擅长动手和创造的学生提供空间和时间,帮助他们脱颖而出,对学生的评价更客观、更全面。突出了实践环节的重要性。 3.重视教师自身素质的提高 教师在教学活动中是处于主导地位的,很难想像一个专业化程度不高、业务一般的教师能教出一批好的学生。而且随着新技术、新方法、新仪器的不断出现,测量应用领域的拓展,对教师知识结构、素质和能力也提出了新的挑战。为此教师一方面必须积极参加科研,掌握学科前沿动态,另一方面定期到企业挂职锻炼,掌握相关电子产品生产测试实际情况,丰富实用教学案例,把自己获得的实际经验、所掌握的最新信息传授给学生。 4.小结 21世纪是知识经济时代,知识经济时代对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求,对人才培养工作产生极其深刻的影响。大学作为培养高级人才的摇篮,只有紧跟时代的发展脉搏,改革人才培养模式,转变教学观念,更新教学内容,探索各种教学方法和教学手段,切实提高教学质量,才能很好担当起为社会输送合格人才的重任。在本课程的教学过程中,我们采取了多种教学方法,虽然取得了一定的成绩,但教学改革毕竟是一个长期探索、不断完善的过程,需要我们去不断总结经验,探索更有益的方法。 电子测量与仪器论文:高职高专《电子测量与智能仪器》课程改革的思考 【摘 要】《电子测量与智能仪器》课程是电子信息工程专业、电子信息工程(通信方向)、城规控制等专业的专业平台课程,这门课程是实践性实做性很强的科目,也是一门内容繁杂的交叉学科。内容涵盖了传感器、电子测量、智能仪器等。它在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用,它的课程改革也显得尤其重要。 【关键词】《电子测量与智能仪器》;改革;传感器 《电子测量与智能仪器》课程是电子信息工程专业、电子信息工程(通信方向)、城规控制等专业的专业平台课程,这门课程是实践性实做性很强的科目,也是一门内容繁杂的交叉学科。内容涵盖了传感器、电子测量、智能仪器等。它在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用,从传感器转换原理上来说,涉及电学、磁学、光学、化学等学科;从应用角度来看,又与测量学、电子学、计算机技术及自动控制技术等紧密联系;而传感器、电子测量、智能仪器的内容相对独立又相互联系;就学习方法来说,是理论与实践紧密结合的一门课程。 本课程是从事现代电子科学研究的必备基础。随着电子技术的发展,我国正成为世界电子产品制造业的制造中心,对于高职院校的电子信息专业学生来说,走上工作岗位以后,会成为生产、调试、检验第一线的技术工人。为了提高生产效率,在生产岗位上除了需要大量的通用仪表,还需要各种特殊仪表,学生只有全面学习并掌握了常用的电子测量仪器仪表的原理和使用,才能为优秀专业课的学习及以后的工作打下坚实的基础。 《电子测量与智能仪表》课程改革包括了下列内容: 一、理论教学的改革 (一)项目化教学的组织 因为该门课程内容由《传感器》和《电子测量》两门课程演变而来,教学课时又有限(48学时),教学内容不可能面面俱到;而且在企事业的实际应用中,不同行业所使用的传感器和测量仪器也各有侧重。针对以上特点,我们以项目为载体,将教学内容分为五个传感器项目和五个电子测量项目,传感器包含传感器认识、电子称设计、转速仪设计、声光控制灯设计、温度采集器设计等项目。电子测量包括信号产生、电压测量、波形测量、时间测量、电子元器件参数测量等项目。并在项目后加入知识扩展模块,方便不同专业的学生学习不同的专业知识,学有余力的同学还可以扩展知识,增加素养。根据学科的发展,教学内容适当加入智能仪器的内容,以方便学生以后更好的适应工作岗位。 (二)教学内容的优化 目前的传感器教材在内容的编排方面,考虑到系统性和完整性,顺序一般安排为基础知识、各种类型的传感器、信号处理电路,最后介绍智能型传感器和传感器网络等新知识,这样的安排不太适合职业院校对学生职业能力培养的要求。 为此,我们在组织教学时,对部分内容进行了调整: (1)将传感器认识作为一个项目,在这个项目里完成对传感器的认识、掌握传感器的分类、掌握传感器的命名方式、了解常用传感器的转换原理、了解常用传感器的测量电路和处理电路。这样调整的好处是,在学习具体传感器之前,先掌握相应的知识路,等讲到具体传感器时,学生便能针对不同的传感器进行相应的实践项目,做到学以致用,提高技能。 (2)把对应的传感器放到每一个具体的项目中学习。目前,传感器的智能化、集成化已走向成熟,很多半导体制造商都研制、生产出了各种智能化、集成化的传感器及传感器专用处理电路,将该内容分布到每个模块中,一是可以使学生对传感器的学习更有针对性;二是让学生对传感器的应用有了清晰的认识,学生掌握的不再是孤立的传感器的知识,而是相应的应用电路,在学生走到工作岗位之后能很快具备相应的岗位能力;三是能做到将最新技术、产品介绍给学生、满足学生对新技术的需求;四是每一项目仍自成一体,不会使教学内容离散。 (3)加入扩展知识 在每个项目的后面加入相关的扩展知识,比方说声光控制照明灯项目,该项目是以声光控制照明设备为载体,详细分析了光电传感器的应用。光电传感器是一类分类繁多,应用广泛的传感器,各个专业以后都可能用到。在项目后面我们加入红外报警器、地铁屏蔽门、光电鼠标等扩展知识,方便电子信息、城规控制、通信信号等不同专业的学生学习相关专业知识,积极发挥专业平台课的作用。 二、教学方法的改革 (一)实用为主、理论够用的原则 传感器部分主要内容为转换原理、基本特性等,而职业院校毕业生的去向主要为生产一线,重点在于应用,只要知道如何使用、选择传感器即可,很少需要进行理论研究。因此,在教学中只需要让学生定性地了解传感器的工作原理,熟悉其基本特性,对于原理性的理论推导可以不做要求。对于一些定理,只要知道定理内容及在生产实际中的应用即可,对于定理公式的推导则没必要详细介绍。对此部分内容感兴趣的学生可以自学,有问题再向教师请教或自己查阅资料。例如桥式测量电路,学生只要明白电桥电路的作用,知道直流全桥、双臂电桥、单臂电桥之间电压灵敏度的关系。而其理论推导则无须占用课堂时间。学生学习的重点在于如何根据传感器手册、应用场合、测量范围等指标选用传感器,而对于很多公式、理论等内容则以学生自学为主,重点在于培养学生的技能。 在教学过程中,对于基本概念的教学仍然采用传统的教学手段,对于新技术、新知识或相对比较简单的内容,则采用多媒体教学。对于一些智能型传感器,则要求学生充分利用网络资源,了解传感器发展的最新动态。 (二)依托网络资源环境,提升研究性学习的质量和水平。 课程组教师建立了课程网站和资源库,使多年来积累的课程建设成果、优质教学资源能够跨越时空界限为学生的自主学习和研究性学习提供资源环境。资源库建设包括教师的基本教学资源、拓展教学资源、课业库、试题库、学习链接等内容,网站还专门设置了“学生资源共享”“网上测试”和“网上答疑”等互动性环节。学生可以将自己的研学成果上传到“学生资源共享”。通过该互动环节丰富了资源的来源和共享范围,加强了教师和学生之间以及学生和学生之间的互动交流,通过网上测试随机组卷,了解自己对知识的掌握情况。 电子测量与仪器论文:浅谈技校《电子测量与仪器》课程的一体化教学 摘 要:新形势下技工教育应以培养学生的综合职业能力为目标,传统的教学模式存在不少弊端,应用理论与实践一体化教学方式,学生不单掌握了职业知识,更掌握了职业技能,为其职业生涯发展奠定了基础。一体化教学实施中,采用分组合作,学生体验到团队合作、与人沟通的重要性,增加了对工作的认同感与责任心,有利于提升综合素质。 关键词:理论 实践 一体化 职业 教学 合作 自主 学习 当今世界对技能人才的综合素质和技能水平要求越来越高,技工院校作为培养技能人才的主阵地,始终坚持为社会经济发展服务,为企业服务。技工教育正在探索建立以职业活动为导向,以职业能力培养为优秀,理论教学与技能操作融合贯通的课程体系。正因如此,为了提高技校电子类专业学生动手能力,采用理论与实践一体化教学方式已经成为迫在眉睫的大事。下面就《电子测量与仪器》的一体化教学谈谈自己粗浅的看法。 1、 技校电子类专业《电子测量与仪器》课程传统教学的弊端 《电子测量与仪器》课程是电子类专业的一门重要专业课,这门课程在保证必要专业基础知识的同时,加强实践性教学内容,教材既有对电子测量知识 和原理的阐述,又有对测量方法、测量仪器的介绍。以往的“填鸭式”教学,学生接受的仅仅是纯粹的理论知识,由于实践缺少,他们对知识理解不够深入,再加上这门课比较抽象,学生就算听明白了,但具体操作还是有困难,无法真正学以致用,根本不能掌握技能。久而久之他们对这门课程失去了兴趣和学习积极性, 这是作为教师所不愿看到的。 2、 实行一体化教学的意义 (1)、采用一体化教学,有利于职业能力培养 “一体化”,在百度百科中被定义为“多个原来相互独立的主权实体通过某种方式逐步结合成为一个单一实体的过程”。技校电子类专业《电子测量与仪器》 课程的一体化教学是把理论知识和实践操作有机结合起来。理论和实践本是统一的,理论来自实践又指导实践,职业教育教学中不存在没有实践的理论,也不存在没有理论的实践。应用理论与实践一体化教学方式,可以达到课堂讲解、实践演示、实际操作同步开展,能有效让理论知识的教学和实际操作的学习统一成有机的整体。通过学习,学生不单掌握了职业知识(为什么要这样做),更掌握了职业技能(会做)。 (2)采用一体化教学,大大提高了学生的学习兴趣和学习过程的参与度 一体化教学过程中,以学生为中心,教师导、学生演的教学模式使课堂气氛活跃,学生课堂出勤率明显提高,课堂上玩手机、睡觉的现象大大减少。一体化教学改变了传统课堂以教师讲授为主的模式,让学生有了自我学习和动手操作的时间,大大提高了他们的学习积极性,使其从以往的被动学习转变为主动学习。一体化课程的学习是以学习任务为载体的学习与工作,当任务完成并且受到教师和同学们认可时,学生体会到了成就感,增强了自信心。 (3)采用一体化教学,有利于培养“双师型”一线教师 实施一体化教学首要条件是教师。一体化教学需要的是“双师型”教师,没有“双师型”教师,理论和实践还是割裂的。双师型教师必须具有综合职业能力,解决生产中的实际问题。《电子测量与仪器》课程任课教师在应用理论与实践一体化教学策略时,无论是理论知识,还是实践动手操作方面的知识都需要有系统性掌握,在此过程中,必然会带动一线教师应用各种方法提升自身的教学能力,进而培养出更多的“双师型”教师。 3、 技校《电子测量与仪器》课程一体化教学的实施 (1) 将课堂教学转向工作情景,让学生在“学习中工作,工作中学习”。 一体化课程来源于某一(类)职业的典型工作任务,学生通过完成完整的一项项学习任务实现综合职业能力的培养。整个教学过程是学习任务和工作任务完成的方法和途径,教师根据工作要求布置学习任务和工作任务,学生则通过学习和工作完成各项任务,即通常所说的工作中学习,学习中工作。教学场所由教室转为实训室(教学工作站),把课堂教学转向工作情景。具体到《电子测量与仪器》课程的一体化教学,实施时采用模块式教学,每一个模块又分成几个项目,每一个项目又划分成几个小任务。例如在进行电能量测量模块教学时,教师先讲授理论知识,然后演示电压、电流、功率及电能的测量方法,在此基础上,给他们布置学习、工作任务,让他们装接日常用的交流照明电路,测量该电路的电压、电流、功率及电能。从学生的接线、检查、通电、测量到断电,都严格按操作规程、企业规范来要求,让学生的学习过程与该职业在社会上的实际工作过程一致,使得学生能更全面地接触工作的每一个环节,为其将来的职业生涯发展奠定基础。 (2) 分组合作,自主学习,提高学生的综合素质 《国家中长期教育改革和发展规划纲要》指出:职业教育要增强吸引力,需要改革教学模式,教学模式改革成功的一个重要标志就是学生个性化学习方法的形成和自主学习能力的发展。自主学习是一种以学习者为中心、强调学习者积极参与并结合合作,学习自主管理自己学习的新型教学模式。具体到《电子测量与仪器》课程的一体化教学实施,教师可以把学生分成小组,一般3至5人作为一组,并从中选一位学生作为小组长,做好这一步有利于更好地进行教学的组织工作,教师通过引导学生确定学习目标、制定学习进程、合作探究等手段完成学习(工作)任务,学生在完成任务的过程中,不断讨论学习(工作)方法,形成了各自独特的技巧,培养了他们解决问题、优化工作的方法能力,在此过程中,学生体验到了团队合作、与人沟通的重要性,并增加了对工作的认同感与责任心,综合素质明显提高。 (3) 教师评价、学生成果展示,增强学生的成就感和自信心 学习(工作)任务完成后,让学生将自己的成果(设计、制作)进行展示,教师需要针对学生的知识掌握、操作情况及其在整个活动中的表现等方面进行点评,多给予鼓励,少批评,尽可能考量学生发展各方面的需要,进行层次化点评,让每位学生都有收益。 综上所述,技校《电子测量与仪器》课程的一体化教学是以职业能力为优秀,以职业活动为导向,对提高学生的学习兴趣,增强他们的自主学习能力,提高他们的综合素质都有很大意义。 电子测量与仪器论文:浅析项目教学法在中职电子测量仪器与应用课程教学中的应用 摘 要:本文主要从项目教学法的角度,分析了如何有效开展电子测量仪器与应用课程的教学,以激发学生的兴趣,提高教学效果。 关键词:项目教学法;中职教育;电子测量仪表与应用 职业学校是培养高素质专门技术人才的基地,肩负着向特定的行业和岗位培养合格的操作技能型人才的使命。现代科学技术的迅速发展,促使社会体系、经济体系和教育体系不断地变化,社会对高素质技术人才的需要也在变化,现代社会要求人的能力有三个方面:专业能力、社会能力和方法能力。社会能力与方法能力是学生适应社会的能力,要培养学生这种能力,教师就应改变传统教学方法,以适应培养学生增强社会能力与方法能力的要求。 一、改变传统教育模式实现职业教学上的创新 我国传统职业教育模式的教学目标是向学生传授系统的文化基础知识和专业基础知识,以知识为本位,强调学科知识的科学性与系统性,教学上注重新旧知识之间的联系,重视识记,但忽略了对学生能力和创造性的培养。这与当今社会强调实用技能,强调知识创新等素质教育要求不相符,难以适应社会的发展需要,因而对传统教育模式进行改革迫在眉睫。 项目教学法是从德国引进的一种全新的教学方法,重点强调对人的关键能力的培养。项目教学法注重培养学生的分析能力、团结协作能力、综合概括能力和动手能力,极大地拓展了学生思考问题的深度、广度,让学生较早地接触到工作中遇到的问题,并运用已有的知识解决它,对技校学生来说很有针对性。目前,项目教学法已逐渐取代传统教学中视理论为基础的教学模式,成为职业学校多数教师探索追求的新领域。 二、项目教学法在电子测量仪器与应用课程中的实际应用 电子测量仪器与应用作为一门电子专业的基本技能课,要求学生掌握电子仪器仪表基本理论,掌握电子仪器仪表的正确使用方法,掌握电路测量的基本技能和相关技术。课程强调理论与实践掌握相结合,实践性强,很适合采用项目教学法进行教学。 由于诸多原因,目前中职业学校学生普遍认为电子测量仪器与应用课的理论知识较抽象,电路原理难懂。对教材中各种单元电路在实际中有何用途,如何应用所学的知识解决生产和生活的一些问题,学生更是感到茫然,往往产生想学又怕学的矛盾心理。针对这种现状,教学中,教师应想方设法激发学生的学习兴趣,改变教学方法,处理好理论教学与实践教学的关系,尽可能少讲深奥的电路理论,多讲实用仪器的应用,多给学生提供动手机会。 项目设置及任务分解表 1.确定项目任务 项目教学法的课前准备工作是教学法中的一个重要环节,让学生分组查、找相关资料,确定项目的目标和任务,充分发挥他们的智力。这样学生成了教学中的主角,而教师则转换为教学的引导者。 (1)项目教学设计原则。由传统以教师为中心的教学变为以学生为中心的教学;由以课本为中心转变为以“项目”为中心;由以课堂为中心转变为以情景为中心。 (2)项目的选取标准。该项目可用于学习特定的教学内容,具有一定的实用价值;与企业实际生产过程或现实商业活动有直接的关系;学生有独立进行计划工作的机会,可以自行组织、安排学习行为;有明确而具体的成果展示;学习结束时,师生共同评价项目工作成果以及工作学习的方法。 考虑到万用表和双踪示波器是电工电子的常用常见仪器,学生必须掌握其用法,因此,在电子测量仪表与应用项目内容的选取中,选择这两个项目作为教学重点。为了更好地学习电子线路专业课,又选了元器件的识别和信号源两个项目。 2.制定计划 完成实用性项目的过程,学生更能认识到这门课程的作用,加深对这门课程应用前景的了解。根据电子测量仪表与应用课程的特点和学生认知规律,教师应由简到难设计出项目,每个项目再分解成具体的任务链。学生通过学习这些项目,不断练习电子测量仪表仪器的基本操作,激发学生的学习兴趣。 3.实施计划 将电子测量仪表与应用课程的教学分成若干项目,再将每个项目分成多个任务,这样很容易分解重点和难点,便于学生学习掌握知识与技能。在教学过程中,要鼓励学生克服思维定式,大胆猜想、判断,形成创新能力。 (1)上好绪论课,作好准备。在初学习时,要让学生知道学习方法,实训报告最终要让学生自己完成。在开学初,安排几节绪论课,说明本课程的教学内容,让学生了解大致的学习任务,知道重点项目是万用表和双踪示波器。 (2)先认识,再动手,后理论。学习第一个项目时,在实训室中,让每个小组领一个万用表。先让学生认识万用表,知晓面板上各部分的作用,再进行简单的应用,激发学生的学习兴趣。然后,课堂上进行相关理论的学习。教师可再演示万用表的操作过程,结合理论讲解,然后找几名学生现场演示,教师及时指出学生操作中遇到的各种问题。同时设计几个问题,让学生边思考边现场解决。在实训时,教师应巡回指导,及时发现和解决学生遇到的问题,对典型问题或错误,要向全体学生进行讲解。 4.检查评估 当某一项目任务完成后,一定要及时对学生的学习情况进行总结和评价。一般情况下可分三级来考核,第一级可由教师对小组项目情况评定,第二级是由小组成员根据各组员对小组的贡献情况互评,第三级由学生本人进行自评,综合三级评定来确定每一个成员的成绩。让学生及时写出实训报告和实训体会,引导学生对所做所学的内容进行归纳总结,找出不足。 总之,学生完成这些项目后,基本掌握了常用测量仪表的原理和使用,为后续学习电子技术等专业技能课,也为今后在工作中继续学习打下基础。
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。
环境工程论文:企业绿色化环境工程论文 1环境工程概述 “环境工程”当属企业发展的一种战略形势,每个公司在寻求新发展的时候都会集思广益,找寻各种新思想,新计划。而这些计划是否得以实施,很关键的地方就在于它是否与时俱进。21世纪最重要的就是“环境工程”。而环境工程也将是企业战略中讨论的重中之重。各个企业通过各种渠道,建立一个绿色企业价值链接,实现企业产品在整个周期中的绿色运作。实现可持续发展的绿色企业模式,这将非常可观。 2环境工程技术的主要内容 环境工程技术的发展在每家企业呈现的方式不尽相同,由于地理区域,人文环境的不同对环境工程内容的划分也就不一样了。根据学者专家的分析与评估,一般将环境工程的内容分为以下三大类: 2.1废水、废气、废物垃圾的处理 可以说,这是环境工程当中最重要的一环。环境污染是我国现代企业最头疼的问题,而且我国现代企业的环境污染治理处于起步阶段,存在很多的不足。各大企业绞尽脑汁,寻求多种方法,排污止水。这一内容将是众多企业发展绿色经济的战略目标之一。 2.2被污染环境的检测与评估 环境污染的检测与评估包括很多内容,比如说,“大气污染物的检测与评估、水体污染的生物监测与评估、化学诱变物的检测”等等,这些都属于污染检测的范畴。污染检测一般需要专业人士以及专业机器进行操作。 2.3污染环境的综合治理 这是环境工程的目的所在,随着世界经济的迅速发展,环境污染对人类生存环境造成一定程度的危害,环境污染也成为制约企业经济发展的重大障碍之一,所以污染治理迫在眉睫。值得欣慰的是,我国相继出台一系列的环境污染治理措施。希望在不久的将来,人类将继续拥有一个美丽的蓝天。 3企业发展的现状分析 经济的迅速发展给企业带来福利的同时也带来了或多或少的麻烦。比如说,中国各行各业的发展竞争日益加剧,随着企业收支的不平衡各种竞争手段相继出现,进行恶性竞争的公司也大有人在。这在一定程度上就加重了环境污染。还有就是部分企业的创新能力相对较弱,公司的发展依然延续旧的发展模式,在经济发展的大洪流中无法跟上时代的脚步,注定会被淘汰。公司没有创新能力,在一定程度上与可运作资金有关,近年来,由于金融危机的影响,使得部分企业面临倒闭,能够生存下来的大多也都捉襟见肘,更不用提创新了。所以,企业发展有一个新的方向、新的理念至关重要,抓住时代的契机,顺应时代的发展,就会有另一番新的景象。21世纪,人们最看重的就是“环境”,环境污染,环境治理是人们最关心的问题,各个企业抓住这一趋势,扭转企业战略,迎头赶上,相信在不久的将来就会有很大的进步。 4环境工程在企业发展中的作用 4.1环境工程缓解企业运作压力 众多企业在运作的过程中会产生或多或少的产品垃圾,这些都需要企业进行全权负责。这就直接导致企业会支出一部分的资金进行污染治理,这项污染治理的资金包括前期治理污染的资源消耗,解决污染的消耗,保护被污染环境的消耗等等。据统计,企业关于环境维护与治理的成本将近占总成本的一半。自从企业引进环境工程技术以后,只需建立一个完善的环境工程技术系统,就能降低由环境污染所造成的一系列问题。 4.2顺应时展,建立循环利用的企业资源 由上可知,企业相继引入了一个完善的环境工程技术系统,这项技术最大的优点就是实现资源的回收再利用。因为在企业发展的过程中会产生大量的废物、废气、废水。通过环境工程中的综合治理环节,就可将这些废弃物“变废为宝”,并运用具有高科技含量的环境污染治理技术,使企业的生产垃圾在最后排出的时候是零污染,变成可回收利用的企业资源。这样在一定程度上就节约了企业的支出成本,对企业经济的发展有很大的促进作用。 5结语 据不完全统计,企业发展中运用环境工程技术的占半数以上,说明环境工程在企业发展中的运用越来越频繁,环境工程不仅给企业带来了明显的收益也为实际环境的发展做出了卓越的贡献。环境工程对企业发展的作用毋庸置疑,随着国家各项条例的实施,各大企业进行相应的调整,将这项意义非凡的工程一直进行下去。 作者:姚东晓 崔玉宝 单位:栾川县环境保护局 环境工程论文:优秀团队建设视域下的环境工程论文 一、以课程群建设为优秀组建教学团队 环境工程专业每隔4年修订一次培养方案,2012版培养方案中学科基础课程有流体力学、环境工程原理、环境工程微生物学、工程制图与CAD基础、工程力学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理,共13门课程53学分。专业必修课程有环境监测、大气污染控制工程、水污染控制工程、固体废物处理与处置、环境物理性污染与控制、环境质量评价,6门课程15.5学分。专业选修课程有排水管网、给水工程、传热传质学、城市规划等,16门课程29学分。实践教学环节有6周的认识、生产、毕业实习,环境监测、环境工程2门实验、泵站、大气污染控制、水污染控制、固体废物处理、排水管网、给水工程、环评7门课程设计、毕业设计等,共17门课程45.5学分。2012版培养方案较2008版减少了30学分,总的特点是“三重”,即重基础、重实践、重专业方向,力争让学生具备大学生基本素质和自我学习能力,专业上突出按方向培养,系统深入掌握水、气、固、环境管理规划某一个方向知识。环境工程专业逐渐组建大气污染控制、水污染控制、固体废物处理和环境规划管理4个方向的教学团队,承担相应方向的课程群建设,开展教学改革和科学研究。 二、教学团队带头人和骨干教师遴选 教学团队带头人作为团队的“领头羊”,引领着教学改革和科学研究方向,是教学团队的优秀和灵魂。教学团队带头人除具备较高的学术造诣、创新性学术思想和良好的组织协调能力外,还应长期坚持在本科教学第一线,致力于课程建设,具备目光远大、胸襟开阔、善于沟通、甘于奉献等人格魅力,以学术精神、学术水平带动和影响团队成员参与团队的各项建设,促进学术成果的教学转化,吸引并带动一批有创新能力和突出发展潜力的中青年教学骨干,组建合理的教学梯队。教学团队成员除年龄和职称结构合理外,也需考虑基础知识、专业知识、实验设计实践环节、科学研究和工程应用等多方面人才互补。骨干教师遴选以本专业教师为主,但需跨学科、跨专业、跨院系,甚至跨地域吸收引进优秀骨干成员。团队人员数量以8~15人为宜,其中包含3~5位校外专家顾问。团队梯队人员结构既注重基础和专业结合,也注重校内、外联合、基础理论研究和工程应用结合。 三、开展课程群教学改革 (一)课程群建设规划 精品课程建设在新一轮高校教学改革中具有带动主要课程群建设与改革、推动品牌专业立项与建设、开创院校办学特色等重要功能。教学团队以精品课程的建设目标和要求编制课程群建设规划,明确和制定课程群建设目标和任务,以及建设的具体措施与对策。精品课程有院级精品课程→校级精品课程→省级精品课程→部级精品课程4级建设梯度。水污染控制工程和大气污染控制工程已评为省级精品课程,这两个教学团队力争将省级精品课程建设为部级精品课程,同时以省级精品课程的建设目标带动环境工程微生物、环境工程原理、环境监测等重点课程申报校级精品课程。 (二)教学内容和教材 教学团队要理清不同课程在课程群系统中的逻辑关系,针对学生培养目标,规范基础课程、专业骨干课程和选修课程之间的教学内容分配、衔接等,突出重点,避免内容重复,统筹考虑各课程的学时、开课时间、实践环节内容与课时分配。抓好归属课程教学大纲执行与落实,规范归属课程讲义与教案,加强课程教学课件等方面建设,将该学科最新研究成果及时补入教学内容,定期修订与完善各门课程大纲内容、范围和要求。同时,对每门课程教学所选用的课堂教学、实验、课程设计、实习指导教材进行论证。教材建设是教学团队建设的一个很好载体,教材是教师和学生之间的媒介,是联系师生的纽带,也是教师合理利用教学资源、整理教学思路的突破点。现在高校使用的教材或多或少存在着内容陈旧、缺乏创新等问题,应尽量选用最新的“十一五”、“十二五”部级规划教材和面向21世纪高校教材。对教材的选用既要考虑国内、外最新先进科技成果,又要考虑教材质量。另外,要积极组织力量主编或参编省部级以上教材,自编特色教材。总之,使教学内容紧跟科学文化以及经济社会发展步伐,做到与时俱进。 (三)教学方法和手段 教学团队建设中突出创新意识和团队进取精神。教学团队除了改革教学外,在教学模式和教学方法等方面也要进行积极改革和创新,将一些好的教学研究成果运用到本科教学,形成特色。比如,可以采用六步教学法、课堂讨论法、启发式教学法、案例教学法、直观教学法、比较教学法等进行课堂教学的不断尝试与探索。也可采用多媒体教学、实验教学、课程设计、双语教学、仿真教学、视频教学、网络教学、现场实训结合的“八结合”教学方法和手段,丰富教学内容,提升教学质量。 (四)科研和教学互补 教学团队及科研团队是伴随着高校的发展而产生的,两者密切联系、相互包容和依存。教学团队主要是针对本科教学提出的,是以提高教学质量、促进教学改革为主要任务,通过团队建设促进高质量人才培养;科研团队,侧重于以项目为依托,探索新知识、开发新成果等,目的是为学科发展提供创新成果和高层次人才。在教学型院校,教团团队应融合科研团队的作用和功能,高校教师既是知识的传播者,也是知识的创造者。优秀的教学团队建设应当与科研工作紧密结合;定期讨论本团队方向的前沿科学问题,申报科研项目;搭建实验平台,开展科学研究,实现科研反哺教学。 (五)教学团队管理和绩效考评制度 教学团队作为一个整体,为实现既定目标和任务,必须建立明确管理和绩效考评制度。例如,团队成员分工合作制度,集中研讨制度,中、青年教师继续教育培训制度等。在评价教学团队时,应坚持集体业绩评价为主,个体业绩评价为辅原则,评价内容有精品课程、教学名师、教材建设、教学成果、教学效果、实验平台、实习基地、课程设计改革、培养学生质量、科研课题、科研成果等多方面内容。在评价方法上,既采纳同行专家评价,又要重视学生评价。在评价环节上,既注重团队建设终期结果评价,又注重建设过程阶段性评价。在评价导向上,将团队成员个人业绩与团队业绩相结合,建立以团队为导向的长效激励机制,提高团队的持久力和执行力。 作者:陈莉荣 姜庆宏 王哲 李玉梅 孙鹏 单位:内蒙古科技大学 能源与环境学院 环境工程论文:应用型人才培养环境工程论文 一、创新计划项目的目标 “部级大学生创新创业训练计划”是在“大学生创新性实验计划”实施5年基础上启动的,其目标是通过该计划项目的实施,促进高校教育思想观念转变,推动人才培养模式改革,强化训练学生的创新创业能力,从而增强学生的创新能力和以此为基础的创业能力,最终培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。根据最新文件精神,创新计划包含创业训练项目、创新训练项目和创业实践项目三种类型,每一项目类型有其着重的培养目标。例如创新训练项目,要求本科生在导师指导下,以个人或团队的形式自主完成某一创新性研究项目,包括从选题、资料收集、前期准备和项目实施,到撰写研究报告、成果(学术)交流等各环节。侧重培养学生的文献查阅能力、实际操作能力、总结交流能力和团队协作能力,同时激发学生科研兴趣。 二、创新计划项目的实施及其对环境工程应用型人才培养的作用 (一)创新计划项目课题的选择 创新计划课题的选择对于激发学生科研兴趣、调动学生的积极性有重要作用,一个恰当的选题是学生综合素质获得全面锻炼和提高的基础。对于本科生来讲,其具有最为旺盛的学习精力、最为活跃的思维,也具有广泛的知识涉猎兴趣。因此,作为本科生创新计划项目的课题首先必须要有创新性,而不是课堂或书本知识的简单重复。创新性即要求课题必须具有创新点,可以是研究内容上的新颖,也可以是研究方法或分析测试方法上的创新。其次是创新计划项目选题难易程度要适宜。太简单而容易完成的选题起不到锻炼学生能力的目的,或是学生的能力只能得到部分锻炼。太难的选题有可能使学生产生畏难的情绪,同时也会产生因经费不足而造成课题无法继续开展的风险。目前的观点是以实际的科研项目作为创新计划的选题可以达到比较好的效果。以安徽工程大学环境工程专业2012年度获批的部级创新计划项目为例,全部6个课题都来源于教师正在承担或即将完成的实际科研项目。这样做的好处是,首先创新性可以得到保障。其次,可以根据创新计划团队的实际把既有的项目内容分拆给他们自主完成。同时,实际项目既有的团队能够给创新计划项目团队以很好的带动和指导作用,可以保证项目的顺利实施。 (二)创新计划项目实施过程应注意的问题 1.要明确指导教师的角色和作用 本科生参与创新计划项目的全程均在相关老师的指导下完成,包括选题、文献阅读(研究综述)、项目具体实施、分析总结及论文的撰写等,因此教师的作用尤为重要。只有在经验丰富的教师的精心指导下,本科生参与创新计划项目才能取得较好的效果和获得较高水平的成果。环境工程是一门实践性很强的学科,在解决有关环境问题的时候从业者的经验往往能够起到关键性的作用。因此在创新计划的实施过程中,不仅要求指导教师很好地利用专业知识理论,同时也需要他们充分利用丰富的实践累积,用以引导学生开展独立思路和创新性的实践。针对“掺粉煤灰多孔混凝土联合人工湿地治理酸性工业废水研究”项目而言,就要求指导教师从多孔混凝土的制备及其在污水处理方面的应用,结合目前人工湿地在处理酸性水方面的优势和不足以及实际应用中的常见问题开展理论介绍,激发学生的探索欲望。 2.要确保学生独立自主地开展项目 对于创新计划项目而言学生是主体,因此必须确保其开展项目的独立自主性,充分发挥他们的主观能动作用。与其他学科项目类似,环境工程课题随着开展的深入,面临的问题会越来越多。再以“掺粉煤灰多孔混凝土联合人工湿地治理酸性工业废水研究”项目为例,在项目开始时学生对于多孔混凝土的制备、人工湿地的构建以及酸性工业废水水质的调研都比较积极,在相关文献的阅读基础上可以较为顺利地开展,此时问题不大。一旦进入到实施阶段,诸如添加了粉煤灰的多孔混凝土其最佳配比如何确定,在实验室条件下如何构建人工湿地,针对酸性废水选择什么填料和植物等问题就会陆续出现。这个时候就要求指导老师一方面开展积极引导,使学生不失继续开展项目的信心。另一方面更为重要的是要激发学生自己的主观能动作用,进行创新性思考来解决面临的问题。不可出现教师直接提供方案甚至代劳的现象,否则将与创新计划的初衷相悖。 3.要督促学生及时分析、解决问题并总结成果 本科生创新计划项目多来源于教师的实际项目,项目本身就要求针对项目进程进行及时的分析和成果总结。对于本科生计划项目的实施过程及时分析和总结成果,一方面能让参与的学生及其团队全面掌握课题开展的具体情况,了解项目进一步实施的困难点和关键点。同时在分析问题的过程中有利于促进学术交流,活跃课题组的学术氛围。在解决问题的过程中锻炼学生解决实际问题的能力,包括获取有用信息的能力、动手操作能力、团队协作能力。另一方面,科研成果的及时总结,尤其是以论文的形式出来,这将极大提升本科生的自信心。同时本科生也可以将相关成果作为自己独立的研究成果参与各类竞赛,比如同济大学等举办的全国环境友好科技竞赛等,这对学生继续深造和就业均有一定的帮助。 (三)创新创业计划项目的考核 根据教育部有关大学生创新计划项目的通知(教高函[2012]5号)精神,创新计划验收材料为项目的总结报告,也可以附相应的设计、专利或论文作为补充。作者认为这仅是大学生创新计划项目验收的基本要求,对于高校来讲,具体到环境工程专业其验收标准应贯穿于整个创新计划实施过程。比如学生在项目实施过程中的态度、认真程度,学生是否按照事实规律来进行试验和数据的分析整理,以及学生对项目难点和关键点的把握程度等都可以作为考核的内容。最后验收时的答辩环节也是必不可少的,通过答辩,考查学生对问题的分析和表达能力,以及对课题的实际掌握程度。 三、结语 大学生创新计划项目是新形势下为培养“适应创新型国家建设需要的高水平创新人才”而设立的部级本科教学质量工程。高水平的创新人才应当具备扎实的专业技能、良好的创新能力、沟通能力和团结协作的精神,同时也具有对于问题的分析、解决和总结的能力。安徽工程大学环境工程专业于2008年建立了专门用于本科生综合实验和创新性课题的开放性实验室,这对于培养学生的综合素质起到了积极的作用。就当前而言,应结合大学生创新计划项目的实施,从环境工程专业实际出发,进一步促进环境工程应用型人才的培养。 作者:徐大勇 陈平 单位:安徽工程大学生物与化学工程学院 环境工程论文:建筑工程与环境工程论文 1实训建设现状 实训是高职教育中一个最重要的教学环节,实训基地是实现人才培养目标的支撑之一。建筑与环境工程学院成立于2009年,伴随着建筑行业迅猛发展的大好形势,学生数量逐年大幅增加,师资队伍不断壮大,教学设施不断完善。然而,因前期规划性较弱、建设不力、投入不够、管理不科学等原因,导致学院的实训室建设严重滞后,且没有一个清晰的建设方案或者发展规划可以遵循,成为专业快速发展的绊脚石。经过几年的发展,学院实训建设得到了突飞猛进的发展,建成了工种实训基地、工程测量实训室、软件实训室、识图绘图实训室等,实体检测实训室和建筑材料检测实训室也已初步建成,具体情况如下。1)工程测量实训室。工程测量实训室主要服务于工程测量专业、建筑工程技术专业和工程造价专业的测量相关课程的实训教学,主体为一个存放各种测量仪器设备的库房,建筑面积约133.1m2。目前可供教学使用的仪器有:水准仪、经纬仪、全站仪、超站仪、激光扫平仪、激光垂准仪、静态GPS、GPS(CORS)基准站、GPS接收机等,目前已基本完备并投入使用多年。2)软件实训室。软件实训室主体为一个计算机机房,建筑面积约为225m2。目前拥有计算机100台,软件有autoCAD,清华斯维尔计量计价软件、三维图形算量软件、钢筋算量、安装工程预算软件、招标投标模拟软件等,能够满足工程造价专业造价软件的实训教学。目前已建设完备并投入使用几年。3)工种实训基地。学院工种实训基地建筑面积约为1177m2,工种类别有架子工、模板工、钢筋工、砌筑工、抹灰工、材料检测等。(1)钢筋工:钢筋弯曲机、钢筋切断机、调直切断机、钢筋压力电渣竖焊机、钢筋气压对焊机、钢筋套筒挤压连接机、直螺纹滚丝机、交流弧焊机等各一台。(2)混凝土:混凝土搅拌机、立式砂浆搅拌机,水泥胶砂搅拌机、水泥净浆搅拌机等。(3)材料检测:电热鼓风恒温干燥箱、震击式标准振筛机、电子台秤、沸煮箱(水泥安定性)、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂试体成型振实台、水泥细度负压筛析仪、水泥电动抗折试验机、电子天平等。除此之外,还有模板、扣件式钢管脚手架、砌筑工、抹灰工等多种工具。4)实体检测实训室。实体检测实训室建筑面积约为138m2,现有设备有钢筋位置测定仪、钢筋扫描仪、楼板测厚仪、手持测距仪、混凝土回弹仪、砂浆回弹仪、裂纹测宽仪、混凝土钻孔取芯机等。目前部分设备还尚未投入使用,模拟实体尚未建设。5)制图实训室。识图与制图实训室面积约为135m2,设备包括制图桌、椅、书柜、书架、图板、丁字尺等绘图工具,已基本建设完备并投入使用多年。 2实训建设存在的问题 由于学院实训建设年限较短,基础过于薄弱,至今实训建设还存在许多不足和尚未建设的空白。目前在实训建设中迫切需要解决的问题有如下几点。1)施工工种实训基地现能进行的实训教学仅有砌筑抹灰工种、钢筋绑扎工、模板工和架子工四个工种,且这些工种依托的必要设备设施不够完备、建设不够科学。已有设备如钢筋套筒挤压连接机、取芯钻孔机、直螺纹滚丝机、交流弧焊机、钢筋压力电渣竖焊机和钢筋气压对焊机等2年前已经购买、但种种原因却没有验收安装、闲置已久。并且,在实训现场各种材料堆放凌乱、管理无序,造成了巨大的资源和空间浪费。接下来如何有效利用现有设备,进行工种实训基地的功能分区建设和文化内涵建设成为需解决的重要问题。2)材料检测实训室和实体检测实训室尚未真正成立。目前学院就材料检测实训已经购买了沸煮箱(水泥安定性)、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂试体成型振实台、水泥细度负压筛析仪、水泥电动抗折试验机、电子天平、电热鼓风恒温干燥箱、震击式标准振筛机等设备。实体检测实训室主要购买了实体检测相关设备,如钢筋位置测定仪、钢筋扫描仪、楼板测厚仪、手持测距仪和回弹仪等。上述设备现均陈列于库房内,尚未安装使用。材料检测实训室和实体检测实训室分别建在哪里、现有设备数量上够不够、装置上完备与否是在建设之前必须要解决的问题。3)需要成立力学实训室和建筑设备实训室。力学实训主要用于钢筋拉伸性能及本构关系测定、混凝土抗压性能测定、低碳钢拉伸、扭转演示实验,材料弹性模量、剪切模量的测定等。目前学院力学实训室的建设还没有起步,完全不能满足教学需要,需要尽快购买相关设备建立起来并投入运行。为满足人才培养和专业建设需要,需新建建筑设备实训室,购买给排水、消防、电气等方面的仪器设备,以进行给排水系统原理认识、给水系统综合控制、排水系统综合控制、嵌入式系统认识及操作、给排水系统故障设置及排除、消防报警单点处理操作、火灾通讯系统的操作、消防紧急照明的操作等。4)已建实训室缺乏规范管理制度,未建实训室缺乏清晰的规划方案。各实训室分别设在哪里(该实训对实训室有无特殊要求,如有些实训设备要求实训室必须有坚实的地基和基础),相互之间如何布置(既要避免互相干扰、又希望能资源共享),建设的具体顺序以及如何有效应用已有设备并合理新增设备等都是在实训建设中应该明确的问题。5)校外实训亟待拓展。目前除有几个造价咨询公司提供工程造价专业毕业生顶岗实习岗位外,学院尚没有真正意义上的“校企合作”单位,这对建筑技术专业和工程测量专业的发展极为不利。积极开拓固定合作企业,探索“订单式”培养方式,为学院学生寻找校外实习和就业的出路,是学院必须要尽快解决的一个问题。 3解决对策 1)深度分析校内实训建设中存在的各种问题及产生原因,包括管理较为混乱的施工工种实训基地、只购买了部分仪器设备的建筑材料检测实训室和实体检测实训室、还完全未开展的力学实训室、甚至建设较为完备的建筑测量实训室等环节,思考能快速拓展校外实训的对策,并开展详尽的调研工作。2)针对上述问题,对实训室建设优秀的校内院系(如机械学院、车辆工程学院等)和兄弟院校进行访问学习,邀请行业专家开展座谈会并参与实训室建设方案的制定,从统筹规划、资源共享的角度,制定出考虑长远发展、空间上分布合理、时间上建设有序的校内实训建设方案。制定方案需考虑如何有效利用有限的场地资源、如何避免实训场地的相互干扰(如机械设备噪声)、如何充分利用已有器械、设备等资源而不致浪费等实际问题。3)在院系大力支持的基础上,积极寻求学校甚至市级财政支持,逐步实施建设方案,循序渐进的推进校内实训建设。优先建设人才培养、学科发展急需的实训室(如建筑材料检测、实体检测实训室)和完善已有的实训室(如改善现有工种实训条件、增加工种实训种类、加强实训现场管理),接着新建增强专业实力的实训室(如力学实训室、建筑设备实训室等)。4)在院领导的支持下,积极访问建筑施工、造价咨询、招投标、工程测量、工程监理等相关企业,提出双方共赢的合作方案,寻求长期稳定的“校企合作”。 4结语 由于建筑与环境工程学院成立较晚,实训发展时间较短,早期规划仓促等原因,现存在实训基地功能分区和文化内涵建设较弱、实训管理制度不完善、力学实训室和建筑设备实训室等亟待建设等问题。对此,提出了在充分调研和论证的基础上,制定可行的实训建设方案,并依方案逐步实施的解决对策。 作者:张欣 单位:重庆工业职业技术学院 环境工程论文:适应性环境工程论文 一、环境适应性的基础定义 环境适应性是在有效的环境存储寿命周期内进行设计、运输、存储和整合,在预定期限内进行预应力作用,完善全套的应用功能,防止造成不可逆的损失。环境适应性是通过实验和管理,确定其本省的定量指标,确定环境适应设备产品,在寿命周期内进行预定功能分析。产品对环境的适应能力包括产品可以承受的环境参数变化,充分认识装备设计、研制、材料上存在的问题,及时改善有效改善环境的质量方法,提高环境适应能力。 二、环境工程管理中的问题 1.科学技术应用系统不合理。 缺少环境工程的科学管理,没有全面的观测,造成整体环境目标因素指标无法有效的制定,在实际发展过程中,环境指标规范不严格,环境工程相关管理机构、资金、职责、方法、检查手段都不能有效的配合实际施工保护过程,无法实现环境科学保护管理发展。 2.环保管理技术人员不足。 环境工程因为没有政府的充分认识,广大人民群众对于环境保护问题上没有科学的认识,各大院校没有对环境工程设置专业人才培养计划,因此在后续人才培养上会出现断档的问题。对于在岗的职员没有良好地技术提升机会,无法及时更新环境工程管理方案,提高有效的专业化科学管理。 3.环保管理意识闭塞,造成环保资源浪费。 因环境工程管理缺乏一定的消息同步性,造成环境保护管理部门、实验室、网站无法实时同步,环境工程没有得到有效的意识,直接造成环境工程的危机问题。环境保护工程的专业化管理较多,而规范性的系统管理不合理,实际的环保管理模式不符合实际操作,无法实现有效的环保效果。 三、加强环保工程的管理 1.加强环保意识、确保资金储备。 加深主动环保管理意识,逐步认识我国社会发展条件下,可以实现的环境工程保护细则。加强环境保护观念的有效更新,以小见大,确保环境工程方法的有效落实。大力提高资金投资管理力度,确定环保工程服务于人民,提高人民生活水平的标准。 2.与环境治理需求相互结合。 充分分析现行的环境管理体系,提高环境保护规范标准,在合理的规范标准下,提升城市规范标准,确保城市企业发展的有效治理标准,实现定期考核体系标准管理,以有效的环境综合治理办法,实现综合环境的快速保护。 3.建立环境工程法律法规。 根据环境工程的管理条例,对环境工程管理进行试验分析,确定有效的环境考核管理办法,实地考核,充分利用现有的环境资源,认识当地的环境文化水平,逐步提升环境工程的可操作应用效果。逐步提升环境工程管理人员的工作效率,结合环境工程保护标准,制定有效的检查考核评审标准。在环境工程保护执行过程中,记录相关不力影响决策文件,以方便后期环境工程管理部门的分析和管理。 4.加强环境工程管理人才的培养。 根据我国的国情,分析提高各专业学科与环境工程管理之间的关系,有针对的对环境工程管理人才进行培养,逐步加深专业技术培养发展能力,从而有效的提升人才技术水平,从而适应现有的社会市场需求和发展。组织开展环境工程培训管理,重视环境保护管理人才的有效引导,实现规范化和正规化的综合人才管理,逐步提升环境工程管理人才的工作能力和基本素质水平。 四、完善环境工程管理体系的有效措施 1.扩展环境保护体系。 在现有的环境工程保护管理制度下,逐步提升环境保护体系内容,以合理有效的制度提升环境保护制度标准,征求民众的心声,对不完善的制度标准进行修正和管理,废除各类陈旧环保功能管理制度,提升环境工程管理体系的有效结合。严格控制高污染源项目的处理,及时清理污染物,严格进行监督管理。加深政府监督管理体系的执行力度,对各个部门、各个行业之间进行组织环保工程活动,宣传有效地政府监管环保工程的开展,依据法律法规标准,按照政策要求,实现综合的环境工程的有效治理。 2.改造环保工程管理体系。 采用直接控制和间接控制相结合的方法,对环境工程管理体系中的运行步骤进行分析,通过政府直接下属部门组织开展环境直接保护,通过部门传达环保任务,对各个下属企业进行监管,实现间接的政府统筹管理。环境工程管理中运行和实施是极其重要的一个步骤。只有通过快速、高效的品质运转,环境工程管理才可能得到有效的秩序规范,有序的秩序可以实现整体管理的有序效果。组建良好的环境工程管理机构,采油有效地技术措施,对各个环境工程管理环境进行规范管理,制定合理的制度标准,确保整体制度的完整,从而逐步提升环境工程的技术水平,提高环境工程人员的有效技术规范,确保环境工程管理的有效性。 五、结语 综上所述,环境工程管理是一项长期的重要工作,对于我国的经济社会的发展的各方面都有重要的影响。合理的重视环境工程管理工作,对各个相关管理部门进行有效的技术指标分析,加深环境工程管理中各个程序的规划管理,提升环境工程项目中后期环境维护的宣传,确保环境工程管理的合理有效性。 作者:孙健 单位:哈尔滨平义龙江环保治水有限责任公司 环境工程论文:农机化新技术环境工程论文 1农作物秸秆的综合利用 农作物的秸秆是人们将农作物的果实及有用的部分取走后所留下来的,它们是农作物的大部分组成,农作物秸秆若不处理将影响下次农作物的生长。原始处理方法是将秸秆在田间焚烧,这样既能处理掉它们又能为下年留下肥料。但是,焚烧所带来的环境问题也很严重,焚烧所带来的烟尘污染,以及焚烧秸秆时释放出的二氧化碳及有毒有害气体对大气污染甚是严重。因此,农作物秸秆的合理处理与利用十分重要,我们要使其变废为宝,并对环境没有危害。据联合国环境规划署(UNEP)报道,世界上种植的各种谷物每年可提供秸秆17亿t,其中大部分未加工利用。我国的各类农作物秸秆资源十分丰富,其中稻草为2.3亿t,玉米秆为2.2亿t,豆类和秋杂粮作物秸秆为1.0亿t,花生和薯类藤蔓、甜菜叶等为1.0亿t。一般情况下,作物秸秆中碳占绝大部分,其次为钾、硅、氮、钙、镁、磷、硫等元素。秸秆的有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、氨基酸、树脂、单宁等。 2我国农业秸秆利用现状及存在的问题 秸秆利用的方式很多,当前我国主要是秸秆还田利用、饲料化处理和作为工业生产原料三种。秸秆还田利用是主要利用方法之一,1993年我国秸秆粉碎还田的面积达到491万hm2。秸秆还田对农田有着增产效果,对农田生态环境也有影响。秸秆还田对土壤有效硅和活性有机质有着影响。对保墒和控制田间温度、湿度、抑制杂草生长都有很大作用。但秸秆还田还存在着诸多的问题,有待我们的解决。 3农用塑料的综合利用 农业塑料在我国的使用主要是指农业地膜和农业用棚膜。自1979年爆发号称“白色革命”的塑料使用开始,随之而来的“白色污染”也严重危害着人类,因此对于农业塑料我们要进行综合利用。农业塑料残留农田后有着严重不良的影响,它不易腐烂,难于消解,因此散落在土地里会造成永久性污染。对于废地膜的回收及加工利用可以很好的抑制白色污染的蔓延,可以通过不同时间进行回收,使得回收更彻底。废膜回收加工利用是地膜新技术带来的新产业,原料充足,产品销路广,经济效益高,大有发展前途,为农民发家致富开辟了一条渠道。因此,废膜回收,加工利用,一举数得,大有发展潜力,前景广阔。 4结语 农机化新技术与环境工程密不可分这已是不争的事实。未来的农业机械必定是无污染,而且,对于农业生产中所产生的环境污染我们还要拿出措施来解决。农业是人类生存之本,因此,我们要将其列在首位。也正因为农业在全世界的广泛生产,所以它所造成的污染也是非常严重的。像全球变暖虽然大多是由于工业生产所造成的,但是原始的农业生产也有着一部分责任。因此,未来的农业机械要承担其保护环境的这份责任。我们期待,农机化新技术的发展必定使我们未来的农业生产更加有益于人类,不是仅仅眼前的,而是长远的,相信农机化新技术的发展前途必定一片光明。 作者:张亮 单位:哈尔滨市阿城区松峰山镇农业技术综合服务中心 环境工程论文:实验教学改革环境工程论文 1环境工程专业实验教学现状分析 哈尔滨商业大学环境工程专业成立于2002年,同年成立了环境工程实验室,根据环境工程专业人才培养方案要求,在水污染控制工程、环境工程原理、环境监测、给水处理等课程开设了实验课。水污染控制实验包括颗粒自由沉淀、曝气充氧实验、SBR法(序列间歇式活性污泥法)处理生活污水实验、完全混合式活性污泥法实验、塔式生物滤池实验、加压溶气气浮实验、离子交换软化除碱和除盐实验、生物转盘实验等;环境工程原理实验包括柏努力实验、管路流体阻力实验、离心泵实验、非均相物系的分离实验、液-液热交换实验等;环境监测实验包括水中氨氮的测定、生化需氧量的测定、阴离子表面活性剂的测定、污水中油的测定、化学需氧量的测定、水中SS(固体悬浮物浓度)及浊度测定、废水中酚类的测定、空气中NOx的测定实验等。给水处理实验包括间歇式活性炭吸附实验、过滤及反冲洗实验、混凝实验等。环境工程实验教学开展工作存在着实验综合性强,实验前期准备工作量大,仪器设备调试难度较大,但针对性强,面较窄,只适应本专业的培养要求等特点,由于环境工程实验室是初次建立,无论是实验教师、实验员都存在着教学经验不足等客观情况,总结近年来的环境工程实验教学工作,还存在以下几点不足: (1)实验教学内容亟需更新。实验教学内容多年没有变化,有些实验延续近十年不变,不能体现本专业最新研究领域的变化,实验内容多为验证性实验,综合性、设计性实验较少。 (2)实验教学方法陈旧。传统的实验教学方法主要是依靠实验教师提前调试好实验设备,配好实验药品,任课教师在实验课时讲解实验原理、实验内容及注意事项,学生则按照实验讲义上的内容按部就班的逐项做实验,记录数据,缺少主动思考的过程。大部分学生只是进行了实验操作,不理解也不思考实验过程的真正意义,不能与理论课程的相关内容联系起来,只是机械性的操作。 (3)部分实验时间不能固定。部分随理论课进行的实验课程没有独立周实验,只能利用学生的课余时间。由于学生的理论课时多,部分实验只能安排在周末时间进行,不能完全调动学生的实验积极性。 (4)实验成绩考核机制不完善。目前的实验报告成绩主要有课前预习、实验数据记录、结果与讨论等构成,部分学生在实验过程中只注重实验现象记录,不重视实验前预习,而且对实验结果的讨论分析也只是流于形式。由于没有安排专门的实验课考试,实验分组时由于多名学生一组,在实验中往往会出现部分学生动手少的现象。教师在给实验成绩时也只依据实验记录对一组学生进行评定,实验分数还不能完全体现每名学生的实验能力,学生实验操作技能的高低从课程考核中也不能得到完全反映,因此,部分学生做实验的积极性还有待提高。 2实验教学内容的优化思路 目前实验教学的传统模式主要有两种:一是实验课随理论课程同步开展,一般是在理论课程开设几周之后开设该门课程相应的实验课,这种模式的优点是通过实验课与理论课穿插,能够增强对理论内容的掌握,学生的实验更加有目的性;二是在全部理论课结课后,集中统一开设综合性实验课程。这种模式的优点是能够集中有效的开展实验课程,集中教学使实验教学更为紧凑,结构更为合理。缺点是理论课与实验课间隔时间过长,不利于学生对所学知识的系统消化。基于两种模式的优缺点,应该从环境工程实验课程整体布局的高度,全面统筹安排环境专业每一个实验,将实验室资源有效整合,合理安排学生实验课程时间,以达到最佳的实验效果。 (1)修订实验教学大纲,更新实验教学内容。配合学校培养方案的修订,积极组织相关实验教师修订实验教学大纲,要求在新的教学大纲中更多的加入综合性、设计性实验课程内容,注重培养学生的动手能力和实际解决问题的能力。对不合理的实验教学内容及时进行更改,为实验教学的提高奠定基础。 (2)优化实验教学内容,发挥学生的主观能动性。按照环境工程专业的特点,明确学生应该具备的理论知识和实验技能,对基础实验、专业基础实验和专业实验三个不同层次的实验教学类型进行统一规划。使学生在基础实验中掌握基本技能操作;在专业基础实验中,从实验设备的调试、试剂的配制让学生全程参与,加强学生对实验的深入了解,不只是简单重复实验操作;在专业实验中增加综合性、设计性实验,实验项目多与实际生产相结合,让学生能够所学为所用,为以后的岗位工作打下扎实基础。 (3)在专业教学实验中实行开放性教学。为了更好的实行开放性实验教学,我校环境工程专业已设立了水污染综合控制实验、给水处理实验、环境监测综合实验等开放性专业实验室,给学生提供了一个开放的实验环境。具体体现在时间开放:即在固定时间内,让学生自行安排选择所做实验内容,师生及学生间可以有充分时间进行实验交流,真正以学生为主体,自主实验,指导教师起主导、辅导和监督管理作用。内容开放:即实验内容、实验方式不受限制,并尽可能让学生自己设计实验路线。 (4)改进考核方式,增强学生参与实验课的兴趣。采用实验课成绩与期末卷面成绩相结合的方式,而不仅仅将实验成绩放入到平时成绩中考核。在实验课报告中实验教师设计多个实验中会遇到的问题,让学生带着这些问题再做实验,在实验过程中找到答案,增强学生进行实验的兴趣。在期末试卷中,专门增加实验题题型,多设创新性实验题目,激发学生主动进行实验的动力。 (5)增加现代化教学手段,共享与交流学生资源。在实验课上课之前,教师可以给学生提出问题,让学生利用网络及查找相关文献等方式寻找答案。教师和学生都可以将相关资料上传,供师生之间交流。通过这种方式,使教学不拘泥于传统方式,拉近师生之间的距离,激发学生对学习的兴趣,体现现代化教学在实验课中的作用。 (6)将教师科研课题、大学生创新课题纳入到实验课程体系中。将实验方法和手段的改革与现代教育技术有机结合,将科研课题及大学生创新课题与实验教学内容有机结合,努力将现代教育技术和模式,科研方法运用于实验教学过程中,培养学生的综合创新能力和实践能力。 3结语 重视实践教学环节,发挥实践教学作用,是大学培养创新性人才不可缺少的重要部分,也是大学持续稳定发展的必要条件。以培养适应市场经济体制条件下的高素质环境工程专业人才为目标,通过近年的探索与努力,我校环境工程专业毕业学生在工作岗位中的动手能力得到了用人单位的认可。对专业实验教学改革的探索还在继续,我们将继续总结在实验教学改革中的经验,不断改善学校环境专业实验教学条件,加强对学生动手能力的培养,为培养高素质环境工程人才而努力。 作者:徐忠 赵丹 李俊生 黄丽坤 车春波 李健 单位:哈尔滨商业大学食品工程学院 环境工程论文:实施装备环境工程论文 一、环境工程的实施 1.加强环境工程策划承制方应在方案阶段开展环境工程策划,制定环境工程工作计划,并在后期不断地完善和调整。在工作计划中全面规划装备研制、生产和使用各阶段的环境工作,在各种资源上加以保证,明确分阶段的环境工程工作评审,与研制阶段性评审相结合。在计划执行方面加以监督和控制。承制方应建立运行环境信息管理系统,并与型号故障报告、分析及纠正措施(FRACAS)系统相结合。装备环境信息管理系统作为装备全寿命周期的环境备忘录,全面、真实地记录产品研制、生产和使用过程中的环境信息,为本型号装备的环境适应性设计、试验与评价提供充分的支持,也为相似型号产品的设计与改进提供借鉴。本所装备研制生产故障数据表明,因供方产品环境适应性问题导致的故障占装备故障总数的70%以上。因此,在日益增加的、未研制过军品的单位参与装备研制生产配套的情况下,对供方严格地监督与控制尤显重要。承制方应在研制前期与相关供方沟通产品的实际使用要求,对供方产品提出明确的环境定量要求及监督控制办法,包括验收准则等。对环境试验或者服役使用中发现的供方产品故障,应会同其一起进行原因分析与纠正措施的制定、验证工作。 2.收集环境数据,开展装备实际使用环境研究分析环境分析应以环境数据为基础,在目前我国环境数据技术相对落后的情况下,更应提高对该工作的重视程度。确定寿命期环境剖面与编制使用环境文件是环境分析工作的起点与难点,订购方需在承制方的协助下完成。在可以从现有的数据库、模型或者仿真中获取有关数据的情况下,还应对数据质量和数据量进行分析和判断,以确定其可用性、有效性和可信度;当无法从数据库或其他数据源收集到足够可用的数据时,则应制定并实施使用环境数据实测计划,以获取使用环境数据类型及量值。订购方和承制方应实事求是、高度重视使用环境研究分析工作,消除环境适应性需求模糊等问题,为环境工程的实施提供准确的需求信息。有效地开展环境适应性设计和预计分析一旦形成了明确、定量的环境适应性需求,就应该严格纳入环境设计阶段。环境适应性设计准则应根据产品特点、环境数据,以及相关标准、手册和工程经验制定。环境设计以环境适应性设计准则为基础,并根据不同的环境对装备不同的破坏机理和影响,选择耐环境能力强的材料、元器件和工艺,以提高装备对预设环境的抵抗能力,或者考虑采取减缓其所在局部环境的严酷度等措施。环境设计完成后,应通过自然环境适应性和平台环境适应性分析和预计技术(包括环境仿真),分析和预计装备对未来自然和平台环境的适应性,通过分析和预计找出产品耐环境水平和薄弱环节,影响、改进设计,从而减少实物试验的反复,节省研制成本。 3.重视研制试验,合理考核试验,开展自然环境、使用环境试验在型号产品的研制过程中,承制方应尽早地开展环境研制试验,将产品设计缺陷激发为故障,尽早地发现不足并加以改进。不少承制单位对装备初样阶段的环境研制试验重视不够,导致环境适应性问题在最后的鉴定阶段甚至使用中暴露出来,解决起来需要付出更大的代价。对于装备的环境考核试验,应根据GJB150的要求,依据实际的环境参数,对环境考核试验进行裁剪,合理地设置考核应力种类、参数,尽可能地保证装备按照真实的环境进行试验考核。避免某种忽视实际的环境参数,一律按照最严酷条件进行试验的情况,提高装备的费效比和使用寿命。环境试验大纲的剪裁工作应充分地结合环境分析,明确装备的环境适应性要求,并通过评审等形式确定。自然环境试验是环境工程的一项基础性工作,是装备材料、元器件和构件等耐腐蚀能力信息的重要来源,能为设计人员改进设计提供充分的依据。使用环境试验是产品在其使用平台上,处于真实的使用环境、负载和接口的情况下进行的,是一种最真实的环境试验。承制方应提前策划,拟制使用环境试验大纲,会同使用方一起实施,及时地收集装备的使用数据,为真实地评价装备的实际环境适应性,以及后续装备的环境适应性改进设计提供准确的输入。 二、结论 综合上述分析,得到以下基本结论:目前海用装备环境适应性问题较突出,是影响装备研制生产和战备完好性、使用可靠性的重要因素之一。解决目前装备的环境适应性问题,仅靠“头痛医头”的方式,被动地解决出现的问题是不行的,必须在装备全寿命周期实施环境工程,才能提高装备的“本质环境适应性”。要实施装备环境工程,必须按GJB4239的要求,从环境工程策划入手,狠抓环境数据收集分析、环境适应性设计分析和预计,尽早地开展环境研制试验、合理地进行环境考核试验;同时,通过开展自然环境试验、使用环境试验获得宝贵数据,为现役装备改进和后续装备环境工程策划与实施提供可靠的输入。 作者:裴嵩单位:中船重工集团公司第七二三研究所 环境工程论文:专业实践教学环境工程论文 一、环境工程专业实践教学必要性 实践教学是巩固和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新能力和创新精神的高素质人才的重要环节,是理论联系实际、培养学生实际动手和操作能力的重要平台。加强实践教学已经成为我国高等教育发展的必然潮流。高等学校的实验和实践环节是培养学生创新精神和创新能力最重要的场所。充分意识到实践教学在人才培养过程中的重要分量,针对环境工程专业特点,加强环境工程专业实践教学环节,在实践中培养学生的创新能力,已经成为新世纪人才培养和教育改革的要求。环境工程学科作为一门实践性很强的综合性学科,它主要是充分运用物理、化学、生物、生态、水文地质、法律、经济等多种学科的知识,综合系统的研究人类与环境相互作用及其控制和调整途径,用工程手段防治和解决有关环境污染问题。我国环境工程教育始于20世纪70年代末,随着国家对环保的重视,开设环境工程专业的高校占比由1977年的0.8%上升至2004年的37.9%。到2004年,设置环境工程专业的国内高校已达到247个。每年这些高校为国家输送了大量的环境专业人才。但是,众所周知,环境专业就业前景一直不是很理想,就业率一直低于兄弟专业给水排水工程,其原因可能和环境工程的实践教学不足有关。无论从环境工程的专业特点还是从当前环境专业学生的就业率,笔者认为在环境工程的教学过程中强化实践教学环节是必要且必须的,同时教研工作者还要不断更新实践教学的内容和形式。 二、开展环境工程实践教学的原则 实用型原则开展环境工程专业实践教学,要和专业岗位的要求相一致,与专业岗位发展密切相关。以此为原则构建一个层次清楚、分工具体的实践教学体系。如实验、实训教学平台可按照基础实验技能平台、专业岗位技能实训平台、专业岗位实践平台三大步进行设置。混合型原则混合型原则主要是指专业与实践指导教师的混合、理论和实践教学的混合、实验室与教室的混合等方面,淡化理论与实践教学、专业与实践指导教师、实验室与教室的界限,打破原来按学科设置实验室的传统布局,重新整合实践教学设施,形成一体化混合实践教学模式。 三、环境工程专业实践教学的方法探讨 1.在理论课教学当中紧密联系实际问题调动学生学习的积极性和主动性是有效提高教学效果的重要因素。课堂上,仅仅讲授一些理论知识,很难激发所有学生的学习兴趣,但如果在理论讲学过程中,能和实践知识很好的结合起来,就有可能达到事半功倍的效果。比如,笔者在讲授《环境工程概预算》这门课时,由于一开始只注重理论教学,给学生机械的灌输一些理论知识,就发现在课堂上很多学生注意力不集中;后来我通过课后的问卷调查发现,很多概念学生搞不明白,因此听起来也就没有兴趣。我这才恍然大悟,该门课程实践性较强,和实际问题结合起来讲授效果才会更好。因此,在随后的课程里,我举了大量的工程实例结合基本概念进行讲解,学生的学习兴趣和积极性果然有大幅度提高。 2.强化学生基本实验技能的培养笔者认为,为了学生更好的消化在课堂上学习的理论知识,应当强化学生实验课程的力度,能够有条件开设实验的课程都要安排专门的实验学时。针对实验教学,老师要合理安排实验内容,并在实验之前要求每个学生掌握实验原理和意义,而不是学生实验课上机械的动动手,走走形式。在实验课上,老师应加强和学生得互动性,多给学生提一些问题让学生思考,学生能够独立完成的实验尽量由学生亲自动手完成。这样通过一次实验课程既锻炼了学生的实验技能,又让学生在实际操作过程中加深了对理论知识的理解。 3.实践性教学环节应与实际工程或科研项目相结合环境工程专业的课程设计、毕业实习、毕业设计(论文)等实践性教学环节,有条件可以与教师的实际工程或科研项目相结合,那将比单纯的凭空想象的设计产生更好的教学效果。教师的科研项目或工程项目一般都含有环境工程技术新发展的成分,相关的实验研究、工程设计、设备调试都可以结合本科生的教学工作来实施。产学研相结合,让学生参与到实际的工程或科研项目中,学生将受益匪浅。比如,“大学生创新计划”就是一个很好的产学研相结合的成功范例。 四、结语 开展环境工程专业实践教学,一方面可以推动环境工程专业学科建设,另一方面可以培养和提高学生的综合素质。而如何为学生提供科学合理的实践教学体系,需要教研工作者长期关注和投入,任课教师更要结合社会实际需求、教学改革及课程建设要求等方面,不断健全环境工程专业实践教学体系。 作者:张彬谷晋川梅自良冯栩魏春梅单位:西华大学食品与生物工程学院 环境工程论文:民族院校环境工程论文 一、民族院校环境工程专业学生工程实践能力提升对策 第一,转变教育理念:理论和实践并重。各民族院校应该注重能力培养,着力提高环境工程专业学生的实践能力和创新能力。要把环境工程专业学生培养成多能的复合型人才,既要有过硬的基础知识,又要有较强的工程实践能力。不但要强调理论学习,而且还要强调工程实践能力的培养。第二,加强工程实践基地的建设。实践时间短、实践基地建设困难、实践经费少、实践基地难找等等因素是环境工程专业学生工程实践效果不理想的直接原因,要解决这些棘手的问题,最主要的就是要建立稳定的实践基地。首先,要加强校内各实验室的建设。校内实验室的实践过程是培养学生实践能力一个最基本的环节。目前,一些民族高校实验室建设和管理经费不足,导致实验室的软件、硬件建设都跟不学生扩招速度,因此民族院校必须要加大投入,为学生提供最基本的实训场所。其次,要加强校内实践基地的建设。校内实习基地是大学生进行真实情景模拟的场所,是向社会实践过渡的桥梁,民族院校应该尽可能多地建立一些校办工厂、工程训练中心等作为校内实践场地。例如我校环境工程专业建立了中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心、重金属废水处理工程技术中心,不仅为学生提供了工程实践锻炼场地,同时加快了学校教学科研成果的转化,促进产学研的发展。再次,要加强校外实践基地的建设,校外基地是提高大学生工程实践能力最重要途径。第三,建立和完善学生工程实践能力的考核体系。要强化工程实践能力的培养,就必须将各实践教学环节的各个要素作为考评指标来建立一个综合评价体系,由此来评价学生的工程实践能力。具体来说,环境工程专业学生工程实践能力的多元评价因子,包括以下内容:基本实践教学、校内实践教学和校外实践教学基本实践教学主要包括基础实验和专业实验。基础实验主要有分析化学、仪器分析、无机化学、有机化学、物理化学实验。专业实验有环境工程原理实验、环境化学实验、环境监测实验、水污染控制工程实验、大气污染控制实验、固体废弃物处理处置、环境微生物实验、环境物理污染控制实验以及环境工程CAD绘图上机实习。校内实践教学包括课程设计、毕业(论文)设计、课外实践活动,校外实践教学包括认识实习、金工实习、生产实习、毕业实习、社会实践。将上述三大类中的各个评价因子纳入环境工程专业学生工程实践能力综合评价体系,最终评定学生的工程实践能力成绩,工程实践综合成绩与学生的评优、评先和推免挂钩,激发学生的积极性,来提高环境工程专业学生的工程实践能力。 二、学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面的做法 学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面做了探索,将培养模式、培养目标、课程体系、师资队伍、实践条件(校内外)、企业学习资源等有机的融为一体,并融入到整个培养过程中。主要在以下五个方面做了探索:学制:采用“3+1”人才培养模式:其中3由两部分组成:两年的基础能力培养,即自然科学基础课程学习和在第三年配备专业导师,学习专业课,进行一年的专业能力培养;1是指一年的企业工程实践能力培养,即学生在武汉水务集团排水发展有限公司、武汉森泰环保工程有限公司等企业进行学习,深入开展工程实践活动,参与企业技术创新。战略:实施SEI(科学、工程和创新)三种教育一体化的人才培养战略。高度重视学生培养质量,构建学生自我评价、教师评价、用人单位评价和行业评价多元综合评价体系。结合“民族院校”和“环境工程”专业自身特点,以环保产业的人才需求为出发点,不断优化工程实践能力培养目标,来提高学校环境工程专业毕业学生的就业优秀竞争力。分流:在培养教学环节上,采取“多途径、多规格”的动态,与美国加州大学、意大利罗马大学等高校合作,通过“普通班+国际化教学实验班”的结合,通过多种途径选拔学生进入,也实行淘汰机制进行分流。优秀学生在毕业后推荐到国外高校继续深造或合作企业工作,以激发学生的积极性。模块:构建了基于MSET(数学、科学、工程和技术)一体化的知识模块和基于DSTS(设计、模拟、测试、管理)一体化的能力模块,EPCM(工程、采购、建设、管理)一体化的实践模块。所有课程的培养均按模块化进行设置,学生课程包括通识课程、学科基础课程和专业课程三大模块。学生根据自己兴趣爱好选择某一课程模块修读一定的学分。工程实践作为一门应用实践类课程,学生可以通过科技竞赛获奖、参与科研创新、参与企业实践等多种方法获得相应学分,只要修满规定学分即可毕业,这充分调动了学生学习的积极性。特色:以工业水处理为特色,注重优秀课程的建设。进一步强化《水污染控制工程》专业课程的建设,建设方向要充分反映环保行业主流技术与前言方向。通过重金属废水处理工程技术中心和中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心两个校内基地的建设,科研带动教学,将科研成果转化为工程实践能力培养的教学资源,体现学校环境工程专业以“工业水处理”为优秀的学科特色。 三、结语 民族院校主要以少数民族学生为主,环境工程专业学生的工程实践能力与发达地区学生相比还有一定的差距,而环境工程专业又是一门应用型、技术性和实践性很强学科,因此,民族院校应该结合自身办学特点,把培养学生工程实践能力放在突出的位置,将工程实践能力的培养与教学内容、教学手段、教学方法相统一,逐步完善了实践教学体系。 作者:陈绍华杜冬云孙杰单位:中南民族大学化学与材料科学学院 环境工程论文:课程建设环境工程论文 一、多媒体课件及课程网站的建设 通过增加多媒体课件,让学生主动搜集材料,与教师课件形成互动,双方讨论较多,由此实现课程建设上的良性循环。其次,环境工程微生物学相关课程网站的建设是今后课程建设的必要性工作。目前已经进入信息化时代,教师的理论仅是一种必要性辅助和参考,学生才是主体。网站建设工作不能一蹴而就,必须在学生之中展开调查,并且结合学校情况展开,是一项长期课程建设工作。 二、课堂教学环节的建设 在环境工程微生物学的课程建设中,我们还需在课堂教学环节的建设上努力,一方面减少课堂中的各种废话,另一方面加强实际案例分析,让课堂教学犹如实际工作一样,告别之前的枯燥、无聊。在课堂教学环节建设中,可首先进行课程章节编排,不要完全按照教材指示做,而应根据学生学习能力和之前知识掌握决定。之后,在具体教学工作中,必须保证实际案例的大量分析。例如,介绍微生物营养类型时讲述自养微生物与异养微生物的特点,并引申出炼油厂废水处理工艺顺序,将微生物营养代谢特点与相应工艺流程结合起来。又如讲解微生物的鉴别培养基内容时,以大肠菌群检测操作视频为例,不仅使学生掌握鉴别培养基的组成及鉴别原理,而且了解水质检测的基本操作。最后,应引导学生主动学习,形成自己的知识脉络和应用能力。 三、实践教学环节的建设 面对社会对环境工程微生物学类型人才的需求,实践工作中的培养已经成为课程建设的必要环节。本文认为,在环境工程微生物学课程建设中还应该增加实践教学环节。目前,国家在教育方面的投入力度较大,校方可与一些环境工程微生物学的企业相互联系,带领学生参观企业内部或者一些产品制作,让学生了解自己的知识运用方向和研究方向,在实习过程中学生能找到符合自己的职位,对今后人才培养具有较大积极意义。因此,实践教学环节建设应在日后课程建设中当做重点对待,且不应贸然地联系企业或者实习单位,应在充分调查研究后决定,减少学习阻力。本文对环境工程微生物学课程建设展开讨论,从现有课程看,环境工程微生物学与过去相比有了较大改变,学生在学习过程中虽然增加了一些挑战,但更愿意用自己的所学所用应对挑战,完善自身的知识体系。同时,相关院校还成立了环境工程微生物学课程建设小组,不断研究与分析,如何才能促使该课程更丰富,该举措具有较大的积极意义。相信日后环境工程微生物学在课程建设及实践方面,能够获得更大的教学成果和更多的人才。 作者:王锦瑞单位:上海市环境学校 环境工程论文:学生实践动手能力环境工程论文 一、提高环境工程专业学生实践动手能力的途径及方法 1.推进教学模式改革,以案例、问题、项目为中心组织教学 近年来,我校环境工程专业根据专业培养目标,积极探寻教学模式改革,采用案例型教学及前沿学术动态研究型教学两种方法相结合,培养学生的实践能力和创新能力。各专业任课教师均具有较强的专业实践能力,比如针对“环境评价”这门课,在授课中教师将枯燥的理论和实际应用有机结合起来,让学生对理论知识有形象直观的认识。比如在讲授“建设项目分类管理”时,教师会选用一些实际项目的基本概况让学生通过查阅国家分类管理名录,判断各项目属环境影响报告书还是报告表、登记表,让学生学会如何应用理论知识。此外,主讲教师还从近年来完成的环境评价项目中挑选一些有代表性的案例纳入课堂教学内容,让学生提前查阅项目的生产状况、生产工艺,在课堂上先让学生对污染物的产生节点、污染物的处理及排放等情况进行讲解,然后主讲教师进行点评及修正。教师将实际环境评价案例与理论教学紧密结合,将枯燥的理论文字转化为实际应用。此外,针对部分具有科研性质的理论授课内容,教师则布置学生查阅与授课内容相关的前沿科研文献,让学生利用学校图书馆及网络查阅国内外期刊网、国家环境保护相关网站和其他专业技术网站等进行知识归纳和总结整理,形成自己的观点和想法,有效培养和提高了学生查阅文献、分析问题和解决问题的能力。同时,针对和实际应用密切相关的课程,聘请在企业工作的工程师进入课堂,讲授和实践工程相关的专业课程。以工程师作为教师可进入课堂,也是切合了我国对“卓越工程师计划”中对学生培养的要求,同时也为学生带来更多实际应用中本专业的问题,以及先进的设备、方法,也使得学生在课堂中充分了解了企业的需求和变化,进一步提升自身课堂知识的实际应用能力。 2.优化环境工程专业课程设置 针对目前环境工程专业人才培养过程中存在的问题,进一步适应社会需求,以培养学生工程实践和创新能力为指导,促进学生多元发展,在专业基础课程和专业课程的课堂讲授、课堂实验、课程设计、基础及专业课程的综合大实验以及毕业设计中,涵盖了环境污染治理工程设计、环境污染监测、环境规划与评价等基础理论和工程实践知识体系。环境污染治理工程设计在原有水、气、固三大方面课程的基础上,增设了“特种废水处理技术”、“工程项目管理”、“环境工程施工技术”、“给水工程”等选修课程,同时增加了环境工程课程设计的内容和课时,由原来的1个综合的课程设计调整为4个和课程直接相关的课程设计,这样可以使学生在课程理论学习和实践设计中进一步完善自身的污染治理工程设计能力、实践能力和施工能力。 3.依托各种竞赛,培养学生创新实践动手能力 探索和实践是人类发现和认识新事物以及新规律的重要手段。而如何使学生能够自发的去探索和实践是培养学生创新型实践动手能力的关键问题。考虑到此问题,我校积极开展各种科技竞赛的宣传,鼓励学生广泛参与,以此来带动学生的积极性,使学生能够自主地进入实验室进行探索和实践。同时我校还为学生的创新活动提供了“科创基金”。学生根据自己的兴趣爱好,在老师的指导下组成5~7人左右的科创小组,自己选择研究项目的题目,自己设计研究方案,撰写项目申请报告,并向立项评审组作申请答辩,阐明此研究项目的重要性、可行性和创新点等问题。项目批准后可获得基金资助,在导师指导下,在相应实验室内完成项目研究,并向评审小组作结题答辩,提交结题报告。针对学生的各种科技创新实验,环境工程专业的所有实验室给学生提供了良好的科研创新环境和条件,由于地点和设备的限制,专业教学实验室采用分时段使用的原则,在非专业教学时间,通过需要实验室学生的申请,可对学生全天候开放,真正锻炼了学生的实践动手能力和创新能力。 4.拓展学生视野的多样性实习实训模式 在各工科类高校中,实习、实训都是一种有悠久传统的培养学生实践能力的教学模式。实习、实训为学生创造了实际工作环境,是他们将所学知识应用于实践,适应社会,提高综合实践能力的重要环节。首先,安排学生在学习完专业基础课后、学习专业课之前,先到污水处理厂、湿地、植物园和环保设备实验室等单位进行认识实习,先了解周边典型的环境状况,以及污染物处理等情况和处理工艺、面临的难题,将现状和问题带回来,在专业科的教授中有针对性地对这些问题进行讲解探讨,教师和同学一起提出一些合理化建议和技术改进措施,使学生必须面对实际问题,不能纸上谈兵。其次,还充分利用学校现有的教学资源和良好的环境资源,对部分课程的实习内容进行了拓展,对本地区的海洋、河道和部分区域的水、土壤和大气进行环境评价,学生按照提供的原始资料,自行确定取样断面,采集样品并进行分析监测,然后利用系统分析的方法完成评价要求,撰写评价报告,这一举措让学生非常完整地经历了环境评价的所有过程,对提高学生的综合能力大有裨益。 二、基于“3+1”培养模式的毕业设计(论文)运作模式 “3+1”的培养模式是我校特有的人才培养模式,此培养模式中“3”是指将原本需要在四年时间内完成的课程学习时间安排在三年的时间完成,而“1”是指在大学第四年的时间里,没有课程的安排,整年的时间主要以毕业设计(论文)为主。这样的培养模式可以充分发挥大四学年的利用效率,也可以因材施教,更好地培养学生的实践动手能力。①科学选择毕业设计(论文)题目,充分利用“1”的时间。选题是否合理、是否科学是做好毕业设计的前提。指导教师根据自己的科研前沿内容和实际生产的需求,提出和解决实际问题相关的毕业题目,然后,学生结合自己的兴趣和以后的工作预期进行题目的选题。在“1”的期间内,学生可以充分调研和题目相关的企业、工厂,并利用学校和社会的各种资源完成毕业设计(论文)。②利用校外资源,研学结合的模式。由于我校特殊的“3+1”人才培养模式,我校大四学生在毕业设计期间,时间较充分,可以灵活应用。为了充分发挥我校“3+1”培养模式的优点,同时结合环境工程专业特点,积极寻找可以合作的校外资源,如北京大学环境学院、秦皇岛第一污水厂、秦皇岛第六污水厂、深圳职业技术学院、中国环境科学研究院固体废物污染控制研究所等。将学生的毕业设计题目和校外毕业实习综合一体,可以使学生在提前接触到环境工程专业工作的实质的同时,也完成了自己的毕业论文。 三、总结 综上所述,对于环境工程专业学生实践动手能力的培养,仍然需要充分发挥教师、学生两方面的积极性,加强师生互动,增加学生参与各种科研、实验的机会,努力提高环境工程专业学生的实践动手能力。 作者:李娜周秀艳吴明松王玉恒赵喆杨柏林单位:东北大学秦皇岛分校 环境工程论文:污水处理城市环境工程论文 一环境工程的概述 所谓环境工程,简而言之就是指有关保护环境方面的一些科学技术。详细的来说,就是为了在发展经济的同时能够避免环境污染并能够提高环境质量的相关举措。环境工程所涉及的学科领域较为广泛,它不仅包括最基本的生态学,还包括环境医学、环境物理学、环境化学等等,此外,环境工程建设内容也较为复杂,难以掌握。环境工程建设是近些年来出现在城市化建设过程中的新兴科学技术,在很多方面的研究还并不成熟,只见雏形。就当前而言,这种科学技术的应用主要表现在污水处理、固体废弃物处理、大气污染处理以及城市绿化建设等。就我个人而言,我认为环境工程建设解决了当前城市发展中几个基本而且主要的问题,同时也是城市发展所面临急需解决的问题。不可否认的是,城市建设与城市环境工程建设不可分割,当然城市环境的优劣也与我们自身利益密切相关这也是毋庸置疑的。因此,我们必须要把环境工程建设作为城市建设的前提条件,使城市建设与环境工程建设紧密结合,要在保护环境的基础上促进城市各方面的发展。 二城市环境工程建设面临的难点问题 1城市的污水没有得到及时处理问题 城市生活的污水主要有三个来源:生活污水、工业废水和城市径流污水。城市环境工程建设当中,污水的处理是一个很重要的方面,但是,目前存在的问题主要是污水处理实施比较落后,在每个区域建设当中存在着很大的不平衡性。污水处理不及时,污水的回收率差,没有进行集中处理等等。这些都是城市环境工程建设面临的重大问题。 2城市生活垃圾没有进行无公害的处理 在城市环境工程建设当中,对城市生活垃圾的处理还停留在传统的做法上,或者采用运输到郊区进行掩埋的办法或者是进行焚烧处理而已。这种办法存在着投资大、运转成本高,同时垃圾中的有用资源也会被烧毁,加上,现有国内焚烧厂运行均比较困难。没有进行生活垃圾的无公害处理是城市环境工程建设的一个相当严重的问题。 3城市园林绿化建设相对落后 园林建设在城市环境工程建设当中有着很重要的作用,不仅能够降低城市的噪声和空气污染,还能够改善城市的居住环境,提升居住品质。但是在我国的城市建设当中,对城市的园林绿化建设重视不够,片面地强调加大商品房和高档住宅的建设,导致很多城市布局紧密,没有足够的绿化空间。我国城市的园林绿化和发达国家之间存在着很大的差距,在各地的城市发展当中,建设水平也不一致。总体上看,城市园林绿化建设相对落后于城市的高速建设发展,将会严重限制未来城市的进步。 三城市环境工程建设难点的应对措施 1提高对环境工程建设的认识,加强宣传和监督 城市环境工程建设不是城市建设部门自家的事情,而是和广大的市民联系在一起的。为了能够最大限度地调动社会上的力量,参与到城市环境工程建设当中去,不仅要求相关的建设工作者提高对环境工程建设的认识,还要加大对环境工程建设的宣传,号召社会力量结合起来,进行必要的监督。让广大的市民对环境工程建设有所了解,提出对环境工程建设的意见,加快城市环境工程的建设步伐。 2鼓励社会多元化的投资,强化环境工程建设的体制建设 城市环境工程是一项耗资比较大的工程,在发展当中不仅要求政府提供必要的财力支持,还鼓励社会上多元的投资力量参与到其中来。建立起必要的环境引导机制,加强宣传,加大政府对这些参与者的奖励和维持,调动他们的建设积极性,推动整个城市环境建设的发展。 3充分发挥政府的管理职能,做好协调工作 对环境工程项目的规划、土地、立项、环评、贷款等前期工作中遇到的问题及时解决。加大对有关部门的管理考核。在进行一项环境建设工程的过程当中,需要结合环境的评估,对该项目进行引导和监督。在建设的开始就做好环境保护工作,避免城市建设和环境保护不相协调的情况。 4加大技术的发展 推进城市的污水处理和垃圾处理。城市的污水处理和垃圾处理是两个重点的工作,需要有一定的技术支持。要对污水处理企业的垃圾处理部门进行监督管理,督促他们运用比较合理的方式,进行污水和垃圾的处理。还要求出台相关的政策措施,一方面对这些企业进行保护,一方面需要有相应的优惠政策的鼓励,让他们能够积极主动地采用比较先进的技术,进行开发、生产、推广、应用绿色建筑技术和产品。运用高新科技,是城市环境工程建设当中的一个重要方面,也是环境工程建设收到效果的重要保证。 四结束语 城市发展是整个国家经济快速发展的根本,而城市环境工程建设又是城市得以健康发展的基础,城市环境工程建设不仅关乎国家经济发展的前提,也与我们自身利益密切相关,由此看来,城市环境工程建设尤为重要。然而,为了使环境工程建设得到良好发展,政府在给予大力支持的同时,每个公民都应树立较强的环保意识,为环境工程建设贡献自己的一份微薄之力。总而言之,言而总之,要在当今各国竞争日益激烈的国际大形势下促进我国经济的又好又快发展,我们必须要搞好城市环境工程建设,在此基础上大力发展经济,真正做到坚持科学发展观,走可持续发展道路,实现生态发展。 作者:曲进单位:辽宁碧海环境保护工程监理有限公司 环境工程论文:翻转课堂环境工程论文 一翻转课堂在环境工程物探课程中应用的意义 环境工程物探是地球探测与信息技术和应用地球物理专业都会开设的一门专业基础课,它涉及浅层地球物理勘探的多种方法,包括地震勘探、电法勘探、声波法探测和探地雷达探测等。是针对深度在0-200m范围内的地下介质的结构和性质开展地球物理探测的一门课程。由于本课程所涉及的探测方法多达五到七种,在有限的学习时间内,教师除了要让学生理解各种方法的原理、了解各类勘探的依据外,还要让学生掌握仪器设备的操作方法和探测数据的处理解释流程,并完成实践能力的锻炼,这对于课堂教学模式而言,是一个很难完成的任务。传统的课堂教学模式,学生只能被动地接受理论和实践中所涉及的各类知识,在课程短、内容多的教学条件下,学生获取知识像“放电影”的过程一样,被动地“观赏”了一遍,结果导致课程结束后,很多学生甚至连各种仪器最基本的连接和设置都没有学会,理论知识也会因为内容较多而产生混淆模糊,教学效果并不理想。针对这些问题,本文将通过引入翻转课堂的教学模式,以学生为主体来培养其理论学习的主动性,锻炼其实践过程中的可行性,最终达到符合环境工程物探这门课程的学习要求和教学目标。 二翻转课堂在环境工程物探课程中的应用 尝试本研究结合实际情况,在环境工程物探课程中的“探地雷达实验课”上,采用翻转课堂教学模式进行了初步的尝试。探地雷达是一种常用的浅层地球物理探测方法,依靠向地下发射高频脉冲电磁波并接收反射回波达到探测目的,具有无损、连续、高精度的探测特点。目前已经广泛应用于公路铁路检测、地埋管线探测、浅层水文地质环境调查等领域。探地雷达实验课需要预先设置探测内容,设计探测方案,完成仪器操作并处理分析数据,最后给出探测结果,这一整套过程具有环境工程物探这门课程中其他方法实验课的典型性。因此,选择该方法实验课进行翻转课堂教学,也具备该课程的代表性。 1翻转课堂的教学设计探 地雷达实验课通常的实施环境为学校内具有已知地埋管线的校园道路上方,学生在学习了雷达理论知识和探测原理的基础上,根据所学的仪器操作步骤和探测设计原理,对埋地管线开展探测,达到探明其位置和埋深的目的。该实验课的教学目标是验证学生的理论学习情况,并锻炼学生的实际操作能力。在该实验课开展前,学生在前期的课程中主要学习到的是探地雷达的原理和构造,以及仪器的结构和功能,并没有亲自开展过探测设计和仪器操作。在课堂上有限的时间内,学生通过被动的学习这些知识,很难形成一整套工作方案,导致实际探测效果不理想。此外,在实验课中学生往往只对实验仪器本身感兴趣,忽略了重要的探测设计步骤,这又会导致增加了操作的盲目性,从而达不到预期的探测效果。本文为解决上述问题,按照翻转课堂的教学理念进行了以下课程设计:在实验课开始前,学生依据教师制作的视频和手册等学习内容进行理论学习;实验课上,教师将学生进行分组,并将大多数时间交给学生独立操作,仅留20分钟进行总结和讨论;然后,学生以小组形式完成探测实验报告。最后,教师通过对学生提交的报告对本次教学进行评估,以邮件的形式纠正学生在实验中出现的问题。 2翻转课堂的教学过程 根据上述的教学设计,本研究对该课程的探地雷达实验课完成了以下的教学过程:一,在实验课开始前,教师将相关的探地雷达理论知识和勘探设计依据,使用视频录制软件制作成基于PPT(PowerPoint)的教学视频,提前一周发给学生,使学生有学习准备时间,能够充分掌握知识。二,同样在实验课开始前,教师将依据课程所使用的中国矿业大学(北京)自主研发的GR(Geol-ogyRadar)探地雷达系统、GR软件处理系统,和本次实验课的探测目标,编制仪器操作手册和软件使用说明。这部分内容是将围绕地埋管线进行的探地雷达采集参数设置、测线布置原则和数据处理流程编制成册,让学生结合理论知识预先熟悉工作流程,并思考工作步骤中的细节。三,在授课过程中,首先对学生进行以10人为单位的分组,充分发挥“翻转”理念,以学生为主导让各小组自由安排探测中的各项任务。在各组分别开始探测工作的过程中,教师首先规定本次探测的总时间,并不主动干预他们的独立工作进程,仅在发生容易导致仪器损坏的操作或其他严重错误时才主动介入,其余时间仅接受学生的提问和咨询。四,课时的最后20分钟,教师对各组的探测过程和结果进行点评,并提出让学生思考的问题和探测报告的要求。五,课程结束后一周内,学生将报告以邮件形式发给教师作为教学的评价依据,教师也将通过邮件点评报告中的问题和学生的思考,并对探测过程和探测成果进行总结评分。 3翻转课堂的实施效果 通过上述翻转课堂教学在探地雷达实验课程中的实施,发现将理论和操作过程的学习放在课外,学生可以有充分的时间学习预备知识,并讨论设计课堂上的探测方案。这样,学生大多可以在课堂时间内较独立地完成一整套的探测工作,节约了课堂时间的同时,也克服了探测目标的不明确性和仪器操作的盲目性。这种以主动学习来解决问题的教学方法,对于理论学习和操作实践的教学效果明显好于单纯的教师讲解。绝大多数学生都会为了达到实验课上的管线位置探测目标而思考、准备。并且在分组条件下,学生更能够集思广益,通过相互提醒、沟通的方式,思考小组其他成员的思路,弥补自身方案设计上的不足,最终每个小组所开展的实验、方法都很合理、完善。而课堂时间中最后20分钟的教师点评,又非常好地确保实验课教学效果,即使大多数同学都出现的小错误,也可以在这个环节里被及时纠正。最后,通过布置学生撰写实验报告,达到了一个完整探测过程的拟真化,让学生切实感觉到自己在做一项工作,增强了他们的信心,也激发了他们的兴趣。而教师则可以根据这份报告对学生知识的掌握情况进行判断和评价。电子邮件的交流则针对报告中的错误或问题,给学生又增加一次纠正或改进的学习机会。因此,翻转课堂的实施,提高了学生在实际操作上的信心,增加了学生对学习的兴趣,同时也让他们体会到使用专业知识解决实际问题的成就感,提高了他们对专业学习的兴趣和自觉性。另外,也锻炼了学生之间的交流和沟通能力。 三结语 本研究通过在环境工程物探教学中实施翻转课堂理念,根据在这一理念下的教学设计、教学过程和教学效果的分析,发现该方法在环境工程物探课程的探地雷达实验课中能充分发挥学生的主导性,提使学生获得了学习的主动权,提高了学生的实际操作能力,有利于提升教学效果。但是,翻转课堂中教师的工作任务较普通教学方式增加较多,除了花费大量时间设计课程、制作教学视频和教学资料外,组织课堂讨论、答疑解惑、评估和反馈等现场教学工作也比单一的讲述更加繁重。不过也正是由于教师付出了更多,才使得学生在课堂的有限时间内获得了更多的锻炼和适应机会,并对知识的掌握更加牢固。因此,翻转课堂理念在环境工程物探专业的教学中是可行的,适合进一步推广和应用。 作者:崔凡单位:中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室 环境工程论文:微生物环境工程论文 1微生物对污染物的特性及降解 1.1微生物的特性 微生物具有繁殖速度、数量庞大、个体小、代谢能力强、容易突变等特点,和其他的生物相比较,微生物适应环境的能力更强。当外界环境发生变化时,例如存在新的化合物时,一些微生物能逐渐改变或者适应环境的变换,微生物能根据环境的变化,突变成新的群体,或者产生新的功能,适应环境的变化,微生物的这种特性使得它们成为降解环境的污染物主要部分。 1.2微生物降解 微生物能将生物外源性物质转换成毒性比较小,或者容易被其他微生物降解的化合物,例如降解转化杀虫剂DDT等。微生物对生物外源性物质的转化形式主要有脱卤(如DDT脱氯)、还原(如还原生物外源性物质的硝基)、水合反应(如有机氰的水合反映)等几种情况。洗涤剂化合物可以分为阳离子、阴离子、非离子、两极电解质等四种情况,随着洗涤剂的大量使用,排入环境中的洗涤剂越来越多,但洗涤剂造成的环境污染没有增加,经过研究表明,主要是由黄单胞菌、诺卡氏菌等微生物在防治洗涤剂引起的环境污染。微生物不仅能转化生物外源性物质,还能将这些物质分解掉,逐步将大分子化合物变小,有的物质则可以被彻底的降解为CO2、H2O等无毒无害化合物。 2微生物在废弃物处理中的应用 对于不同的环境污染问题和不同的环境污染类型,有不同的处理方法,总的来说,可以分为化学法、物理法、生物法等三大类,在进行处理污染物时,可以单独使用某种方法,也能几种方法结合使用。由于化学法和物理法的投资比较大、成本比较高,并且存在二次污染的现象,因此,常使用生物法进行处理。生物法是指利用系统中的生物,尤其是微生物,来转化、降解污染物,达到污染物处理的目的,生物法具有污染物处理速度快、效率高、消耗低、成本低、无二次污染等优点,在环境处理中有十分广泛的应用。 2.1城市垃圾生物处理技术 固体废弃物的处理方法有很多种,例如堆肥、填埋、焚烧、发电等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物进行自然发酵,这种方法的处理时间比较长,并且处理量比较小;垃圾填埋需要花费很长的时间,并且还会占用大量的土地,同时填埋的垃圾还有可能污染地下水源;而垃圾焚烧会产生大量的废气,引起二次污染,同时还有可能引起火灾隐患;因此,较好的垃圾处理方法是垃圾发电。随着科技的不断发展,新的城市垃圾生物处理技术逐渐被研发出来,这只给技术是先经过筛选,将可以回收的资源进行回收,然后加入具有特定功能的微生物进行厌氧发酵或者好氧发酵,并收集发酵过程中产生的沼气。充分发酵后的垃圾能当做肥料,用于农业生产中,这种处理方法的处理量,能自动控制发酵过程,并且发酵形成的肥料质量可以得到保证。 2.2污水生物处理技术 污水的处理方法也可以分为化学法、物理法、生物法三种,目前,在进行污水处理时,经常会使用生物法或者生物法与其他方法相结合的形式进行污水处理。根据污水处理系统中微生物的状况可以将生物法分成生物膜法、活性污泥法、悬浮细胞法等几种情况,其中活性污泥法在城市污水处理中应用最广泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行业的废水处理中比较常见。 3微生物对环境修复的作用 3.1生物修复 对于污染严重的环境,是不能利用垃圾处理或者废水处理的方法进行修复的,近年来,环境治理的专业人士研究出一种能治理大面积环境污染的技术,也就是生物修复技术。生物修复技术也可以称为生态恢复技术,这种技术是利用处理系统中的微生物的代谢活动,将污染现场的污染物浓度降低、转化、降解,将这些污染物转化为无害化物质或者元素,生物修复技术可以分为环境条件修饰和讲解污染物两种情况,目前,生物修复技术主要用于农田农药污染和石油污染中。 3.2生物杀虫剂 在进行农业生产时,采用化学农药很容易形成污染物富集的现象,而采用生物农药则能有效地避免这种现象出现。目前,生产运用最多的生物农药是由苏云金芽孢杆菌生产的BT生物杀虫剂,这种杀虫剂中含有有毒蛋白质,昆虫吞食后会中毒死亡,同时这种杀虫剂的主体是苏云金芽孢杆菌,不会对环境产生危害。BT生物杀虫剂是一种高效、安全的生物杀虫剂,能有效地防治农作物害虫,同时还能杀灭蚊虫,因此,在进行农业生产时,可以采用生物杀虫剂,从而有效地缓解环境污染的现象,促进环境修复。 4总结 随着生态环境的恶劣,人们的环保意识越来越强,对环境治理要求也越来越高,在进行环境治理过程中,传统的化学法、物理法往往会产生二次污染,而生物法能快速、高效的处理各种污染物,因此,在环境治工程中,要根据实际情况,选用的合理生物法,从而有效地提高环境治理质量。 作者:宋静佳单位:吉林市昌邑区环境保护局 环境工程论文:混凝沉降法教学环境工程论文 1混凝沉降法对水处理实验室废水处理的效果 某水处理实验室废水的混凝处理,废水CODCr为520mg/L,实验处理数据如表1。由表1可知,随着PAC、PFS用量的增多,COD越来越低,CODCr去除率越来越大,PAC的CODCr去除率达到53.6%,PFS的CODCr去除率高达62.5%,混凝沉降效果非常好。 2环境工程实验课程改革 2.1混凝沉降实验教学思路的改革“以点扩面,理论与实践相结合”的教学思路的确定,理论是实践的先驱,是实践的引路者,实践又是理论的验证,没有好的理论指导,实践就毫无意义,没有良好的操作,理论力不从心。只有把混凝沉降理论与实践相结合起来,将混凝沉降理论教学与实践教学按一定比例分配好,同时混凝沉降实践实验可根据学生兴趣去设定实验方案,达到学有所用,学有所获的效果。以往混凝沉降教学思路就是老师填鸭式讲学,学生积极性不高。学生在理论部分也没有主动的去吸取知识,在实践中也是按着已给好的条件进行操作,禁锢了学生的思维,无法让他们的思维得到充分发散。可根据老师给出的点知识:混凝沉降题材方向和目的,学生根据查找资料运用理论知识自行设计方案,老师进一步修改后确定可行性,学生大胆实践并做总结,这样不仅巩固了专业知识,同时大大提高了运用知识的能力,也提高了实践操作的能力,使学生的综合素质得到提升。 2.2混凝沉降实验教学内容的改革混凝法是化学处理废水较常用的方法,混凝作用是通过混凝剂的添加来改变胶体颗粒表面的性质,让均匀的胶体颗粒凝聚成大块颗粒沉淀(或上浮)。目前高校中混凝沉降处理废水授课理论知识繁多,部分课程有所重叠,无法做到课堂资源利用最大化,也无法更好的调动学生的学习兴趣,为提高学习效率,可组建课外兴趣小组,将不同的废水进行分类,选出其中典型的代表典型行业废水:资源加工业废水、产品加工业废水及垃圾渗滤液废水等常见工业废水进行详细解剖,实验之前要求各组做一个实验前的准备工作并做一个专题报告,展开工作后相互交流并学习,完成工作后写出心得以供参考。让所有学生结合自己所做研究拓展到其他领域,可跟自己兴趣对其他研究进行进一步探索,整体把握整个废水处理方法。通过分组讨论探索,不仅开阔了学生的知识面,让学生了解环境污染中水污染近况,同时也培养了学生的观察和环境污染保护意识,让学生在专业学习中联系生活,在生活运用专业知识,增强废水能力、让生活更加环保。 2.3混凝沉降实验教学方法的改革“注重学思结合。倡导点题启发式、处理探究式、问题讨论式、教学参与式,帮助学生自主学习。充分发挥学生的兴趣爱好,使之成为善思考、实干、敢于创新的实用性人才。”是混凝沉降实验教学改革的新思路,为了培养全面型水处理方面絮凝沉降的专业人才,需在教学方法上进行改进。为使水资源健康、绿色可循环发展,更能主动面对未来水资源匮乏的情况下,教育部在对环境科学工程专业评审时提出了更高的要求。根据混凝沉降方法处理废水的混凝电性中和、吸附、吸附架桥、卷扫絮凝等作用机理,运用投影仪放映物理和化学交错相连混凝聚集动画、图片过程,激发学生兴趣,从而引导学生在创作新作品的同时,学到更扎实的废水混凝沉降的处理知识,除了混凝剂本身的种类、特性、用量影响外,外界环境的温度、酸碱度、搅拌强度、时间和水中杂质组分等也直接影响混凝的效果,也可作为学生研究的题材。 2.4混凝沉降实验教学成效的改革环境科学就业的主流方向废水处理来讲,如何使学到的混凝沉降知识得到认可,如何使老师的混凝沉降实验教学效果更好,需要加强学生与老师之间的交流。首先,在混凝沉降实验教学过程中,提供更多的平台让学生能直接或者间接对老师的教学效果进行评价,随时听取学生的建议并加以考虑,打破以往的教学模式。其次,老师对学生吸取知识和运用知识进行评价和引导,老师采取教学讨论的形式分析并运用知识解析案例,同时对学生的建议进行引导性改进。最后,考核的形式也越来越多样化,主要是卷面成绩和平时成绩,平时成绩又包括作业,出勤率,实验操作等,也可根据学生公开小论文演讲进行打分参评。 3结语 关于提高高校本科教学质量,本论文初步讨论了环境工程的混凝沉降法处理废水,混凝沉降法处理废水不仅需要扎实的废水处理专业知识,同时还需要解决实际问题的能力,加强混凝沉降实践操作。混凝沉降教学思路方面,对叠合知识部分进行筛选,系统但又有针对的教学,激发学生积极性;混凝沉降教学内容,选取当前时下最热门的话题,进行调研,讲解,分组讨论等方式让学生不只是沉浸在理论知识的海洋中;在混凝沉降教学方式上,充分利用新科技带来的优势,在多媒体教学内容上多下功夫,在教学软件上吸引学生的注意力,共同探讨,制作更多优秀的作品;混凝沉降教学成效的改变中共同作用教学成效的评价,体现公平,公正的教育理念。总之,在学习专业知识的同时,不断加强团队合作能力和工程实践,努力成为高质量废水混凝处理技术人才。 作者:张永利周衍波吴云影单位:韩山师范学院化学系 环境工程论文:现代城市环境工程论文 一、现代城市工程建设的基本特点 (一)“高、多、大”是城市工程建设发展的一大趋势城市化是人类社会具有现代城市特征之演化的历史过程,它涉及到人口职业的转变、产业结构的转变以及土地和地域空间的变化,而这些转变和变化又存在着一定的内在联系,从发达国家的城市化进程中,我们能够看出,首先是农村人口大量向城市聚集,城市人口密度猛增,而涌入城市的乡村人口迫于生计就要另谋职业,与此同时还会引发城市生产与住房的紧张,进而导致地价上涨,迫使建筑物开始向高空发展,以美国为例,美国是全世界高层建筑数量最多的国家,据相关资料统计,高度在160m~200m的建筑已经超过了100幢。近年来,我国的城市化进程正在加快,城市工程建设越来越频繁,高层建筑越来越越多,且呈现出建设速度快、数量多、体型复杂、总高度增大的特点,“高、多、大”已经成为城市建筑发展的一大趋势,而高层建筑的施工对周围地质环境的影响也非常大。 (二)发展城市地下空间是城市工程建设发展的另一大趋势进入本世纪后,为了解决大城市中公共设施过密化的问题,日本、美国以及欧洲主要发达国家开始将一些公共设施转向地下,大力发展城市地下空间,城市地下建筑已经向更广泛的方向发展。发展城市地下空间是现代城市工程建设发展的必然趋势,日本更是将地下开发上升为国策,提出了开发地下,将国土扩大10倍的设想。我国对地下空间利用的时间可以追溯到上个世纪60年代,即大量的人防工程建设,近年来,随着城市化进程的加快,也加大了对地下空间资源的开发和利用,以城市地下交通为例,我国已经走在了世界前列,但是大规模的地下工程建设,对地质环境也造成了不同程度的影响。 二、现代城市建设所引发的环境工程地质问题 (一)地表工程建设造成的环境工程地质问题随着城市人口的不断增加,大力建设高层建筑以及开发地下空间仍很难缓解城市用地紧张的局面,平原地区的城市建设便开始占用农业用地,山区城市建设便开始向山坡开发土地,由此引发的水土流失、软土地基、边坡失稳等问题时有发生,而水土流失、边坡失稳等问题又会继续破坏环境,所引发的后果甚至会危机后代。 (二)地下工程设施造成的环境工程地质问题发展城市地下空间是城市工程建设发展的一大趋势,但是大规模的地下工程建设对地质环境也造成了很多不利的影响,如地面变形、地下水流场改变、洞室围岩失稳、生态环境恶化等。地下工程设施造成的最常见的环境工程地质问题就是地面变形,最为典型的就是日本东京地铁施工引发的地面塌陷事件,这对我国当前的地下交通建设无疑起到了警示作用。 (三)水资源开发造成的环境工程地质问题我国水资源总量居世界第6位,但人均水量却是世界人均水量的1/4,属于典型的贫水国家,全国缺水的城市已经超过2/3,水资源的日益短缺严重限制了我国的经济发展,很多城市,如上海、宁波、天津、太原等,都因超采地下水,造成了地面沉降、塌陷等环境工程地质问题,以上海为例,累计沉降量已达2.63m,据不完全统计,全国范围内因超采地下水而引起的地面塌陷已有800多处。(四)固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题随着城市工业的不断发展,人口的不断增加,产生的人工废弃物也越来越多,固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题也越来越突出。以城市生活垃圾为例,我国城市生活垃圾的总量正在以每年8%~10%的速度增长,这个增速无疑是对我国GDP增速的一个巨大讽刺(我国GDP曾长期以8%的增速创造了世界经济发展的奇迹),目前,我国已经有超过一半的城市被生活垃圾的所包围。固体废弃物堆放不适宜,就会造成很多环境工程地质问题,如影响地表土壤性质、污染地下水系统等。 三、对现代城市环境工程地质问题的研究 (一)现代城市环境工程地质研究的关键技术现代城市工程建设引发的环境工程地质问题越来越多且日益严重,目前,现代城市环境工程地质技术研究已经成为城市地学研究的一项重要内容,现代城市环境工程地质研究的关键技术主要有预测工程地质环境质量的技术、评价工程地质环境质量的技术、改造工程地质环境质量的技术、以及计算和制图技术等。环境工程地质学研究的主要内容就是预测人类工程建设对环境的影响,当前,现代城市环境工程地质问题越来越严重,对其进行预测已经成为地学研究中的一项关键性工作,加强预测工作,能够更好地掌握城市工程地质环境质量的变化趋势。一些大的工程在选址和规划之前都要对工程地质环境质量进行评价,如三峡工程和南水北调工程。环境工程地质技术在防治工程地质环境污染、抑制工程地质环境恶化等方面已经取得了一定的进展,其应用前景十分广阔,环境工程地质技术的应用能够更好地发挥地址工作的主观能动性。 (二)现代城市环境工程地质研究的主要方向就目前的发展现状和发展形势来看,今后现代城市环境工程地质研究的主要方向体现在四个方面,其一,必须尽快建立城市工程环境质量数据库,随着计算机应用技术的不断发展,工程地址数据库以及制图技术已经受到国外众多研究者的重视,在工程地址数据库系统的基础上,应尽快建立起城市工程环境质量数据库,这是今后现代城市环境工程地质研究的主要方向之一;其二,应重视对城市三维空间的工程地质环境质量的预测和评价工作,形成一个多层次、多目标、多因素的预测和评价体系,更好地揭示人类工程建设对环境的影响程度;其三,应加强对城市工程环境质量相关理论以及标度方法的研究,使环境工程地质学取得突破性的进展和跨越式的发展;其四,应注重对城市工程建设与工程地质环境质量调控系统的协调发展理论的研究,探索出一条城市工程建设与工程地质环境协调发展的道路。 通过对现代城市工程建设的基本特点以及城市建设所引发的环境工程地质问题的分析,我们发现,城市环境工程地质研究与传统工程地质研究存在明显的不同,城市环境工程地质研究的内容更具针对性,研究方法更具综合性,研究成果更具预测性,现阶段,对现代城市环境工程地质研究的关键技术和主要方向进行讨论,具有重要的现实意义。 作者:张丹丹单位:琼州学院三亚校区 环境工程论文:综合设计性实验教学环境工程论文 1综合设计性实验实施过程 1.1综合设计性实验题目的选择选题是综合设计性实验能否顺利开展的前提。设计内容的选择受到多方面因素的影响。首先,高校的实验教学场所、仪器设备和实验教学经费等都有一定的限制,好的想法、好的题目,没有实验仪器设备和经费的支持是难以实施的。所以,设计实验的选题,既要有科学性、新颖性,还要符合高校实验室的实验条件[3]。其次,实验内容应具有一定的深度与广度。一个较好的设计性实验题目应具有知识的综合性和内容的探索性,学生在实验实施阶段能够带着问题主动从各知识点中建立相互联系,全面理解理论知识和灵活应用验证性实验技术。但同时需要考虑任务难度大、周期太长的设计性实验容易挫伤学生学习的热情,分散学生的注意力,不利于实验教学的实施。基于以上两方面的原因,我校环境工程专业学生开设的设计性实验题目围绕着水体中微生物的检测、高效功能菌的分离和筛选两个主题开展。该实验教学开设在大三上学期,位于环境监测、环境工程微生物学及微生物验证性实验之后,学生已经掌握了环境样品的采集、前处理等基本操作以及环境工程微生物学的理论知识及实验基本技能,足以保证设计性实验的开展。 1.2任务的布置及方案的制定实验指导教师在设计实验实施前三周对实验任务进行布置,学生依据个人兴趣围绕着水体中微生物的检测和高效功能菌的分离筛选两个主题自主选择。如水体中微生物的检测,允许学生选择自己感兴趣的水体作为研究对象,如对宿舍、教室、图书馆等学生生活学习的区域进行生活饮用水的微生物学测定,监测大肠菌群总数和细菌菌落总数,依照国家标准对该生活饮用水进行评价,也可以选择学校周边的一些河、湖、库(如玛纳斯河、蘑菇湖水库、北湖等)水体作为研究的对象,进行实验、分析及评价。高效功能菌的筛选是环境污染治理领域的关键环节,林下土壤中分离筛选纤维素高效降解菌,印染厂生产废水中高效降解偶氮染料菌的分离与筛选等都是学生期望通过微生物的处理手段资源化有机废弃物或降解有毒有害物质的设计思路。设计实验研究对象与学生的生活、生产密切相关,有利于充分调动了学生的积极性,掌握学科的发展前沿。通过查阅文献并与教师进行相应的沟通,每位同学在设计实验开展前一周上交设计方案,避免了有些同学在实验过程中常常将自己定位于“旁观者”的地位,做到每位同学在实验实施前都是“心中有数”。设计方案包括实验目的、实验材料、实验步骤、实验预期结果等。指导教师对设计方案进行汇总和分类,将设计方案相近的学生分为一组,同时要考虑学生能力的差异、性别的差异,每组3~4人,指定组长,组员们再次对整组的设计方案进行调整,进一步的完善和合理化,最终方案由指导教师审定后方能进行。 1.3设计性实验的实施设计实验的实施阶段,按照设计方案,各小组学生自己动手采集及预处理样品,自己配制所需试剂及培养基,自己观察分析实验结果,自己确定实验具体时间,教师只是从总体上把握实验进程,不过多干预实验,做教学过程的组织者、协调者和服务者。为保证实验的实施,做到实验室全天开发,有实验指导教师、实验员教师及学生班委轮流负责。教师“教”的地位的弱化并不等于将学生置于无人管理状态,教师应对实验中存在的普遍问题进行集中指导,对各小组的个别问题进行分散指导 。与此同时,教师通过对各实验小组实验记录的检查加强实验过程管理。要求学生每天实验时,必须做好详细的实验记录,包括实验时间,实验人员姓名,实验具体内容,使用仪器设备及设定的参数,仪器状态、出现的实验现象以及可能出现的原因、实验数据等,不仅能清楚的掌握实验进展,了解每位学生的实验情况,还能让学生养成良好的实验记录习惯。微生物实验丰富多彩,建议学生运用影像技术对微生物的形态、生长情况、采样地点、处理结果等进行拍照,不仅生动形象地保留了原始记录,更增强了学生的成就感。 1.4实验报告的撰写及实验成绩的评定实验部分整体结束后要求学生认真撰写实验报告。报告内容包括两部分,一部分是对实验数据和结果进行整理、归纳、统计和分析,并与预期结果进行对比;还有很重要的一部分内容是每位同学需要对实验中的重点难点及关键环节进行总结,对实验中的不足之处提出改进措施或建议。实验报告的撰写不仅提高了学生的数据处理能力,而且也培养了学生思考问题和解决问题的能力。实验成绩的评定围绕整个实验的全过程,占课程总成绩的30%,主要包括实验方案的制定20%、实验实施过程中承担的任务及表现30%、实验记录10%、实验报告40%等,注重实验过程和结果分析,而不是仅以是否达到预期实验结果来给定成绩。 2教学效果 学生在实验结束后反映花费在综合设计性实验上的时间和精力远超出他们之前的想象,但收获颇多。首先在实验技能上更加的娴熟,操作上更加的规范;其次,在实验实施过程中真正的实现了通过自己的思维加工将多门课程的知识有机的联系起来;再有,学生自行完成了一次提出问题、发现问题、分析问题以及解决问题的能力锻炼,也是对自我能力剖析、认识和肯定的一个过程。良好的教学效果在学生的本科毕业论文环节中也有所呈现。学生在开题报告的展示、论文主旨的把握、实验操作能力及数据处理等方面普遍表现良好,毕业论文指导教师普遍反映学生的动手能力及分析解决问题的能力有很大程度的提高。同时,有更多的学生期望在专业方面有进一步深造的机会,我校2010级环境工程专业毕业生中硕士研究生录取比率较往届有很大的提高,而且报考及录取院校大多是国内知名环境相关院校。 3教学思考 综合设计性实验对学生来说是实验设计,而对指导教师而言是教学设计,是对学生的挑战,同样对教师也是挑战。设计性实验的教学过程比验证性实验更长,教学内容更丰富、更复杂,教学方法与组织形式更加多样化,这就更需要教师精心安排和组织整个教学过程,否则,设计性实验很有可能成了走过场,达不到预期的目的。 首先,指导老师应有很强的事业心和责任感。在设计实验的过程中,教师要综合考虑实验室空间及设备、学生、周边环境等因素选择合适的设计题目,对学生设计的实验方案进行整理分类,了解学生的基本情况来合理分组,特别是学生往往只能利用课余时间来完成实验,只要学生做实验,实验室就要有教师,准确把握学生实验的进展情况、每位学生的表现及试验中普遍存在的问题,对实验现象进行解答,并对实验结果进行科学的评价。每一个环节都需要教师花费大量的时间和精力,远超过验证性实验,所以就需要指导教师充分发挥奉献精神。当然,也需要学校相关政策的支持。我校近些年一直非常重视教学质量及教学改革,也制定了相关的政策。教师可以申报相关教学改革项目予以资助,并对教学效果良好的教改项目还会给予表彰,这都极大的促进了教学改革的进行。其次,教师要有足够的专业素养。对半开发式的设计性实验,学生的实验方案、内容及涉及的实验方法和仪器等都具有多样化,这就要求教师在专业素养上有较高的造诣。不能凭空否定一个实验方案,也不能任由学生的设计方案随意进行。 指导教师从实验任务的提出开始,在实验的实施、实验结果及报告的撰写等各环节中,始终在自己头脑里有一个清晰的理论脉络,有若干套可行的设计方案、实验中可能出现的结果、产生的原因及解决的办法等。教师具备这些素养才能保证综合设计性实验的顺利展开,达到预期的教学目的。再有,教师要有把握好“指导者”的度。对于设计性实验,贯彻启发性原则是教学的根本。对学生设计的实验方案,提供一些启发性的意见,避免意见具体化,否则学生很容易产生依赖心理,一旦试验中出现问题,就希望从老师这里得到答案。教师不要包揽一切,放手让学生去做,但也不能由着学生去做,充分发挥好指导者的作用。 综合设计性实验各个试验环节中都有可能出现失败,经过几次失败后,有些学生会灰心丧气,有些会否定自己,甚至对专业信念产生动摇,这时候就要求指导教师对学生进行心理上的疏导,鼓励学生,同时客观的评价学生在实验过程中表现突出的方面以及需要强化的部分。环境工程微生物学综合设计性实验的开设取得了一定的效果,但也存在一些问题。如微生物学设计性实验是一个连续性的周期较长的实验操作过程,部分学生由于时间安排上不够完善,对实验进度及结果造成了一定的影响;部分学生在实验开始之初能够较好的参与实验,随着时间的延长,积极性和热情有所降低;实验报告撰写过程中同组同学内容抄袭情况任然存在等。如何使微生物学实验教学更加适应高等教育人才培养的要求,我们还需要进一步的探索和实践。 作者:易丽娟童延斌李姗蔓单位:石河子大学化学化工学院 环境工程论文:高校环境化学教改下的环境工程论文 1教学过程中出现的几个典型问题 在教学过程中,学生纷纷反映该科目学习内容多,各章知识联系性不强,学习起来比较困难。这些现象除了跟科目知识点涵盖广,抽象理论概念多的学科特点有关外,以下几个因素也不容忽视: (1)学生的化学基础相对薄弱。虽然学生学习过普通化学且部分学生修过有机化学,整体说来学生对化学相关知识掌握依旧不多,知识储备不够,学习重视度也不高; (2)科目课时安排相对较少。由于课程知识点杂多,如果仅仅是重点讲述部分知识内容,容易破坏科目的整体性和系统性; (3)缺乏实际应用的案例。课堂上基本原理知识阐述过多,和现实案例及实际环节关联较少,讲解容易枯燥无味。针对上述几个反映普遍的问题,我们和学生充分交流后针对教学方法进行了相应调整,在补充相关的化学基础知识,改善加强知识点的复习和梳理,以及在相关章节添加生动案例等方面进行了有益尝试并取得不错的教学效果。 2教学方法改进的几个方面 2.1补充化学相关基础知识在学院制定的培养计划中,环境化学科目开设时间为大三第一学期,在此之前大部分学生已经修读过普通化学和有机化学,具备了一定的化学基础知识。但由于培养计划对化学科目的课时分配相对较少,同时环境专业的学生对学习化学的重要性认识不够,学生的化学基础比较薄弱,给授课的顺利进行造成了一定的困难。为了让学生能听明白,理解清楚,在某些章节我们适当补充相关的基础知识,这种做法获得学生的广泛认可。我们采用的教材是由2006年高教出版社发行,戴树桂教授编著的环境化学。其中大气环境化学章节中提及自由基的稳定性,我们相应补充了键的解离能和共轭、诱导作用以及空间位阻与键稳定性的关系,引导学生从以上几个方面综合理解相应自由基的稳定性。谈到自由基的活性时,我们把有机化学中讲过的烷烃卤代自由基反应与之关联,学生学习新知识的同时回忆学过的内容,这样接受起来更为容易。在讲到多环芳烃的结构和性质时,我们及时帮助学生回忆了有机化学科目中对芳烃芳香性的介绍,其电子结构特点以及和化合物结构稳定性的关系,这样学生就能更好理解多环芳烃的在环境中的稳定性,迁移和转化的特点。同时我们要求学生在相应章节对水污染控制工程、大气污染控制工程、环境毒理学,固体废弃物的处理处置等科目进行对照学习,相互印证,既加强学生对相关知识点的记忆,同时也能让学生从化学的角度深层次去理解环境问题出现的原因。 2.2总体把握教学内容,充分利用课堂时间培养计划中分配给环境化学48学时,在较短时间内完成八章内容,这对学生和老师都是一种挑战。我们在正式开讲前,先给学生大致剖析了一下该科目的主要脉络,便于学生了解科目的重点章节。第一章绪论,主要阐述环境问题的出现导致环境化学的诞生以及环境当中主要污染物的类别,环境效应和迁移转化。从第二章到第四章分别谈及污染物进入大气,水和土壤后的赋存状态,迁移转化等内容。第五章涉及污染物历经上述三个圈层后进入生物体以及在生物体内的运动过程及毒性。第六章主要是一些具体的典型污染物在环境各圈层中的转归。第七章重点介绍受污染环境的几种具体修复技术。而最后一章则是绿色化学的基本原理与应用。通过分析,学生大致了解了本课程的知识结构和脉络特点,有利于学生在学习开始初步建立一个关联体系。随着教师授课工作的开展,学生可以把相应知识点置于关联体系中,最后形成该科目的完整知识体系。另外针对科目课时较少而内容丰富的特点,我们要求学生必须做到课前预习和课后复习,简单的和常识性内容仅做概述,和其他科目有交叉的章节如第二、三和五章,我们侧重讲述和化学相关的内容,其他部分以课堂提问或作业的方式让学生自己学习。这样既节省了时间,也督促学生针对相应的交叉科目如大气污染控制工程等自主进行对照学习,增强了学生的自学能力;提高课时利用率的同时,也提高了学生学习的主动性和积极性。另外,我们设置“每课一个小结,每章一个总结”,便于学生及时复习课堂学到的知识点。 2.3补充真实典型案例,充实教学内容环境化学中基础理论和基本原理阐述较多,学生学习起来容易觉得枯燥乏味。引入环境中的真实典型案例,充实教材教学内容,可以有效激发学生的学习兴趣,增强学生利用化学知识分析研究实际环境问题中有关污染物存在,化学特性及控制原理的能力。通过介绍11种农药“喂养的豆角”,可爆炸的西瓜以及一系列生活中有毒的食品(毒馒头,毒油条,瘦肉精,辣椒中的苏丹红,毒木耳等等),到富含有机物的工业废水排放,挥发性有机物充斥室内外环境,以及最近出现的“雾霾”现象和人们高度重视的PM2.5等,让学生认识到学习环境化学的重要性。在大气污染物的迁移章节,介绍马斯河谷烟雾事件,多诺拉烟雾事件,印度博帕尔事件,切尔诺贝利的核泄漏事件以及洛杉矶和伦敦烟雾事件,使学生把大气中污染物扩散及对环境的影响和书本知识结合起来,充分理解大气污染物扩散的各种影响因素及相应的处理措施和方案。另外我们也选择在适当的章节中插入一些和环境保护相关的小故事来调节课堂的气氛。比如在讲到典型农药在土壤中的迁移转化时,介绍完有机氯农药后,穿插了瑞士化学家米勒和滴滴涕以及德国科学家哈伯和毒气的故事。这些历史上真实出现过的血淋淋的事件,深深震撼了在座学生。课后学生纷纷上网查阅相关事件进行讨论,同时也反馈了一些其他的案例供参考。通过真实典型案例的介绍和小故事的穿插,提高了学生对环境化学学习的重视程度,有效调动了学生的学习兴趣和积极性,教学效果和教学质量有显著提高。另外我们会在课余时间或答疑时间和学生充分沟通,鼓励学生对该课程授课内容和方式提出建议,及时了解他们的想法和实际学习情况也对教学质量的改善大有裨益。 3结论 采取上述改进措施后,沉闷的课堂气氛开始变得活跃,学生的学习积极性和主动性有了明显提高,教学效果和教学质量也得到显著改善。但是目前我们对环境化学教学内容和教学方法的研究远远不够,需要持之以恒的学习和探索,尽力为学生构建良好的传授环境和平台,这样才能取得更好的教学效果。 作者:常飞单位:上海理工大学环境与建筑学院 环境工程论文:工程评估下的环境工程论文 1开展环境工程评估工作 环境工程评估工作的开展主要是按照一定的工作程序进行,下面我简单对环境工程的评估工作程序加以介绍。 1.1受理受理工作主要是受理相关的对环境产生的影响的评估文件、环境污染治理工程设计文件或者是验收资料,填写相应环境工程评估申请表。在这个过程中,需要认真受理所评估的文件资料,给出准确的评估回复。 1.2组织专家评审按照相关环境工程评估审核规定,选择相关环境评估项目的专家组成专业的评估小组,在评审时,由专家小组讨论,最终给出相关的评审意见。 1.3出具评估意见在专家小组给予相关的评审意见以后,需要按照有关的法律法规规定,进行评审意见的审核,将评审意见逐层递交,等待审核通过。 1.4发送评估文件经过意见审批以后,收集相关的小组评审意见、相关的信息资料等作为环保主管行政部门审批的依据及时送往环保行政主管部门。 2环境工程评估开展的重要措施 2.1加强业务培训在环境工程评估工作开展的过程中,需要相关业务部门对于参与评估工作的技术人员进行相应的业务培训,比如定期地参加国家、省市级举办的评估培训,评估参与人员不断地提高自己的评估业务能力,加强对当地环境保护、环境污染实际情况的了解,提高评审的准确性。 2.2完善组织结构在不断地发展过程中,需要对原有的综合管理部门、建设项目评估部门、污染治理项目评估部门等进一步完善其财务、档案资料体系的组织结构构建。 2.3扩大评估专家库要想在发展过程中,不断地扩大评估专家库,那么就需要不断地加强对我国相关环境保护评估工作建设事业的支持,通过对原有的评估专家人员加强再培训和教育,同时加强对相关从业人员的扩招和管理,不断地扩大评估专家库。 2.4建立项目退回制度在环境工程评估工作开展过程中,需要按照国家有关的法律法规、技术指导原则等一些重要的项目做好实地考察,确保其是按照提送的项目计划中开展相应的工作,对于不符合规定和条件的建设项目,必须严格进行筛选,进行项目退回。 2.5建立有效地考核制度对于环境工程项目评估的持证单位必须要建立完善的考核制度,对需要审查的环境影响评价报告表、大纲等有专家根据具体的考核制度给予评分,出具相关意见,对于不符合规定的持证单位工作内容和管理制度提出意见,进一步加强对环境工程项目评估的持证单位的考核和管理。 2.6增强服务意识在进行环境工程项目评估工作开展过程中,环境工程项目评估的持证单位作为评估单位,必须要增强和提高其服务意识,仔细地听取被评审单位的意见和想法建议,从而在工作过程中不断地改进自己的服务内容,确保工作的高效率开展。 2.7坚持与时俱进在环境工程评估工作开展过程中,需要不断地突破目前的经济体积和束缚,在评估工作开展过程中需要进行大胆地创新和改革,加强在评估过程中的创新意识,在工作过程中,不要为了评估而评估,需要结合实际情况,进行制度改革和创新,从而切实做好环境评估和保护工作。 2.8坚持客观、公正、公平的评估原则在开展环境工程评估工作过程中,需要坚持公正、公平的评估原则。评价单位和评估小组在进行相关的建设项目评估过程中,一定要充分考虑到其对社会发展和环境保护等方面带来的影响,对于其积极的影响和消极的影响进行充分的列示,对其项目建设的带来了影响一定要进行综合考察,在评估过程中,评估单位、评估小组甚至是评估个人都必须要保证客观、公平、公正的态度,积极有效地开展环境工程评估工作。 3结语 新的市场环境和发展条件下,环境工程评估工作的开展作为能够有效改善经济发展模式和环境保护的重要举措,在发展过程中应该得到支持和肯定,在环境工程评估工作的开展过程中需要加强对评估队伍的建设,坚持与时俱进,建立相关的法律法规制度,不断地增强其自身的服务意识,从而确保环境工程评估工作的有效开展。 作者:邱新涛李鹏单位:栾川县环境保护局
机电一体化技术研究:接口技术在机电一体化中的运用研究 接口技术在机电一体化中的运用研究 随着信息技术等的发展,机电一体化已经成为一种发展趋势,同时也为人们的生产、生活提供了更多的便捷。接口是几点一体论文联盟化产品的重要组成部分,有效运用接口,可以更好地将几点一体化产品中的各个组件有机地连接起来,使机电一体化产品的运行能够更加顺畅、有效。因此,接口技术的研究与运用,直接影响着机电一体化产品的运用效能,相关工作人员应该积极创新接口技术,满足机电一体化技术不断发展的需求,进而提高机电一体化产品的质量,更好地为人们的生产、生活服务。 1 简述接口、接口类型与接口连接方式 机电一体化系统,即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起,从而发挥机械电子的优势,提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分,它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件,具有调节、匹配、缓冲等性质,可以有效地转换电平、增加功率,使机电一体化产品的性能得到提高;一些技术人员将接口加设抗干扰材料,可以将电子系统与控制系统之间相互隔离,防止两个系统之间的信号受到干扰,影响电子系统与控制系统运行的可靠性;接口的运用,还可以进行电路转换,保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配,进而提高机电一体化产品的运行效率。 不同的机电一体化产品,其性能、工作原理等都存在差异,自然接口也不完全相同。也就是说,在运用接口技术连接子系统的各个模块时,需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类,即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口,它可以模拟信息的输入与输出,并为机电一体化系统提供平稳的电流,以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态;人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口,这种接口可以将工作人员的指令,利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据,并通过接口在各个子系统之间相互传递信息,以满足实际需要。 2 接口技术在机电一体化中的运用 2.1 概述接口技术 在机电一体化技术发展的过程中,接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义,它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接,使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用,可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来,促进其数据、信息的传递与转换,使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展,机电一体化技术也将得到更快的发展,并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展,机电一体化产品的性能也将越来越高,为人们生产、生活提供更多的便利。 2.2 接口技术在机电一体化中的运用 众所周知,接口技术在机电一体化中的应用,大大提高了机电一体化系统的性能,同时也促进了机电一体化技术的发展。那么,接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢? 第一,连接机电一体化系统中的各个子系统模块,充当“开关通道”。在机电一体化系统中,各个子系统模块相互连接,再通过电子系统进行智能化控制,将信息系统中的数据、信息进行传递与转换,使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能,就必须有连续的电流,而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”,工作人员只需正确操作开关执行器,为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流,就可以有效实现以上功能。 第二,工作人员可以根据需要手动接口,满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时,通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作,这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口,工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统,系统就会按照需要将指令编码成信息数据,并通过接口传递给各个系统模块,输出相应的状态、运行参数等,以实现工作人员监控机电一体化系统的目的,满足工作需要。 第三,运用接口技术,可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中,接口的运用还不是很成熟,导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展,越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后,有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数,对这些数据、信息等进行有效的调整,就可以实现监控生产过程的目的。 2.3 运用接口技术需要注意的问题 接口技术是在机电一体化技术上发展起来的,所以在运用接口技术的时候,需要注意以下问题。技术人员在运用接口技术将接口连接于各个子系统模块之间,需要注意接口技术是否与机电一体化技术相匹配,是否能够符合机电一体化产品在性能上的要求,这些都是技术人员需要思考的问题。只有合理选择、运用接口技术,才能为机电一体化产品的性能正常发挥起到基础的作用;任何技术在运用过程中,都需要进行调试,以确保技术运用的科学性、合理性与可靠性。同样,接口技术的运用也需要进行智能调试。一般来说,技术人员在运用接口技术连接各个子系统模块之后,就要及时地进行系统测试与接口的智能调试,这样才能在第一时间发现问题、解决问题,保证机电一体化产品的可靠运行,也可以为以后接口技术的发展提供参考;接口在使用过程中,人机接口是比较常见的,它是根据实际生产需要而进行的人工调整的接口,也就是说,这种接口是可调的。因此,技术人员运用接口技术必须积极思考机电一体化产品的实际生产效能,并注重接口技术的各项指标能够按照要求合理调控,结合实际情况运用接口技术。这样的接口技术才能保证机电一体化系统可以按照需要随时进行调控,实现智能化、网络化,提高接口技术的运用效果。 3 结语 总而言之,随着我国工业化进程的不断深入,各种相关技术也在不断发展。机电一体化技术作为促进工业化与机械化发展的重要技术之一,对我国社会建设与人们生活水平的提高有着重要的意义。而接口作为机电一体化产品的重要组成部分,接口技术的发展也影响着机电一体化技术的发展。所以,相关技术人员应该积极创新接口技术,从各个方面提高机电一体化产品的质量,进而促进机电一体化产品在社会建设中重要作用的发挥。 机电一体化技术研究:高职机电一体化专业课程体系构建之技术路径 摘要:本文从分析学科课程体系不符合职业教育特征的角度出发,提出构建高职机电一体化专业工学结合一体化课程体系的必要性,论述了机电一体化专业课程体系构建的技术路径,分析了机电一体化专业课程体系实施过程中需要重点解决的三个问题。 关键词:高职;机电一体化专业;一体化课程体系;技术路径 近年来,随着国外先进职业教育课程建设理念与技术的逐步引进与推广,工学结合作为职业教育的重要特征也逐渐得到认同。广州市工贸技师学院顺应国内外市场对技能型人才的需求,即技能人才需具备综合职业能力和奠定持久的职业生涯发展,在机电一体化专业建设中,提出构建工学结合的一体化课程体系的工作目标,并在具体的教学中实施。 机电一体化专业课程体系改革的必要性 长期以来,我国职业教育所采用的课程体系多为学科课程体系,其基本特征是以学科内容为中心设计课程,依据不同学科之间的相关性,按照先后顺序开设教学科目。虽然学科课程体系具有逻辑性和系统性较强的优点,但是,随着科学技术和产业组织结构的发展,其缺点也日益凸显,如学科课程忽略世界的整体性,将原本内在统一的科学、艺术、道德割裂开来;学科课程强化“精英文化”,强化少数人利益,与“大众文化”割裂开来;学科课程以灌输学科知识为宗旨,过多倚重接受学习,忽视发现学习、探究学习、行动学习在人的发展中的价值,忽视社会经验的获得和实践能力的形成;学科课程的系统性不能等同于职业活动的系统性,学科课程所强调的抽象概念和理论与职业教育的应用性、实践性要求不相符。 进入新时期,现代企业和社会管理步入了以过程为导向的综合化运作时代,强调劳动者专业能力、社会能力及方法能力的综合运用,孤立的学科课程体系与此需求相去甚远。因此,改革长期徘徊在职业教育领域的学科课程体系,构建适应社会经济发展和企业用人需求的新课程体系势在必行。 在机电一体化专业的学科课程体系中,课程主要分为专业基础课程和专业实训课程,专业基础课程强调《工厂电气控制技术》、《电工电子技术》、《机械制造技术》、《单片机与接口技术》、《液压与气动技术》、《自动检测技术》、《机电一体化技术与系统》等专业理论知识的学习,专业实训课程强调《金工基本技能实训》、《机电设备拆装》、《电子电工专项技能实训》、《机电一体化技术实训》基本操作技能的训练,不管是理论知识的学习,还是单项技能的训练,学科课程体系均从片面的片段的角度看待本专业的整体性职业活动,没有与完整的工作过程建立一种直接的联系,对专业人才完成一项综合性工作任务所需的综合职业能力培养非常有限。因此,改革机电一体化专业的学科课程体系,构建工作过程导向的课程体系势在必行。 机电一体化专业课程体系改革的技术路径 职业教育是为人们胜任职业活动和通过职业活动实现人的发展而提供的教育,具有完整的工作过程是职业教育的基本要求,因此,职业教育过程中的媒介和手段都应是工作化的,必须将具体的工作情境置于教学过程之中,并以工作性思维来构建教学过程,根据职业教育的特征和规律,课程设计开发要体现“在工作中学习,在学习中工作”的理念。 基于工学结合的一体化课程体系改革理念,在机电一体化专业课程体系构建中,课程的设计和开发必须以工作为基础,并保证以工作为基础的教学过程必须产生胜任现实工作的能力。校企合作的优秀是认识企业的工作形态和工作内容,并将其充分而有效地呈现于教学过程之中,聘请企业专家参与课程建设、签订校企合作合同、组织师生企业实习,其目的都是为了保证“工作呈现”的有效性。 因此,在机电一体化专业课程体系构建中,本专业一体化课程体系的开发设计技术路径如下:行业、企业情况分析和岗位工作分析召开实践专家访谈会提取典型工作任务一体化课程转化确定学习任务设计教学计划编制学习材料(工作页等)开发投入实施。 行业、企业情况分析和岗位工作分析通过企业调研,与企业实践专家访谈,与企业工程技术人员探讨,观摩企业实际生产运作等途径,分析行业、企业实际工作情况和对技能人才的用人要求,确定本专业技能人才的就业领域有:电气设备和机电一体化设备的运行、安装、调试与维修;电气、机电产品生产现场的工艺实施;仪器仪表的配置、检测、调试与维修;机电一体化工程项目的施工、维护及技术服务;机电类产品的营销与售后服务;机电设备的技术改造、技术管理、产品辅助开发等。 召开实践专家访谈会,提取典型工作任务向若干机电一体化行业的企业一线人员发放“实践专家工作职责调查表”,分析企业一线技能型人才的个人工作经历和现从事岗位工作职责、工作内容,从而遴选符合参加实践专家访谈会条件的企业实践专家。学校确定课程开发主持人、专业骨干教师及聘请的实践专家之后,召开实践专家访谈会。会上,在课程开发主持人主持,专业骨干教师配合下,引导企业实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”,“实践专家职业发展阶段分析表”要求每位企业实践专家列举从进入机电一体化行业开始到成为实践专家的发展过程的若干阶段及其每一阶段所从事过的、有挑战性的、完成工作的过程能够提高工作能力的有代表性的工作任务实例。待所有实践专家填写个人“实践专家职业发展阶段分析表”后,课程开发主持人引导实践专家配合,从所有填写后的“实践专家职业发展阶段分析表”中提取代表性工作任务,最后根据人才培养目标要求分析确定典型工作任务并按从入行到实践专家的职业发展阶段进行排序。机电一体化专业提取的典型工作任务,按照初级——中级——高级——技师的职业发展排序,通过企业实践专家分析,共提取了“机电设备装配、调试与维护”、“电气控制柜的安装调试”、“机电一体化系统疑难故障诊断与检修”等16个典型工作任务。 转化确定学习领域课程根据职业教育规律和目标,按照一个典型工作任务转化为一门学习领域课程的原则,在企业实践专业和学校专业骨干教师的共同讨论分析下,将职业行动领域中的典型工作任务转化为职业教育领域中的学习领域课程。机电一体化专业最终确定的学习领域课程有:“电气安装”、“机电设备疑难故障检修”、“机电一体化系统设计”等16门课程,每门课程均体现一项完整的工作任务。 设计学习任务,编制教学计划根据地区区域经济发展水平和学校教育教学基本条件,对应每一门课程,开发设计若干学习任务。学习任务可以直接来源于企业,也可以由学校根据工作任务要求设计开发,但它原则上是一个完整的工作任务,能体现完整的工作过程。机电一体化专业开发设计的学习任务有:“工具和仪表检修”、“齿轮传动机构拆装与测绘”、“常见机床动力电路安装与检测”、“自动生产线总装与调试”等58个。在学习任务的排序上遵循由易到难的排列原则,低年级设计数量较多的引导性较强的学习任务,高年级设计数量较少的综合性和开放性较强的学习任务,完成所有学习任务的,其目标实现之和应该大于或等于所属一体化课程的目标。学习任务设计完成后,根据学校实际师资情况和设施设备情况,以及教育教学秩序要求,确定每个学习任务的学习与工作时间,编排可执行的教学计划。 学习材料(工作页等)开发,投入实施根据学习任务的目标要求,学校专业骨干教师到相关企业收集企业实际生产任务的工作素材、行业标准、企业标准、工作规范要求等,运用编写学习材料的规范要求和技术方法,聘请企业专家与专业骨干教师共同编制教学材料,例如工作页。学习材料开发完毕后,学校组织行业企业专家和课程开发专家评审课程体系成果材料,评审通过后投入实验。 机电一体化课程体系的实施 目前,广州市工贸技师学院机电一体化专业的四年制预备技师班、三年制高级技工班均采用工学结合的一体化课程体系实施教学,其教学效果得到广大师生的一致认可。主要体现在以下四点:(1)新课程不仅让学生掌握知识和技能,而且注重培养学生的信息处理能力、与人合作能力等关键能力,有利于学生持久的职业生涯发展;(2)新教学模式基本扭转了学生被动听课的习惯,使学生转变成为探究知识的主体,可以提高学习主动性,增加学习兴趣;(3)学生的创造能力、工作能力、应变能力都能通过课堂学习得到锻炼,对培养学生的成就感、承受挫折能力等有较大帮助;(4)学校的学习工作站比较类似企业的实际工作环境,能够满足学习需求。 通过一个周期的实施,总结出课程实施要重点从教学组织模式、师资团队建设及学习工作环境建设三方面考虑,才能保证课程构建和实施均能取得成功。 教学组织模式课程实施应该以学生为中心,即学习的主体是学生,学生学习的目的就是胜任工作、适应社会和职业发展,因此必须将学习作为工作过程(即教学过程)的中心,以学生自主理解和完成工作任务作为教学的基本手段,并指导学生将理解和完成具体工作任务的能力转化成为适应变化的策略。学校的一切资源,包括教师资源都是学生实现这一完整过程的基础,都应服务于学生的学习过程(即工作过程)。按照完成一项工作的基本思路,课程实施应具有完整的工作过程:获取信息——制定计划——做出决策——实施计划——检查控制——评价反馈。 师资团队建设由于工学结合的一体化课程强调学生自主完成若干完整的学习任务,学习任务由工作任务转化而来,在课程实施过程中,教师仅仅起到引导和服务的作用,因此,对教师的工作实践经验,对工作的认识和理解均提出了较高要求。目前,职业教育界的教师多来自大专院校,缺乏企业实际工作经验的占大多数,势必对工学结合的一体化课程实施带来影响,所以,学校在考虑推一体化课程实施的同时,要在学校与企业之间建立一个长期合作的师资培养通道,让教师适应并逐渐胜任新课程的实施。 学习工作环境建设一体化课程实施需要与学习任务相匹配的教学媒体和设施设备,创设尽量真实的学习工作环境,让学生有机会完成与典型工作任务内容相一致的学习任务,因此,学习工作环境的建设并不仅仅是为了技能的重复操作训练而购置大量的设备,要从完成一项工作任务所需的综合性资源建设的角度出发,从促进学生自主学习的学习资源建设的角度出发,规划设计学习工作环境,也叫学习工作站。机电一体化专业的学习工作环境建设中,每一学习工作站均划分信息检索区、学习区、实训区、工具区、学业成果展示区等五大区域,方便学生自主检索学习工作过程所需的资源,养成遵循企业工作规范和作业流程的习惯,并能够在这个环境中实现学生之间的互动交流,互相学习。 总之,构建实施机电一体化专业的工学结合一体化课程体系是一项系统工程,不仅仅是一种课程组织方式的改革,而是一种更深刻的课程价值观的变革。课程是为学生提供教育服务的直接载体,建设符合企业用人要求、能够保证学生持久职业生涯发展的课程是我们义不容辞的责任和义务。 机电一体化技术研究:胶东半岛蓝色经济圈培养高素质高职机电一体化专业技术人才探究 论文关键词:机电一体化高职 人才培养 “教学做”一体化双证融通 论文摘要:根据国家整体规划,胶东半岛蓝色经济圈已经进入快速建设期,机电一体化专业人才需求在本地区也将迎来一个高峰期。本文对其专业人才需求背景进行了详细的分析,并根据本校及本专业现有的师资力量,提出了建设“高职机电一体化专业技术人才”方案。在本文中,确定了三个专业培养方向,总结了“1.5+0.5+1”的人才培养新模式,“教学做一体化”教学模式,以及“双证融通”式课程教学模式。 机电一体化技术是集机械、微电子和计算机技术于一体的综合应用技术,也是现代制造业的优秀技术。随着山东省大力推进半岛制造业基地暨北部沿海经济产业带建设,机械制造、电子信息、食品加工和黄金工业四大支柱产业以及汽车、手机、电脑三大产业集群均进入了快速膨胀期。制造业的现代化水平得到了提升,最显著的标志是采用大量的自动化生产制造系统取代了传统的、自动化程度较低的生产方式。 现代机电一体化技术是机械、电子、信息和管理等学科有机结合的高新技术,广泛应用于机械、电子、汽车、食品、医药等行业。可以说,任何产品只要投入工业生产,就必须采用自动化生产制造技术以提高产品质量和生产效率,否则将没有市场竞争力,而自动化生产制造的优秀技术就是机电一体化技术。因此加速培养机电一体化技术高素质技能型人才已经成为高职高专院校的当务之急。在此背景下,山东省大部分高职院校都开设了机电一体化技术专业以满足社会对该专业人才的需求。但一方面,企业难于招聘到合格人才,另一方面相应毕业生感叹就业困难,工作难找。分析原因是供非所需,高职院校内部在该专业培养目标与定位、专业建设与课程设置,实习实训内容及条件等方面存在问题。因此,应依据社会需求确定人才培养目标,以就业为导向构建人才培养新模式,增强人才培养的针对性,适用性,实现人才培养与社会职业岗位的接轨,服务地方经济,并促进毕业生充分就业。 1 根据半岛区域经济发展需要,确定高职机电一体化技术专业人才的培养目标 在对山东省机电设备制造企业和胶东半岛大中型机电企业调研、毕业生跟踪调查和专业建设委员会论证的基础上,归纳出半岛经济发展急需的三种职业特色鲜明的机电类就业岗位群,分别是食品灌装生产线的运行与维护,新能源装备制造的生产与维护,电子组装工艺操作。 山东省是我国重要的粮食及食品生产加工基地,随着人民生活水平的提高,人们对食品的质量、包装和精细化程度要求越来越高,这就带动了食品灌装、包装设备的飞速发展。自从我省做出重点发展食品产业群的重大决策以来。产业集群蓬勃发展对灌装生产线人才的大量需求早已初见端倪。 根据国家中长期发展规划,我国的核电和风电已经进入高速发展期。山东在半岛沿海地区规划了海阳、荣成、乳山三座核电站,并计划在“十二五”末全部投产发电。同时山东地处东部沿海,具有丰富的风能资源,各大发电集团竞相在山东沿海地区修建风力发电厂。这使得山东省核电、风电等新能源装备制造业快速发展,可以预见随着山东核电、风电产业发展的推进将需要大量掌握核电、风电相关知识的装备制造业专业技术人才。 随着现代信息产业的不断发展,电子应用技术发展的不断需求,电子组装技术在真个电子整机装配加工中所占的地位越来越重要。胶东半岛在发展电子信息与家电产业集群的同时,电子组装技术备受关注,据调查分析,电子组装技术产业的人才存在着巨大的缺口,在未来需要众多电子组装技术人才满足企业生产需求。 我们通过以上市场调研,制定了适应区域经济发展的机电一体化技术专业的人才培养方案,确定了在机电一体化技术公共知识平台的基础上分三个专业培养方向:食品灌装生产线的运行与维护、新能源装备制造的生产与维护、电子组装工艺操作。 2 构建科学合理的新型人才培养模式,为胶东半岛培养高素质技能型人才 2.1 构建“1.5+0.5+1”的人才培养新模式 机电一体化技术专业的传统教学模式是实施“2.5+0.5”人才培养模式,即三年中两年半在学校完成教学计划规定的所有课程,最后半年赴企业进行顶岗实习。这种传统人才培养模式难以培养出我们所需要的为地方企业量身打造而熟练掌握专业知识和技能的专门化人才。因而进行人才培养模式改革,构建科学合理的人才培养新模式势在必行。“1.5+0.5+1”正是贯彻分方向教学并实施产学研合作办学的一种教学新模式。1.5是指在新生入学后在第一到第三学期,学习基础类模块、专业基础模块、专业优秀模块和技能优秀模块,在这样一个公共知识平台的基础上主要培养学生从事机电类岗位的基本能力。0.5是指在第四学期进行专业拓展能力模块的学习,即学生根据自己的兴趣和就业意向自行选择三个就业方向的一个,进行该方向一系列知识和技能领域的学习。1是指在最后一年,学生根据各自选择的专业方向到对口的企业进行更有针对性地进行技能培训,并顺利完成顶岗实习。 2.2 推行“教学做一体化”教学模式 在分方向教学的课程学习中,部分课程专业性强,如没有合适的实训载体,学生难以实际掌握该专业技能,因而在合作企业的帮助下建设了两个校企合作共建实验室,在这里实现了部分课程理论教学和实践教学一体化的教学模式,通过以具体的工作任务为中心,实际操作为载体。使学生在实际训练中得到了知识和技能的培养,提升了学生的职业素质。并有企业技术人员担任课程的部分授课任务,使学生所学知识与企业的实际需要实现了“零距离”接轨。 2.3 实行“双证融通”式课程教学 高职教育的特点是突出学生职业技能的训练,培养学生的职业实践能力。而国家在长期对各行业生产一线和生产过程职业技能的总结过程中,形成了一套完备的各行业职业资格标准。所以参照行业职业资格标准,进行课程体系的改革和课程内容的重组,有助于提升学生的优秀竞争力。这种以“双证书”为目标,构建以职业能力为主线的教学内容和教学环节,将“双证书”教育融入教学全过程,使学生在学习相关课程后可直接参加职业资格证书考试,我校机电一体化技术专业学生在学校期间可考取维修电工(中级)证书和机电一体化技能认证。 3 结语 以服务为宗旨,以就业为导向,走产学研结合的发展道路,是国家对高职院校办学方向的科学定位。通过对胶东半岛人才市场需求的深入调查研究,培养特色鲜明的机电一体化技术专业人才适应区域经济发展的人才需求,不仅契合高职院校的服务定位,而且提高了毕业生就业对口率,真正实现了学校与企业的“零距离”接轨。 机电一体化技术研究: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。 机电一体化技术研究: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。
开展水稻安全生产关键技术信息建设,构建“学校+企业+基地”的三方协同联动机制,农户按照安全生产技术规程进行生产,对提升水稻安全生产能力与水平具有重要作用。农业信息技术包括传感技术、通信技术和计算机技术[1]。20世纪90年代,一些发达国家在作物栽培的各个环节,包括土壤调查、环境调控、配方施肥、品种选用、栽培病虫害防治等方面实行了计算机管理和调控[2]。由于遥感与GIS技术的应用,现代信息系统、作物模型和专家系统三者不断整合,可视化虚拟技术也涌入农业信息技术建设中,智能化程度不断提高,建设成本也不断提升。1993年农业部率先创建了国家级的行业信息网。“十二五”时期,中央一号文件就明确提出了建设以农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化和机械化技术体系,发挥现代农业示范基地的引领作用的建设方针。近年来,农业传感器、农业物联网和农业大数据等先进技术被广泛应用于各行各业[3],高起点、高投入的智慧农业在地理位置条件优越、经济水平较高的东部沿海地区实现了快速发展,但很多地区因为城乡经济水平差距较大,乡村数字基础设施建设不足、数字乡村专业化人才匮乏[4],“高大上”的智慧农业相关技术很多农民用不起、不会用。所以,新形势下的农村信息化技术需求主要是均等化远程教育技术、低成本信息终端接收技术、传感器技术和生产模型技术[5]。加强乡村信息技术建设是全面落实乡村振兴战略的重要手段之一,邱智等[6-8]从不同侧面研究了现代信息技术建设对乡村振兴的推动作用、建设路径与建议。项目组依据我国农业农村信息工作要求,以“信息稳农、信息强农、信息惠农”为基本工作目标进行探索。以广东省清远连州市白石村水稻生产为例,从现状调研入手,并按照量力而行、放眼长期、立足实际、从应急做起的基本原则进行建设与管理,旨在用最为经济的手段,做最实惠的事情,解决目前农民文化水平偏低、信息化生产观念模糊、获取信息与利用信息能力弱以及终端接收设备差等实际问题。 1构建总体思路 1.1建立三方联动的建设与管理机制 本研究采用学校、企业和农户三方联动共建的方式,基本关系如图1所示。基于农户水稻种植生产与企业稻谷加工的基本需求,三方分工协作共建。学校负责水稻安全生产信息化管理平台的建设,主要工作是水稻安全生产防控关键技术数据采集贮存、整理分析,研制安全生产防控方案和发布防控信息,培训生产人员、指导企业和试点基地农民开展水稻的安全生产。合作企业负责试点基地生产管理、实时采集信息、安全生产监控与安全稻米加工。在实际生产中,合作企业与试点基地农户签订生产合作协议,企业分发良种、农药和化肥等生产资料,收购农户稻谷。试点基地农户必须按照企业要求,依据生产技术规程、生产方案种植水稻,采集生产过程数据、反映生产过程的具体问题。 1.2建设与管理实现路径与方法 基本的实现路径与方法如图2所示,主要分为以下5个步骤:第一步,开展基地的种植环境调研,确定种植的水稻优良品种。第二步,采集土壤肥力、重金属含量、化肥施用量与施肥方式、主要病虫害与防治、稻米加工等基础数据,并建立基础数据库。第三步,在基础数据的基础上,依托项目组成员已有的成果,研制安全生产基本规程(文件)。一是研制不同肥力层次的土壤施肥方案;二是依据动态病虫害的实时监控,研制个性化绿色病虫害防控方案;三是依据绿色食品加工生产标准,结合地方实际,健全稻米安全加工关键技术规程。第四步,依托学校超星泛雅网络教学平台,构建水稻安全生产信息化管理平台,APP手机终端技术为开展互动交流的主要手段。第五步,对相关人员开展生产技术与平台使用操作培训,通过基地示范和引导带动地方的积极参与,推动区域优质水稻安全生产与管理的数字化。 2生产需求分析 以白石村水稻生产为案例,该村水稻生产模式是“公司+农户”。连州市高山绿稻米业有限公司统一发放水稻品种,在公司人员指导下按照施肥配方进行施肥,水稻收割后,由公司统一加工和销售。调研发现,该村村民文化程度低,社会经济水平偏低,有明显的空心化现象,80%的有文化的青壮年劳动力流向城市工作,留守在农村的主要是老人与孩子,从事水稻生产的主力是50岁以上的人员,普遍只有小学文化程度。村民知道水稻安全生产基本常识的不足20%,能获得与利用相关信息的不到10%。生产过程管理还处于经验管理层面。总之,在水稻生产中要提升安全生产意识,亟需增加信息化建设投入,建成浅显易懂、直观、实用的生产技术信息系统。工作重点是编制针对不同土壤肥力的施肥配方,解决盲目施用化肥的问题;研制绿色防治为主体的病虫害综合防控方案,解决病虫害防控的农药滥用问题;采取三方联动的方式开展关键技术信息化建设,解决农业技术推广滞后于实际生产需求的问题。 3建设与管理内容 3.1关键技术与信息处理 影响水稻安全优质生产的关键因素有土壤基本状况,包括土壤主要养分含量和重量金属含量、肥料的施用量与施用方式、病虫害防治方法。针对以上因素采取相应的技术措施,并进行信息处理。 3.1.1土壤基本状况监控 土壤是水稻生长的基本条件,对水稻的优质安全生产起决定性作用。在关键技术信息化建设中,重点做好以下两项工作:1)检测分析土壤。采集种植土壤样品,检测土壤pH值、土壤主要养分含量和重量金属含量。其中,土壤养分含量包括碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的成分含量。重金属主要包括铅、铬、镉、汞和砷等,在土壤中的含量低于GB/T36869—2018中第4章规定的阈值时,可进行水稻安全生产;高于安全阈值时,应结合稻米的重金属含量分析进行验证,并展开下一步抽检评估[9]。2)建立土壤基本状况数据库,作为水稻优质安全生产基础数据库的主体部分。该数据库原则上3~5年更新一次。 3.1.2施肥管理信息化建设 水肥是影响水稻优质生产的重要因素,其核心是施肥技术。按照信息存在状态,施肥技术信息分为静态数据和动态数据两个部分。1)静态数据信息是指在水稻生长周期内保持相对稳定的数据信息,主要是测土配方施肥方案和水稻的典型缺素症状彩色图谱库。其中,施肥技术信息包括施肥用量、施肥方式与时间两部分内容,处理的基本方法是利用Excel编制测土配方施肥简易小程序。该程序输出的施肥方案通过技术培训和现场指导进行推广使用。水稻的典型缺素症状彩色图谱库包括全部大量营养元素、部分常见的中量与微量营养元素的典型缺素症状图。依据实际生产状况与图谱对照,可初步判断水稻生长的主要营养状况。2)动态数据信息是指在水稻生长周期内持续变化的数据信息,主要是水稻生长核心指标变化监控情况的数字化。监控的主要指标有水稻主茎高度、分蘖动态和叶色变化。利用远程监控、委托公司农户拍摄视频或照片以及实地测量获取数据,进行信息化服务与管理。其中,水稻主茎高度和叶面颜色可通过安装太阳能监控器高清摄像头获取,如图3所示。利用手机进行远程监控、获取数据;分蘖动态和叶色异常变化是通过现场观察与远程监控结合的方式获取数据资料。专家根据此三项指标对水稻生长情况进行实时评估,如有异常情况,通过服务平台或微信群发布相应的技术处理措施,指导农民生产和管理。 3.1.3病虫害防治信息化建设 水稻病虫害防治是影响水稻优质安全生产的直接因素,防治不当会造成水稻产量和品质降低、农药残留,同时引起环境的污染。本研究统筹考虑水稻病虫害发生的规律,全面梳理水稻的病虫害发生情况,结合先进的防控技术,形成绿色环保、防控高效、操作简单的绿色防控技术方案,优先采用农业措施、物理措施和生物措施,减少化学合成农药的使用,采用减量增效技术[10]。病害防控重点是稻瘟病、纹枯病、南方水稻黑条矮缩病;虫害防治主要是实施水稻二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱等的诱捕与诱杀措施。在本研究中,病虫害防治信息化建设的主要目标是结合远程监控把病虫害防治与实时预报进行一体化建设。病虫害防治信息建设的内容及方式:首先,建立水稻常见病虫与危害图片库,对应防治措施的文字与音像视频文件。其次,利用诱捕、诱杀设备和远程监控设备采集病虫害实时信息,并将诱捕到的害虫与图片比对,通过专家分析对虫情进行实时预报,从而实现病虫诱控、诱杀防治与实时预报一体化建设。 3.2生产服务平台建设 3.2.1服务平台的基本功能与框架 服务平台是水稻关键技术信息化建设的核心部分,主要承载着数据采集、分析、存储与信息发布等功能。超星泛雅网络教学平台是当前高等教育,特别是高等职业教育教学的主流网络服务平台,具有功能强大、建设技术要求低、使用方便等优点。本研究将该平台的服务教学功能延伸到农业生产服务,水稻安全生产信息化服务平台的基本结构与功能。 3.2.2服务平台的主要内容 在水稻安全生产关键技术信息化服务平台建设中,依据水稻生产过程,将水稻优质安全生产关键技术分成6个模块,平台显示为6章。包括水稻良种推介、土壤状况分析、生态栽培与管理、病虫害预报防治、稻谷初级加工和市场与标准,覆盖水稻优质安全生产与管理的全过程。6个模块一共设计了多个技术服务单元,每个技术服务单元是一个相对完整的技术服务内容,建设资料主要包括文字图片资料、音像视频资料、研究前沿信息资料等。 3.3信息发布与专家服务 技术服务信息是通过通信网络和家庭宽带网发布与传输的,利用智能手机登录学习通APP,或电脑终端登录超星泛雅网络教学平台,同时,借助微信群及时推送信息。专家服务主要是指导生产,分析解决生产中遇到的技术问题,解答农民的提问等。以课题组成员为主体组成专家组成员,采用线下和线上混合式培训服务,其中,线上主要是生产信息监控、生产问题分析、实时发布视频与音频、生产指导信息与视频、快速解答农民提问;线下主要是生产技术培训、关键技术服务平台使用辅导、实地生产指导与答疑等。 4结语 水稻安全生产关键技术信息化建设与管理是推动乡村振兴的重要手段之一。乡村数字基础设施建设不足、数字乡村专业化人才匮乏成了当前乡村技术信息化建设的瓶颈。本项目在国家政策扶持、乡村两委的支持下,通过校企合作、资源共享的办法,在经费有限的情况下,建成简单、实用的水稻安全生产关键技术信息化管理系统,在培训和生产指导中收到了预期效果。 参考文献: [1]李道亮,张立伟.农业信息技术与现代农业发展[J].中国农村科技,2007(12):30-31. [2]张丽娟.中国农业信息化的现状与对策[J].农业与技术,2004(6):49-52. [3]罗学梅,陈艺,钟林忆,等.农业科技创新示范基地与农技推广服务平台建设[J].中国农技推广,2021,37(11):6-11. [4]张蓓.乡村振兴背景下数字乡村发展的路径研究[J].南方农机,2022,53(12):122-124. [5]李道亮.从社会发展趋势看农村信息化技术的需求[J].中国信息界,2009(3):29-31. [6]邱智.现代信息技术助推乡村振兴战略的路径研究[J].南方农机,2021,52(21):59-61. [7]楚诗卉.乡村振兴背景下对农村信息化建设的措施探讨[J].农业工程技术,2021,41(36):96-97. [8]曹裕涛.计算机及信息技术在农业生产中的应用[J].南方农机,2019,50(23):92-93. [9]国家市场监督管理总局.水稻生产的土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值:GB/T36869—2018[S].北京:中国标准出版社,2018. [10]熊清华,雷良辉,黄玉红,等.水稻主要病虫害防治农药减量增效技术应用成效[J].中国植保导刊,2021,41(4):88-92. 作者:杨敏 李果 陈秀虎 彭启华 郭峰 胡结文 肖卓霖 单位:清远职业技术学院 连州市高山绿稻米业有限公司
1我国传输技术发展实际现状 目前为止我国进行通讯工程的主要技术依然是采用数字传输的技术,此类技术在实际操作的过程中具有相当的稳定性,其传输的速率效果也十分可观,具有较为明显的优势和特点,所以在我国的通信工程中,应用较为普及。其优秀的传输能力,也为我国前期通讯网络中的弊端和传输不足的问题进行了很好的解决,极大程度的提升了我国原有的网络速度,为宽带的更新换代提供了坚定的基础。极大地保障了我国国民水平的要求和期盼。目前为止,我国所使用的数字传输技术,在传输的过程中主要采用的是帧传输的形势来进行传输,这种传输模式会充分的保障传输的稳定性,并且由于是单帧传输,所以其速度也较为快速。传输技术是信息通讯工程中的重要基础,具有较为明显的特点和辨识性。将这些特点进行良好的分析理解,可以有助于我们对信息传输技术的掌握和分析了解。并且能够对在信息通信工程中进行应用的传输技术进行更加深入的发展前景解析。这对于进一步的提升信息传输技术,和将信息传输技术更好的融入信息通信工程中而言,都有着极为重要的现实意义。 2传输技术在信息通信工程中的具体应用 2.1有关一体机的运用 现阶段,我国所使用的信息通信工程通常是以变现后的一体机模式进行的。与传统的信息通讯工程技术不同的是,一体机有效的改良了传统传输技术的弊端,将传统单一化的传输技术,正是转变为了综合化的传输技术。在这种传遍之后,其技术传输的效率和稳定性又得到了显著的提升。一体机通过集成性,来将传统情况下各自独立的通讯设备进行集中的整合,来形成一个固有的整体通信检测系统,来为其设备的整体运作稳定提供了良好的保障。除此之外,对于进行相关技术操作的专业人员而言,是严禁在未进行相关培训的情况下进行一体机操作的。专业人员在进行操作和使用之前,必须要对一体机进行完善的预设,并且建立相关的管理机制和监控体制,并且以此为基础,来对一体机的稳定运行作出保障。另外,在进行一体机的使用过程中,还要对其进行合理的配置规划和资源调配,结合实际的情况,来对一体机的资源进行较为针对性的资源配比,这样可以充分的使一体机的运行环境良好且稳定,除了能保证一体机不会损坏之外,也可以进一步的提升其工作效率,尽可能的加快信息传输的速度。 2.2传输技术在短长途传输网络中的应用 在实际的操作过程中可以发现,首先在短途传输网络的过程中,传输经常会受到一些外来因素的影响,从而对传输信号造成一定的干扰。这种干扰的本质通常是来源于一些乡村或者乡镇中传输载体的质量较为劣质所导致的。对于传输速度而言,其传输的效率是否快速,与信息传输的载体有着直接关系。所以在这种由传输载体所导致的传输速度下降的情况中,应该尽快得到解决。相关的信息技术人员应该加强对城乡的通讯信息传输问题的重视,并且对一些农村和乡镇中的基础传输网络设施进行更新和改革,并且尽可能的加强其传输容量。当传输技术运用在长途通讯网络中时,则更多的要重视起相关的技术水平。长途通信的网络传输部分通常对于信息技术的要求较高。由于长途传输涉及的线道和时间周期都要较长,所以其技术的稳定性和连接性是十分必要的,必须要能够良好的保障长途远程信号的接续和传输。所以相关的技术人员必须要对相关技术十分了解,并且能够熟练运用相关传输技术进行日常的操作工作。 2.3在相对骨干线网络中的应用 直到目前阶段而言,我国的整体信息传输技术已经正式的普及到了各个工作范围内的骨干线网络中。骨干线网络在实际的操作过程中,具有着较为重要的实际意义,是链接城市和百姓的重要传输纽带。骨干线网络一般来说在我国的一线城市中体现的较为明显,繁华的城市建设通过信息传输为百姓的日常生活带来了极大地生活优势和便民活动,对推动城镇的发展也起到了较为明显的作用。除此之外,传输技术在骨干线网络的应用过程中,也具有较为明显的现实意义。传输技术可以尽可能的减少骨干线网络在进行信息传输中所需要付出的资源成本,减少资源消耗,尽可能的提升经济保障和成本节约,性价比有所提升。在进行通信网络的管理过程中,目前我国使用的信息传输技术,与以往传统的信息传输技术有着本质上的区别,目前的全新技术可以在传输过程中对实际情况进行实时的检测和控制,是一种现代化的高速管理模式,也是一种未来发展的战略性技术更新方向。 3传输技术在信息通信工程中的前景展望 近年来,随着网络通信的推广,我国的信息通信工程已经逐渐的趋于明朗,但是实际上,目前我国的传输技术依旧没有十分完善。在实际的操作过程中还存在着一定的不足和弊端,其整体的技术水平与国外的发达国家还存在着较大的差异。所以,在我国的传输技术发展过程中,只有尽可能的通过引进和研发更加先进的传输技术,才能跟随上我国信息工程发展的脚步。所以在此基础上,我国的相关政府部门也应该加大对信息传输技术发展的重视性,加强扶持力度。在相关机构进行信息传输技术的开发和研制过程中,也要充分的考量我国的实际情况和基本国情,并且对未来的发展方向进行一定的规划和分析,根据实际情况进行技术的调整和开发,为日后传输技术的使用作出良好的保障。 4结论 总之在此基础上,尽可能的加强信息传输技术的完善和开发问题是较为重要的基本活动。所以在进行技术研发的同时,也应该加强传输技术的创新水平,提升相关专业人员的整体素质,将传输技术融入到通讯工程的整体使用中,以此为基础,构建一个完善的通信工程管理系统,为我国未来的通信事业发展做出良好的推动作用,打好坚实的发展基础。 参考文献: [1]吴雷.传输技术在信息通信工程中的应用分析[J].中国新通信,2017,19(20):30. 作者:孙志军 单位:中国联合网络通信有限公司平乡县分公司
汽车工业论文:汽车工业设计管理论文 一、工业设计理论:设计贴合消费者心理需求 将人的因素放在首位,想象和体会消费者心中的感受、特性和偏好,进一步察觉到潜藏在消费者心中尚未被意识到的需求。这也正是企业开发出受到消费者喜爱的独特产品所必须找到的切入点。只有当工业设计师为高技术赋予适当而亲切的设计时,消费者才能真正享受到高科技所带来的舒适,架起技术与生活之间的桥梁。 客车底盘从过去单一的直纵梁式发展到高地板大行李舱复合式,搭载货物量随行李舱容量的加大而增多。此外,乘坐舒适仍是客车设计人员努力的目标之一,航空式设计、电子化的应用等均为人性化设计的体现。在车内采用先进的电子装置,可以帮助驾驶员消除在驾驶中的各种失误。当驾驶员昏昏欲睡或与前行车辆未保持安全距离时,系统会发出适时的预警,这样会使驾乘人员感到更安全、更轻松。 利用人体工程学进行座椅设计,为确定舒适方便而又尺寸紧凑的车身内部空间提供了准确的依据。按照现代设计的观点,愉快是比舒适更为广泛的概念。乘客已不满足于舒适地坐在汽车内。客车更注意装饰效果的新颖和艺术风格的独特,渐渐超越乘坐舒适的常规评价标准,而且在美观、舒适、触感、视野等方面都有很大改进。座椅设计和布置的首要问题是使乘客具有正确的坐姿。要用一个座椅去满足不同身材的人,就要求座椅各部位可进行调节。客车座椅有十余种调节方式:如座垫前端与后端的升降调节、靠背角度与腰部支撑的调节、中折靠背的调节、头枕的角度与高度的调节、座垫左右侧支撑与靠背左右侧支撑的调节、整个座椅的前后移动与回转的调节等。现在,越来越多的客车采用倾斜地板的座椅,通常倾斜2.5度,前排与后排座椅的离地高度相差约4.5厘米,像影剧院座椅一样,极大地开阔了视野,使坐在客车中央的乘客也可饱览周围景观。 二、工业设计理论的产品个性化 未来汽车的整体设计走向在高科技的引领下开始转为个性化与多功能诉求。许多历史悠久的汽车公司不再坚持传统的设计风格,而改以高科技的设计或配备来吸引顾客,例如稀薄燃烧引擎、轻量化车体、主动车体控制系统、免持钥匙系统。而针对顾客个人不同的需求,汽车设计必须凸显其特有的个性与功能,例如电动硬顶敞篷车、RV车、休旅车、超微型车等。在环保的前提之下,高科技也一直运用汽车设计之上,例如复合动力系统、燃料电池电动车等。 中华汽车CARTEC中心副总经理吴海对此曾说:“新的审美观念和功能性的完美结合,越来越模糊的车种界限以及难以想象的汽车颜色,就是我们要开的汽车。”也就是说,未来推出的汽车,我们不会再关注它是属于哪家汽车公司,而是谈论着这辆车具有的新功能、充满惊喜的造型或配色。 三、工业设计理论的绿色设计理念的导入 绿色设计(GreenDesign)是20世纪80年代末出现的一股国际设计潮流,它的基本思想是:在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响为最小。对工业设计而言,绿色设计的优秀是“3R”,即Reduce、Recycle、Reuse,不仅要减少物质和能源的消耗,减少有害物质的排放,而且要使产品及零部件能够方便地分类回收并再生循环或重新利用。 以环境保护为目的的新型汽车被称为“绿色汽车”,主要表现有: 1.低污染排放,推广使用无铅、无硫燃油,以降低尾气污染; 2.低能源消耗,柴油发动机及燃气发动机在客车中的比例增大; 3.低噪声污染; 4.积极研究和开发电动汽车。 四、工业设计理论的产品的通用设计 工业设计应体现为大多数人服务的宗旨,设计的服务对象应包括残疾人、老年人等需要特别关怀的弱者,根据他们的具体状况和需求进行无障碍设计,即通用设计。短途公共汽车首先保证乘客的快速上下车,采用低地板和平坦踏步。旧式客车地板距地面高850—950毫米,而现代客车地板距地面高700毫米,有的为400毫米,客舱的高度应保证乘客能在车顶扶手下自由走动,窗上梁的高度应保证站立的乘客具有足够的视野。为乘客提供座位在短途公共汽车来讲,是一个次要的要求。而对长途客车来讲,首先应保证为乘客提供座位。 汽车工业论文:汽车工业设计管理论文 每辆展车都强调在尽可能紧凑的前提下创造出宽敞的空间,同时在美学与文化方面的表现功力也不容小觑。 也许最初日本建筑设计师坂茂在与平面设计师原研哉构思这样一个展览时,只是为了透过日本在汽车设计方面的领悟和创新来展示蕴藏于日本设计中的“soilandspirit”概念,但令他们没想到的是,这个展览在汽车行业所引发的关注、对未来汽车发展趋势以及有关工业与文化、环境关系的探讨甚至吸引来了联合国秘书长潘基文。 在刚刚过去的2008年,两位日本设计大师在伦敦科技博物馆举办的以“为拥挤的地球设计汽车”(DesignsforaCrowdedGlobe)为主题的展览,展示了包括丰田、日产等在内的七家日本汽车制造商在“移动的个人空间”(mobilecell)概念探索中的最新设计成果。 事实上,无论是平面装帧设计还是工业产品设计,日本显然已是全球范围内公认的佼佼者,因此要挑选能够代表日本设计精神和水准的选择并不算少,令坂茂与原研哉最终将目光定格在汽车上的重要原因是——日本汽车已然成为可以反映本国文化和思考的象征物。 在坂茂看来,展览并不为单纯展示汽车,而是要揭示出其背后隐含的各种文化的、心理的、地域的、环境伦理的等在内的意义。“汽车不单纯是为了运输,不单纯是一种工具,对于日本人来说,这是一个生活空间,所有与生活有关的都蕴含在里面。”他说。 在这次展览中,“尺寸”、“环境”和“移动的个人空间”是在未来城市流动生活的基础上所探讨的三个主题。与技术创新同样出名的是日本的人口密度,这使得较早地迈入小型城市用车(日本称为KeiCar)及燃料汽车的研发领域、并有着丰富阅历和经验的日本汽车制造商所提供的各种城市运输解决方案颇具借鉴意义。 不论是日产的Cube、丰田的iQ还是大发的Tanto及Hijet概念卡车,每辆展车都强调在尽可能紧凑的前提下创造出宽敞的空间,丰田“i-Real”的设计更有意思,除了可以在公共汽车道上行走之外,还能在人行道以及室内运行,显得别具一格,而大发舍弃B柱的设计也尽可能地使汽车空间达到最大化。 与汽车制造商主动思考未来可持续发展一样,山口晃运用日本传统绘画技法的画作“大山崎交通”(OyamazakiTransportation)则同样体现出艺术家对未来城市流动性的思考与设想。在这一刻,艺术与工业、与生活融为了一体。 一个国家的工业设计如果由其本国文化驱动并在处处渗透着该国文化与艺术的痕迹的同时走在时代科技的尖端,可以想象其蕴含的威力有多大。事实上,这次由艺术家所主导的汽车展并非仅仅为观者上了一堂生动的、设计方面的课,还提供了一个深入了解日本文化的窗口,而其更实在的意义则在于,为那些期望在日本市场有所作为的他国汽车制造商提供了一个近距离了解日本市场需求的机会。 汽车工业论文:汽车工业成本管理论文 摘要:入世后,国外汽车企业以低成本为基础进行价格竞争,争占我国汽车市场。我国轿车企业普遍存在生产能力开工不足、管理技术落后、生产成本过高等问题。为增加我国轿车竞争力,应引进先进的管理技术,实施成本管理创新战略。 主题词:汽车工业;成本管理创新 在近年的世界汽车市场上,汽车巨头的激烈竞争集中体现在降低成本上。各大汽车集团纷纷聘用有“成本杀手”称号的人担任要职,以成本管理创新为手段,以低成本为基础,以价格竞争作为抢占市场的法宝。作为当今世界上具有最大潜在汽车市场的中国,入世的未来几年,汽车工业充满了机遇和挑战,将受到全方位的冲击和震撼。价格竞争是入世后我国汽车企业与世界汽车巨头之间无法回避的竞争。因此降低汽车成本是我国汽车工业的必然选择。 1、入世后我国汽车工业面临国外汽车企业的挑战 1.1、国外汽车企业以低成本为基础进行价格竞争 国外汽车企业进入新兴市场一贯以成本战略为基础,采用低价格的竞争策略来抢占市场。从运用价格竞争战略的效果看,低价格可以使一个企业在与竞争对手的竞争中,瓦解顾客对其它品牌的忠诚,进而开辟自己的品牌及占领市场份额。因此,国外汽车厂商纷纷谋求如何降低成本,来满足价格竞争的需要。 在进行价格竞争的策略上,国外汽车企业在我国入世后,已开始重视对适应我国市场的经济型轿车的开发与研制。近期,日本汽车企业推出了9个品种20余种型号的经济型轿车,售价均定位于7000—8000美元之间;福特和戴—克公司推出了售价在7000—8000美元之间的经济型轿车;奔驰公司也先后推出“经济型速度之星”和“经济型短跑运动员”等小型轿车。这些经济型轿车的价格定位均与我国《“十五”规划》中要开发的经济型轿车的定位相仿,随着我国汽车市场的进一步开放,这些轿车的进入将给我国汽车工业企业带来不可估量的冲击。 1.2、中外汽车企业的成本比较 将中外汽车企业的成本做一比较,我国汽车企业则明显处于劣势。以日本为例,丰田公司以“只有降低成本才是至高无上的原则”为出发点,创造了“JIT生产方式”,始终把降低成本作为追求的目标。在1974年6月—1976年12月间,该公司降低成本金额高达650亿日元,其后,该公司年成本降低对利润的贡献均保持在10%以上。 随着日本三大汽车企业纷纷采用“JIT生产方式”,日本汽车企业的成本逐年降低。1998-1999年,日本汽车三大公司的销售成本率有两大公司呈现下降。丰田公司从1998年的78.3%下降到1999年的77.1%;本田公司从1998年的69.1%下降到1999年的67.7%。 从我国目前情况看,我国汽车企业的成本也在呈现缓慢下降态势。一汽集团的销售成本率从1998年的86.2%下降到1999年的85.7%;东风集团从1998年的88.2%下降到1999年的82.7%;北汽、上汽集团也从1998年的92.9%、75.7%,下降到1999年的90.2%、74.7%。 上汽集团是销售成本率最低的厂家,仅为74.7%。之所以如此,主要是由于其主打产品——“桑塔纳”的生产能力利用率达到71%、年产量达到22万辆所产生的规模经济;其次,价格较高、科技含量较高的“别克”轿车的旺销,对整个企业集团的销售成本的降低也发挥了重要的作用;同时,上汽集团提出“可比产品成本要达到每年下降5%”的目标取得了一定成果。值得注意的是,由于“别克”轿车的销售价格高于国外市场价格,使上汽集团增加了销售收入,降低了销售成本率,但随着入世后汽车市场的进一步开放,国内外轿车价格逐渐趋向一致,会导致上汽销售成本率的提高。 虽然我国汽车企业的成本呈现缓慢降低态势,但与日本三大汽车公司相比,仍有较大的差距。我国汽车企业销售成本率较高的主要原因有两点。一是目前我国市场上销售的数十种车型,绝大多数是引进或仿制国外20世纪80年代的产品,需要向合作方支付大额的技术转让费、高价购买关键零部件以及承担外方人员高工资;二是虽然引进的20世纪80年代的生产线的技术和产品已成熟定型,但生产批量未达规模经济点,导致巨额固定成本居高不下,从而直接导致我国汽车企业的销售成本率提高。 2、我国汽车工业自身存在的问题和机遇 2.1、问题 2.1.1、生产能力普遍开工不足 我国汽车企业在设计产量上均达到了汽车组装线的经济规模产量,但实际产量普遍未能达到规模经济点。截止2000年底,我国已建成具有年产各种汽车300万辆(轿车年产120万辆)的生产能力,但2000年全年只生产各种汽车206万辆,占生产能力的68.6%。轿车产量达60万辆,为生产能力的50%。表1为2000年我国主要汽车厂家生产能力利用情况。 从表1可以看出,2000年上海大众公司和一汽大众公司的轿车生产能力利用率较高,为73%;上海通用、长安奥拓、东风神龙生产能力利用率仅为30%左右。生产能力利用率的严重不饱满,直接导致车均固定成本居高不下。同时,由于我国汽车企业实际生产量未能达到规模经济,也导致汽车价位过高,从而抑制了市场的需求,使我国汽车工业形成了“需求不足市场容量小企业规模小不经济、成本高价位高需求不足”的恶性循环。 汽车工业是规模经济显著行业,对生产成本影响最大的是生产批量,若产量达到设计年生产纲领,产品价格下调是必然的趋势。目前,我国轿车市场的需求量只有60—70万辆。盲目要求我国汽车生产企业达到年产轿车100万辆的规模,显然是不切实际的。市场的需求制约了我国汽车企业的发展。 英国马克西和西尔伯斯通过对汽车生产线长期平均成本所做的分析结果表明:1条汽车生产线的最小、最佳规模是年产6万—10万辆。因此,我国汽车企业应从实际出发,先使单条汽车生产线达到最小最佳规模(年产6万—10万辆)后,再通过组建同等经济规模的生产线,扩大生产量来达到生产线经济规模。其后,在需求增长和扩大出口的情况下,达到年产100万辆的企业经济规模。 2.1.2、企业管理技术落后 我国的管理技术落后首先表现在我国企业本身的管理基础较弱,多数企业是由国有企业通过重组、参股或控股方式发展起来的,管理层大多来自计划经济结构的国有企业,较大部分缺少现代企业管理素质。 地方政府过多的行政干预,也在很大程度上束缚了企业独立自主的管理能力的发挥。我国汽车企业面对的市场,被人为地分割为本地市场和外地市场,各地政府均对本地的汽车企业进行保护,对外地汽车进入本地市场设定了各种各样的壁垒。这不但导致汽车企业进入外地市场时要付出高额成本,同时也抑制了当地汽车企业提高自身管理创新能力的主动性。 2.2、机遇 我国汽车工业《“十五”规划》提出,要“加大汽车工业战略重组力度,以一汽、东风、上汽集团为基础,培养2—3家具有较强国际竞争力的大型企业集团。”以此为契机,可改变我国汽车工业各自为战、缺乏宏观调控,以企业和地方的局部利益而牺牲全局利益的现状,拉开中国汽车工业大重组的序幕,使企业上规模、上效益。 我国汽车工业《“十五”规划》中还提出了“在5年内重点发展排量1.3L,售价8万元左右,百公里油耗达到国内先进水平的经济轿车”的宏伟目标。我国汽车工业企业现已具备研制低价位经济轿车的能力,因此,对国内汽车企业来说,这是一个巨大的市场机遇。 3、引进先进的管理技术,实现成本管理方法创新 3.1、变革成本管理思想实施成本战略 成本战略有别于传统的成本降低方式。它是紧盯市场目标,以成本为竞争中心,通过使用独特的技术、借助有利的原材料购进渠道及利用规模经济的特性来进行操作,从而达到在同业中成本最低,以低于同业竞争对手的售价来获得大量的市场份额的战略。 建立低成本地位,使企业在确定行业产品的最低价格上具有决定权或成为降低成本的主导者,则有更多的机会获得超额的利润。 成本战略要通过市场调查,确定消费者需要的产品特性,进而设立该产品的目标成本。目标成本预先限定产品成本的最高限额,规定制造过程中实际消耗的成本不准超过这一限额,然后要求设计、工程、外购材料等部门通力合作达到目标成本。成本战略要求只有在最后工序达到成本降低额的目标后,才能进入实际制造阶段,否则仍要通过多重循环挤压成本,以使实际成本达到目标成本的目标。 成本战略将改变成本的立足点,将其从传统的生产现场转移到产品的策划、构思和设计阶段;从业务链的下游转移到源头。直观地说,在设计阶段就对将要发生的产品成本进行虚拟核算,可以使开发新产品的成本大大降低。 成本战略中关键的是确定目标成本,即在新产品开发设计过程中,为实际目标利润而必须达到的目标成本值。其可表示为:目标成本二期望销售价格—目标利润。目标成本是企业允许的最高成本额。 期望销售价格可在与同业竞争对手的同类商品中进行比较得到,要同时考虑到其它企业类似产品目前拥有的市场份额、可能达到的市场容量、企业自身销售物流系统是否完善(销售网络人员的熟练程度)和商品战略等。目标利润必须兼顾多种因素,不但要从企业的经营观念、经营方针和经营战略出发,还要考虑到企业的长期投资计划、研究开发计划、中期利润计划以及内部留存收益运用计划等因素。 3.2、提高劳动增值率 更新观念,杜绝浪费,提高劳动增值率是降低成本的主要手段之一。生产浪费可分为以下7种。 a.生产过量的浪费,最典型的是工作超进度,造成产品的积压,增加和产生挪动或堆放产品的工作; b.窝工造成的浪费; c.搬运环节上的浪费; d.加工本身的浪费; e.库存的浪费,库存越大,资金占用越多; f.操作上的浪费; g.制成次品的浪费。 在小批量、多品种混合生产的情况下,由于生产次数改变多,使生产浪费变的更加严重。要改变这种局面,首先,要求缩短设备的切换调试时间,随时根据生产需要切换调试设备,以适应后工序的生产指示或客户的需求,做到生产中各工序的现实需求与产品的最终需求合拍。第二,要缩小搬运批量,即使各工序能按很小的批量切换生产,如果向下道工序的搬运批量较大,就不能避免搬运在途或加工等待在途,搬运批量应配合生产批量的缩小而力求缩小,其理想状态是“按件搬运”。第三,要采用“U型生产线”与“多功能工人”相结合的生产方式,即配合设备的小型化,使各工序的距离变短,作到“进出一致”原则,即取出与投入再加工的工位位置一致,消除回头再取加工物件的无效损失。第四,在此基础上加以“一工多能化”,使员工具有操作前后各个工序设备的能力,可达到少人化的目的,又可以提高流水线的生产效率。 3.3、增加劳动附加值 成本战略的另一主要方面是,劳动思想更新,减少无效劳动,增加劳动附加值。 任何车间的生产劳动都可如图2一样划分,将现场劳动划分为“浪费”、“不增加价值的劳动”和“增加附加值的劳动”三部分。虽然增加附加值的有效劳动所占比例较低,但只有这部分能改变产品质量和组装加工的方式。也就是说,这部分在制造零部件或产品时,可对原材料或半成品等加工对象付出劳动,创造出附加值,即劳动增值率。严格地说,没有附加值的劳动也应视为浪费,因为它们没有提高或增加产品的附加值,只会增加人工成本。属于浪费的劳动应立即消除;对不增加附加值的劳动,要合理安排,加以改进,尽量减少其所占比率,提高劳动附加值。 3.4、降低材料采购成本 降低材料采购成本取决于采购上的创新,导入市场竞争机制,降低材料采购成本。汽车产品材料费用一般占售价的35%—60%,是产品成本中最直接、最基础的部分,所以,要想降低材料成本,首先应按产品逐一认真核对数据。 在材料采购、产品配套零部件采购中,应导入市场竞争机制,企业所有的采购业务,包括生产产品的直接零部件、材料、非直接物料(机械、设备、房屋、服务以及维修等),都应该归口采购部门统一采购。 采购部门将所需采购的项目分类,将非直接物料归为一类;对直接生产配套零件则尽可能组成系统或总成一并采购,通过扩大每批批量值可取得较低的采购价格。 在供应商的选择上,首先,可以参照QS—9000质量标准体系,给供应商打分,选择合格的供应商。按市场竞争的方法可取得成本控制范围内合理的较低的配套价格。根据上海通用公司实践统计,选择几家合格的供应商经过几轮竞价,一般情况下价格可平均下降5%—10%。随着生产工艺的成熟、工人操作的熟练、产量的增加、合格品比例提高等因素的变化,可要求供应商逐年调整供应价格。我国加入WTO后,随着关税税率的降低,汽车企业还可利用WWP、GPS全球采购系统,在世界范围内获得质量同等、价格更低的零部件,使汽车产品在成本上有竞争优势。 汽车工业论文:汽车工业跨国并购障碍分析论文 摘要目前,中国汽车工业跨国并购面临着法律、体制、资本市场、企业文化等方面的一系列障碍,为了更好地促进中国汽车工业的发展,我国应该从政策和制度上积极地采取一系列切实可行的措施。 关键词跨国并购直接投资资产重组市场化 1引言 改革开放以来,我国利用外商直接投资获得了长足的发展。截止2002年12月底,全国累计批准外商投资企业424196个,合同外资8280.60亿美元,实际使用外资4479.66亿美元,跨国公司直接投资在我国国民经济中的地位日益突出。但由于我国政策的限制,国际直接投资进入我国一般都是采用新设投资的方式,跨国并购这一跨国直接投资的最主要方式在我国利用外资中所占比重并不高。2002年“世界投资报告”显示,2001年我国吸收了468.88亿美元的国际直接投资,但只有不到5%是通过跨国并购的方式进入我国的。本文论述了汽车工业跨国并购之所以难以在我国广泛展开,主要面临着法律、体制、资本市场、企业文化等方面的障碍。 2跨国并购面临的主要障碍分析2.1法律障碍 (1)有关外资并购的法律体系不健全。我国还没有专门适用于外资并购的法律,仅有的几个用于调节外资并购活动的规章制度,如2002年10月证监会颁布的《上市公司收购管理办法》,2002年11月,证监会、财政部、国家工商总局和国家外汇管理局联合的《利用外资改组国有企业暂行规定》,特别是2003年3月7日颁布、4月12日起施行的《外国投资者并购境内企业暂行规定》,成为我国第一部外资并购的综合性行政法规。综观这些法规,其规定原则性太强,缺乏可操作性。另外,缺乏一系列的外资并购配套法规,如《反垄断法》、《社会保障法》等等,在一定程度上阻碍了外资并购的发展。 (2)缺乏科学、高效、透明的外资并购审批制度。我国在《合资经营企业法》、《合作经营企业法》、《外商投资企业法》及其实施条例、细则中对外资进入做了规定,但这些规定从总体上看,具有重审批权限和程序界定,轻操作办法的特点。例如《外商收购国有企业的暂行规定》虽然是直接针对外商收购国有企业行为制定的,但其中的实质性内容只是设定了审批权限和审批程序,而对许多细节性操作问题没有明确规定,缺乏内在协调性和结构的严密性,难以构成一个相对完整和独立的审查外资准入的审批制度,因而极易引起外商的误解。 (3)缺乏排斥地方利益约束及国有股权管理的法律制度体系。由于汽车制造企业是以资本为纽带,以全球为资源利用销售市场的综合产业,其本质决定了该产业排斥地域封锁和地方保护主义。而我国汽车制造企业一般都与所在地方具有密切的联系,许多汽车生产厂家都是借助于地方性产业政策及地方法律法规得以发展起来。更多的地方通过设立国有股权投资公司来对相应的地方汽车生产企业达到控股或参股。因此,急需建立排斥地方利益约束的法律制度体系。汽车制造企业一直以国有股权为主控制,虽然多数汽车制造企业特别是上市公司都已经进行了改制,但国有股包括国有法人股的股东权利的行使路径并没有真正清晰过。因此如何建立关于国有股权管理的法律制度体系是中国汽车工业发展需要解决的首要问题。 2.2体制障碍 (1)企业产权不清,治理结构不健全。在企业产权不清晰的条件下,跨国公司对国内企业的收购标的本身就蕴涵了巨大的风险,收购后的企业组织也难以通过产权来实现对资源的内部化配置,并形成跨国直接投资的内部化优势。因此,企业产权不清严重制约了跨国公司的并购意愿。又比如股权结构的缺陷,目前我国企业的大股东平均控股比例大多在50%以上,这种特殊的股本结构使得外商想成为控股股东就必须取得较大比例的股权,无形之中增加了并购成本。外资企业若不能控制被并购企业,就无法获得转移技术和管理能力优势的收益,也无法把在生产经营、营销手段、售后服务等方面的经验嫁接到国内企业中来,跨国并购的优势就不能得到充分发挥。 (2)资产评估问题。外商购买国内企业时遇到的首要问题就是购买价格。目前,国内企业的资产评估大多采用国有资产评估制度。评估部门的评估和国有资产管理部门的确认是以账面资产为准的,而外商接受的价值不是账面价值而是市场重置价,即该企业的实际价值,这和账面价值有较大的差距。这个问题是外商购买国内企业难以成交的结症之一。另外,全国仅有国有资产评估机构400多家,专门从业人员 1000余人,远不能满足需要,评估实际水平距国际水平差别甚大,操作过程中有时还受行政干预。一些国内企业的资产没有经过规范化的核定和评估,如对企业品牌、商标、信誉等无形资产的评估。 2.3资本市场障碍 所谓资本市场障碍是指现阶段我国资本市场的缺陷,从而为企业之间产权交易设置的障碍。资本市场的建立和完善是企业间开展并购的前提条件和基础。不仅如此,资本市场的发达程度还决定了企业并购活动的发达程度。对于上市公司而言,证券市场的发展直接影响着上市公司并购的质量。国外大多数企业间的并购都是在证券市场上完成的。我国的证券市场起步较晚,仍处于初级发展阶段,不仅市场规模比较小,而且本身带有很多的不规范性。目前国内的资本市场,除A股市场刚开始对合资企业开放之外,基本不对外资开放;证券市场上“一股独大”现象突出,国有股、法人股不流通,而流通股B股、H股数量有限,加之股市低迷、信息披露不规范、幕后交易时有发生。这些都大大限制了外资通过证券资本市场进行跨国并购。 资本市场发育不成熟的另一表现是金融工具品种少,企业筹资渠道狭窄。并购活动耗资巨大,单纯依靠一个公司自有资金显然是不现实的。在西方发达国家,跨国公司主要利用国际资本市场和证券市场,借别人的钱来完成跨国并购。90%以上的并购资金是通过发行股票、债券、以股换股、抵押贷款、信用贷款等融资手段筹资。但我国绝大部分并购活动还仅仅停留在资产无偿划拨、承担债务或现金收购等方式上,并购活动中的融资效率十分低下。 2.4企业文化差异造成的整合障碍 在知识经济时代,企业并购呈现出范围广、巨额化、跨国化等一系列新特点,逐渐成为世界各国企业扩大规模、获取竞争优势的最有效的战略选择。但这一战略选择的实现并不完全取决于有形资产规模(如厂房、机器、技术、资本等)的简单叠加,更重要的是实现并购企业和目标企业从有形资源到以企业文化为优秀的无形资源的整合,从而在根本上提高企业的优秀竞争力。跨国并购中,并购双方来自不同的国家,政治、经济背景不同,社会制度和经济发展程度不同,东西方文化差异造成的冲突不可避免。由于并购中往往要涉及到人员变动、管理模式选择等问题,双方文化的差异就表现得更为突出和明显。据有关数据统计,在全球范围内资产重组的成功率只有43%左右,而那些失败的重组案中80%以上直接或间接起因于新企业文化整合的失败。因此,如何通过整合在企业内部建立统一的价值观和企业文化,实现“l+1 2”的效应是并购双方必须认真考虑的问题。 3采取的主要对策与建议 3.1健全外资并购法律法规,适当简化审批程序 首先,充分借鉴发达国家及其发展中国家的成熟经验,构建起既符合国际惯例,又体现我国具体国情的、操作性强的外资并购法规体系。具体而言,应将重点放在《企业兼并法》、《反垄断法》、《产业政策法》等法律的制定上。在制定上述法律的基础上,还应完善其他配套法规和制度,以更好适应外资并购的需要,如修改《公司法》中关于公司投资限制的规定,适当放宽收购资金的到位期限;完善《证券法》中要约收购的规定,使国有股向外资转让的比例进一步合理化;完善《企业破产法》,使破产企业的债务清晰、职工安排与安置进一步合理化,减轻外资并购的相关成本等。其次,简化外资并购的审批程序。外资并购的审批制度要按照国际惯例改为实行有限度的自动核准制,用统一的法律法规来规范审批程序,明确审批权限,强化审批责任,简化审批手续,合理规定审批时限。外资并购的审批权力可以适当下放,此外,国家及各省市都应该尽可能设立或委派专门机构开展外资并购的审批工作,以防止出现政出多门、相互冲突的现象。 3.2规范资产评估制度,提高资产评估水平 科学合理的资产评估制度为企业并购提供了可靠的依据,有助于外商对目标公司的资产结构、经营状况、资产价值、获利能力等重要指标进行详细了解与科学分析,从而确定恰当的并购交易价格,使得整个外资并购工作定量化、规范化,避免主观随意性。因此,必须进一步改进和完善我国现有的资产评估制度,努力提高评估水平,积极与国际惯例接轨,以实现既保护国有资产在外资并购中不受侵害,同时又保证外资并购活动顺利进行的目标。我们在转让相关资产时,要尊重国际通用的评估原则和方法,不应人为地要求国有资产、国有股权的转让定价不得低于净资产价格,同时,也要改变不论国有资产质量如何,一律用重置成本法来评估其价值的做法。 3.3大力发展资本市场,畅通外资并购的市场渠道 资本市场是跨国并购的重要平台。就目前来看,我国资本市场的规模还相对较小,而且缺乏高度流动性和稳定性,要想真正成为外资并购国内企业的基本平台,还应重点做好以下工作:一是加快推进符合条件的外商投资企业在A股市场上市;二是当市场发育相对成熟,监管制度相对健全时,有限度地对外资开放二级市场,适当允许外资通过收购流通股来达到并购的目的;三是对于外资收购的上市公司国有股、法人股等非流通股,在“禁售期”满之后,是否可以借助QFII机制,以及其他配套措施来解决其持有股份的流通问题,以调动外资并购国内上市公司的积极性,也给外资退出被并购企业提供一个良好的市场渠道;四是建立上市公司国际并购审查制度,防止国家相关的优惠规定被纯粹的投机性外资所利用,扰乱正常的市场秩序;五是建立一支能够为外资并购提供全方位服务的国内中介机构。 3.4以建立现代企业制度为优秀,规范汽车制造企业治理结构和股权制度 按照现代公司制度规范,依法落实股东责任、董事责任和经营责任,实现责权利相结合,使其成为符合市场经济要求、具有完全行为能力的独立主体,彻底脱离行政附庸的角色。逐步实现地方国有股权在当地汽车制造企业中退出控股地位,这样在消除地方保护主义影响的同时,还可以保障汽车制造业在全国甚至全球范围进行零部件采购和汽车销售,彻底消除地区贸易壁垒和资源壁垒。与此同时,建立清晰有效的中央与地方两级有机结合的国有资产管理体系。 3.5加快产权市场建设 市场化是汽车制造企业进行产业内并购重组的根本保障。要建立以自由竞争为特征的企业并购市场环境,通过企业之间的股权关系纽带,逐步形成以股权并购为主要形式的产业内并购,同时以法律制度的形式确立企业并购市场规则。同时通过汽车制造企业国有股权出让获得资金,专门建立以汽车技术开发为主的投资公司,支持中小科技企业,确保中国在汽车新技术方面的合理利用和技术开发,再以向大企业转让或由原企业股东回购的方式退出,逐步建立中国自主知识产权的汽车技术支撑体系。 汽车工业论文:汽车工业废水处理论文 1用排水现状 1.1工业废水排放特点 汽车各类涂装废水通过管网排放至厂区废水处理站进行集中处理。废水处理采用物化与生化联合处理工艺,物化处理单元采用混凝沉淀工艺,物化出水与生活污水混合后进入生化处理单元,生化处理工艺采用生物接触氧化法,生化出水达标排放,平均排放量约2250t/d。 1.2回收利用分析 工业冷却水对水质要求较低,水量需求巨大,主要用于补充冷却水蒸发与排污的水量消耗,是工业废水处理尾水回用的理想对象。当然,尾水作为中水回用于冷却水时应考虑可能对冷却水系统造成的不良影响,并应采取相应的防治措施。通过对厂区废水排放量的调查,废水站排放废水水量能够满足冷却水补水需求。排放废水的水质满足GB8978—1996《污水综合排放标准》中的二级排放标准,虽然未满足中水回用要求,但仅COD、浊度等个别指标略有差距,经过深度处理后作为冷却水系统水源具有很大的潜力。 2中水处理方案 2.1回用工艺选择 再生水的细菌总数与悬浮物是相对于自来水有较大差异的2个指标,悬浮物指标虽未在回用标准中予以规定,但考虑到悬浮物的累积对循环水系统的稳定运行可能会产生较大影响,也应在工艺设计时予以重点考虑。因此,回用工艺宜选择采用物理分离的工艺模式。 2.2工艺流程 超滤技术具有操作简单、流程短、分离效果好,处理效率高、能耗低等特点,在废水处理中得到了广泛地应用,也比较适宜于作为废水处理尾水的深度处理。中水回用处理工艺采用预处理+超滤的多级过滤工艺流程。 2.3工艺介绍 (1)预处理 预处理由砂滤器、活性炭过滤器、保安过滤器组成。砂过滤器与活性炭过滤器均为2组并联运行,作用是预先去除水中部分的污染物质,减轻超滤设备的负荷,延长超滤膜的寿命。排放废水进入砂滤器前通过计量泵向水中投加PAC絮凝剂,使水中的悬浮物形成较大的絮体,经过砂滤器时被其中的石英砂截留,从水中去除。砂滤器出水进入活性炭过滤器,利用活性碳的吸附能力降低水中有机物等污染物的浓度。2组活性炭过滤器的出水合流进入保安过滤器,保安过滤器滤芯孔径50μm,主要作用是去除水中的较大颗粒物,保护超滤膜不受损伤。 (2)超滤 保安过滤器的出水进入超滤系统,超滤系统由16支超滤膜组件及配套的气动阀门、流量计等设备组成。超滤主要应用于将溶液中的颗粒物、胶体和大分子与溶剂等小分子物质分离,分离过程主要有:在膜表面及微孔内吸附(一次吸附);在孔中停留而被去除(阻塞);在膜面的机械截留(筛分)。利用超滤膜的上述分离能力可进一步降低处理废水中的悬浮颗粒、胶体、微生物的含量。 (3)供水 向超滤膜出水中投加次氯酸钠,保持水中余氯含量,防止细菌、藻类滋生,最终进入回用水池,通过回用水泵升压后回用于冷却水系统。 (4)处理工艺特点 本处理工艺采用全自动控制方式,占地面积小,操作简单,可靠性强。利用滤料层的截留与超滤膜的分离机理,对细小悬浮固体颗粒与微生物具有较高的去除率。 2.4工艺及设备参数 中水处理设备设计产水能力为60m3/h。超滤膜组件为东丽(TORAY)HFU-2020外压式聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,截留分子量150000g/mol,有效膜面积72m2,最大进水流量12m3/h。 2.5设备运行说明 (1)砂碳滤 砂滤器、活性炭过滤器运行时,水流自上而下流经滤层,进水流量为55~60m3/h,进水压力为0.08~0.1MPa。为保证持续良好的过滤效果,每48h进行一次清洗,按先反冲洗后正冲洗的步骤进行。砂滤器反洗前先以25m3/h进行5min空气擦洗,使附着在滤料表面的污染物脱落,提高反冲洗效果。反冲洗时冲洗水自下而上流经滤层,带出污染物,反洗流量为120m3/h,冲洗时间为10min。 (2)超滤 超滤机组进膜压力为0.05~0.1MPa,中水回收率达90%以上。超滤膜组件连续产水运行过程中,污染物会使超滤膜产水量发生不可逆的变化,为确保超滤膜连续稳定运行,需定期反洗恢复超滤膜产水量。为此,超滤膜每隔30min执行一次物理清洗,包括反洗与空气冲刷。运行表明,反洗时间1.5min,流量60m3/h,空气擦洗时间1min,可以使超滤产水量达到较为稳定的状态。除了物理清洗,超滤膜组件每24h进行一次维护性清洗。维护性清洗是为了确保膜的最适宜寿命及透过水产量。维护性清洗时,将带有次氯酸钠的反洗水注入超滤膜组件并浸泡20分钟。化学清洗用于去除附着在膜表面或积蓄在膜孔内的污染物质,当过膜压差上升或膜过滤性能下降时实施化学清洗。化学清洗通常使用柠檬酸与次氯酸钠进行酸碱组合清洗以获得最佳的清洗效果。清洗时,配制质量分数3%的柠檬酸与质量浓度为3000mg/L的次氯酸钠以50L/min的循环流量别循环1~3h后排放。一般2~3月实施一次化学清洗。 3回用可行性分析 3.1中水处理效果 中水回用处理设备经过调试运行,运行情况良好,产水水质稳定。具体水质指标(2014年3,4月的数据平均值)与回用标准。 3.2经济与环境效益分析 中水回用工业冷却水系统具有良好的经济效益与环境效益。中水回用后,每年可以节约新鲜自来水量并减少排污量约14.4万t,按工业用水费用3.4元/t,废水COD平均质量浓度为60mg/L计算,每年直接经济效益约48.96万元,减少向环境排放污染物8.64t。 4结论 (1)汽车工业废水具有水质变化大 成份复杂等特点,经处理后排放的尾水采用预处理+超滤工艺可以克服传统中水处理工艺对进水水质条件要求苛刻的问题,经过深度处理后的再生水,出水满足回用标准,回用于循环冷却水系统是完全可行的。 (2)汽车工业废水经过物化与生化处理后 排放的尾水采用多级过滤技术进行深度处理,中水回用至循环冷却水,既减少了污染物的排放又节约了水资源,经济效益与环境效益显著,具有一定的推广应用价值。 作者:陆宁 郭牧 李璐 王春冬 单位:同济大学环境科学与工程学院 上海依科绿色工程有限公司 上海市闸北区环境监测站 长江勘测规划设计研究有限责任公司上海分公司 中芯国际集成电路制造上海有限公司 汽车工业论文:自主研发汽车工业论文 一、中国汽车工业发展现状分析 中国汽车工业发展现状及特点,2012年,中国汽车市场销售额稳健增长,产销突破1900万辆创历史新高,再次刷新全球记录,连续四年蝉联世界第一。目前中国汽车工业发展呈现以下特点: 1.乘用车产销明显增长。2012年乘用车产量1552.37万辆、销量1549.52万辆,增幅比上年分别提高2.9和1.9个百分点。乘用车产销辆首破1500万辆大关,创历史新高。 2.小排量汽车平稳发展,新能源汽车产销上窜。2012年1.6升及以下乘用车销量占乘用车总销量的67.15%,新能源汽车生产12552辆,销售新能源汽车12791辆2。中汽协预计,随着新能源汽车规划推出,今后几年,我国新能源汽车产销将会有较大幅度的提高。 3.自主研发能力弱,产能过剩严重。我国汽车工业自主研发能力较弱,从新中国第一辆红旗轿车到现在年产近两千万辆汽车,优秀技术几乎都让外国大企业垄断,导致国产汽车产量大但利润少。2012年的产能过剩就已经达到500万辆,相当于日本的新车市场,预计到2015年这一数字将达到相当于美国市场的1500万辆。 4.汽车出口保持良好态势。据中汽协会统计,2012年汽车整车出口增长明显,高达105.61万辆,比上年同期增长29.7%。出口的主要车型为轿车和货车,所占比重分别为45.3%和27.9%。自主品牌出口增长较快,奇瑞、吉利、长城高居出口企业前三名,其中奇瑞和吉利均超过10万辆。总之,尽管中国汽车行业面临不少问题,但整体已步入发展快车道,技术水平显著提升,产业集中度不断提高,已经成为世界汽车生产和消费大国。 二、优化中国汽车工业的建议 中国汽车工业的优化过程需要多方参与,共同努力。政府方面,纵观我国汽车工业的发展和布局,政府的决定性作用清晰可见,故汽车产业的优化仍需发挥政府的宏观调控作用。 (1)完善技术创新融资的政策环境。政府资金主要投入技术的前期开发阶段,而后续的竞争性研究领域由企业出资支持,同时利用风险投资机制吸引大批社会闲散资金投资于企业的技术研究工作。政府还可以设立专项基金,鼓励和引导高校、科研机构加入基础技术研究领域。 (2)加强区域协调合作,打破行政地域限制,控制地方政府盲目的汽车工业重复建设,提高整个汽车行业的生产效率。同时积极促进汽车企业同国外的战略合作。 (3)结合我国“梯度开发战略”,调整汽车工业布局,使汽车工业适度向中西部地区转移。汽车巨头企业加大行业间兼并、重组或联盟力度,优化资源配置,形成强大的汽车产业集群。中小企业根据自己的比较优势定位,利用独立、灵活、专业的特点,进行专业化生产,促进产业升级和技术水平的提高。 三、结语 总之,通过多方积极努力,我国汽车工业自主研发能力将得以强化,特别是优秀技术的研发会推动我国汽车品牌战略的实施,提高本土汽车产量与质量。适应市场场需求,传统汽车生产将向节能、环保、新能源、混合动力汽车生产转变。这些最终均将促进中国由汽车大国向汽车强国转变。 作者:王瑞晋 张杏梅 单位:山西师范大学地理科学系 汽车工业论文:汽车工业国民经济论文 一、我国汽车产业的支柱地位 (一)部分汽车集团汽车销量占据主要地位 从2013年汽车销量来看,销售量排名靠前的汽车主要集中在大众、福特、通用、日产等汽车品牌,其中大众所占比例最高,汽车的产销较为集中。如表3所示。 (二)供需关系决定汽车产业成为支柱产业 据世界银行的统计研究表明,人均GDP达到1000-2000美元后,GDP每增加1%,汽车拥有量增加1.02%~1.95%。2008年之后,中国汽车需求量急剧增长,从生产供给方面看,我国汽车生产供给量在逐年提高,并且增长速度逐步加快,与消费同步。2003年仅为444.37万辆,而2013年汽车产量超过2000万辆,从某种意义上说,我国汽车供需体现出明显的“需求拉动供给”。而且自2010年以后,我国汽车产业出现“供不应求”的特殊事实,国内汽车市场存在巨大的发展空间。如表4所示。 二、汽车工业对国民经济的拉动作用 一个国家经济出现高增长时,汽车工业总是以高于其他产业的速度拉动国民经济增长,每增加1万辆车,拉动GDP增长88.82亿元。日本经济高速发展的15年间,国民经济增长了36倍,汽车工业产值增长了57倍。根据表5中所示,我国的汽车工业产值逐年攀升,国内生产总值也在逐年增长,汽车工业产值在国内生产总值中所占比重也越来越大。2011年到2012年间,汽车工业产值占国内生产总值的比重超过了10个百分点,应该说是转折年。因此,汽车工业的产值对于国民经济的拉动起着重要的作用。 三、汽车工业对相关产业的带动作用 汽车的产业链较长,上游涉及到冶金、有色金属、橡胶、电子、石化、钢铁等行业,下游涉及到金融、保险、法律咨询、产业服务、广告等行业。汽车的产业链较长,汽车的工业产值每增加1各单位,相关行业至少增加:上游0.6,下游2.67个单位。比如对上游汽车电子产业的带动。2012年我国汽车电子产值2672亿元,伴随着我国整车产量和单车电子成本比例的提升,以单车电子件2-3万元的较低用量测算,国内汽车电子空间接近4000-6000亿元。以2016年中国汽车电子市场规模达到5000亿来计算,其复合增长率将达到17%,其中,车载电子相关子行业增速有望达到30%以上。据相关数据显示,在欧美发达国家中,购买一辆汽车的价格中,大概有40%左右要支付给金融、保险、法律咨询、产业服务、科研设计、广告公司等各种服务业。这也许就是汽车工业发展对服务业的基本带动作用。汽车产业对服务业的带动效应很大,基本原因在于其产业链条的延伸范围很宽、延伸半径很长。 四、汽车产业对财政收入的巨大贡献 我国汽车主营业务收入近几年逐渐攀升,利税在整个财政收入中占到4%、5%左右,对我国财政收入的贡献较大。 五、汽车产业提供了大量的就业机会 汽车产业提供了大量的直接就业机会和间接就业机会。据相关资料显示,汽车及相关产业就业人口比例:美国:17%,德国:16%,日本:11%;中国:直接就业人口:200万,间接就业人口:3000万;汽车行业每个就业岗位带动零部件附属产业7.5个就业岗位,根据汽车产业链发展的趋势,汽车行业的重心将体现在上游研发设计环节和下游销售服务环节。因此汽车产业的发展必将带动两类人才的短缺:一类是具有专业特长和实战研发经验的高层次的人才及团队;二是汽车服务类人才。总体来说将会造成汽车研发人才、外贸和法律人才、营销人才、保险人才的巨大需求。因此,汽车产业的发展必然提供大量的就业机会。 作者:刘清云 单位:郑州财税金融职业学院 汽车工业论文:锻压机械汽车工业论文 1锻压机械工艺中金属覆盖件工艺装备分析 而在金属覆盖件的工艺装备方面,机械压力机是主要的装备主体,最为典型的组合就是双动机械压力机和数台单动机械压力机组成而对冲压生产线。我国在锻压机械行业在车身覆盖件工艺装备上有着很大的进步,从现今车身覆盖件冲压技术的发展能够看出,液压机的加盟以及多工位压力机的使用及柔性化技术逐渐成熟。机械压力机作为是冲压生产线的重要主体,在液压某些关键技术的不断突破下,液压机在冲压上的优势和潜能逐渐得到了充分发挥。柔性化技术的成熟是在轿车车身覆盖件生产比较重要的技术进步,在这一过程中组成冲压生产线设备的数控化打下了基础,并在柔性传送技术以及机外仿真技术等方面的完善标志着车身覆盖件柔性技术的成熟。 2锻压机械在汽车工业中的应用 第一,汽车工业当中的锻件是汽车产生企业的重要生产要件,和机械工业相关汽车工业对锻件的精度比较重视,锻件细微结构及中空部位成型等都是比较关键的构件。锻件的高强度以及高可靠性,所以轿车的重要零件通常是采取锻件作毛坯,对于典型的锻件而言,主要有连杆以及曲轴和轴类的一些零件;而在操纵系统方面则主要有拉杆以及轮架等,在轿车的典型锻件方面主要能分为两种类型,也就是特种模锻以及普通模锻,其中的普通模锻主要是通过小飞边和无飞边的工艺进行实施。 第二,汽车的圆盘齿坯锻造工艺装备方面,这是轿车盘类锻件最为典型的代表,由于在数量上相对较大,对其精度和效率也相对较高。从早期生产工艺方面主要是通过锻锤以及机械压力机等作为主机,然后分几个重要的工序来完成,而在轿车发动机的连杆锻造工艺方面主要是由两种方式所构成,分别为电液模锻锤生产线以及热模锻压力机生产线,前后各是适用于小批量的生产以及多品种的生产,后者则比较适用大批量的生产。 第三,汽车齿轮轴的锻造工艺装备方面,轿车齿轮主要是作为变速箱的重要零件,这是汽车工业中比较常见的轿车轴类件,并有着细长以及多台阶的特征。楔横轧工艺有着高效节能和节材的优势,并在工作循环打那个中对金属有着连续挤压的分布,从而形成了满足形状以及尺寸要求的阶梯轴锻件。楔横轧工艺在自身的特征上表现的比较显著,主要就是一次行程能获取一个或一对零件,从而在生产效率上就相应较高。并且在自动生产线的构成方面相对比较简单化,基本是通过自动上料装置以及感应加热炉等构成,能够实现连续性的生产。 第四,汽车发动机连杆的锻造工艺方面,发动机连杆锻造技术的发展趋势是对锻造生产线机械化以及自动化水平提升的重要方法。通过机械化的上下料装置以及机械化的传送装置等减少对人工的操作环节,从而来实现自动化以及半自动化的生产。从国外的锻造工艺新方法发展来看,主要有多工位自动熟镦机上高速锻造成型以及粉末锻造工艺,随着不断的发展,我国当前的锻压机械在汽车工业中的应用也比较广泛。 3结语 总而言之,我国的锻压机械在工艺装备的水平上正处在不断提升的阶段,自动化和集约化的生产将成为未来发展的必然趋势。锻压机械在汽车工业当中的地位不仅是取决于锻压机械行业的进步,同时也和汽车工业发展战略有着重要的关系。由于本文的篇幅限制不能进一步深化探究,希望此次理论研究能起到抛砖引玉的作用以待后来者居上。 作者:王清泉单位:山西科技大学华科学院 汽车工业论文:复杂性分析汽车工业论文 一、汽车工业的复杂性分析 汽车工业是一个庞大的、多变的并且复杂的社会经济系统。汽车工业的复杂性不但体现在历史背景、市场环境、行业规模、研发技术等问题上,而且还体现在其整个行业产业链作为一个整体系统的复杂性。 1.行业组成复杂。加入WTO之后,由于进口关税的下调,许多外资汽车企业加大了在中国市场的资金投入力度。美国、德国、日本等汽车工业比较发达的国家,都已在中国开设了合资汽车生产企业。不但如此,随着中国汽车工业的不断发展,一些国外知名的汽车零部件生产企业也随即在中国投资设厂。这些因素客观上直接导致了目前中国汽车工业的复杂性。 2.产业链结构大。汽车产业链牵扯面广、关联性大,其上游企业、下游企业、汽车服务业、汽车管理机构与汽车生产企业一起形成虚拟企业,各个企业作为汽车工业的子系统相互合作、相互竞争,共同形成了整个汽车工业的复杂系统。汽车产业链的各个组成企业均是一个有机的整体,其行为具有自主性。 3.市场需求多样化。由于人们消费能力的提升和消费意识的变化,我国汽车工业的企业结构由相对单一逐步转向多样化、多层次结构。客户对汽车质量的要求也越来越高,差别化和个性化主要体现在汽车的价格、品牌、类型、行驶性能、安全性能、能耗、颜色、外观、内饰、舒适性等方面。汽车生产的多样化、多层次直接影响了汽车工业其他产业链的连带变动和更新,从而使汽车工业整体变得愈发庞大。 4.科学技术更新。总体来看,高新技术的应用使汽车性能不断提升,智能化、人性化成了当今时代汽车工业的主旋律。每一次科学技术的突破和创新,都能在很大程度上带动汽车工业的发展。此外,由于世界能源短缺、石油价格不断上涨,新能源汽车的开发,已经成为国际汽车工业的新趋势。这些改变,很大程度上都会增加汽车公司自身结构组织变动的可能性。 二、汽车工业复杂性特点 1.多样性。汽车工业的多样性指的是整个产业各个汽车公司产品的差异性。硬件方面:不同品牌的汽车生产商的生产职能部门设置、厂房设备、生产技术及材料等都存在差异。软件方面:每一个企业的企业理念、企业目标、经营策略、领导和员工素质也有着明显的不同。而这些软实力的差异,也是导致汽车产品多样性的一个重要原因。 2.多变性。汽车工业的多变性有两层含义:一是指汽车企业外环境的变化,包括国家政策、市场需求、新技术产生等;二是指由于受到企业外部环境的影响导致的汽车生产企业内部组织的变化,包括生产设备更新、设计理念变更、人员配置变化等。 3.非线性。汽车工业的整体组织结构并不是传统的线性结构。它的信息交流是网络结构和层级结构。不但整个系统为非线性结构,各个子系统内部也呈网络结构。整个汽车工业的结构组织发展成为非线性结构,其整体的表现形式不再是各子系统表现形式的简单相加。 三、启示及不足 汽车工业在一个国家的工业体系中占有非常重要的地位。汽车工业的发展很大程度上在于其适应外部环境变化的能力。对于我国汽车生产企业来说,准确把握市场变化规律,积极调整自身战略目标和经营管理理念就显得尤为重要。本文只是针对汽车工业的特点进行了一些理论层次上的分析,在细节方面并没有建立模型和求解,缺乏定量的研究。 作者:段飞陈红单位:中北大学经济管理学院 汽车工业论文:冲突矿物汽车工业论文 1冲突矿物法规立法情况 2010年8月,美国证券交易委员会(SEC)通过了以《多德—弗兰克法案》中的冲突矿物条款为基础的实施规定,要求产品中使用冲突矿物的美国上市企业必须公布相关信息。按照该法案的规定,如果在美国交易所上市的企业使用了冲突矿物,要对该矿物进行原产地调查,确定是否来自刚果(金)及其周边国家。如果不是来自于这些地区,仅需提供专门的信息披露报告(简称SD格式报告)。如果来自这些地区,需要对其进行详细的尽职调查,如果是冲突矿物,则需要冲突矿物报告(简称CMR报告),详细说明矿物的来源区域、贸易过程等信息。同时要求2015年以后,所有的大公司不允许存在不确定的情况,小公司可以延迟到2017年。该法案尽管不禁止企业采用冲突矿物,也不对使用冲突矿物的企业进行罚款。然而,由于披露的信息会引发国际舆论的关注,从而给相关制造企业增加压力,迫使其断绝与冲突地区矿物企业的业务往来。美国非政府组织EnoughProject每年对企业冲突矿物的应对状况进行调查,将调查结果排名并公布,通过对这些企业进行评定,使公众了解各公司对该法案的响应和执行情况。企业为了自身的声誉,维护在消费者心目中的知名度,也纷纷要求上游企业禁止应用来自非洲的冲突矿物,以确保采购的产品不会为武装组织提供资金。2014年3月,欧盟建议草案,要求从刚果(金)东部及其他高风险和冲突频发地区采购冲突矿物的欧盟企业进行供应链尽职调查,从而确保进入欧盟的矿物采购行为是负责任的,不会为武装冲突提供资金。另外,加拿大、英国等国家也正积极制定相关的政策和法律来阻止企业参与冲突矿物的贸易。目前,国际经合组织出台的《关于来自冲突和高风险地区矿物供应链尽职调查的指导索引》被多个国家采用。 2法规对汽车行业的影响 冲突矿物是指锡、钽、钨、金4种矿物,其主要用途如表1所示。几乎所有电子设备都在使用冲突矿物,例如作为焊锡原料的锡以及用于电容器的钽等。汽车电子化是汽车行业的发展趋势,汽车中所使用的电子部件呈现持续上升趋势。再加上汽车产业链长,对于整车产品的冲突矿物调查需要基于供应链层层进行追溯,直到最上游的冶炼厂,这个过程复杂而耗时。因此,冲突矿物法规的实施对汽车行业将产生较大的影响。 3汽车行业应对策略 应对冲突矿物法规,汽车企业应明确以下三点。(1)法规是否适用于本企业。规则的适用对象必须是在美国证券交易委员会(SEC)注册的公司,即需要向SEC提交年度报表、季度报表的大型公司,主要是上市公司。另外,冲突矿物还必须包含在报告公司制造生产的最终产品中。(2)冲突矿物是否来自刚果(金)地区。报告公司需要对所使用的冲突矿物的来源进行原产地调查。冲突国家主要包括战乱频繁的中非国家,即刚果民主共和国、赞比亚、安哥拉、刚果共和国、中非共和国、南苏丹、乌干达、卢旺达、布隆迪和坦桑尼亚等10个国家。(3)冲突矿物是否为武装分子的牟利工具。报告公司一旦确定冲突矿物来源于冲突国家,按照规则,企业就必须进行尽职调查,以确定冲突矿物是否用于资助冲突国家的武装分子。这一过程繁琐复杂,尽职调查报告必须明确冲突矿物的原产国、矿址、冶炼场所,并进行详尽描述。更为严格的是,报告还必须经过独立的第三方审计,以确定尽职调查的方法达到国际标准,并且尽职调查的措施被切实执行。通过以上分析汽车企业主要应对措施如下。 (1)建立供应链信息库和追溯机制。对于很多中国汽车零部件制造企业,其所用的金、钽、锡、钨并非来自冲突国家。但根据冲突矿物法规,生产企业仍会面临采购商的询问,并负有对冲突矿物的来源进行“合理的原产地调查”义务。由于很多企业处于供应链的下游或中下游,一般不会直接接触到冲突矿物的直接供应商。另外,很多零部件的采购也中转多次,更加大了追踪冲突矿物来源的难度。中国出口制造企业应及早建立供应链信息库制度,对各项原料、各零部件来源的信息归类整理,同时合理地询问供应商,尽早创建起关于冲突矿物的信息追踪机制,从而满足来自采购商的询问和报告要求。中国汽车材料数据系统(CAMDS)能够帮助汽车行业对汽车零部件供应链中的各个环节和各级产品进行信息化管理。借助该系统,各级供应商可完成对整车中的零部件和材料产品信息的填报与提交,包括零部件的材料和基本物质的构成。在此数据的基础上,整车企业能够完成对汽车产品中金、钽、锡、钨的跟踪与分析。(2)掌握冲突矿物来源信息。如果中国制造企业所用的金、钽、锡、钨确实来自冲突国家。根据冲突矿物法规的尽职调查要求,汽车企业应获得关于冲突矿物的原产地、矿址、冶炼厂、是否用于资助武装分子等信息。同时,企业还可以在原材料采购合同中加入必要条款,以限制冲突矿物提供方资助武装冲突。(3)减少冲突矿物的使用。汽车企业在产品设计和材料采购上,应该尽可能减少冲突矿物的使用,选择符合法规要求的、经过审计的冶炼厂进行采购,最大程度地减少冲突矿物的使用量。(4)供应商信息搜集和披露。汽车企业应基于供应链进行汽车材料信息的调查与搜集,沿供应链逐级获取产品中有关金属的来源并进行信息公示。企业可借助现有的供应链管理系统,也可以借助某些专门的针对冲突矿物信息搜集设计的网络工具进行数据追溯。 4结语 总之,对于冲突矿物法规,中国汽车企业需充分了解法规要求,加强产品全产业链数据管理,掌握供应链信息,建立起追踪冲突矿物来源的信息库和询问机制,这样才能更好地“走出去”。 作者:徐耀宗柴静孙建亮单位:中国汽车技术研究中心 汽车工业论文:现代汽车工业论文 1汽车发动机中现代电子技术的应用 由于技术的发展,电控制喷油装置由于性能的优越渐渐的取代了原始的机械及机电混合式的系统。电控制喷油设备的好处是能够自动使发动机的状态始终保持最佳,同时可以有效的净化空气节约原料。此装备先将发动机的客观数据编程到微机处理器中,使发动机能够保证规律控制供油,在发动机启动后,依据传感器发送来的气流温度、流量、转速等数据,运用已设定的代码程序计算,再与程序中的最佳状况相判断比较来对供油进行调整,最终使得发动机达到一个最佳工作环境,提高其综合性能。 2汽车底盘中现代电子技术的应用 2.1电控自动变速 电控自动变速是通过对驾驶员控制的数据和发动机的转速、载荷、制动状态等数据的判断、运算之后自动的调节变速杆位置,使其到达最佳掌控换挡的时间控制,得到最佳档位。电控自动变速器具有灵敏性好、加速性能良好、准确返回路况信息等好处。传动系统的电控制设备,可以自动的适应工作情况的瞬间变化,使得发动机保证最低的转速状态。电控制气动换挡装置利用了电子装备代替原始的机械换挡杆,是利用电磁阀门和气动阀门来控制的,这样在简化汽车操作和达到最佳安全性方面都有了显著的作用。 2.2汽车防抱死系统 汽车防抱死系统(ABS系统)是汽车安全性部件中最重要的一部分。他是利用控制车轮在汽车制动时的抱死确保车轮在地面上达到最佳的滑动距离,从而确保汽车制动时不会发生失去转向功能以及拖滑等不安全的情况,提高了汽车的安全性能和稳定性能,缩短滑行距离。而驱动防滑系统(AccelerationSlipRegulation,ASR或Trac-tionControlSystem,TCS)是汽车防抱死系统的补充与完善,防止了汽车在启动和加速之后的轮胎打滑,更加改善了汽车的稳定性以及加速的牵引性。 2.3电子转向助力系统 电子转向助力系统是利用一台直流电机取代原始的利用蓄电池、液压助力缸及发动机为汽车提供动力的系统。与传统液压系统相比,此微机控制系统优点颇多,其体积小、原件少、重量轻,使转向作用力保持最优状态、最佳的转向回正,调整稳定行使性、增加低速时机动性的特性。电子技术在汽车底盘中的应用除了ABS系统,电控自动变速器(ECAT)和电子转向助力系统外还应用于自适应悬挂系统和自动控制系统(CCS),随着对汽车安全性能的重视,汽车的安全气囊系统、防撞系统、安全带的装备控制等各种对安全有作用的汽车部件都逐步的采用了电子技术。 3现代电子技术在汽车工业中的发展趋势 汽车电子技术的发展是汽车未来的发展趋势,实现汽车、人、环境三部分的整体相结合,汽车电子技术是朝着微型、智能、高效的方向发展,并且在更新传感器技术,微处理机技术以及智能交通系统都不断的发展,具体介绍如下。 3.1不断更新的传感器技术 由于汽车电子控制系统的种类繁多,这就需要不断对传感器技术推陈出新,创新传感器的类型,研发各种新型的、高效的、可靠性能高而成本又低的传感器。智能性传感器不但能够自动对非线性校正和温漂、时漂,可以较强的抵御外部对其的电磁干扰,使得传感器的信号不受到干扰,保证了其高质量的精度。还能够提供模拟处理的信号,对信号进行放大和处理。同时,这种智能化的集成传感器方便安装、结构紧密,不会受到机械本身特征的影响。所以不断的推出新型的传感器至关重要。 3.2微处理技术广泛应用 世界上汽车工业对微处理机的用量极度的增加使微处理技术的广泛应用为汽车的发展带来了很大的改革,使汽车仪表从先前单一的功能逐渐变成了智能化、多功能的仪表,这样能够精准的测量并显示打印出汽车上所需要测量的数据结果。同时,微处理技术还具有预测、判断、运算以及引导的作用。具体表现例如:对汽车中蓄电池的电压、车胎气压和车速等进行检测并及时作出警示,可以监视汽车中各部件的工作状况。微处理技术被广泛的应用在汽车的故障诊断、环保、安全性能、发动机状态、控制速度等各方面。 3.3智能汽车及智能交通的推广 随着科技的发展,越来越多的技术都变的更加的智能化,而智能汽车也成了汽车制造关注的方向。其中,自动驾驶仪的想法主要依靠于电子技术。智能交通系统(IntelligentTransportationSystem,ITS)的构建是与电子技术、卫星定位等多学科相交叉结合,是依据驾驶员给出的目的地信息,提供距离最短、速度最快同时避开高峰路段的最优驾驶路线,使驾驶员能够快速省油的到达所预想的地点。此系统是装有电子版地图,能够利用卫星来定位进行导航并显示出路况信息。从全球定位系统中得到交通堵塞、事故、车流量及路途天气情况等信息,根据所给出的信息得到一个最佳的行使路线图。随着此项技术的不断发展进步,在未来就会出现路上的所有车辆都是根据计算机所控制的智能性汽车。 4结语 汽车电子技术的发展除了以上介绍的三点,还在软件技术、多通道传输技术以及数据传输载体等方面都是其发展的趋势。近几年来汽车技术的重大突破点大多在电子技术方面,即电子技术依然成为了汽车发张的重要因素,即未来的汽车将趋向于智能化、电子化。 作者:王晓娟单位:新疆商贸经济学校 汽车工业论文:汽车工业的创新能力评述 本文作者:张金友工作单位:山东现代职业学院 我国汽车工业技术创新能力与国外的比较分析 专利申请数量专利申请数量也是衡量一国研发能力的重要标准"就我国汽车产业而言,从量的方面看,2003年,我国的专利申请数达到182226件,位居世界前列,然而细细分析,情形却不容乐观"从质的方面看,我国的专利申请项目中,产品外观设计创新占绝大部分,并且有逐步上升趋势,而发明创作和实用新型技术的研发相对较少。 我国汽车工业技术创新能力建设存在的问题)自主创新能力有待提高 目前国内零部件产品对技术输入有较强的依赖性〔、中、闷汽乍零部件企业在某些中低附加值产品方面具有相当的开发能力;在汽乍关键零部件的技术开发方面具有一定能力,但是与国际先进水平差距甚大,尚不具备进行基础研发、同步开发、系统开发和超前开发的能力许多关键零部件仅仅是仿制外国产品"。 提高我国汽车工业技术创新能力的对策建议 尽管我国汽车工业的技术基础较差,产品开发能力较弱,但我国有不断提高汽车工业技术创新能力的有力条件,如:中国经济发展迅速,汽车市场前景广阔;有良好的潜在人才资源,只要采取的政策、措施科学有力,就一定能把我国汽车一E业的技术创新能力提高到一个新水平"为此,应采取以下措施:加大研发资金投人强度研发是支柱产业的灵魂,汽车工业的研究发展与应用要求加强对研发的投人并成立研发中心,这样才能够吸引、培养企业所需要的研发人才,才能提高企业的创新能力〔〕拓宽资金来源渠道企业提高自主创新研发能力需要大量资金,单靠企业自身远远不够这一方面要求政府发挥财政资金引导作用,对研发多投人资金并注重财政资金投人绩效;另一方面要积极拓宽研发资金来源,充分利川金融机构借贷、风险投资机构等向研发注入大量资金。造就一批高水平的技术创新人才队伍高水平的科技人才队伍及其作用的发挥程度是决定一个产业技术创新能力的关键因素"因此,一方面要提高科技人员占汽车工业职工人数的比例,加强技术交流和人才培养;另一方面,要形成一种适应市场的要求,促进人才辈出.充分发挥人才价值的竞争机制和激励机制53深化实施以标准、专利为优秀的知识产权战略由于我国汽车行业尚未建立完整的专利)战略研究机构,缺乏专门研究人员和研究经费,难以开展系统的调研下作.没有形成完善的理论体系"因此我们建议汽车工业的主管部门应发挥政府的宏观管理和协调作用,根据国家经济发展的总体战略方针,针对我国汽车工业面临的国内和国际环境及条件,分析我国汽车工业的特殊性,应加快制定国家技术标准政策尽快实现自主知识产权为优秀的技术标准体系,同时增强具有自主知识产权和优秀技术的能力。制定支持汽车行业及企业技术创新的有效政策制定支持汽车行业及企业技术创新的有效政策"自主创新是汽车工业发展的关键,已成为政府、汽车工业及企业的共识〕但是,迄今为止,政府在促进汽车仁业自主创新方面仍未推出真正有效的具体政策在政府已推出装备制造业振兴政策时.具体推动汽车下业技术进步政策的出台,已经非常急迫目前,汽车工业研究产业共性技术、关键性技术的平台缺乏,政府有必要对为全行业服务的研究机构予以重点支持.并且对基础性、公共性研究项目加大政府财政支持力度对于解决汽车工业面临的能源、资源、环境问题的研究机构和研究项日,政府不仅要在资金、人才等方面大力支持,而且要具体参与领导和组织项[I的实施政府还可以通过财政税收政策,支持与汽车工)发展密切相关产业的研究与开发,尤其是新能源、新材料、新环境保护领域的研究开发"政府还应当做好新能源、新材料、新环境保护技术的前期市场导人工作,对新能源、新材料、新环境保护技术的前期应用给予部分的财政支持和税收优惠"。 汽车工业论文:我国汽车工业面临挑战研究论文 [摘要]随着WTO保护期结束,汽车工业企业面临着前所未有的挑战与危机,汽车工业企业必须对所处的内外环境、宏微观环境进行分析,找到汽车企业所面临的机会与威胁、优势与劣势,对汽车企业实施危机管理,构建一套既有理论依据又具实践价值的危机管理对策,以保证汽车工业企业的可持续发展。 [关键词]危机管理汽车工业SWOT分析对策分析 随着WTO保护期结束,中国汽车工业的发展面临前所未有的挑战与危机,加之中国汽车工业企业普遍缺乏危机意识,没有建立相应的危机管理对策,危机应对能力十分薄弱,一旦危机出现,汽车工业将难以应对,必将面临生死存亡的抉择。因此,正确分析我国汽车工业所处的内外环境、找到汽车企业所面临的机会与威胁优势劣势,构件一套危机管理对策,对保障汽车工业企业的可持续发展具有较强的实践意义。 一、汽车工业企业危机管理的SWOT分析 对中国汽车工业企业危机管理进行SWOT分析,可以找出中国汽车工业企业危机管理中的优势与劣势、机会与威胁,从而构建出有效的中国汽车工业企业的危机管理攻防策略体系。 1.中国汽车工业企业危机管理的优势分析 首先,完备的汽车工业体系。经过近半个世纪的发展,中国汽车工业已经体系完备,基本建立起了包括轿车、载货车、客车、专用车和零部件等比较完整的工业体系。其次,劳动力资源丰富。人力成本低廉是中国汽车工业在国际竞争中突出的成本优势,也是国外跨国公司争先在中国投资办厂的动因之一。再次,价格上有比较优势。中国生产的某些国产车型与进口车相比价格上有比较优势,如3吨左右的轻型货车的价格水平还不及国外同车型价格的三分之一。最后,熟悉市场。中国的汽车生产企业比国际跨国汽车公司更熟悉中国的国情,更清楚市场和用户的要求,开发的产品更有针对性。 2.中国汽车工业企业危机管理的劣势分析 首先,汽车工业企业劳动生产率低,整车出口能力较弱。按照20世纪90年代后期的统计,若将零部件行业也计算在内,则中国汽车工业大致是每年人均生产一辆汽车,而日本是40辆~60辆,欧美是20辆~40辆。其次,技术开发投入和投融资来源不足。据《中国汽车工业年鉴》统计,2004年中国汽车行业的研发费用仅为86.2亿元,占汽车工业销售总额的1.45%。而国外主要跨国公司的研究开发费投入比例一般为5%,有的甚至高达10%。最后,产业链条短,企业规模偏小,生产成本偏高。 3.改善中国汽车工业企业危机管理的机会分析 第一,到2020年中国国民经济要实现翻两番的奋斗目标,经济增长速度年均须达7.2%,这将为中国汽车产业的快速发展创造良好的宏观环境。第二,经济社会的工业化、城市化加上庞大的人口,使中国成为当代最有吸引力和潜力的汽车消费市场、巨大的国内市场给中国汽车工业的成长壮大提供了较好的机会。第三,居民收人水平的提高将推动消费结构升级,从而为中国汽车产业的发展提供广阔的市场。目前,中国人均GDP已达1000美元,如果不考虑其它因素,未来10多年,中国汽车市场维持年均15%左右的增长速度是有可能的。最后,随着中国汽车市场快速发展和国际汽车产业制造基地不断转移,中国已成为跨国汽车公司投资热点,从而可能成为世界新的汽车制造基地。 4.中国汽车工业企业危机管理的威胁分析 (1)经济环境因素带来的威胁。根据需求理论,汽车消费需求是人们在经济社会活动中的需求而产生的次生需求。在经济危机时,由于员工对未来预期充满不确定,就会减少不必要的开支,由于主要需求大幅度地降低,作为次生需求的汽车消费需求也随之大幅度减少,汽车工业企业收入也随之急剧减少,出现亏损和财务危机。 (2)自然环境因素带来的威胁。导致危机事件发生的自然环境因素多种多样,其它们引发危机的作用方式、范围及后果不一样,对它们的预防和控制手段也不一样。首先,汽车使用量的增加,加重了自然环境的负担,这一问题已经成为引发汽车工业危机的首要因素。其次,中国目前各大城市的道路交通严重不足,成为限制中国汽车工业发展的又一危机因素。最后,随着汽车数量的与日俱增,对石油和石油产品的需求与日俱增。而石油的短缺,已经构成未来汽车工业发展最为严重的瓶颈。以中国5%的人均GDP增长率计算,到2015年交通的能源消耗将是现在的3倍,国内的原油根本无法满足需求。 (3)政策环境因素带来的威胁。第一,不合理的税费延缓了中国私人汽车消费热潮的到来,成为制约汽车消费扩大的最重要的因素。第二,不完善的金融政策制约了产业的发展、汽车消费的增长、汽车市场的扩大。第三,交通管理政策。长期以来,城市交通管理不能完全适应经济发展的需求以及道路交通的变化,城市交通拥挤程度日益加剧。由于中国存在混合交通、城市道路占用严重、停车设施远远不能满足需求、交叉路口秩序混乱、道路的不合理占用等方面的问题,而交通管理的科技含量很低、管理手段落后、设施缺乏、交通法规教育及执法力度不够等等弊病,导致了通行能力的下降,也加剧了交通供需失衡的矛盾,给交通管理带来了更大的难度。以上分析说明:入世后中国汽车生产企业面临的危机是多方面,多数危机是汽车工业在长期发展过程中积累而成的,入世环境的变化使这些新老危机进一步加剧,如果不加以消除,将直接危及中国汽车工业的生存与发展。 二、汽车工业企业危机管理对策 汽车工业企业应充分认识所处的环境中的有利和不利因素,通过卓有成效的危机管理活动,制定有效、合理的危机管理对策,降低危机带来的损失和危害,获取危机中的商机,激发汽车工业企业更大的活力。 1.战略创新策略 中国汽车工业企业在遵循市场经济规律和辅以必要的政府政策引导的前提下,以国内大的汽车集团为基础进行重组,在此基础上推进与国外大型汽车集团的合作与重组,向国际大型汽车集团的实力靠近,缩小与外国汽车制造企业的差距,更好地迎接汽车工业全球化的挑战和竞争。目前,中国仍要继续扩大和加强与世界领先汽车集团的合资与合作,按照有理、有利、有节的原则,对利用外资的政策和政府管理的模式进行适当调整,做到更好地利用国际资本和先进技术,尽快地缩小与国际发达水平的差距,共同面对加入WTO的压力,更有利于免受国际汽车龙头企业产品的直接冲击。提高企业集团的竞争实力。 2.自主发展策略 中国的汽车工业企业要在国际上立足,就必须拥有自主的知识产权和品牌,拥有自主研发的能力,应当在消化、吸收的基础上不断创新,提高自身的研发能力。中国经济的不断发展将使中国市场对高质量、高档次的产品需求不断上升,中国企业必须作好迎接市场升级的准备,通过技术创新提升产业竞争力,迎接市场升级的挑战。首先,中国汽车生产企业可以通过官、产、学、研大联合,集成各方面的技术创新资源和能力,构建起一个具有世界水平的、具有雄厚的创新实力、运作机制良好的创新平台,从而与产业发展实现良性互动,在关键的产品和技术上形成持续创新力,实现新一代汽车技术的重点突破,从而促进汽车产业的可持续发展。其次,加大技术研发与科技投入的力度,形成自我设计开发能力,带动中国汽车产业生产效率和国际竞争力的提高。再次,构建技术创新的重要途径——加强国际国内合作。鼓励企业采取合资、合作的方式,引进、消化、吸收先进技术,不断研制、开发、生产新车型。 3.人才策略 汽车工业企业在实施人才战略时,要突出四个重点:首先,培育真正的企业家。企业家是企业发展所急需的优势资源之一,企业家被公认为现代经济发展中的主要因素,企业家是现代市场经济的稀缺资源。特别是经济转型中汽车工业企业的改革与成长,急需大批企业管理帅才的支撑。其次,注重人才资源的开发与管理。在知识、信息更新速度日益加快的情况,中国的汽车工业企业既要留住人才,更要吸引外来人才充实自己的队伍。再次,创造有利于人才成长的环境,建立良好人才开发运行机制。最后,实行人才资源提升和人才国际化双战略。在人才资源提升战略方面:一是提升汽车业技术人员、管理人员的专业教育层次,专业教育中心高移,以本科教育为主,加大高层次人才培养数量。二是构建终身教育体系,加强现有专业技术人才的继续教育,提升现有人才尤其是具有中专以下学历人才的文化技术素质,争取到“十五”末期,现有人才中50%以上达到大专以上水平。三是吸引高层次学历的海外人才,回国投身中国的汽车现代化建设。四是进一步提高汽车系统的人才管理水平、布局水平、效益水平和信息化程度,使之达到国内领先水平,进而进入到国际先进行列。在人才国际化战略方面:一是培养中国自己的,在人才管理和培养方法上与国际接轨,并能够进入国际科技前沿、与国际同行交流密切、有较大影响的汽车科技大师和高技术创新人才,以及培养一大批精通国际惯例、善经营会管理的国际技术人才和国际商务人才。二是吸引海外优秀人才来中国工作,为中国的汽车工业献计献策,同时把大量优秀的汽车人才送到海外工作、学习、进修和交流,逐步形成符合国际惯例并具有中国特点的人才培养、使用和激励机制。三是把握住引进海外人才的关键点,投入足够的资金,引进急需的优秀拔尖人才,并积极扩大人才劳务出口,寻求合作发展,开创广阔的人才空间,学习先进的技术和管理。 4.加快汽车服务业发展策略 加快并提升汽车服务业的发展速度与水平,既可以应对开放汽车服务贸易所带来的直接冲击,提高中国汽车服务业的竞争力,更为重要的是,还可以减弱服务贸易开放对汽车产品市场的全面影响,提高中国汽车工业的综合竞争力。(1)从宏观经济政策上加快汽车服务业的发展。要允许汽车工业企业进入汽车服务贸易领域,鼓励和推动汽车工业企业与金融、保险、租赁行业的合作,以促进汽车金融服务、汽车保险服务、汽车租赁服务的较快发展。尤其是要尽快对非国有经济开放汽车服务业,打破国有企业对汽车服务贸易的垄断地位,促进各种所有制企业的平等竞争,通过加强市场竞争程度推动汽车服务业的资源流动和资源有效配置,提高各类汽车服务业的发展水平和质量。(2)依赖体制改革加快汽车服务业的发展。一是解决汽车制造业与汽车服务业,尤其是汽车金融业和汽车保险业的体制分割和体制障碍,沟通、加强这两个产业的内在联系;二是改革与汽车服务贸易相关的贸易、财税、金融、保险等方面的体制,形成有序、高效的运行机制;三是要加快国有汽车服务企业的体制变革,大力发展产权主体多元化的汽车服务公司,尽快加强汽车营销网络和服务体系的建设,促进汽车服务企业提高经营效率和国际竞争力。 5.提升优秀竞争力策略 拥有优秀竞争力的中国汽车工业企业能获得超额利润,有了雄厚资金实力,中国汽车工业企业也就能更好地抵御危机,降低危机对企业的威胁程度,追求优秀竞争力是保证企业长远发展的根本战略。首先,汽车工业企业从高层管理者到每一个员工,都应该认知企业优秀竞争力战略在汽车市场竞争特别是国际汽车市场竞争中的作用,重视和关心汽车工业企业优秀竞争力的培养。其次,要集中资源从事汽车专业化经营,在这一过程中逐步形成自己在经营管理、技术、产品、销售、服务等诸多方面与同行的差异。第三、加强技术创新,这是打造中国汽车工业企业优秀竞争力的关键。一个汽车工业企业要形成和提高自己的优秀竞争力,必须有自己的优秀技术,可以说优秀技术是优秀竞争力的优秀。对汽车工业企业优秀产品进行技术分解、归类和整合,弄清一般技术、通用技术、专有技术和关键技术。然后集中人力、物力、财力对专有技术和关键技术进行研究、攻关、开发、改造,并进一步提高和巩固,以形成自有知识产权的优秀技术。第四,在汽车工业企业管理方面,应加快建立良好的公司治理机制。要按照现代企业制度的要求,进一步深化改革,理顺企业领导体制、法人治理结构、生产经营管理体制、资产经营管理体制等,为汽车工业企业优秀竞争力的打造提供制度保证。第五,塑造独特的汽车工业企业文化。竞争对手可以模仿技术、品牌,惟独不能模仿全体员工认同的价值观——企业文化,这个价值观无形中能形成了对员工的激励,使他们为此而奋斗,形成独特的优秀竞争力。 6.发展电动汽车策略 从治理环境污染和调整能源结构的角度出发,中国发展电动汽车显得十分必要和紧迫。 (1)以创新精神来精心组织电动汽车的研发。在发展电动汽车方面,国家应发挥主导作用,由国家统一部署,组织计委、经贸委、科技部、各有关地方政府、企业、研究机构等共同做好这项工作。还可按照市场机制原则,整合社会各方面的力量,以大型汽车集团为依托,组建电动车辆股份公司,主要从事关键(优秀)技术研究开发和产业化,在保证中国拥有自主知识产权的前提下,还应加强与国外有关机构(学术团体)的交流,及时掌握国外研究开发动态,为我所用,与国外有关研究开发机构(公司)进行一定程度的和多种形式的合作,甚至引进某项关键技术或联合开发、成果共享,以便在世界电动汽车领域取得领先地位。 (2)全社会支持,尽快实现电动汽车产业化。国家对发展电动汽车应进行全面规划,统盘考虑,既着眼于当前,又放眼未来。从整个项目工程看,应采取纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动车多项并举的方针。由于中国在纯电动车技术研究开发方面已有相当基础,技术较成熟,重点是突破电池技术“瓶颈”,提高电池的性能、寿命,降低使用成本。建议在一些城市和风景旅游区开设实施电动汽车试验示范区,试验或强制使用纯电动汽车。同时大力开展混合动力电动汽车的研究,加快产业化的步伐。混合动力电动汽车相对纯电动汽车和燃料电池电动车近期更具产业化前景。 汽车工业论文:现代汽车工业技术状况分析论文 编者按:本文主要从引言;问题呈现;解决对策;结束语四个方面进行论述。其中,主要包括:汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化、维修手段有待更新:汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大、维修技术有待提高:汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展、制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实、现代手段的有效运用:汽车维修业推向现代管理模式和管理方式、汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理、维修人才的积极培养、加入对维修人员的考试行列应该是趋势等,具体材料请详见。 摘要:随着社会经济的快速发展和人们消费理念的逐渐更新,汽车已成为现代社会中人们工作、生活不可缺少的一种重要交通工具。然而,当我们在尽情享受现代汽车工业发展给我们生活带来种种便利的同时,我们也无法回避这么一个现实,那就是汽车随着行驶里程的增加和使用时间的延续,其技术状况将不断恶化。因此,我们不仅要不断研制性能优良的汽车,也要借助维护和修理水平的提高来恢复其技术状况。 关键词:汽车维修职业教育行业特征检测手段 一、引言 随着国民经济的快速发展,生产制造各领域也随之发生深刻变化,汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化。近几年随着我国汽车制造业和公路交通运输业的迅猛发展,汽车数量在不断增加,这客观上对汽车检测诊断和维修技术提出了较高要求,尤其对如何保证通过汽车维修确保车辆运行不造成或少造成社会公害问题更引起社会的广泛关注。笔者结合自己的认识和体会,拟对此问题谈谈个人的看法。 二、问题呈现 1.维修手段有待更新 纵观我国汽车维修行业,多少年来,一直无法摆脱手工作坊式工作模式,实现质的飞跃。特别是由于汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大,人力往往难以对维修各部门工作进程进行有效监督和对企业经营数据进行准确的统计和分析。以一个三十人的维修行业的月度工时统计,如采用人工计算,需要一个工作人员一到两天的时间,加之维修周期长的统计报表,更是大大增加了管理者主观判断上的失误性,因此极大挫伤了维修员工的工作积极性,弱化了汽修行业的凝聚力;较为零散的管理也弱化了本行业在顾客心目中的形象,不利于为长期、灵活的客户服务奠定坚实的基础;行业维修手段的普遍落后无疑使修车时间延长,劳动效率降低,工时费增多,引起消费者不悦,这可以说是现在汽车维修业普遍存在的问题。同时汽车维修资料信息查询也一直以来处于原始、落后的现状,这一点是公认的,传统的汽车维修资料查询形式,如主要借助图书、杂志、报刊等落后传统媒体没有改变,其结果只能是信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓,特别对于近几年来大量涌入的进口汽车,更因缺乏维修资料,给维修工作带来很大的困难,就相当一部分汽车维修技术人员而言,他们根本不可能将数千种车型的维修资料、数据、程序等记忆在大脑中,汽车维修现有落后的维修手段越来越显示出自身的局限性。 2.维修技术有待提高 汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展已经是一个不争的事实。现在汽车已经是高度的机电一体化,尤其微电子技术、电子控制技术在汽车上已经广泛应用,可就现在大部分汽车维修人员现有的维修技术,和他们所接受的一些职业教育和职业培训,已经不能满足现代汽车维修技术的要求;汽车维修中,维修人员确定维修思路由于受到自身先天条件(维修技术)的制约,显得较慢,且又不准确,所以遇到棘手的、错综复杂的故障就会感到束手无策,这种情况下许多人往往采用碰的方式,毫无头绪地对一些部件进行更换,给车主带来不必要的经济损失。就现在的一些顶级车而言,敲打维修只能是捉襟见肘,毫无意义。同时,制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实。我们知道,汽车废气排放的标准对现代汽车技术的要求越来越高,对于汽车维修业来说,不仅要求一些部件的重装质量非常好,而且要体现维修人员的高超的维修技巧,否则一般的维修水平就不能通过排放标准所规定的要求。综上所述,由于汽车职业教育跟不上维修行业一线上不断发展的形势,客观上已经导致了很多问题和争议,目前汽车维修行业人员的素质问题,特别是汽车维修职业教育问题日益突显,如何培养优秀的汽车维修工人,提高行业的整体素质,已经是摆在整个行业面前较为突出的问题。 三、解决对策 1.现代手段的有效运用 随着科学技术的快速发展,我们应尝试将以计算机为主要载体的现代信息技术运用到汽车维修业中去,以实现把汽车维修业推向现代管理模式和管理方式的高潮。我们有理由相信现代信息技术的运用将预示着汽车维修革命的到来,这种革命的到来会让汽车维修从业人员的维修服务意识不断根深蒂固,他们也将会切身体会到先进维修手段的运用所造就的是“高端服务”,这种服务将势必成为汽车维修行业将来竞争最重要的手段。当然,基于强势维修手段下的维修体系应该包含良好的维修服务、售前服务及售后服务,缺一不可。事实上现代信息技术的运用不仅可以加强维修人员的服务意识,也将有助于提高整个维修行业的运行效率,特别是有助于建立快捷,方便的客户维修信息和维修档案;建立稳定的客户关系和科学准确的维修经营数据。可以说,汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理,不仅速度快,时间短,资料全,效率高,而且准确及时的汽车维修报表在客观上也能减少管理者主观判断上可能造成的失误,这有利于加强维修全体员工的工作积极性,加强行业的凝聚力。伴随着网络技术的飞速发展,汽车维修专业互联网的开通将可以更迅速、快捷地提供维修配件、维修设备、维修资料、维修技术与管理人才等方面的供需信息,使维修行业经营者和管理者能够及时获得信息,作出正确的选择和决策,而互联网上的行业之间的技术交流和人才互访,也将加速汽车维修技术人员的整体技术水平提高。 2.维修人才的积极培养 汽车维修行业的健康有序发展维修人才是关键,任何离开或忽视了人自身发展的因素去寻求企业内部的所谓发展只能是空中楼阁。所以我们除了要求维修人员参加日常的维修培训外,使他们通过汽车维修专项技能认证体系来提高他们的维修水平也是行之有效的方法。诚然,我国曾经有类似于汽车修理工国家职业标准对汽车从业人员的认证考核,且早在本世纪初期就大约有十几万人通过鉴定并取得资格证书,但是原有的职业教育知识体系陈旧,没有充分体现现代汽车技术的闪光点和发展趋势,因此考虑新的适合汽车维修发展趋势的职业教育以及考试模式显得特别重要。同时,现在的职业技能鉴定是全科式的,几乎和汽车设计,制造,维修有关联的所有科目都得掌握,根据现代汽车设计和制造技术的发展情况来看,做汽车维修的专才显然不够,特别是随着汽车维修业的发展,以往对维修人员考核中比较弱化的项目,如汽车配件和估损以及维修企业管理,在现代维修业发展形势下显得格外重要,将它们加入对维修人员的考试行列应该是趋势。 事实上通过有关机构的调查表明,大部分行业内人士对这这考核项目都表现出极大的兴趣。而且我们认为,汽修考核应该涵盖目前汽车技术最新的发展要求,体现规范的诊断思路和操作流程,对于考试合格人员应统一颁发由国家劳动和社会保障部职业技能鉴定中心制订的证书,以确保国家职业资格证书的效力,只有这样才能确保对汽车维修从业人员的教育符合形势发展的要求。 四、结束语 现代社会对汽车故障诊断技术和维修要求非常高,汽车维修过程中,要树立汽车维修行业在整个社会中应有的地位,需要的是维修行业硬件和软件的共同发展,只有这样才能保证整个汽车维修行业的健康合理发展。 汽车工业论文:西部汽车工业问题研究论文 [摘要]本文通过对西部汽车工业受到威胁的考察,分析西部汽车工业的优劣势,并据此提出西北汽车工业的发展对策 [关键词]西部汽车工业 面对WTO过度期的结束,以及国际国内汽车工业迅猛的发展势头,西部汽车工业面临着极大的困难和挑战。此时非常有必要明确发展对策。 一、西部面临的国外及东中部地区汽车工业的挤压和挑战 首先,国内的市场份额受到威胁。外国汽车企业和东中部地区的汽车企业利用其熟练的市场运作、灵活的竞争手段竞相瓜分国内市场。其次,加入WTO后,进口汽车价格走低,东中部的汽车工业尤其是民营企业更以低价位赢得竞争优势。西部汽车企业生产成本却高居不下。第三,国外企业以其领先的技术优势占据中高端市场。国内东中部地区汽车企业则通过联合研发增强实力。而西部汽车工业企业技术落后、资金缺乏。第四,国外汽车巨头和东中部汽车企业服务意识强,形成了第三方物流等新的物流模式。而西部汽车企业销售服务却局限于传统模式。 二、西部汽车工业的优劣势分析 1.西部汽车工业的劣势 (1)企业规模小,产业集群化程度低。按照国际上25万辆-30万辆的经济规模临界点要求,西部还没有一家汽车企业能够达到。西部汽车工业产业集群程度低,集群规模少、小。 (2)政府管理多头、相互封闭,专业化分工协作少。西部各级政府部门对西部汽车工业企业管理过多,干涉过多,地方保护主义严重。地区间恶性竞争,相互拆台,争夺外资。 (3)技术研发水平落后。产品以合作和引进为主,自主知识产权产品少。而科研投资依然少而又少,多数企业每年开发费用不到销售额的0.1%。 (4)投资结构不合理,企业资产负债率高。2004年西部汽车工业国有及集体资本占实收资本的19.9%,个人资本占9.5%、外商资本占15.3%。外商投资在实收资本中所占比重很大。2004年西部汽车工业企业资产负债率为54.0%,对银行资本的依赖很高。 (5)信息化程度低,汽车服务体系不健全。西部汽车的设计、开发和制造能力相对较低,普遍缺乏高效的网络化设计平台、集成制造平台、公共测试平台和信息服务平台,没有系统的现代化的汽车销售服务体系。 2.西部汽车工业的优势 (1)西部汽车工业在全国占有重要的地位。西部汽车工业在全国的地位越来越重要。一方面,西部汽车工业带动了西部的机械电子、石油化工等多个行业的发展。如促进了装备行业的发展、车用计算机软件系统的更新,推进了电子计算机领域的更新换代。另一方面,促进了西部道路交通建设的加快,促进了西部地区现代化物流的发展。 (2)西部汽车工业部分产品具有较强竞争力。中重型载货车:2003年重庆红岩汽车有限公司和陕西汽车集团有限公司的产量占到全国的7.05%,市场占有率超过10%。轻型车:轻型车中西部庆铃汽车股份有限公司的轻型货车占全国4.8%,2003年轻型载货汽车-皮卡异军突起,占到了全国的半壁江山。微型车:西部的长安汽车一直保持微型车行业领先的地位,市场占有率居于首位。摩托车:在全国前10家摩托车生产企业中,西部企业占到了二分之一,其产量占全国的28.3%3.西部具有很强的产品研发实力 西部众多的高等院校、科研单位和多家汽车研究中心,如:长安大学和西安交通大学都设有汽车和发动机专业、汉阳专用车研究所等等。 三、发展西部汽车工业的对策建议 1.培育产业集群 重点放在做大做强龙头企业上。其次,把小企业纳入专业化分工体系中,扩大专业化生产规模。加快企业自身的主辅分离,提升配套企业的规模和档次。 2.大力发展自主品牌 利用合资企业、跨国公司的技术优势,加快外方技术转让的速度,扩大技术转让的范围。利用西部大学和研究机构众多的优势,进行产、学、研三方合作。 3.加大汽车工业对外合作 积极承接国际制造业转移,通过合作、参股等方式引进整车、零部件、物流等方面的企业,以及相关中介机构。各级政府也应该主动搭台。 4.培育西部汽车行业协会 积极实行政府职能转变;制订有关的扶持政策;尽快建立完善保障行业协会健康有序发展的法规规章;尽快形成行业协会分布合理、覆盖广泛的布局结构;建立行业协会运作机制。 5.引进和培育汽车人才 鼓励学校、社会培训机构与企业结合,开设对口课程;加大政府投入,成立汽车研究中心或汽车研究院。 6.建立汽车技术公共平台 整合西部科技资源,组建汽车、摩托车工程技术中心。建立西部汽车工业产品质量监督检验中心。 7.建立健全相关政策法规,规范行业市场 建立汽车行业管理与汽车消费服务领域的相关法规;制订相关的保护性政策。例如实行计划管理、目录管理、项目管理、关税配额制、差别关税、技术标准限制,以及反倾销法等;调整税费结构,建立以燃油税为主体的汽车消费税费体系;鼓励分期付款。 8.创造良好的外部环境 培育良好的投资环境,吸引各地资金向西部投资。制定优惠的税收政策,促进企业研发和产业升级;鼓励民营资本进入汽车行业;要加强城市基础设施建设,缓解城市交通问题。 汽车工业论文:世界贸易组织对汽车工业影响论文 加入WTO对我国汽车工业既是挑战,又是机遇。关税方面,在短期内和局部领域会给我国汽车工业带来阵痛,但加入WTO将引起我国汽车产业政策、规则方面的调整,对我国汽车工业的影响是深刻、长期和全面的。如果我们因势利导,加大调整和改革力度,在有限的保护期内,尽快融入世界汽车市场的大格局中去,可以使我国汽车工业走上健康发展道路。 一、WTO有关汽车方面的主要条款与我国汽车工业产业政策的比较 1、WTO有关汽车方面的主要条款 货物贸易方面的条款:国内税和其他费用在汽车销售、购买、运输、分配或使用诸环节对国内产品和进口产品一视同仁;取消进口数量限制,以近三年实际平均进口量作为过渡期,以第一年发放的配额量为基础,年增长15%,直至2005年取消配额,汽车贸易量的进口基数是60亿美元;从2000年起关税每年下调10%,2006年前整车进口关税平均降至25%,零部件进口关税平均降至10%。 贸易技术壁垒方面的条款:《贸易技术壁垒协议》(简称TBT)规定推行强制性技术规格、非强制性技术规格和产品认证制度,但该协议在“在各方同意的国际标准中,对旨在保护发展中国家使用的特有技术生产方法和生产过程中的技术规定、标准和测试方法存在根本差异的,不应予以使用”。 投资与技术转让方面的条款:WTO从2001年开始执行与货物贸易有关的投资措施协议(TRIMS),该协议规定:不得规定国产化比例;进口与出口不得挂钩;不得限制进口部件总成装车;不得以外汇平衡为理由限制进口;不得规定出口数量;可拒绝执行强加上述要求的合同。 服务贸易方面的条款:必须提供市场准入渠道,允许跨国资本自由流动;不得采用数量配额和垄断专营方式限制国外供应商数量;不得进行服务贸易总额或资产总额的限制;不得实施股比与投资总额的限制;不得对法人形态进行限制;禁止向本国服务商提供补贴;必须实行国民待遇;必须给予最惠国待遇等。 2、我国汽车产业现行主要政策或规定 货物贸易方面:对进口汽车有数量限制,并征收10%的消费税,15%的车辆购置费;整车进口平均关税为55%,其中,轿车、轻型车整车进口征收80~100%的进口关税,零部件进口平均关税为35%。 进口车价主要由整车到岸价、消费税(5%至8%)、增值税(17%)、关税(80%至100%)构成。 服务贸易方面:外资不得进入中国汽车服务领域,如进出口、融资、保险、租赁等;生产汽车、摩托车和发动机产品的中外合资、合作的外方股权比例不得高于50%;规定法人形态,在整车与发动机领域不得以独资形态出现;外商不得独资在我国建立客运和货运运输公司。 投资与技术引进方面:规定国产化率,并根据国产化率制定进口关税的优惠政策;鼓励出口政策;引进技术的审批必须考虑国产化要求,否则不予批准。可以看出,WTO中的主要条款与我国现行汽车政策之间矛盾的焦点在于市场准入方面,我国现行的汽车产业政策或规定在投资、技术、服务、贸易等领域限制国外企业的进入,恰恰与WTO的基本原则相对立。 二、加入WTO对我国汽车工业的影响 1、关税调整的影响 关税调整包括整车和零部件两个方面。 整车方面:目前我国进口轿车价格是由到岸价、消费税(5%~8%)、增值税(17%%)、关税(80%~L00%)所构成。以上综合税率按车辆档次(排气量)的不同,从121.68%至154.35%不等。另外,还包括商检费用、运输费用、金融费用以及选装件价格、经销商费用和诸如许可证转购等其他的费用。以进口一辆排气量为2.2升、到岸价约为15万元人民币的丰田佳美轿车为例,其消费税为8%、增值税为17%、关税为80%,那么综合税率应为129%。以15万元乘以129%等于19.5万元。再加上金融、商检、经销等其他环节的费用约8至10万元,这辆车的实际价格至少在42万元以上,至少比到岸价高出27万元人民币。 过渡期后汽车整体关税可能下降至25%,但不会所有车型税率都为25%。轿车关税有可能会比其他车型高一些。加上增值税、消费税、正常的销售利润等,轿车整车价格不会像一般人所想象的那样大幅度下跌。在一辆国内实际价为42万元的轿车中,关税只有12万元,约占30%。即使2006年中国进口车关税降至25%,这辆车的国内实际价最多不过降低9万元。况且,我国的关税减让是分阶段实施的。从价格角度看,目前我国轿车的价格普遍低于同类进口车型,加入WTO后价格对国产轿车的冲击是有限的。 国家开发银行支持的天津夏利、长安奥拓等微型轿车,国外市场同档次轿车的平均价格约为5000美元左右。而夏利、奥拓的部分车型1999年以来已降至5万元人民币以内。从价格上相比,即使入世六年后,国产微型轿车也并不惧怕进口的同类车。而国家开发银行支持的一汽大众捷达、神龙富康等中档轿车,国际上同档次车的价格约8000美元,按照目前关税及汇率计算,报关后价格约合人民币15.1万元,稍高于上述国产车型价格;按加入WTO六年后的关税及现有汇率计算,国际上同档次车报关后的价格约合人民币10.5万元,低于上述两种中档国产轿车目前的价格。可以这样说,加入WTO后轿车排量越大,级别越高,价格优势就越不明显。国产与进口轿车在技术水平和质量水平方面差距很大,国外轿车品种、规格之多,对消费需求不同层次的覆盖面之广,是目前国产轿车所不能比拟的。据有关调查显示:国际同类产品价格即使高于国产车,20%左右的消费者仍将购买进口车;进口车价格与国产车基本持平时,将有80%的消费者购买进口车。因此,一旦“入世”,中国汽车市场将会受到价格与品质因素的双重影响,而不单单是由价格来左右。这是进口汽车冲击国产汽车的最主要因素。 零部件方面:加入WTO以后,零部件进口平均关税将由目前的35%降至10%。随着轿车整车市场的竞争日趋加剧,也会要求其配套件同步降价。在选择配套件时,将逐步采用国际通行的竞争定点。比较采购原则,配套价格一般仅比国际价格高3~5%,原来配套零部件企业获得的较高额利润将不复存在,许多企业已经出现或即将出现不同程度的亏损。 我国汽车零部件工业总体滞后主机的发展,基础薄弱。其原因: (1)投资严重不足,投资比例不合理,我国汽车工业对主机的投资远大于零部件。“六五”、“七五”、“八五”期间对零部件的投资仅占汽车工业总投资的30%左右。国际零部件企业一般都有几百万套(件)产量,为多家整车企业配套,而国内零部件企业,即使是国产化搞的最早、规模最大的上汽集团,也不过是几十万(件)产量。大多数零部件企业没有形成规模经济,普遍成本高,效益差,基本不具备国际竞争力。 (2)结构极不合理,几十家企业生产同一类零部件产品,产品水平不高,生产规模,许多企业铸、锻、冲、机加工、热处理、总装等样样具备,“小而全”难以形成经济规模。 (3)产品和工艺水平不高,引进车型国产化缓慢。许多工艺难点仍未突破。一些高新技术产品尚属空白,关键件难以国产化。 (4)产品开发能力弱,难以适应整车更新换代要求。 2、投资与投资政策 加入WTO在投资与投资政策领域对我国汽车工业的影响,主要表现为对现有投资的冲击,投资政策变动引起的中外合资企业中控股权的争夺,以及外国独资企业与中资企业、合资企业的竞争。 在投资政策方面,目前我国《汽车工业产业政策》中对投资有严格的限制,加入WTO以后,这些限制迟早要取消。 从宏观的角度看,股权比例和法人形态等方面限制的取消,意味着中方将让出汽车企业的主导权。因为即使在目前规定法人形态与股权比例的条件下,外方仍始终控制着技术产品的主导权,对合资企业在技术方面的授权和转让极其少。股权比例限制的取消,使中方在合资企业中的发言权更小,而法人形态限制的取消将使外方掌握除在市场、金融方面之外的全部权利。这样,我国汽车工业将可能成为国际跨国汽车公司的生产、消费地。 从微观的角度看,投资政策调整的影响并非完全对我国汽车企业不利。原有的投资政策实际上抑制了合资企业的技术创新,保护了外方投资者,用行政手段规定股权比例或让出一定市场的方式直接强制要求外方输入技术,这在短期内是有效的,但在极其有限的竞争空间内,技术的输入不仅是有限的,且输入技术的“品质”大都是次优、甚至是已经淘汰的,技术转让费和技术引进费也是极其昂贵的,产品更新周期大大长于跨国公司。投资政策的调整将使企业之间的竞争更加充分,产品更新换代更快,真正形成技术创新机制。 零部件与整车不同,国家只是对关键零部件有股权比例与法人形态有限制,目前我国零部件企业之间的竞争不充分主要不是来自外方,而是来自地方与汽车集团对零部件市场的分割。因此,加入WTO以后,对我国现有零部件行业的“散”、“乱”、“差”进行“整合”在所难免。在现有市场份额下,不仅外资不愿进入,而且己有的一批规模不经济、缺乏竞争力的外资企业,外方考虑的首先不是发展,而是退出的问题。对于有实力的外资企业,将可能在市场整合的过程中随着市场的集中逐步拓展。零部件的整合对我国零部件企业,特别是具有较高技术水平、较强经济实力的企业是有利的。 3、产品与市场和技术 产品方面:我国现有轿车产品都是引进国外的车型,其中上海别克、广州本田、一汽大众奥迪A6、神龙富康、上海大众帕萨特B陷等具有90年代水平,其余如普通桑塔纳、捷达、夏利、奥拓等属80年代水平。具有90年代水平的轿车目前在我国保有量很少,而保有量大的几种车型在发动机工况、节能、安全、环保、电子技术应用等方面,与现代轿车相比存在许多不足。 技术方面:加入WTO以后,我国的汽车技术开发面临着艰难的抉择。一方面,基础研究、基础储备特别是缺乏技术开发带头人,边际成本大大高于国际汽车企业;即使产品开发出来了,又将面临市场问题,开发高成本形成的产品高价格难以同国际产品相抗衡。目前一汽、东风公司等,虽然在国内汽车行业中属技术力量较强的,但自主轿车开发能力与国际水平差距大。一汽多年来,只开发了红旗轿车,而其他厂家尚无成熟的轿车产品上市。上汽总公司虽然建立起合资性质的技术开发机构(泛亚技术中心和大众技术中心),但其技术产权仍掌握在外方,仍培育不了自己的技术开发能力。我国汽车行业的技术开发只有少数局部的开发实践,没有完整的现代化的轿车整车开发技术,许多开发实质上还是仿制。市场方面:加入WTO以后,我国汽车产品的生命周期将大大缩短,像普通桑塔纳那样近18年的产品生命周期将一去不复返。产品生命周期缩短对我国新产品将是一个严峻的挑战,特别是对于缺乏规模经济的零部件项目。随着整车产品更新换代的速度加快,每种产品数量将减少,如果仅为一种整车配套,那么零部件厂家将效益不高甚至亏损。 以上分析说明:今后几年国产轿车市场占有率呈下降趋势是不可避免的,而为了阻止市场占有率快速下降对我国轿车引起的负面影响,全面大幅度降低整车价格从而向国际价格回归是今后几年的必然趋势,而大幅度的降价必然给轿车生产企业带来利润较大幅度的减少。从产品的角度看,目前单车的利润水平是在竞争不充分的条件下产生的,加入WTO以后,市场竞争不充分逐渐为竞争充分的市场所代替,从而降低整车单件的利润水平是一种必然趋势,但市场竞争充分条件下的利润率水平将难以维系我国部分国有企业和合资企业的高成本运行。 4、零部件的国产化 零部件国产化政策的调整,将是我国加入WTO以后对汽车零部件调整政策的一个优秀问题,从某种程度上讲,国产化政策调整对零部件企业的影响大大超过关税调整对企业的影响。但政策的调整与经济变量的调整对企业的影响方式完全不同。 1994年颁布的《中国汽车工业产业政策》中的一个重要方面是国产化政策,该政策规定凡是达到一定国产化标准的,可享受不同的优惠税率:零部件100%进口,国产化率为0时,关税为50%;国产化率达到40%,关税为30%;国产化率60%,关税为24%;国产化率80%,关税为20%。 从这一政策的初衷看,国产化政策是为了培育我国的技术开发能力,增加就业。在国产化政策的引导下,我国轿车生产企业将主要精力放在国产化方面,许多企业以国产化代替了企业的自主开发。加入WTO以后,取消或者减弱国产化趋势将加强。一是来源于WTO本身对国产化的否定;二是国际汽车产业是以市场为评价标准,加入WTO后我国轿车生产企业对零件要遵循全球采购、全球供货的规则;三是国产化政策不仅没有真正培育起我国零部件的技术开发能力,相反各集团在自身利益的驱使下,建立起了通用性差、没有市场竞争力的小而全的零部件体系,许多企业为国产化而国产化。取消或者减弱国产化的要求直接有利于我国的轿车整车厂,使其在零部件采购方面具有重大的选择权,可以更多地从技术和成本方面考虑零部件体系,在更大的空间优化配置资源。 取消或者减弱国产化的要求对我国零部件企业的影响程度是不同的,其影响程度完全取决于产品的成本和质量在国际上是否具有竞争力。 从产品本身的特点看:轿车零部件按其产品特征可以分为铸锻毛坯件、大型结构件、高技术功能件和一般小件。铸锻毛坯件和一般小件属于低附加值产品,是发达国家向发展中国家产品转移的对象,此类产品具有明显的生产地和消费地指向,跨国零部件企业一般也要求当地化生产,因而对我国汽车工业影响不大。大型结构件如车架、车身、车桥、内外饰件等因体积大,不易运输,进口成本高,此类产品也具有生产地指向,因而也不是跨国公司出口的重点,但跨国公司可以采用合资、独资等方式实行当地化生产。因此,只要零部件企业的量、价格等方面具有竞争优势,在国内就具有较强的竞争优势。而高技术功能件,如电子控制系统、安全系统和尾气净化系统等高技术件,这些零部件的技术完全掌握在跨国公司手中,我国零部件企业不具备竞争优势。 从零部件的国产化率看:由于汽车零部件的关税将进一步下调,因而依赖进口材料越多的零部件企业,更有利于降低采购成本。相反,生产零部件的国产化率越高,对零件采购成本下降的空间就越小。 从企业的所有制性质看:我国汽车工业的零部件企业所有制性质多种多样,有国有、集体、民营和中外合资企业。在中外合资企业中,又有同汽车跨国零部件公司的合资,同非汽车公司的合资,相比较而言,入关对它们的冲击较小,而对于其它所有制类型的企业,则有较大程度的冲击。 5、汽车服务贸易 我国汽车服务贸易是比汽车生产更加幼稚的行业,其体制仍基本上沿袭计划经济下的旧体制。目前除合资企业可以销售本企业的产品外,在经营范围方面限制相当严。 加入WTO以后,我国在汽车服务贸易领域将逐步开放,开始可能在汽车销售、售后服务等方面,然后涉及到汽车保险、融资和消费信贷等领域。 汽车服务贸易的开放,最直接的表现是汽车市场竞争格局将发生变化。一方面汽车服务贸易的逐步开放,意味着我国将允许国外汽车公司或汽车贸易公司在中国设立分公司。另一方面关税下降和配额不断增加,降低了国外汽车贸易的进入成本和进入条件。这样,原来我国汽车市场以国内整车生产企业为主、国内汽车进出口公司为辅的主体格局,将转变为国内整车企业(包括合资企业)、国内汽车贸易企业和以纯贸易方式进入我国的独资汽车贸易公司并存的格局,外商贸易企业建立销售网络,以新的销售方式直接威胁我国汽车行业己有的销售网络。我国现有轿车整车厂如上海大众、一汽大众、神龙公司、天津夏利等经过多年的努力,在全国建立了较为完善的营销网络和维修体系,具有明显的竞争优势,这是竞争对手在短时期内无法做到的。但当初建立起来的营销体系,其盲目扩张、装修豪华的车库和落后的管理与营销观念,在我国进入WTO以后将受到严峻的挑战。 三、国内外汽车公司在我国加入WTO后的应对措施 由于资料有限,在这里只能对加入WTO以后国内外汽车公司的调整作一些判断性的分析。 1、国内企业 目前国内的主要汽车集团有一汽集团、东风集团、上汽集团、北汽集团、天汽集团、重汽集团、中汽集团等七大集团,这七家汽车集团的主要经济指标差距较大,面临的问题有的是共性问题,如没有形成技术开发能力、人员富余的等,有的是个性问题。 因为轿车是我国加入WTO以后冲击最大的汽车产品,从汽车产品构成看,由于上汽集团的轿车几乎占该集团汽车产量的100%,因此它面临的冲击最大。其次是天汽集团,轿车产品占汽车产品的64.5%,一汽集团、东风集团、北汽集团的冲击相对小一些。这些企业集团轿车产品占汽车产品的比例分别为28%、18.8%和9.6%;中汽集团和重汽集团则没有轿车产品,相对冲击更小一些。 但从主要财务指标看,上汽集团承受力最强,而其余六家企业集团相对小一些。由于上汽集团有大幅下调价格的空间,而中国汽车工业仍有一定的保护期,这样,上汽集团逐步调整价格的空间就更大,因此即使考虑汽车产品结构因素,上汽集团对加入WTO的承受力在我国七大汽车集团中仍是最强的。若其他企业因降价使总资产贡献率下降5%,则我国其他六大汽车集团将出现不同程度亏损,而目前即使没有加入WTO,有些企业集团已经出现亏损。 在上述状态下,这些企业集团对加入WTO后拟采取的措施可能是: (1)谋求与国际跨国公司全方位合作,重汽集团拟与世界著名的重型卡车生产商——瑞典的VOLVO公司合作,在中国生产VOLVO公司98年推出的FM系列车型,并利用VOLVO公司技术改进斯太尔车。项目立项已获国家有关部门批准。一汽集团债转股后,德国大众公司拟回购一汽集团股份,与一汽集团全面合作,目前正在谈判中。天汽集团正在与日本丰田公司谈判合作事宜。 (2)向政府要政策。这方面突出表现在一汽、东风和天汽集团。经企业积极要求,国家今年批准一汽集团78亿元债转股方案,12月2日已签订了框架协议。东风公司债转股也在紧锣密鼓中,其中神龙公司债转股已与国家开发银行签订了框架协议。国家批准天汽公司将其优良资产重组上市,上市后己筹措12.8亿元。 (3)转变经营机制,优化管理模式。一汽、东风汽车集团相继提拔了年富力强的领导,对集团内部的机构进行了一系列重大改革,使得部室机构和人员大大减少。同时,对企业内部进行了不同程度的重组。一汽集团在1998年成立了富奥汽车零部件有限公司,其最终目的是仿效美国通用公司将一部分零部件企业从一汽集团独立出去,让其独立面对市场。 2、跨国汽车公司 在跨国汽车公司中,已经与我国合资的公司与没有同我国合资的公司对我国加入WTO的态度及其要求政府采取的措施是不同的。 已进入中国整车生产、销售的跨国公司将采取的措施是: (1)进一步要求降低配套零部件价格,使整车的降价转移到零部件,以抵御其他没有进入到中国整车市场的其他国外跨国公司企业产品的直接加入。 (2)要求全球采购。与我国合资的国外企业如美国通用公司、德国大众公司、日本本田公司等都要求对国产化率的限制适当放低,对零部件实行全球采购。 (3)要求有一个合理的保护期。为了抵御进口产品快速进入中国市场,在入关初期,它们要求进口配额不应放的太大,并且在配额限制上不应仅仅是轿车整车,还可包括零部件。 (4)随着整车市场日益激烈的竞争,跨国公司下属合资公司将进一步要求扩大股权,以扩大其在合资企业中的经营权(因为50%的股权不能保证国际跨国企业的知识产权,在其它权限方面也受到限制。) (5)争取在汽车销售、维修和保险等汽车服务业方面从事经营活动。 没有进入中国整车生产的跨国公司将采取的措施是 (1)利用区域优势,整车产品直接进入中国市场,以质量、价格等优势同国内整车企业竞争,韩国、日本的汽车企业最有可能采取这一策略。 (2)独资办企业,福特等公司可能采取这一策略,对于跨国公司来讲,合资的成本太高,一旦允许,就采取独资形式,其实质同现有的合资企业竞争。 (3)要求中国政府扩大其产品直接进入中国市场的范围。 (4)以汽车销售、维修、保险等汽车服务领域为突破口,相继进入中国汽车市场。 3、国际零部件企业 同整车企业对WTO的态度一样,没有进入中国零部件行业的跨国零部件企业,与已经进入我国零部件行业的跨国零部件企业所采取的应对措施是不同的。 已经进入中国零部件行业的跨国企业要求: (1)采取一定的保护措施,在保护时,应区别对待。对于技术含量低的零部件企业应全方位的开放,而对于高科技术、高附加值的零部件生产企业,由于这类企业的投资很大,应作为特别的对象加以适当保护。 (2)必须保持一定的国产化比率或称当地化生产的比例。 (3)逐步降低关税,使这些合资企业有一个逐步适应的过程。 对于没有进入中国零部件行业的跨国企业,是通过合资方式还是贸易方式,取决于近期的成本比较和远期对中国汽车市场规模的战略评价。在目前只有几十万辆的规模下,难以对零部件跨国公司构成足够的吸引力,跨国零部件集团在华投资更多的是一种长远的考虑,战略布局的考虑,而距离中国比较近的国家如韩国、日本以贸易方式直接进入中国市场的可能性较大。 四、我国政府可能采取的对策 中国加入WTO后,关税的下调是一个过程,如何充分利用这一段保护期,将加入WTO对我国汽车工业的不利影响在保护期内降至最低,减少可能的冲击,是政府和汽车生产企业所必须考虑的。 汽车工业产业政策或有关规定的调整势在必行,如何调整,调整的程度,还要看最终谈判的结果。但调整的指导思想将是在有限的保护期内,以保护民族工业为目标,推动国内主要汽车集团快速成长。调整的重点从国产化转向培育企业的自我技术开发能力;调整的手段转向经济手段、法律手段;调整的领域从项目,生产领域转向技术、环保和汽车服务贸易等非生产领域。 据报道,目前国家机械工业局正在研究加紧扶植国内汽车企业的措施,将会公布一系列调整和扶助国内汽车企业的方案,内容除了加快推动企业重组和兼并步伐外,也会推出强化整个汽车行业的产品质量、减员增效、降低生产成本、调整产业和产品结构等几方面内部环境的措施,并提供较佳的私人购车优惠政策等外部环境。另外,为减轻部分主要汽车企业集团的债务包袱,政府将加快企业债转股的速度。近期,我国政府可能会对汽车工业采取以下一些比较大的措施: 1、尽快取消以限制为主的消费政策,改善私人购车外部环境 长期以来,我国政府部门为了防止乱花钱购买公车,实行了以限制为主的轿车消费政策。据统计,各级政府部门规定的各种收费政策达200余种,占轿车实际零售价的20~50%,由此导致车价高出国际市场价格一倍以上。当私人购车迅速增加,轿车进入家庭成为国民经济增长重要动力以后,现有的消费政策就成为障碍,其调整势在必行。在轿车进入家庭的起步阶段,高车价严重限制了消费和市场容量。市场容量上不去,生产厂家达不到规模生产的水平,成本也难以下降。目前几大轿车生产厂家除上海大众接近规模生产水平外,其他厂家差距尚大。打破这种僵局的首要措施是调整政策,将限制为主改成鼓励为主,通过下调费用使目前市场上的主力车型价格降至10万元左右,销售量可能有一个大的增长,几大轿车生产厂家逐步接近规模生产水平,促进成本显著下降,并展开价格和服务竞争,从而进入价格下调,产销量增加,成本降低,价格进一步下调,产销量进一步扩大的良性循环。 与此同时还要继续积极稳妥地推进公车改革,除少数高级公务人员外,其他公车开支应当转变为私人购车的需求。 2、通过兼并重组进一步推动汽车工业改组,促进规模经济和专业化分工,以此为基础降低生产成本和销售价格 加强国内主要汽车集团的合作、联系,通过资产重组尝试集团之间的零部件产业交换,以扩大规模来降低零部件成本。国际汽车业之间的兼并成为国际汽车工业的发展潮流。但目前我国的汽车工业仍存在着地区割据的局面,加入WTO以后,将很难在激烈的市场竞争面前同国际汽车企业相抗衡。因此,国内主要汽车企业之间的联合将显得更为重要。在零部件方面,集团之间零部件的产业交换是利用集团各自优势、扩大零部件批量的有效办法,只有这样,在局部范围内将竞争对手变成合作伙伴,一致对付进入WTO以后面临的共同困难。 3、推动我国汽车工业积极参与全球汽车工业分工,寻求自身发展 汽车工业是要求规模经济、以全球为市场的工业。近年来汽车工业巨头之间的合并接二连三。可以预见,在今后三年内,若干个最具实力的大跨国公司将占有全球大部分汽车市场份额。不论中国加入WTO与否,汽车工业生产、贸易的全球化是大势所趋,中国必须顺势而为。中国作为今后相当长一个时期最具市场潜力、本国汽车工业有一定基础但总体上较为落后、经济开放度已经较高的国家,应当以积极参与全球分工的角度看待和处理与跨国公司的关系。 国家目前正在筹划重点支持三至四家汽车集团调整政策,支持它们进一步与国外大型汽车集团全面合资生产产品。这样可以使世界著名汽车集团与国内大型制造商形成风险共担、股权投资的机制,入世后世界汽车集团不是想方设法排挤合资企业,而是想方设法支持和发展合资企业。要力争在关税税率下调到位之前,使国内外汽车产品的价格差价大幅度缩小,这样才可能使加入WTO的冲击降至最低,最终使得一汽大众、上海大众、二汽神龙、上海通用、天津夏利、广州本田等合资公司以及中方控股的一汽、二汽、上汽等集团更加壮大,使得轿车工业在中国汽车工业的实质地位越来越高,并使中国的某些汽车产品在国际上具有一定的竞争力。从中国家电等产业发展过程看,只要政策到位,这种前景是完全可以期待的。 4、要求企业加强自身的管理 入世后,要求企业在质量控制,成本控制、减员增效等方面多下功夫,优化资源配置,进行内部整合,降低成本,提高产品质量;加大在科研开发上的投入,提高技术水平;扩大自身的销售网络,强化服务手段。要从策略上充分利用自己对国情的了解,避免同国外厂商的产品直接对抗,在车型选择方面,要针对广大市场,发展真正适合我国国情的经济性车型,如发展车型小、附加功能少,价廉的“准轿车”等,充分利用外国厂商对中国市场还相对陌生的时期,迅速占领市场,使国外轿车短时间难以延伸和派生。 汽车工业论文:汽车工业计划经济管理论文 在很多中国人的印象中,日本是一个市场经济国家。可是如果仔细观察一下战后日本的经济发展模式,我们不难得出这样一个结论∶日本的经济模式其实更类似于计划经济。下面就以日本汽车工业的发展为例,来看一下日本政府是怎样搞计划经济的。 战后日本经济发展的原动力,当首推汽车工业。目前日本的汽车工业占日本国民总产值的10%,就业人口的10%也都从事与汽车工业有关的工作,日本的巨额对外贸易黑字也是主要来源于汽车的出口。战后日本能够在不长的时间里,一跃成为世界第一的汽车生产国,应该归因于日本政府计划经济的成功。 一、废墟中诞生的发展战略 1945年8月15日,日本宣布无条件投降。当时日本已基本成为一片废墟,许多评论家都认为日本今后将永远作为一个三流的农业国。可是在这片废墟中,日本的官僚精英们已开始著手为日本策划一个既雄心勃勃,又务实可行的未来。 由于日本是战败国,不可能再搞军事工业,要发展工业只能寄托于民用工业。同时由于日本的自然资源非常缺乏,不可能象美国和苏联那样建立一个独立的国内市场,必须走“贸易立国”的道路。然而在没有充分自然资源的情况下,要想在只有中国面积25分之一的国土上,养活1亿多日本人,并让他们过上富裕的生活,只有靠搞高技术,高附加价值的产品才能实现。 在民用商品中,除了住房以外,小轿车是最昂贵、附加价值最高的产品,所以日本的官僚精英们把赌注下到小轿车这个代表民用技术最高水平的商品上。同时小轿车又是钢铁、橡胶、玻璃、机电的综合工业,可以成为推动整个日本经济发展的原动力。日本的官僚精英们认定只有民用轿车工业的发达才能使日本走向经济大国的梦想成为现实。 1945年8月28日,距日本宣布投降仅仅13天后,日本通产省的官员就召集丰田、日产等当时日本汽车公司的首脑,商讨日本的工业再建问题。通产省的官员向汽车公司的首脑们说明了政府准备以小轿车产业为今后工业发展龙头的计划。可是由于战前日本是军国主义的经济结构,丰田、日产等汽车公司都只生产军用卡车,从来没有生产民用小轿车的经验,所以“军转民”也不是轻而易举之事。 另外一个难题就是美国是当时世界上最大的民用轿车生产国,作为战败国的日本不可能对美国关闭本国的民用轿车市场。当时日本的小轿车技术远远落后于美国,在美国轿车的强力竞争下,日本的小轿车似乎没有取胜的可能。可是在“官民”协商会上,与会者们经过仔细研究讨论发现,美国当时生产的轿车都是排气量1500毫升以上的大型轿车,几乎不生产1500毫升以下的小型轿车。如果日本生产1500毫升以下的小型轿车的话,就可以避开同美国汽车厂商进行直接竞争,这是日本发展民用小轿车的唯一出路。 在这次“官民”协商会上,确定了把排气量1500毫升以下小型轿车作为日本经济发展龙头的战略。所以这次“官民”协商会成为日本民用轿车工业发展的原点。这个正确的经济战略,为后来日本经济的高速发展打下了坚实的基础。 二、初期的苦斗 1945年9月2日,进驻日本的盟军最高司令部发出指令,禁止日本生产一切汽车。这对于日本的民用汽车发展计划,无疑是一个沉重的打击。当时的丰田公司社长丰田喜一郎向全体员工宣告∶“本公司今后将步入苦难的旅程,说不定连工资也发不出来,愿去愿留请大家自己定夺”。几天后,有8000员工的丰田公司只剩下3000人。无事可作的丰田公司只好从事汽车修理,同时生产一些电熨斗等民用小商品。 在此同时,日本政府的官员们开始向盟军司令部陈情,恳请盟军司令部允许日本生产一定数量的汽车。他们说日本的交通已经废墟化,急需汽车来运送粮食等生活必需品。盟军司令部经考虑后,于1945年9月28日同意日本全国每个月生产1500辆卡车,但仍然禁止日本生产轿车。 不让生产轿车怎么办?那就先搞研究,先搞试制。要搞研制,首先要有足够的技术人员,丰田喜一郎开始四处搜寻技术人员。正好当时许多从事研制“零式”飞机等军工企业的技术人员大量失业在家,丰田喜一郎一气招收了200多名技术人员。 丰田公司以德国小轿车为原型,开始研制排气量1000毫升的SA型小轿车。1947年1月,试制成了第一辆SA型小轿车。但这种小轿车是由一批完全没有商品意识的技术人员搞出来的,只注重技术的先进性,完全没有考虑到生产的容易性和成本价格问题。SA型小轿车采用了许多当时十分先进的技术,如独立悬挂车轮机构等。但由于采用了过多的新技术,使车辆的生产成本很高。更为深刻的问题是车辆的耐久性和可靠性太差,行驶几千公里车轮的悬挂弹簧就会出现断裂,驾驶时换档的动作稍微粗鲁一些变速器的齿轮就会损坏。当时使用过SA型小轿车的人评价说∶就象玻璃作的一样,一碰就坏。 1947年6月,在日本官员的努力说服下,盟军司令部终于同意日本每年生产300辆小轿车。于是丰田公司在1947年10月将SA型小轿车投入批量生产。可是由于SA型小轿车的大部分零件都是手工制造的,生产成本很高,加之可靠性和耐久性的问题,SA型小轿车在市场上根本卖不动。可是当时丰田公司搞生产的部门还是按照军工生产的方式管理生产,只是设法拼命增加生产量,根本不管轿车是否能卖得出去,结果造成公司的巨大亏损。 1948年,丰田公司不得不停止SA型小轿车的生产。SA型小轿车总共才生产了215辆,亏损就高达1亿多日元。另外由于大量的库存积压,丰田公司的负债额已高达2亿5000万日元,公司已处于倒闭的寸前。多亏日本银行及时给丰田公司提供了2亿日元的融资,才使丰田避免了倒闭的命运。虽然没有倒闭,丰田公司的经营仍非常困难。1949年丰田公司又亏损了7600万日元,不得不进行裁员和减薪。 但裁员和减薪引起了工人们的极大愤慨。工人们抗议说∶本来丰田靠生产卡车还可以赚一些钱,公司的巨大亏损就是因为搞小轿车的研制所引起的,强烈要求公司停止研制小轿车。1950年4月,工会组织了大规模的罢工和示威游行。在此情况下,丰田喜一郎社长不得不宣布辞职。丰田公司的新任领导班子答应了工会的要求,宣布停止小轿车的研制,只专心搞卡车的生产。 1948年,盟军司令部为了安定日本经济,开始在日本实施通货紧缩政策,结果造成了严重的经济萧条。到1949年,半数的日本企业都处于停产或休业状态,社会上出现大批的失业者,日本经济已接近濒死的边缘。也就在这个危机的关头,好运开始降临日本了。 对于日本来说,第一个好运是1949年中华人民共和国的成立。中共建国并宣布向苏联一边倒后,使远东的国际形势发生了根本的变化。为了遏制共产主义在亚洲的发展,美国对日本的政策发生了180度的大转弯,从原来压制日本的政策转变为扶持日本的政策,试图使日本成为亚洲的反共桥头堡。 1949年10月,盟军司令部解除了对日本生产汽车的禁令,放松了对日本的经济管制。不久第二个好运又降临了,这就是1950年6月爆发的朝鲜战争。朝鲜战争爆发后,美军向日本发出了大量的军需物资订单,使濒死的日本经济一下起死回生。1950年8月,丰田公司一下收到美军10亿日元的军用卡车订货,使丰田公司的经营立即扭亏为盈。1949年丰田公司亏损7600日元,而1950年则盈利2亿5000万日元。 当时日本制造的卡车质量很差,特别是为了完成突如其来的大量订货更是粗制滥造,车箱是用粗木拼凑的,车门也关不拢。日本人自己也感到有些不好意思拿这样的粗制滥造品来交货,但美方却说∶“没关系,没关系。我们只要求开一个单程,把物质运到前线后,就把卡车烧了。这样质量的车就可以了。” 三、严格的扶持保护政策 为了促成国产汽车的发展,1946年通产省内成立了专门负责汽车工业的“自动车课”。在1950年代初,日本的轿车工业和欧美相比落后几十年。1950年美国的汽车生产数量为625万辆,英国为63万辆,法国为29万辆,日本仅为2万多辆。1951年9月,为了制定一系列有效的优惠和保护政策来促成国产轿车的发展,通产省自动车课的负责人向日本各汽车制造公司的领导人发出了调查表∶“为了促成国产轿车工业的振兴和发展,你们希望政府为你们制定什么样的优惠和保护政策?” 调查的结果显示,各汽车公司对政府的要求主要有两点∶1、在银行贷款方面对汽车制造公司进行优先照顾,在税收方面对汽车制造公司实行一些特别的减免措施。2、对外国轿车的进口进行最大限度的限制,对进口轿车征收高额的关税。于是通产省根据企业的要求,制定了促进国产汽车发展的一系列扶持保护政策。 通产省将轿车按排气量划分为1500毫升以上的大型轿车和1500毫升以下的小型轿车,只对进口1500毫升以下的小型轿车征收高额的关税。当时美国轿车几乎都是1500毫升以上的大型轿车,欧洲轿车则以1500毫升以下的小型轿车为主,所以这种贸易限制并没有激怒美国人。 实际上通产省在限制进口汽车的方面,执行了比明文规定更为严格的限制措施。首先是禁止“官用车”的进口,各政府机关用轿车必须使用国产轿车。但这种极其严格的限制措施,也招来了很多非难。警察厅说国产警车的性能太差,遇到开进口轿车逃跑的犯人根本追赶不上。因此警察厅要求进口一些高性能的外国轿车作为警车,但通产省仍然不批准警察厅进口外国轿车。通产省的官员解释说∶“现在是国产轿车发展的关键时刻,为了保护本国的汽车工业,不得不这么作。大家再忍一忍,过5、6年后国产轿车的质量就会好起来。” 通产省对“民用车”的进口也同样采取极其严格的限制措施。当时除了美国驻军的家属,外国人公馆等情况外,本国人想进口外国汽车几乎不可能。对民用轿车进口限制意见最大的是出租汽车公司。当时日本国产轿车的售价和外国轿车一样,但质量却有天壤之别。外国轿车可以开10年,国产轿车则开1年就得报废,而且国产车故障不断,象玻璃玩具一样碰一下就坏。使用国产轿车使出租汽车公司的利润大打折扣,所以出租汽车公司强烈要求通产省放开轿车进口的严厉管制,甚至有人指责通产省象战前的东条英机政府一样独裁专制。但通产省仍然严格地执行进口轿车的限制,当时日本人可以搞到的进口轿车基本都是来自美国驻军家属出售的二手车。 在保护国产轿车的同时,通产省也在考虑怎样才能尽快地建立起本国独立的轿车工业。通产省考虑了三个方案∶1、由国内的技术力量自行开发研制。但这样需要相当的时间,成功的可能性也不是很大。2、从先进国家招聘技术人员来日指导轿车技术的开发。比如战后法国就招聘德国的轿车技术人员到法国研制轿车,取得了巨大成功。3、从国外引进轿车生产线和主要零部件,在日本组装生产轿车。在组装生产的过程中学习对方先进的生产技术,逐步实现零部件的国产化,最后实现轿车的完全国产化。 当时通产省并不想扶持太多的轿车制造商,因为轿车制造商太多,必然导致资金和技术的分散,不利于培养有竞争力的厂商。通产省当时认为日本只要丰田和日产两家轿车制造商就够了。1951年底,通产省自动车课的官员招请丰田和日产两家公司的首脑进行协商。自动车课的官员说明了通产省考虑的三个国产轿车发展方案,询问采用哪个方案可以在5年之内开发研制出具有与外国轿车竞争抗衡能力的国产轿车。日产公司当即表示选择“引进技术”的第3方案,认为这是最保险、最可能实现的方案。而丰田公司却选择了“自力更生”的第1方案,希望政府给予贷款的支援。 通产省同意了丰田公司和日产公司所选择的不同道路,于是日本的轿车工业在“引进技术”和“自力更生”两条道路上同时推进。 四、国产轿车的诞生 1952年,在通产省的主导下,日产公司开始和英国奥斯汀公司协商引进轿车生产技术,1953年正式决定引进奥斯汀公司的A40小轿车生产线。但通产省给日产公司规定了严格的附加条件,必须在5年之内实现100%的国产化。而日产公司在3年10个月后,就实现了100%的国产化目标,并在此基础上开始自行研制小轿车,最终成为日本的第二大汽车制造商。 丰田公司以前也曾和美国的福特公司商谈过引进轿车生产技术,但由于种种原因协商未能成功,于是丰田公司下决心走自行研制的道路。但1947年丰田自行研制的SA型小轿车的巨大失败,曾一度迫使丰田中断了轿车的研制。1951年底,由于朝鲜战争军需生产带来的景气,公司决定重开小轿车的研制。 这次丰田吸取上次的经验教训,必须生产一种能卖得动的轿车。为了造出能卖得动的轿车,首先要搞清轿车的主要买主是些什么人,他们对轿车有什么要求。于是丰田公司对轿车的买主进行了详细的调查。当时日本的一般工薪阶层的月薪是1万日元左右,而小轿车的售价是100万日元左右,一般工薪阶层根本买不起轿车。轿车的买主除了政府机关外,最大的客户是出租汽车公司。 既然出租车行业是最大的买主,丰田决定制造一种主要面向出租车的轿车。丰田对全国各地的出租车公司进行了详细的调查,调查的结果显示,出租车司机对出租车的要求是∶1、要求一种省油,车身小型灵活的轿车。美国轿车太费油,而且车身大,在日本的窄小马路上行驶不灵活。2、要求有良好的乘坐舒适性。由于当时的国产轿车其实是在小卡车上套一个轿车壳子,所以国产轿车的乘坐舒适性和外国车有云泥之差。3、要求对恶劣道路有良好的适应性。当时日本的沥青铺装道路还不到5%,所以对轿车的恶劣道路适应性有特别的要求。4、要求有良好的外观。国产车的新车还看得过去,但使用几个月后就到处锈迹斑斑,车门也关不紧,窗玻璃也合不上。 丰田针对此要求,终于研制出一种能满足出租车使用的,特别结实耐用、又乘坐舒适的小型轿车。丰田将其命名为“皇冠”牌小轿车。1955年10月,排气量1500毫升的“皇冠”牌小轿车在日本开始销售,立刻大受好评,使丰田公司一举占领了国内轿车的主要市场。在占领国内市场以后,丰田公司又瞄准了外国市场。在1970年代初的石油危机以后,省油的日本小型轿车开始风靡世界,1980年,日本的汽车产量超过美国成为世界第一大汽车生产国。 五、后记 1980年日本的汽车产量超过美国成为世界第一,令世人大吃一惊,但他们多半没有想到这原来是日本的官僚们在35年前制定的长远规划结出的果实。另外,日本的半导体工业,电子工业也都是计划经济成功的典型。 近年来于中国政府提出要走市场经济道路的口号,但一些日本经济学者却有不同看法,他们认为中国从来就没有搞过真正的计划经济。因为中国的计划经济从来没有一个明确具体的发展计划,比如中国政府1980年提出要在2000年前使中国经济翻两番,可是却没有提出怎样才能实现经济翻两番的具体计划。现在中国政府又提出要搞科技兴国,可是仍然没有拿出怎样实现科技兴国的具体方案。中国政府以前搞的计划经济,不过是一种“摸石头过河”的碰运气方法,而且经济政策朝令夕改,不能算作真正的计划经济。 现在不少中国学者把计划经济模式看成一无是处,认为市场经济模式才是振兴中国经济的灵丹妙药。其实计划经济对于市场经济来说,仍有其独特的优越性。当达国家中,国家主导的计划经济成分也占相当的份额。日本经济的成功就可以说是计划经济成功的典型,应该值得我们借鉴。中国政府应该重新检讨一下计划经济的问题,找出一条适合中国经济发展的道路。
煤矿掘进机论文:煤矿井下掘进机电设备的节能策略 【摘 要】煤炭是我国的重要能源之一,也是工业化生产得以持续进行的基础,随着科学化发展进程的不断加快,煤炭工业也得到了进一步的推动,成为国民经济发展的重要支柱产业。近年来,我国一直大力提倡节能减排,而煤炭行业则顺理成章的成为减排的重点领域。机电一体化条件下的煤炭开采,使得煤矿机电的发展有了进一步突破,而这类机电设备的运行也在无形中加大了电力消耗。随着社会对于煤炭开采行业的要求不断提升,井下掘进机电设备的容量也随之增加,为此,相关部门必须尽快采取有效的节能管理措施,以保证对井下掘进机电设备的用电量的合理掌控。 【关键词】挖进设备 煤矿 节能减排 煤矿井下掘进机电设备的线路铺设距离远,且适用范围广泛,能够应用于多个领域。想要合理控制井下掘进机电设备的用电量,就要从多个角度、多个领域,全方位的制定方案,针对不同矿井的特色,选取适宜的设备,以真正实现节能减排。本文中,笔者主要分析了目前我国煤矿行业的发展现状,并从掘进供电设备的选取以及井下掘进设备的管理两个方面展开论述,剖析了煤矿井下掘进机电设备的最佳节能举措。 1 保证设备选择的科学性 掘进机供电设备的选择是一门艺术,合理的设备选择能够确保采掘开发过程中的耗电量得以降低。通过分析煤矿井下的施工环境我们可以发现,由于其空间狭隘,瓦斯、甲烷等易燃易爆气体含量较高,燃油设备很难真正在矿井下发挥其功效。为此,使用掘进机电设备进行开采是环境驱动的必然选择,它不但能够从根本上保证缩小电能消耗,还能够确保施工过程的安全。 (1)对设备的容量进行合理选择。煤矿井下挖掘工作离不开动力变压器的辅助,该设备能够保证掘进工作的动力,同时能够确保能源的节约,是井下掘进工作的主要工具。煤矿井下掘进机电设备的选用应该重点考虑设备的节能化和干式化,就算存在特殊情况,需要使用油浸式的变压器,需要充分考虑设备的节能因素。目前市场上的小型煤矿以及部分非法小煤窑仍旧在使用油浸式变压器,这类变压器耗能高,且多数是被二次利用,所以引发了电能的大量消耗,也对施工过程造成了巨大的安全隐患。通过数据对比煤矿掘进机电设备的使用情况可以看出,节能型的KS9231型变压器平均每年的电耗要比普通动力变压器节省8400千瓦时。此外,煤窑开采过程中使用的负荷率小于30%的变压器基本都存在空载运行状况,这就导致了大量的电能被无故浪费。由此可知,选用电压器时一定要考虑设备的适用范围以及节能效果,应用范围广泛的变压器能够有效的实现节能降耗的作用,为煤矿生产行业的发展带来可观的收益。 (2)煤炭输送机的合理选用。煤矿井下输送机主要以刮板式和带式输送为主要输送方式,以达到将挖掘下来的煤炭传输到指定部位的目的。实践中我们发现,每台SJ-80型的带式输送机能够输送800米的距离,其每一小时能够输送400吨的煤,与此同时,每台SGW-80T型的刮板输送机只能输送160米的距离,其每小时的输送量只有150吨,由此可以看出,带式输送机对于提高煤矿的生产效率,节约电能将有很好的效果。 2 加强机电设备的管理 想要提高电能使用效率就要在井下挖掘设备的选用上下功夫。如果在设备的使用和维修方面没有掌握适当的尺度,就会造成电能的大幅度浪费。为此,笔者从煤炭挖掘设备的管理和使用方面展开了论述,以期对煤炭行业的节能减排提供一些帮助。 (1)提高掘进机的功率。功率因数的高低将直接影响井下掘进机电设备的使用效率。调查显示,我国多数煤矿的供电功率因数处于较低水平,这是导致大量电能流失的主要原因,而供电电压的质量也将由此受到制约,其最终后果将是整个供电系统的电能损耗。为此,应该在井下掘进机电设备中安置就地补偿装置,以适当提升供电功率因数,保证供电设备的电能消耗量达到最低水平。 (2)缩短低压供电的距离。井下掘进机电设备的功率是恒定的,这就使得供电电压的高低将直接决定工作电流的大小,换句话讲,工作电压与电流之间呈负相关。一旦低压供电所涉及的工作线路较长,因为线路的抗阻增加,就会直接导致电流传输过程中的损耗加剧。为此,缩短低电压供电的距离对于减少电能消耗将起到良好的效果。另一方面,因为掘进机电设备的电流与电压之间的负相关关系,将供电电压提高将是减小电能损耗的又一途径。目前就有很多大中型的煤矿供电系统利用变电站,将其本来的380V供电提高到了660V乃至1140V,这在降低电能损耗方面收获了良好的效果。 (3)节约设备的用水、用液。煤炭开采阶段,如果遇到地质紧密、坚硬的部分就要用乳化液喷洒以降低工程难度,由此,掘进机电设备的工作要在乳化液泵厂的辅助下完成。但是,由于一些员工试图减少自身的工作量和工作难度,私自将操作步骤简化,在开启掘进设备的同时启动液泵,造成了大量的液体浪费,也由于液泵的持续工作,引起了大量的电能消耗。为此,一定要合理改善液泵管理环节的漏洞,将节水、节液作为节电的主要手段。 (4)对设备保养制度予以完善。由于煤矿井下掘进机电设备需要在潮湿、阴暗、粉尘较多的环境下工作,所以锈蚀情况时有发生,为了防止由于粉尘进入设备诱发的设备运转不灵,就需要相关部门加大设备管理力度,对井下掘进机电设备展开定期维修、保养,对设备的检修工作做到足够的重视。此外,还要加大设备渣滓清理工作的力度,保证设备的灵活运转,从而提高设备的工作效率,以辅助节能减排工作的顺利展开。 3 结语 煤炭是我国的重要能源之一,也是工业化生产得以持续进行的基础,随着科学化发展进程的不断加快,煤炭工业也得到了进一步的推动,成为国民经济发展的重要支柱产业。如何在保证经济发展的前提下保证煤炭行业的节能减排对于社会的发展意义重大。机电一体化条件下的煤炭开采,使得煤矿机电的发展有了进一步突破,而这类机电设备的运行也在无形中加大了电力消耗。本文中,笔者主要分析了目前我国煤矿行业的发展现状,并从掘进供电设备的选取以及井下掘进设备的管理两个方面展开论述,剖析了煤矿井下掘进机电设备的最佳节能举措。笔者指出,引进先进的井下掘进机电设备,对设备的维护和保养展开有针对性的管理等都将有效的实现井下掘进工作的节能减排。 煤矿掘进机论文:井工煤矿掘进机械化探析 【摘要】在煤矿建设开采进程当中,伴随着科技水平的显著提升,机械化施工技术活动广泛应用,顺应当代矿井综合开采能力,推动煤矿井巷工程项目施工快速开展,充分满足煤矿高产要求。在此,本文将针对井工程煤矿掘金机械化进行简要工程。 【关键词】 井工煤矿;掘进;机械化 1.前言 纵观可知,煤矿生产相关的生产能力以及连续采掘、安全作业、经济效益等跟掘进水平以及掘进技术、掘进装备等各项内容有着直接必然联系,其影响十分深远。在我国现代化煤炭生产进程中开展安全高效的矿井建设工作,建议选用先进综合机械化掘进模式,在实现先进水平显著提升的同时尽可能发挥综合掘进机器设备的应用成效,给予相关作业线综合配套问题高度重视。 2.简述综合机械化施工技术相应特征 在煤矿工程建设以及日常生产进程当中有效使用综合机械化施工技术,其能够促进作业效率的强化提升,确保生产安全。具体来说,综合机械化施工技术的主要特征为,第一,高效性,通过对比传统意义上的煤矿普采作用,综合机械化作业可获取更好工作成效;第二,高产性,在实际的综合机械化应用进程当中,涵盖有煤炭开采以及巷道掘进、装运煤炭等多个环节的工作效率显著提高,与此同时,施工人员作业难度获得大幅降低;第三,安全性,综合机械化加强机械化程度成效能够通过工作效率提高进行展现,此外也可基于抑制人劳动时间方面实施体现,在此进程中,采煤操作者人身危险因素实现优化控制,进而尽力保障实际作业安全。 3.井工煤矿机械化掘进工艺 3.1煤巷掘进 高效实施煤巷机械化掘进作业的相应方式主要包括三方面内容,悬臂式掘进机设备以及单体锚杆钻机配套作业线;掘锚一体化机组设施;连续采煤机设备以及锚杆钻车配套作业线。具体来说,第一,煤巷悬臂式掘进,该项工艺措施包括配胶带运输机出煤以及悬臂式纵轴掘进机、单体锚杆钻机支护等多种作业模式,能够更好地适应实际的煤层赋存条件,该工艺特征为电气系统可进行合理的PLC控制,监控检测工作可实现自动化,便于针对故障诊断进行辅助;液压传动结构相对较为简单,可实现便捷操作;机型构造十分紧凑且很简单,拥有较高稳定性;可实现便捷检修操作,容易操控。第二,连续采煤机掘进,在多巷掘进进程当中通常选用连续采煤机快速掘进技术,即使基于相同设备实施掘进难以平行于锚杆支护作业,若是运用多巷道掘进方式实施交叉操作,则可做到掘进及锚杆支护平行施工,当连续采煤机设备进入巷道之后,在社设备实现一定距离掘进操作之后,通过联络道连续采煤机可退至另个巷道中,在此过程中锚杆钻车进入巷道,而后可实施锚杆支护施工作业。历经往复交替循环施工,可做到掘进以及锚固平行作业。在长壁工作面顺槽上使用连续采煤机设备应采取三巷和双巷掘进方式,单巷掘进难以顺利实现,该类型掘进方式存在有较大巷道空顶距离,针对实际地质条件要求相对较高,进而在煤巷掘进中有着一定程度条件限制状况。 3.2岩巷掘进 全液压钻车钻爆法破岩工艺――该工艺使用液压钻车实施炮眼钻凿措施,进行爆破落岩,此工艺钻进速度很快且相应的凿岩成效较高,尤其是可获取较高的硬岩钻进效率,使得凿岩所用时间大大减少。与此同时,使用此施工技术可实现较高钻眼质量获得,并充分保障爆破成效,涉及作业操作人员相对较少且工作效率相对较高,通常是选用两人进行钻车作业,若技艺熟练则可一人展开操作。能够有效完成深孔爆破行为,让爆破效率大幅提高,强化循环进度。在实际施工操作中司机距离迎头较远,进而可充分保障作业拥有较高安全可靠性。相较于风动凿岩机设备运行而言,液压凿岩机设备产生的噪音更少一些,促使工人现场劳动环境得以优化改善,激发单进潜力,日后该工艺可积极发展成为硬岩掘进主流工艺。 全断面岩巷掘进机的破岩工艺――在国外,该项掘进工艺已经发展的十分成熟,其可谓为集破岩、装运、支护等工序于一体自动化程度较高的施工工艺和装备系统。相较于传统意义上的钻爆手段而言,此类工艺颇具快速、高效、安全可靠、施工质量好、对围岩的扰动小等优点。由于TBM设备长度大,不便转弯,设备安装拆除工期长;又属于机械切割破岩,坚硬岩层中使用时,设备故障率高,效率低。因此,一般用于铁路隧道和城市地铁隧道施工,除平硐开拓的煤矿外,TBM不适合于煤矿井下施工。 破岩设备主要包括全液压钻车以及全断面岩巷掘进机设备、储装运系统等多项内容,具体来说,第一,全液压钻车,基于液压钻车作业线的合理应用,可实现劳动效率的显著提升, 保障生产安全,强化单进水平,纵观可知,液压钻车相关的推进器以及支臂、千斤顶等均使用的为液压结构,同时将液压锁安装设置在工作油缸前端位置,伴随着工艺水平的显著提高,造成巷道作业施工面得以扩张,在实际生产建设过程中凿岩钻车的优越性愈发突显,对应的应用要求同样很高,具体的工艺流程是全液压钻车钻眼至人工爆破落岩至侧卸车装岩至矿车运输至锚杆支护至喷射混凝土。第二,隧道全断面岩石掘进机设备在国外使用已经有百年历史,然而该项技术在我国发展甚为缓慢,研究表明,我国自主生产的掘进机单机实施单头掘进所得隧道长度均不超过一千五百米,难以充分适应较长隧道实际工程需求。第三,储装运系统,研究我国范围内岩巷矸石储存运输工艺可知,其大都选用钢丝绳设施针对靶斗实施牵引进行装机,同时配置矿车设施进行装运,矸石储存多选用巷道方式。为大大提高单进水准,则需配置良好的出矸工艺系统,然而该种方式涉及的成巷时间相对较长且装车效率很低,导致形成较差的安全稳定性能。为促进岩巷单进水平的显著提高,建议选用机械化工艺措施,优化爆破以及装配、储存、运输多个系统。 3.3综合考虑岩巷悬臂式掘进机工艺 要求除尘机设施应努力系列化,使得其可有效匹配跟使用地点的压风量设计,如此一来,除尘效率得以大幅提升,除尘效果可获充分保障,可实现优良作业环境的充分营造。针对旋转密封问题进行优化解决,做到高压内喷雾,可起到良好的喷头防堵作用。要求后配套系统应采取有效措施针对矸石的储存缓冲问题进行解决,将掘进机设备效能最大限度发挥出来。某些断面悬臂纵轴刀盘加冲击头的岩巷掘进机可能是解决岩巷掘进的有效途径。 4.结语 综上可以知道,在我国煤矿建设进程当中,综合机械化掘进施工技术有着较为广泛的合理应用,其重要性不容忽视,可实现煤矿工人劳动强度的大大降低,同时加快巷道施工效率,减少井下作业人数,优化改善施工作业环境,推动我国煤矿事业可持续发展。 煤矿掘进机论文:煤矿井下掘进机电气设备的节能措施分析 摘要:煤炭是现代工业生产不可或缺的能源,也是人类赖以生存的重要能源。在当前深入贯彻落实科学发展观的背景下,煤炭开采也需要降低能源消耗,实现绿色开采。掘进机电设备是煤炭开采的主要设备,因此如何实现设备在井下作业时节能降耗是急待解决的问题。希望本文能够对同行业掘进机电设备的节能降耗有所帮助。 关键词:煤矿;井下掘进机电气设备;节能 引言 煤炭作为人类赖以生存的能源基础,在当今这个节能减排的环境下,对于煤炭开采本身的节能有着重要意义。因此,在煤炭开采过程中主要是提高煤矿井下掘进机械设备的节约能力。要增加机械设备的节约能力,首先是从机械设备本身的性能上进行改进,其次是对机械设备的管理,通过对这两方面的有效控制能够在很大程度上提高煤矿井下掘进机设备的节能效果。 1、掘进机供电设备的选择问题 煤炭开采时井下使用的设备主要是掘进机电设备,这些设备的主要特点是线路的铺设比较长,种类也比较多以及使用的范围也比较宽泛,再加上运行的时间较长,对能源的消耗比较大。因此要采取多方面的措施实现掘进机电设备进行全方位的节能降耗。 1.1、对变压器以及变压器容量的选择 在井下工作时,动力变压器是最为主要的供电设备,因此,在动力变压器的选择上既要考虑变压器能够有足够的动力进行采煤作业,同时还应该对变压器的节能性能进行考虑。煤矿进行掘进机电设备的动力变压器在选择的时候一般应该选择节能化和干式化的变压器设备。在比较特殊的情况下,可以选择油浸式的动力变压设备,但前提保证这种变压设备也是节能的。当前,我国一些私人开采的煤矿或者规模较小的煤矿,采煤时仍旧使用的是电能消耗量过高的设备进行作业,有的甚至还在使用被淘汰的油浸式变压设备。这些小煤矿为了降低成本,攫取大额利润,使用这些高耗能的变压设备,造成了大量的能源流失。对掘进机电设备的能量消耗调查,其结果表明,采煤时使用节能型的KS9231型号的变压器,每年的节电量至少有8400千瓦时。除此之外,依据煤矿开采的具体实践经验,当下大多数煤矿使用的变压器负荷率不到30%,这些变压器存在着非常严重的空载运行现象。虽然消耗了大量的电能,却做了无用功,没有对工作效率的提升产生明显的影响,却造成了大量的电能消耗。所以,在进行动力变压器的选择时,要选择应用范围较为广泛、节能效果较好的变压设备,这样不仅可以节能,还可以为企业减少成本,增加经济效益。当前新型的变压器已经更新为S11、S15系列。这类变压器是一种非晶合金变压器。非晶合金变压器能够降低机器工作时产生的噪音,减小电能的损耗,因此,非晶合金被称为当代最佳变压器制作材料。 1.2、煤炭输送机的选择 我国目前煤矿井下的输送机的种类主要是带式输送机以及刮板输送。输送机的主要作用是将掘进机采挖的煤运送到指定的地方。分析实际生产的数据表明,使用SJ―80型号的输送机每个小时可以运送煤炭400吨,运送的最远距离可以达到800米。如果使用SGW―80T型号的输送机,每小时仅能输送煤炭150吨,运送的距离也仅仅只有160米。通过对以上数据的比对,可以发现,与刮板式输送机相比,带式输送机的输送能力更强,输送的距离也更远,同时也更能节约电能。 1.3、节能电动机的选择 在掘进机设备中,电动机的使用非常广泛。与新型的电动机相比较,传统的电动机节能效果不好,在使用的过程中,极其容易造成能源的浪费,因而,在电动机的选择上要选择节能型的电动机。新式的电动机是通过对传统电动机的改造,使用新材料制成的。它能够有效减少在煤炭开采中电能的损耗。节能电动机设备可以降低电磁能,以减少机械运动中能量的损耗,因而电动机的运行效率就大大提升了。不仅如此,在电动机使用效率大大提升的同时,噪音污染也得到了有效的控制。 2、煤矿井下掘进机电气设备的节能措施 2.1、设备供电电压的合理调整 在煤矿井下掘进设备的用电功率保持平衡的前提下,设备运行的过程中,供电电压往往与设备运行电流成反比关系。供电电压的不稳定,会相应导致设备运行电流的不平衡,使得设备线路承担的压降与实际损耗也出现波动,一定程度上会导致能源浪费情况。通过均衡平稳升高供电电压,能够使得设备运行电流保持平稳降低,对应线路承担的压降及实际损耗也相应降低。 这需要在实际工作当中,以保持电压平稳为前提,科学合理的应用高电压,并采取措施使低压供电距离变短从而实现有效节能。具体可采用为设备配备相应的移动式变电站,伴随着设备工作进度,随时保持配套供电,尽最大可能,减少因设备线路太长出现阻抗过高情况的出现,避免了能源的浪费。 2.2、设备配套电力变压器的节能措施 科学合理化的选择配套电力变压器,可以保证供电电压的稳定,达到节能电能消耗的目的。这就需要相应设备管理人员定时定期对电力变压器的负荷率进行深入检查,若电力变压器负荷率低于30%,则应当及时采取调整措施,应当确保电力变压器的平均负荷率不低于50%,才能够真正达到节能减耗目的。若变压器不符合节能标准需要进行调整,则以井下掘进设备的能耗情况,采取调整或直接更换现有变压器等措施。 (1)节能变压器的选用 效率高、能耗低是选择井下掘进设备配套变压器的重要目标,符合标准的节能式变压器能够在极大程度上避免激磁电流导致的设备铁损、漏磁等情况的出现,减少负载电流经过变压器线圈式电阻过程中出现的消耗。 (2)变压器数量的控制 大部分煤矿企业的井下掘进设备负荷均属于三级程度,此时根据设备实际情况装配一台变压器,若此时设备一级与二级负荷占有较大比重,则还应当额外装设两部供电电源并加设两台变压器。若为井下等较特殊的区域,则应当合理变通,选择数台小容量变压器共同运作的方式实现节能。 (3)变压器容量的把握 通常情况下,若要充分发挥电力变压器的作用,则需要确保电力变压器的负荷率平均值达到其额定容量的50%-75%范围内。而又由于变压器的不稳定性,其负载与相应的运行参数可能在实际投入使用时出现不稳定变化,存在超载等潜在问题,这就要求选择变压器时全面考虑。在实际选用变压器时,不需要过分考虑到其最大功率,而应当充分分析其平均功率,并结合日常工作中的常用功率,综合实践经验,选择最为适用的变压器。在防止变压器因空载导致的能源损耗基础上,还要避免因电压器负载过大导致的能源损耗。 2.3、合理地选择和利用电动机 在煤矿中电动机的使用非常广泛,但是电动机的运行效率不高,造成电能的极大浪费。据不完全统计,电动机在煤矿井下工作中消耗的电能占总量的60%,电动机在工作中会受到多方面因素的影响,使其长期处于低功率的工作状态。要改变电动机的运行效率可以从两方面入手: (1)定期对电动机进行检修,当电动机处于低功率状态时通过使用变频器对其进行调速控制,使之保持高速运行状态。在对变频器进行选择时要根据电动机的实际负荷情况进行合理地安装。 (2)购置新材料对电动机进行改造。改造后的电动机具有高效节能的效果,改进后的电动机主要是通过降低电磁能、热能和设备运行的机械能损耗,来提升电动机的工作效率,同时高效节能的电动机还能够减小设备运行时产生的噪音。 结束语 随着煤炭开采的不断发展,如何降低煤炭开采时的污染以及减少电能的消耗,是当下急需解决的问题。掘进机是采煤的主要工具,然而,在实际使用中,其耗电量之大是有目共睹的。为了降低对电能的消耗,急需对掘进机进行改造,以实现节能降耗的目的。 煤矿掘进机论文:煤矿掘进机液压传动故障分析 摘 要 煤矿掘进机液压系统不仅是煤矿掘进机系统中最重要的系统之一,也是最容易出现故障的系统之一,由于液压传动系统中的元件和辅件的多种多样,就导致了故障产生的多样化,下面我们就对煤矿掘进机液压传动系统中最常见的故障及其原因进行浅析。 关键词 掘进机;液压传动,故障;分析 煤矿掘进机液压系统是煤矿掘进机系统的重要组成部分,通过电动机把机械能转化为液压油的压力能来驱动液压油缸和马达工作是煤矿掘进机液压系统工作的原理,对液压主系统的功率和效益有着决定性的影响。因此,煤矿掘进机液压系统如果出现故障将直接导致主系统的失效,从而造成巨大的经济损失。所以,本文就对煤矿掘进机液压传动系统工作环境中最常见的故障及其原因进行分析和探讨,具有一定的参考价值。 1 煤矿掘进机液压系统的压力不足或无压力 发生这类故障首先检查液压泵是否有油液输出。如果没有油液输出,那么可能是以下3个方面原因:1)液压泵内部磨损严重或以损坏;2)液压泵的运转方向不对;3)吸油回路阻力过大(例如滤油器被堵塞)或油液粘度太大等,以至于液压泵不能排除油液。如果有油液输出,那么就应该检查其他各段回路的管路和元件,来找出让油液泄漏或短路的位置。其中溢流阀主阀芯或先导阀可能因为以下几个原因:(1)弹簧折断失去作用;(2)因锈蚀或赃物使其在开口位置卡住;(3)赃物堵塞了阻尼小孔等,让油液泵输出的油液在低压下经溢流阀流回油箱;位于压力回路中的一些控制阀,因为锈蚀或污物让阀芯在回油位置处卡住,导致低压回路和压力回路的短接。此外,也有可能是处于压力回路中的一些阀门的内泄漏严重,特别是执行元件的密封装置损坏严重或管接头处存在松动,都可造成严重内泄漏现象发生,可见图1。 2煤矿掘进机液压系统的工作机构速度不够或完全不动 发生这类故障的主要原因有以下3个方面:1)液压泵输出油量不足或没有油量输出;2)因系统泄漏过多,导致进入执行元件的流量不足;3)因溢流阀调定的压力过低,负荷不了工作机构的负载阻力。具体原因有以下四个方面:1)液压泵的运转方向不对或吸收的油液量不够。液压泵吸油回路阻力过大(例如滤油器被堵塞),吸油管存在漏气现象,液压油箱里的液面太低,泵内油液粘度太大和油温过低等,都会导致液压泵的吸收油液量不够,从而使输出油量不够;2)溢流阀或位于压力回路中的一些控制阀,因为锈蚀或污物让阀芯在进、回液口的连通位置处卡住,导致压力油流回低压回路;3)液压泵内泄漏严重。可能是泵内零部件磨损严重和密封间隙变大,导致液压泵内的压油腔与吸油腔连通短路;4)处于压力回路中的一些阀门的内泄漏严重,特别是执行元件的密封装置损坏严重或管接头处存在松动,都可造成严重内泄漏现象发生。 3煤矿掘进机液压系统的噪音和振动而引起的故障 掘进机液压系统的噪音和振动不仅会使煤矿生产的工作环境恶化,还会使机械设备的接管头松脱和断裂。发生这类故障的主要原因有以下3点:1)液压泵油液中混进了较多的空气;2)液压泵的流量脉动较大或脉动频率和管理及元件的固有频率相接近;3)管路固定得不牢固。产生这类故障的具体原因如下:1)如果吸油管路中存在气体,将会产生严重的噪音和振动。首先,可能是液压泵的吸液量太大但吸油管路太细而导致阻力变大,液压泵的运转速度太高,液压油箱里的液面太低或不通气,泵内油液粘度太大或滤油器被堵塞等,导致液压泵吸油腔的吸油量不足,造成局部真空,分解出溶解在油液中的气体,产生噪音;其次,也有可能是液压泵的吸油管密封不严实,泵内有液量不足,吸油过滤网部分外露,导致液压泵在吸油的同时也吸入大量的气体进入系统;2)液压泵和马达的质量不合格。柱塞卡死以及不能很好的消除困油现象,都将会产生噪音和振动3)其他方面原因。液压泵与电机的同心安装不一致或联轴器松动,也会引起液压泵的振动;设备的管子细长、弯头较多又没有一一固定好,且管路中的流速太快,也会引起管路振动,可见图1。 4煤矿掘进机液压系统的油温过高而引起的故障 发生这类故障的原因分析如下:1)液压泵内泄漏严重。液压泵内压力调得太高,泵内零部件磨损严重导致密封间隙变大,执行元件的密封装置损坏严重,泵内油液粘度太低等,都会导致泵内泄漏加剧;2)液压系统没有卸荷回路,当工作完成后不再需要压力油时,大量高压油液仍滞留在溢流阀中。当系统暂停工作时,如果液压泵还是以溢流阀调定的工作值来排油液回油箱,就会使油液发热,造成功率损失,因此就需要卸荷油液。卸荷主要是油泵以很小的流量或很低的压力来运转,减少油泵的输出功率,从而减少油液的发热,节约能量,延长系统的使用寿命;3)使用的油液粘度过大,造成过大的液压损失。粘度是工作液体的主要性能之一,使用的液体粘度越大,液压系统的机械摩擦和压力就越大,使阻力和系统的压降也在不断增加,造成温度升高,功率下降;4)冷却油的容器内被堵塞了,造成容器里的冷却水不能循环使用而使油液的温度升高,或冷却水的量不够,不足以把液压系统内的热量带走而使油液的温度升高;5)散热条件不好。工作环境里的空气流通不顺畅或油箱里的储油量太少,使油液的循环加快等都是导致散热不好的原因,可见图1。 5煤矿掘进机液压系统的操作人员的不规范操作而引起的故障 由于操作人员的不规范或粗暴的操作,导致产生冲击负荷,使掘进机频繁发生故障,减少其的使用寿命。产生的冲击负荷不仅会使机械构件过早的出现磨损、断裂、破裂等现象,还会使液压系统产生冲击压力,使液压元件损坏,高压油管和胶管的结合处过早的出现漏油和爆管现象,以及溢流阀内油温上升。 6结论 为了尽量减少煤矿掘进机液压传动系统故障,日常维护工作的细节很重要,我们应加大对日常维修工作的重视程度,做到在故障发生之前就将引起故障的各种因素及时消除掉,让系统能够正常工作,这样既能保证煤矿企业的正常运行,又能提高企业的经济效益,真正做到一举两得。 煤矿掘进机论文:煤矿岩巷掘进机械化作业线应用现状及探讨 摘要:本文简单的介绍了煤矿岩巷掘进的工艺以及其特点,并且主要分析了全液压钻车作业线。以期了解目前国内的煤矿岩巷掘进机械化作业线应用现状,从而有效地提高掘进机械化作业线的工作效能。 关键词:煤矿;岩巷;掘进;机械化作业线;应用现状 随着近些年我国国民经济的迅速发展及进步,需要越来越多的煤炭能源。我国目前的煤炭产量已经达到了30多亿吨,正向40亿吨的方向发展,每年大约掘进12000km的巷道。其中岩巷约为2000km,煤矿岩巷的施工工期长、施工难度系数大,而岩巷又是煤炭生产接续及新井建设的“咽喉”工程。岩巷岩石的硬度非常高,通常来说硬度系数处于4至8之间,甚至个别的可以达到14以上,另外我国目前的煤矿岩巷掘进技术还处于相对落后的阶段,种种因素导致岩巷掘进极大地限制我国煤炭工业的发展。因此,本文着重分析了我国煤矿岩巷掘进机械化作业线的应用现状,希望可以有效地提高煤矿岩巷掘进机械化作业线的工作效能。 一、煤矿岩巷掘进的工艺和其特征 目前我国多是采用手风钻钻孔,然后依次进行爆破、装岩机装岩(侧卸式、挖斗式、耙斗式)、矿车出渣、支护,这种施工工艺广泛运用于一些中小型煤矿,其具有初期投入成本低,使用灵活,可多台钻同时进行工作并且不受断面大小的影响等优点,因此其适应于施工断面小而不便机械化施工的煤矿区。然而这种施工工艺的人工成本过高、工作环境差、劳动强度大、钻孔速度低且危险系数高,这一系列的缺点表明我国煤矿岩巷掘进的施工工艺必须朝着机械化发展。 以下是我国目前较为经常使用的几种机械化施工工艺: (1)全液压钻车作业线,先进行全液压掘进钻车钻孔,然后依次进行爆破、挖斗式(侧卸式、耙斗式)装岩机装岩、蓄电池机车+矿车、梭式矿车+皮带输送机+矿车出渣,最后进行支护。该种施工工艺的优点有很多:炮孔深度及角度易于控制,非常利于光面爆破,并且可以有效地节约出渣费用和支护材料;降低了工人的劳动强度,由于操作人员在操作时远离迎头,是在支护下作业,提高了安全性;降低了粉尘、噪音,有效地改善了工作环境,从而减少了工作人员尘肺病的发生;相对于风动凿岩,全液压凿岩机凿岩的能量利用率得到了提高;钻孔速度及施工进度也得到了有效地提高。然而,全液压掘进钻车作业线也具有缺点:设备的结构相对比较复杂,技术含量高,这也就要求维修人员及操作人员具有较高的素质;另外由于设备需要进行相互错车,在断面较窄的矿区无法使用,当前梭式矿车宽为1.8米,全液压掘进钻车的宽度为1.2米,那么也就是说岩巷巷道的断面宽应该要大于等于3.8米。 (2)钻装机组(钻装锚机)作业线,是把凿岩机械、装载机械综合于一台机械设备上,就是所谓的“一体化”产品,尽管机械化的程度很高,但是实际使用时掘进速度并不是那么的理想,并不能被称之为“高档机械化”的技术设备。但是钻装机组也有一定的优点,其在小断面的巷道中及掘进速度要求不高的巷道中可能会有比较大的优势。 (3)综合掘进机作业线,其施工工艺主要是先使用综合掘进机进行割岩,然后采用矿车、梭式矿车或者是皮带输送机进行出渣处理,最后进行支护。该种工艺由于没有爆破震动,所以不会导致围岩遭到破坏,并且可以连续出渣。然而也具有难以克服的缺点,主要有以下几点:截齿寿命低,使用成本过高;掘进岩巷的岩石硬度受到了限制,要求巷道岩石的硬度在f7以下;为了克服掘进机在切割时所产生的反作用力,而且由于设备的体积较大、机重也较重,该种施工方法不适用于断面小于19平方米的巷道且不便于下井。 二、全液压钻车作业线 1、技术发展的关键 液压钻车效能的根本保证是凿岩控制系统和高性能的液压凿岩机,因此,选择合适的液压凿岩机,并使液压钻车的参数、结构等同液压凿岩机的性能相互匹配,已经成为了全液压钻车使用和发展的关键。从21世纪初开始,我国国产的液压凿岩机的可靠性以及关键性能就开始出现滑坡现象,许多劣质的产品以低价的形式广泛地存在于国内市场,从而导致钻车同液压凿岩机的性能结构、参数不匹配问题普遍存在。比如说液压凿岩机的冲击力最高只能达到14MPa,冲击功率达不到16MPa时的四分之三;转速低于200r/min,转矩低于250N.m,凿岩的速度降低15%以上,也就是说本来完成一个凿岩循环只需要80min左右,但是现如今却要100分钟以上。液压凿岩机蓄能器隔膜、侧供水密封以及液压回转马达等各种元件的安全可靠性大大降低,导致安全事故发生率高。究其原因,主要有以下两个方面:液压钻车厂家忽视液压凿岩机的基础性能,只是延续了20年前液压系统的参数;有些液压凿岩机厂家为了降低生产成本,盲目地修改设备技术参数,加大供液流量。所以国内市场应该加强液压凿岩机的生产规范,做好监督工作。 另外,要想充分地利用液压钻车作业线,就必须选择合适的装载机械,目前我国主要使用侧卸式装岩机。近几年,也有一些煤矿使用挖斗式装载机同其配套使用,该种配套模式可以实现连续装载,减少履带行走机构的故障,避免装岩机前后反复运动;然而能否可以适用于各种煤矿岩石的条件,比如说岩渣块度尺寸较为大,煤矿岩石腐蚀性大,煤矿巷道必须使用装岩机清底等,这些都需要在实践应用中作进一步的考核。 2、运行方式 该种掘进机械化作业线适用条件为斜井、平巷,最小断面在14m2以上、进尺米数在300m以上。运行的方式为:使用液压钻车打眼,光面控制爆破,工作面的矸石使用挖斗装载机将其耙入梭式矿车(1号)内,梭式矿车(3号)上的矸石经胶带转装载机,直接把矸石装至标准矿车。然后每一台电机车牵拉16辆标准矿车,从而满足一组梭式矿车上的矸石都由一列车同时拉出的要求,保证装岩和耙矸的连续性,从而实现装卸的同步化。梭式矿车的底部有一台刮板输送机,在将梭式矿车拉到卸载目的地时,开动刮板输送机卸载出岩渣。另外梭式矿车可以和各种装岩机配套使用,适用于弯曲平巷或直巷施工。梭式矿车的结构非常特殊,它既可以单台使用,也能多台搭接组合使用。把梭式矿车搭接组列使用,可以一次将放炮爆破的岩石渣全部运走,进而确保工作面上的装岩机可以连续装岩。实际生产经验表明,在进行岩巷掘进工程时,采用梭式装载运输方式有许多优点:投入低、降低掘进成本、提高掘进速度以及简化运输系统等。 三、我国目前需要解决的问题 首先,改造现有的煤矿岩巷机械化设备,使得设备具有防止下滑的能力以及一定爬坡的能力,从而提高岩巷机械化作业线的适用性;其次,在使用全液压掘进钻车以及侧卸式装岩机时必须做好安全防护措施,比如工作面保护平台和临时支护,从而有效地降低安全事故的发生率;最后,研究分析使用挖斗式装岩机施工锚杆或全液压掘进钻车,提高设备的综合性能,从而从根本上提高施工的速度。 结束语 根据煤矿岩巷巷道及其作业面的具体情况,比如巷道的长度和断面,科学合理的选择施工工艺和作业设备,并且对机械化设备进行改进,提高我国煤矿岩巷掘进的机械化水平,减少人工劳动强度,从而提高生产效率,而且可以有效地降低煤矿安全事故的发生率。 煤矿掘进机论文:新时期煤矿岩巷掘进机械化的发展方向 摘要:叙述了煤矿岩巷掘进机械的发展历程,对全液压钻车作业线、气腿式凿岩机作业线、钻装机组作业线和掘进机法进行了分析,认为全液压钻车作业线仍是新世纪煤矿岩巷掘进机械化的主要发展方向,但代替气腿式凿岩机作业线要有一个过程;个别特大新建煤矿的长大平峒施工,采用全断面岩石掘进机可取得高掘进速度、高经济效益;新时期钻装机技术水平有所提高,但掘进速度并未有新突破,应发展小断面用产品。提高液压钻车作业线的水平,应注意以液压凿岩机为优秀提高钻车性能,合理解决装岩机与转载设备配套方案,开发安全高效锚杆支护设备,重视配套凿岩钎具的科学性等。 关键词:岩巷掘进;全液压钻车作业线;气腿式凿岩机作业线;钻装机组作业线;岩石掘进机 按“十二五”规划,我国煤炭年产量正向40亿吨发展,年掘进约12 000km巷道,其中岩巷2000多千米,尽管只占巷道总数的20%左右,却大约是非煤巷(隧)道总进尺的3倍。而煤矿岩巷施工难度大、工期长,又是新井建设和煤炭生产接续的“咽喉”工程。 国家“八五”科技攻关结束后,总结多年科技攻关的经验,将“全液压钻车和侧卸式装岩机为主的机械化作业线”、“气腿式凿岩机和耙斗式装岩机为主的机械化作业线”,分别列为煤矿岩巷掘进的“高档”与“普通”机械化作业线。其中,“全液压钻车作业线”,已具有月掘进120m,年掘进1000~1200m岩石巷道的能力,开滦、邢台矿区等连续20余年在生产建设中取得良好的社会经济效益。 由于1995-2000年间煤炭行业出现经济滑坡等原因,现90%以上的岩巷仍采用气腿式凿岩机和耙式装岩机的作业线施工,月平均掘进速度仅有60m左右。进入20世纪,煤炭产量大幅度提高,安全意识强化,针对液压钻车等高档机械化设备使用量迅速增长、新用户使用经验不足、液压凿岩机等配套件出现质量滑坡、转载设备不完善、个别掘进队使用效果不理想等,煤矿岩巷掘进机械化问题重新引起人们的关注,在研究如何发挥全液压钻车-侧卸装岩机作业线能力的同时,有人再次寻求采用悬臂式掘进机、钻装机组(钻装锚机组)、全断面岩石掘进机械化方式的可能。回顾煤矿岩巷掘进机械化的发展历程,总结经验教训,研究国内外煤矿岩巷掘进技术的进展,明确煤矿岩巷掘进机械化的发展方向,有益于扭转煤矿岩巷掘进速度低、安全条件差的落后局面。 1 煤矿岩巷掘进机械化作业方式的探讨与实践 我国煤炭行业一直重视岩巷掘进机械化,1963年总结了“岩巷掘进十六项经验”,并于1973年进行了修改,其中包括一次成巷、气腿式凿岩机钻凿炮孔、耙斗式装岩机装岩、锚喷支护等,奠定了以气腿式凿岩机与耙斗装岩机为主的普通掘进作业线的基础[1]。 1960~1980年间,煤炭行业不断进行岩巷快速掘进以及施工装备的试验研究,研制了电动凿岩机、底卸式铲斗装岩机、侧卸式装岩机、蟹爪式装岩机、耙斗式装岩机、混凝土喷射机、液压锚杆钻车(锚杆打孔安装机)、皮带转载机、梭式列车等,并试制了掘进钻车、钻装机、全断面岩石掘进机等。 上世纪70年代末,煤炭行业引进了适用于煤矿的液压凿岩机、全液压钻车,并多方案地对岩巷掘进机械化作业方式以及关键设备进行研制、攻关,还引进了钻装机、悬臂式“岩石”掘进机等,其中,钻装机的数量多达22台套。到1995年,经过对“气腿式凿岩机-耙斗装岩机”、“全液压钻车-侧卸式装岩机”、“钻装机组(钻装锚机组)”、“电动凿岩机-耙斗装岩机”、“支腿式液压凿岩机-液压耙斗式装岩机”、“全断面岩石掘进机”等作业方式试验研究后,淘汰了“电动凿岩机-耙斗装岩机”、 “支腿式液压凿岩机-液压耙斗式装岩机”作业线;一度呼声较高、长期进行“攻关”的“钻装机(钻装锚机)组”和“全断面岩石掘进机”的研制终止下来,确立了“以气腿式凿岩机与耙斗式装岩机为主的普通机械化作业”和“以全液压钻车与侧卸式装岩机为主的高档机械化作业线”,并正式列入《煤炭工业矿井设计规范》(中国煤炭建设协会起草、中华人民共和国建设部批准、2006年1月1日起实施)[2]。 1.1 全断面岩石掘进机在煤矿的实践 煤矿全断面岩石掘进机的研制始于上世纪60年代末,到80年代,直径?准5m和直径?准3.2m的两种掘进机(见表1)正式用于岩石巷道掘进[3],取得一定效果,也暴露出一些问题。 准5m掘进机于1986年6月~1989年末,在山西古交东曲煤矿东平峒试用(岩石抗压强度30~140MPa),共掘进3600m,平均月进103.4m,最高月进202m;月进100m以上的月份占40%,正常工作月份的机械利用率(掘进机开机时间与总时间的比值)为17.2%,最高月进尺时的机械利用率为24.9%;最佳日进尺12.7m,最佳班进尺5.8m。 准3.2m掘进机于1988年1月~1989年2月底,在云南羊场煤矿杨家矿井(岩石抗压强度50~180MPa)共掘进1014m巷道,平均月进尺156.13m,最高月进尺260.17m,最高日进尺13.6m,最高班进尺6.4m。 全断面岩石掘进机的应用证明了它的可行性,但与国外煤矿岩石掘进机平均月进尺300~400m,最高月进尺600m,最高日进尺20m的差距较大;平均月进尺低于液压钻车与侧卸装岩机作业线的实际使用效果;在地质条件复杂或岩石抗压强度高、磨蚀性大的岩层,不宜达到最佳速度;机械利用率大大低于国外的水平;全断面岩石掘进机重复使用可能性小,工程成本高。鉴于我国煤矿适于全断面岩石掘进机基本条件的工程极少,1990年起,未再安排新的研制计划。 进入21世纪,大同煤矿于2003年8月~2004年2月,在年产量1500万t的特大型矿井的平峒掘进中(掘进断面20.33m2;平峒掘进总长度3500m;基岩含砾粘土岩、石英砂岩、角闪片麻岩、混合花岗岩等,岩石抗压强度40~60MPa)使用美国罗宾斯(Robins)制造的岩石掘进机,完成掘进进尺2960m,平均月进尺493.3m[10],最高月进尺650m,取得我国煤矿使用全断面岩石掘进机的最好效果。这个实例的特点是:年产量超过千吨的特大型煤矿建设工程、平峒长度3500m、岩石条件好,并采用了国际先进的掘进机。使用单位在技术总结中提到:“掘进机对地质条件变化的适应性较差,在复杂岩层中使用应进行充分论证;设备的成本及维修费用较高,工程的初期投入较大”[10]。这说明,适用于全断面岩石掘进机应用条件的煤矿岩巷工程不会很多。 1.2 煤矿岩巷钻装机组(钻装锚机组)的长期试验 煤矿从上世纪60年代起试验岩巷钻装机组,到1978年,共有50多台钻装机组在新汶、淮南、北京、抚顺等矿区试验。其基本结构是耙斗式装岩机、岩石电钻或气动凿岩机,凿孔速度低、事故率高,整机性能差,使用效果不佳;1976~1982年间,使用效果突出的抚顺老虎台煤矿,用钻装机掘进了1480m巷道,最高月进速度仅为100.5m(断面12.22m2、岩石抗压强度40~60MPa)。 从“六五”到“八五”末,有多家科研、高校、制造厂研制了不少于7种型号、采用液压凿岩机的钻装机组(钻装锚机组,参见表2),有代表性的JZZ8-12Y型钻装机,采用YYG90A型液压凿岩机,于1990年2月在陕西韩城下峪口煤矿应用(断面17m2),月进尺仅43m;1991年1月~10月在湖南资兴煤矿使用(断面14.27m2),月进尺也仅有87m。“八五”科技攻关的ZPG20G型钻装锚机组,因感到技术存在方向问题而终止了攻关合同。 上世纪80年代中期,煤炭行业引进了英国的钻装机组(见表3),其中,2000DL型21台。 英国钻装机采用侧卸式装载机构、安装了瑞典液压凿岩机,试验、使用效果优于国产钻装机,但也不甚理想。大同矿区于1985年3月试验TDR-6型钻装机,月进尺仅为87m(巷道断面16.6m2,抗压强度70~90MPa);阳泉矿务局于1987年在贵石沟煤矿(断面20.4m2、岩石为石灰岩、砂岩、泥岩,以石灰岩为主,抗压强度70MPa)使用2000DL型钻装机,总掘进358m,平均月进尺89.5m,最高月进尺150m[4],钻装机上COP1032型液压凿岩机的凿孔速度达1.79m/min,加上辅助作业时间的凿孔速度也达到1.17m/min;侧卸式装载机构的铲斗(斗容0.7m3)性能可靠,但整体综合效果不理想。尔后,2000DL型钻装机一律被调往鹤岗兴安煤矿,每年掘进巷道600多米,月平均进尺为50~60m,为该矿正式使用钻装机的最佳效果,应用效果与液压钻车作业的成效相差甚远。 1995年后,煤炭行业未再安排研制钻装机组和钻装锚机组的计划。 2000年以后,煤矿产量的提高使人们重新重视岩巷机械化问题,个别煤矿再次提出使用岩巷钻装机组。新时期的技术进步,使新研制钻装机的整体技术水平超过了上世纪。 然而,仍未取得理想的实际效果:三一重型装备有限公司2008年以来开发的CMZY2-100/18型岩巷钻装机,采用挖掘式装载、双臂液压凿岩结构,安装法国蒙塔贝特液压凿岩机,设计了负载敏感变量液压控制系统与专用离机无线电气控制系统,装机容量75kW,机重30t。还在CMZY2-100/18岩巷钻装机的基础上,开发了单臂钻装机产品。该产品采用了先进、可靠的液压凿岩机,设计技术完善、先进,双臂钻装机于2010年在山东古城进行工业性试验,日最高进尺5.6m,月最高进尺80m,使用效果不错,但月进尺尚未超过岩巷钻装机的历史最高水平。据了解,有单位购置机重26kg支腿式液压凿岩机,拟在挖掘式装岩机基础上组装钻装机,因液压凿岩机功率过小,钻装机的整体水平不会好于“三一重装”的产品。 1.3 全液压钻车作业线的应用 上世纪70年代末引进国外液压凿岩技术,促进了煤矿液压凿岩机与液压钻车的应用和发展。到80年代末,煤矿陆续使用了瑞典阿特拉斯・科普柯公司液压钻车2台、芬兰塔姆洛克公司液压钻车7台、法国赛可马公司液压钻车33台、德国扎尔茨吉特公司液压钻车2台[5](见表4)。 煤矿行业自1981年研制全液压钻车和液压凿岩机,LC10-2B型液压钻车于1986年在山东省兖州兴隆庄煤矿试验,连续两个月进尺突破100m。1986年起,引进法国技术、安装HYD200型液压凿岩机的CTH10-2F型液压掘进钻车逐步实现了国产化。“八五”期间,又对液压钻车以及液压凿岩机等关键配套件的性能与可靠性进行了攻关,新设计的LC12-2B型液压钻车在技术上有所突破,并带动了国产液压凿岩机等配套件的技术进步,达到了煤矿岩巷月掘进120m,年掘进1000~1200m的攻关目标。 液压掘进钻车从进入煤矿起,就显现了优于其它作业方式的明显效果: 1980~1981年,山东新汶协庄煤矿使用瑞典TH430型钻车,在断面14.2m2的岩巷中掘进了1200m,最高月进150m。 1983~1984年,河南平顶山五矿使用芬兰CMH207-F4型钻车,在断面17.1m2的岩巷中掘进了2000m,最高月进143m。 1987~1988年,黑龙江七台河煤矿掘进了断面17.6m2的岩巷2180m,并首创月进180m,年进1000m以上的好成绩。 1988年起,使用CTH10-2F液压钻车的数量增多,并连创快速掘进记录:1988年12月,河北开滦钱家营煤矿创月进尺214.5m(断面14.7m2)记录;1989年1月,河北邢台东庞煤矿创月进尺217.8m(断面15.3m2)记录;1989年3月,江苏徐州矿务局建井处创月进尺224.7m(断面16.33m2)记录;1989年5月,河北开滦钱家营煤矿又创记录,月进尺达到252.4m(断面14.7m2);1990年10月,江苏徐州矿务局建井处再创月进尺260.7m(断面15.5m2)记录。 1989年起,煤炭行业对钻车掘进队进行等级掘进队考评(见表5),到1997年,年进尺达到等级队的共有88个(次),其中,甲级队的年掘进为1053m~1686.8(断面14m2~21.4m2);乙级掘进队的年进尺也超过了1000m(断面14m2左右)。 煤炭行业经济的滑坡曾使应用液压钻车的积极性受挫,但2001年后,煤炭产量连年增加,全液压钻车的需求量骤升,液压钻车和液压凿岩机的生产企业由2000年前的一家,分别发展到五家和两家以上;液压掘进钻车由原来适应断面17m2一种,发展为17m2(18m2)、21m2、27m2三种;其驱动功率也由45kW,发展到45kW、55kW、75kW三种。全液压钻车机械化作业线的扩大应用,进一步取得积极效果:开滦矿区始终保持应用10条以上液压钻车作业线,钱家营煤矿的3条作业线,连续实现年掘进1000m巷道以上,平均月进尺达100~120m[6]。2006年6月~9月,铁法小青煤矿使用CMJ-17型液压钻车与ZCY-60型侧卸式装岩机,在21.84m2的大断面岩巷,平均月进246m,最高月进251m,比使用7655气腿式凿岩机与耙斗装岩机时月掘进速度提高了170m[7]。2007年5月开始,鹤壁中泰矿业公司在断面16.7m2的岩巷,使用CMJ-17HT型液压钻车,月进尺连续达到95~100m,比使用气腿式凿岩机与耙斗装岩机的月进尺40~50m提高1倍[8]。2008年9月~11月,平顶山煤业集团在四矿三水平进风井19m2的岩巷(石灰岩抗压强度103MPa)使用CMJ17型液压钻车,平均月进尺127m,大大高于使用气腿式凿岩机时的月平均63m的掘进速度[9]。现代化矿井的国投淮南刘庄煤矿,在试用“硬岩”悬臂式掘进机掘进岩石巷道无效后,进口了5台德国单臂液压钻车,采用国产侧卸式装岩机与其配套,掘进断面28~30m2岩巷的月进尺达到90m。2001年后使用液压钻车的新汶孙村、河南郑州告城、山西西山官地、淮南谢桥等等,也都使掘进速度比使用气腿式凿岩机时提高30%~50%以上。 2 新时期对煤矿岩巷掘进机械化作业方式的再认识 新时期再次研究煤矿岩巷掘进机械化作业方式,依然是对掘进机法和钻爆法、钻爆法中的液压钻车施工法、气腿凿岩机法和钻装机(钻装锚机)法的讨论和认识。 2.1 科学地分析煤矿岩巷掘进的掘进机法 煤矿掘进机有全断面掘进机与悬臂式掘进机两种,按其破岩原理,全断面掘进机适用于全断面岩石巷道,悬臂式掘进机主要适用于煤与半煤岩巷道。 全断面岩石掘进机掘进法(TBM法)是全岩隧道(巷道)掘进先进、成熟的方法,在适宜的条件下(包括经济条件、工程的地质条件、使用条件等)能实现高速成巷,广泛用于隧道、涵洞等非煤工程。正如前面所述,我国煤矿使用全断面岩石掘进机已取得良好效果,但若广泛使用,受到技术经济条件的限制。 悬臂式掘进机主要适用于煤与半煤岩巷掘进,为扩大使用范围,截割电机功率已提高到400kW以上,虽在“岩巷掘进”中取得一定效果,也暴露了很多问题:淮南矿业的顾北煤矿使用英国多斯科公司MK3型重型悬臂式掘进机,掘进了635.24m岩巷(断面24.1m2,总长1877.8m,巷道岩层主要为细砂岩和砂质泥岩),最高月进尺208m,掘进工效是钻爆法的2.7倍。但认为,巷道应尽量布置在岩石抗压强度较小的岩层,当掘进机遇到坚硬岩石时,要辅以爆破[11]。开滦东欢坨煤矿于2008年10月起使用EBZ200H型悬臂式掘进机,在断面15.82m2的岩巷(岩石抗压强度50~80MPa),月进尺达200.3m,综合技术经济指标高于钻爆法,但遇到“坚硬”岩石时,需要放震动炮。淮南国投刘庄煤矿曾在岩巷试用“硬岩”悬臂式掘进机,但效果不理想,不得不改用全液压钻车作业线施工。 悬臂式掘进机切割机构的锥形截齿与全断面岩石掘进机的滚刀在破岩原理上有根本区别,其蟹爪装载与链式刮板转载输送机构,主要以煤和软岩为对象。若将悬臂式掘进机应用到岩巷,需对破岩原理、岩石可钻性、刀具结构与工艺、装载与转载方式等进行大量研究与试验。目前市场上出现了诸多“硬岩悬臂式岩巷掘进机”,但主要适用于半煤岩巷道或破碎岩层巷道,尚不能在全岩巷道掘进中正式取代全断面掘进机法与钻爆法。 2.2 煤矿岩巷钻爆法掘进机械化作业线的发展方向 上世纪80~90年代,欧洲煤矿为提高采掘机械化水平,矿井设计时尽量考虑多布置煤巷或半煤岩巷,使用悬臂式掘进机的煤巷与半煤岩巷道比例达到90%以上,以避免受到施工难度大、掘进速度慢的岩巷掘进的影响。对10%左右难以躲避的岩巷,将其断面扩大到适于使用全液压钻车,以提高岩巷的掘进机械化水平。近年我国煤矿掘进技术的发展,也基本遵循这一规律,岩石巷道的比例逐渐减少。但我国煤矿地域宽广、条件差异较大,岩巷的比例会长期占20%以上,总工程量大,研究如何科学地应用与发展钻爆法掘进,仍然具有现实的意义。 (1)煤矿岩巷钻爆法掘进机械化作业线的实质 煤炭行业于“八五”末,确定了推广“气腿式凿岩机与耙斗装岩机为主的普通机械化作业线”和“全液压钻车与侧卸装岩机为主的高档化作业线”,按国外经验与我国近期煤矿实践,与气腿式凿岩机配套施工的装岩机不一定是耙斗式;与液压钻车配套的装岩机也不一定是侧卸式。据笔者实际考察,法国某煤矿使用双臂液压钻车的配套装岩机是铲运机;德国某煤矿使用双臂液压钻车的配套装岩机是侧卸式;波兰某煤矿使用22kg级气腿式凿岩机(4台同时作业),配用了1.2m3斗容的侧卸式装岩机。开滦矿区使用全液压钻车多采用侧卸式装岩机,但范各庄煤矿却使用具有皮带装载机构的正铲、底卸式装岩机。近年,有煤矿采用挖掘式装载机与液压钻车或气腿式凿岩机配套,也取得一定效果。可见,体现煤矿岩巷掘进机械化作业线特征的关键,是凿岩施工采用全液压钻车或气腿式凿岩机,以“全液压钻车作业线”和“气腿式凿岩机作业线”称谓上述两条“作业线”更为合理。 “气腿式凿岩机作业线”的凿岩,手工操作劳动强度大、健康安全条件较差,被称为“普通机械化作业线”,实质上是“半机械化作业线”。“全液压钻车作业线”液压凿岩机能力与凿岩自动控制水平较高,特别是电液控制与计算机技术的应用,使钻爆法岩巷掘进的现代技术装备能与全断面岩石掘进机相媲美。 钻装机组或钻装锚机组,是将装载机械、凿岩机械(或含锚杆孔钻进机构)综合在一台设备上的所谓“一体化”产品,机械化程度较高,但实际掘进速度不高,应用效果不理想,还不宜称其为“高档机械化”技术装备。 凿岩机械和装岩机械是岩巷掘进机械化作业线的主要设备,但还应考虑“作业线”的其它配套问题,包括转载机械、运输设备、锚杆(索)产品、锚杆(索)支护施工机具(锚杆钻机或锚杆钻车、锚杆拉力计、锚索张拉机具、锚杆测力计等)、喷射混凝土设备等。 (2)“气腿式凿岩机作业线”的前景 “气腿式凿岩机作业线”的形成是煤炭行业长期实践的结果,气腿式凿岩机操作维修方便、价格低廉,但其半机械化的凿岩作业(手工操作、人力挪移设备)凿孔速度低、作业噪声大、占用人员多、效率低、劳动强度大、容易发生机械人身事故和顶板安全事故。应创造条件,尽量将“气腿式凿岩作业”由“全液压钻车作业线”代替。然而,“气腿式凿岩机作业线”的退出取决于多方面因素。在今后一段时期,不会被完全替代。 ①“多台气动凿岩机作业”曾被列为煤矿快速掘进的“经验[1]”,一个8m2断面的巷道要配备8~16台凿岩机,工作面作业噪声高达120~125dB(A),人耳接触噪声大大超过噪声卫生标准的规定。以现有气腿式凿岩机噪声性能并考虑实际凿岩作业时间,工作面同时使用的凿岩机不应超进4台,巷道断面8m2以下时,同时使用的凿岩机不应超过2台。 ②我国大约有30个企业生产20余种型号气腿式凿岩机,普遍存在盲目追求“机重”值、性能参数不协调、忽视噪声与振动性能、钎具性能不匹配等问题。应尽量减少机重、降低噪声和机体振动级别;重视全方位考核产品的冲击能、转矩、耗气量、噪声与振动、机重以及操作安全性等,并按严格的安全规程操作,减少人身事故。 ③应用“气腿式凿岩机作业线”时,应以侧卸式装岩机,挖斗式装载机等与其配套,逐渐淘汰技术落后、生产效率低、安全隐患大的耙斗式装岩机、并配备适宜的转载运输设备、凿岩钎具和锚喷机具等。 ④应科学地确定“气腿式凿岩机作业线”的预期掘进速度,摈弃“人海战术”式“快速”掘进。 (3)新时期煤矿钻装机组的发展前途 钻装机组可避免凿岩和装载设备间错车,某些煤矿曾在岩巷使用。但实践说明,岩巷钻装机(钻装锚机)组是在一台设备上完成两台或两台以上机械的功能,产品很难达到所设想的效果: ① 钻装机组需完成多功能,设置多机构,很难达到单机的性能。在国外,也难见煤矿岩巷钻装机成功应用的实例。 ② 全液压钻车每循环工作1.5~2.5h,侧卸式装岩机每循环工作2~3.5h,有充足的时间连续维护保养。钻装机组在一个掘进循环内要连续完成凿岩、装岩两个工序,没有时间对凿岩和装载系统进行良好维护,设备事故率高。例如,2000DL型钻装机每天曾发生机械事故90多起,实际掘进速度高不上去。 ③ 煤矿井下巷道空间有限,钻装机组的设计必然在一定规格、一定机重的范围内进行,产品性能受限制。尽管如此,整体机重常常高达25t~30t以上,这与煤矿底板岩层条件差的使用极为相悖。 我们注意到,新时期的钻装机组可采用挖掘式装载机构,比采用耙斗装载机构结构紧凑、装载效率高;比采用侧卸式装载机构占用空间小,易安装2个液压钻臂,加上有了比较成熟的液压凿岩机、设计了可靠的液压控制系统与离机遥控系统等,整体水平超过了上世纪研制、试验的钻装机组。钻装机的发展重点应在掘进速度要求不高、不易采用液压钻车的10m2以下的小断面。若采用单钻臂结构,可使机构简化、钻臂坚固性增强、机重降低、空间尺寸缩小,并提高可靠性与适用性,或许能在某些规模不大的煤矿取得一些实效。但就整体而言,它不会成为钻爆法岩巷掘进机械化设备的主流。 (4)“全液压钻车作业线”的前途 长期实践证明,“全液压钻车作业线”的掘进速度比“气腿式凿岩作业线”高1倍以上;在8m2~30m2断面的岩巷中,如果配套设备与施工工艺合理,矸石运输与矿车供应及时,月进尺150m~200m,甚至250m是可能的。在新形势下,若以“八五”攻关结果为基础,全液压钻车作业线的设备性能与可靠性能进一步提高的话,便能保证“全液压钻车作业线”实现安全、高效岩巷掘进。 鉴于煤矿岩巷掘进以钻爆法为主的现实和气腿式凿岩机半机械化作业线的问题,岩巷掘进机械化的根本出路在于不断发展全液压钻车机械作业线。 3 全液压钻车作业线发展的技术关键 在新时期,“全液压钻车作业线”仍是煤矿岩巷掘进机械化的发展方向,但必需在原有基础上有所提高。 (1)以液压凿岩机为优秀提高全液压钻车的水平 全液压钻车决定作业线的水平,高性能液压凿岩机和凿岩控制系统是保证液压钻车高性能的根本。如何选用液压凿岩机、如何使液压钻车的结构、参数与液压凿岩机性能匹配、如何控制凿岩系统,是全液压钻车发展的关键。 2000年以来,国产液压凿岩机的关键性能与可靠性出现了滑坡,劣质产品常以“低价”混入煤矿,普遍存在钻车与液压凿岩机性能参数不匹配问题:液压凿岩冲击压力最高只建立起14MPa,冲击功率不到16 MPa时的75%;转矩低于250N・m、转速低于200r/min,凿孔速度降低15%以上,本来80分钟左右可完成一个凿岩循环,却要增加到100分钟以上。液压凿岩机侧供水密封、蓄能器隔膜、液压回转马达等元件可靠性大大下降,事故率增高。一些全液压钻车作业线的实际月进尺比常规下降20%,严重影响煤矿使用“全液压钻车作业线”的信心。究其原因,一是液压凿岩机厂家为降低成本擅自修改技术参数,供液流量加大;二是液压钻车企业没正视液压凿岩机基本影响因素,机械地延续了20年前的液压系统参数。 参见表6列出的煤矿液压凿岩机冲击、回转性能参数,若液压钻车冲击供液流量仍按每台40L/min设计,只有法国液压凿岩机能在16MPa以上的冲击压力下工作;凿岩回转系统的40L/min供液流量,也不可能使液压凿岩机达到规定的转速。如何使液压凿岩机与液压钻车的液压系统的参数匹配的问题,应引起钻车生产企业和煤矿使用单位的注意。 目前理想的国产煤矿用全液压钻车,仅使用了液压凿岩机14~16MPa压力的性能,即使将工作压力调至19~20MPa,液压凿岩机200J冲击能与对应的低频率,其冲击功率也只有5~7kW,不可能大幅提高凿孔速度。近期进口的德国液压钻车,实际使用液压凿岩机(COP1238、COP1638、COP1138等)的冲击能低于200J,而冲击频率为80~100Hz,冲击功率达到11kW以上,凿孔速度比HYD200型提高1倍左右,单臂钻车性能大大高于国产双臂钻车。提高液压凿岩机的性能,是提高全液压钻车技术能力的关键,但基于煤矿井下条件,不应盲目地把液压凿岩机冲击能提高到200J以上。 全液压钻车研制时,应将液压凿岩机的冲击、回转、推进和具体岩石条件、所钻凿爆破孔与锚杆孔的参数等,纳入一个系统进行研究[12],科学解决配套钎具的类型与规格;要充分利用微机控制等现代技术,合理解决防空打、防卡(钎)、自动变换凿孔参数(冲击压力、回转转矩和转速、推进力等)[13]等问题,并尽量摈弃目前采用的“机械式”控制方法。 应针对不同断面、不同岩层变化等,开发系列化的煤矿用双臂或单臂掘进钻车,并将应用液压钻车的最小断面由9m2减小到7m2;设计、开发适应30m2以上断面用液压掘进钻车;始终重视提高液压凿岩机、液压马达等部件的可靠性和寿命。 (2)合理选配“全液压钻车作业线”的装载设备 我国全液压钻车作业线主要采用侧卸式装岩机与其配套,这与欧洲采煤国家的主要技术方案基本一致。这是因为,侧卸式装岩机具有以下突出优点: ① 结构简单、紧凑,工人操作条件好; ②使用安全,不会像耙斗式装岩机那样产生钢丝绳摩擦火花; ③装载效率比耙斗式装岩机高2倍以上且无装载死角(耙斗式装岩机有25%的岩石须由人工装岩完成); ④具有清底功能(使用耙斗式装岩机,在工作面20~30m范围内的底板处有0.5~1.0m的底渣,清底工作量大); ⑤机上的铲斗可兼作其它工序的工作平台。 近年,有的煤矿采用了挖掘式装载机与液压钻车配套,可实现连续装载、避免装岩机反复前后运动、减少履带行走机构故障。但是能否广泛适应煤矿岩石条件(煤矿岩石磨蚀性大、岩渣块度尺寸较大、煤矿巷道需用装岩机清底等),尚需在实践中进一步考核。 (3)着力解决装岩配套的转载问题 欧洲煤矿使用液压钻车的岩巷掘进工作面,大多采用落地刮板式转载机,接受侧卸式装岩机或铲运机装载的岩石并转载到其后的带式转载输送机上,连续将岩石装到带式转载输送机下储存的一列矿车中。这一转载配套系统的特点是: ①距离掘进工作面约30~40m以内无轨,带式转载输送机后面是轨轮式矿车运输; ②带式转载输送机为吊挂皮带式,不占轨道; ③落地刮板式转载机为三排强力链板的刮板输送机,机头贴近巷道底板,装岩机将工作面的岩石装运到刮板式转载机机头处,行走距离短,装载效率高。 我国煤矿岩巷装岩配套的转载机械还不够成熟:侧卸式装岩机直接将岩石装入矿车的方式,使装岩机行走距离过长,易使履带零件过早损坏;耙斗式装岩机作转载机,使装岩速度加快并改善了侧卸式装岩机的作业条件,但耙斗式装岩机机尾只能存放一个矿车,影响机械化作业线效率的发挥。近年,有的煤矿采用了梭式矿车运输系统,需要设置专用的转载站。研究“全液压钻车作业线”的转载运输方式,开发合理的转载运输设备,已成为进一步提高全液压钻车作业线技术水平的关键。 (4)开发安全高效的锚杆支护机械化设备 煤矿岩巷掘进的锚杆支护机械化对确保正规循环、避免顶板事故有重要作用。应进一步改革掘进施工工艺,开发便于与掘进钻车、装岩机等设备错车换位的煤矿岩巷用履带式锚杆钻车等机械化锚杆支护设备,使煤矿岩巷锚杆支护机械化问题得到根本解决。 上世纪七、八十年代,煤矿曾成功试用岩巷用液压锚杆钻车,证明合理安排掘进工艺,采用锚杆钻车进行锚杆施工可实现快速、安全、高效、质优。进入21世纪,煤矿液压钻孔与凿岩技术更加进步,巷道断面加大,人们对确保施工安全、改善操作条件、提高效率等观念已经提升;煤巷用多钻臂锚杆钻车已大大发展,有条件开发、应用高度机械化的煤矿岩巷液压锚杆钻车。 (5)重视煤矿液压凿岩钎具的科学性 应注意煤矿岩层节理发达、易卡钎、冲击能不是很高但转矩大、要求寿命长等特定条件,根据煤矿用液压凿岩机的性能选择配套钎具。应合理处理爆破孔与锚杆孔直径与孔深相互匹配问题,并科学调节液压凿岩参数,在寻求最佳凿岩速度的同时,获取钎具的高可靠性。 煤矿岩巷掘进机械化是煤炭能源发展的需要,更是减少煤矿安全事故、改善掘进工人健康安全作业条件与作业环境的需要。应充分利用现代技术和国内外先进经验,科学、有序地开发、应用煤矿岩巷掘进机械化技术装备。对于岩石掘进,人们曾探讨多种机械破岩方式以及高压水射流、超高频电磁波、火力破岩等,但迄今实际有效的是全液压凿岩爆破法与全断面掘进机法。近年有国内企业花费超过千万元试验“一体化”破碎全岩“新方案”,设计了两个液压锤加三个液压凿岩钻臂的自动控制破岩机械,因机器庞大而效果不佳,不得不终止了历时两年多的产品开发工作。要继承和发扬已有科学成果,采用科学有效的途径,切实提高煤矿岩巷掘进机械化水平。 煤矿掘进机论文:浅议掘进机电一体化在煤矿发展中的作用 [摘 要]当前我国煤炭系统投入了大量的人力物力财力进行机电一体化的设备改造与研发,煤矿机电一体化技术的研究和应用有了重大突破,取得了阶段性成果。越来越多的人认识到,机电一体化技术的推广应用是提高矿山生产效率,保障生产安全、降低劳动强度的重要途径。本文详细阐述了机电一体化技术在煤矿的生产中的应用,并对这一技术的应用趋势进行了展望。 [关键词]掘进机电 机电一体化 应用 发展 为适应煤矿机械对性能的要求,仅仅依靠机械和液压技术的已显得力不从心。电子(微电脑)控制技术的发展就成了煤矿机械的必要选择。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。 一、机电一体化概念 “ 机电一体化”(Mechatronics)是集机械、电子、计算机和信息技术等多种技术有机结合的一门交叉综合技术。它是从系统的观点出发,综合运用机械、电气、计算机、信息、自动控制等各种技术.根据系统功能目标和优化组织目标,合理进行配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性的基础上实现特定功能价值.并使整个系统紧密结合起来,相互渗透,相互融合而形成的一门新兴的综合技术。机电一体化产品的使用大大改善了煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时在降低能、保证安全生产方面也实现了特定的价值。 二、机电一体化在煤矿机电设备中的应用概述 随蕾社会的发展,科技的进步,机电一体化技术在煤矿机电设备中的应用也越来越广泛。机械技术和液压控制技术有机的结合.极大地提高了煤矿机电设备的各种功能.使操作更安全方便、作业精度更高、成本更加节约。当前.以微机或微处理器为优秀的机电一体化技术在煤矿机电设备中的应用已经很普遍,实现了煤矿机电设备的监督控制与故障自修复、故障警报等.随着技术的不断进步,煤矿业对煤矿机电设备的性能要求越来越高,机电一体化技术在煤矿机电上的应用也越来越广泛.设备的组成结构也越来越复杂,其维护也会越来越专业化。 在煤矿开采中.煤矿机电设备的性能、自动化程度以及经济性等,直接影响着煤矿的开采效率,同时也影响着煤矿供电、排水、通风、提升等设备的安全运行.煤矿机电设备质量的好坏与性能的优劣又直接影响到设备的动力性、经济性和可靠性,进而影响工作质量、生产效率和设备的使用寿命。因此,机电一体化系统成为煤矿机电设备中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.其在煤矿机械中扮演的角色越来越重要。机电一体化的功能越来越强.应用范围越来越广,这也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.因此对煤矿职工的培训以及设备的管理也越来越重要。 三、机电一体化技术的研究在煤矿生产中的重要意义 1、提高劳动效率机电一体化产品的应用使过去落后的生产方式得到极大的改变,大量新型自动化电子设备的使用彻底转变了煤矿的作业模式,明显降低了工人的劳动强度,大幅提升了劳动生产率,极大地提高了劳动效率。 2、增加了经济效益和矿工的劳动收入煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,增加了企业的经济效益,同样使矿工的劳动收入有所提高,改善矿工的生活质量。煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。 3、提高了劳动安全保障传统的煤矿工作环境非常恶劣,在潮湿、充满煤尘的环境中长时间、高负荷地工作严重影响到矿工的身体健康和生活质量,某些情况下还会危及到他们的人身安全。采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,防止工伤和职业病的发生,保证了矿工的生命安全。 四、机电一体化在煤矿机电设备中的具体应用 1、在线监控、自动报警及故障自诊断。 实现对煤矿机电设备的电动机、工作装置、传动操作系统、控制系统和液压系统等运行状态的在线监控和故障自诊断功能.一旦煤矿的电动机、传统操作系统、控制系统和液压设备等出现故障,就能够自动报螯并精确地定位故障,从而改善了操作员的工作条件,简化了设备的维修和维护程序,缩短了停工维修的时间,提高了设备的工作效率,延长了设备的使用寿命.节约了成本。 2、提离自动化或半自动化程度,节约能源,提高生产效率。 煤矿机电设备采用机电一体化技术,实现了自动化或半自动化控制,既减轻了操作者的劳动强度,提离了生产产效率,又少了因操作者经验不足而对作业精度的影响,提高了作业精度。另外,井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等设备,使用变频起动、PLC控制系统,不仅提高了生产效率,节约能源30%左右,也相应地减少了煤矿生产的成本 3、实现掘进面局部通风,大大的降低损失。 煤矿生产中巷道施工要求局扇不间断供风,在高瓦斯及双突矿井的巷道施工中,局扇的不间断供风显得尤为重要。在巷道施工过程中,由于局扇的无计划停风造成的瓦斯故屡见不鲜,大多数瓦斯事故都是由此引起的。为解决上述问题,煤炭系统为此做了大量的工作,《煤矿安全规程》对局部通风作有专门的一系列规定,对局部通风的供电系统严格的规定了“二专两闭锁”的要求,然而无计划停风的问题虽有好转.仍然不能杜绝。近几年出现的一种双电源电气闭锁真空磁力启动器.解决了这一难题,用他来实现掘进面的双风机双电源自动切换只需要几秒钟的时间,大大降低了掘进面无计划停风带来的损失,更有力地保证了安全。 4、井下开关的应用系列,实现关的多用途。 机电一体化技术在井下开关的应用系列矿用隔爆及本质安全型智能化多回路真空电磁启动器适用于瓦斯及煤尘爆炸危险的煤矿并下。在交流50Hz,电压为1140V供电线路中,可对乳化液泵站、喷雾泵、转栽机、破碎机启动、停止、及双速切换、主、从顺序控制,并能对电动机及供电线路进行保护。可带三相交流感应电动机或交流双绕组双速电动机的启动、停止、反转及双速切进行控制,并能对电动机及线路进行保护。该开关采用微机控制线路,实现关的多功能(多用途 使开关既能作为蒈通开关使用,又能作为双速开关使用,便于管理和维护。 机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,目前已经成为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。 煤矿掘进机论文:煤矿掘进机常见故障分析及处理方法 摘要:文章从电气系统、液压系统这两个方面入手,分析了煤矿掘进机在工作状态下常见的故障问题,就故障的具体表现形式以及产生原因进行了简要分析,同时概括了在不同故障下的处理技巧与方法,希望能够引起同行人员的高度关注与重视。 关键词:煤矿 掘进机 故障 处理 掘进机是煤矿企业展开巷道工作中必须使用的关键设备之一,其使用性能将直接对巷道建设质量产生影响。但,受到大量因素的影响,掘进机运行期间相关系统均表现出了一定的故障与问题,需要工作人员通过对故障问题的分析,研究相应的处理方法。为进一步提高煤矿掘进机的运行稳定性水平,本文尝试展开对掘进机常见故障的分析与处理工作,研究如下: 1 煤矿电气系统故障分析及处理方法 1.1 掘进机电气系统PLC无输出:造成掘进机电气系统出现此类故障的原因众多,常见影响因素包括PLC控制按钮失灵、自动保护节点损坏、综合保护器输出异常等多个方面。出现此故障后,显示灯会出现异常显示特征,操作人员可以根据指示灯的显示情况判断PLC是否正常输出(一般来说,显示灯常亮状态下代表PLC输出正常,显示灯熄灭状态下代表PLC输入异常)。若最终判断为电气系统PLC无输出,应当采取的处理方法为:根据状态指示灯的显示特点,确定显示回路输入情况,对故障原因进行盘点。在短接输入端的操作方案下分析PLC输入端是否存在损坏问题。若损坏则应当及时对相关部件进行更换,重新启动PLC,以确保输出功能正常。 1.2 掘进机接触线圈、继电器线圈无法导通:结合煤矿掘进机的实际运行工况来看,电气系统当中造成接触器以及继电器线圈回路无法导通的主要因素包括以下:其一,受到交流电源未接通、继电器损毁以及接触线圈损毁等相关因素的影响,可能导致接触器线圈回路无法正常导通;其二,受到直流电源未接通、继电器PLC无输出以及继电器线圈损毁等相关因素的影响,可能导致继电器线圈回路无法正常导通。出现以上故障后,可以通过使用万能表或者是观察PLC发光管显示的状态的方式加以判定。针对出现故障的部分进行及时更换,重新启动后检查回路是否正常导通。 2 煤矿液压系统故障分析及处理方法 2.1 先导油路压力水平降低:对于具有先导控制功能的煤矿掘进机液压油路而言,在正常运转状态下可能出现马达或千斤动作迟缓的问题。此情况下,若液压系统内部所有油路均慢动作运行或不动作,则可判定为液压系统出现先导油路压力降低方面的问题。出现此情况后,首先应当对液压系统先导油路压力水平进行合理的提升,观察效果。还需要特别注意的一点是:在冬季低温状态下,若井下工作面温度在5.0℃以下,则受到液压油粘度较低,流动不畅等相关因素的影响,很有可能造成先导系统压力无法满足运行标准的问题。出现此类故障后,需要采取的故障处理方法为:在不带负荷状态下使油泵做长时间运转动作,对邮箱温度计监测数值进行观察,在该取值≥15.0℃情况下再展开油路动作。 2.2 炮头升降油缸缓慢自降:通过对实践工作经验的观察认为,对于煤矿掘进机液压系统而言,炮头升降油缸在工作过程当中压力取值正常,关闭升降油缸后,受到液压锁阀芯内相关杂物夹杂于阀芯结合面上,或者是阀芯磨损严重的因素影响,会出现关闭不严密问题,此故障若不及时进行处理,会导致油缸出现缓慢自降的现象,严重时可能导致煤矿掘进机的正常运行受到不良影响。在出现此类故障后,需要采取的故障处理方法为:对液压锁阀阀芯进行清洗,彻底清除阀芯表面杂物,或对于磨损严重的阀芯,及时更换液压锁。 2.3 油泵内泄过大:若煤矿掘进机液压系统中出现油泵内泄水平过大的问题,可能造成整个液压系统压力降低,并最终对掘进机的运行产生不良影响。对此故障进行判断的主要方法为:根据轴向柱塞泵观察泄油量标准。若泄油量较大且无法修理,应当直接对液压系统油泵进行更换。齿轮泵需要关闭操作阀,油管接头无油液渗出的情况下对压力取值进行观察。若油泵内压力仍然无法得到有效的提升,则应当采取的处理措施为:拆卸解体油泵,对密封部件的损坏问题进行观察,及时进行更换,以解决该故障。 2.4 溢流阀内泄:特别值得一提的是,在煤矿掘进机液压系统出现内泄问题的情况下,若液压系统马达速度处于正常运行状态下,且泄油口没有明显故障表现时,可以采取的处理方式为:将运输油路的操作阀门部件与装载油路的操作阀门部件进行对换,压力较低的一侧即判断为存在溢流阀内泄的区域。在故障定位基础之上,可采取清洗阀芯或者是对溢流阀进行整体更换的方式解决故障。 3 结束语 由于煤矿掘进机始终在井下工作面运行,工作环境相对比较恶劣,再加上操作人员的技能水平有一定的差异,导致煤矿掘进机在运行期间仍然存在大量的问题与缺陷。若相关的故障不及时进行处理,将有可能对掘进机使用价值的发挥产生不良影响。为杜绝这一问题,本文在对煤矿掘进机关键系统常见故障进行分析的基础之上,研究了具体故障的处理方法,希望能够为相关故障的及时处理提供一定的意见与建议。 煤矿掘进机论文:掘进机机载临时支护装置在潘二煤矿的推广应用 【摘 要】本文以潘二煤矿12224上顺槽锚网支护巷道掘进工作面为背景,结合单体水压支柱临时支护存在支护强度低、支护面积小、操作不便及安全系数低等缺点。通过对比分析引进天河科技研发的机载临时支护装置,该装置具有选位合理、结构简便、对掘进机的改造量小、不干扰掘进机的正常截割作业功能。进而优化了支护工艺,降低了劳动作业强度,缩短了工序时间,提高了掘进效率和安全系数。实现了综掘临时支护的机械化,缩短了工序时间,为综掘巷道的安全高效掘进和施工安全提供了条件。 【关键词】综掘工作面;机载临时支护装置;优化支护工艺;机械化 0 引言 随着矿井年产量的逐年攀升,潘二矿对快速掘进的要求越来越迫切,生产实践存在掘进速度慢、劳动组织繁冗、安全系数低等一系列问题,与煤临时支护施工工艺密切相关。潘二矿煤巷锚网支护巷道掘进一般采用煤巷掘进机组及配套的单体风动锚杆钻机进行掘进、支护施工,而单体风动锚杆钻机在施工锚杆、锚索前,采用单体水压支柱作为临时支护,但这种临时支护存在支护强度低、支护面积小、操作不方便、安全系数低等缺点,严重影响煤巷掘进效率,并且存在着较大的安全隐患。因此,引进天河科技研发的机载临时支护装置,安装在掘进机悬臂上,对于优化支护工艺,降低劳动作业强度,提高掘进效率和安全系数等技术经济指标具有重要意义。 1 临时支护现状 目前我国推行锚杆支护的综掘巷道,由于巷道围岩多为中等稳定和不稳定状况,顶板较破碎,支护形式为多种联合支护。因巷道断面小,在综掘施工巷道中支护机具大多配备风动单体锚杆钻机,钻进效能低、占用辅助时间长,由于掘锚速度慢,为避免空顶时间长引起顶板沉降和变形均采用临时支护。 潘二煤矿现阶段岩巷锚喷支护巷道单巷掘进施工时,一般采用EBZ220H型和EBZ260H型岩巷掘进机组相配套的MQT-85J-33型单体风动锚杆钻机进行掘进、支护施工。掘进工作面普遍使用的临时支护方式为:前探梁+背木临时支护和轻型单体水压支柱+π型横梁临时支护2种方式,前一种形式支护为被动支护,没有初撑力,操作人员有进入空顶区架设作业的可能,存在安全隐患,安全性差,操作过程复杂,人工移动,用人多,劳动强度大,临时支护速度慢、效率低。第二种形式则支护速度慢,导致空顶时间长,顶板易发生沉降和变形,对水压要求较高,普遍性不高,而且工人扛运单体水压支柱劳动强度大,操作人员必需有一段空顶作业时间,存在较大的安全隐患。 2 机载临时支护装置的引进 2014年5月,潘二煤矿在西二12224上顺槽综掘工作面安装使用了一套机载临时支护装置。这套装置由山东天河科技股份有限公司生产,安装在EBZ-160型掘进机上,代替原有的前探梁和单体水压支柱临时支护。在满足临时支护的同时也可以托起锚网和钢带或槽钢,实现了机械化支护作业,成功地解决了以往临时支护期间空顶作业难题。 机载临时支护装置主要结构:顶架、主架、折叠油缸、升降油缸、支撑油缸、平衡阀、二位三通阀、分流集流阀、多路换向阀及其配套液压管路组成。多路换向阀安装在司机台,平衡阀安装在各自油缸体上。 3 机载临时支护装置的工作原理 机载临时支护装置工作时,由原掘进机的液压泵站供油,推动多路换向阀使液压油通过分流集流阀进入平衡阀和支撑油缸、折叠油缸,使顶架打开升起。推动升降油缸使主架升高,通过三组油缸的协调操作使顶架、主架调整到所需要的高度、角度,升到巷道上顶板,把钢带和钢网压紧在巷道顶板上,并达到所需的支撑力后停止。关闭临时支护装置动力源。此时,施工人员进入掘进工作面在临时支护装置的掩护下进行锚杆支护作业。 4 机载临时支护装置的技术参数 1)适用巷道高度2m~4.2m; 2)支护最大宽度3.6m; 3)最大支撑力1.5 t; 4)支护面积3.24m2~9m2; 5)支护超出截割头0.9m~2.2m; 6)顶架横向倾斜角-200~+200前后倾斜角300; 7)系统压力18Mpa; 8)整机重量约1 t。 5 具体操作工序如下: 1)掘进机完成截割作业后,将截割头放下。先检查支护装置各部位零部件及管路是否完好,再操作二位三通阀使液压油切换到支护装置的油路; 2)掘进机停电闭锁,工作面敲帮问顶后,把钢筋网或金属网、钢带放在临时支护顶架上绑紧,除两名支护工及司机外其他人员撤出,并设置警戒(要求掘进机司机在操作位置,两名支护工站立于平台的永久支护下); 3)掘进机送电,启动油泵升临时支护装置,司机根据副司机指挥调整角度及高度,若网片搭接不合适,司机停油泵,停电,副司机进行处理,再次送电,升起临时支护接顶并达一定支撑力,停电闭锁; 4)支护人员进入到临时支护下方进行永久支护,永久支护结束后人员撤出并设置警戒,送电收回临时支护装置,支护作业完成后,推动二位三通阀切换到掘进机掘进所需的油路,继续进行掘进作业。 6 机载临时支护装置的特点及优越性 机载临时支护在掘进机截割够一个循环(2米)后停机并进行敲帮问顶,把钢筋网或金属网、钢带放在临时支护顶架上绑紧,启动掘进机油泵升起临时支护到未支护的空顶下,达到额定初撑力;在有临时支护的顶板下逐排进行锚杆、锚索永久支护施工。 相较于传统临时支护方式,机载临时支护装置具有如下优越性: 1)进一步优化了煤巷掘进施工工艺,提高了临时支护的安全性和可靠性; 2)掘进循环进尺由原来的1.8米增加到2.7米,提高了掘进效率和单进水平; 3)采用液压机械支护,避免了工人进入空顶区作业的危险; 4)超前支护方式由原来的被动支护变为主动支护,支护能力达到1.5T; 5)支护装置可根据顶板倾斜程度适当调节伸缩油缸,以适应不同条件下的顶板状况,确保超前支护紧贴顶板;(下转第310页) (上接第288页)6)该系统通过控制阀控制各部件的动作,从根本上改变了传统的临时支护方式,能够随掘进机行走,动力由掘进机提供; 7)操作简单,操作阀组少,管路少,便于维护; 8)支护面积大,支护强度高,给工人创造了安全的作业环境,大大提高了掘进工作面安全性。 7 结 论 通过对比分析和井下实践证明,潘二煤矿复杂的地质条件和顶板状况下,采用该装置可以实现机械化临时支护。对工作面空顶区可实现快速支护,并且相对传统方式可实现主动支撑顶板,彻底解决了掘进工作面锚杆支护时部分时间空顶作业问题,消除了空顶作业的安全隐患,杜绝了因空顶作业造成的工伤事故。 在提高综掘掘进速度的同时,还能保障锚杆支护的安全性,进一步提高了潘二煤矿综掘机械化水平。 煤矿掘进机论文:浅论煤矿掘进机常见故障及处理方法 [摘 要]掘进机作为巷道综掘机械化的关键设备,它性能的好坏影响巷道掘进的速度和质量。在煤矿日常掘进过程中掘进机经常会遇到种种故障。本文结合日常工作经验对掘进机常见故障进行分析。 一、截割机构常见的故障及处理。 (1)截割电动机过负荷。当截割负荷在给定值百分之二百以上且持续超过时间10秒,截割电机会自动停止运转。当负荷降低后,截割电动机能自动复位。 (2)截割电动机温度过高。当截割电动机温度过高时,继电器就动作,使截割电机停止运转。当截割电动机温度超过170度时,定子绕组的热敏原件通过转换发出指令讯号,电磁开关箱信号显示器的绿灯亮起,截割电动机停止运转。温度下降约三分钟后,电动机能自动恢复运转。 (3)截割头轴承损坏或延伸部轴承损坏。截割头轴承损坏或伸缩部轴承损坏,都不能正常传递转动扭矩,因而导致截割头不动作。处理的方法是更换损坏的轴承,但在井下作业环境条件时,难度较大。最好的方法是更换整个截割头伸缩部。 (4)减速器内部轴承或齿轮损坏。出现这类事故时,截割头减速器内部有异常的杂音,极易判断出故障的原因。减速器轴承损坏或者齿轮损坏,使减速器不能传递扭矩,导致截割头不能运转。这种故障的处理方法是打开减速器,检查内部,更换损坏的齿轮或轴承。 (5)截割滚筒内花键严重磨损。截割滚筒与输出主轴通过内花键联接,输出主轴是花键轴,滚筒为花键套。如果出现磨损严重现象,便导致截割滚筒不转。判断这种故障极为简单,只要输出主轴转动而滚筒不转动,就可判断这类故障。处理的方法是拆卸滚筒,检查时花键轴还是花键套磨损严重。如花键套损坏,更换滚筒。如输出主轴损坏,则更换截割头伸缩部。 二、装运机构常见故障及处理 (1)刮板输送机卡链。掘进机使用过程中,刮板机卡链的现象经常发生,其原因主要有:一是由于链条过松,两边链条张紧后长短不等造成跳链;二是链轮处卡有岩石或异物卡链;三是因二运转载机出货不及时,造成刮板机头积货后矸石异物被带入刮板机下部,造成卡链;四是脱链器损坏或丢失。前两种处理方法是调整和更换刮板链条,使其长度相等,松紧适度,及时清理卡在链轮处的矸石;第三种原因造成的卡链,需要往返运行刮板机,使刮板链带出刮板机下部矸石,预防方法是根据二运转载机的出货能力适当控制刮板机马达转速。第四则要及时更换安装脱链器。 (2)刮板输送机断链。造成断链的原因有:链条节距不等,刮板链过松活或过紧,链轮中卡住岩石或异物,链条过度磨损,卡链时不及时处理硬拉,扫底时截割部与改向链轮干涉等。处理方法是拆检更换链条,清理异物,扫底时将铲板下压,避免与截割部发生干涉。 三、行走机构故障与维护 (1) 行走马达故障。行走马达故障的原因有:一是先导管堵塞或漏液;二是马达泄漏大或者马达内部故障。处理的方法是:一是更换新的先导管;二是更换行走液压马达。 (2)液压马达过载,安全阀调整压力低。这种原因也会造成履带不行走。处理的方法是重新调整过载安全阀。 (3)行走制动器不能完全打开。如果掘进机行走时,其行走制动器不能完全打开,将会加大行走阻力,导致行走困难或不行走。造成行走制动器不能完全打开的原因有:一是控制制动器的减压阀或梭阀损坏;二是制动器泄露或内部结构损坏。处理方法:一是更换减压阀和梭阀;二是更换制动器。 (4)张紧用的溢流阀(单向阀)泄漏大或者损坏。溢流阀的作用是使履带张紧液压缸始终处于伸出状态,保持履带适宜的张紧程度。由于溢流阀泄漏大或者损坏,不能使其始终保持伸出状态,致使履带链松驰。处理的方法是更换新的溢流阀。 四、液压系统常见故障及处理 煤矿掘进机液压系统的油温过高而引起的故障。发生这类故障的原因分析如下:一是液压泵内泄漏严重。液压泵内压力调得太高,泵内零部件磨损严重导致密封间隙变大,执行元件的密封装置损坏严重,泵内油液粘度太低等,都会导致泵内泄漏加剧。二是液压系统没有卸荷回路,当工作完成后不再需要压力油时,大量高压油液仍滞留在溢流阀中。当系统暂停工作时,如果液压泵还是以溢流阀调定的工作值来排油液回油箱,就会使油液发热,造成功率损失,因此就需要卸荷油液。卸荷主要是油泵以很小的流量或很低的压力来运转,减少油泵的输出功率,从而减少油液的发热,节约能量,延长系统的使用寿命;三是使用的油液粘度过大,造成过大的液压损失。粘度是工作液体的主要性能之一,使用的液体粘度越大,液压系统的机械摩擦和压力就越大,使阻力和系统的压降也在不断增加,造成温度升高,功率下降;四是冷却油的容器内被堵塞了,造成容器里的冷却水不能循环使用而使油液的温度升高,或冷却水的量不够,不足以把液压系统内的热量带走而使油液的温度升高。这些问题的的处理方法基本是更换油箱内的液压油,调节水的流量,开机作业时必须开水。如果因冷却液内部阻塞所致,可拆卸清理冷却器,或者更换冷却器。 煤矿掘进机论文:基于PLC控制的煤矿掘进机电控系统设计 [摘 要] 为了进一步提高煤矿掘进系统工作能力,有效控制操作故障,在使用煤矿掘进机电控性能的同时,必须根据PLC可编程控制器使用要求,让放大器和PLC发挥最大功能。在降低控制设备复杂程度的同时,方便维护工作顺利开展,减少故障。另外,PLC能及时发出报警信息,对实现故障自振、缺相保护以及过载具有重要作用,在保障掘进机安全运行的同时,也取得了良好的成果。本文结合PLC控制的煤矿掘进机电控制系统,对PLC电控系统设计、工作原理以及主控系统进行了简要的探究和阐述。 [关键词] PLC控制; 煤矿掘进机; 电控系统; 设计 随着我国煤矿生产能力增强以及安全生产的需求,掘进机在煤矿生产中应用越来越广泛,并且逐步成为不可或缺的设备。在现代化科学技术的影响下,传统的、落后的掘进方式逐渐被机械化、先进的掘进方式代替,在时代与生产的双重压力下,国产重型掘进机出现。在传统的煤矿掘进机电控系统中,大多使用继电器和接触器的系统,在大范围继电器使用中,效率低、速度慢大大影响了整个掘进机的工作效率。PLC可编程控制器具有稳定性好、可靠性高,在强烈、高温环境下都能不间断、长时间运行的特点,所以在煤矿掘进机电控制系统中被广泛应用。另外,由于掘进机中需要配备多台电机,为了正常工作,所以它们之间会存在一定闭锁问题。而PLC控制则能避免不可靠、闭锁接点多等问题,在良好的记忆功能中,它能及时查出PLC控制器输入信息。 一 PLC电控系统设计以及工作原理 在掘进机设备中,主要由电控箱和开关箱组成,和照明灯、电铃、急停按钮、油位继电器、工作结构共同组成掘进机电控系统。在液压系统和电控系统配合中,逐步实现各种机械作业,同时还能对油泵、超载、绝缘、断相、截割进行保护、监控。在煤矿掘进中,为了保障电控要求,必须根据电控设备要求,将各种信号输到PLC中,再对特殊模块以及PLC进行软件设计。 (一)PLC主要结构 PLC作为新型的电子控制装置,它是在计算机技术的基础上,对工业生产进行装置控制的形式。同时它也是程序化设计的结果,是当今机电生产发展的结果。PLC主要包括:电源、CPU、存储器以及输出输入模块[1]。 电源作为煤矿掘进机电控系统正常运行的基础,可以直接将交流电与可编程控制器相连。CPU,又称中央处理单元,它是整个可编程控制器的优秀,每个PLC都必须配备一个CPU。CPU是在系统设计的基础上,对采集的数据进行处理、存储的过程,通过分析、计算后可以直接对装置或者电路进行控制。另外,CPU存储能力和数据处理进程最PLC公正效率具有重要影响,例如:工作容量、控制规模、工作速度等,都是不可缺少的参数。 在输出输入模块中,作为所需控制电路与可编程控制器的连接模块,主要包括开关量输出、输入,模拟量输出、输入等。在存储器中,主要包括用户程序和系统程序存储器,系统存储主管系统软件,用户存储管理用户使用的软件。可编程控制器的功能主义包括:限时、条件、步进、联网、通信、数模、模数转换[2]等。限时控制可以为控制器提供多个定时器,在指令设定的过程中,拥有便利的改动、调动工序。条件控制,是对可编程控制器进行指令设置,它可以对继电器串联、并联或者串并联进行处理。随着科学技术的快速发展,机电一体化应用范围越来越广。在工业生产中,为了促进煤矿掘进机电控系统发展,基于PLC控制的机电一体化在煤矿生产中应用范围变得更加合理、科学。 (二)PLC电控系统设计 在硬件设计中,PLC控制根据信号控制主回路、采集中的通断控制故障状态或者综合保护显示,主要包括:主腔门盖、回路单元、操作箱以及接线箱等。 主腔门盖[3]主要包括:SPU(稳压电源)、PLC(可编程控制系统)、S传感器、R继电器、EM扩展模块、RPB中继电源板等相关部件,布置框架如图一所示。 操作箱主要由万能开关、显示屏以及行程开关构成,它的原理如图二所示。最后,主回路单元则由真空交流接触元件构成,进而保障电控机电路分断和闭合,有效控制变压器、熔断器互感器以及换相开关等。 (二)工作原理 煤矿掘进机的电控系统由PLC完成,也就是完成控制信号采集,在通断控制的同时,显示故障产生时的故障状态以及综合保护。 1、主回路 交流电压主回路通过换相开关隔离,将其分成两路,一路主管FU1熔断器到变换器控制的T1、T2,另外一路则是转载电动机、截割。油泵提供的电源状况。油泵电动机通常以真空接触器作为开关,由RC1电压保护吸收主回路电压,通过Sensors1I和CT1A―CT1C为模拟量提供对应的电流信号;在正确判断电流工作状况的同时,对其进行断相、短路、过载保护。 在电动机截割中,通常以VACC2接触器作为开关,用电压保护器RC2作为具体的电压操作程序;通过Sensors2I和CT2A―CT2C为AI2模块提供信号,从而正确的判断出过载和电流。在电动机转载电路中,通常以VACC3接触器作为开关,RC3吸收回路电压,通过Sensors3I和CT3A―CT3C为AI3提供信号,进而实现断相、短路和过载保护。 2、保护回路 在PLC控制的煤矿掘进机电控制系统中,保护回路又称漏电检测,在油泵回路中,主要由漏电闭锁、电源板、传感器等相关元件组成,再将漏电信号传入模拟量,进行漏电保护。照明漏电保护则由LDJ―24插件[4]组成,回路正常时,常闭接点闭合,继电器得电吸合,最后再送出照明电源。当整个回路出现漏电现象时,插件接点就会闭合,在显示屏显示漏电故障的同时,接点被打开,断电器自动切开回路电源。 为了保障煤矿掘进机实现上述功能,必须进行简单可行、安全可靠的软件系统。在系统设计中,还必须注意各种电机闭锁和保护输入关系。在系统因素分析中,最重要的是反转闭锁和正转闭锁,软件设计流程如下图三所示。 二 PLC主控系统以及软件设计 PLC可编程控制适用于各种速度、压力以及加速度循环工作,通过无线或者有线遥控联接,可以将总线组件以及模拟数字用在闭环液压以及液压控制系统中。在煤矿掘进机电系统设计中,它可以随意添加或者拓展组件设计,程序设计具有很强的适应性。在多种联接方式中,所有输出、输入都能由参数设定。通过移动电话以及解调器,能够顺利实现远程诊断,进行模块控制。 (一)PLC主控系统 1、电控系统组成 PLC作为煤矿掘进机的控制中心,一般选用PLVC4为主控制器,DC24为供电电源,有3路数字输入,4路模拟输入,4路输出通常用于IPWM(开关阀)或者电磁铁比例,输出电流最大时可以达到2200mA,也可以直接驱动电磁铁比例,并且不需要任何放大器,其主控系统框架如下图四所示。 在PLVC4中,主控制器作为整个煤矿掘进机的控制中心,一般选用两台进行控制。一台为IPWM主站驱动型,用来驱动需要精确速度的电磁阀,例如:切割臂回转、升降、行走等;另外一台则作为从站,主要用来驱动星轮、运输、铲板升降或者转载的正反转。 对于安全栅,一般安装在相对安全的场所,作为非本安电气设备与本安电气设备相连的设备,能够直接传入现场设备的安全值内部,进而不断保障现场人员、设备、生产的安全性。在操作站模块中,一般采用本质的安全性操作,缩短操作空间,电控箱和操作站的连接方式一般为通信方式,在减小电控箱和操作站控制设备和连接线的同时,缩短掘进机高度,方便系统维护进程。操作站的主要内容包括:机型故障、标志、文本显示、时间显示、当前动作、最后动作、电动机故障特征、电动机数据、传感器数据、通信接收、数据接收、警告、报警指示灯等。该系统既可以显示电动机故障代码、停止原因,还可以为相关工作人员提供维护者参考,从而让故障解决过程更加快速、方便。 另外,在漏电模块检测中,煤矿掘进机工作电压被分成1140V或者660V两种情况[5],同时在两种电压等级下,闭锁值也不一样,在等级为1140V中,动作值为40千欧,返回值为60千欧;在等级为660V的情况下,返回值为33千欧,动作值为22千欧。并且PLVC4和漏电模块检测为主要的通信连接方式,PLVC4通过煤矿控制系统决定闭锁功能关闭或者开启,以及660V、1140V电压切换。为了有效控制电压出现漏电模块检测现象,可以进行漏电检测,一旦发现有漏电检测或者通信异常时,启动闭锁电动机。 2、电控系统工作原理 在PLVC煤矿掘进机控制系统中,比例阀驱动通常采用两个PLVC4可编程控制器,通过Can―Bus就能连接,当IPWM[6]输出后,再作为主站工作。在这过程中,由于PLVC4安装有隔爆电控箱,本质型安全箱被安装在操作站外部,所以通过安全栅就能窜入本安设备的安全值范围,进而保障现场人员、设备以及生产安全。对于现场操作人员,一般可以通过操作站电机进行按钮输入,通过安全栅、RS―485、RS―232进行PLVC4控制器转换,进而实现预定功能。或者也可以通过遥控模块、遥控器、RS―232、安全栅、RS―485进行整机控制。当煤矿电动机保护和检测通过电流检测信号进入PLVC4时,只要反复解算时限,就可以对电动机实现过载保护(如图五所示)。 (二)软件设计 在煤矿掘进机软件设计中是,PLVC控制根据OpenPCS 4.2.3编程程序要求,进行STL语言编程,从而实现比例阀线短路、断线检测。通过通信路段,将相关信号发送到操作站。电磁阀检测结果如下:通道号CHANNEL从1000开始为通信使用,55个字的操作站从通道1000到1054一直作为操作站通信区域,1055到1064为漏电检测的通信区域,1065到1070之间为遥控通信区域。 在这过程中,PLVC通过terminal终端配置软件,可以得到PWM、IPWM通道的最大输出电流、下降或者上升时间、通信地址、通信速度等,通过数据保存,进而达到煤矿掘进机迅速出厂的要求。 结束语 PLC作为当下新型的控制器,由于信息传输方便、逻辑能力强、安全系数高、体积小等优点,已经取代了传统的继电控制器,并且广泛应用于继电一体化中。随着先进的生产关系以及科学技术的快速发展,为了进一步完善PLC制作,必须根据PLC系统设计、工作原理以及主控系统相关特征以及要求,不断增强PLC在煤矿掘进机电控系统中的设计方案以及应用效益。 煤矿掘进机论文:煤矿井下掘进机供电分析 摘要:煤矿掘进工作面越来越长,那么其供电安全方面也会存在诸多隐患,本文主要简单分析了煤矿井下掘进工作面的状况,同时分析了供电方法,并且提出了煤矿井下设备节能的措施。 关键词:煤矿井下;掘进机;远距离供电 引言 煤矿井下的掘进机电设备具有线路铺设距离远、适用范围大、种类繁多且运行时间长等特点,对井下掘进机电设备的节能管理要采取多方面、多角度、全方位的措施进行耗电量大等问题的解决,针对不同矿井,选用适合的掘进设备,从而达到节约用电的目的。本文主要结合目前各大煤矿的生产实际情况,从掘进供电设备的选择以及井下掘进设备的管理使用两个大方面,浅析煤矿井下掘进机电设备的节能措施。 1、矿井掘进工作面状况 井下掘进机械设备主要有综掘机、钻车等,采用电压等级为1140V,在正常掘进施工循环时,一个掘进工作面的负荷可达780KW(主要设备配置见表1),最大电动机的启动电流就在800A以上,按2200米的供电距离、供电电缆截面95mm供电变压器1000KVA进行计算,最远点两相短路电流达到950A。按照《煤矿井下低压电网短路保护装置整定细则》速断保护安全系数的要求,速断定值为不大于633A,因此根本满足不了掘进工作面设备的安全运行。 表1井下主要掘进机械设备配置 2、电气原理分析 2.1、现行防爆电器产品的缺陷 我国煤矿井下高低压系统供电和控制设备普遍采用矿用隔爆型,隔爆结构一直沿用六七十年代苏联的型式,虽然在煤炭生产中起到了很重要的作用,但由于其结构不合理,技术上一直未能解决工人违章作业,产生电火花引起瓦斯煤尘爆炸事故的发生。特别是近年来,随着我国国民经济的迅猛发展,对煤炭的需求日益增加,带来的是煤炭生产供不应求。大多数煤矿为了多出煤,加班加点生产。有些煤矿为了缩短时间,井下采掘供电和控制设备搬迁、设备更换和维护时,严重违反《煤矿安全规程》的规定,在没有停掉上级开关电源的情况下,打开接线腔带电作业,其后果往往造成人身触电和瓦斯爆炸事故的发生。 2.2、原理探讨 从异步电动机的等效电路中可知,异步电动机在运行时所需要的无功功率由两部分组成:一部分是励磁支路所需的无功功率;另一部分是负荷支路所需的无功功率。异步电动机主要是励磁支路所需的无功功率,当负荷从由零到满载时,其变化很小,随负荷的增加而略有下降;而负荷支路所需的无功功率随负荷增加而增加,其值一般要比励磁支路所需的无功功率要小,异步电动机容量越小,相对的比例也越小。 纯电感负载中的电流IL滞后电压90°;纯电容负载的电流IC则超前电压90°。可见电容中的电流与电感中的电流相差180°,其能够相互抵消。相应达到了补偿目的。 BBW1型矿用隔爆型无功功率自动补偿装置可以对煤矿井下的中、低压供电系统频繁变化的无功量及时跟踪,自动投切电容器组,具有安装简单、隔爆性能优良、保护完善、安全可靠、智能化程度高等特点。还可使所控制补偿网络的线电流下降30%以上,功率因数提高到0.95以上,提高线路端电压5%左右,减小因感性负载启动时浪涌电流的冲击50%以上。使供电电压波动平稳,减少供电系统的线路损耗,节能效果显著。由于是对掘进机进行远距离供电的端电压进行补偿,所以就不能采用某些类型馈电开关中的相敏短路保护功能,进行供电线路的短路保护,因为相敏保护是判断功率因数的,所以不适合该解决方法,采用鉴幅式的短路保护理论上还是可靠的,就该掘进工作面的远距离供电技术实践,为保障掘进机正常运转和供电系统的可靠性也提供了一种思路。 2.3、分级闭锁产品的设计 煤矿电气项目开发组在充分分析现有防爆电器防爆结构所存在缺陷的基础上,研究设计了矿用隔爆型分级闭锁技术,首先在真空电磁起动器、煤电钻变压器综合保护装置和照明信号综合保护装置产品上,实现矿用隔爆型分级闭锁技术。即该系列产品的接线腔设有机械-电气闭锁装置,打开接线腔盖板进行维护作业时,其相应接线腔的电源就要断电。为此设置两个接线腔:一个是电源接线腔,一个是负载接线腔,两个接线腔设计为独立隔爆型式。其主要目的是为了在打开负载接线腔进行作业时,只停掉本级设备和下级关联设备,不但缩小了停电范围,而且节省了作业时间;当违章打开电源接线腔时,上级电源断开,避免了产生电火花造成的触电和瓦斯爆炸事故。 主腔机械―――电气闭锁装置由两部分构成,分别是控制电源闭锁机构和主电路闭锁机构,当操作人员欲打开主隔爆腔时,首先必须将隔离开关手柄搬到“分”的位置,此时方能操作机械闭锁杆,使其退到机械闭锁限位槽内,机械闭锁压板解锁,此时主隔爆腔内电源侧仍然带电。这时工人如违章打开主隔爆腔,主隔爆腔内电气闭锁机构的电气闭锁压板移动,压缩行程开关的行程,行程开关接点闭合,使上级开关断电,实现了主隔爆腔机械―――电气闭锁。 2.4、选择性断电保护原理 分析该供电系统设计为三级选择性断电,即总馈电开关为一级,分支馈电开关为二级,电磁起动器为三级,称之为三级选择性断电原理。上下级动作保护时限级差为200~500ms,可根据需要人为整定。而违章作业打开盖板的时间 1min,打开主腔的时间 10ms,即打开接线腔盖板或主腔前,保证上级开关断电,完全满足上级断电时间的要求。 2.5、相敏保护器在远距离供电之中的应用 BXL1-400型相敏保护器是由保护插件,底座,电流互感器和辅助电源变压器等四部分组成。在保护插件上装有电流分档调节开关,可进行高低档电流调节。整定电流调节开关供整定电流用。短路倍数拨码开关供整定用。相序调节开关,保护插件与底座之间由插件联接。底座与电流互感器、辅助电流变压器、中间继电器等由导线进行连接。 在三相供电系统中,由于三相电流和电压大小相等,相位互差为120°,因此用一相电流和电压就能反映三相对称性系统的电气参数的变化情况。BXL1-400型采用的是B相电流和BC线电压,由于在远距离供电系统中,当供电系统远端短路电流与电动机的起动电流相差不多时,短路功率因数可以近似为%,而电动机起动时功率因数仅为0.5左右,所以,在短路时保持电压大于电动机的起动时的保持电压,这样就将系统正常峰值和短路电流区分开了,一旦保持电压超过短路动作电流整定值时,保护器就会向开关发出跳闸信号,使开关起保护作用。 BXL-400相敏保护器体积小,可装在DW-80系列的馈电开关中使用,其特点是安装方便,费用少,保护范围大,动作灵敏可靠,实践证明,BXL-400型相敏保护器完全能满足矿井远距离安全供电的要求,是一种值得推广的新技术。 4、结语 煤炭是人类社会赖以生存的能源基础,在“节能减排”的大社会背景下,节约煤炭开采本身的能源消耗,对节能减排有着重大的意义。选择先进节能的井下掘进机电设备,科学合理的对掘进机电设备进行使用、管理和维护,是井下掘进机电设备最有效的节能途径。 煤矿掘进机论文:浅谈煤矿井下掘进机机电设备故障诊断及维护 摘要:在煤矿巷道挖掘普遍实施机械化的今天,掘进机日常的检查和故障维修成了每一个煤矿机修人员的必会的一项工作。为了及时消除事故隐患,使机器设备能充分发挥作用,特别是能尽早发现机器各部的异常现象,并采取相应的处理措施是非常重要的。本文主要探讨煤矿井下掘进机机电设备故障诊断及维护。 关键词:井下掘进机 机电设备 故障 随着我国煤炭产业的快速发展,煤矿机电设备的运行性能,对于煤炭企业确保安全生产和经济效益的提高,发挥着越来越大的重要作用。所以,对煤矿机电设备的管理与维护,就提出了更高的要求。煤矿的机电设备管理,要从基础工作做起,用经济杠杆为手段,以确保矿井机电设备安全性为中心,扎实地搞好管理工作,保证矿井机电设备可靠、高效、安全地运行[1]。 一、煤矿井下掘进机机电设备故障诊断 使用掘进机的矿井要建立严格的维修制度,严格执行部制定的设备完好标准和检修质量标准。要坚持“以预防为主”的原则,不要等出了故障再去处理,而是要把故障消灭于未然。 1.日检 (1)检查截齿与齿座有无损坏、丢失,更换不合格的截齿。(2)检查喷嘴是否损坏、丢失与堵塞,清理堵塞的喷嘴,更换补齐喷嘴。(3)在液压马达运转情况下,检查油箱内的油位,若油位偏低应补充液压油。检查各减速器中的油位,若油位偏低应补充润滑油。用油枪向各注油点注入润滑脂。(4)检查并拧紧松动的螺栓,检查所有的油管和水管是否有泄漏现象。(5)应使所有控制连杆的动作灵活。 2.周检 (1)检查履带板是否弯曲、有无断裂。检查履带链的张紧程度。(2)检查各联轴器是否牢固可靠,转动灵活。(3)检查刮板链、溜槽及铲板的磨损情况,检查刮板链的张紧程度。(4)检查胶带转载机托架上的螺栓是否牢固可靠。检查转载机的张紧程度和胶带连接扣是否完好。(5)拆下铲板升降油缸的护罩,检查固定螺栓和软管是否紧固和完好。(6)清洗和润滑所有的操纵手把。通过压力表检查各油路的压力是否符合规定要求。 3.月检 (1)包括日检和周检的内容。(2)将不符合要求的润滑油从减速器中放净,重新注油到所要求的油(3)使冷却水倒流,以清洗供水系统。 4.季检 更换液压传动系统中的油,清洗油箱内部。 5.半年检查 (1)检查所有减速器中的齿轮和轴承,必要时予以更换。(2)拆下所有的油缸,检查、清洗或修理。(3)用润滑脂润滑电动机轴承[2]。 二、煤矿井下掘进机机电设备故障的维护 机器安全作业和良好的备用状态在于严格遵守维护规程,并做好维护工作,其中包括按规定周期注油换油。一旦发现任何微小的故障都应及时排除,以防止重大事故的发生。 1.切割减速器的透气孔 切割减速器的下部开有透气孔,必须每天检查,必要时进行清理。 2.切割头的紧固 各用三副胀套将两个切割头连接在切割减速器输出轴的两端。安装切割头时要特别注意胀套的安装细则。胀套不是自动定心的,在安装第一组时,用随机专用工具进行定位。施加于拉紧螺钉的扭矩为145N・m,在任何情况下,都不要使用更大的扭矩。为了能确定切割头是否因受力而不对中,在安装切割头时,一定要使两个油嘴在一条水平线上[3]。 3.齿轮在转台上的紧固 使转台产生水平摆动的齿轮用胀套将其连接到盘形支座的轴上。齿圈偏离原安装角将使切割臂偏离中心位置,致使切割臂位于机器纵向轴线的一侧。为使切割臂恢复到机器纵向轴线的位置上,操作者必须采取以下措施:(1)旋转切割臂使其回复到机器的正中位置,然后把切割臂降低到地面上。操作过程中,要把切割臂准确地落在机器的纵轴线上。(2)用两个压板把齿圈固定在适当位置上。但要注意,两个压板不可压的太紧,以便能将齿圈移动到准确位置。(3)卸下胀套。(4)取下水平油缸盖,并卸下活塞。(5)把齿条调回到中心位置。油缸的两个外端面到齿条两端的距离X必须相等。(6)清洗胀套将其放回原位。(7)安装胀套时,必须严格遵循胀套的安装细则,分多次紧固胀套的螺钉,正确的扭矩为450N・m。 4.铲板托架的紧固 为保证铲板托架不松动,则必须对铲板托架每周检查一次。检查时,操用者使铲板上下运动几次。 5.刮板输送机的连接螺母每周必须检查 刮板输送机和装载减速器之间的连接螺母,以确保其安装紧固。发现螺母稍有松动,应立即重新紧固。 6.刮板输送机链条的张紧 当链轮转动时,刮板输送机链条的下垂度不得超过10mm。如果垂度太大,刮板容易跳链。但刮板输送机链条必须保持一定下垂量,否则机头和机尾的链轮及刮板机链条本身将遭受过度磨损。由于物料容易堆积在刮板机上,所以必须在运转清理后方可调整链条的张力。张紧:(1)松开减速器的紧固螺栓。(2)松开调节螺杆上的锁紧螺母,将两边减速器调整至相同的位置。(3)必要时,短时开动刮板机后再调整链条的张力。(4)拧紧调节螺杆上的锁紧螺母,并拧紧紧固螺栓。减速器上的紧固螺栓要正确拧紧,如不正确,调节螺杆就可能弯曲,减速器上的爪式联轴器和刮板输送机驱动轴就有可能损坏[4]。 7.刮板输送机安全摩擦离合器 安全摩擦离合器片是由弹簧加载的,每次起动都将受到一定程度的磨损。一旦磨损超过一定值,必须减薄弹簧座上的垫圈,使压力弹簧重新压紧。当垫圈减薄后,摩擦片再度磨损时就将其更换。每周检查离合器摩擦片时,要松开底部的螺塞,检查是否有油,如果有油存在,说明刮板减速器漏油,必须更换减速器高速轴密封,以保证摩擦片绝对无油脂。由于摩擦片之间易于粘附,所以存放时必须把离合器的组件拆散放置。 8.履带链的张紧 当掘进机由地面抬起时,履带链的正确垂度在60-70mm之间。为了张紧履带,机器设有张紧油缸。在油缸中装入油脂,随机工具中备有一个手动油脂枪,进行注油张紧。也可使用其他动力注油器张紧。为了检查和调整履带松紧,必须将机器抬离地面,首先放下尾部稳定器,然后落下前方的铲板和切割臂,可将机器抬起。在测量垂度之前,必须使履带来回转动几次。 三、结论 随着煤矿科技的不断发展,建设高产高效矿井的理念深入人心,掘进机在煤矿广泛应用,大幅度的提高了掘进队的单进,解决了生产接续紧张的问题,已取得了显著的经济效益,有效地缓解了采掘接续紧张的局面。加强对机械设备使用人员的素质建设,使他们掌握正确的使用和维护技能,对于减少或者避免机械故障的出现,提高机械的利用率有着重要的作用。 煤矿掘进机论文:煤矿掘进机电气系统的维护 【摘要】矿用掘进机电气控制系统由传感器、执行机构、辅助设备、人机交互界面等几个部分组成,该系统对于掘进机的正常运行起着非常大的作用,因此,需要搞好维护和维修工作。文章对煤矿掘进机电气系统的维护、常见故障的诊断和排除进行了探讨。 【关键词】煤矿掘进机;电气系统;组成;维护;故障诊断;故障排除 随着我国煤炭行业的兴起,大规模的机械化产品应用于矿山作业中,综掘设备掘进机大批量的投入到矿井生产中。这给设备的维护和维修提出了新的要求。矿山机械一般可以分为机械系统、液压系统和电气系统三大部分,其中电气系统是一个非常重要的系统。近几年矿用产品信息化进程加快,更多新的控制方式和信息化手段应用到掘进机的电气系统中来,在一定程度上方便了现场设备的维护和检修。在此,本文主要对煤矿掘进机的电气系统的维护做个简要地探讨。 1煤矿掘进机电气控制系统的组成 当前我国矿用掘进机的整机装机功率通常在350kW以上,系统采用交流1140V供电,根据掘进机性能要求,电气控制系统应具备对电动机的控制和保护、液压系统的控制、掘进机照明、报警、急停等辅助设备的控制等功能。 1.1传感器 矿用掘进机的常用的控制电路保护及电机保护功能主要包括:漏电闭锁检测、短路、缺相、过载及控制电路、漏电保护等,传感器主要是为控制系统检测掘进机关键元部件状态而设置,传感器通常安装在电控箱外。当前的传感器大多是通过光电隔离后的数字信号进行通讯,这大大提高其抗干扰能力,接线也更为方便。由于先进的现场总线结构普遍被采用,使得接口实现统一,为今后技术升级和增加其他检测装置带来了方便。掘进机上通常会设置的传感器有:电流互感器、油温油位传感器、冷却水量传感器和油路压力传感器等,这些均是保证掘进机正常工作的重要方法。 1.2执行机构 执行机构主要由矿用本安型电磁阀、电液比例阀和隔爆型三相异步电动机构成。掘进机常用的液压动作(前、后行走,铲板升、降,后支撑升、降等动作)通过控制电磁阀来进行,而切割臂的摆动则由电液比例阀进行控制,通过对切割电机电流的检测进而控制电液比例阀的工作电压(或电流)实现摆动速度的控制,以防止电机长时处于过载状态。电动机包括油泵电机,切割电机及装运电机,其中装、运电机有两台同型号电机共同工作,并可正、反转。在设计中主要考虑各电机开启顺序和相互之间的闭锁关系,除了进行软件对各电机逻辑控制外,还设置了装、运电机正、反转之间的硬电路闭锁。 1.3辅助设备 辅助设备包括无线遥控装置、机器照明装置、预警设置及瓦斯断电装置等。无线遥控装置设有各液压动作按钮,在安全状态下可以操作机器实现各种动作;照明灯宜选用防震隔爆型,瓦斯断电装置配合前级磁力起动器在瓦斯超限情况可下切断本机的供电,及时消除安全隐患。 1.4人机交互界面 人机界面包括大屏幕液晶显示器和操控按钮,安装在隔爆兼本质安全型操作箱内,液晶显示器与控制器以现场总线方式通讯,全面及时的将电气控制系统所有检测和运行数据展现给掘进机操作人员以便更好的操作设备,同时还能为技术人员提供系统故障信息和数据分析,操控按钮包含了所有电机的开、停,电磁阀的控制按钮。这种人机界面与电控箱分离的设计可使掘进机操作人员专注于整机控制而不用关心控制系统具体运行过程,同时操作箱设有数据接口,可将液晶显示器所有显示数据通过井下工控网络将数据送至地面。 2煤矿掘进机电气系统的维护 要做好煤矿掘进机的维护工作,首先要对掘进机进行定期检查。检查电气设备的门、翻板、接线端盖是否关好和盖严,把手有无松动、脱落和损坏,端子螺丝有无松动,密封是否完好。若有,应及时修补和更换,保证外部灰尘和水不进入电气设备内。对主变应随时检查冷却供水与散热情况,从各个方位仔细监听其运行声音是否正常。氮气压力按仪表标定单位的要求是否工作在正常的工作范围内,主变温度是否超为合理区域;隔离开关动静触头间有无其它异常现象,锁销有无脱落。在掘进时电气维护人员应巡视检查以上项目特别是变压器的温升状况。 由于掘进机常常处于井下工作,其电气设备的密封、绝缘、运行温度、卫生清洁、接线端子及接线柱的锈蚀和紧固情况等因素对电气设备的正常安全运行非常重要。搞好掘进机的正常维护是一项复杂的工作。在掘进机组上从事维修工作还应注重下面几个原则性的问题: (1)确定问题 其中包括设备的异常指示、异常动作,异常动作是突然发生还是逐渐发生,以及可以观察到的任何可见故障等。 (2)分离并确定不能正常工作的构件 根据原理图确认哪些构件可能引起故障;根据对问题的清楚的定性,确定哪一个构件或哪些构件最可能引起问题;隔离或绕开最可能发生问题的构件,检查系统功能,以确定构件是否为不能正常工作,可采用同样的方法进行多次检查,直到找到发生问题的构件。在判断检查时不要由于方法简单,就忽视甚至不加以采纳执行。 (3)解决问题 矫正设备的非正常工作状态,如果可能的话,应确定构件不能正常工作的原因;由于系统其他故障可能引起设备异常动作,仅仅修理或更换一个构件可能暂时缓解了问题,而引发的基本故障仍未排除;矫正任何可能引起设备非正常工作的其他问题;应尽可能修理缺陷构件,不能修好时,则予以更换;最后,还应进行必要的系统检测,以确保系统运行参数的恰当设定。 3常见故障诊断及排除 3.1PR1先导继电器故障 PR1继电器是直接控制泵电机启动的中间先导继电器,在工作过程中如果出现故障,它所控制的辅助触点PR1-1不能正常工作,时而闭合时而断开,有时也会因为机器工作振动太大,造成PR1-1触点不稳定,这就会造成泵电机在工作过程中突然断电,然后重新启动仍然可以正常工作,这样的软故障使维护者很难判断,从而造成了机组的工作效率降低,影响了井下的正常生产。解决的方案是:当出现此类问题后针对PR1继电器进行更换;或者可以间隔一段时间对电器系统进行强制性检修。 3.2过载保护模块烧毁 电机过载保护模块是通过交流互感器获得信号进行分析的电器元件,当其出现故障前期常会有不定期出现停机的现象发生,每次电脑显示过载,之后又恢复正常,如果经常出现这样的状况就会影响正常的生产,增加机器的启动频率,对机器各个电气部件都是一种考验,要想准确地判断主要通过两个方面:①观察电脑的存储记录,②空载状况下运行机组,如果在空载的状况下仍出现过载跳电则说明过载保护模块出现故障,解决方案一是更换新配件,另外就是对过载保护模块进行调整。当然,调整的先决条件是保证其没有损坏而是数值有变化或不适合工作条件下的要求。 3.3漏电继电器损坏 在掘进机电气系统中漏电继电器既是检漏继电器又是漏电复位继电器,所以此继电器如果出现故障直接的征兆即是漏电,确保供电线路中没有漏电现象时就有可能是漏电继电器故障,工作时因为某种瞬间绝缘值低造成漏电显示,但是如果漏电复位继电器正常情况下都会对其复位动作,如不能则故障。另外就是检漏本身通过一个6kΩ的电阻在进行检测,如果电阻或者漏电继电器存在问题则直接就造成漏地不能正常工作。其解决方法只能更换配件。 4结束语 随着大型机械设备在煤矿生产中的应用,设备的维护、检修显得尤为重要。掘进机电气系统是整机的主要组成部分,它为掘进机提供动力源,同时还控制掘进机各台电机及其配套机械部件的正常运行与安全。因此,做好掘进机电气系统的维护与维修工作,对于掘进机的正常安全运行意义重大,对于煤矿生产也意义重大。
煤矿自动化通信技术研究:煤矿安全生产监控与通信技术的应用 摘要:在煤炭企业发展中,安全问题一直都是关注重点,因此,就需要重视煤矿安全生产监控与通信技术。但在实际工作中却发现,很多煤矿企业在应用安全生产监控与通信技术中存在不少问题。所以应联系实际情况提出有效解决措施,促进煤矿企业发展。 关键词:煤矿安全生产;监控;通信技术 1煤矿安全生产监控与通信技术的目的 尽管经过多年发展,煤炭行业发展十分迅速,也为国家带来了巨大经济效益,然而,煤炭开发安全问题却成为人们关注重点,为减少安全事故发生,促进煤炭行业发展,避免人为参与造成管理不善等不良事故的出现,就需要在事故出现以前,通过预警机制减轻安全事故所带来的不利影响,这就需要重视煤矿安全生产,加强对煤炭安全生产的监督,强化通信技术,只有这样才能保证煤矿始终处于安全生产,更可以促进煤炭企业发展。 2煤矿安全生产监控与通信技术应用 2.1煤矿安全监控技术与标准 为防止煤矿生产中会发生爆炸的情况,缩短电线传输距离,优化井下工作环境,就需要构建树形结构安全生产监控设施,增强煤矿企业在市场中的竞争能力。针对井下工作环境较差,电网电压容易受幅度范围等因素的影响,在实际安全生产监控系统中就要应用合适的传感器,同远程供电的方式实现供电目标,同时,采用这样的方式还可以去到中继器在煤矿生产中的应用,这也是提高煤炭安全生产的有效措施[1]。 2.2全矿井移动通信技术与系统 要实时了解煤矿井下实际工作情况,相关工作人员经常需要运用调查的方式实现这一目标,为更好地掌握井下工作情况与煤矿井下的无线传输规律与特点,就需要做好矿井工作分析,满足移动通信需求等各种需求。由于煤炭矿井工作中对无线运输损耗的影响较大,发射功率也会受到很多限制,不仅要求所使用的设备体积要小,还要具有良好的抗干扰能力,减少故障发生概率,同时,可以接受多种电源,所以就需要做好基站分析工作,保证矿井始终处于移动通信中。为实现这一目标就需要将现代科技应用进来,研制出与WIFI技术相类似的产品,增强矿井移动通信系统,这样就可以保证煤矿始终处于安全运行状态,不仅可以防止安全事故发生,还可以将危险转移出去,即便发生安全事故,也能够做好救援工作,将安全事故所带来的损害降到最低[2]。 2.3确定煤矿工人位置的监测系统 虽然煤矿企业为防止安全事故发生所带来的不良影响,让下井的工作人员都佩戴了GPS系统,但受多种因素影响,井下并不能完全被GPS信号所覆盖,这就需要联系实际情况,做好定位检测系统的研究。在实际设计中至少要满足以下几点要求:首先,保证识别卡与安全监控系统分站间的无线传播距离在10m以上。其次,对于安全生产监控系统中所使用的识别卡,在位移中的速度至少要在5m/s以上。再者,针对识别卡的并发数量最低应为80个。最后,将安全生产监控系统的出错率降到0.01%以下,在安装识别卡的过程中,要保证最少为8000个。由于安全监控系统的主要作用是为监控部门提供井下工作人员精准位置,所以,如果当井下工作人员出现超标或有人进入危险区域以后,位置检测系统就要及时确定人员具体位置,帮助相关工作人员最好营救工作。此外,还要通过了解工作人员的位置,掌握工人的出勤情况与工作情况,以便做好管理人员安排,减少不良事件的出现。 2.4提高煤炭产量的监控技术 为保证煤炭资源可以长久使用,相关技术人员要重点研究提高煤炭产量的监控系统。这样不仅可以促进煤炭生产,还可以为煤炭企业提供实时信息,做到每隔一小时汇报一次产量数据,并根据国家与地区的政策做好数据核对与分析。如果发生煤炭企业所开采出现的资源与国家或地区设定标准违背,相关部门就可以立即受到报警信息,然后通过严惩防止此类情况再次发生。此外,煤炭企业还要做好技术监控,帮助相关部门做好审查工作中,保证所提供的监测数据真实有效,与企业实际生产相一致。同时,在企业发展中还要做好规范工作,避免随意开采煤炭资源情况的发生,只有这样才能促进我国煤炭资源能够被后世使用,这也是促进我国经济发展的重要力量。 2.5远程监控技术 首先,为减少煤炭资源开发中所带来的不利影响,就要将各种事故降到最低,参与井下工作的人员也要尽量少,因此,国家相关部门就要明确指出参与井下工作的具体人员,避免因参与人员过多而造成不必要的损失。做好实行远程无人监控,通过这样的技术不仅可以实时了解井下工作人员的实际情况,还可以随时获得井下具体人数,如果人员过多,就会发出预警信息,相关工作人员也可以及时将多余人员调上来,防止意外情况的出现。其次,为避免井下施工人员过多,通过无人值守远程监控技术也可以为相关工作人员提供必要的供电系统、运输系统等,且这些系统都是在无人的情况下开展的这样就有效防止了因人数过多而造成不必要的损失,同时还可以节省大量人力、物力与财力,不仅可以降低煤炭资源成本,还可以提高企业经济效益。这些都是应用无人远程监控系统所带来的好处。 3煤矿安全生产监控与通信技术未来发展 为提高煤矿安全生产监控与通信技术的应用,还需要重视未来技术的发展与研究。首先,煤矿安全生产监控与通信技术应朝着物联网技术发展,以此降低成本,同时也可以使煤矿安全生产监控更加完善,增强企业在的竞争能力。其次,构建煤矿一体化通信技术,为提高煤矿安全生产能力,还需要重视煤矿生产调度,增强应急通信能力,最好将语音通信、视频通信等联系在一起,只有这样才能促进企业发展,尤其是在救援上应实现通过视频了解井下人员的实际情况。最后,在井下还要应用生命探测技术,特别是在灾难发生以后,可以利用该技术在地上就了解人员生存情况,做到及时探究井下幸存人员的生命迹象,确定其准确位置,然后根据实际情况开展营救,将损失降到最低,只有这样才能真正发挥煤矿安全生产监控与通信技术的作用。此外,还要做好探寻无盲点,在搜救过程中应尽量使用救灾机器人,以防人工搜救发生危险等情况的出现,利用机器人就可以将人类损失降到最低,真正起到安全生产的作用。 4结论 监控技术与通信技术的不断提高,可以促进企业发展,同时还可以规避安全事故。尤其是在开发煤炭资源的过程中,要加强煤矿安全探究,只有这样才能保证井下人员的生命安全,真正促进煤炭企业发展,并实现可持续发展,这与国家政策也是一致的。因此,一定要做好煤炭安全生产监控与通信技术的研究。 作者:程亮 单位:贵州工程应用技术学院 煤矿自动化通信技术研究:煤矿安全生产监控与通信技术研究 摘要:基于煤矿安全生产监控的基本概述,分析目前中国煤矿安全生产监控与通信技术的现状,提出其发展趋势,旨在加强行业交流,提高煤矿生产的安全系数,确保员工生命健康,以利于煤矿企业长远发展。 关键词:煤矿安全生产;监控;通信技术 0引言 煤炭是中国经济建设发展的重要资源,其占中国一次能源消费的比重约70%。然而煤矿井下地质构造十分复杂,并且开发条件十分恶劣,接近一半的矿井都是瓦斯矿井,进而增加安全生产煤矿工作的难度,而且近年来煤矿事故死亡人数居高不下[1]。此外,随着煤矿采掘深度不断加深,高效率、高产量矿井不断涌现,煤矿企业需要更新安全技术。由于煤矿安全事故频频发生,加上煤矿企业长远发展的需要,很多煤矿企业都采用安全监控系统,该系统是指企业采用机电设备监控煤矿生产中排水、提升、运输等环节及温度、烟雾、风速、瓦斯等参数,并且通过计算机技术处理信息数据的一种应用系统[2]。该系统的应用可有效提高煤矿生产的安全系统,并且大幅度提高煤矿生产效率。 1基本概述 目前,很多煤矿企业已经采用安全生产监控系统,该系统将数据信息通信、控制与监测、采集信号等功能集中在同一系统中,充分利用板块化的构思来对软件程序、硬件思路进行设计[3]。监测人员通过该系统可实时观察矿井员工的作业环境有无危险因素,并且分析监测数据信息预测是否会发生煤矿安全事故,有利于管理人员及时发现危险因素,并且及时采取有效的预防措施来确保作业员工的生命健康,降低煤矿事故的发生率。该系统采用特定的芯片作为实时传输数据的工具,并且根据用户需要将历史数据以不同的电路及数据状态显示出来。系统设计人员采用非常简单的方式连接硬件,不管在多么恶劣的工作环境中,该系统都可正常工作,且确保通信数据的质量,正是由于这些优势,该系统得到广大煤矿企业的认可而广泛应用。通过分析监控与通信系统,可发现其具有四方面特征:a)可监测与控制相同时间内整个煤矿井下的状况,真实记录模拟量,通过可调取历史报警记录来获取完整的资料信息[4];b)可在电脑操作状态下采用编码技术,且通过通信技术来判定数据,以声光的形式提醒矿井作业人员,确保井下作业环境的安全;c)可对断电进行恢复操作,无需到现场执行,采用异步控制及远程控制就可达到预期效果;d)在实时监控过程中,能全面、真实了解矿井下员工的工作环境,为正确判断其安全性提供依据。 2煤矿监控系统的现状 2.1井下作业员工定位技术 因为多数矿井下的GPS相关信号难以覆盖所有通道,所以国家对此提出一系列要求:企业在井下设置的识别卡必须超过8000个,监控系统产生的漏读率必须低于0.01%,识别卡的数量必须超过80个,识别卡发生位移的速度必须超过5m/s,监控系统分站、识别卡间的传播距离必须超过10m。大部分煤矿事故都是发生在矿井下,要想确保井下作业员工的生命安全,煤矿企业必须在井下设置定位系统,该系统可实时收集井下的数据信息,及时发现存在的安全隐患,为调整开采计划提供依据[5]。倘若矿井下已发生特大煤矿安全事故,该系统可利于缩短抢救人员搜出井下员工的时间,赢得抢救时间。过去的GPS信号难以覆盖矿井下的每个地方,相当一部分的巷道属于信号盲区。随着信息技术迅猛发展,目前很多企业逐渐采用漏泄电缆、RFID系统,为定位井下员工提供向导。 2.2全井下移动通信 有关专家发现很多煤矿井下具有特定的无线传输规律,研究发现井下无线传输具有电气防爆能力强、防护性能良好、抵抗故障较强、设备体积不大、衰减速度较大等特征,为此,认为可采用多基站类型的网络结构[6]。有的研究通过高科技术,顺利研发构建在WIFI基础上的通信系统,实践证明,该系统对于应急救援、安全避险等过程中具有至关重要的作用。 2.3监控系统技术 一些研究发现,对于作业环境非常恶劣的矿井,并且电压波动较大,为此技术人员应当采用远程供电;对于电线可传输较远距离、电气极易出现爆炸情况的煤矿井,技术人员应当采用树形结构安装。 2.4产量监控系统及其技术 近几年,中国煤炭生产难以满足经济建设的需要,进而很多煤炭企业只追求短期利益,对煤炭进行无节制、无计划地开采,严重威胁子孙后代的利益。为了提高中国煤炭资源的开发及使用年限,一些专家着手研究产量监控系统,该系统通过远程传输手段,实时监控煤矿产量,按照相关规定来评价、核对收集的数据。倘若煤炭企业产量已经超出相关规定,则管理部门系统会出现警告信息,给予企业一定的处罚。通过产量监控系统,管理部门可清楚掌握企业生产情况,便于审查,同时有效提高监测数据的精确性及准确性,规范企业的生产工作,有效制止企业无节制开采的行为,确保国家煤炭资源的使用年限,有利于中国经济建设长远发展。 2.5无人值守的远程监控系统 为降低特大煤矿事故的发生率,在进行井下煤矿开采过程中,通常应尽量减少井下作业员工。为此,管理部门应针对井下作业员工的人数提出相关要求,为有效避免井下作业员工人数超出标准,要实时监控井下人数。有些专家研发无人值守的远程监控系统,管理人员通过该系统能实时掌握井下作业员工的数量,倘若发现井下员工数量超过标准的情况,则该系统自动显示预警,进而有利于调整井下工作员工的数量。为防止井下作业员工数量超出标准的情况,该系统设置无人轨道、无人胶带、无人供电等系统,可有效降低由于井下作业员工数量超标而导致煤矿安全事故的发生率,并且大幅度节约煤矿生产的财力、物力及人力资源,可有效降低生产成本。 3煤矿监控与通信技术发展趋势 3.1一体化的通信系统及技术 为提高应急通信的要求,煤矿企业应当研发一体化的通信系统。该系统应当具备以下功能:固定与移动通信,短信、视频、语言等形式的通信,监测位置、紧急呼叫、应急扩音、报警联动等功能。 3.2矿用物联网 为减少煤矿企业的库存煤炭量,并且降低企业生产成本,企业应当采用矿用物联网技术,全程监管地测、通风、电气、提升、运输等装备的使用、仓储、运输、采购等各个环节,可从以下几点着手:研发水泵操作人员、采煤机器的司机、绞车的司机、放炮员工、电钳员工、安全检查人员等员工工作环境员工、机器环闭锁的相关系统,研发员工、掘进机器、采煤机、胶轮车等静、动目标的管控系统,制定联网技术处理、传输、编码等相关标准。 3.3特大事故预警技术 研发特大事故预警技术是降低事故发生率的有效措施。目前,监控系统具有断电和预警功能,少数企业监控系统具有特大事故预警的作用,但准确度不高,无法满足安全工作要求。为此,煤矿企业应当强化这方面的研究。 4结语 煤矿监控与通信技术对于作业人员、企业长远发展、国家经济建设都具有至关重要的作用。为此,探究煤矿监控与通信技术具有现实的意义。在简要分析监控与通信系统的基础上,从井下作业员工定位技术、全井下移动通信、监控系统与技术、产量监控系统及其技术、无人值守的远程监控系统等方面阐述目前中国煤矿企业监控与通信技术的应用现状,从一体化的通信系统及技术、矿用物联网技术、特大事故预警技术等方面提出未来发展趋势,以期提高煤矿生产的安全性,确保作业员工的生命安全,促进企业长远发展。 作者:李大鹏 单位:潞安集团潞宁煤业有限责任公司 煤矿自动化通信技术研究:煤矿自动化通信技术现状与发展 1煤矿自动化和通信技术的发展历程 1.1煤矿自动化技术 煤矿自动化技术在我国的发展起始于20世纪60年代,继电器是当时主要的煤矿自动化器件,当时的煤矿自动化也只是简单的开停与闭锁控制,而且控制器不但体积庞大,安全性与可行性也很差。20世纪70年代和80年代中期,晶体管与逻辑电路开始的大量出现,它们的出现取代了继电器成为主要的煤矿自动化控制器件,它们的应用使控制器的体积得到了大幅度的缩小,并且把控制器的功能改进了。80年代末90年代初,开始出现了单片机,由于单片机的运算与控制能力都比较强,晶体管与逻辑集成电路控制系统很快被其取代,单片机成为了自动化控制系统的优秀控制单元,这使得煤矿自动化控制系统的安全性与可靠性都得到了大幅度的提升,煤矿自动化控制与检测系统才真正具有了实用功能。但这个时期形成的煤矿自动化系统还属于独立系统,各系统之间不能进行信息交换。简单的调制方式是其内部信息传输的主要方式。直到21世纪初,随着太网信息网络技术的发展,实现了煤矿各专用监控系统之间的信息传输可以用高速信息网络来传输,总线传输技术也逐步成为各专用监控系统内部之间信息传输的主要方式,高速信息通道的建立,使煤矿各专用监控子系统的集成与实时监控得到了实现,使煤矿自动化系统的自动化水平跃上了一个新的台阶。 1.2矿井通信 煤矿的生产指挥工作要想顺利进行,必须要做好矿井通信工作。由于煤矿企业的生产工序较多且作业地点分散,要想用一种通信系统和方式来把全矿覆盖很难。按使用方式可把矿井通信大致分为固定通信与移动通信,按通信覆盖区域可把煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。防爆磁电电话是我国早期主要采用的矿井调度通信方式,随着时代的发展矿用模拟程控调度通信系统在20世纪80年代开发出来了,90年代时数字程控调度通信系统也开发出来了,这时已经几乎能满足矿井调度通信的需求。矿用透地通信系统、矿用泄露通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统以及矿用CD-MA通信系统是矿用移动通信系统的主要形式。其中应急救灾时主要用到的通信系统是矿用透地通信系统,局部通信主要用到的通信系统是漏泄通信系统,感应通信系统,矿用载波通信系统,全矿井无线通信主要用到的通信系统是矿用小灵通系统与CDMA通信系统。 2煤矿自动化技术 2.1高速监控网络 工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统是我国目前主要使用的高速监控网络。其中冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台,很多矿井都在使用。由于专用工业控制网的开放性比较差,在我国只有几个别的矿井在装备使用,而矿用CEPON网络系统是一种新系统,视频、数据、语音等信息都可以传输,其应用前景十分广阔。 2.2自动化平台软件 管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的两种主要形式。管控软件在控制层的管控服务器内安装,Web服务软件在管理层的Web服务器中安装,它们是煤矿自动化控制的重要实现手段。 2.3局部生产环节自动化 矿井局部生产环节自动化大致可以分为:安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统、调度控制矿井机车系统、矿井数字化工业电视系统、工作面巷道监控中心。 3煤矿通信技术 矿井有线通信主要使用的是矿井程控数字调度通信系统与工作面局部扩音通信系统。随着矿井大规模应用网络技术以及IP语音通信技术的逐渐完善,矿井有线通信一个重要的发展方向便是矿井IP调度通信系统。人们还在不断的探索和研究矿井移动通信技术,矿用透地通信系统、矿用泄漏通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统、矿用CDMA通信系统等等。 4若干技术问题 4.1完善与提高局部生产环节自动化技术 已有多种高速监控网络方案供煤矿自动化控制选择,影响煤矿自动化正常运行能否实现的一个重要因素已经成为局部生产环节自动化,这主要是由于监控量大、面广、并且种类繁多是局部生产环节监控系统的主要特点,要想使矿井自动化系统更完善,这就需要各生产厂家不断完善与提高自身的技术。 4.2开发高强度快速安装式矿用光缆 我国的矿井已经开始广泛应用光缆,但大巷是其主要应用的地方,而在工作面上的应用技术还不完善,这主要是由于工作面的生产条件更恶劣,易断是普通矿用光缆的主要特点,一旦这种普通矿用光缆断裂后很难修复。而工作面液压支架电液控制系统,顶板监测系统监控的信息量都非常大,要求的信息传输速度高,更适合采用光缆传输,为了适应矿井未来的发展需求,我们必须开发开发高强度快速安装式矿用光缆。 4.3煤矿供电安全技术 电参数测量以及各种保护功能是目前防爆开关设备等供电设备主 5总结 实现煤矿高效安全开采的关键技术之一便是煤矿自动化技术,而矿井通信技术又是煤矿生产指挥必须具备的手段之一,历经几代人的努力钻研,开发出了一系列这方面的产品,并已经被广泛应用于煤矿企业的安全生产中,但就目前煤矿企业的发展现状而言,它们还远远不能满足煤矿企业安全高效生产的需求,为了真正满足这一需求,我们要不断利用新技术,新手段完善与提高煤矿自动化技术与通信技术,只有这样才能保证我们煤矿企业的安全、高效生产。 作者:王博翰 单位:陕西陕煤黄陵矿业一号煤矿 煤矿自动化通信技术研究:煤矿自动化和通信技术的发展 1煤矿自动化和通信技术的发展历程 1.1煤矿自动化技术煤矿自动化技术在我国的发展起始于20世纪60年代,继电器是当时主要的煤矿自动化器件,当时的煤矿自动化也只是简单的开停与闭锁控制,而且控制器不但体积庞大,安全性与可行性也很差。20世纪70年代和80年代中期,晶体管与逻辑电路开始的大量出现,它们的出现取代了继电器成为主要的煤矿自动化控制器件,它们的应用使控制器的体积得到了大幅度的缩小,并且把控制器的功能改进了。80年代末90年代初,开始出现了单片机,由于单片机的运算与控制能力都比较强,晶体管与逻辑集成电路控制系统很快被其取代,单片机成为了自动化控制系统的优秀控制单元,这使得煤矿自动化控制系统的安全性与可靠性都得到了大幅度的提升,煤矿自动化控制与检测系统才真正具有了实用功能。但这个时期形成的煤矿自动化系统还属于独立系统,各系统之间不能进行信息交换。简单的调制方式是其内部信息传输的主要方式。直到21世纪初,随着太网信息网络技术的发展,实现了煤矿各专用监控系统之间的信息传输可以用高速信息网络来传输,总线传输技术也逐步成为各专用监控系统内部之间信息传输的主要方式,高速信息通道的建立,使煤矿各专用监控子系统的集成与实时监控得到了实现,使煤矿自动化系统的自动化水平跃上了一个新的台阶。 1.2矿井通信煤矿的生产指挥工作要想顺利进行,必须要做好矿井通信工作。由于煤矿企业的生产工序较多且作业地点分散,要想用一种通信系统和方式来把全矿覆盖很难。按使用方式可把矿井通信大致分为固定通信与移动通信,按通信覆盖区域可把煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。防爆磁电电话是我国早期主要采用的矿井调度通信方式,随着时代的发展矿用模拟程控调度通信系统在20世纪80年代开发出来了,90年代时数字程控调度通信系统也开发出来了,这时已经几乎能满足矿井调度通信的需求。矿用透地通信系统、矿用泄露通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统以及矿用CD-MA通信系统是矿用移动通信系统的主要形式。其中应急救灾时主要用到的通信系统是矿用透地通信系统,局部通信主要用到的通信系统是漏泄通信系统,感应通信系统,矿用载波通信系统,全矿井无线通信主要用到的通信系统是矿用小灵通系统与CDMA通信系统。 2煤矿自动化技术 2.1高速监控网络工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统是我国目前主要使用的高速监控网络。其中冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台,很多矿井都在使用。由于专用工业控制网的开放性比较差,在我国只有几个别的矿井在装备使用,而矿用CEPON网络系统是一种新系统,视频、数据、语音等信息都可以传输,其应用前景十分广阔。 2.2自动化平台软件管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的两种主要形式。管控软件在控制层的管控服务器内安装,Web服务软件在管理层的Web服务器中安装,它们是煤矿自动化控制的重要实现手段。 2.3局部生产环节自动化矿井局部生产环节自动化大致可以分为:安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统、调度控制矿井机车系统、矿井数字化工业电视系统、工作面巷道监控中心。 3煤矿通信技术 矿井有线通信主要使用的是矿井程控数字调度通信系统与工作面局部扩音通信系统。随着矿井大规模应用网络技术以及IP语音通信技术的逐渐完善,矿井有线通信一个重要的发展方向便是矿井IP调度通信系统。人们还在不断的探索和研究矿井移动通信技术,矿用透地通信系统、矿用泄漏通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统、矿用CDMA通信系统等等。 4若干技术问题 4.1完善与提高局部生产环节自动化技术已有多种高速监控网络方案供煤矿自动化控制选择,影响煤矿自动化正常运行能否实现的一个重要因素已经成为局部生产环节自动化,这主要是由于监控量大、面广、并且种类繁多是局部生产环节监控系统的主要特点,要想使矿井自动化系统更完善,这就需要各生产厂家不断完善与提高自身的技术。 4.2开发高强度快速安装式矿用光缆我国的矿井已经开始广泛应用光缆,但大巷是其主要应用的地方,而在工作面上的应用技术还不完善,这主要是由于工作面的生产条件更恶劣,易断是普通矿用光缆的主要特点,一旦这种普通矿用光缆断裂后很难修复。而工作面液压支架电液控制系统,顶板监测系统监控的信息量都非常大,要求的信息传输速度高,更适合采用光缆传输,为了适应矿井未来的发展需求,我们必须开发开发高强度快速安装式矿用光缆。 4.3煤矿供电安全技术电参数测量以及各种保护功能是目前防爆开关设备等供电设备主要具有的功能,他们一般都缺乏主动分析故障与报警的功能,这就需要我们继续在这方面加大研究力度,把井下变电所无人值守的整套设备争取能够开发出来。 5总结 实现煤矿高效安全开采的关键技术之一便是煤矿自动化技术,而矿井通信技术又是煤矿生产指挥必须具备的手段之一,历经几代人的努力钻研,开发出了一系列这方面的产品,并已经被广泛应用于煤矿企业的安全生产中,但就目前煤矿企业的发展现状而言,它们还远远不能满足煤矿企业安全高效生产的需求,为了真正满足这一需求,我们要不断利用新技术,新手段完善与提高煤矿自动化技术与通信技术,只有这样才能保证我们煤矿企业的安全、高效生产。 作者:王博翰 单位:陕西陕煤黄陵矿业一号煤矿 煤矿自动化通信技术研究:煤矿自动化和通信技术探讨 摘要:现如今,我国煤矿的发展已经越来越好,很多大型煤矿已经充分意识到自动化技术和通信技术的重要性。在实际的煤矿开采中,人们应用非常先进的技术手段,将煤矿开采工作推向了更高的层次。从目前的情况来看,我国煤矿开采融合了自动化技术和通信技术,这些都是现代化煤矿发展中的优秀内容。为了能够更好地提升煤矿产业的高效发展,有关工作人员应该充分认识到煤矿自动化和通信技术的重要性。本文将会针对煤矿自动化和通信技术的发展历程进行简单的分析,并对煤矿自动化技术和煤矿通信技术等内容进行具体的阐述。 关键词:煤矿;自动化技术;通信技术;现代化发展 1煤矿自动化和通信技术的发展历程 1.1煤矿自动化技术。煤矿自动化技术最早出现于20世纪60年代,当时继电器是一项主要的自动化器件,但是由于受到技术方面的限制,继电器的体积非常庞大,不仅操作起来十分困难,其安全性也较差,并不能够实现长期稳定的发展目标。到了20世纪70年代,我国自动化继电器的发展出现了一定的进步,主要是晶体管与逻辑电路的发展开始出现,这为继电器的使用给予了有力的保障。后来,单片机的出现开始替代了传统的自动化设备,这些都将会影响到煤矿自动化通信的安全性。随着社会的不断发展和进步,越来越多的高效设备已经融入到煤矿自动化设备的发展当中,并且为提升煤矿开采的高效性奠定了坚实的基础。1.2矿井通信。在煤矿开采的过程中,会涉及很多的内容,为了确保矿井通信设备的快速发展,不仅要保证矿井设备的先进性,还需要保证通信系统的分散性。由于在实际的矿井通信中,经常会遇到各种各样的问题,要想从根本上保证矿井内部工作人员的安全性,就应该充分认识到矿井通信的重要性,要求矿井覆盖面积达到一定的程度,然后按照区域覆盖面积将煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。这些都是矿井通信技术所包含的主要内容。在矿井通信技术的发展中,还有一些矿用通信系统是为了更好地提升矿用透地通信系统的工作效率,常见的有CDMA通信系统、小灵通系统与矿用载波通信系统,这些都是矿井通信系统中能够经常运用的系统。 2煤矿自动化技术 2.1高速监控网络。随着社会的发展和信息化技术的进步,高速监控网络已经实现了快速的发展,这为提升我国煤矿自动化技术的发展奠定了坚实的基础。工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统都是我国煤矿产业中常见的高速监控网络系统,其中,冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台。但是,从宏观的角度来看,由于我国工业控制网的开放性比较差,在我国只有少数煤矿企业应用该技术。然而,在矿井装备当中,常用的矿井网络系统会将视频、数据、语音等多种信息结合到一起,这样的通信效率会更高,也会更加准确地掌握煤矿自动化技术的发展情况,所以,综合来看,煤矿自动化系统将会有着更好的发展前景和发展空间。2.2自动化平台软件。煤矿自动化控制不仅需要专业的人力资源,更需要先进的信息化网络技术,管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的主要形式。自动化平台软件之所以能够更好地推动煤矿通信技术的发展,就是因为自动化平台软件可以结合很多现代化的信息技术,让先进的科学技术与实际的网络化发展完美地融合到一起。其中,Web服务软件在管理层的Web服务器中比较安全,也可以起到很好的自动化控制作用,让自动化平台服务的发展实现全面的发展。不仅如此,煤矿自动化发展在现代化的社会发展中必将会具有非常广阔的发展前景和发展空间。与传统的煤矿产业相比,现代化的煤矿产业中,自动化平台软件的发展将会更受欢迎,因为现代化的自动化平台软件不仅大大地节省了人力资源,还会很好地提升煤矿开采效率,为提升自动化平台的快速发展奠定了坚实的基础。2.3局部生产环节自动化。在煤矿自动化和通信设备发展的过程中,经常会涉及一些安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统以及调度控制矿井机车系统等,这些系统在实际的矿井自动化运行中有着十分重要的意义和作用。矿井数字化工业电视系统在实际的矿井生产中也起着至关重要的作用。局部生产环境自动化是煤矿发展过程中的主要内容。为了更好地提升煤矿自动化的发展和建设,就应该充分认识到现代化技术的科学性,不要一味地运用传统式的技术对煤矿进行开采,这样不仅会浪费人力、物力,还会严重影响到矿井的未来发展。为了更好地提升矿井自动化发展,就应该从根本上落实煤矿生产环境自动化体系。让矿井实现数字化、工业化的发展。 3煤矿通信技术 在现代化的矿井通信技术发展过程中,矿井有线通信技术占据着十分重要的地位,无论是网络技术还是IP语音通信技术都应该不断地发展,为推动矿井有线通信技术的快速发展奠定坚实的基础。现如今,为了推动煤矿产业的高效发展,还应该学会不断地探索和研究矿井移动通信技术,矿井移动通信技术与传统的矿井通信技术相比具有很多的优势,首先,矿井通信技术能够更加全面地掌握矿井的内部情况。现如今还有很多较为科学的通信技术在实际的通信系统运行中都应用非常广泛。 4若干技术问题 4.1完善与提高局部生产环节自动化技术。随着信息化技术的不断发展和进步,越来越多的人已经认识到自动化技术对矿井生产的重要性。很多高速监控网络方案能够为煤矿自动化控制选择给予保证。影响煤矿自动化正常运行是提高煤矿生产效率的先决条件,为了更好地让煤矿实现长期稳定的发展,就应该不断地提高局部生产环节自动化技术,让自动化技术充分融入到实际的煤矿生产当中,为加强通信技术的发展给予更有力的保障。在未来的发展中,煤矿自动化和通信技术必将迎来更加广阔的发展前景。随着人们生活水平的不断提高,越来越多的人已经认识到先进技术的力量。无论是在实际的煤矿开采中,还是在自动化技术的研究中,高科技技术都是推动煤矿产业前行的有力保障。4.2开发高强度快速安装式矿用光缆。煤矿生产力越来越大,传统的矿用电缆已经不能满足现代化煤矿产业的发展。只有将光缆融入实际的煤矿自动化中,才能加快自动化设备的运转效率。因为一旦这种普通矿用光缆断裂后就很难修复,不仅会对煤矿内部的正常运行造成一定的影响,还会对煤矿工作人员的安全带来一定的隐患。为了更好地确保矿用电缆的安全,就应该将原有的旧式电缆替换成光缆,这样不仅可以提高电缆的利用效率,还可以大大提高煤矿的生产效率。4.3煤矿供电安全技术。现如今,煤矿供电安全技术发展十分迅猛,很多时候煤矿供电设备会出现一些故障,如果处理不当很容易对工作人员和煤矿自身带来严重的影响。为了能够进一步加强煤矿的生产安全,就应该充分认识到煤矿供电安全技术的重要性,加强供电过程中的安全问题,避免出现一些不必要的安全隐患。为了大大减少人力资源的损失,还应该加大设备研究力度,争取研制出无人监管设备。这样的设备管理模式不仅可以降低人力资源成本,还会大大提升监管效率,为煤矿供电安全给予更有力的保障。 作者:司志良 单位:安徽恒泰电气科技股份有限公司 煤矿自动化通信技术研究:煤矿自动化和通信技术的现状与发展趋势 1煤矿自动化和通信技术的发展历程 1.1煤矿自动化技术 煤矿自动化技术在我国的发展起始于20世纪60年代,继电器是当时主要的煤矿自动化器件,当时的煤矿自动化也只是简单的开停与闭锁控制,而且控制器不但体积庞大,安全性与可行性也很差。20世纪70年代和80年代中期,晶体管与逻辑电路开始的大量出现,它们的出现取代了继电器成为主要的煤矿自动化控制器件,它们的应用使控制器的体积得到了大幅度的缩小,并且把控制器的功能改进了。80年代末90年代初,开始出现了单片机,由于单片机的运算与控制能力都比较强,晶体管与逻辑集成电路控制系统很快被其取代,单片机成为了自动化控制系统的优秀控制单元,这使得煤矿自动化控制系统的安全性与可靠性都得到了大幅度的提升,煤矿自动化控制与检测系统才真正具有了实用功能。但这个时期形成的煤矿自动化系统还属于独立系统,各系统之间不能进行信息交换。简单的调制方式是其内部信息传输的主要方式。直到21世纪初,随着太网信息网络技术的发展,实现了煤矿各专用监控系统之间的信息传输可以用高速信息网络来传输,总线传输技术也逐步成为各专用监控系统内部之间信息传输的主要方式,高速信息通道的建立,使煤矿各专用监控子系统的集成与实时监控得到了实现,使煤矿自动化系统的自动化水平跃上了一个新的台阶。 1.2矿井通信 煤矿的生产指挥工作要想顺利进行,必须要做好矿井通信工作。由于煤矿企业的生产工序较多且作业地点分散,要想用一种通信系统和方式来把全矿覆盖很难。按使用方式可把矿井通信大致分为固定通信与移动通信,按通信覆盖区域可把煤矿通信系统分为全矿井通信与局部矿井通信。防爆磁电电话是我国早期主要采用的矿井调度通信方式,随着时代的发展矿用模拟程控调度通信系统在20世纪80年代开发出来了,90年代时数字程控调度通信系统也开发出来了,这时已经几乎能满足矿井调度通信的需求。矿用透地通信系统、矿用泄露通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统以及矿用CD-MA通信系统是矿用移动通信系统的主要形式。其中应急救灾时主要用到的通信系统是矿用透地通信系统,局部通信主要用到的通信系统是漏泄通信系统,感应通信系统,矿用载波通信系统,全矿井无线通信主要用到的通信系统是矿用小灵通系统与CDMA通信系统。 2煤矿自动化技术 2.1高速监控网络 工业以太网、专用工业控制网、CEPON网以及MCIP系统是我国目前主要使用的高速监控网络。其中冗余工业以太网是我国煤矿自动化系统的主要传输平台,很多矿井都在使用。由于专用工业控制网的开放性比较差,在我国只有几个别的矿井在装备使用,而矿用CEPON网络系统是一种新系统,视频、数据、语音等信息都可以传输,其应用前景十分广阔。 2.2自动化平台软件 管控软件和Web服务软件是自动化平台软件的两种主要形式。管控软件在控制层的管控服务器内安装,Web服务软件在管理层的Web服务器中安装,它们是煤矿自动化控制的重要实现手段。 2.3局部生产环节自动化 矿井局部生产环节自动化大致可以分为:安全监控系统、电力监控系统、水泵自动化系统、调度控制矿井机车系统、矿井数字化工业电视系统、工作面巷道监控中心。 3煤矿通信技术 矿井有线通信主要使用的是矿井程控数字调度通信系统与工作面局部扩音通信系统。随着矿井大规模应用网络技术以及IP语音通信技术的逐渐完善,矿井有线通信一个重要的发展方向便是矿井IP调度通信系统。人们还在不断的探索和研究矿井移动通信技术,矿用透地通信系统、矿用泄漏通信系统、矿用感应通信系统、矿用载波通信系统、矿用小灵通通信系统、矿用CDMA通信系统等等。 4若干技术问题 4.1完善与提高局部生产环节自动化技术 已有多种高速监控网络方案供煤矿自动化控制选择,影响煤矿自动化正常运行能否实现的一个重要因素已经成为局部生产环节自动化,这主要是由于监控量大、面广、并且种类繁多是局部生产环节监控系统的主要特点,要想使矿井自动化系统更完善,这就需要各生产厂家不断完善与提高自身的技术。 4.2开发高强度快速安装式矿用光缆 我国的矿井已经开始广泛应用光缆,但大巷是其主要应用的地方,而在工作面上的应用技术还不完善,这主要是由于工作面的生产条件更恶劣,易断是普通矿用光缆的主要特点,一旦这种普通矿用光缆断裂后很难修复。而工作面液压支架电液控制系统,顶板监测系统监控的信息量都非常大,要求的信息传输速度高,更适合采用光缆传输,为了适应矿井未来的发展需求,我们必须开发开发高强度快速安装式矿用光缆。 4.3煤矿供电安全技术 电参数测量以及各种保护功能是目前防爆开关设备等供电设备主要具有的功能,他们一般都缺乏主动分析故障与报警的功能,这就需要我们继续在这方面加大研究力度,把井下变电所无人值守的整套设备争取能够开发出来。 5总结 实现煤矿高效安全开采的关键技术之一便是煤矿自动化技术,而矿井通信技术又是煤矿生产指挥必须具备的手段之一,历经几代人的努力钻研,开发出了一系列这方面的产品,并已经被广泛应用于煤矿企业的安全生产中,但就目前煤矿企业的发展现状而言,它们还远远不能满足煤矿企业安全高效生产的需求,为了真正满足这一需求,我们要不断利用新技术,新手段完善与提高煤矿自动化技术与通信技术,只有这样才能保证我们煤矿企业的安全、高效生产。 作者:王博翰 单位:陕西陕煤黄陵矿业一号煤矿 煤矿自动化通信技术研究:煤矿自动化通信技术论文 1煤矿自动化 煤矿自动化,是指在煤矿生产和管理的过程中对各项工作都实现自动化的管理行为,包括对煤矿生产过程中生产环节的自动化、生产过程中煤矿安全保护自动化、监控进程自动化、管理行为自动化等一系列自动化的行为,最终将煤矿自动化的工作内容综合组成一个煤矿自动化运行平台,实现煤矿的生产和管理内容自动化的目标。具体来讲,煤矿自动化的功能特点和关键技术可以根据煤矿在生产管理过程中的不同任务内容来具体划分为以下内容: 1.1煤矿机械设备的运行和管理自动化随着现代计算机技术的不断发展,现代科技早已经实现了通过传感器和计算机技术对机械设备进行智能监控与管理的过程。将这一新型计算机技术应用在煤矿生产过程中和机械设备的运行当中,对煤矿机械设备的运行自动化进程有着质的帮助和提升。在煤矿的生产以及管理过程中,已经实现运行自动化的机械设备包括采煤机、工作面运输机等多项设备,其中采煤机自动化主要是通过计算机对采煤机各电机及液压系统的控制,实现采煤机在运行和管理过程中的自动化;运输机则是通过对其和计算机技术相结合来实现运输机的智能控制和管理,使其能够自动负担更加大容量、高强度、重型化的工作内容和具有更长使用期限的寿命优点。 1.2煤矿运输系统的自动化 煤矿运输系统的自动化是指在矿产资源运输的过程中对有关运输的机械设备进行自动化管控的过程。当前我国对于煤矿运输系统已经开始逐渐引进国外先进的胶带运输方法,随之而来的是胶带大载荷长距离运输对动力系统的高要求,对保护投入的严标准,目前利用计算机技术,将主电机和皮带运行中的各种数据利用传感器采集并汇集到PLC自动控制系统上,通过上位程序对胶带运输设备进行集中的控制和保护,对相关设备在运行过程中出现的故障能够及时地作出预防和处理,保护矿产资源在运输过程中的安全性,提高煤矿运输的效率和质量。 1.3煤矿洗选系统自动化 煤矿洗选系统自动化是指针对提高煤质去除矸石的洗选设备进行集中控制,对设备运行中的各种参数进行在线监控,使各种保护能够有效的联锁,确保洗选系统安全高效运行的控制系统。当前各洗煤厂使用的控制系统不尽相同,常见的系统有美国AB,德国西门子,相比使用人力去就地控制各种水泵、皮带、破碎机、分级筛等设备,使用自动控制系统可以大量缩减人员的投入,减少因噪音、粉尘等对人体的伤害,同时各种保护的联锁投入也可以消除因个别设备的故障造成洗选系统的崩溃,避免机电生产事故的发生,对煤矿来说洗选自动控制系统的参与即减少了企业的运营成本,又大大提高了安全生产效率。 2煤矿通信技术 煤矿通信技术是指将现代通信技术应用在煤矿生产和管理的过程中而形成的煤矿系统特有的通信技术类型。煤矿通信技术根据煤矿生产任务以及应用环境的不同,具体可以总结为以下内容。 2.1全矿井生产调度通信技术 全矿井生产调度通信技术是指在煤矿井下的生产过程中对矿井的生产过程施行通信管理的一种技术,其通信设备一般包括调度主机、安全隔离器以及本安自动电话机等,煤矿管理人员可以通过对以上设备的利用来实现对煤矿井下生产和运输过程的即时管理和控制,保证煤矿井下生产过程的安全和效率。全矿井生产调度通信技术也有不同的技术类型,例如煤矿井下建立专用的调度主机和行政交换机相互结合使用的通信技术方法,通过煤矿井下生产调度员的管理来对调度主机和行政交换机综合使用,实现对煤矿井下生产过程的管理和控制,比较适用于大型煤矿企业。其他例如不建立专用的调度主机,只使用行政交换机的通信技术类型或者只建立专用的调度主机不使用行政交换机的通信技术类型则比较适用于较小的煤矿企业。 2.2井下光纤通信技术 井下光纤通信技术则是指将光纤通信技术应用在煤矿井下生产过程的管理和控制过程中,井下光纤通信技术相较于其他通信技术来说具有通信速度更快、通信质量更高、通信容量更大等一系列的优点,具有优秀的防爆阻燃性能和通信抗干扰的能力。目前井下工业环网的普及应用,为煤矿信息化建设搭建了基础接入平台,使通信系统、人员定位系统、综采设备运行监控、电力系统监控、视频监控等多种系统进行融合成为了可能,成为煤矿数字化建设的重要推动力。 3结语 煤矿的自动化技术和通信技术是保证煤矿生产与管理过程中工作质量和工作效率的重要方法之一,也是煤矿工作未来发展的必然趋势,加强煤矿自动化技术和通信技术的进程,实现对煤矿生产与管理过程的有效保护和支撑。 作者:高小川单位:陕西清水川能源股份有限公司冯家塔矿业分公司
自动化机械设备的普及是未来现代化工业发展的必经之路,因此,对其设计和制造提出了更高要求。而无论是在生产效率还是企业成本等方面,自动化技术的应用都能极大地促进机械设备研发的优化升级,克服机械设计和制造的缺陷。而自动化机械设备研发设计及制造有许多需要注意的地方,因此,本文基于自动化技术在当前机械设备中的应用,抛砖引玉地提出完善设备研发设计及制造的新视角。 1自动化技术在机械设备研发中的应用优势 自动化技术助力机械设备制造生产,利用计算机技术进行仿真,改善了传统人工操作的烦琐工作流程,减少了研发成本投入,缩短了设备生产周期,提高了机械设计制造水平,且能够自行监测运行,发现问题能迅速采取相应措施[1]。其在机械设备研发中的应用优势如下。 1.1促进设备的研发和生产 自动化技术成为机械制造领域核心技术是因为它以数字化计算机技术为依托,通过构建控制模型进行机械设计的创新,使得很多传统人工制造难以实现的工序得以实现,而且保证了零件精密度和生产质量,还响应了节能环保的国家号召,为机械设备的研发设计和生产制造创造了有利条件。 1.2提高设计与制造效率 应用自动化机械技术优化了机械设备设计制造的流程,很好协调了设备的设计和制造,能保障各设备平稳运行,有利于机械设备的集成化,而在集成化过程中的整体统筹会对其内部的相关设计进行优化整合,使得生产经营活动更加系统化、科学化。传统设计和制造过程中,若出现了问题,整个设计需要推倒重来,而制造过程会中断。应用自动化技术一旦出现问题,能及时启动设备的应急预案,同时迅速查找、分析、解决设备问题,因此可促进机械设备高效、高质量的生产,提高其生产效率[2]。 1.3降低企业运营成本 数字化计算机技术的应用可以确保整个机械研发流程的科学、高效,有效地避免人为因素影响机械设计质量、原材料技术跟不上时代、若某个环节出现设计或制造问题便需全面重改等问题,继而起到节约机械设计和制造成本的要求,缩短制造业产品的生产周期,同时也节约人力物力财力等,降低了企业运营成本,为公司和产业带来诸多收益。 1.4改善生产安全问题 自动化机械技术是依托数字化计算机技术实行安全状况、产品质量等信息监测的,如可以监控工人在岗情况、设备运行情况和实际生产情况等,能全方位地掌控生产管理状态,最大程度地减少人为操作因素引起的安全事故,预防可能出现的安全生产风险[3]。而且在传统的机械设计制造业生产运行的过程中,相关的设备检验人员需要定期对机械生产设备进行检测,而设备运行过程中易出现安全事故,易对现场检验的工作人员造成生命威胁。自动化技术保障设备运行的安全,保证机械制造能更好地完成生产任务,便可降低生产事故出现的概率。 2自动化机械设备研发设计要点 自动化是机械设备的灵魂,研发设计是实现的根本。自动化机械设备发展非常迅猛,这也对其性能提出了更高的要求,因此设计者需要在不断变化的环境中应对越来越复杂的工程技术问题,从而完成高效且富有竞争力的自动化机械设备设计方案。那么,有哪些需要注意的设计要点呢?具体如下。 2.1基于精准测算的自动化设备配置方案 自动化机械设备研发方案指由控制系统、人机界面以及运动系统所构成的方案。机电一体化硬件配置最核心的问题是运动系统与机械本体的融合与协调度。运动系统参数如何选定是自动化难点所在。如果运动系统选得过小,轻则机械装备达不到设定的性能指标,重则须更换系统,造成浪费;如果运动系统选得过大,也就是设计裕量过大,会导致机械造价过高,能耗过大。即使运动系统的大小合适,其中也有一个驱动控制、减速器以及电动机的相互配合问题。如果它们配合不当,就会影响机械的精度或动态性能指标。在满足机械设备动态和静态性能指标的前提下,尽量压缩设计裕量,降低材料用量和成本,同时在精准计算仿真手段的支持下,使运动系统最佳地适配机械本体,从而获得一个优化的配置方案。 2.2机械设备模块化与标准化的规范 以典型的PID(比例、积分、微分)调节器设计为例,如果PID调节器的算法在每一次应用中都要重新由项目工程师编写源代码,将造成工时的浪费和工作效率低下。如果将PID调节器的各种应用状态考虑周全,使其无论是对快速和大滞后的被控对象,还是对机械控制和过程自动化的回路调节都能适用,然后将各种算法及参数作为一个可以重复使用的模块进行封装,这样就可以显著地提高工程效率,避免无谓的人力资源的浪费。针对团队和个人,设计并执行自动化方案的标准化规范是非常重要的。从软件的架构到模块的接口定义,甚至到变量名称的定义都应该有一套详细的执行标准,一个团队的优秀工程师们都遵循这些规范进行工作,那么,这个团队所产出的自动化方案将不仅具有长久的生命力,而且团队的工程效率将给企业带来强大的竞争力。 2.3基于数字化模型仿真的工程化设计手段 自动化机械设备研发方案将机电系统的部分作为数字化模型直接与自动化系统连接,可以直接测试和优化控制算法、验证设计改动是否合理,并无须为此生产样机,这种设计方法使得最终的样机一次性完成,并能够达到满意的设计效果。作为自动化工程师,应该学会充分利用成熟的资源和先进的技术手段,以最短的时间、最低的成本设计出性能价格比最佳的产品,这不仅是企业的需求,也是时代的要求。 2.4集成化设备管理 集成化设备管理即能够利用有限的设备资源,在最短的时间内,高质量地完成,同时最大限度地规避风险,使企业获得最大的收益。越来越多的设备使用了集成化技术,许多生产车间都有了集成化设备。一旦启用集成化设备,每个单位均要新设立维修机构及人员,必然造成人力、物力和财力的极大浪费,现实的条件也是不允许的。那么应该怎样提高机械设备的工作效率呢?随着信息化的普及,机械制造和自动控制工程的发展,现代设备的科学管理出现了新的模式,即出现了设备使用、管理和维修各归相关部门负责并用计算机网络技术对设备实现综合管理的现代化管理模式。集成化设备管理应以先进的信息技术和信息设备作为管理过程重组和重构的物质基础,充分融合管理技术和信息技术,实现管理过程的全过程自动化、数字化和智能化。现代设备管理应当以丰富的全面管理信息为基础,通过发达的计算机通信设备,充分利用社会信息服务于设备管理。面对更复杂的和更高技术含量的机械设备,设备管理的本质是建立规模化、集约化生产的设备维修体系,减少设备使用、储存和维修的人员,聘请更具专业理论和实践知识的技术人员,改变传统大而全的维修模式,建立更完善的社会化、专业化、网络化的设备维修体系,提高设备的维修效率,从而提高设备使用效率。 3自动化机械设备制造要点 在自动化机械设备制造的过程中,最首要的是完善研发设计,其次是保证生产制造质量,同时也要定期对设备进行监测[4]。 3.1优化设计方法 个性化方案、系列化生产设备面临的是研发的投入、成本的控制以及灵活的反应能力。在设计制造过程中,传统的项目研发过程是样机随着设计的改进一款又一款地不断研制。这不仅意味着设计时间的冗长,更关键的是研制的成本或能耗无法降低,甚至一个设计人员的小失误也会给生产厂带来巨大的损失。可以使用设备的轻装结构设计,其不仅能在运动控制上节省能源,也能在制造这些结构件的原材料能耗的上一个供应链环节实现节能。研发设计系统中的集成也为设计节能、缩短研发周期带来了新的途径。集成式研发设计的过程是将自动化技术融入设计,使产品由初始状态通过单步或多步变换实现或接近理想状态。而随着自动化程度越来越高,对复杂设备进行集成化设计,各部分的关联更紧密,必然伴随着对性能和设备的可靠性的高要求,否则任何一处微小的故障必然会造成连锁反应,造成整个装置和设备相关环境遭受灾难性的破坏,这不仅会造成巨大的经济损失,而且会危及相关人员人身安全,后果极其严重。所以在设计中应同时采用设备状态监测技术和故障诊断技术,通过状态监测和故障诊断技术,在设备正常运行的情况下,对设备进行全维修和保养,预测维修,降低事故率,保障设备制造如期完成。 3.2保证制造质量 随着科学技术的发展,对机械产品的加工相应地提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求,特别是对复杂型面零件的加工,提出了自动化并保证质量的要求[5]。现代自动化机械设备的设计理念是从系统性能设计开始,并贯穿设备操作、生产规划的过程中。自动化机械设备制造需要制造部门和设计部门密切配合,要严格依照设计方案进行,坚决避免制造过程中产生零部件误差。自动化机械设备制造是一个系统工程,各部门要相互协调相互配合,各制造工序才能有条不紊地进行,因此,各部门应该保持沟通,共同促进设备制造的顺利进行。尤其在安全系数上,各部门除了满足客户要求之外,还必须考虑设备的应力集中和类型,对应力评估方式、材料应力是否均匀以及焊接接头是否存在缺陷等因素都必须进行质量把关,以期保质保量完成制造任务。 3.3定期监测设备 企业进行设备制造必须合理使用相关制造设备,并做好设备的维护保养工作,使设备处于良好的技术状态。自动化机械设备制造的相关检验人员不仅要与设计提供的数据对比,对设备是否严格按照行业规范和设计标准进行检查,而且必须对零部件制造结构的合理性进行把关,检验零部件是否符合安全生产标准,充分考虑生产加工制造的难易度以及是否容易维修。制造完成后相关人员应认真进行设备调试、安装,确保设备质量再验收交付。待机械设备投入生产后,相关人员还应定期进行检修和维护,既要定期监测自动化机械设备的各种参数,也要进行早期预判,分析设备可能出现的故障并及时排查,降低设备故障停机情况,提高设备运行的效率。 4总结 机械制造业作为其他产业的支柱工业,担负着为国民经济提供更多物美价廉的先进技术装备的重任。随着科学技术的飞速发展和社会的不断进步,先进的生产模式对自动化设备提出了较高的要求,提升机械设备设计水平和制造质量成为重中之重。充分利用自动化机械设备的优势,深入研究研发设计要点,注意制造要点,可提升机械设备的自动化水平,使中国自动化机械设备产业蓬勃发展。 参考文献: [1]潘树鹏.机械自动化的发展前景[J].现代制造技术与装备,2016(5):189-190. [2]蓝蔚原.机械自动化设备设计的安全控制管理分析[J].现代信息科技,2019,3(14):154-155. [3]闵林锋.机械自动化技术在机械制造中的应用研究[J].中国设备工程,2021(12):228-229. [4]李孝芳,蒋政委.自动化机械设备研发设计及制造的要点分析[J].决策探索,2018(11):66-67. [5]李静,杨桐.浅谈机械自动化在机械制造中的应用[J].南方农机,2021,52(10):190-191. 作者:梁宇飞 单位:长飞光纤光缆股份有限公司
冶金工业论文:控制仪表用于冶金工业论文 1控制仪表的分类及发展 20世纪60年代开始大量使用的单元组合式控制仪表是根据控制系统中各个组成环节的不同功能和使用要求,分成能独立实现某种功能的八大单元,各单元之间用统一的标准信号联系,应用灵活、通用性强,可以构成多种复杂的自动检测和控制系统,便于仪表的生产、维护及备品库存等。我国生产的电动(DDZ)、气动(QDZ)单元组合仪表经历了Ⅰ型(1958年研制,1964年投产)、Ⅱ型(1965年研制,1970年统一规范)、Ⅲ型(1975年前后研制)三个发展阶段,DDZ-Ⅲ型采用了国际通用的4-20mA信号制,以集成电路作为放大元件,并具备了安全防爆功能。20世纪70年代又推出了组装式控制装置,它可根据用户要求,以成套装置形式提供给用户,使自控系统的施工、安装以及调试工作量大大减小,维护、检修等工作得到简化。1975年,美国霍尼韦尔(Honeywell)公司推出世界上第一套集散控制系统(DCS)。20世纪80年代,我国开始引进和生产以微处理器为优秀、控制功能分散、显示操作集中的集散控制系统,将控制仪表及装置推向高级阶段,同时出现了以微处理器为优秀的单回路可编程调节器,并进一步发展成智能式单元组合仪表,如DDZ-S型系列仪表。进入90年代,北京和利时、浙大中控、上海新华等相继推出自己的DCS系统。目前国产DCS系统已到达成熟期,由于国产DCS的价格低,能满足基本技术要求,且因开发较晚,某些技术较国外产品先进,其应用业绩不仅在国内市场占有一席之地,而且已经走出了国门。20世纪90年代出现了新一代工业控制系统—现场总线控制系统(FCS),它是计算机网络技术、通信技术、控制技术和现代仪器仪表技术的最新发展成果。现场总线的出现改变了传统控制系统的结构,将具有数字通信能力的现场智能仪表连接成工厂底层网络系统,并同上一层监控级、管理级通过网络连接构成全分布式的新型控制网络。FCS具有网络化,全分散性,系统开放性,对环境的适应性,现场总线仪表的互换性、互操作性和功能自治性等特点,其性能和功能均比传统控制系统优越。FCS将越来越多地应用于工业自动化系统中,与传统DCS相结合,构成技术更先进的混合型分布式控制系统。DCS和FCS的发展推动了采用模拟数字混合技术的DDZ-S型系列仪表和智能仪表的发展,智能仪表以微处理器为优秀,采用先进传感器与电子技术,具有检测、控制、显示、报警、存储、诊断、通信等功能,其精度、稳定性与可靠性均比模拟式仪表优越,可以传输模拟、数字混合信号或全数字信号,可以通过现场总线通信网络与上位计算机连接,能满足集散控制系统和现场总线控制系统的应用要求。按信号形式控制仪表装置可分为模拟式、模拟数字混合式、全数字式三大类。计算机网络技术的迅速发展,使数字通信一直延伸到现场,传统的4~20mA直流模拟信号制将逐步被双向数字通信的现场总线所取代,目前生产中多采用模拟数字混合式仪表和全数字式仪表,随着DCS和FCS发展,无线仪表和短程无线网络开始应用于工业现场,无线网络与有线网络的有机结合,将进一步完善系统功能,提高工业自动化水平。 2冶金工业控制仪表的应用 目前,冶金工业现场已经很少使用模拟式控制仪表,取而代之是模拟数字混合式的智能控制仪表,其传输信号是4~20mADC和HART或(Foundationfieldbus、Profibus)等,近年全数字式的现场总线控制仪表也得到了应用。要实现生产过程自动控制,必须由变送器、控制器和执行器等三种优秀仪表,再附加某些辅助仪表构成过程控制系统。下面根据对十几家企业的调查,主要介绍冶金工业生产过程中控制仪表的应用情况。 2.1变送器类控制仪表 冶金工业应用变送器检测的物理参数主要是温度、压力、流量、物位等四大热工参数。一般来说,压力类变送器可以实现压力、差压、液位、流量等参数的检测。目前,冶金企业采用的压力类变送器多数是横河川仪、威尔泰、西仪、北京远东、德国E+H、Honey-well、ROSEMOUNT、YOKOGAWA等仪表生产厂家生产的智能压力/差压变送器,这类仪表一般输出4~20mADC模拟信号,同时采用HART协议以数字信号输出现场仪表信息,可以通过支持HART协议的手持终端或现场通信器与变速器进行数字通信,实现远程设定零点和量程等组态操作。有些仪表除了支持HART协议,还支持其他通信协议,如横河川仪的EJA系列差压变送器还支持BRAIN协议、FF和PROFIBUS协议,可以通过BRAIN手操器或CENTUMCS/μXL或HART275手操器相互通讯,通过它们进行设定和监控等;Honeywell的ST3000/900系列全智能在线式压力变送器还支持FF、DE协议,可与霍尼韦尔的ExperionPKSTM集散控制系统和智能现场通讯器(SFC)实现双向数字通讯,消除了模拟信号传输误差,方便了变送器的调试、校验和故障诊断。鉴于生产过程对流量精确测量的要求,有些企业选用多参数流量变送器,在测量流量的同时实现对流量的压力和温度补偿,如中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用的加拿大SAILSORS的智能压力变送器是V10F多参数质量流量变送器,传输信号是4~20mADC和HART,采用实时全参数动态数字补偿技术(实现温度补偿功能)和满量程静压补偿技术,实现更高精度和宽量程比。企业使用的温度变送器主要是一体化温度变送器、普通温度变送器和变送器模块。重庆迪洋的DAD系列变送器、深圳万讯的温度变送器都属于普通温度变送器。SBWR/Z系列一体化的热电偶/热电阻温度变送器,它是DDZ-S系列仪表中的现场安装式温度变送单元,它采用二线制传送方式,输出与被测温度成线性的4-20mA电流信号。变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内形成一体化结构,也可单独安装于仪表盘内作转换单元。南京菲尼克斯电气有限公司的MCR-SL-PT100-UI,是可组态的3端隔离温度测量变送器,适用于根据IEC60751,采用2,3和4线连接技术连接Pt100热电阻,可输出4种模拟电压和模拟电流信号。西仪集团等仪表生产厂家生产了多种类型的智能温度变送器,具有HART协议和FF通信功能,便于连接现场通信装置和组成DCS系统,具有较好的应用前景。 2.2控制器类控制仪表 目前,多数企业主要使用DCS和PLC实施控制,常用的控制器有SIEMENS的S7-300、400系列PLC,AB公司的PLC,Honeywell的PKS、TCS型DCS,YOKOGAWA的DCS,浙大中控的SUPCON,和利时的DCS等。有些企业还使用国产的智能调节器及普通的显示调节仪等,如,中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用上海岛电自动化控制系统工程有限公司PID调节器、江阴众和电力仪表有限公司的智能温度调节仪,天津市中环温度仪表有限公司的XMTW4000系列智能显示调节仪,百特XMB52U6P智能温度调节仪等。 2.3执行器类控制仪表 各企业使用的执行器比较繁杂,某炼铁厂目前使用的DKJ型电动执行器约占44%,奥托克的IKM系列执行器(德国技术)约占18%,其他国内不同厂家如鞍山热工仪表调节阀有限公司、鞍山拜尔自控有限公司、大连新科执行器厂等生产的不同型号的执行器占38%。目前,电动执行器的生产厂家较多,产品的质量标准良莠不齐,特别是存在仿冒产品,企业在选用执行器时,往往选择有规模、有资质、知名度高的企业产品。有些企业最近设计选用的执行器主要有英国Rotork、德国四门子公司SIPOS、重庆川仪等厂家的电动执行机构和气动执行机构。当用户对阀门控制精度要求高,或者工作环境复杂、以及需要实现远程控制,一般都选择智能型阀门电动执行器。 2.4辅助控制仪表 要构成过程控制系统,除了变送器、控制器和执行器等优秀仪表外,还需要配置显示记录仪表和其他辅助控制仪表,辅助控制仪表主要有电源箱、配电器、隔离器、操作器、安全栅、阀门定位器等。目前,企业使用的各类辅助仪表主要是国产的DDZ-Ⅲ/S型仪表,有些企业选用了智能操作器和HART安全栅,如包钢集团使用国产DFP配电器约占47%,现场评价很好。有些企业选用国外的安全栅和阀门定位器,如本钢炼铁使用P+F公司Z787H齐纳安全栅和SIMMENS的6DR50系列电气阀门定位器,包钢集团使用日本koso的EPA/EPB系列电气阀门定位器和SIMMENS的Ps2、6DR50系列电气阀门定位器,现场评价很好。 3结语 冶金工业控制仪表的应用和发展极大地推动了冶金工业的发展,是实现冶金生产自动化的关键所在。围绕工厂整体自动化的总目标,冶金工业正在大量采用DCS、FCS系统,智能控制仪表特别是现场总线控制仪表的市场占有量的逐年增加是控制仪表应用发展的必然趋势。 作者:方景林 李红 才勇智 单位:辽宁科技学院电气与信息工程学院 冶金工业论文:污水回收利用冶金工业论文 1污水处理系统需求 以往仅只满足污水处理要求的处理系统,通常总的处理环节为:分离-沉淀-排污,然而现如今除了最基本的污水处理需要外,对于环境保护、节约资源更提出了新的要求。不仅需要对治污排污量予以精确严格的监测与计量,对于输入的原水、沉淀池用水、调节池用水等利用量、循环回用量均需严格计算与检测。这也是我们此篇文章所要介绍之方案所拥有的特色系统功用,详见下文。 2工艺流程 2.1基本工艺流程 基本工艺流程中分项工艺总体难度适中,实现无困难,衔接得体,目的清晰,便于管理。 2.2各环节加强化学处理,高效分离 冶金污水通过收集沟道进入预先设置的集水池,随后进入沉淀池,由提升泵提升至浅层气浮系统(后文将详加解述)。废水经提升泵提升后,投加混凝剂PAC,通过充分混合搅拌使得PAC混凝剂药剂与冶金污水充分混合,之后流至机械搅拌反应池,利用机械搅拌加速其化学反应,污水中的悬浮物逐渐形成絮体。随之连接特别设置的旋流反应器,加强在PAC混凝剂作用下的化学反应。然后在旋流反应器后仍旧连接相同的管道混合器,其内投加絮凝剂PAM,使得投加PAC后形成的絮体絮凝反应后增大。絮凝好的污水混合物随之进入浅层气浮,利用加压溶气系统产生的溶气水经减压释放形成的微小气泡与废水中的悬浮物絮体互相接触,水中悬浮絮体自然粘附在微小气泡上,随气泡的上升一起浮到水面,形成与下层水体有明显分层界限的浮渣,最后除去表层浮渣,从而达到了净化水质的目的。而经过浅层气浮处理后的清水则由重力原因流到地下清水池储存起来,由回用水泵抽取提升后送至冶金生产车间继续循环使用,且回用率相当可观。浅层气浮浮渣和污泥最终排放至污泥池,经过压滤机固化处理后外运并进行深挖填埋,保证不影响周边环境与生态。反应池、浅层气浮中的放空废水以及板框压滤机的滤液排到污水池之后通过污水泵的提升,回到污水处理系统进行循环处理。 2.3浅层气浮回流原理,缩短分离时间 本项目解决方案采用QF型高效浅层的气浮装置。该气浮装置针对以往之一般气浮池在进出水等方面的劣势,特别将其原水进口和净化水的出口设计为移动式,其目的在于缩短原水气泡整个上浮过程所经历的时间,意即在原水向气浮池流动的同时,池中布水管向着原水流出的相反方向而移动,使得进入池中的原水相对于水池基本处于相对静止之状态,水中的气泡因此而沿着与水平面相垂直的方向向上浮向水面,上浮速度接近原水中固态物质的上浮速度(4~10cm/min),因此原水中的悬浮物能够以接近于T=3min的上浮速度很快的浮到水面上,而浮渣层下的净化水仍停留在下层的原处,当净化水抽提管移到此处时,净化水就能被抽送水泵抽取而排到水池外。在这里,为求达到使得水泡垂直上浮的效果,最突出的问题便是需要使进、出水口能够同步移动,我们在此项目解决方案中,将该机设计为圆形,进、出口管均安放在一定的装置上,使它围绕着转轴中心旋转,这种旋转移动的布水方式巧妙的解决了我们的优秀问题。由于原水中的悬浮物从水中浮到表面的速度快,可以达到三分钟净化原水达标的效果。净化时间缩短,在整个系统的污水处理能力与效率上自然获得了显著的提升。 QF型高效气浮主机系统详述气浮物理固液分离技术在污水处理中应用非常广泛,适用于气浮处理的设备也有多种,但其优秀都是通过产生微生气泡,使絮凝颗粒附气上升分离。微细气泡的产生主要是通过电解、分散空气和溶解空气再释放等方式。QY-QF型高效气浮设备引进日本新技术,运用高效溶气泵将水、气混合加压溶解形成溶气水,再减压释放,微细气泡析出与悬浮颗粒高效吸附而上浮,从而达到固液分离的目的。气浮系统集进水、絮凝、分离、集水、出水于一体,与传统气浮设备类似,设有稳流室、溶气释放室,使处理性能更稳定,不但效果更优越,而且对于传统设备改造尤为适宜。尤为其中的QF型高效气浮主机系统有代表性,它集凝聚、气浮、清渣、沉淀、除泥为一体,整体呈圆柱形,结构紧凑,池深较浅。气浮装置的主体由池体、旋转布水机构、溶气释放机构、转架机构、集水机构,撇渣机构六部分而组成,进、出水口与排渣口全部集中在池体中央部分,布、集水机构、清渣机构都与框架紧密连接在一起,围绕池体中心转动。 新型浅池气浮装置系圆形气浮池,最大的工艺结构特点是中心进水旋转布水,掺入混凝剂发生絮凝后的原水与溶气系统产生的溶气水相互接触混合之后,在稳流,整流装置的作用下,水流基本处于稳定的状态,在此环境条件下完成固液的分离反应与传统气浮装置比较,从根本上改变进、出水方式,消除了固液在水流动态情况下进行的不利因素,使水的停留时间仅保持在4-6分钟以内(由旋转速度调整),也随之将气浮池的有效水深降低到仅400-500mm之间,较之传统气浮装置池子的深度降低了3-5倍以上。这里凝絮好的原水是指在原水中加入絮凝药剂PAC或PAM(PAC为400-1000mg/I,PAM为PAC的1/5左右),经10-15分钟的有效地絮凝反应,形成的原水。具体药量及絮凝时间,絮凝效果须由实验测定。提供成套设备总成及控制系统,通过集中控制与分散控制相结合,以使设备达到最佳运行状态。由于旋转布水器和稳流整流装置发挥作用,使得池内产生了无数个互不干扰的分离反应区,各分离反应区也随着循环周期(可调整的旋转速度)所产生的时间差相继出现或结束。分离反应结束之后在池内自上而下形成了浮渣层、清水层以及泥沙沉积层,其分别配备了同步与之转动的池底清泥装置,在这里,除了泥沙将被按时定时的从池底排出泥槽以外,净化水、浮渣再次循环进入分割的中心筒之内,从池底连续排出池体最终流入储存池,以上述过程为完整的工作循环,设备如此周而复始的连续工作。总体功能特点①.溶气泵边水和气同步吸收,在泵内进行加压混合、气液溶解率高、细微气泡大小平均小于等于30um;②.溶气的水溶解率高达80-99%,较传统气浮效率高3倍;③.自动控制可行性高,易操作、易维护、噪音污染低;④.溶气泵可取代循环泵、空压机、溶气罐、射流器及释放头等组成的复杂系统。 3结语 我国选矿及冶炼工业废水的排放量约占全国工业废水总排放量的12%左右。因此,提高废水处理率与水重复利用率是冶金行业内实现节能减排与资源化的关键环保手段之一。工业循环水排污水的处理是实现"零排放"的关键。我们提供的污水处理系已经经过相当一段时间的生产实践在实际项目中的验证,系统设计成熟,可应用性强,该系统可以说是目前设计最优化、成本核算最小化的系统,而且占地面积小,安装简单,同时可节约了大量安装成本。冶金污水处理手段方法不一,原理及工艺更是千差万别,更出于不同项目所产生的废水的种类繁多,因此不可能有统一的废水处理模式,对不同的企业应该有不同的处理工艺来优化处理废水问题。但当前的时代任务告诉我们,目前虽然有很多污水处理的研究和成熟的处理工艺,但大部分企业只进行了部分处理,只是在一定程度上降低了污水对环境造成的污染,并未真正意义上关注在污水处理影响下的可持续发展,因此我们要积极推广类似本文所述的新产品,新工艺,不只将污水处理拘泥于简单的处理两个字上。提倡以废治废,降低成本,提高废水的回用率,从源头根本上解决污染问题。 冶金工业论文:厂房维修冶金工业论文 一、根据实际情况,确定维修保养计划 xxxx钢铁公司地处沿海地区,应根据气候环境及使用功能确定工业建筑物的维修内容、施工方法;并考虑成本控制及工期(影响生产主线、危及人员安全的要按抢修模式组织施工)要求,从工业建筑物的现状入手、必要时进行可靠度鉴定;准确判断该建筑物的地基基础、结构主体、屋面防水等现有状态。建筑饰面维护,可以结合厂容厂貌美化要求进行涂装;屋面工程的维修维护,要从渗漏点分布、屋面板开裂情况及钢筋锈蚀程度、屋面板变形等入手,分析原因,制定屋面维修方案时采用更换防水层、补强结构、封堵裂缝;或是拆除结构层、翻新,或者平改坡完善防水功能。随着产品生产线提升,需要对原有建筑物进行技术改造,而功能改变的维修是一种对原有建筑物使用性质、结构受力的改变,特别需要慎重。首先对建筑物进行结构鉴定,再委托有资质的设计单位进行结构验算、设计。 二、房屋维修的系统管理 1.维修工程的特殊性 维修工程的施工对象、施工方法、施工环境、施工机械的使用与新建工程差别很大。特点:施工对象是对已有建筑物;施工方法,维修工程工程量小,原样修复,材料品种、规格甚至颜色都受到原有建筑物限制,要通过现场查看、市场比对采购、安装(修复),效率低、速度慢;施工队伍的选择:首先选具有总承包资质的维保公司进行施工管理,包括施工质量、迅速反应、成本控制及安全管控,它必须具有健全的管理体系和规章制度,保障能力强。根据其特点:允许分包技术性较强的专业施工,如专业测量队伍、专业钢结构施工队伍等;施工环境:维修工程大多局限在已有建筑物内,场地小,施工材料运输、机具入场困难,作业时间、作业空间,受生产设备运转限制,效率难以充分发挥,施工场所存在各种危险源,时刻危及着生命安全及职业伤害。施工前要办理各种施工手续,三方挂牌。必须配备的劳动保护用品有安全帽、安全鞋、安全带及氧气报警仪和煤气报警仪;加上周围环境影响施工如噪音、灰尘、油污及有害气体,还必须佩戴防尘口罩、手套、护目镜、耳塞等。废弃物、渣土大多为有毒有害物质,要定点处理,不可乱弃,避免二次污染。受工作面的限制,施工机械难以施展,只能使用使用一些手头工具,效率低,安全和质量控制难度大,即使使用机械器具,措施费用相当昂贵。 2.根据维修工程特点,进行维修管理策划 根据点检状况,确定维修内容、范围、标准,编制维修工程预算、施工方案及验收办法约定工期,减少随意性和盲目性。施工队伍是长协合同单位,有相应资质、业绩和荣誉,一专多能;在合同中约束费率,实行总成本控制。项目安排,受资金投入限制,不一味地强调逢损必修,而是分轻重缓急,以满足生产需要及安全保障为前提,注重结构安全。尽量避免生产和维修同时进行,施工时切断水、电、气源,点检、操作、施工三方挂牌作业,减少因交叉作业带来的安全隐患;施工场所要封闭,减少周边环境和施工的相互影响。同时遵守建筑物安全使用“十不准”的要求,不破坏原结构、不破坏防水系统、不损坏沉降观测标志、不乱开孔打洞等。根据现场条件允许,选择小型的施工机械时,需要检查相关证件及办理安全作业手续。动土作业,首先确认地下管线现状,并办理动土作业手续。 3.过程控制,确保质量 维修工程有时需要更换部分结构件,需要查阅档案,走访建设期的管理人员,以便掌握建筑物现状,准确编制维修方案。拆除是对现有建筑物隐蔽工程的揭露,拆除后,会出现与原设计要求不符的情况。一是设计有变更,另一方面是原建筑物已进行过改造,还有可能就是建筑施工时质量关控制不严。施工管理人员在拆除阶段进行随时的跟踪,发现问题,及时反馈给技术人员,以便对原定的维修计划进行完善。条件允许的情况下,进行改善性维修。例如:在进行金属屋面维修时,发现受恶劣环境侵蚀,屋面檩条锈蚀严重,且檩距较大,请示研究后修改方案,将檩距进行加密,由4.5m改为3.0m,油漆由醇酸漆改为MP钢结构专用防腐涂膜,延长结构使用寿命。还有电气室砼屋面渗水,拆开防水层后发现防水卷材直接铺贴在结构屋面板上,修复施工时,进行建筑找坡,防水卷材由SBS改为三元乙丙、KR防水专用胶水。维修工程施工过程要跟踪,根据维修方案,将难点、关键点作为质量控制点。对重要的隐蔽工序要指出停止点、见证点、旁站点;数量较大且在重要部位的施工材料,要进行必要的抽样检测;对于办公场所的装饰材料,要进行对人体有害物质的检测。安全施工,预防为主。屋面翻修施工,要搭好临边防护;室外粉刷要搭设双排脚手架,特别注意连墙件设置可靠。在密闭的空间进行施工时,要注意通风,佩戴煤气、氧气报警仪,以防止发生窒息、中毒。每一年度的点检情况要进行整理,形成书面《工业建(构)筑物安全评估》报告,主要内容有查出的问题记录、处理措施、处理结果,未整改的遗留问题。报告要上报给生产使用方及本单位上级领导,以便安排工业建(构)筑物下一年度维修计划和资金投入。细节决定成败,过程产生结果。只有细致点检,精心组织,才能确保冶金工业厂房维修工程的功能、质量、安全目标的实现。 作者:张景才 周建波 史琳 单位:上海宝钢工业技术服务有限公司宁波分公司 宁波钢铁有限公司焦化厂 冶金工业论文:车间通风冶金工业论文 1输送气体中含有一定的一氧化氮等物质 除了硫磷物质之外,在冶金企业车间生产过程中,一氧化氮是一种重要的伴生气体,对车间内空气的影响比较强烈,不但危害了车间的作业工人,同时也对周围环境造成了严重影响,因此,有害气体必须得到及时处理。输送气体中含有较多的固体小颗粒。结合冶金企业车间生产实际,除了气体污染之外,在车间内也含有大量的固体小颗粒,对作业工人的呼吸系统造成了严重的危害。因此,正确分析冶金企业车间的气体成分和性质,对制定具体的通风措施具有重要作用。 2冶金企业车间通风应做好风机选型 风机根据工作区域不同分布,对粉尘和各种气体浓度比较大的工作区域采取多个风机共同作用,几个为一组的方式,沿着尾气处理排放的方向布置。为了满足铸造车间内的环境要求,通风机通常配有整体消声器。在调节空气质量的同时,通风机可达到减小噪声的作用,经叶轮作功后,从通风机出口高速喷出。基于这一认识,做好风机选型,是提高冶金车间通风效果的重要措施,对冶金企业车间安全生产具有重要的促进作用。结合当前冶金企业车间气体的性质,在风机选型上,应从以下几个方面入手:(1)风机选择必须满足高效性原则。在风机选择过程中,基于风机在通风中的重要作用,风机只有在工作效率上满足实际需要,达到较高的通风效率,才能满足冶金企业车间通风需要。因此,风机选择中应将高效性作为衡量风机是否达到工作要求的重要指标,做好风机的选择工作。(2)风机选择应对硫磷气体有较强的针对性。由于冶金企业生产车间内硫磷气体含量较高,在通风过程中,只有对硫磷气体排放具有较强的针对性才能满足车间生产需要。为此,在风机选择过程中,应将硫磷气体作为重要的衡量指标,保证硫磷气体的排放能够被迅速排风系统带走,达到净化车间空气的目的。(3)风机选择应重视其抗腐蚀和换气率等指标。在冶金企业生产过程中,车间内气体中硫磷的含量较高。而硫磷会对风机产生较大的腐蚀。因此,在风机选择过程中,将风机的抗腐蚀性和换气率作为主要指标是十分重要的。基于这一认识,风机选择必须满足抗腐蚀和换气率等基本指标。 3冶金企业车间通风应做好除尘器选择 在冶金企业车间通风过程中,除了气体之外,空气中的灰尘也是重要的污染源。在这一前提下,做好除尘器的选择,是消除空气中多种杂质的有效手段。为此,做好除尘器选择,是提高冶金企业车间通风效果的重要手段。通过了解发现,常用的除尘器主要有分室反吹袋式除尘器,机械回转扁布除尘器,低压脉冲长袋除尘器,三种除尘器各有优缺点。静电除尘系统由除尘机和附属设备组成。为确保集尘、除尘效果需要配备水处理装置、送风机、控制器、高压发生机、计测器等装置。工作机理是在带负电放电极周围的空气被电离形成电晕区,电晕区内的空气电离后,正离子很快向负极移动。基于各种除尘器的优点,冶金企业车间在通风过程中的除尘器选择应把握以下原则:(1)除尘器必须具有较强的针对性。由于冶金企业车间的粉尘含量较为复杂,要想提高除尘效果,就要在除尘器的选择中使除尘器能够实现对特殊粉尘的清除,保证车间内的空气质量满足实际需要,达到净化空气和提高空气质量的目的,提高车间的整体除尘水平。(2)除尘器应满足车间除尘的工作指标。在除尘器选择过程中,除了要提高除尘器的针对性之外,还要使除尘器满足除尘的工作指标,使除尘器的工作效率能够满足实际需要,达到提高除尘器除尘效果的目的。因此,将工作指标作为重要的衡量标准,是提高除尘器除尘效果的关键。(3)除尘器应能够适应冶金企业车间的恶劣环境。由于冶金企业车间的生产环境相对恶劣,除尘器在选择过程中只有具备适应恶劣工作环境的能力,才能提高冶金企业车间除尘效果的目的,保证冶金企业车间的除尘和通风满足实际需要。因此,工作环境是除尘器选择必须考虑的因素。 4结束语 通过文章的分析可知,在冶金企业车间生产过程中,应对通风引起足够的重视,并从做好输送气体的性质、做好风机选型和做好除尘器选择入手,提高冶金企业车间的通风效果,保证冶金企业车间通风质量满足实际需要,达到保障冶金企业车间安全生产管理需要的目的,为冶金企业安全生产管理提供有力支持。 作者:孙纳 林洁 单位:无锡市疾病预防控制中心 冶金工业论文:新工艺及新技术冶金工业论文 一、教师在课堂中的作用 学生完成任务之后,教师要进行纠正说明以及总结评价,从而保证学生所讲内容的正确性以及完整性,进一步深化教学内容。除了专业问题外,每位学生要发表学习过程中的一些感受,其他学生要进行提问,使学生们都参与到课堂中来,提高学生们的学习兴趣。在学好专业知识的基础上,培养学生们的创新意识及科学素养。最后由教师进行总结与评价,评价内容包括学生在此次任务完成中的表现,对目标知识掌握的程度以及解决问题的能力和创新思维的能力等。 二、立体式教学法的应用 立体式教学法旨在保障知识传授的基础上,强化思维能力的训练。经过对三届选修冶金工程新工艺及新技术课程的研究生进行的对比实验教学,选取72名无显著差异的研究生作为研究对象,对立体式教学法进行了探索与研究。 1.对于拓展视野的帮助 研究生的学习需要以开阔的眼界来观察与研究专业领域内的热点问题。研究生不能沉浸在周围的小环境下,需要放眼世界,从更大的角度去审视问题、分析和处理问题。结果表明,绝大多数学生认为立体式教学法有助于拓展学生的视野,但仍有8%的学生认为该教学法无助于拓展学生视野。究其原因,主要有以下四点:(1)教师所设置的任务所包含知识面还不够广泛,具有一定的局限性;(2)学生在完成任务的过程中查找资料的途径比较局限,文献查阅能力有待提高;(3)教师应当收集一些学生收集能力范围之外的有用信息教授学生,从而起到引领作用;(4)各个学生在讲述自己所准备的材料过程中,因为个人表达能力等方面因素的差异,导致信息传递不畅。 2.思维创新能力的培养 有23%的学生认为,该课堂教学法对于其思维创新能力的培养非常有效,44%的学生认为该方法是有效的,完全认同的学生数量相对较少,同时,也有5%的学生认为该教学法对于其思维创新能力的培养没有效果。这主要是因为:(1)受大纲对于课程内容规定的限制,课程内容涉及面仍显较窄。因此,应该进一步加强授课内容的改进,强调交叉融合。(2)交流不足,学生们还没有完全适应该教学法,课堂上稍显怯懦,同时,教师由于长期受到传统教学思维的影响,在这种新型教学的课堂上,并没有完全消除“填鸭式”教学法的影响,教师往往在点评过程中,进行了某些灌输,对学生们的思考有些束缚。在立体式教学过程中,可适当邀请某些冶金领域知名教授前来参与课堂教学活动,与学生们开展对话与交流,锻炼学生的胆量,同时,也可以从自身实际出发,启迪学生们的思维,引导学生去发现问题。 3.对于提高科研能力的帮助 良好的科研能力是研究生所必须具备的基本功,这包括资料收集与处理的能力、科研创新能力、发现问题及解决问题的能力、逻辑思维与口头表达的能力等。研究发现,仅有20%的学生认为该教学法对于提高自身科研能力具有很大的帮助,这说明,就培养学生科研素养而言,该教学法仍需适当改进,以进一步提高学生的认可度。同时仍有3%的学生认为该教学法对于提高其科研能力没有帮助。究其原因,主要是:(1)学生的学习主动性有待提高。这需要教师融理论教学于实际之中,让学生明白所学专业知识的用途以及运用的方式,从而激发学生的学习热情。(2)在教学过程中,科研方法方面的内容应进一步增强,也就是增加方法论方面的内容,教授学生科学思考及科学研究的方法,从而帮助学生提高科研能力。 4.知识收获方面 对研究生而言,重在能力及方法的学习,但是作为课堂教学,知识的传授也必不可少,只是与本科生相比,所获得的知识应更加前沿,更加接近实际。通过调查发现,有20%的学生认为,通过该教学法,其所获取的知识量一般,更有5%的学生认为,并没有通过该教学法获取更为丰富的前沿知识。鉴于此,在应用这种方法开展教学时,应着重注意:(1)注重价值引导,强调知识的作用,诱发学生获取新知的欲望;(2)注意研究生教育过程中存在的“重科研、轻教学”的问题,处理好之间的关系,重视课堂教学,使学生的课堂学习与科学研究有机结合,实现课程学习为科研服务,在科研活动中又获取新知的良性循环。 三、结束语 基于冶金新工艺及新技术课程的立体式教学法,激发了学生主动接受最新前沿知识、科研动态及思维方法的兴趣,新工艺及新技术对于挖掘学生的创新潜能,培养学生的科学精神,调动学生的主动意识以及提高学生的创新素质具有良好的效果。同时,调查结果也可以看出,立体式教学法仍有进一步提升的空间。 作者:李林波 武姣娜 方钊 单位:西安建筑科技大学冶金工程学院 冶金工业论文:技术史价值冶金工业论文 一、冶金工业遗产所承载的技术史价值:以铁桥峡为例 以焦炭炼铁开始的近代冶金业的技术创新在工业革命时期对人类文明影响巨大,因此在工业遗产保护领域受到普遍重视。如英国于20世纪80年代末启动了历史遗迹保护项目,钢铁工业历史遗迹作为其重要部分,形成了398个影像资料和70个文件的档案记录。[4]在英国所有与冶金工业有关的遗址中,最重要的当然是位于伯明翰西北50公里的泰尔福德(Telford)地区的铁桥峡。近代冶金工业遗产对工业文明带来的巨大影响,其根本上是钢铁冶炼新技术及其大规模普及所带来的,从这一意义上,我们认为冶金工业遗产的技术史价值可以从四个方面来概括:一是优秀技术的发明或引进;二是新旧技术体系的交替;三是冶金产品如钢铁及其重要景观的形成;四是新技术及其生产系统对社会和文化的影响。而铁桥峡遗址具备了上述四种技术史价值的全部要素,围绕这些要素,相应的工业遗产保护和开发实践得以展开:第一,焦炭炼铁技术的发明和使用,是铁桥峡成为工业革命主要发源地的根本原因,也是其作为工业遗产的优秀价值所在。铁桥峡之所以成为工业革命的主要发源地,是因为1709年亚伯拉罕.达比(AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭炼出生铁,这一技术创新使炼铁业摆脱了对木材的依赖而获得充分的发展空间,也拉动了煤矿业的进一步繁荣。以钢铁为原料的动力机械、工程建筑和铁路交通因此得以大规模发展,人类开始进入“钢铁时代”。[5]基于焦炭炼铁在技术史上的意义,铁桥峡成为了英国工业遗产保护的首要对象之一,1959年,达比的焦炭炼铁高炉也因此成为首个被挖掘和保护的对象,其最初的目的是纪念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年铁桥峡博物馆基金(theIronbridgeGorgeMuseumTrust)创立,负责对方圆6平方英里的铁桥峡地区的工业遗产进行保护和研究,铁桥峡工业遗产的保护和开发由此全面展开。第二,焦炭炼铁试验成功后,铁桥峡地区经历了近半个世纪的新旧技术系统交替的时期,这直接体现在高炉动力系统的变革上,这是焦炭炼铁系统得以最终确立并使这一地区成为工业革命摇篮的又一因素,也成为铁桥峡工业遗产保护和展示的主要内容之一。达比的高炉最初是靠上下水池的落差形成动力来鼓风的,为解决干旱的夏天上水池枯水的问题,最初是通过修建马车轨道来输送水,1742年,纽可门蒸汽机代替了马车,用于水的提升,高炉鼓风的动力仍然来自水轮机。直到1776年,直接将博尔登-瓦特蒸汽机用于鼓风的方法得以成功研制,蒸汽机才在高炉炼铁中取代了水力鼓风[5]。在铁桥峡,达比二世修建的上下水池间的运水轨道被保存下来,成为体现新旧动力系统交替过程的主要景观。科尔布鲁克代尔铁博物馆(CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、图片和模型,完整地展示了该地区新旧高炉技术系统的变迁过程,达到了更清晰地再现工业革命是如何发生的效果。第三,1779年修建的铁桥,作为世界上第一座用生铁建造的桥,是工业革命时期新炼铁技术所带来的钢铁新产品和新景观,构成了铁桥峡技术史价值的另一重要内容,这是炼铁新技术实现产业化的直接产物。而人们如何首次用生铁来建造这样一座大桥,本身就是另一项很重要的技术创新。针对高炉和铁桥,联合国教科文组织为铁桥峡作为世界文化遗产作出了以下两点评价:1)科尔布鲁克代尔高炉使亚伯拉罕•达比一世在1709年发明焦炭炼铁的历史得以永存。铁桥作为第一座生铁构建的大桥,同样是体现人类创造天才的杰作。2)科尔布鲁克代尔高炉和铁桥在技术和建筑发展历史上有着重要的影响。可见,正是因其在技术发展史上的意义,铁桥和达比的高炉成为铁桥峡工业遗产的优秀价值所在。此外,铁桥本身的建造技术的复原也成为了工业遗产的重要研究内容。1997年,瑞典画家伊莱亚斯•马丁1779年的一幅水粉画在斯德哥尔摩曝光,这幅画描绘了铁桥建造的方法。随后,大卫(DavidDeHaan)等人进行了详细的考古学、历史学和图片的研究,为了验证画中描绘的方法的可行性,2001年在铁桥峡地区的比利斯特山露天博物馆的运河上,一座按1:2的比例的铁桥使用18世纪的材料和技术建造起来,这一成果成为了展示铁桥建造技术的景观之一。第四,新技术引发的工业化导致运输、生活方式和城镇景观的改变,是铁桥峡地区在整体上作为工业遗产的价值体现,正如联合国教科文组织对铁桥峡价值评价的第3条称:“铁桥峡提供了近代工业地区发展的一个极具魅力的缩影。采矿区、运输业、生产企业、工人住所以及交通网络被很好地保留下来,形成了一个非常协调的整体,具有显著的潜在教育价值。”如果说炼铁炉和铁桥承载着技术本身的历史,那么因冶金业的兴盛而形成的工业社会,则属于“外史”范畴。对这一层面的历史价值进行挖掘,可以为工业遗产的保护和开发提供更广阔空间。铁桥峡现有的10个博物馆中,BlistsHill维多利亚城镇(BlistsHillVictorianTown)是游客参观人次最多的景观,19世纪后半叶的维多利亚时代被认为是英国工业革命的峰端,通过BlistsHill维多利亚城镇的重建,铁桥峡地区还原了19世纪经过工业革命后的英国人的生活状况,这个露天景观包括维多利亚时期普通工人的住房、银行、公立学校、药店、食品店、糖果店、铸铁厂、蜡烛厂、印刷厂,以及火车站和铁路等。这些展示也使铁桥峡地区作为工业遗产景区,更具观赏性和吸引力。 二、中国近代冶金工业遗产的技术史价值特征 中国是世界上发明和使用生铁最早的国家,然而土法炼铁技术是与传统的农业社会相适应的,并未导致工业社会的诞生。近代西式钢铁技术在中国的兴起始于19世纪80年代。相对于西方工业化国家而言,中国近代冶金技术与工业化历史有其自身的特点,使中国近代冶金工业遗产的技术史价值具有一些不可忽视的特殊性:第一,中国近代冶金技术史是一段单向的技术转移过程,且这一时期的技术引进并未带来中国钢铁工业的发达,这是中国近代冶金工业遗产技术史价值首要的特殊性。1885年至1936年,先后有贵州青溪铁厂、汉冶萍公司等钢铁企业在中国创办(见表1),主要设备和技术全部来自英、德、美、比利时等国,其中汉冶萍公司是唯一的煤铁一体化企业,其炼铁和炼钢设备的产能超过中国钢铁企业总产能的2/3,1926年随着汉冶萍公司冶炼设备全部停产,中国近代冶金工业化走向了谷底,中国所需的钢材回到了完全依赖进口的状况。[6]虽然中国近代冶金工业最终走向衰败,但这一时期的冶金工业遗产有着不容忽视的技术史价值。首先,汉冶萍公司等企业的遗存作为中国冶金工业近代化的起点,见证了中国最初的技术近代化的努力,无论其成败以否,意义均非常巨大。其次,客观还原这段艰难而曲折的技术引进史应成为中国早期冶金工业遗产挖掘和保护的主旨所在,对中国来说,这段充满挫折的记忆或许更值得珍视,这是中国近代冶金工业遗产与英美等国的不同所在。第二,在大规模引进西方技术的同时,近代中国广大的乡村仍然长期存在一个土法冶炼系统,为人们日常耕作和生活提供材料。中国早在春秋以前就发明了生铁冶炼,几千年来,铁是支撑中国传统农业经济系统的主要技术要素之一。明清时期,山西因坩埚炼铁的发展和丰富的铁矿资源,逐渐成为铁的最大产地,(图3)这一状况一直持续到19世纪末20世纪初。相对于欧洲,中国近代新旧冶炼技术的交替显得更为艰难和特殊。在对中国近代冶金工业遗存进行挖掘和保护时,我们不能将目光仅仅锁定在新式冶金工业遗存,还应该重视逐渐消亡的近代土法冶炼遗存的价值。正如下塔吉尔宪章所说:“许多旧的或废弃的生产工艺中人类的技艺,是极为重要的资源,一旦失传无可替代。应当被详细记录并传给后代。”而目前中国对在工业化进程中逐渐消失的传统冶炼遗存的关注远远不够。第三,近代新冶炼技术和工业发展所带来的社会变迁,是这段并不成功的工业化进程给中国社会和文化带来的最大影响,是中国近代冶金工业遗产技术史价值另一重要内涵,值得工业遗产价值保护中深入的挖掘和展示。近代随着汉阳铁厂等现代工业的兴起,以农民和乡绅两大社会阶层为基础的传统社会关系逐渐改变。首先,部分农民从乡村手工业者转变成了新式产业的工人。其次,乡绅阶层也发生明显转变。以汉冶萍公司为例,地方乡绅参与到大冶铁矿和萍乡煤矿的开发中。此外,为培养技术人员,士绅的后代被公司选派出国攻读采矿冶金等专业,成为中国第一批本土钢铁工程师。[6]从工业遗产的角度来说,中国目前保留下来的近代冶金设备、厂矿建筑等实物留存已经非常罕见,但我们在现存的企业档案文献中可以挖掘出一批反映技术与社会变迁极具价值的遗产。例如我们在英国谢菲尔德大学找到的汉冶萍公司送培英国的留学生的档案。借助对相关文献的挖掘和整理,可以使中国冶金工业遗产的内涵更丰富,也更具讲述历史和教育后人的功能。 作者:方一兵 姚大志 单位:中国科学院 冶金工业论文:冶金设备维修冶金工业论文 1企业要积极深入开展冶金设备精度维修 精度维修是指按照厂家所规定的维修方法对设备进行维修,让设备能恢复到出厂时的状态。开展精度维修主要包括一下几个方面的内容:在平常的设备巡检和管理中,对检测设备显示出来的异常情况作出正确的判断。企业要对设备的日常点巡检与维护进行重点关照,使用相应的检测仪器对设备进行检查,然后在所检测出数据基础上进行科学合理的分析和判断,将分析后的数据交给专家后,结合专家的意见制定出科学合理的检修方案,与此同时设备的操作者也要主要保护好机械设备,培养其爱护设备的责任感,让其平常使用设备的时候注意对设备的保护,做到爱护设备、科学的使用设备。另外企业要制定出合理的设备使用时间和润滑剂的添加方案,周期性地对设备使用润滑油,让其在良好的状态下运行,延长他们的使用寿命。如今,设备的振动是减少设备寿命的原因,设备振动的情况不仅反映了设备运转是否良好,它也是检测设备检测设备事故原因的重要参数,这对机械的维修有重要的意义,因此我们要对设备的振动情况高度重视,在买回来新的设备后,要依据说明书来对设备的振动情况进行检测,对于振动不合理的设备要严格把关,禁止其运行。在对设备的进行日常检查的时候要依据厂家的维修说明来进行,对需要维修的项目提前做好维修的标准,对设备运行的各个参数进行检查,确定好问题,在对设备维修前要将维修的项目、标准与措施的技术告知每个维修人员,务必要让每个参检人员心中有数,对一些重点的维修项目要重点控制,并且要对维修的质量严格要求,等验收人员验收达标后再对下一项进行维修检测;细节决定成败,企业要对设备进行精细化管理,尽可能延迟机械设备的使用寿命,在对机械设备日常的维护中务必做到严格管理,把好质量关,实行这种管理制度首先要做的就是保证设备的运行情况达到规定的标准与精度,设备的配件质量标准也要严格控制,保证其光洁度、精度与热处理都要达到标准,在维修的时候也要执行这种标准,每个维修步骤都要认真严格完成,做到真正的精细化管理。[2] 2企业要根据需求协调人员分工且进行培训 企业在制定生产工艺和设备的维护检修方案时,把参与维修的人员的任务分配下去,将时间和空间协调好,做到不浪费人力和物力,每个人都要做适合自己的工作,建立有自己特色的设备维修管理模式和运行机制。在进行设备维修的时候要将资源统一调配,让维修计划快、精、准,并且尽可能地降低维修成本。对维修方进行安全教育培训。人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。有一点要引起重视,人员的培训教育工作要好充分的准备工作,相关人员要拿出相应的计划,在进行人员的考核和检查时也要做好科学合理的安排:一要严格控制好参与机械设备操作最低标准,在人员上岗之前要将三级安全教育工作落实到实处;二是对于现场的操作人员要让其熟悉机械设备的安全生产知识与安全操作规程,让每个操作人员人手一本册子;三对于机械设备管理人员也要加强其安全责任意识。每一位设备管理人员都要树立一种理念,那就是“全员安全教育培训”。只要涉及到机械设备,不管是直接还是间接都要参加安全教育培训。不仅是领导层面的人员,甚至包括生产者的家属,加强他们对生产劳动安全的意识,学会自我保护的方法和应急事故的处理办法,摆正自己的思想,重视安全生产,才能从根本上避免安全事故的发生。 3结论 如今随着科学技术和经济的发展,如今的冶金产品也不是过去能够比拟的了,现代化的冶金设备已经走在了高精度、大型化的道路上,以往的的冶金设备管理和维修的制度已经不能满足高精度的冶金设备的要求了,企业要想提高其市场竞争力,增加其经济收益,就要采用先进的机械设备维修和管理手段。 作者:刘莫言 单位:鞍山宝得钢铁有限公司 冶金工业论文:承包企业现场装配冶金工业论文 一、现场装配进程中的细节把控 1、现场装配进程中的进度把控 整体承包企业对分管企业所上交的整体规划,需对其项目规划做好详细的校验,进而保障可实施性。分管单位在规划、制造、装配、调整等各个程序时段需安排专业工程师做好督促监管工作。在装配进程中的进度把控上,分管单位和整体承包与业主要求做好沟通调整工作。为了达到项目进展把控的整体目标,需把处在同一时段的分管项目抑或是不同时段的分管项目整合成一个总体,从而方便对项目的整体做好把控。再者,将完整的项目规划作为基本,编订出每年、每月、每周的规划等,分派到每个施工分部,其再依据获得的各层规划做好人力、物料、器械的调整和协作工作。在具体的实施进程中,需根据各层规划对关键环节实施考核,督促规划的贯彻实施情况,从而规避在工作进程中发生延期的状况。 2、现场装配进程中的质量把控 唯有过程中的质量完全合乎要求,项目的整体质量方可以保证合格。所以在详细的施工进程中,需采取动态管控,应用防止和质量严抓综合的工作形式。对工程质量的检验关注点需集中在对规划实施成效的检验上,工程负责人要求亲自对质量规划的落实情况做好查验,要是发生偏颇,需即时做好调整。质量进程把控,其要求以每个分管企业的自控查验为根基,整体承包企业的监督机构对它进行核实,最终再让业主做好验收的三大层级查验机制。整体承包工程负责机构唯有在三方查验合格后才能够付款。工程部全部职员均需要具有质量是根本的理念,需明晰有关职位的质量权责与重任。 二、怎样处理进度和质量两者间的不可调和性 1、加班追赶 在工程开动的初期,假若现场出现质量不妥的情况,应当采用各种举措来做出补救。然而在工程中期,为了保证工程可以依照规划开展下去,从工程总体来看,加班不失为好的策略,尤其是当工程接近末期时,在最后期限和业主等各方压迫下,加班是加速进展的最佳选择。然而加班会加大人力成本与别的福利费用,并且长期加班不仅会削减施工效率,还会由于加班职员不可以如常休息而影响后面的正常工作。 2、资源的再调配 工程责任人必定要明晰在诸多要素里面,什么是影响工程成效的重点要素,假若在工程施工进程中发现的质量难题没法获得解决,那一定是重要环节出现了问题。原因剖析完毕后,则能够对已有的资源做好再调配。由于对整体工程来讲,其间有些项目能够拖延施工,如此则能够把这项资源调配到重要项目上。然而在采取上面方法时要求考虑全面,以防由于考虑不全面而制约到总体的项目进展。 三、造成过程管控付诸东流的原因 1、业主层面的原因 第一,整体工程项目的施工期限太短,造成得标单位没法在确保质量规范的基础上按时竣工。第二,在招投标进程中,没有对投标价位与施工期限做好科学的安排,没有充分预估项目造价受工时削减的影响。最后可能会虽是标价减少,然而总体质量没法达成要求的水准,最后造成把控的目标没法实现。 2、分管单位和整体承包单位的原因 第一,没有编订科学的施工规划,所编订的规划由于业主原因而和现实情况相差甚大。第二,在投标时段为了得标,没有对项目工时和总体造价做好合理预估,造成在往后的施工时,由于总体造价太低,极难要求详细的施工承包企业添加投资,最后造成工程不能如期竣工。 四、结束语 进程控制是通过自身改变的应对机制,可以高效解决进展与质量关系的改变,可以在规划许可的范畴内快速做好调整,确保进度过程把控目的地达成,已变成当代冶金工业工程统筹的关键方法。这篇文章经过阐述冶金项目中面临的各大难题给出了控制方略,以期字往后的实施中可以规避以上问题,更为顺畅地实施施工。 作者:李淑玲 田增强 单位:河北大自然中宇安全评价有限公司 唐山市古冶国义炼焦制气有限公司 冶金工业论文:铌钽矿处理冶金工业论文 1.二次金属回收 铌钽资源价格昂贵,因此二次资源有着重要的回收价值。铌钽二次资源主要来自铌钽冶炼过程中产生的肥料及铌钽制品在使用过程中报废的元器件[25]。对于纯金属废料,一般经化学清洗后再采用真空熔炼、电子束熔炼和氢化制粉等火法回收[26]。对于硬质合金废料,铌钽的含量较低,仅作为富集物回收,处理方法有锌处理法及硝酸钠熔融富集法,经处理后的富集物含铌钽可达30%。对于铌钽电容器废料的处理比较复杂,首先得采用化学法或机械法除去外壳,然后采用钠还原或碳还原脱氧,然后再进行电子束熔炼得到铌钽锭[27]。此外,对于废铌钽酸锂单晶回收,开发出了铝热还原法,碱处理法等[1,27]。 2.冶金技术方法 2.1酸法 2.1.1氢氟酸法 对于铌钽精矿来说,氢氟酸法是一种应用比较常用的处理方法。该法一般采用60~70%的氢氟酸在90~100oC下进行反应,浸取反应通常在内衬铅,钼镍合金或镶砌石墨板的反应器中进行,搅拌装置需要蒙耐尔合金。值得注意的是,浸出液中铌钽的存在形式,与氢氟酸的浓度是密切相关的,对铌而言,随着酸浓度的增加,其存在形式会出现氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过渡:H2NbOF5H2NbF7HNbF6;对钽而言,则出现H2TaF7HTaF6的转化。当HF浓度 20%时,主要有如下反应:除了铌、钽外,其他元素如铁、锰、锡、钛、硅等也都能以络合物HFeF3,HMnF3,H2SnF6,H2TiF6,H2SiF6等的形式进入溶液,而稀土、铀、钍、钙等碱金属元素等会生成难溶的氟化物REF3,UF4,ThF4,CaF2等进入浸取渣中。对于后续的分离,主要用到的是萃取的方法。铌钽氟络合酸在一定酸度下能被有机溶剂(如甲基异丁基酮)选择性的萃取出溶液体系。萃取后的有机相再经酸洗、反萃铌、反萃钽、氨水中和等步骤可分别得到钽、铌氢氧化物;再经过干燥及煅烧,即可得到氧化铌和氧化钽产品。为加快反应速度以及提高钽铌矿的分解率,浸取时会加入硫酸。硫酸的加入也有利于后续萃取工段去除杂质的效果。典型的操作步骤为采用60~70%浓度的HF,反应温度为90~100oC,耗浓硫酸量按照化学反应计量比的105~110%,精矿的磨碎粒度 74μm。反应时,首先控制反应液的温度在50oC左右,将磨好的精矿边搅拌边加入到反应器中,此时需要控制加料速度,防止反应剧烈造成HF的挥发。加料完成后,升高反应器的温度至90~100oC并搅拌继续反应约4h。反应完成后,冷却反应液至室温并过滤,滤液进入下一步的萃取工序。利用该法铌钽的浸取率在98%以上。氢氟酸的使用不可避免的会产生很多环境问题,虽然有很多研究人员已经着手解决该问题,如Meyer[28],Brown等人[29]等,但治理成本较高,工业应用前景并不被看好。如何开发出高效提取铌钽矿中有价资源的无氟化工艺路线,将是铌钽工业的研究热点。 2.1.2硫酸法 硫酸法主要用于易分解的复合矿,可以回收矿石中的有价金属,有着较高的浸取率。硫酸法可以分为硫酸溶液浸取(100~200oC)和硫酸化焙烧(200~330oC)。铌钽能和硫酸作用生成多种硫酸盐,不过铌更易于被还原成低价以及发生水解。在硫酸介质中铌很容易被锌汞齐、金属镁和碱金属还原到+3价,而钽很难被还原,而且只能到+4价,铌和钽在硫酸介质中表现出较大的差别。硫酸溶液浸取时,反应温度控制在120~200oC,硫酸浓度为40~60%,可使精矿中的大部分组分都能转化成可溶性的硫酸盐。过滤后的滤液,用少量的水稀释溶液,碱土元素的硫酸盐水解产生沉淀,分离沉淀后调节溶液的pH值,可分别沉淀出铌钽的氢氧化物纯液,不过也可以直接从硫酸溶液中萃取分离铌和钽。为强化铌钽的浸出效果,硫酸溶液浸取过程中常加入氟化铵等[11]或硝酸[4,30]。在硫酸溶液浸取中加入硝酸,主要起到氧化剂的作用[4,30]。El-Hussaini和Mahdy[4]曾经利用硫酸-硝酸混合溶液,对含有褐钇铌矿、黑稀金矿和铁钛铀矿的原矿进行了有价金属元素的提取。通过各因素如温度、硫酸-硝酸浓度、时间、矿/酸比等的考察,得到了较优的浸取条件:混合酸中硫酸浓度为10.8M、硝酸浓度为5.3M、酸矿比为3:1、反应温度为200oC、反应时间为2h。结果表明几乎全部的铌和钽全部浸取出,同时Th和稀土元素的浸取率能分别达到86%和70%。硫酸化焙烧对于铈铌钙钛矿的分解有着很好的效果。一般是将铌钽粗精矿和浓硫酸(85~92%)按照一定的质量比(1:2~3)进行配料,然后置于马弗炉中进行焙烧,温度为150~200oC。此外,在焙烧时常加入少量的硫酸铵以防止反应物烧结。焙烧过程中,铌和钽在大量钛存在的条件下以同晶形杂质进入硫酸钛复盐。焙烧完后对熟料进行水浸可使铌钽可以进入溶液中。此外,熟料也可以采用硫酸(150~300g•L-1)及双氧水(10~30g•L-1)溶液浸取的方法。这时主要生成可溶性的过氧络合物,如H2NbO4(H2NbO2(O2))、H2TaO4(H2TaO(O2)2)等,溶液再进入下一步的分离纯化。当硫酸铵的用量较高(粗精矿:硫酸铵=1:1.4)时,在硫酸化焙烧温度为230~270oC的条件下,所生成的铌钽复盐不会被钛所同晶置换。此时将熟料进行水浸,铌和钽则以络合硫酸盐的形式进入到溶液中。 2.2碱法 碱法分解钽铌矿主要采用氢氧化钠和氢氧化钾试剂,也常采用NaOH+Na2CO3或KOH+K2CO3的混合试剂来降低熔融物的熔点和粘度。按照分解工艺来说,碱法可以分为碱熔法、碱性水热法和KOH亚熔盐法。 2.2.1碱熔法 碱熔法的一般工业实施方法基本相似,首先将混合试剂放入到钢制坩埚中在400~500oC下进行熔融,然后边搅拌边加入粒度为0.1mm的精矿,此时应控制精矿的加入速度,加入速度过快会引起激烈反应而导致熔体喷溅。精矿按照与氢氧化钠(钾)重量比为3:1的比例进行加入。加入完成后,将反应釜的温度升高至800oC,并维持约30min,然后将熔体倒入到水中进行水淬,或薄层倒入铁盘中。钠分解时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入到沉淀中,而大部分硅、锡、钨、铝等元素以硅酸盐的形式进入到溶液中,实现了与铌钽的分离。过滤分离后的固体渣用盐酸在一定温度下进行分解,铁与锰则进入到溶液中,多钽酸钠和多铌酸钠转为氢氧化钽和氢氧化铌,经水洗,烘干等步骤,即可获得工业纯钽铌化合物。用氢氧化钾做熔剂时,水浸反应完成后的熔体,大部分的钽和铌以可溶性的多钽酸钾和多铌酸钾的形式进入到溶液中,氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。此时向水浸液中加入氯化钠,可以使得铌和钽以多钽酸钠和多铌酸钠沉淀的形式全部沉淀出来。再经过盐酸处理即可获得钽和铌的混合氢氧化物。该法的缺点是钽铌的回收率偏低,约为80%,不过采用氢氧化钾分解所得钽铌混合物的纯度较采用氢氧化钠制得的要高,相对来说流程较长。 2.2.2碱性水热法 为解决碱熔法分解钽铌矿中的不足,前苏联学者开发出了碱性水热法,亦称碱溶液高压釜分解法。利用该法可使得钽铌的浸取率在90%以上,并使得碱耗降至碱熔法的1/6,不过该法一直未实现工业化。该法采用30~40%的NaOH或KOH在温度150~200oC下与精矿进行反应2~3h,分解时首先生成可溶性的多钽酸和多铌酸,随后转化为不溶性的偏钽酸和偏铌酸。将用NaOH水热法处理钽铌矿后得到的溶液过滤,滤液补充碱后返回釜中再利用。滤渣用15%的盐酸(固液比1:1)在温度80~90oC下进行酸洗30min,得到的不溶性偏钽酸钠和偏铌酸钠在室温下即可被10~20%的氢氟酸所溶解,进入下一步的钽铌的萃取分离。采用KOH对钽铌矿进行分解时,典型反应条件为33~37%的KOH,反应温度为200oC。为提高生成多钽酸和多铌酸的速度,需要加入一定量的氧化剂。根据生成的六钽(铌)酸钾在KOH溶液与水溶液中溶解度的差异,可先将分解后的沉淀物进行水洗,将钽铌转入到溶液中。然后将溶液进行蒸发浓缩,重新加入KOH以沉淀出六钽(铌)酸钾,得到的沉淀物经盐酸分解后即可得到纯度较高的铌钽混合氧化物。 2.2.3KOH亚熔盐法 最近几年来,中国科学院过程工程研究所张懿等[31-34]从生产源头着手,研发了KOH亚熔盐强化浸出低品位、难分解铌钽矿的清洁化工冶金共性技术。亚熔盐为原始创新的反应/分离介质,定义为提供高化学活性和高活度负氧离子的碱金属高浓度离子化介质,具有低蒸汽压、沸点高、流动性好等优良物化性质和高活度系数、高反应活性、分离功能可调等优良反应、分离特性。 2.3氯化法 氯化法主要是利用铌钽矿中各元素的氯化衍生物的蒸汽压的差别,把精矿中的主要组分加以分离。该法在工业上一般用于处理复杂的钽铌精矿或锡渣。典型的工艺流程为:精矿在还原剂(如木炭、石油焦等)的作用下,在400~800oC下进行氯化反应,生成的沸点较低的铌、钽氯化衍生物在氯化过程中可被气体带走,经冷凝之后可回收。而沸点较高的氯化物,包括稀土,钠,钙及其他的氯化物则留在反应器中形成氯化物熔盐。还原剂的加入,可以使得氯化反应能有效的进行,并能提高反应速率,起着还原与活化的双重作用。工艺流程上一般分为团块氯化和熔盐氯化两种。团块氯化是将钽铌精矿和还原剂混合配料后,加入料浆或煤焦油进行压团成块,干燥之后置于700~800oC下进行焙烧,然后氯化。熔盐氯化是将磨细的铌钽精矿和石油焦一起加到熔融的氯化钠和氯化钾混合盐中,氯气由氯化器底部风嘴进入,氯气经过熔盐起到鼓泡的作用,使得精矿中各组分能发生氯化反应。与团块氯化相比,熔盐氯化具有氯化反应速度快并能连续化操作的优点。 2.4其他方法 值得注意的是,前述的方法大多适用于高品位的精矿。但对于难以富集的低品位矿来说,这些方法并不适用,尤其是对硅含量较高的铌钽矿,会引起大量的酸耗及碱耗,并造成分离纯化困难。相应地,其他方法,如硫酸氢钾法等也有了相应的研究。El-Hazek等[23]利用硫酸氢钾对埃及当地的铌钽原矿(Nb2O51.25%,Ta2O50.13%,SiO274%)进行了煅烧浸取,系统考察了矿/硫酸氢钾质量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对铌钽提取率的影响,确定出较优的反应条件为:矿/硫酸氢钾=1:3,反应温度650oC,煅烧时间为3h,此时铌钽的提取率分别达到了98.0%和99.3%。虽然该法在铌钽浸取率上几乎达到100%,但其工业价值及应用前景还有待验证。另外KHF2熔融法主要用于化学分析,这些试剂价格比较高,工业应用价值并不高。 3.技术分析 处理铌钽矿常用的冶金方法及技术特点见于表1中。从表1可以看出,工业上目前最常用的方法仍是氢氟酸法。对于氢氟酸法来说,该工艺流程简单,分解温度较低(90~100oC)且浸取率高(98~99%),适于浸取高品位的精矿。不过,在精矿分解过程中,会有6~7%的HF挥发造成物料损失并会引起操作环境的危害。此外,该法对设备的材质要求很高,增大了成本投入。硫酸法应用范围较窄,只能用于易于分解的钛钽铌复合精矿,对于其他铌钽矿来说并不具有普遍性。硫酸法对反应器材质要求较氢氟酸法低,不过也存在着操作复杂,酸耗量大等问题。碱熔法是铌钽冶金工业上最早采用的方法之一,但也存在着碱消耗量大(约为理论碱矿比的6~8倍)、对设备要求高、碱性熔体操作困难、铌钽的单程回收率较低(仅为80%)等问题,目前该法在工业应用上已经面临淘汰。氯化法适于处理复杂的铌钽精矿或锡渣,不过也存在着设备腐蚀严重,对环境不友好,操作条件严苛等缺点,不符合当前节能减排的方针政策,目前在工业上的应用已经很少。 4.结语 本文总结了国内外铌钽工业中常用的技术路线及方法,并对各工艺技术特点分别进行了分析,结果表明,目前国内外铌钽矿的冶金技术仍主要以氢氟酸法为主。利用高浓度的氢氟酸产生的苛性条件来分解铌钽矿,这不仅对操作环境及周围环境有着危害,浸取之后的废渣同样给环境带来了巨大的污染。寻找出无氟化高效提取铌钽的工艺路线,是当前铌钽工业需要解决的难题之一。另外,我国的铌钽矿多为低品位难处理矿,如何开发出较为经济合理的处理低品位铌钽矿的工艺路线,是我国铌钽工业亟需解决的另一个问题。为解决这些难题,最新的实验室研究进展主要集中在亚熔盐法,硫酸化焙烧法和硫酸氢钾法等。这些方法对于处理低品位的铌钽矿都有着很好的效果,铌钽的浸取率都维持在一个很高的水平,有着良好的工业化的前景,不过为实现最终的工业化应用,还需要铌钽冶金学者大量的工作和进一步的努力。 作者:高文成 温建康 单位:北京有色金属研究总院 冶金工业论文:钢铁资源化冶金工业论文 1钢铁冶金渣的常规利用方式 钢铁冶金渣的常规利用方式可分为冶金返回材料、路和建筑材料以及生产农用肥料和土壤改良剂3种。转炉渣多用作冶金返回材料,相关研制开发分为烧结矿熔剂、高炉和化铁炉熔剂以及用作炼钢返回渣等利用方式,转炉渣中含有大量的氧化钙,可以替代石灰石,用作烧结熔剂加以使用,即在烧结矿中加入适量转炉渣,在烧结造球的同时还能提高烧结速度,并与转炉渣中的铁、氧化铁产生放热反应,为钙、镁碳酸盐的再分解提供所需热量;转炉渣还可以用作高炉或化铁炉的转熔剂,这样可以节省石灰石和生产所需的热能,只是目前这种利用方式并不多见,其原因在于高炉现多使用高碱度烧结矿来完成冶炼,石灰石已经很少采用,转炉渣替代石灰石的作用也因此受到了限制。由于冶金渣的物理性能和天然岩石比较相近,因此也广泛用作道路及建筑材料,在一些基础工程建设中的使用量非常大,如对矿渣砖的利用,加入适量的胶凝材料,再进行搅拌、成型、养护,进而制成建筑用砖,这种砖可用于房屋修建和地下荐椎等;对矿渣混凝土的利用,则是以高炉水渣为原料,加入水泥熟料、石灰等,混合放入轮辗机中,并加入水和骨料碾磨,进而制成矿渣混凝土,主要用作小型的混凝土预制件;再有,冶金渣碎石的颗粒强度还可以满足地基工程的需求,其密度及性能易与沥青结合,多被用作地基用碎石,用于铁路等地基工程的回填。此外,冶金渣的主要成分为氧化钙、二氧化硅,并含有各种复合矿物及微量元素,如Zn、CU等,这些均为农作物成长所必备的肥料,对冶金渣中的的有效成分加以利用,可以用作生产农用肥料和土壤改良剂,如未经炉外脱磷处理的铁水,对其进行提取可适合缺磷的碱性土壤使用;将转炉渣中的二氧化硅磨细,可用作硅肥使用;提取转炉渣内的氧化钙等物质,将其磨碎后便可用作酸性土壤的改良剂。 2实现我国钢铁冶金渣子资源化利用的有效途径 目前,我国钢铁冶金渣资源化利用过程中存在很多问题,集中体现体现为利用冶金渣开发的产品,其附加值不高,且潜热也未能得到充分利用,冶金渣集中使用在代替砂石方面,也就是用于水泥的生产以及建筑材料的使用,关于冶金渣作为农家肥和土壤改良剂虽然在研究与开发上取得了一些进展,但是,只是停留在对冶金渣一些有效成分的简单使用上,在利用过程中,对其炉内所排放出的高温,还没有找到有效的利用途径,有必要对这些问题予以解决。 2.1充分激发冶金渣的活性 以往,对于冶金渣资源化的利用有着很成功的经验,进而使冶金渣大量的用于水泥生产方面,只是对其进行利用的附加值并不高,致使其用于水泥生产所显现出的活性也不高,有鉴于此,应充分激发冶金渣的活性,使之能够达到与硅酸盐水泥活性接近的程度,进而才能实现冶金渣附加值利用的最大化。当前,机械方法是激发冶金渣活性的常用手段,其原理为通过该方法来降低冶金渣的颗粒度,提高其水硬胶凝性能,进而使其颗粒表面积得以增大,从而增加新生颗粒的内能和表面能,与此同时,使晶体结构和表面物理化学相反应,促使冶金渣中的矿物质能够更大面积的与水面接触,进而提高矿物与水的水化反应速度。 2.2生产缓释性钾肥 目前,将冶金渣用于生产缓释性钾肥已经成为冶金渣资源化利用的新兴技术手段,这种肥料易溶于植物根部,其性质能够有效的减少因灌溉与雨水冲击所引起的肥料流失问题,而且现代农业对这种肥料的需求量也越来越大[4]。氮磷钾是促进植物生产的最重要因素,而植物在生产的过程中对于钾肥的需求量是比较小的,但是在结果期对钾肥的需求量却很大,因此,这就要求钾肥的肥效要相对较长,具备良好的时效性,也就是要求钾肥要具有缓释性。 3总结 随着我国钢铁产量的不断增加,冶金渣量不断提升,而对冶金渣传统的处理方法不仅浪费了资源,还对环境造成了污染,加重了环境负担,因此,实现钢铁冶金渣资源化的利用是当前社会以及行业发展的必然要求。这就要求要结合当前冶金渣资源化利用的现状,针对所存在的不足来一一进行完善,包括充分激发冶金渣的活性以及生产缓释性钾肥,只有这样才能有效的实现钢铁冶金渣资源化的利用。 作者:于加兵 单位:贵州大学 冶金工业论文:自动化技术应用于冶金工业论文 1我国有色冶金工业自动化发展现状 从国外引进的先进的自动化系统和设备后,我们将其进行消化和创新,改造出了与我国实际冶金生产相适应的设备,已经具备了较高的水平。不过从国际角度出发,我国自动化技术产品的生产还有很大的提升空间。我国自动化技术不具备自主的知识产权,主要还是以进口为主,而这些系统来自于不同的国家,甚至有一部分是国外已经淘汰的系统,阻碍了平台集合。此外,自然环境的污染和能源结构的破坏,要求生产必须要提高效率和降低消耗,一些老旧的设备应该淘汰。 2自动化技术在有色冶金工业中的应用 2.1现场总线技术 现场总线控制技术简称FCS,至今已经发展了30多年,在其发展过程中,已经在国际上拥有60多个不同生产厂家生产的总线产品。现场总线控制技术具有自身的特征,其拥有多种不同系统的无缝集成、控制设备和企业高层联系等,能够使系统开发和不同系统之间可以功能自治,也可以相互操作,并且能够进行系统结构分数,因此,其在有色冶金工业中得到了广泛的应用。 2.2管理信息系统在工业中的应用 企业的管理是企业的整体发展的重要部分,企业如果配备了一个良好的管理模式,那么就可以有效的提高企业的市场竞争力,推动企业的快速发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中,将冶金一系列程序的所有信息进行集成,从而通过实施管理、技术、生产的控制的信息集成,进行及时采集生产过程中所产生的数据。对有色冶金质量管理、实时监测和故障诊断进行智能管理,能够有效的降低生产成本,利用信息化管理能够达到能源管理和动态管理智能管理的目的,从而为企业的发展提供创新的基础。 3以太网在有色冶金自动化技术中的应用 3.1以太网的特点 随着有色冶金企业的持续扩大和发展,加大了有色冶金领域的竞争力。企业要想提升竞争力,就必须要改造落后的设备,引进新设备。不断更新的新技术,造成新技术与旧技术不能实现在控制系统上的高度集成。以太网是自动化的控制网络,其能够有效的解决此问题。以太网具有较高的数据传输速度,并且可以提供足够的带宽需求,存在时间相对较长,在设置、诊断等方面的具有较高的应用价值。以太网有相同的通信协议,其能够允许不同的通信协议在同一个总线上运行,为企业提供了一个公共网络平台基础。 3.2以太网在有色冶金自动化技术中的应用 在有色冶金工业生产过程中,通过以太网能够将不同类型的网络化的仪器仪表与工业计算机相连,并且在相同的总线上运行,从而对所有的系统进行控制。以太网在有色冶金自动化技术中的应用,减少了对原材料的铜矿石进行成分分析的步骤,这些分析大部分都能够利用网络化实现,检测结果直接传达到相关部门,同时还可以将这些数据结果进行共享,企业的成员及客户都可以通过网络进行查找所需数据。如图1,在现场利用以太网网络进行通讯,将可编程逻辑控制器作为主站,其余设备为副站,对所有独立系统的稳定性起到重要的保障作用。 4结语 随着经济的快速发展,有色金属的需求也越来越大,将自动化技术应用在有色冶金工业中,一方面能够有效的提升生产效率、产品质量,一方面还能够减少工作人员实际操作的危险,是有色冶金工业发展的必然趋势。不过我国引进自动化技术相对较晚,技术水平与国际相比还存在较大的不足,因此,我国有色冶金企业应该大力培养科研人员,投入资金,不断研发自动化技术,从而提高我国有色冶金工业自动化水平,推动有色冶金企业的发展。 作者:李其凡 单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司 冶金工业论文:接触式冶金工业论文 1阐述物位检测仪表的工作方式 在开展系统的过程控制中以及物料高度值的显示方面,完全能够利用总线方式连接到计算系统中。此方面的物位检测仪表在一般情况会称作物位变送器或者物位检测仪;其二,以某设定位置为基准,在容器中的物料高度远远高出设定的位置时,传感器在输出方面一般为基电极的开路信号。此信号往往会用在报警器动作或者驱动指示灯当中,此类物位检测仪表一般会称作物位开关。 2物位检测仪表在安装过程中的注意事项 2.1若将仪表设备安装于存在较大灰尘或者露天的场所中时,需要将防护罩加装在物位计的上部。一方面能够确保物位计不会遭受碰撞或者踩踏,另一方面也会达到防尘防雨的效果。 2.2要拧紧接线盒的出线锁紧头,以此来避免在接线盒中产生赃物、灰尘和水汽。 2.3在安装仪表设备之间的准备阶段中,需要根据相关的设计文件细致的核对附件、材质、规格、型号和位号,外观需要保持完好无缺的状态。 2.4安装的阶段,精密性是物位检测仪表显著的特征,因此需要对物位检测仪表轻拿轻放,以此来防止发生碰撞的现象。 3接触式物位检测仪表在冶金工业中的安装与应用 3.1电容式物位开关在冶金工业中的安装与应用 因为电容式物位开关,具体是探测固体料位,针对拥有较大的颗粒的固体物料,想要防止在进料的过程中将探头砸坏,有必要将一根较比探头要长的角钢,焊在探头的正上方,一般情况角钢会设置在L50mm×50mm×5mm左右。然而物料若是粉尘状,想要防止由于附着的残余物料,在探头上造成物位开关的错误指令,则有必要把探头下倾斜18°左右。 3.2静压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在安装静压式液位变送器的过程较为方便、简单,主要是缆绳的直接投入式。可是,在对静压式液位变送器进行安装的过程中,需要选取较为适当的安装电位,才能够实现其便捷度。静压式液位在安装相关部件的位置时,有必要相应的避让液体的出口和进口。当静压式液位变送器应用在某钢厂的高炉工程当中时,会因为存在较大的浊环回水量,促使此变送器产生了较大的探头摆动现象,造成在测量过程中失去了真实性。通过分析该工程工作人员利用加装测量保护管,消除了变送器的失真状况。 3.3差压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在测量敞开式容器的液位时,变送器需要在容器最底部位置的液位工艺零点处安装。针对差压式液位变送器,若对于导管的测量,和变送器的“-”压室、“+”压室呈现出相反的状态时,则需要反向的设置变送器所测量的量程,也就是不需要对导压管改变连接状态。在安装差压式液位变送器时,其高度不能够比下部的取压口高。在测量密闭式容器中的液位时,下部中的取压点需要利用变送器“+”压室与导压管的连接状态,使其变送器“-”压室和上部取压点相互连接。因为在密闭容器当中,把被测液体中的静压除外,在容器的内部还会拥有一部分的气压,并且气体拥有着极强的可压缩性。因此,在应用的阶段,有必要将导压管内部所储存的气体彻底的排放干净,以此来保证对导管的测量,能够拥有液体都是被测状态,可以确保测量的真实性。针对容器的内部所存在的较大黏度液体、容易自聚液体或者杂质凝聚液体等,需要合理的选取毛细管式的差压变送器,以其来防止导管在测量时的堵塞情况。 4结语 在安装物位检测仪表的准备工作中,有必要透彻的了解物位检测仪表的安装与应用,对于仪表的施工工艺也需要相应的掌握。力求保证能够正确的安装物位检测仪表,从而实现物位检测仪表在运行的可靠性与正确性。 作者:柏宏艳 陆明敏 周少华 单位:苏州海易达消防检测技术有限公司 科林环保装备股份有限公司 梅思安苏州安全设备有限公司 冶金工业论文:冶金工业工程论文 1冶金工业工程的特点 (1)非正常的施工条件下施工。 在正常的施工条件下,冶金工业工程按照多数施工企业具备的机械装备程度,施工中常用的施工方法、施工工艺和劳动组织,以及合理工期和合格工程进行编制的,反映了社会平均消耗水平。如安装工程主要指:①设备、材料、成品、半成品、构件完整无损,符合质量标准和设计要求,附有合格证书和试验记录。②安装工程和土建工程之间的交叉作业正常。③安装地点、建筑物、设备基础、预留孔洞等均符合安装要求。④水、电供应均满足安装施工正常使用。⑤正常的气候、地理条件和施工环境。由于市场竞争激列,企业上一个项目,都希望尽快产生效益,难免赶工期、赶进度;改建、大修、维修项目多发生生产与施工同时进行、地下障碍物、现场干扰、采用特殊的施工方法、施工工艺和劳动组织等情况。 (2)设计变更较多。 由于钢铁行业已产能过剩,目前冶金工业工程改造、大修、维修居多,设计上,新旧交接的位置、尺寸较难准确把握;新旧接合的整体功能满足上也容易出现问题,有的尺寸视施工时的现场情况临时定,因功能无法满足,现场变更设计等情况也较多。 2冶金工业工程造价管理的主要特征 2.1预、结算的计价依据多样化 通常情况下,工程预算、结算的计价依据为各省市在全统定额基础上编制的《消耗量定额》,而冶金工业工程的行业特殊性及存在大量大修、维修的工程内容,在《消耗量定额》上很多找不到子目可套用,须结合使用《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》、《电力建设工程预算定额》以及企业自编定额。特别是小的改造项目、检修、维修性质的项目,需自编定额或单独议价定价。如:土建工程中的清除淤泥、凿墙洞、基础拆除、凝固性水渣凿除等。 2.2概算估算不准,预算偏差大 在施工过程中,工程不可预见的情况较多发生、非正常的施工条件下施工等产生的费用变化是在概算估算阶段无法准确估计的,加之施工过程中产生的设计变更费用上的增减也难以在预算时准确计算。 2.3结算审核争议多 (1)由于《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》的修订工作存在滞后性,有的新工艺、新方法在定额子目中不能及时体现,结算编制与审核时只能找接近的参考套用,不同人对定额的理解不同,加之对施工过程了解的程度不同,在定额的套用上往往达不成一致的合理意见。 (2)多种定额同时使用,有的分部分项工程在不同的定额中均有合适的可套用,承、发包方站的角度不同,认可的子目也不同。 2.4招投标标文、合同计价依据 冶金工业工程招标文件与合同需要结合不同的工程特点区别对待,并考虑多样化。固定总价合同均产生包干工作内容外增加费用、定额计价与部分固定单价包干相结合、一份合同同时套用四五种定额等是冶金工业工程合同中常见的特色。此外,定期分析、编制容易引起争议的分部分项工程定额子目是造价部门的重要管理工作。 3控制冶金工业工程造价控制措施 3.1将预算的加强与创新奖励机制相结合,建立改善提案机制,有效控制投资 建立并完善工程造价的提案机制,主要目的为通过创新奖励机制,有效激发企业员工工作的积极性和创造性,使其开动脑筋,不断改进施工措施,优化项目设计方案,以实现节省投资、提高工程质量和缩短施工周期的密度,同时保证施工的安全。通过对比不同的施工预算方案,选择最优的造价方案,以实现有效控制工程投资的目的。比如在优化是工程设计和工程施工组织方案时,主要以节约基建技术改造,或者增加投资费用,通过改善奖励方案,实施正面激励。在方案实施之后,改善成果,采用两重递进式来奖励员工。 3.2严格控制工程全过程管理 施工全过程造价管理有如下意义: (1)提高结算审核质量与效率。 表现三个方面:①承包方有的造价管理薄弱,预算员素质及水平不够,结算编制质量差,业主主动事前提醒合同执行的注意事项,指导签证办理,可提高结算提交速度及结算编制质量。比如维修工程因项目小利润低,有实力的承包商不愿承接,小的承包商往往无专职预算员,有的为施工员兼职,签证的表达、结算编制非常不规范,在结算审核环节无法顺利完成合同履行。通过结合造价要求来规范签证,在施工过程中,业主施工代表及承包人施工代表才能够及时办理有质量的签证。②指导施工详图的绘制,结合造价要求与施工管理部门共同制定具体的绘图标准与要求,使之标准化、规范化,确保造价审核的顺利进行。③对每一签订合同的承包人做事前告知工作,把业主的结算习惯、结算程序、工程施工过程中可遇见的特殊情况等整理成专门的资料,与承包人进行详细交底。 (2)了解施工情况,提高定额套用的准确性。 很多定额争议的解决是建立在熟悉施工情况的基础上的,只有熟悉施工情况,才能分析子目的消耗量与工作内容是否相对吻合。有利于制定更为准确的企业定额。在了解熟悉施工情况的基础上,结合造价审定结果,对每一工程进行造价分析,从而制定出企业定额。 (3)弥补设计缺陷,及时完善结算资料。 设计缺陷在赶工期赶进度的工程项目中时常发生,如:钢结构图纸设计不完整表现之一为只是简单的示意、不画结点板,这些都不利于档案资料保存的完整性以及结算依据的有效性和充分性。造价人员的跟进可及时提出要求,确保及时完成施工详图的设计。许多检修性质的工程设计图中也往往只标注:具体位置、尺寸现场定。如未在施工过程中及时补画或不画详图,事后弥补将造成很大的困难。工程概算阶段的投资控制,根据施工图纸来确定工程量,并套用施工合同确定的工程定额、取费等,按照国家规定的材料价格、设备同比价格作为主要的控制依据。在施工过程中,施工单位应按照施工图来编制预算方案,报审预算方案。根据所编制和制定的设备材料报表,严格控制设备材料的价格。同时,在施工现场的控制中,根据实际情况的变化,比如生产需要、设计变更或者设备的修配改等情况,及时补充费用,严格控制措施费用。 3.3工程决算阶段的造价控制 冶金工程的决算是指对实际工程量的最终确定。而决算造价是否真实、是否能够真实反映工程量,对工程投资的影响是决定性的。而工程量的决算程序包括:在工程竣工验收合格之后,施工单位应按照施工中的设计变更、工程联系单和现场签证等,按照工程定额、招标文件和工程量清单等进行汇总,从而形成冶金工程的决算书,进行初审。在工程开工之前,按照施工图纸来编制施工图预算,在施工过程中如果出现设计修改、补充或者设计变更,则应根据双方合同中的变化条款,重新确定预算,并共同协商确定,批复之后完成决算。在这一阶段,控制的重点有以下几个方面:①严格检查施工单位的工程决算书是否真实、是否有效等;②严格检查竣工图纸中的设计变更与工程联系单内容是否完全符合;③在检查过程中,如果出现设计变更,明确是否有联系单。在施工过程中,及时联系单位监理单位确认,在决算时,重点审查该部分内容,防止费用的增加;④严格检查工程量的变更能够根据合同、附件执行到位。 4结语 冶金工程的投资是比较大的,在本文中的第一部分,笔者分析了冶金工程投资特点,包括需要维修的项目比较多、非正常施工下的工程比较多和设计变更比较多等,因此,工程投资控制难度大。因此,这就要求明确和加强项目投资控制。在本文中,笔者从提高控制造价管理人员素质、加强全过程造价控制和决算阶段的控制等几个方面分析了该命题。希望本文对于提高冶金工业工程造价管理有一定的借鉴意义。 作者:郑方玉 单位:福建三钢集团有限责任公司 冶金工业论文:冶金工业给排水设计探究论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。 3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。 关键词:冶金工业排水设计 冶金工业论文:冶金工业给排水设计论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。 3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。 关键词:冶金工业排水设计 冶金工业论文:冶金工业排水设计论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。
冶金工业自动化技术探讨:冶金工业自动化中PLC技术的应用探析 摘 要:科学技术的发展给各行业均带来了诸多变化,在冶金工业中运用PLC技术对于冶金工业的发展有着巨大的推动作用。通过PLC技术的应用能有效地改善冶金工业的自动化水平,将基于计算机技术与互联网技术的PLC技术应用于冶金工业自动化中,对于生产过程的控制有着不容忽视的作用,并且可增强运行的稳定性,促进冶金工业的发展。文章将对冶金工业自动化中PLC技术的应用进行分析,探讨PLC技术在冶金工业自动化中的作用,并对其发展前景进行论述,以期促进PLC技术在冶金工业自动化中的优化及应用。 关键词:冶金工业;自动化;PLC技术 随着冶金工业的发展,自动化水平的提高也显得越来越重要。而科技的发展为这一目标的实现提供了契机,PLC技术的应用能给冶金工业自动化的进一步提高提供技术支持,促进冶金工业自动化水平的提高。但在PLC技术的应用过程中,由于在设备应用上重视程度上的差异,因而PLC技术的应用水平也不尽相同。目前,仍然有相当多的冶金工业并未真正的将PLC技术利用好,PLC技术应用的广度与深度尚且有待提高。 1 PLC的构成 PLC实质上是一种基于计算机技术发展而来的工业控制装置,主要在逻辑控制、数据处理等方面有着突出的作用。随着PLC技术的发展,PLC已成为自动化的三大支柱之一,在工业控制中相当普及。而PLC主要是由CPU、电源、存储器、I/O电路及接口电路组成如图1所示,其中最主要的是CPU(中央处理器),对于逻辑及数学运算有着重要的作用,可以协调整个工作的运行。而存储器主要是存储系统的监控、逻辑变量、信息存储、用户程序等;电源主要是由掉电保护系统及备用系统构成;接口电路主要是由键盘和显示接口相连接、I/O接口与通信接口相连接构成的现场设备及外围设备;最后输入电路可以将输入信号进行隔离和电平转化,输出电路可以将输出的结果进行放大与电平转化,从而对现场设备进行驱动[1]。 2 PLC的应用 2.1 控制开关中的应用 PLC技术的应用已遍及多个行业,在钢铁、石油、化工、机械制造等方面都有所应用。在具体的PLC技术应用中,控制开关的应用最为基本。在过去的开关控制中应用的是继电器逻辑控制电路的方法,但随着科技的发展,已逐步被开关逻辑控制所取代。基于PLC技术的开关逻辑控制能实现数字量控制与顺序控制,因而使得开关的控制能更高灵活,无论是对单台设备的控制还是多机的自动控制都方便有效。 2.2 闭环过程控制与运动控制 PLC技术能在应用的过程中用模拟量模块实现模拟量与数字量的转换,从而在主机系统中应用不同的控制算法程序对模拟量进行处理,完成闭环过程控制。而在运动控制中,PLC技术的控制运用途径较多,不论是在圆周运动中还是在直线运动都能进行有效的控制,因而在许多领域中都能得到广泛的应用。但在通常情况下PLC技术应用的是可驱动步进电机及伺服电机中的单轴或多轴位置的专用运动控制模块。 2.3 数据处理及通信联网中的应用 在冶金这种大型的工业生产中,数据处理的效率是提高生产的重要方面。PLC技术能利用矩形运算、函数运算、逻辑运算、排序、查表等对数据进行采集、分析与处理,提高数据处理的效率。通信联网的发展使得PLC技术的应用已突破了时间与空间的局限,在运用的过程中能实现远程通信、监控及维修等,进一步提高智能化、自动化水平。 3 冶金行业中的具体应用情况 3.1 炼铁除尘中的应用 在冶金工业中对于PLC技术的需求主要体现在产品的性能、安全性能、扩展的灵活性及维护方面。PLC作为冶金行业的主控系统,在钢铁生产中的多个环节都要用到PLC技术,在采选矿、烧结、铸造、等方面都有所应用。在具体的应用上,可以除尘站的利用为依据,除尘器主要由控制柜、水箱、压力罐、空压机和水泵构成,运用PLC技术可以对水箱中的水位、水温、压力、电磁阀门的开关进行自动的控制。在运行的过程中用水泵将水箱中的水抽到水管中,并用压力罐将水压出形成高压水柱,最终将灰尘洗净。因而在整个的冶金工业自动化中PLC技术的应用已相当普及[2]。 3.2 电动机变频调速中的应用 随着PLC指令系统的优化,在电动变频调速的控制中主要是利用PWM对电动机发出指令,这种控制不仅在接收信号下能控制电机的运转还能对电机进行调速,从而满足高炉除尘风机的工艺要求,如图2所示。在高炉中出铁场的除尘系统就具备PLC的这种功能,在高炉出铁的时候,在炉台前安装的红外感应器就会给PLC发出高温信号,而后对这种信号进行自动的处理将其传输给变频器,在变频器发出的指令下,除尘机电机就能在工频下自动地工作将粉尘吸出;而在出铁完成后,铁场红外测温器将给PLC发出低温信号,改变运行的频率,在低频状态下运行,继而避免无论在出铁与否的状态下都处于工频的高耗能情况,达到节能的目的,降低工业生产成本。 3.3 电气自动化控制中的应用 钢铁企业属于高耗能企业,在生产的过程中,环境相对比较恶劣,不论是对人体健康还是对机器设备都会造成一定危害。由于生产环境中的金属粉尘多,而腐蚀性气体也会出现泄露的情况,在这种情况下传统电气的连接线常会因为腐蚀作用产生故障,常导致电路的短路、开路、接地等问题。同时,在电控盘之间的电控连接线上,线路一旦出现问题,会给维修造成很大的困难,因为控制线路一般较长并且线路复杂,维护量也较大,会给安装和调试带来不便,浪费大量的人力物力。而运用PLC技术可以解决传统电气连接线上的线路问题,PLC中的存储器可以用于内部程序的存储,在逻辑运算、顺序控制、定时、计数等方面能直接给出指令,从而在数字化的模拟输入或输出中控制各种类型的生产设备与生产过程,达到自动控制的目的,这种自动化的控制不仅方便有效,还有助于提高控制的效率,节约大量人力物力的支出,降低生产成本[3]。 3.4 配料系统中的应用 在冶金自动化生产线中的自动配料系统主要是在配料的过程中针对不用的物料进行输送、配比、加热、混合等,从而完善配料流程,在钢铁冶金的应用相当普及。但在物料配比中对于材料的配比控制却是一大难题,其原因就在于不同的状态下,控制的情况也存在较大差异。在手动的状态下,不仅要根据生产的情况计算各种物料的配比,还要根据配比计算出具体物料的用量,并对设备进行设定,由此完成配比的工作。但是,一旦生产配比的参数发生改变或生产设备发生变动时,又需要对设备进行重新的设定,而这时又需计算各种物料的配比及用量,因而整个的操作流程繁琐复杂,准确性不高,并且会给工作带诸多的不便。而使用PLC技术,可以使用变频调速喂料机构以及配料控制软件包,从而完成物料的传送、配比控制、数据管理等工作,并通过网络将多个配料系统进行集合控制,实现高效率的控制。PLC技术的应用,有利于提高配料的效率,提高其配料的准确性,在各种恶劣的环境下进行自动化的操作,具有抗干扰能力强的特点,并且可以大大减少人力的投入,保障生产环节的高效、安全。 4 PLC技术在冶金工业自动化应用中的前景 在国家高速发展的建设时期,钢铁的需求量仍在不断地增加,因而实现生产的自动化,提高生产效率将是钢铁行业的现实需要。PLC技术在冶金工业中的应用对提高自动化的生产有着重要的作用,而在未来不论是运用微小型的PLC,还是大型的PLC ,在自动化的控制上均将会进一步提高,并且将综合更多的应用功能,使PLC技术的应用能更加广泛,在实际的运用中把整个的自动化控制网络进行连接,大大提高自动化控制水平。 5 结束语 PLC技术在冶金工业自动化中的应用优势可谓是有目共睹,对于实现冶金工业的高效、安全生产具有重要作用。因而在冶金工业高速发展的当下,应当针对PLC技术的应用优势及冶金工业的生产特点,提高冶金工业的自动化生产水平。在具体的生产过程中,要优化冶金工业的工艺线,促进生产设备技术水平的提高,并对PLC技术的应用给予重视,从而促进整个冶金工业的可持续发展。 冶金工业自动化技术探讨:浅析冶金工业自动化技术发展与应用 【摘要】在过去的几年间,我国家在自动化技术发展上获得了较为显著的成果,同时自动化技术也逐渐的被愈发广泛的运用在制造业等行业中。在本篇文章中就冶金工业自动化技术进行简单的分析与探究。 【关键词】冶金,工业,自动化,发展 引言:随着我国改革开放步伐的推进冶金工业得到了较好发展,而对冶金这样庞大而系统的生产过程,技术是关键。工业自动化技术在冶金行业的运用可以使生产过程变得更加高效,产品质量也会更高,冶金工业自动化的发展前途决定了冶金行业的未来发展前景。 一、冶金工业自动化技术的分析 1、物联网技术与冶金工业自动化。随着技术的不断更新,物联网技术在冶金工业自动化中的应用越来越广泛,相对也出现了较多的问题,主要表现为以下两个方面:一个是工业传感器的研制与生产。研制与生产工业传感器要以工业自动管理与自动控制为前提,才可以保证工业设备和机器的正常运行,同时使产品获得最好的质量,生产物美价廉的工业传感器有利于现代化冶金工业的发展。另一个是构建工厂传感网。工业无线网络技术可以将传感器技术、现代化的无线网络通信手段、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术有机的结合起来。 2、数学模型与冶金工业自动化。为了可以满足我们国家对钢铁产品的需要,提高钢铁产品的质量和生产技术水平,务必要提高冶金工业自动化的水平。我们国家的自动化水平已经发展到较高的领域,实现冶金高度自动化数学模型的创新具有较为成熟的条件,可以较为广泛地满足社会发展的需要。要将数学模型与现代化信息技术、工艺水平以及自动化技术进行紧密结合,才能够充分地发挥数学模型的优势之处。 3、过程控制系统与冶金工业自动化。对于冶金自动化来说,对于其生产过程中的检测与控制是相当重要的。物流跟踪技术,对于能源的平衡控制,在冶金环境下进行有效的环境排放实时监测技术等,都立足于对冶金产品的全生产过程控制目标,进行有自动化应用与实践。为提高整个过程控制的有效性,自适应智能控制的应用对于提高对冶炼过程中关键变量的高性能闭环控制作用明显。 4、信息化系统与冶金工业自动化。信息化系统的目的是通过信息共享与数据采集,把冶金流程中的所有信息进行集成处理,从炼铁、炼钢到轧钢进行全面的信息收集与传达。通过建立以计算机为基础的全流程模拟信息化系统,对各种冶金模型进行流程性离线仿真系统设计,把其生产过程中产生的所有信息进行全面的收集与及时的上传,并纳入仿真系统的环节中去,通过人机交互达到对于数据的监测与生产过程的全面监控目的。信息化系统不仅可以提高整个钢铁生产的智能化,同时还可以利用专家系统中的理论与案例知识,对生产组织与管理进行设计与优化。 二、自动化技术在冶金工业中的应用 在冶金生成过程中,原料场生成、焦化生成、烧结生产、球团生产、石灰生产等生成过程的自动化技术应用是关键。各个生成过程中的自动化技术应用又各不相同,其涉及的内容和技术应用将直接影响着整个冶金工业的自动化技术发展。 1、原料场生产自动化技术。现代冶金工业原料场的生产自动化主要有具有基础自动化和过程自动化并上联制造执行级的三级自动化系统、基础自动化系统两种。在基础自动化中有含有过程量的检测与控制,电器转动控制等内容。仪表和控制系统主要是原料输送系统和配料系统中的料槽的料粒计、称量装置等。电控设备中也有相应的仪表,但主要是对胶带机进行检测和对卸料机的定位控制等。 2、焦化生产自动化技术。在焦化生产自动化过程中,多用L2级小型计算机为过程计算机实现对生产过程的自动化控制,但也采用多台控机为过程计算机的方式。其中可分为生产基础自动化和生产过程自动化。首先,生产基础自动化是对备煤配煤、干馏、焦炭处理等生产过程进行检测和控制,这些生产过程一般以常规检测仪器和传感器即可完成。其次是生产过程自动化,计算机主要是实现计划输入、料仓控制、系统运转控制等功能,而数字模型及人工智能则对加热、配煤优化、配煤过程、干熄焦(CDQ)最优等进行控制。 3、烧结生产自动化技术。烧结的目的是为了让烧结过程中为融化的烧结颗粒粘结为多空质块矿。烧结生产自动化包括基础自动化和过程自动化两个内容。在基础自动化过程中,主要是对仪表的检测和控制,对电气转动的控制和人机接口的控制。在烧结生产过程的自动化过程中,计算机要对配料槽槽位进行掌控,对配料混合和返矿料粒槽位进行控制,对混合料水分、烧结台车料层厚度等进行控制。数字模型及人工智能则实现配料模型和质量预测、烧结矿优化配料、烧结OGS操作制导、烧结机机速过程控制等模型的系统控制。 4、球团生产自动化技术。在球团生成中一般按三个步骤进行:首先是进行原料(如细磨精矿粉、溶剂、燃料和粘合剂等)的配料与混合。其次是在造球机上加入适量的水而滚成10~15mm的矿石生球,最后将生球在高温焙烧激上高温焙烧,然后再冷却、破碎,最终筛分而成为成品球团矿。 5、石灰生产自动化技术。相对于冶金工业中的其他生产过程而言,石灰生产在价格和控制精度上的要求都相对降低,因此其自动化控制程度一般也较低。首先就石灰竖窑自动化控制而言,在当前的石灰窑控制系统中,多采用PLC进行控制,一般不会设上位机或工作站进行检测和监控。其次是石灰回转窑自动化。在石灰回窑自动化中,主要是完成检测和控制、数据显示、数据记录、数据通信等功能。自动化系统可分为电器逻辑控制系统和仪表调节回路。具体可包括预热机供料系统、大布袋除尘系统、预热机下输送系统、小布袋除尘系统、成品搬出系统、煤气流量调节回路、空气调节回路等。 三、总结 钢铁需求的快速增加为冶金工业的发展提供了调节,自动化技术在冶金工业中的发展和应用为冶金工业的发展提供了技术支撑。在冶金工业中,上述的几个自动化技术只是框架式的系统,其中还包括多个子系统,对各个系统及子系统的自动化研究是冶金工业发展中不可或缺的部分,这还需结合生产实践和自动化技术发展而进行。 冶金工业自动化技术探讨:浅析冶金工业自动化技术与发展 【摘要】在过去的几年间,我国家在自动化技术发展上获得了较为显著的成果,同时自动化技术也逐渐的被愈发广泛的运用在制造业等行业中。在生产钢铁的工艺中,我们不再为外国先进技术而担忧,而是建立了以国有化为基础的自动化体系,使得一大批新产品新技术逐渐投入到市场中。并且被广泛地运用在国内许多钢铁领域中。而且以计算机技术为基础的自动化技术在经济领域以及社会领域中取得了瞩目的成就。在本篇文章中我们将就冶金工业自动化技术进行简单的分析与探究。 【关键词】冶金;工业;自动化;发展 引言 伴随我国改革开放的不断深入,冶金工业自动化技术的发展越来越成熟。面对冶金工业如此庞大的生产体系,技术可以说是相当重要的。工业自动化技术在冶金行业的运用可以使生产过程变得更加高效,产品质量也会更高。一些冶金企业越来越追求高回报低消耗的发展目标,所以生产过程中的节能减排成为冶金行业需要重点关注的焦点。可以说,冶金工业自动化的发展前途决定了冶金行业的未来发展前景。 一、冶金工业自动化技术的分析 1、物联网技术与冶金工业自动化 物联网技术是信息时代的产物,在第三次科技革命中孕育而生。物联网技术具有很大的发展空间,它实现了信息的快速传播和高效利用,为冶金工业自动化技术的发展提供了保障。可是当前对物联网技术的探究也只是出于概念阶段。许多企业甚至没有物联网的概念。随着技术的不断更新,虽然物联网技术在冶金工业自动化中的应用越来越广泛,但是也出现了较多的问题,主要表现为以下两个方面:一个是工业传感器的研制与生产。所谓工业传感器是指可以对物体的状态和转变进行感知,并且将得到的感知转变成计算机可以读懂的电子信号。研制与生产工业传感器要以工业自动管理与自动控制为前提,才可以保证工业设备和机器的正常运行,同时使产品获得最好的质量。工业传感器就是对不同参数进行查看和管理。因此,生产物美价廉的工业传感器有利于现代化冶金工业的发展。另一个是构建工厂传感网。工业无线网络技术可以将传感器技术、现代化的无线网络通信手段、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术有机的结合起来。工厂传感器网是由很多随机分布的、能够进行实时感应和自动组织能力的传感器节点构成的网络。工业无线网络技术在冶金工业领域中的运用是现代化工业的一大突破,能够将工业领域的检测费用降到很低,同时又可以使工业领域的运用范围得到最大程度地扩大。可以说,工业无线网络技术是国内外相关领域非常重视的技术。 2、数学模型与冶金工业自动化 要知道,冶金自动化的快速发展状况与过程数学模型的运用程度有很大的联系。要是能够把数学模型这个技术运用得很熟练,那么就可以增加工业实现高度自动化的可能性。所以,为了可以满足我们国家对钢铁产品的需要,提高钢铁产品的质量和生产技术水平,务必要提高冶金工业自动化的水平。我们知道,一些欧美国家冶金工业的自动化水平很高,可是由于某些原因,他们不愿意或是不肯将这种自动化技术与其他国家分享,他们与其他国家进行的技术转让的产品大部分是落后的或是有较大缺陷的产品。不过如今,我们国家的自动化水平已经发展到较高的领域,实现冶金高度自动化数学模型的创新具有较为成熟的条件,可以较为广泛地满足社会发展的需要。还有就是,我们国家已经建立一个富有创新意识和创新能力的组织,从而为过程控制数学模型的自主创新提供了智力支持。要将数学模型与现代化信息技术、工艺水平以及自动化技术进行紧密结合,才能够充分地发挥数学模型的优势之处。可以看出,数学模型是自动化技术和信息化技术的关键技术。我们国家钢铁企业为了可以生产出市场所需要的钢铁材料与品种,就构建了实用性和准确性很高的数学模型。实用性和准确性很高的数学模型可以从本质上保证钢铁产品的质量和节约能源的效果,从而推进钢铁产品的长久性发展。 3、过程控制系统与冶金工业自动化 对于冶金自动化来说,对于其生产过程中的检测与控制是相当重要的。在实际应用中,新型传感器的应用,结合软测量技术的数据处理,对于其中的关键性工艺参数的掌握是相当有效的。其中,物流跟踪技术,对于能源的平衡控制,在冶金环境下进行有效的环境排放实时监测技术等,都是立足于对冶金产品的全生产过程控制目标,进行有自动化应用与实践。特别是对于冶金过程中的检测与在线监控技术,对于冶炼中的铁水、钢水、溶渣进行实时的温度与元素检测,通过进行钢水的纯净度监测,达到提前预知预控生产的目标。而对于钢材产品的温度、尺寸、元素值范围、组织缺陷等相关关键参数进行的检测与分析,也是贯穿于整个冶金生产全过程中的。而在对废气、烟尘也有着全线的监控,为了提高整个自动化控制的闭环控制度,冶金自动化技术在发展中已经形成了基于机理模型、专家系统、神经元系统、统计分析、支撑矢量机等技术于一体的生产过程控制系统。为了提高整个过程控制的有效性,自适应智能控制的应用对于提高对冶炼过程中关键变量的高性能闭环控制作用明显。而整个过程控制技术都是立足于采用新型电力电子元件,通过交直变频、高中压变频、与交交变频进行传动。如有副枪转炉动态数学模型、连铸二冷水优化设定、轧机智能过程参数设定、电炉供电曲线优化、智能钢包精炼炉控制系统、高炉炼铁过程优化与智能控制系统等等。 4、信息化系统与冶金工业自动化 信息化系统的目的是通过信息共享与数据采集,把冶金流程中的所有信息进行集成处理,从炼铁、炼钢到轧钢进行全面的信息收集与传达。在这一过程中,也就是一个横向的信息集成与整合过程。通过建立以计算机为基础的全流程模拟信息化系统,对各种冶金模型进行流程性离线仿真系统设计,把其生产过程中产生的所有信息进行全面的收集与及时的上传,并纳入仿真系统的环节中去,通过人机交互达到对于数据的监测与生产过程的全面监控目的。而协同计算的参与,对于优化冶金过程组织安排,强化生产智能与人工监控有着重要意义。而信息化系统对于钢铁产品的流程设计与新产品开发上,具有着无可比拟的虚拟集成优势。不仅可以提高整个钢铁生产的智能化,同时还可以利用专家系统中的理论与案例知识,对生产组织与管理进行设计与优化。 信息化作为冶金自动化的重要组成部分,不仅可以根据所采集到的数据对生产作业安排作出最快速的调整,同时还可以提高整个冶金生产过程中的智能化程度。通过信息化系统,可以对冶金各工序进行参数临近,对各工序的参与顺序与计划作业方面进行自动计算与安排,进而自动调整各工序间的作业时间与等待时间。而当出现不可抗力影响时,冶金自动化中的信息化系统可以在最快的反应时间内进行调度与技术工艺重组。通过人机协同动态生产调度,及时判定生产故障与生产过程中发生的品质异常情况。其中,在设备故障方面,不仅可以进行设备寿命预报,还可以进行自动计算与安排维护时间的工作。在冶金成本信息化方面,动态成本控制系统可以对整个原材料与能源介质进行动态全程跟踪,通过对产线进行自动化检修与定修、对生产调度情况进行以生产情况为优秀的动态调整与安排,达到优化原材料配比,降低冶金生产成本的目的。 二、冶金工业自动化发展分析 1、自动化控制方面 目前来说,我国应正视与提高自身对于高端控制设备的研发与生产,多进行自主知识创新,对智能控制与高性能控制器的设计与开发进行进一步的实践与生产。考虑到冶金现场的环境情况,对检测仪表的应用上还多进行加强,提高检测仪表的数据真实性,提高检测仪表寿命,进一步对其在测量与预报方面进行技术探索。对于冶金来说,自动化技术的基础是数学模型的适用性,为了提高其适应性,我国应多考虑把工艺与数学模式,把专家经验与新时期的冶金自动化技术发展进行有效结合,把炼铁、炼钢、连铸、轧钢等典型工位的过程模型和过程进行有效优化。 2、信息化应用方面 信息化的有效应用取决于其长期的落实与实践,就这一点来说,在应用中,冶金企业应多立足于现有基础,对自身已有的基础自动化进行优化,逐步进行信息化与基础自动化的衔接。重视对整个生产流程的工序梳理与优化,信息化应用的带头人应重视对信息化使用者的培训与有效沟通,确保在生产中,信息化应用发挥其应有作用。 三、结束语 总而言之,冶金自动化的技术对于以往手工系统与现场监控来说,拥有着更高的智能性与预知性。作为耗能大户,冶金工业自动化发展趋势受限于其成本因素与人力管理压力,自动化技术会从以往的粗放型向精细化转型。通过对耗能的全过程控制与计算,达到对于产能的预估与预控。通过自动化技术的发展与革新,对实现冶金工业的节能减排,降低其生产成本,最终达到增加冶金工业生产效率,建设绿色工厂的目标。 冶金工业自动化技术探讨:关于冶金工业自动化技术发展的简析 【摘要】在建国初期,我国的冶金自动化的技术水平较低,基础也较为薄弱。但是随着我们国家自动化技术的飞速进步,冶金行业的自动化水平已经达到了较高的层次。本篇文章主要简单分析物联网技术、数学模型以及自动化体系等在冶金行业的发展情况。 【关键词】冶金行业;自动化技术;发展情况 在最近几年,我们国家在自动化技术上的发展取得了一定的成就,而且自动化技术已经被广泛地运用在制造业等行业中。在生产钢铁的工艺中,我们不再为外国先进技术而担忧,而是建立了以国有化为基础的自动化体系,使得一大批新产品新技术逐渐投入到市场中。并且被广泛地运用在国内许多钢铁领域中。而且以计算机技术为基础的自动化技术在经济领域以及社会领域中取得了瞩目的成就。本篇文章就是对冶金工业自动化技术进行简单的分析与探究。 一、物联网技术与冶金工业自动化 物联网技术是信息时代的产物,在第三次科技革命中孕育而生。物联网技术具有很大的发展空间,它实现了信息的快速传播和高效利用,为冶金工业自动化技术的发展提供了保障。可是当前对物联网技术的探究也只是出于概念阶段。许多企业甚至没有物联网的概念。随着技术的不断更新,虽然物联网技术在冶金工业自动化中的应用越来越广泛,但是也出现了较多的问题,主要表现为以下两个方面:一个是工业传感器的研制与生产。所谓工业传感器是指可以对物体的状态和转变进行感知,并且将得到的感知转变成计算机可以读懂的电子信号。研制与生产工业传感器要以工业自动管理与自动控制为前提,才可以保证工业设备和机器的正常运行,同时使产品获得最好的质量。工业传感器就是对不同参数进行查看和管理。因此,生产物美价廉的工业传感器有利于现代化冶金工业的发展。另一个是构建工厂传感网。工业无线网络技术可以将传感器技术、现代化的无线网络通信手段、嵌入式的计算技术以及分布式的信息处理技术有机的结合起来。工厂传感器网是由很多随机分布的、能够进行实时感应和自动组织能力的传感器节点构成的网络。工业无线网络技术在冶金工业领域中的运用是现代化工业的一大突破,能够将工业领域的检测费用降到很低,同时又可以使工业领域的运用范围得到最大程度地扩大。可以说,工业无线网络技术是国内外相关领域非常重视的技术。 二、数学模型与冶金工业自动化 要知道,冶金自动化的快速发展状况与过程数学模型的运用程度有很大的联系。要是能够把数学模型这个技术运用得很熟练,那么就可以增加工业实现高度自动化的可能性。所以,为了可以满足我们国家对钢铁产品的需要,提高钢铁产品的质量和生产技术水平,务必要提高冶金工业自动化的水平。我们知道,一些欧美国家冶金工业的自动化水平很高,可是由于某些原因,他们不愿意或是不肯将这种自动化技术与其他国家分享,他们与其他国家进行的技术转让的产品大部分是落后的或是有较大缺陷的产品。不过如今,我们国家的自动化水平已经发展到较高的领域,实现冶金高度自动化数学模型的创新具有较为成熟的条件,可以较为广泛地满足社会发展的需要。还有就是,我们国家已经建立一个富有创新意识和创新能力的组织,从而为过程控制数学模型的自主创新提供了智力支持。要将数学模型与现代化信息技术、工艺水平以及自动化技术进行紧密结合,才能够充分地发挥数学模型的优势之处。可以看出,数学模型是自动化技术和信息化技术的关键技术。我们国家钢铁企业为了可以生产出市场所需要的钢铁材料与品种,就构建了实用性和准确性很高的数学模型。实用性和准确性很高的数学模型可以从本质上保证钢铁产品的质量和节约能源的效果,从而推进钢铁产品的长久性发展。 三、把国产的创新型产品与技术作为自动化系统的中心 当前,我们国家冶金工业自动化系统的构建仍然处于局部闭环控制或者是开环控制的领域。但是我们知道,要实现本质的集成与创新就要构建一个完全闭环的自动化系统。不过,这需要相关的实施部门、检查部门等的配合。自动化系统的集成与创新其中心是国产的技术,同时引进国外优秀的技术和产品,来确保自动化系统的质量。如果自动化系统仍然处于开环或是部分闭环的控制阶段,那么就没办法实现真正的集成与创新。在管理系统、控制工程设计、工业通信体系、实施软件、组态软件等的基础上,以国产化的产品为中心的自动化系统其集成和创新能够保证真正的生产管理控制为一体的智能化建设。 四、能源管理控制一体化的构建 我们知道,冶金行业是一个耗费资源和能源较多的行业,耗费的这些能源和资源会严重阻碍到冶金工业的不断发展。当前,我们国家的冶金工业逐渐从粗放型的生产模式转化为精细型的生产模式,用耗费的能源和资源作为核定产能的标准在未来可能成为现实。因此,能源的节约与利用对冶金工业的发展有相当重要的意义。其中自动化技术在冶金工业中的广泛运用,可以为节能减耗、低碳减排做出很大的贡献。冶金行业的能源管理控制一体化的构建,要是只处于数据采集阶段的话,那么作用并不大,但这也是目前普遍存在的现象。根据冶金工业在能源管理控制方面的特点,也就是耗费大量的能源与资源以及在冶金生产过程中所产生的气体,我们将能源控制与管理的重点放在了建设能源控制与管理中心。能源控制与管理中心主要是以控制模型与管理模型的建立为基础。可以看出,能源控制与管理的工作重点是能源运用的合理化、二次能源运用得合理化、多种能源介质共同运行、转变过去的能源计算方式以及能源安全警告等内容。 五、结束语 总的来说,伴随我国改革开放的不断深入,冶金工业自动化技术的发展越来越成熟。面对冶金工业如此庞大的生产体系,技术可以说是相当重要的。工业自动化技术在冶金行业的运用可以使生产过程变得更加高效,产品质量也会更高。一些冶金企业越来越追求高回报低消耗的发展目标,所以生产过程中的节能减排成为冶金行业需要重点关注的焦点。可以说,冶金工业自动化的发展前途决定了冶金行业的未来发展前景。如果没有了自动化技术的支持,生产钢铁就没办法高效的进行下去。 冶金工业自动化技术探讨:冶金工业自动化技术发展 摘要:我国自动化技术发展非常迅速,在冶金业中的应用我国已经自主开发出了具有世界领先水平的优秀控制软件。本文从物联网技术、数学模型、自动化系统的集成与创新以及能源管控一体化对冶金工业自动化技术作了更深入的分析。 关键词:冶金;自动化技术;发展 近些年我国自动化专业技术的发展得到了很大的成就,已经被推广至制造业的应用中。并且基于计算机技术的自动化技术应用在经济效益和社会效益中有很显著的成果。本文主要以冶金工业自动化技术为主进行分析。 物联网技术在冶金企业中的应用 继计算机、互联网与移动通信网之后,物联网被认为是世界信息产业的第三次浪潮,其具有广阔的发展前景。但是目前对物联网的研究也仅仅停留在概念阶段,物联网在冶金工业领域的应用存在很多问题,主要表现在以下两个方面:(1)研制生产关键特殊传感器――工业用传感器。工业传感器能够对物体的状态和变化进行测量或者感知,并将其转化为计算机能够处理的电子信号。工业自动检测和自动控制实现的首要环节就是研制生产工业用传感器。在现代工业自动化生产中,必须注重自动化生产过程中的各个参数的监视和控制,从而确保设备能够正常工作,并且使产品的质量达到最佳效果,而对各个参数的监视和控制就是通过各种传感器来实现的。因此,质优价廉工业传感器有助于现代化工业生产体系的构建。(2)通过工业无线网络技术布局和建设工厂传感网。工业无线网络将传感器技术、现代网络及无线通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术等结合起来,它是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状网络。继现场总线之后,工业无线网络技术是工业控制系统领域又一热点技术,它能够使工业测控系统成本得以降低并且能够使工业测控系统应用范围得以提高。工业无线网络技术引起许多国家学术界和工业界的高度重视。 过程控制数学模型在冶金自动化中的应用 冶金自动化的不断突破是离不开数学模型的。如果把数学模型这项技术掌握了,就拿到了自动化的主动权和话语权。因此,要想生产国家急需的钢铁产品,就需要高水平的自动化技术做支持,而发达国家在自动化技术发展上比较成熟,他们为了某种目的是不会将其高端技术转让出去的,他们所转让的技术基本上都是过时的要不就是有条件限制的技术。到目前为止,我国的冶金自动化已经发展到一定的水平,开展高端冶金自动化领域数学模型的自主创新条件基本成熟,能够满足市场的广泛需求。另外,我国已经构建了一个富有技术创新能力的团队,为数学模型的自主创新创造了良好的基础条件。数学模型是对象表征的控制,是对象可执行的表述,数学模型与信息技术、工艺能力以及自动化技术进行有机结合,从而使得数学模型的优势更能充分的发挥出来,因此,数学模型通常被称为自动化与信息化的优秀技术。我国钢铁工业要想生产出国民经济发展需求的钢材品种,就需要建立高可用性和高精度的数学模型。高可用性和高精度的数学模型能够确保产品的质量以及节能效果,促进产品可持续发展。 过程控制数学模型在国内钢铁行业的应用与发展,目前还刚刚起步,方兴未艾,随着需求的发展,未来的数学模型还有着极大的发展空间。从现在起,形成社会的关注,这对数学模型的未来发展,会起到一定的积极作用。打破数学模型的神秘感。相信自己的力量,鼓足自己的信心,模型应用从低级向高级逐步发展,不断积累技术,不断培养人才,踏下心来,抓上几个项目,就一定能搞出名堂来,收到明显的经济效益与社会效益。发展以数学模型为优秀的自动化技术,是落实“科技创造未来”的具体体现,也是我国钢铁工业实现新的腾飞的助推器。在过程控制数学模型的研发与应用上,要实现重点突破,开发出有中国特色的数学模型产品与技术,走出一条“研制一批,储备一批,生产一批”以科研促生产、以生产出产品、以产品保应用的新的可持续发展之路来。 以国产化创新型产品与技术为优秀的自动化系统的集成与创新 目前,我国冶金工业自动化系统的建设,许多都处于开环控制或局部闭环控制阶段。而要实现真正意义的自动化系统的集成与创新就要在全过程方面实现真正的闭环。当然,这还要涉及到有关执行机构、检测单元等方面的支持与配合。其优秀是国产化的技术与产品,并广泛采用国内外其他先进技术做支持,以保证整套系统的品质与质量。如果仍然还是停留在实现局部闭环控制上,就不能真正称之为系统的集成与创新。以国产化创新型产品与技术为优秀的自动化系统的集成与创新是在控制系统、控制工程设计和组态软件、工业通信网络、制造管理和执行软件等多方面的基础上,通过集成与优化,实现真正意义上的生产管控一体化和生产过程控制智能化。 能源管控一体化建设 冶金工业是耗能大户,能耗将制约冶金工业的发展,我国冶金工业也正面临着由粗放型向精细化转型。以耗能来核定产能,或许将成为可能。所以整个冶金工业的节能降耗、低碳减排工作十分繁重,利用自动化技术来实现降低能耗,是冶金工业节能减排、实现绿色工厂的重要手段之一。 冶金企业能源管控一体化建设,如果只停留在数据采集阶段,那么意义不大。这也是目前已经普遍实现的事实。针对冶金工业能源管控的特点,一是耗能大户,二是在冶金生产过程中,又伴生出大量的可燃性气体,如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等。所以能源管控的工作重心是能源使用管理的优化、二次能源的安全合理使用、多种能源介质统一平台操作、改变传统的能源计量方式以及能源安全管理预警等。能源管控中心建设的特点是控制模型和管理模型的融合。
1我国农业生产的现状 中国是一个农业生产大国,虽然地大物博,但是庞大的人口基数却抵消了国土所带来的优势,每个人所分配到的耕地面积大约为1.2亩,还不到世界人均耕地面积的1/3,在水资源方面也同样如此。因这些因素的限制,导致我国农业难以快速发展。新中国建立以来,为了更快的缩短与国外发达国家之间的差距,几乎所有政策都是围绕工业建设所颁布的,致使我国工业建设得到了快速的发展。到现在为止,农业生产领域还是相对落后,从以下几个方面就可以看出来。1)国内农业生产没有规模化,基本都是自主耕种,效率比较低。经过调查发现,我国大约有2亿多户的农民,每一户大约有耕地面积0.41公顷,但是农产品商品转化率不到50%,而且有很大一部分还是带有自给自足的性质,完全不能与世界上的农业大国相提并论。2)现代机械化普及程度较低,生产效率不高,致使粮食产量远远达不到集约化经营的要求,我国在抵抗自然灾害方面的能力也比较差。3)农业生产成本一直在上涨。在过去的10年里,粮食制造成本一年比一年高,导致粮食价格一直在稳步的增长,与国际市场农产品销售价格相比,我国农产品价格要高20%至70%,完全不具备价格优势。特别是从1998年开始,我国粮食都是被国家统一收购,然后按市场价销售,致使粮食部门年年亏损,国家每年还得用400亿元来进行粮食补贴。4)国内农产品市场,供求关系发生改变。自从改革开放以后,国家就开始重视农业的发展,开始大力扶持农业生产,但因为粮食是一种战略物资,还与养殖业有着直接的联系,所以,国家就通过粮食保护政策进行保护,由于社会发展较快,致使粮食种植产量一直在增长,当粮食不能够很好流通的时候,就会造成积压,国家的财政也会因为这种情况的发生而加重负担,通过开发农产品市场才使得这种状况有所改善。 2农业工程技术研制和开发的重点技术领域 农业工程技术在研制和开发过程方面,需要围绕农村在经济方面的发展情况以及农业科学研究在未来的发展趋势进行开展。在国内农业发展的基础之上,时刻关注世界农业技术的变化,选定目标,有计划的进行研究与开发。1)在农业工程技术研制过程方面。要根据我国农业发展的实际情况,去引进国外先进的科技成果,并结合我国其他领域比较成熟的技术,进行农业机械机电一体化产品的开发。对于微电子技术,要加大发展力度,以便对农业机械进行技术升级和改造,使其成规模化作业。要建立完善的质量检测保证体系,对农业机电一体化产品实施严格的质量监督和管理,并重视节能技术的开发与利用。还要注重于对传感技术、控制技术以及单片机技术的开发与研究,并将这些先进技术运用到农业机械研发领域中来。开发具备人工智能的专家系统,把与农业相关的信息资源储存到系统之中,这能够提高研发的效率,为农业研发工作提供指导作用。用微电子技术去开发与农业相关的外贸机械,有利于我国农机产品走出国内市场,迈向世界,我国在农业工程技术开发方面也能够得到有效的提升。2)在农作物耕种以及栽育培植技术方面。通过对环境以及农作物和配套辅助设备的分析与研究,在农业生产过程中,要采用先进的农业技术,对相关辅助农机设备进行技术方面的改革与创新,在水稻种植抛秧育苗环节,完全可以使用机械代替人工进行操作。改变传统农业的种植方法,进行技术革新,研制出适合我国农业发展的机械设备以及农业工程技术。3)在维护农作物健康技术方面。为了使农作物更加健康的生长,农业工程技术在研发过程中,要着重于对农药、激素、除草剂等制备工艺的研制,并对维护农业健康的相关喷洒器械进行开发。4)在饲料饲养技术方面。我国农业工程技术开发要注重对原料营养物质的提取,将原料加工成可饲养的饲料。一是要对原料等有机物进行特殊处理,消除它的危害性,再进行综合利用。二是要加强对营养物质提取工艺的开发,并研发相关的提取设备。三是对于工厂化饲料的生产提取工艺与相关制作设备的研发要给予充分的重视,为农业工程技术的开发创造有利的条件,扩大农业技术试验范围。5)在农业产品的处理和储藏方面。要根据实际的发展状况,运用最新的科研成果对农产品进行优化处理,并改进农产品机械设施,在农业基地建设方面,要吸取国家基地建设的经验,对传统的农业物料实施优化设计,还要考虑它们的生存环境与特点,有针对性的进行农产品基地建设。在对农业物料进行深化处理以及储藏等方面,要积极引进国外先进的科研成果,学习他们的技术,并加以分析,进行研究与利用。我国农业工程技术还要注重粮食贮藏技术的开发,防止粮食在贮藏过程中发生霉变以及虫害。对于瓜果蔬菜等易发生质变的物质要做好保鲜处理,农业工程技术也要对瓜果蔬菜进行研究,根据特点,开发出适用的处理工艺和贮藏设备。6)在农村能源利用以及环境保护方面。农业工程技术要注重对生态环境技术的研发,开发出能源可循环利用的相关工程技术。比如:以废弃物建立起来的沼气工程、养殖工程以及环境保护生态建设工程等;以树枝、玉米杆等固体物质为原料所建立起来的能源气化工艺技术和相关设备;以工厂废水和废材为原料所建立起来的沼气制取工艺技术和相关设备。 3加快农业工程技术开发的对策与建议 1)建立农业工程技术支撑体系,在发展过程中逐步进行完善。农业工程技术是多个学科的综合体,由于涉及到农学和工程学等多个领域,现有的行政管理部门很难进行有效管理以及工作协调,为应对此种情况,国家应该成立一个专门的行政机构进行管理与协调。但是,并没有专门的机构对农业工程进行管理,导致于各种有益于农业的科研成果得不到重视,无法为我国农业发展做出贡献。只有将农业工程技术与生物技术进行组合,我国农业才能够持续稳定的发展。因此,国家应该设立相关的农业管理行政部门,对农业工程技术的研发工作进行管理和协调,建立国家农业工程科研所,为现代农业发展提供科研需求。2)通过设立农业科研基金管理制度,为技术研发提供后备支持。对于用于农业工程技术研究与开发方面的经费,国家有关部门应该结合实际情况,对此做出相应的调整,在一定程度上增加农业科研经费。农业科研单位在研发的时候,可以聘请一些有相关工作经验的专业人士进行研究。3)对于农业工程技术,要做好相应的规划,制订好总体发展目标。农业相关部门要以《国家中长期科学技术发展纲要》为依据,组织科研技术人员制定好农业工程技术发展的相关规划,明确科研发展的总体目标以及技术开发的重点内容,并在此基础上进行深化。国家有关部门还应该加强对农业经济的宏观调控,指导农业技术研发和生产,使科研经费得到最有效的利用。4)农业工程技术工作想要顺利的开展,还需要国家提供相应的政策支持,并进行有利的引导。现如今,国内农业在工程技术研发领域还比较落后,科研技术研发成果在市场上所产生的经济效益并不如意,想要通过商品化来实现自我增长,在现阶段,还难以达到要求,因此,国家提供相应的政策支持是非常有必要的。结合我国农业发展现状,在重大农业项目研发过程中,国家应该为其提供稳定的科研经费,同时,对一些农业工程技术企业实行优惠政策,减少税收,并对科研成果以及农产品产业实施相应的贸易保护政策。5)对农业领域内的科学研究体制进行改革与深化,并加强与农业技术相关的各种配置,为农业科研与技术开发创造有利的条件。对于科学、技术以及生产之间的关系,还需要有良好的认知。农业生物科学与工程技术的有机组合,能够加强农业工程技术快速发展,促使农业工程技术成果得到有效的利用,并为农村经济建设提供服务[5]。6)建立农业工程技术的产业化的运行机制。想要加速农业发展,提升农业工程技术研发成果产业化的速度,国家不仅需要重视科研人员全方位的提升,还要以入股的形式与其他组织或者企业展开合作,来削减农业工程技术和生产之间因体制原因所造成的分离影响,而且还能引领农业科研机构走向自我发展、经济独立的道路。7)我国要建立开放机制,做好与农业发达国家的合作以及交流工作。现阶段,我国农业工程技术还非常的落后,无法与发达国家相提并论,要与农业发达国家进行技术方面的合作和交流,通过学习,借鉴他们的技术理念,进行研究并开发新技术。还要为农业科研人员提供学习的机会,让他们有机会能够与国际上的农业科研人员展开合作,还可以通过举办农业国际交流会,扩展农业科研人员的视野。通过这些举措,我国在农业工程技术方面将突破现有的制约,还能将农业工程技术转化为实际的生产力。 4结论 为了顺应当前的形式,我国农业需要加快发展,只有通过农业工程技术开发,将科学技术转化为农业生产力,走产业化道路,才能提升我国在农业领域的综合实力,缩短与世界发达国家之间的差距,而这还需要广大专业人士的不懈努力,才有望实现。 作者:赵美香 单位:山西农业大学
电动汽车论文:电动汽车电池管理系统论文 1电动汽车的电池管理系统 电动汽车的电池管理一直是电动汽车关键技术中的一大难题。电池管理系统(batterymanagementsystem,缩写BMS),主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点,如存储能量少、寿命短、使用安全性、电池电量估算困难等。为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态,BMS主要用于对电动汽车的动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、显示报警,充放电模式选择等,并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互,保障电动汽车高效、可靠、安全运行。 2电池管理系统存在的问题 在电动汽车普及的进程中,电动汽车的电池充电管理是重要的一个环节。在硬件方面要求电池管理系统和充电机之间单独使用一路CAN总线,该CAN总线独立于动力系统控制之外。而现有的电池管理系统只有两路CAN接口,其中一路用于电池管理系统内部通讯,另一路用于和动力系统控制通讯,没有多余的CAN接口和充电机之间通讯,需要制定解决方案,包括电池管理控制箱结构、BMS系统硬件和充电机之间的硬件连接信号、电气配线等电池管理系统硬件的更改;而在软件方面,则要进行充电机与电池管理系统间通信协议的开发,包括与道路车辆控制系统的通信网络兼容,通信协议的物理层、数据链路层、数据帧格式遵循的规定;充电机和BMS对电压、电流和温度等参数的监测与设置等。 3电池管理系统的改进设计 3.1BMS系统硬件实现 本文所述系统采用专用的电池控制芯片LTC6802实现系统的分布式管理;重新设计电池的参数采集模块、均衡控制模块、数据处理模块、通讯模块、故障处理模块等;系统内部采用SPI总线进行数据和控制命令的传输,主控芯片通过CAN总线实现与整车控制器的通讯。(1)参数采集模块:LTC6802电压检测芯片可以对电池电压进行实时检测;有输入引脚专门用于温度传感器的输入;采用ACS758LCB-050B电流霍尔传感器进行电流检测,可采用直流、交流电流,并且强电侧与电子电路边具有很强的隔离作用,性能稳定。(2)均衡控制模块:若电池管理系统检测到的电池电压在正常范围内,系统根据设定的SOC估计算法对电池进行SOC估计,当电池组中出现电压异常时,控制系统就会根据设定的均衡算法进行均衡控制,由控制器LTC6802完成,通过对其控制字的写入,控制LTC6802引脚S的开关动作,实现均衡开关矩阵的控制。(3)数据处理模块:以单片机编程的模式进行数据处理。根据系统具有的功能分为若干子程序,包括:SOC估计、故障分析、信号监控、报警等。(4)通讯模块:采用CAN总线通讯协议。包括内部通讯和外部通讯,内部通讯对参数采集模块所采集的数据进行记录后传给数据处理模块,并将数据处理结果反馈给数据采集模块及故障处理模块;外部通讯通过CAN总线与PC机进行数据交互,使用户更直观的对BMS内部的数据进行监控及处理。(5)故障处理模块(保护电路):控制LTC6802的引脚对故障信息做出相应的处理,利用红绿二极管对于告警及保护信息进行光警报,并输出报警信息,自动控制调节充、放电或切断电路。 3.2BMS系统上位机软件实现 PC机通过CAN总线与下位机进行通讯。下位机的采集模块所采集上来的电压、电流、温度数据等上传给上位机,上位机对采集上来的数据进行保存、处理及显示。(1)上位机软件数据存储模块:由于电池组数据量比较大,监控数据的记录采用占用空间比较小的二进制流进行存储。XML提供了更强有力的数据存储和分析能力,而且XML极其简单,XML的简单使其易于在任何应用程序中读写数据。(2)上位机软件通讯模块:上位机与下位机之间采用CAN通讯,协议采用CAN协议2.0B扩展帧格式;通讯速率为100Kbps;物理层匹配电阻120Ω。上位机呼叫BMS并下发命令,BMS收到命令后返回响应信息。PC等待500ms后如尚未接收到BMS响应或接收响应信息错误,则认为本次通信过程失败。 4结语 电池管理系统的改进设计已在电池厂商、充电机厂商和电动汽车生产厂商中得到应用,当前研发的电池管理系统都已具有多路CAN接口(最少3个),充电机与电池管理系统通信协议已按统一标准进行了设计与测试,解决了电动汽车的充电问题,能够推进电动汽车的普及进程。 作者:王刃峰 单位:黑龙江农业工程职业学院 电动汽车论文:电动汽车故障诊断无线通信论文 目前,世界范围内都在推动电动汽车技术的研究与使用,但在电动汽车的使用过程中,由于其控制系统部分比传统汽车复杂,故障诊断需要综合电池、电机及整车的参数来进行综合判断,目前还依赖于有经验的工程师到现场进行诊断与维修,因此汽车故障诊断技术应用而生。文章详细阐述了一种集本地和远程诊断于一体的手持式故障诊断仪,该诊断仪参考了ISO和SAE的标准进行设计,可以对某些参数进行标定。 1故障诊断仪系统结构与功能 1.1结构 图1示出电动汽车用手持式故障诊断仪的系统架构图。由图1可以看出,该诊断仪的系统架构及工作方式为:手持式故障诊断仪通过CAN总线读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员可以选择是否将该故障码通过无线网络发送给远程故障诊断服务器。如果选择不发送,现场人员则根据故障码对现场的故障进行诊断排查,故障排除后清除ECU单元中的故障码,如果选择远程故障诊断,现场维修人员需等待远程故障诊断服务器返回给现场维修人员的维修意见,从而指导现场人员的工作。 1.2功能 1.2.1本地和远程诊断功能 该诊断仪读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员通过故障诊断仪的显示屏幕读取故障码,通过该故障码确定故障的部位或故障级别,对故障进行检查排除。同时将该故障码及故障处理方式通过无线网络远程发送给远程故障诊断服务器,用于指导其它远程故障诊断,同时清除ECU单元中的故障码。如果现场维修人员读取的故障码不能进行故障排除,可将该故障码上传至远程故障诊断服务器,远程故障诊断服务器将诊断数据库中对应于该故障码的诊断信息反馈给现场人员,现场人员通过该信息进行故障诊断。 1.2.2本地和远程标定功能 本地和远程标定功能类似于本地和远程故障诊断功能,当现场维修人员对一些参数进行标定时,可以通过手持式故障诊断仪的标定功能对电动汽车进行现场标定,如果对一些标定参数不能确定,可以请求远程故障诊断服务器进行远程标定协助。 2硬件系统架构 可以看出,该诊断仪的硬件电路设计,主要包括CPU控制与外围电路设计、CAN网络接口电路设计、可靠性保障电路设计及电源电路设计等。 手持式故障诊断仪通过电源电路给整车设备供电,并通过CAN网络接口读取ECU单元的故障码,该故障码可以通过USB接口进行存储,也可以通过无线通信模块发送给故障诊断服务器。 3软件系统架构 基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的软件系统架构,包括手持式故障诊断仪与远程故障诊断服务器软件架构两部分。 可以看出,该诊断仪软件架构包括:读取和清除故障码、诊断数据库和软件升级等。其中软件和诊断数据库升级以及请求远程标定功能均需在无线通信功能使用的情况下才可以使用,否则该手持式故障诊断仪仅仅是由现场使用人员操作的一款诊断设备。 远程故障诊断服务器的软件系统为了配合手持式故障诊断仪的使用,主要包括:远程故障诊断、远程标定、手持式故障诊断仪诊断数据库升级、软件升级以及自身的数据库升级与更新。 软件系统的总流程,如图4所示。通过图4可以看出,该软件有诊断、升级及标定模式3种。这3种模式是互斥的关系,现场人员需根据具体情况对功能进行选择。 4结论 文章基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的设计,实现了高效率的诊断和排除故障。该设计在提高工作效率的同时,大大缩短了维修人员的培训周期,由于其设计的先进性及功能的多样性,有利于节省电动汽车保养及维修方面的人力、物力及时间。 作者:于兰 李志平 辛明华 周能辉 单位:天津清源电动车辆有限责任公司 电动汽车论文:纯电动汽车设计论文 1驱动系统参数匹配 驱动系统是纯电动汽车的优秀,其基本特性参数的选配必须满足整车动力性能要求。通过计算,合理选择动力系统各部件的参数,并将其进行有效匹配,才能设计出高性能的纯电动汽车。 1.1电机最大功率计算 为满足纯电动汽车整车性能,通过3种方法计算电机最大功率Pnmax,即:根据汽车最高车速确定的功率即额定功率Pne;爬坡度确定的功率Pna;加速性能确定的功率Pnc。根据整车设计参数,可计算出上述3个功率值,取其中最大者作为电机最大功率选取参考值,即Pnmax≥maxPne,Pna,P[]nc。根据表1、2所给出的参数,由以上公式(1)—(3),计算求得Pne为22.64kW,在坡度为20°,以35km/h的车速爬大坡时,Pna为55.66kW,同时求得Pnc为45.78kW。因此,取Pna的值作为电机最大功率选取的参考值。 1.2电机功率与转矩选择 电机在工作时,其性能分为连续工作性能和短时工作性能。电机的额定值决定了其连续工作特性,短时工作特性是电机过载一定倍数之后的转矩功率特性。在电机转速与转矩选择时,通常以纯电动汽车的常规车速来确定电机的额定转速(电机通常运行的转速),再通过电机的额定功率和额定转速求出电机的额定转矩。 1.3电池组参数设计 动力电池是纯电动汽车唯一的动力源,其携带的总电量是整车动力性和续驶里程的基本保证。电池组的总电量与电池单体的容量和组合形式有关,而动力电池的单体电压和组合形式又直接决定了其为电机提供总电压的大小。动力电池参数匹配主要包括电池类型的选择、电池组电压和容量的选择。根据纯电动汽车对目标性能的要求,综合考虑整车所需的动力电池总电量、动力电池单体类型以及其组合形式后,计算确定动力电池单体数量。 2底盘系统设计 在纯电动汽车底盘系统中,动力系统需要重新架构,因此总布置方案改变较大。目前,电动汽车底盘设计主要运用2种方式,即:根据设计需求,在传统车平台基础上进行局部改制;开发“电动化、模块化、智能化、集成化”全新理念的底盘系统。本文采用的方式是基于原有车型平台进行局部改制。底盘系统中,大部分子系统的工作原理没有发生变化,改制后需对底盘及整车进行重新总布置,重新计算轴荷分配对悬架系统性能造成的影响,然后对悬架系统做出相应调整。 2.1电机、减速器布置 电机、减速器的布置在原发动机前舱布置的基础上进行,布置时应考虑如下几个因素(以下X、Y、Z方向为车辆坐标系坐标轴方向,即当车辆在水平路面上处于静止状态,坐标原点与质心重合,X轴平行于地面指向正前方,Y轴指向驾驶员右侧,Z轴通过汽车质心指向正上方):1)电机、减速器外轮廓距离左右纵梁的空间宽度应一致,以便于安装悬置;2)减速器输出轴中心线布置在满载前轮中心线附近,差速器输出轴与前轮中心连线尽量接近;3)减速器后部应与副车架、转向机构都留有安全距离;4)电机三相线进线与控制器出线方向位置相协调;5)半轴在YZ平面内与Y方向夹角,空载时应小于15°,满载时小于7°;6)电机布置位置应在整车满载条件下确定。确定减速器输出轴位置后,电机定位可绕减速器输出轴旋转,电机的轮廓上限不超过纵梁上平面,电机右侧为3相线接口,电机控制器放置于电机正上方;电机位于减速器右侧,如图2所示(以下示意图均是通过对各元件的简化建模后得到)。差速器中心平面相对XZ平面偏左200mm,电机减速器集成体外轮廓距左侧纵梁最小170mm,距右侧纵梁最小60mm。该设计方案中,根据电机减速器集成体的尺寸分布,将差速器中心平面布置与整车中心平面基本重合,左右半轴通过万向节将车轮与减速器的输出轴连接起来,在YZ平面上,左右半轴与前轮中心线的夹角相等,在核算半轴与前轮中心线夹角时计算一侧即可,如图4所示。装配时电机、减速器集成体与车架的连接点一共有3个,分别位于左侧纵梁、右侧纵梁、副车架。左侧纵梁悬置轴线平行于Y方向,限制X和Z方向运动;右侧纵梁悬置轴线平行于X方向,限制Y和Z向运动;副车架上的悬置轴线平行于Y方向,限制X和Z方向运动。 2.2前后舱元件布置 如上所述,将电机、减速器布置在原发动机前舱位置,同时DC/DC、电机控制器、空调压缩机等相应电气装置均布置在前舱。可利用各元件的外形尺寸将各元件简化为长方体模型进行布置,从车辆前舱上方往下俯视,如图5所示。原车的后舱容积约为0.43m3,将车载充电器、电源管理器、配电箱、直流空气开关布置在后排座椅背后,并且设计拱形支架,使其不影响备胎的放置,布置示意图如图7所示。同时,可设计一个大盖板,将这几个器件盖住,以达到从后面看车内美观的效果,后舱电器盖板采用塑料件制成,以减轻整车质量。 2.3动力电池布置 本设计将电池单体集中布置于一个电池包中,动力电池包中共布置了100个电池单体,包内电池单体总共分为6排,沿车辆X方向,前部3排电池卧放,后部3排电池立放,以保证其与后排座椅地板形状相统一,同时通过串联形式将所有单体进行连接,如图8所示。电池包采用无上盖结构,利用车身地板及四周安装板和加强板形成电池包的上盖。电池包外壳可采用钣金件折弯和焊接的工艺形成箱体,翻边形成安装板,可实现在安装孔定位时与车身地板的模具统一起来。同时,电池排布上充分利用车身地板下方空间,与车身地板的形状一致,以最大程度节省空间,为避开后轮摆臂安装座和后轮罩在电池包后部两边开有2个缺口,如图9所示。动力蓄电池布置在座椅地板下方,并且尽量保留了车身地板形状,该布置的电池包是车辆的最小离地间隙位置,如图10所示。该布置保证了驾乘人员安全,给货仓和备胎留下了一定的空间,同时还考虑了电池包整体快速更换原则,方便电池包的整体更换。该动力电池单体质量为3.1kg,电池单体共310kg,加上电池包壳体及加强等附件结构,电池包总质量约385kg。该布置后电池包重心位置距离前轴水平距离为1558mm,前、后轴轴荷比例分别为49.4%和50.6%,满足GB7258—2012中关于轴荷的要求。 3车身设计 纯电动汽车车身设计是整车设计的重点之一,其设计效果对整车性能(如续驶里程、加速时间、爬坡性能等)的影响显著。同时,车身必须达到足够的结构强度以及满足其他性能指标(如安全、耐久性、NVH、工艺等)。国内外对纯电动汽车车身设计研究较多,目前主要是应用多种轻量化材料,同时集成结构设计优化和先进制造技术及工艺等手段进行设计[8]。基于以上所述,本例中电池包安装在车身地板下方,其外壳设计及电池单体布置时尽量与车身地板的形状一致。同时,电池包布置时考虑了整体快换原则,根据设计需要及电动汽车相关安全规定,上车体可直接由原传统车平台提供,但原车身地板在结构上必须做出相应更改。 3.1更改因素 为满足要求,设计地板时考虑的因素如下:1)电池包安装于车身地板下方,根据电池实际布置,为达到电动汽车安全法规相关要求,需抬高地板高度;2)车身地板下方要根据电池包外壳的形状设计密封的加强梁,用于安装电池包,并且与电池包共同形成电池包空间;3)车身地板下方需焊接3个支撑杆,该支撑杆用于支撑电池包中部变形产生的载荷,同时也用于安装时的定位;4)车身地板上方需设计螺孔,用于安装中央通道盖板;5)设计中后排地板高度升至与前座椅安装支架一致,需在车身地板上重新设计凸台结构用于座椅安装;6)车辆地板结构发生变化,侧碰刚度发生变化,需重新校核,车身地板的承载能力同时也需要校核;7)新设计车身地板与周围钣金件的连接与原车不同,需重新设计。 3.2结构设计 根据以上设计需求,从车身底部右后边向上斜看改进后的车身地板结构如图12所示,其侧面剖视示意图如图13所示。图13中的台阶面从左至右依次表示:后排座椅安装面、后排座椅脚地板及前排座椅安装面、前排座椅脚地板。车身地板与电池包安装梁通过车身焊装构成车身的一部分,而中央通道盖板在整车装配线束后,再通过螺钉或螺栓固定在地板上,用于构成线束的通过空间。本例中由于车身地板在电池包的基础上进行了抬高和展平,使得后排座椅的H点与脚地板的垂直距离减小,从原车的400mm以上减少至250mm左右,但是仍然符合一般乘用车布置设计要求。座椅下方安装板展平后,重新设计了小的安装支架结构,使得坐垫底座轻微改动。本设计在适当的地方加强了车身地板设计刚度,以满足整车碰撞法规要求和承载要求。综上所述,前后舱、动力电池包及与车身地板之间的布置关系如图14所示。 4整车性能 改制后的纯电动汽车整车基本性能可通过理论计算求得。将以上计算选取的各项参数导入Matlab软件,并通过编程获得部分相关性能曲线,结果如图15—18所示。图15是不同车速电机需求功率曲线。可知,在整车运行过程中,电机的需求功率随整车车速变化,其大小随车速增加而增大。其中,车速为50km/h时,电机满足整车基本要求的需求功率为6.02kW;当车速为80km/h时,电机的需求功率达到13.41kW。图16所示是不同爬坡度的电机功率曲线。图16是在35km/h的车速匀速爬坡情况下获得,曲线反映出电机需求功率与爬坡度成正比例关系。在爬坡度为零时,电机功率为0.47kW;当爬坡度为14.05%(8°)时,电机功率为24.63kW;当爬坡度达到36.40%(20°)时,电机需求功率最大,达到55.66kW。图17是在电机额定功率、整车空载状态下,整车的百千米加速时间曲线。由图可见,车辆从原地起步加速至50km/h时,时间为5.66s;(50~80)km/h所用时间为6.16s;整车车速达到100km/h时,共用时为19.34s。图18是不同条件的加速度与时间的关系曲线。可以看出,车辆在实验质量-电机额定功率、车辆空载状态、车辆满载状态下,其起步加速度大小不同。在车辆起步时,加速度的值最大,图中3种条件下分别为2.63、2.41和0.84m/s2。在车辆起步后的一定车速范围内,加速度大小基本保持不变;当车速达到一定值后,加速度开始逐渐减小,最后变为零,此时车速达到最大。其他数据,如等速(60km/h)续驶里程大于260km,最小转弯半径小于11m,整车满载时最小离地间隙为147mm等。这些理论计算数据均达到了前期设计的性能目标要求。 5结束语 纯电动汽车在能源利用率、减少排放污染、降低噪声方面所具备的显著优势,对目前能源危机、环境污染问题均可起到有效缓解作用。本文针对基于传统汽车平台的纯电动汽车改制进行了重新设计,各总成布置合理,将选配的数据导入matlab程序获得了相应的车辆性能曲线。结果显示,所有性能数据能够满足本文所提出的整车目标性能要求,将为该纯电动汽车下一步整车优化提供有效参考。 作者:何勇彭忆强王子江王海单位:西华大学交通与汽车工程学院四川汽车工业股份有限公司新能源汽车研究院 电动汽车论文:电动汽车技术论文 一、旧技术体系的不适应性 汽车发展的历史表明,上个世纪前三十年曾经兴盛一时的电动汽车与燃油汽车的市场地位发生了逆转,燃油汽车后来居上成为欧美发达国家千万家庭的宠儿,电动汽车则沦为在特定封闭区域使用的专用工具。导致这一逆转的原因与当今电动汽车遇到的困难并无二致。近百年来,电动汽车技术虽然在电池、电机、电控等各个方面都有长足的发展,其根本技术架构却无大的改变。在此期间燃油汽车不仅自身技术日臻完美,与其相配套的道路、停车场、加油站等服务设施也日益完备。今日,正像“汽车社会”、“汽车文化”等学术用语所蕴含的那样,汽车(主要是燃油汽车)不仅已经成为现代社会的生活必需品,也被赋予了丰富的文化内涵。在此背景下如果无视电动汽车现存的诸多不便,奢望人们放弃燃油汽车改用电动汽车就等于要他放弃原有的生活习惯和价值观念,无异于让人弃用智能手机改用固定电话,让人弃液晶电视而改用黑白电视,其难度可想而知。因此,在发展电动汽车已经确立为国家战略的当下,重新谋定发展路线和发展策略应该成为当务之急。在我国这样一个汽车普及率不及美国的十分之一、三分之二的新车出售给初次购车者的发展中大国,电动汽车或许只有面向家庭的首辆车,也就是说能满足跨区域远程行驶需求才有出路。既然源于十九世纪的现行电动汽车技术架构无法满足这种需求,何不回到原点从零开始进行顶层设计,创造一个新的技术体系。 二、新技术体系探讨 在续航里程短、充电时间长这两个妨碍电动汽车远程行驶的关键障碍中,续航里程虽然受电池技术制约难以比肩燃油汽车,但续航150公里~200公里还不难实现。这个距离相当于在高速公路上驶过三四个服务区或大多数人日常行驶两三天的路程,只要电力耗尽时快速得到供给,驾驶电动汽车500公里一日往返、1000公里朝发夕至亦非难事。如此,快速电力供给就成为问题的焦点。既然沿用先开发出电动汽车而后为其配套电力供给体系的传统发展策略不能解决问题,那么运用一下逆向思维,先规划一个满足需求且容易实现的电力供给体系,然后再开发适应这一电力供给体系的电动汽车会怎样。出现总理所讲的“颠覆性技术”也未可知。说到快速电力供给,首先需要界定电力供给的快与慢。多年来,人们已经习惯于燃油汽车加油所需的数分钟时间,电动汽车的快速电力供给采用这一标准顺理成章。从物理学原理来看,现存的三种电动汽车电力供给方式中,快速充电相对来讲接近这个标准但也需数倍于加油耗时的30分钟(80%),普通充电所需的数小时可说是天壤之别,只有换电方式符合标准。有报道说特斯拉换电站一分半钟可以完成一次换电操作。自从曾经的明星换电运营商BetterPlace破产以来,支持换电的观点似乎已经销声匿迹。但是,既然特斯拉又开始换电了,事情看来尚存回旋余地。多数专家认为BetterPlace的换电方式一是换电站建设运营成本高,二是电池不能在多种车型间通用,使其最终走向破产。BetterPlace的失败说明它的换电方案和商业模式行不通,但是如果据此断定换电方式行不通特斯拉首先不会认同。达成一个既定目标从来都不止有一种方法,能否成功在于能否寻找到技术可行、经济合算的解决方案,将问题简单化的最有效手段莫过于“分解”。例如古代印刷书籍采用雕版印刷技术,一页印版雕成书页的内容布局、字的形状、大小无法更改,一部书的雕版需要具有高超技艺的雕刻工匠耗费大量时日,因而书籍昂贵。活字印刷技术普及之后,一套字模可以反复用来铸造铅字,而后随意排成印版,字模和铅字的通用性保证了印刷成本的低廉。如果说快速电力供给是电动汽车的必然选择,BetterPlace失败的主要原因是没有实现电池通用化,而将雕版上的字符分解为一个个铅字可以破解通用化难题,那么何不尝试一下将电动汽车的大箱电池组分解,代之以多个(比如说十个2kWh的)参照电动自行车锂电池标准的小箱电池。以小箱电池为基础可以构建一个简单的快速电力供给体系。只要电池体积和重量都适合人力搬动,而且借用电动自行车锂电池适合快速装拆的安装结构,换电作业就可以采用纯人工方式。从人工换电出发,继而将换电站的充电功能剥离出去,剩下的数个收纳电池的专用周转货架和两三个操作人员就能构成一个典型的简约换电站。接下来要做的是,将从各个换电站剥离出来的充电服务汇集到一个大型的储能电站,充分利用夜间电网的低谷电力为电池充电。最后用货运车辆在换电站与储能电站之间往返穿梭,为各个换电站运来充满的电池并带走放空的电池。在这样一个类似WI-FI无线局域网架构的电力供给体系中,如果说换电站好比WI-FI热点、储能电站好比无线路由器、货运车辆好比无线电波,一个个标准电池好比“无线电波”所携带的数字信号,那么电动汽车就相当于移动终端。可以预见,流通的商品从电转化为标准电池、消费者支付满电电池和空电电池之间的差价,上述电力供给体系各个利益相关方都能获得显而易见的经济收益。第一个受益者是电动汽车的购买者,不为电池付费却可以尽情享用别人提供的电,自然也就无需关心电池的价格寿命几何。电池制造者则不再因百来个“鸡肋”般的订单而苦恼,可以日复一日地生产同样的电池。电动汽车制造者不再为选用多大的电池而殚精竭虑,可以按自己的喜好灵活设计续航里程,只需考虑如何将所需个数的电池塞进车里。城市的管理者不必再为从哪里挤出充换电站的建设用地、为如何压迫小区物业放行充电桩安装、为可能到来的配电网增容改造而苦恼,只需将电动汽车的基础设施建设交给电力供给体系的运营者就万事大吉。电力供给体系的运营者的收益则更大。先是从“先有鸡还是先有蛋”的无休止口水官司中脱身,不说“鸡”也不说“蛋”,转而建造一个相当于自然界中“野生原鸡”进化地位的储能电站,先收获着电网峰谷电价差的利益,随着电动汽车拥有量的增加逐步转身为充电工厂,等到流通中标准电池寿命期来临梯级利用自然而然地发生,充电工厂再一次转化为储能电站。其次电力供给体系运营者不必烦恼换电站如何“建”只需筹划“搁”在哪里,只要能腾出几十平米的场地,加油站、公共停车场、居民小区、工厂商场都可以加入换电站的行列。 不仅如此,这些换电站的数量、换电站的地点和容量可以随时根据形势的发展任意调整。长远看,不仅这样的储能电站很容易与风力光伏电站相融合,如果将标准电池看作一个大的“充电宝”其应用领域甚至可以涵盖日常生活、生产的方方面面。有了电力供给体系和适合人工换电的小箱标准电池,接下来的课题就是能否将这些标准电池用于电动汽车的电源系统。其关键在于处理好三个问题:一是电池的安装位置,二是电池固定可靠便于快速更换安装结构,三是电池与电机之间的电气连接关系。对于采用一个大箱电池的电动汽车而言,考虑到车内空间和车辆重心、轴荷,其安装位置大多利用座椅下的空间安装在车辆下部中间位置。当采用多数个标准电池时,安装位置不仅可以在前后座椅下面还可以在引擎仓或者行李箱的边角处分布安装,设计者的选择自由度大大提高。若说电池安装结构,QB/T4428-2012《电动自行车用锂离子电池产品规格尺寸》所定电池外壳滑槽及配对的安装滑道是现成可用的,既安装可靠又方便插拔。至于电池与电机间的电气连接关系则需要多些文字加以说明。电动汽车以数个小箱标准电池为电源,除去上面所述种种以外还可为解决高电压触电风险、简化整车电池管理系统、简化电池热管理等电池相关问题创造机会。通常的电动汽车为在限制过大电流的条件下保证驱动电机的输出功率,单个大箱电池的工作电压多在300V以上。将电压分解给十个小箱标准电池,每个标准电池的电压就低于40V,处于安全电压范围内。如果不将这些电池串联一起而是分别经逆变器接入驱动电机,高电压的弊端就可以彻底根除。驱动电机可以相应地将定子绕组分解为十个分绕组,工作时各个分绕组产生的磁通势相叠加与原绕组相当。各个标准电池分别接入驱动电机还可以带来一个好处,电池均衡的对象不再是整个电源系统而转化为各个标准电池,所涉单体电池数量仅为整体电池的十分之一。更有意义的是,十个标准电池分别经逆变器接入具有十个分绕组的驱动电机,其功效相当于用十个小电机共同承担电动汽车的驱动。从理论上讲可以分别控制每个分绕组参与或者不参与驱动,利于电动汽车应对多种复杂工况。尤其是在电动汽车起步或者加速时确保全部分绕组参与驱动抑制大电流冲击,巡航行驶时控制各个分绕组逐次停歇方便相应的小电池散热,当某个分绕组或者为其供电的标准电池发生故障时其余分绕组继续工作就能避免电动汽车突然失速。 三、总结 总之,既然欠缺远途行驶能力是源于十九世纪的现行电动汽车技术架构的系统性缺陷,那么基于现有电池技术构建新的、技术可行经济合算的、涵盖电力供应和电源及驱动系统的电动汽车技术架构,或许是化解电动汽车诸多难题的有效路径。 作者:庄森 禹茜 单位:郑州大学 电动汽车论文:电动汽车产业经济论文 一、发展规律 1.环境可承载规律。 决定汽车产业的发展规律中环境的可承载规律也影响重大。随着现在各大城市的污染逐步加深,越来越多的人开始将环境恶化的原因归结到汽车的使用上。因此,必须找到一种低污染或零污染的交通工具,这样才能解决实质问题。 2.技术推进规律。 电动汽车作为新一代的交通工具其技术组成不仅包含了原有的机械技术、驱动技术和控制技术,还使用了最新的电力电子技术和信息技术等高端科技,这些技术的全面发展是推动电动汽车产业化的重要因素,并且为其发展打下基础。 3.市场拉动规律。 每一个产业的发展都离不开产品的实际使用价值,只有产品的使用价值得到认可才能够促进产品的再生产,而产品的使用价值是需要通过销售市场来体现的,任何一个产业都会遵循这个规律。当今世界经济全球化的浪潮高涨,想要推动电动汽车的产业化发展必须要注重对其市场的培育和开发。 二、与我国国情相结合 我国的国情有着非常明显的区别于他国的特点,具体表现在:人口数量大、人均资源量小、经济增长方式以粗放型为主、市场体系尚不完善、相关法规尚不健全等。电动汽车的产业化发展要做到主动与我国的国情相结合,改变以往被动适应的固有方式,让产业和经济两方面和谐发展,以科学的发展理念为指导,依照国情制定合理的产业化途径。 1.与我国能源现状相结合。 随着近些年我国汽车保有量的迅速增长,年均石油进口量不断上升,汽车燃油消耗量逐年增加,发展电动汽车产业首先要解决能源消费结构的问题,缓解我国的能源危机,保证能源的安全稳定。 2.与我国环境现状相结合。 新时期越来越多的人已经注意到了人与自然和谐发展对人类的重要性。进行产业化的电动汽车发展过程要注重其与环境的适应能力和相互融洽程度,适应我国的环境特点,发展零排放的低能耗工程。 3.与我国汽车工业的技术水平相结合。 面对目前我国汽车技术依旧没有实现完全的自主知识产权的国情,电动汽车产业在发展之初,要牢牢把握住各国均处于发展初级阶段的情况,积极地加大研究投入,让产业化带动我国的电动汽车技术走在世界的前列,增强我国的汽车工业国际竞争力。 4.与我国汽车市场现状相结合。 近10年,我国汽车产业呈现狂飙式发展,汽车销量从2001年占全球4.3%,到2010年攀升至23.5%,成为全球第一汽车生产和消费大国。未来10年我国汽车将进入第二个高速增长期,我国将逐渐步入“汽车社会”,迎来汽车消费大众化的时代。据专家预计,至2015年国内汽车的产能将达到3800万辆,消费量将达到3000万辆,我国汽车消费将占全球汽车总消费的25%左右。这为电动汽车产业发展提供了巨大的市场需求。电动汽车产业在开始发展之初,认清我国汽车市场的现状和经济规律,充分利用汽车市场的竞争机制,减少国家政策对市场竞争的过度干预,在短期内促进电动汽车产业按照市场规律得到最快发展。 5.与我国汽车法律法规体系相结合。 因此,在实际操作中要从社会的角度出发,在维护汽车产业利益的同时努力把产业的附加影响降到最低。促进我国汽车产业相关法律体系进一步完善。从政策层面看,我国已经将新能源汽车列入战略性新兴产业,国家颁布实施的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》提出,2020年中国将构建起支撑电动汽车大规模产业化的关键零部件产业体系,这必将为促进我国整个电动汽车产业健康发展奠定坚实基础。 三、与国际电动汽车产业接轨 为了发展汽车工业常常需要通过市场来换取技术,中国市场的发展受制于别国的先进技术。因此在电动汽车产业发展之初,应当积极投入电动汽车技术的研发,争取在世界上取得超前的地位,从以下几个方面做好相应的工作。 1.以技术研发为基础。 首先,要将优秀技术作为追求的主要目标和研究投入的主要方向。只有掌握了产业的优秀技术才能够真正掌握产业的“命脉”,实现产业链的水平分工,给产业的进一步发展提供充足的动力。 2.注重调整汽车产业结构。 将结构调整贯穿于电动汽车产业发展的始终,在产业化发展的全过程中,要注意到产业结构的调整和优化问题,政府部门不要将注意力集中在劳动密集型和资本密集型的产业上,而是多关注高科技的优秀产品和技术,通过充分的思考来指导产业的健康发展。 3.积极进行产业转移。 产业化的发展不仅需要全球的资源,更需要全球的市场。从国内外环境看,国际汽车产业呈现由汽车制造向汽车研发转移的趋势。我国作为新兴国家的代表,将从电动汽车产业研发转移中获取更多机会。我们需要适时地制定出产业发展的规律和策略,不失时机地走“引进来、走出去”的特色发展道路。 四、市场经济体制下推动电动汽车产业发展的措施 1.必须坚持“两条腿走路”的方针。 对于未来电动汽车产业的发展,必须采取一定的措施和制度,也要结合中国国情,从实际出发,必须坚持“两条腿走路,双管齐下,两手抓、两手都要硬”的方针。一方面,要以空前的热情和努力大力推动电动汽车产业发展;另一方面,高度重视传统汽车的技术进步和技术升级。 2.加快优秀部件的技术研发力度,尽快掌握优秀技术。 政府应以更大的力度支持电动汽车的技术开发,毫不放松地紧跟世界前沿技术,巩固己有的优势地位,加大科研的力度,走一条“吸收-引进-创新”的道路,形成国内电动汽车优秀技术,防止产业发展在技术上受制于人。 3.培育国内消费市场,提高消费者成熟度。 促进电动汽车消费的关键是降低产品价格。从汽车市场看,我国已经是世界上汽车产业发展潜力最大的地区之一,目前北京、成都等5个城市的汽车保有量超过200万辆,巨大的消费潜力是我国电动汽车产业不断发展的基本保证。推广电动汽车需培育国内消费市场,电动汽车只有在消费者的广泛使用中才能不断得到改进,其社会效益也才能得到体现。 五、结语 纵观电动汽车行业的发展,电动汽车的发展已不单单是在汽车行业内部的经济发展,而是上升到了国家战略高度,它的发展也将带来一场低碳环保的技术革命和创新。所以我们应该合理应用各方面的推动力量,最大限度的发挥国家政策和市场的巨大推动力,不断的革新电动汽车技术,满足市场的新需求,优化产业的资源合理利用,促进电动汽车产业良性发展。 作者:干波单位:西南财经大学 电动汽车论文:电动汽车热泵空调管理论文 摘要: 介绍研制的电动汽车热泵空调系统及其配用的双工作腔滑片压缩机的性能,依据测试样式机的试验结果分析了转速对该空调系统制冷量、输入功率及COP等性能的影响。若轿车顶盖全部布满太阳电池,所产生的电能约为225W,可以使空调系统的制冷量增加8%左右,同时还能降低汽车空调冷负荷的峰值。 关键词:汽车空调;热泵;太阳能 0引言 现代流行的燃油汽车不仅消耗大量的石油资源,而且还严重污染大气环境,危害人类健康。据统计排放到大气的污染物中,汽车的废气(主要是氮氧化物、碳氧化物及碳氢化合物等)约占42%。鉴于此,许多国家政府通过立法逐步限制这种高污染产品。电动汽车具有无任何排泄物、不污染环境、低噪声及节省石油资源等特点,再次引起全世界的广泛关注。世界汽车工业发达国家都投入大量的人力、物力进行电动汽车开发和研制,取得了大量的成果,一批批先进的电动汽车不断面市,有的已形成商业化规模生产。与燃油汽车一样,电动汽车也要创造一个舒适的驾驶和乘座环境,即要配备相应的空调系统,提高其中舒适性和竞争力。在开发和研制电动汽车同时,也对配套的空调系统进行了开发与研制。热电空调系统因效率太低而无法被电动汽车所接受[1]。采用直流电动机驱动蒸汽压缩制冷系统的电动货车空调系统的试验结果表明,其性能与普通燃油汽车空调系统基本相当[2]。90年代初又对采用环保制冷剂的电动货车空调系统进行了试验研究[3]、[4]。 我国也制定了电动汽车的研究与开发计划,并正在逐步实施。本课题组对电动汽车配套的空调系统进行研制,开悄磁直流无刷电机直接驱动旋转压缩机的电动汽车热泵空调系统,本文介绍该系统及对其所进行的试验研究。 将太阳电池布满整个车顶可以起到两个作用;一是给电动汽车空调系统提供部分能量,使其取自车载蓄电装置的动力减少;二是可将电动汽车所需冷量的峰值减少40%[5],从而使空调系统取自蓄电装置的动力进一步减少。根据Sekurit公司太阳能盖板的产品介绍,20组100mm×100mm单晶硅电太阳电池在完全曝晒时可产生25W的电能,对于小型轿车有1.81m2(19.5ft2)车顶面积[6],这个空间安装的光电池在完全曝晒时能产生大约225W的电能。这种方案非常适合电动汽车使用,因为它在不加大车载蓄电装置容量的条件下,使电动车的有效行驶距离增加。本文也对太阳电池在电动汽车空调系统中的应用进行探讨。 1电动汽车热泵空调系统 电动汽车热泵空调系统的工作原理如图1所示,压缩机由直流无刷电机通过皮带驱动,空调系统的制热/制冷运行方式由四通换向阀转换,实线箭头表示制冷运行方式,这时向车室内吹冷气,使车内降温冷却;虚线箭头表示制热运行方式,这时向车内吹热风使车内升温加热或对挡风玻璃除雾/霜。通过感受车室温度,逆变器调制电动机电源的脉冲宽度来控制压缩机转速的大小,从而改变空调系统的冷(热)量大小,以满足各种环境条件下车室的舒适性及除雾/霜要求。从原理上讲,该系统与普通的热泵空调并无区别,但由于该空调系统是用于电动汽车这一特殊场合,该系统所用的主要部件都有其特殊性。为此,我们配套开发了双工作腔滑片压缩机,专门制作直流无刷电动机和逆变器控制系统。 1.压缩机2.驱动电机3.逆变器4.车室温度传感器 5.平行流换热器(车外单元)6.四通换向阀7.轴流风阀 8.膨胀阀9.平等流换热器(车内单元)10.离心风扇 11.制热工作方式12.制冷式方式 图1电动汽车热泵空调系统 Fig.1Heatpumpairconditioningsystemforelectricvehicle 专门研制的双工作腔滑片压缩机的结构原理如图2所示,圆形转子同心地安装在扁圆形气缸内,五个滑片置于转子上开设的槽中并能来回滑动,原动机驱动转子转动时,滑片靠离心力被甩出,紧贴在气缸内表面上,在气缸内腔分隔成若干个随转子转角变化其容积的小空间(称为基元),随着转子转动,基元容积的大小周期性变化,从而完成了气体的吸入、压缩、排出等工作过程。该压缩机具有以下特点: 1.气缸2.转子3.滑片4.吸气口5.排气阀 图2双工作腔滑片压缩机 Fig.2Schematicviewofvanecompressorwithdouble-actingchambers 1)结构简单,零部件少,加工与装配容易实现。 2)运转平稳。由于无偏心转动零部件,动力平衡性能好,尤其在高转速运动时振动和噪声很小。 3)起动冲击小。滑片在起动时逐步伸出,静摩擦转矩小,因而起动转矩缓慢上升,减少了起动冲击。 4)效率高。由于没有吸气阀,余隙容积小且余隙膨胀不直接影响吸气基元,因而使吸气损失减少,容积效率提高。 5)体积小,重量轻,便于狭窄空间安装,因而比较适合汽车空调使用。 6)压缩机每转完成两次吸、排气,输气量大且脉动性小。 表1列出了所研制双工作腔滑片压缩机的主要尺寸,图3为它与电装(Denso)公司容量相同的汽车空调用涡旋压缩机制COP[4]比较,从图中可以看出:转速低于2500r/min时,涡旋压缩机的COP低于双工作腔滑片压缩机,这主要是由于涡旋压缩机的内泄漏间隙比较长,低转速时其内泄漏量较大的缘故;转速高于2500r/min时,涡旋压缩机的COP则高于双工作腔滑片压缩机,但高出的幅度并不很大,这主要是因为双工作腔滑片压缩机随转速的升高摩擦功率增加比较快的缘故。考虑到其它因素:如加工简单、高转速下的振动和噪声很小、起动冲击小等,双工作腔滑片压缩机是适合电动汽车空调系统使用的压缩机。涡旋压缩机虽然也有优良的性能,但对加工和装配等的要求都比较高,国产设备还不能完全满足其技术要求。 2试验装置与测试条件 研制的电动汽车热泵空调样机在按照国际标准建造的全自动汽车空调系统试验装置上进行了测试,主测采用蒸发器侧进出口空气焓差法,辅测采用冷凝器侧液体制冷剂流量计法。测试时,主辅测制冷量偏差应小于5%,并以主测数据为准。试验方法及数据处理均依据中国汽车行业标准QC/T72.1-93《汽车空调制冷装置性能要求》和QC/T72.2-93《汽车空调制冷装置试验方法》,所有测试所用仪表均符合QC/T72.2-93的规定。 由于压缩机由直流电机直接驱动电机的转速就可连续改变压缩机的转速,厂商的测试工况,试验中压缩机转速分别1000、2000及3000r/min;工质采用条件为:蒸发器侧干球温度(27±0.5)(19.5±0.5)℃,冷凝器侧干球温度(35±0.5)℃。样机的试验结果整理成如图4~6所示的性能曲线,这些曲线未计入太阳电池所产生的能量。 图6示出了空调系统的COP随转速的变化,从图中可以看出;转速较低(<1500r/min时,COP随转速的增加有较快地增长,当转速增长到一定程度(>2000r/min)后,COP随转速增加而定不变,这说明低转速时,转速的增加可使压的密封效果得到很大改善,致使制冷量速度较快,高转速时,压缩机的内泄漏再增加转速已使密封效果改善不大,所以长速度趋于稳定,而压缩机制输入功却一直比较稳定速度的增长。 作者研制的电动汽车空调系统与目前正在使用的燃油汽车空调系统(用斜盘压缩机)的性能比较如图6所示。电动汽车空调系统的COP在转速较低时(<1500r/min)略低于燃油汽车空调系统,而在高转速时(>2000r/min)却明显于燃油汽车空调系统。这主要由于斜盘压缩机工作腔的密封性能较好且几乎不受转速的影响,而滑片压缩机的工作腔密封性能受转速的影响较大,转速升高可以明显改善其工作腔密封性能。压缩机由独立电机驱动后,其转速不再受汽车动力机的影响,可以恒定在较高的转速下运转。因此带双工作腔滑片压缩机的热泵空调系统的性能优于现有的燃油汽车空调系统,能够满足电动汽车空调的。 4太阳能的应用 将电动汽车整个车顶布满太阳电池,所产生的电能使电动汽车空调系统制冷量增加的情况见表电能使电动汽车空调系统制冷量增加的情况见表2。表2中制冷量增加量是用光电池产生的电能乘以各转速下空调系统COP所得的结果,相对增加量为制冷量增加量与不利用太阳能时空调系统制冷量的比值。从表中可以看出,利用太阳能可使空调系统制冷量增加200W以上,且转速较高时的增幅较大,这是由于空调系统低转速时的COP较低、高转速时势COP较高的缘故;制冷量的相对增加量为6%~27%,且COP越低(对应的转速也低),增加的效果越明显。电动汽车空调系统采用独立电动机驱动后,压缩机转速不再受怠速的影响,可以稳定COP较高的转速(约为2500r/min)下工作,这时,可以增加制冷量350W以上,相对增加量约为8%,大家知道,汽车在太阳下曝晒时空调系统的冷负荷最大,当车顶布满光电池后,这时不仅能最大限度地产生电能,而且可以有效地阻止太阳辐射热通过车顶进入车室内,使保持车室舒适所需的冷量大幅度降低,从而使空调系统消耗蓄电装置的电能降低。总之,利用太阳能可以有效地减少空调系统取自车载蓄电装置的动力,增加电动汽车的有效行驶距离。 5发展展望 车载蓄电池提供的直流电是电动汽车唯一的动力源且很有限,辅助设备消耗的电力减少了电动汽车的行驶蹁,开发高效的电动汽车空调系统乃是电动汽车在商业上能够被接受的关键一步。压缩机和电动机做成共用主轴的封闭结构后不仅能大幅度提高效率,而且还可以杜绝制冷剂的泄漏、安装更加灵活;直流电驱动又使压缩机采用封闭结构成为可能,因此,高效节能将决定电动汽车空调未来的发展,采用封闭压缩机是未来电动汽车空调不可逆转的趋势。我国目前作为汽车空调的制冷工质,发达国家已于1996年1月1日全部采用对臭氧层安全的R-134a,但R-134a的温室效应系数较大,在不久的将来还可能会被更符合环保要求的制冷工质所取代,不管制冷工质如何变化,电动汽车空调必须符合环保要求的这一发展趋势将不会改变。采用人工智能技术开发先进的传感-控制系统,使创造的车室环境更加符合人体皮肤的感觉,进一步提高舒适性,也是电动汽车空调未来的发展方向。随着太阳电池效率提高和成本降低,其在电动汽车空调系统中的应用会成为可能,并且会逐步得到普及。 6结论 从以上分析可以看出,作者面向电动汽车开发的热泵空调系统具有良好的性能,适合电动汽车使用。分析样机试验结果得出以下结论: 1)空调系统的制冷量/制热量、输入功率随转速增加基本呈线性增长关系;空调系统的COP在转速较低时随转速增加有较快的增长,而在转速较高时,则受转速的影响较小。 2)所开发的双工作腔滑片压缩机,低转速时的COP高于容量相同的涡旋压缩机,而高转速时的COP低于涡旋压缩机,但所低出的幅度并不很大。综合考虑性能、加工及安装等因素,双工作腔滑片压缩机是比较适合电动汽车空调系统使用的压缩机。 3)与目前使用的燃油汽车空调系统相比,电动汽车空调系统的低速性能略差,但它却具有较好的高速性能。 4)若轿车顶盖全部布满太阳电池,所产生的电能约为225W,可以使空调系统的制冷量增加8%左右,同时还能降低汽车空调冷负荷的峰值。 致谢:广东省电动汽车实验专门为本项目研制驱动电机,并指导电控系统的设计;试验得到广州豪华汽车空调器有限公司质检科的支持和配合,在此一并致谢。 电动汽车论文:电动汽车制动能量管理论文 摘要:电动汽车的驱动电机运行在再生发电状态时,既可以提供制动力,又可以给电池充电回收车体动能,从而延长电动车续驶里程。对制动模式进行了分类,并详细探讨了中轻度刹车时制动能量回收的机制和影响因素。提出了制动能量回收的最优控制策略,给出了仿真模型及结果,最后基于仿真模型及XL型纯电动车对控制算法的效果进行了评价。 关键词:制动能量回收电动汽车镍氢电池Simulink模型 电动汽车(EV)的研究是在环境保护问题及能源问题日益受到关注的情况下兴起的。在EV性能提高并逐步迈向产业化的过程中,提高能量的储备与利用率是迫切需要解决的两个问题。尽管蓄电池技术有了长足进步,但由于受安全性、经济性等因素的制约,近期不会有大的突破。因此如何提高EV能量利用率是一个非常关键的问题。 制动能量回收问题对于提高EV的能量利用率具有重要意义。电动汽车采用电制动时,驱动电机运行在发电状态,将汽车的部分动能回馈给蓄电池以对其充电,对延长电动汽车的行驶距离是至关重要的。国外有关研究表明,在存在较频繁的制动与起动的城市工况运行条件下,有效地回收制动能量,可使电动汽车的行驶距离延长百分之十到百分之三十。 目前国内关于制动能量回收的研究还处在初级阶段。制动能量回收要综合考虑汽车动力学特性、电机发电特性、电池安全保证与充电特性等多方面的问题。研制一种既具有实际效用、又符合司机操作习惯的系统是有一定难度的。本文对上述问题作了一些积极的探索,并得出了一些有益的结论。 1制动模式 电动汽车制动可分为以下三种模式,对不同情况应采用不同的控制策略。 1.1急刹车 急刹车对应于制动加速度大于2m/s2的过程。出于安全性方面的考虑,急刹车应以机械为主,电刹车同时作用。在急刹车时,可根据初始速度的不同,由车上ABS控制提供相应的机械制动力。 1.2中轻度刹车 中轻度刹车对应于汽车在正常工况下的制动过程,可分为减速过程与停止过程。电刹车负责减速过程,停止过程由机械刹车完成。两种刹车的切换点由电机发电特性确定。 1.3汽车长下坡时的刹车 汽车长下坡一般发生在盘山公路下缓坡时。在制动力要求不大时,可完全由电刹车提供。其充电特点表现为回馈电流较小但充电时间较长。限制因素主要为电池的最大可充电时间。 由于电动汽车主要工作在城市工况下,所以本文将研究重点放在中轻度电刹车上。 2制动能量回收的约束条件 实用的能量回收系统应满足以下要求: (1)满足刹车的安全要求,符合驾驶员的刹车习惯。 刹车过程中,对安全的要求是第一位的。需要找到电刹车和机械刹车的最佳覆盖区间,在确保安全的前提下,尽可能多地回收能量。具有能量回收系统的电动汽车的刹车过程应尽可能地与传统的刹车过程近似,这将保证在实际应用中,系统有吸引力,可以为大众所接受。 (2)考虑驱动电机的发电工作特性和输出能力。 电动汽车中常用的是永磁直流电机或感应异步电机,应针对不同的电机的发电效率特性,采取相应的控制手段。 (3)确保电池组在充电过程中的安全,防止过充。 电动汽车中常用的电池为镍氢电池、锂电池和铅酸电池。充电时,避免因充电电流过大或充电时间过长而损害电池。 由以上分析可得能量回收的约束条件: (1)根据电池放电深度的不同,电池可接受的最大充电电流。 (2)电池可接受的最大充电时间。 (3)能量回收停止时电机的转速及与此相对应的充电电流值。 本项目原型车为XL型纯电动车,驱动采用异步交流电机,额定功率为20kW,峰值功率为60kW,额定转矩为53Nm,峰值转矩为290Nm,持续输出三倍额定转矩时间不小于30s,额定转速为3600r/min,最高转速为9000r/min。蓄电池采用24节100Ah镍氢电池,其瞬时充电电流可达1.5C(C为电池放电倍率),即150A。在充电电流为0.5C时,可持续安全充电。实验表明,在电机转速为500r/min时,充电电流小于6A。可设此点为电刹车与机械刹车的切换点。 3制动能量回收控制算法 3.1制动过程分析 经推导可得,一次刹车回收能量E=K1K2K3(ΔW-FfS)。 特定刹车过程中,车体动能衰减ΔW为定值。特定车型的机械传动效率K1和滚动摩擦力Ff基本上是固定的。对蓄电池来说,制动能量回收对应于短时间(不超过20s)、大电流(可达100A)充电,因此能量回收约束条件(2)可忽略,充电效率K3也可认为恒定。对于电机来说,在制动过程中,其发电效率K2随转速和转矩的变化而变化。制动距离S取决于制动力的大小和制动时间的长短。 由以上分析可知,如果电池状态(包括放电深度、初始充电电流强度)允许,回收能量只与发电机发电效率和刹车距离有关。在满足制动时间要求的前提下,通过调节电机制动转矩可以控制电机转速。 3.2控制算法 控制策略可描述为:在满足刹车要求的情况下(由中轻度刹车档位决定),根据能量回收约束条件(1)和(3)的不同值,确定最优制动力,使回收的能量达到最大,即电流对时间的积分达到最大。为了与平常的刹车习惯相符合,令制动力随刹车时间呈线性增长,即Fj=Fo+Kt。问题转换为寻找最优的制动力初值Fo和制动力增长系数K。 我国常用的轿车循环25工况规定,汽车最高速度不超过60km/h,加速度变化范围为-1.5m/s2~1.5m/s2。为了体现城市工况下汽车制动的典型性,同时保证安全性和平稳性,考察如下制动过程:电制动初始速度为60km/h(对应电机转速为4500r/min),电制动结束速度为5.4km/h(对应电机转速为500r/min),要求加速度的绝对值小于2m/s2,速度曲线尽量平滑。中度档位刹车时规定制动时间为8s~12s,轻度档位刹车时规定制动时间为12s~18s。下面只讨论中度档位刹车情况,轻度档位刹车情况与之类似。 镍氢电池(100Ah)在常温以0.5C放电时,电池单体电压变化范围为12~15V,但电池主要工作于平台段,即12.2~13V。为讨论问题方便,认为电池单体端电压为12.5V,总电压等于300V。据此假设,计算所得的充电电流误差不超过6%。 电机在不同的转速与转矩运行时,实测的效率曲线类似指数函数。为了处理方便,可将效率曲线分三段线性拟合成如下函数(拟合误差不超过5%,其中n为电机瞬时转速): 与此相对应,可将制动过程分成三个阶段: 第一阶段:电机转速变化范围为4500r/min~3600r/min,电机发电效率为0.9,要求制动时间t1≤3s。 取制动转矩为60Nm,即F0=1860N,K=20,可得t1=2.62s,平均加速度约为-1.29m/s2。计算可知,充电电流I单调减小,IMax=It=0=75.75A。 第二阶段:电机转速变化范围为3600r/min~1500r/min,电机的发电效率变化范围为0.9~0.82,要求制动时间t2≤5s。 此时问题归结为在约束条件下的最优控制问题。经仿真计算可知,回收能量值随F0、K的增加而单调增加,并且主要由F0决定。当F0较小时,K的变化对制动时间的影响较大。由于电机可运行在三倍过载(140Nm)的情况下,可得最大制动力为4300N。当F0=4300N、K=30时,回收能量取最大值,为274.3(单位:安秒/As),平均加速度为-2.83m/s2。为了满足刹车平稳性的要求,取F0=2300N、K=50。制动时间为4.71s,此时回收能量为262.8As,较最大值减少4.2%,而平均加速度为-1.68m/s2,仅为最大值的59.3%。此阶段充电电流最大值为76.9A。为了准确描述能量回收的效果;引入了一个新的单位“安秒/As”(即时间以秒为单位对电流的积分)来衡量能量的大小。 第三阶段:电机转速变化范围为1500r/min~500r/min,电机的发电效率变化范围为0.82~0.6,要求制动时间t3≤2s。 仿照第二阶段的分析方法可得,取F0=3000N、K=30时,制动时间为1.88s,回收能量为42.1As,平均加速度为-2.01m/s2。此时回收能量较最大值减少2.3%,而平均加速度为最大值的74.1%,此阶段充电电流最大值为35.9A。 4仿真模型及结果 根据汽车动力学理论并结合其它相关方程可得仿真模型: 驱动力合力:Ft=Ff+Fj+Fi+Fw 其中,Ft为作用于车轮上的驱动力合力,Ff为滚动摩擦力,Fj为加速阻力,Fi为坡度阻力,Fw为空气阻力。在城市工况下,Fi和Fw可忽略。 其中,车体质量为M,瞬时车速为V,制动初始车速为V0,电制动结束时车速为V1,充电电流为I,电池端电压为U。其它符号含义与前相同。 在Simulink环境下建立仿真模型,可得电机转速曲线如图1所示,充电电流曲线如图2所示,回收能量曲线如图3所示。 5制动能量回收控制算法功效的评价 以初始速度为60km/h的电制动典型过程为例,经仿真计算可得,回收能量占车体总动能的65.4%,其余的34.6%为机械刹车和电刹车过程中的损耗。以我国轿车25循环工况为例,考虑到摩擦阻力及各部分效率的问题,回收能量占总耗能的23.3%。 实验证明,本文提出的制动能量回收控制策略是简洁有效的。在典型城市工况下,配备能量回收系统的XL型纯电动轿车运行可靠,可以延长续驶里程10%以上。 6其它相关问题的讨论 锂电池由于比能量高,也是EV常用的动力源。实验证明国内研制的锂电池瞬时(20s)充电电流上限可达1C,对常用的80Ah锂电池而言,其最大充电电流为80A左右。但是出于安全方面的考虑,如果把制动能量回收系统用于锂电池系统,需要严格的限流措施或将电刹车与机械刹车同时作用。 制动能量回收的另一种情况是汽车下长缓坡。我国规定城市道路坡度不超过8%,在此条件下,如果EV下坡速度为30km/h(n=2200r/min,效率=0.847),则制动充电电流为37.6A,对镍氢电池来说不到0.4C,可以安全地持续充电。 尽管本课题针对纯电动车,但由于混合动力车与纯电动车的能量回收规律相似,因此以上讨论同样适用于各种混合动力车,主要区别在于电池放电倍率大小不同。 电动汽车论文:电动汽车应用管理论文 这种电力电子系统的两个特征是压接技术和机械高度集成化,这两者都是混合多动力电动汽车的里程碑技术。 2004年5月25日,纽论堡--来自于赛米控为混合动力和电动汽车开发的优化模块SKAITM,由于其特殊的压接技术以及机械集成度,满足了汽车工业的高可靠性需求。就产品性能而言,和以前开发的产品相比SKAI™模块取得了长足的进步。 SKAI™是一个三相逆变模块,用于将直流电源(来自于燃料电池)转变成交流电源(供给电机)并可附带能量回馈电路。该系统含集成的DSP控制器,驱动和保护电路,直流稳压电容,半导体,绝缘体,传感器,液体冷却回路以及和汽车通信的CAN总线接口。 该功率电子模块包含两种拓扑结构。其一IGBT模块设计有600V/1200V,500A/400A规格的输出能力,适合50~200KW功率的电机,而第二种拓扑MOSFET模块设计有75V/100V/150V,700A/600A/500A规格的输出能力,适合3~20KW功率的电机。 SKAI™是赛米控在其以往主要用于汽车领域的专利压接技术--SKiiP 技术的基础上发展起来的。事实上,得益于其SKiiP 技术,赛米控享誉电池汽车的功率电子系统专业供应商的殊荣已有十余年的历史,特别是在叉车领域中。这种用于所有电气接触和热接触上的压接技术,能延长产品寿命并提高温度循环能力。与焊接不同,压接技术对冲击、震动以及高环境温度不敏感,并能确保热直接扩散到散热器。“正是这种压接技术帮助我们在汽车工业立稳了脚跟”,赛米控国际营销/市场总监PeterFrey先生说道,“它为高要求,低成本,安全第一的汽车工业提供了服务保障”。 SKiiP 技术早已使用在很多电动汽车上,如OpelZafira,BMWE1,FordThink(其前身为Pivco),FiatSeicentoElettra,DaimlerChryslerA-Class,AudiDuo,混合动力公交工程,VWPowerGolf,ChryslerEpic。除了混合动力汽车和燃料电池汽车外,SKiiP 技术在叉车、平板传输带,社区汽车以及拖拉机上都得到广泛应用。 就赛米控产品策略的背景,PeterFrey先生表示:“对我们而言,如今内燃机最具潜能的替代品就是混合动力电动汽车和氢燃料电池汽车。这种想法事实上在19世纪就业已存在,出而非新近才出现。“燃料电池电动引擎不产生有害的排放物,噪音低,能量利用效率高。如此多的优点使得我们在该领域进行研究和开发的时候始终保持着昂扬的激情。” 电动汽车论文:电动汽车锰酸锂电池寿命的研究 本文作者:曹建华 高大威 宣智渊 魏解元 单位: 清华大学汽车工程系 前言 作为混合动力车辆的车载能源,锂离子电池的性能是车辆重要的参数之一。混合动力城市客车对于电池的要求很高,因其起停和加减速工况占总工况的很大一部分,电池工作电流区间跨度大,且电流变化率也非常大,这无疑会缩短电池寿命;而混合动力城市客车行驶特性则要求电池具有良好的寿命,以保证其经济效益。所以,对于车用电池使用寿命的研究很有现实意义。国内外学者对于混合动力车用电池寿命的研究主要在两个方面:一是锂离子电池循环寿命测试,包括分析影响电池寿命的因素等[1-4];二是电池寿命预测模型的建立[5-6]。研究结果显示,锂离子电池在55℃的环境下存储之后容量衰减加剧,表明高温下的工况测试对电池寿命的影响更大[7]。目前对锂离子电池的研究更多的是围绕单体电池进行的,而对单体电池成组之后的寿命研究较少。但电池成组对电池寿命有一定的影响,比如本来能够充满的单体电池成组后只能充入单体电池容量的95%[8]。本文中根据北京市混合动力城市客车的实际运行数据提取出一个电池充放电循环,作为电池使用寿命试验研究的工况,然后进行电池循环寿命试验,评估了锰酸锂电池的寿命;分析了影响电池使用寿命的因素,提出了合理的电池运行工况。通过电池寿命强化试验,可得到不同应力水平下电池寿命衰减的关系,给出了在大的应力水平下进行电池寿命试验和缩短试验时间的方法。 1车用锰酸锂电池寿命试验的介绍 1.1电池寿命试验研究平台电池使用寿命试验研究平台包括电池试验台、主控计算机系统和动力电池等,如图1所示。研究对象为某型号车用锰酸锂电池组,其主要参数见表1。电池组中各单体电池排列顺序见图2。电池试验台是美国Arbin公司生产的专业电池测试仪器,该仪器可对电池以恒流、恒压或者恒功率等手段充放电,并可进行工况测试。电池运行时的各种数据由电池管理系统采集,通过CAN总线和主控计算机实现通信,以监控试验状况,并记录数据。 1.2电池寿命的试验方法 1.2.1电池充放电工况循环的制定试验用的同型号电池搭载在混合动力客车上,在北京的某线路上进行了4000km的测试。分析试验过程数据可知,电池在运行过程中重要的3个参数:电压和SOC变化不大;电流的变化非常剧烈。最大充电电流达到120A,最大放电电流达到150A。所以,车辆对于电池系统的实际功率需求是随电流变化而变化的,在制定电池充放电工况循环时,可默认电压被限制在某一个固定值附近,而电流值的改变则对应了电池功率的改变。工况的时长是5min,如图3所示。工况提取的操作如下。(1)将充电电流从0到最大值等分成10个区间,统计落在各个区间的电流平均值和电流持续时间占总时间的比例。(2)将放电电流从0到最大值等分成10个区间,统计落在各个区间的电流平均值和电流持续时间占总时间的比例。(3)统计电流为0的持续时间占总时间的比例。(4)工况各脉冲电流值即是步骤(1)和(2)中的平均值,电流持续时间比例保持不变。(5)采用充电、静止和放电循环的步骤构成脉冲序列,充放电电流依次增大。由于工况参数都是混合动力客车运行时实测数据的平均值,该工况循环在很大程度上能模拟真实道路上电池的工作情况。 1.2.2试验方法工况循环试验共进行了5000个循环的测试,每个循环时长5min。每1000个循环之后进行1次电池全容量充放电,测量电池的容量。测量电池容量时参照汽车行业标准《电动汽车用锂离子蓄电池(QC/T743—2006)》,测定电池容量的流程见图4(电压判断标准是平均单体电池电压达到极值,I3=5.33A)。 2锂离子电池寿命的初步评估 一般认为当电池容量衰减至额定容量的80%以下时[1],电池不再适合动力系统或整车的需要,试验参考QC/T743—2006国家标准,也以电池容量衰减为额定容量的80%作为电池寿命终结的标志。电池寿命一般都是通过强化试验来缩短试验时间,但是强化试验须知道各种应力水平下的电池寿命试验结果的关系,这非常复杂。而如果给电池施加的电流应力水平是其工作时的水平,试验将会持续非常长的时间,同样不可取。在本文中,电池寿命试验采取了试验加模拟的方法,通过部分试验得到电池容量的衰减情况,模拟出电池容量衰减曲线,从而计算出电池的寿命值。电池每1000个循环后的容量测量结果见表2。从表2中第3栏的数据可见,与前面的4个1000循环相比,第5个1000循环的电池容量衰减率明显增加,显示出一定异常。在监测电池单体电压的过程中发现,4000个循环之后,电池组中24号单体电池出现电压明显下降的问题,并且随着试验的进行,它与其他电池的电压差距越来越大,因而断定是由于24号单体电池过度亏电导致电池组衰减速率加快。图5为5000个循环之后全容量放电时,24号单体电池与其他单体的电压曲线对比。为消除因24号单体电池原因造成电池组容量衰减速率的加快,在进行数值拟合时,舍去了5000循环后的数据,分别进行1阶以及2阶的拟合,并将其外推,来预测电池寿命,结果如图6所示。电池失效时的容量为标称容量的80%,即12.8A•h,按1阶拟合结果,电池可以使用21450个循环,折合时间为1787.5h。以混合动力客车实车数据统计得到的客车平均速度为18km/h计算,在电池失效前,车辆可行驶3.22万km;按2阶拟合结果,电池可使用15410个循环,折合1284.2h,行驶里程为2.31万km。对比这两种拟合方式,2阶拟合结果更接近随着电池使用时间延长容量衰减率加快的实际情况。 3温度和单体电池的一致性对电池寿命的影响 3.1温度对电池寿命的影响电池在工作时会伴随着电极和电解液的分解,锂离子也会在电极上沉积形成氧化物,这些反应导致了电池容量的减小。而温度和反应速率存在如下关系[9]。式中:K为电极衰减反应速率,mol/s;Ea为反应的活化能,kJ/mol;R为气体常数,R=8.31451J/kmol;T为温度,K;B为频率因子,A/(mol•s)。可见温度对于电池寿命有很重要的影响,表3为单体电池最高温度和容量衰减率之间的关系。从表3可知,在试验的不同阶段,控制试验中的单体电池最高温度略有差别,则电池的容量衰减率也不一样。随着单体最高温度的升高。容量衰减率也呈上升趋势。 3.2单体电池一致性对电池寿命的影响由于生产流程和工艺等方面的原因,单体电池间容量等参数会出现细微的差别,但使用环境会加大这种不一致性。因电池风道设计的缺陷,电池中的某些单体电池始终要比其他单体电池的温度高很多。这种温度的不一致性主要通过内阻的不一致来影响电池寿命。因为不同的单体电池温度会导致其内阻不一样,这样单体电池的电压也就不同。在整个试验过程(包括工况循环试验及下文所述的强化试验和容量补充试验)中,总共进行了17次充放电,按照时间先后顺序标示为试验1~17号。对电池进行容量测试时的起始放电和起始充电电压数据进行分析,发现它们随着试验的进行呈现出一定的规律,如图7和图8所示。从图7和图8可见,随着试验的进行,电池的起始充电电压越来越大,起始放电电压越来越小,说明每次电池在全容量充放电的过程中,充入的电量变少,且放出的电量更少,即电池的容量在逐渐减小。分析试验中电池充放电电压范围变小的原因可知,在充电过程中,某些单体电池的电压高于其他单体电池,当其电压达到4.2V时,很多单体电池的电压仍未达到4.2V,这导致后续放电电压降低;在放电过程中,某些单体电池的电压远低于其他单体电池,当其电压降至3.0V时,仍有很多单体电池的电压大于3.0V,这导致后续充电电压升高。随着试验的进行,单体电池的电压差距在增大,充放电电压范围就逐渐减小了。所以在电池工作时要保证每个单体电池不过充过放,每个单体最大电压不超过4.2V,最小电压不小于3.0V。单体电池的电压不一致还会造成充放电过程中的部分单体电池过充和过放,损坏单体电池。在试验中,24号单体电池由于过度放电导致其电压降低,进而影响了整个电池组的寿命。 4电池寿命强化试验 4.1电池寿命强化试验方法电池的强化试验就是对电池采用一些比较苛刻的试验条件,比如大电流、宽SOC范围充放电和电池处在较高的温度下等。这些极端的情况,会导致电池容量衰减加速,从而缩短电池寿命试验的时间。通常情况下,还须寻找这些极端情况试验和普通工况试验之间的关系,及二者对于电池影响之间的换算系数,从而可由强化试验的结果推导出电池在一般工况试验下的结果。把各种参数简化为对电池的作用应力值,电池强化试验的基本思路就是利用高应力水平下的寿命特征去推导出正常应力水平下的寿命特征,所以应先研究应力值和容量衰减率之间的关系。此次试验选取了电池充放电电流和电池SOC范围两个应力条件。首先,分别统计了实车试验数据中充电和放电电流的平均值,充电电流为40.71A,放电电流为35.43A。为考查两个因素对电池寿命的影响,采用控制变量法进行试验。选定两种不同电流应力水平,第一种是以80A电流充电,70A电流放电;第二种是以120A电流充电,105A电流放电。考虑到SOC在试验仪器中不可控制,以电压范围代替SOC范围,第一种是从320~400V;第二种是从340~380V。用控制变量法一共要进行4组试验,见表4。试验时每一应力水平下,进行多次充放电循环,之后进行一次全容量放电,测定该时刻的电池放电容量,计算这一循环过程的容量衰减率。为提高试验精度,采用了多次测量取平均值的方法。 4.2试验的结果分析将电池容量衰减情况列于表5中。可求得不同组别的容量衰减率:第1组为2.52×10-2A•h/h;第2组为0.108A•h/h;第3组为2.06×10-2A•h/h;第4组为0.114A•h/h。强化试验之前的工况循环试验按其平均容量衰减率为0.16A•h/103cycle计算,每个循环时间为5min,容量衰减速率换算为1.92×10-3A•h/h。分析试验结果,可得到的规律如下。(1)对于同样的电压变化范围,大电流强度容量衰减率远大于小电流强度。(2)对于同样的电流强度,不同电压范围应该是电压范围越大,容量衰减率越大。但是试验结果没有看出明显的规律。工况循环的电压变化范围一般在350~390V,从之前得到的数据来看,电压范围变化对容量衰减率变化的影响远不及电流强度变化的影响,因此本文中只考虑电流强度的影响。如果分别设工况循环电流强度和容量衰减率为x和y,则第1、3组强化试验电流强度应力水平为2x,第2、4组强化试验电流强度应力水平为3x;第1、3组强化试验容量衰减率为11.93y;第2、4组强化试验容量衰减率为57.81y。令P为强化试验电池电流强度和工况循环电流强度之比,C为强化试验电池容量衰减率和工况循环下电池容量衰减率之比。在P=1时,lnC=0的约束条件下进行2阶拟合,得到图9的曲线。拟合方程式为lnC=-0.4505P2+3.8305P-3.38(2)这样若得知电流强度为I2的强化试验条件下的容量衰减率为ΔC2时,则可按下式求得电流强度为I1的正常工况循环下的容量衰减率ΔC1。ln(ΔC2/ΔC1)=-0.4505(I2/I1)2+3.8308(I2/I1)-3.38(3)温度对于容量衰减的影响是不能忽略的,但是由于缺少相关的试验设备,温度部分的工作暂时未能进行,因此上述有关强化试验的结论有待今后进一步完善。 5结论 (1)所采用的工况循环测试方法能更真实地体现电池的实际工作状况,试验测得的电池循环寿命更加接近电池在实车环境中的寿命。(2)温度升高虽然会使容量有所上升,但是容量衰减率大大增加,导致了电池寿命的缩短。(3)单体电池不一致性导致容量测试时,起始充电电压增大,起始放电电压减小,从而导致电池能够释放的电量减少,使电池寿命缩短。(4)电池强化试验表明,电流强度是影响电池寿命的主要因素,由大的电流强度下的试验结果可推导出小的电流强度下的试验结果,为缩短电池寿命试验时间提供了依据。 电动汽车论文:新能源电动汽车电池技术探讨 摘要:电动汽车是最具发展潜力的新能源汽车,以电力为驱动,有着噪声低、低排放、效率高等特点,应用前景广阔。本文围绕新能源电动汽车对其电池技术进行了讨论。 关键词:电动汽车;比能量;可靠性;锂离子电池 0引言 由于传统内燃机汽车所造成的环境和能源问题愈加突出,汽车行业发展受阻。目前我国科研机构和汽车制造企业都加大了对新能源电动汽车的研发力度,以期解决现存电动汽车电池技术难题。 1新能源电动车电池技术 根据能源供给类型的不同,电动汽车可分为纯电动车、混合电动车和燃料电池电动车,且这三种电动车电池技术均面临着技术难题,较难量产推广。电池技术是影响新能源电动车推广和广泛应用的重要因素,所以迫切需要解决电池的容量和能源补充问题。 2新能源电动车电池技术对比 (1)铅酸蓄电池。铅酸蓄电池是由浸入稀硫酸电解液的正极板(PbO2)和负极板(Pb)组成。充放电反应方程式:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。该种电池的性能指标中的比能量和比功率均较低,电池的循环使用寿命也较短,充电所需时间较长,这些特点致使其在电动车领域的推广受到很大制约。同时,该种电池技术较为成熟,可以大批量生产,其造价也低,所以这种电池也具有一定的应用空间,目前是被用于行驶里程短,重点要求较低的场合,例如目前已投入使用的电动观光车、电动叉车、短途电动公交车等。 (2)镍氢电池(NiMH)。由镉镍电池发展而来的镍氢电池是由电解液(KOH)、碱式氧化镍(NiOOH)组成的正极和吸氢合金(MH)组成的负极构成。充放电反应方程:NiOOH+MH⇋M+Ni(OH)2。镍氢电池充电时间短、容量大、放电深度大,更有着耐过充和过度放电等优点,但是由于金属镍价格较昂贵对其在在电动车领域的推广和应用。镍氢电池与锂离子电池相比,能量密度较弱但可靠性高、成本低。在不久的将来镍氢电池会成为混合动力电动车的主流电池。 (3)燃料电池(FuelCell,FC)。燃料电池由正极、负极(不包含活性物质)和电解质隔膜组成。目前研究以氢燃料电池为主,充放电反应方程:2H2+O22H2O。作为被汽车制造商重点投资的燃料电池,仅须补充燃料与空气即可,并不需要充电储能的过程。氢燃料电池不仅供电效率高、功率密度高,也有着无污染和可循环利用的优点。但是其造价太高、启动时间过长,制造和存储代价高且氢燃料电池加氢站的建设有着很大的难度。就目前来说,燃料电池电动车只是处于研发阶段,尚存在较多技术难题,在短期内很难进行大规模的推广。基于燃料电池绿色环保的作用,燃料电池未来肯定会成为解决能源危机的动力电池,有着较为广泛的前景。 (4)锂离子电池。锂离子电池主要包括正极(锂离子金属氧化物LiMO2构成)、负极(焦炭或石墨C构成)和有机溶液(溶有锂盐)。充放电反应方程:LiMO2+nC⇋Li1-xMO2+LixCn。锂离子电池的性能要优于前两种电池性能,有着体积小、寿命长和自放率低的优点,锂离子电池并不存在传统蓄电池出现的“记忆效应”,该电池无污染,所以该种电池一直被看好,是最具有实用价值的电动车电池。但锂离子电池在快速放电性能、价格、过放电保护方面有着不足之处。而大容量、高功率的锂离子电池在安全方面有着一定能够隐患,使其大规模推广受到限制,现在主要被用于容量较小、功率较低的电动汽车的应用中。目前各国汽车生产商都在重点研究锂离子电池技术,主要围绕如何降低电池成本,实现快速便捷放电,确保大容量的电池安全性为研究重点。 3锂离子电池技术 (1)锂离子电池材料技术。该种电池正负极材料体系很丰富。用于动力电池的NCM三元层状正极材料,其中LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的应用比较成熟,而拥有较高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2已被批量应用。近几年铝掺杂的锂镍钴氧电池将被用于驱动电动汽车,与锰酸锂混合也可用于制造车用动力电池。磷酸铁锂电池生产已满足客车和专用车辆的应用。用于负极的材料石墨、硬/软碳和合金负极材料,其中石墨应用最为广泛,无定形硬碳或软碳与石墨混合已经逐渐被应用。钛酸锂负极材料倍率性和循环性佳,但比能量低、成本高,适用于大电流充电。将纳米硅或硅氧化物作为负极材料已有小批量应用,但还需研究出解决因锂嵌入硅后造成的体积膨胀导致使电池循环寿命减少问题的方法。锂离子电池电解液中六氟磷酸锂及其它新型锂盐、溶剂提纯、电解液配制、功能添加剂技术不断进步,而如何提高电池工作电压,如何改善电池高低温性能是现在研究方向,目前安全型离子液体电解液以及固体电解质均在研制中。聚烯烃微孔膜是现如今锂离子电池隔膜销售中的主要产品,而耐高温、高电压隔膜将会是未来的主要发展方向。 (2)单体电池技术。单体电池形状主要有圆柱、方形金属壳(铝/钢)和方形软包散装,而车用电池组容量大、电池数量多、管理系统复杂。目前圆柱电池技术并不能满足车用电池需求;方形电池电芯制作方式较多(正极包膜叠片、卷绕+叠片、叠片+卷绕等),制作出的电池容量大,适用于软极片电池(磷酸铁锂和三元材料的电池)。叠片式电池在各材料体系中均适用,可靠性高,与卷饶电池相比寿命较长,例如日产Leaf纯电动汽车、Volt插电式混合动力汽车电池均采用叠片式。软包电池电芯的制作则与方形金属壳电池类似。总体来看,我国单体电池生产正在由半自动向着全自动大规模制造迈进。 (3)电池系统技术。我国动力电池系统产品存在功能简单、数据采集可靠性较弱,SOE估算精度、热管理、均衡、安全管理等有待提升,而优秀元器件则差距大。电池系统应从结构设计优化与材料选型两个方面入手结构抗振、抗冲击以及轻量化集成优化设计进行研究,并从故障诊断预测、热安全监测预警和防控三个方面进行关键技术的开展。 4结语 综上所述,对于新能源电动汽车来说镍氢电池性能要优于铅酸蓄电池,燃料电池和锂离子电池比与镍氢电池相比性能性能更佳,但都有着各自难以突破的技术难题。基于锂离子电池各项性能和目前技术研究程度,不久的将来锂离子电池会被广泛应用于纯电动汽车。 作者:姬超 单位:山东中实易通集团有限公司 电动汽车论文:纯电动汽车的故障诊断思路探究 摘要:随着国家经济水平与科技水平的不断提升,纯电动汽车技术正在不断成熟和发展,逐渐步入产业化进程。目前汽车故障诊断技术探索大多数是针对传统发动机汽车而进行的,对于纯电动汽车的故障诊断研究少之又少。我国与国际上汽车故障诊断水平先进的国家来说,仍处在起步阶段,因此对于纯电动汽车的故障诊断发展需要不懈的努力。对纯电动汽车的常见故障进行了阐述,并探索了故障诊断思路。 关键词:纯电动汽车;故障诊断;思路 纯电动汽车指的是整体运动全部通过蓄电池来提供电力驱动的电动汽车,尽管纯电动汽车已经经历了一百多年的历史,然而其一直限制在某些特殊环境下使用,面对的市场有限。造成这种情况的关键原因在于各种类型的蓄电池,大都存在成本高、工作期限低、外观较大、质量高、充电时间较长等明显缺陷。除此之外,纯电动汽车的故障诊断技术尚不发达,不仅仅是查找问题存在困难性,而且在处理故障的时候比之传统动力汽车更为复杂和危险。国内的纯电动驱动系统开发刚刚起步,出现故障的概率相当大,安全性能需要着重提升。同时,既有的汽车以及电机系统的故障诊断技术和智能检测技术大多数难以直接用在电驱动系统中,而且部分电驱动系统特有的问题同样缺少对应的诊断措施,所以非常有必要对纯电动汽车的故障诊断思路进行探索。 1纯电动汽车系统构造分析 由于生态与环境的压力和政府的大力支持,使得纯电动汽车正在渐渐走入大众的视野中并接受人们的考验。为了确保高压电安全,需要严格按照有关标准进行设计。电动汽车整车控制系统可以称作是汽车的指挥中心,通过它来统筹协调汽车每个部位运行,是整车控制系统的中心枢纽。随时能够正确诊断每个系统出现的故障且做出科学的解决方案,是确保汽车稳定运行的重要技术。纯电动汽车是通过组合多个子系统而形成的一个复杂系统,不但有低压电气组织,而且还有强电压、高电流的高压动力组织,其中任意一个部件故障都将导致整车不能稳定行驶,特别是对于电压高达上百伏的供电系统,假如产生漏电问题,将很可能给驾驶人员的生命带来威胁。本文设计了某纯电动汽车动力系统结构和控制机制,其中发动机、电池等各个零构件都配有相对独立的控制系统,并且利用控制器局域网络把数据传送给整车控制设备,同时利用控制器局域网络接收整车控制系统的控制命令,整车控制系统所采集到的零构件数据和采集的油门踏板数据、档位数据等乘坐人员数据,由此获得控制对象的信息,此外还可以利用控制器局域网络总线发送和直接操作继电系统,以此来保证汽车安全、稳定地依据乘坐人员需要工作。在进行控制的环节里,及时地判断各个系统故障且在出现问题时选择合适的处理手段,是确保整车稳定、可靠行驶的关键。 2纯电动汽车常见故障诊断思路分析 2.1纯电动汽车绝缘故障的诊断和查找 纯电动汽车是通过纯电池动力来为汽车提供动力的车辆类型,该类型车辆的动力电池的输出电压通常保持在DC/72V与DC/600V之间或者超出此范围。通过有关标准的规定可知,一般人的安全电压强度通常指的是不能导致人类直接死亡或者残废的电压强度,而通常环境条件下许可长时间触碰的安全最低电压为DC/36V。可以说纯电动汽车动力电池产生的电压强度已然大大超出了此安全电压范围,因此对纯电动汽车绝缘故障的诊断是相当重要的工作。同时纯电动汽车发生该故障的概率并不低,经过对诊断过程的归纳,累积了一些经验:首先对于绝缘故障警报来说,通常纯电池汽车的最小警报绝缘电阻额值度设置在500千欧左右,通过电池控制系统来负责检查功能,假如检查到的绝缘电阻额度不高于此值时,电池控制系统将把相应的绝缘问题代码发送给上位机设备,整车方面利用综合仪表来实现代码读取与故障提醒。如果综合仪表上出现故障代码或者警报提醒时,就意味着该汽车产生了绝缘问题,需要及时进行故障诊断,以此避免出现人身安全事故;其次要初步判断绝缘警报,按照实际汽车的情况来分析,故障的类型与故障零件多种多样,可以按照一定的步骤来实现初步判断。假如汽车的仪表可以正常工作,且真实反映出车辆是否存在故障,则表明电池控制系统绝缘监测自身是没有问题的。假如汽车的仪表提示的是绝缘没有连接,那么此时需要检测低压控制路线是不是正确连接或者已经松脱。当经过检测得知低压连接路线没有故障,就应该检查控制器局域网络线路的通信问题,测试终端电阻数值是不是合理,一般情况下数值是60欧,假如测试结果低于该数值,则表明信号被阻隔了,会致使控制器局域网络通信失常。除此之外,还应当对高压部件进行检测,确定了系统线路连接正常,则可以把注意力放着高压部件的绝缘过低方面。通过这种方式,可以高效提升诊断速度且正确找到故障部位。 2.2纯电动汽车高压电故障诊断和安全管理 纯电动汽车使用动力蓄电池与电动机作为驱动装备,产生的电压能达到数百伏。如果出现高压电路绝缘故障,则将直接威胁到乘坐人员的生命财产安全和车载物品的安全。所以纯电动汽车高压电故障诊断技术已经变为纯电动汽车设计人员首先要处理的关键问题之一。纯电动汽车高压电故障诊断和安全控制的意义在于处理纯电动汽车的高压电安全问题。纯电动汽车高压电系统线路的短路、漏电等问题都会给车辆的高压用电安全带来不可预测的损害。对于纯电动汽车高压电结构的配置,为该结构可能出现的故障实现分析,其中纯电动汽车高压电部位故障能够分成动力蓄电池系统问题、短路问题、绝缘问题、高压环路问题等,任意一种故障都是纯电动汽车的潜在威胁。为了真正处理电动汽车所面对的各种故障问题,保证电动汽车的高压用电安全,国内纯电动汽车安全规范对车载能源储存设备、性能安全与问题预防和驾驶员触电保护都做了明确的规定,为纯电动汽车高压电路设计与生产提出了科学的设计与测试规定,且提供了比较详细的硬件设计试验检查程序。然而,这只是高压电系统自身设计和生产层次上的保障手段。因为纯电动汽车工作环境复杂,故障的出现具有很大程度的随机性,单单依据高压电系统自身可靠性设计和生产仍不足以让电动汽车具有预防各样高压危险事故突发的能力。 2.3纯电动汽车电驱动故障诊断分析 以往的故障诊断系统是利用一套整车管理控制器局域网络实现通讯的,而整车控制器局域网络中通常会设置很多控制单元,于是就比较容易导致总线荷载过高,系统即时反应速度缓慢,故障分析数据难以获得快速的反应。本文针对该问题构思了一种独立的故障分析控制器局域网络,这种网络的特征是能够在整车控制器局域网络中获得数据,但是没有传送数据的能力。通过加工后的故障数据是应用故障诊断结构传送至独立的故障诊断控制器局域网络中的,继而通过故障诊断控制器局域网络传送到每个控制器,这种方式不但能够提升故障反应速率,还能够防止多个控制器局域网的互相扰动。在纯电动汽车的电驱动故障诊断系统中,整车控制器与电动机控制器把电压、电流、热度等数据以文字形式发送到故障诊断系统,故障诊断系统依据诊断规范分辨其是否为故障后,再以文字的形式传送出去。电驱动系统包含了驱动电路与电动机自身。该文中的电动机使用的是效率明显的永磁同步电机。 驱动系统包括了控制电路、驱动维护系统、电力供给系统和传感系统等。电驱动系统的故障一般出在控制器方面与电机自身方面。对于纯电动汽车电驱动故障诊断分析方法通常有两种,一种是自测试手段、另一种是在线诊断方法。直流母线系统线路中的电容是一种能够在自测时期处在非静态输出的零件,在自测试的结束阶段应当对母线电容进行充电,在充电环节里电容的接入电流和电压都是非静态的参数,应用这个特征能够实现电容故障的检查。在线诊断方法通常包括IGBT模块开路故障在线检测、电机绕组匝间短路故障在线诊断与位置传感器偏转误差故障的在线诊断。该方法具备工程实用性高、诊断迅速的优势。 3结语 电子信息技术在汽车领域的使用让车辆故障测试和诊断变得更加繁复,以往的经典修理手段已经难以满足实际需求,所以汽车故障诊断系统和专门的诊断设施的开发有着十分巨大的发展空间,故障诊断技术正在渐渐朝着自动化的方向发展。国内已经有部分研发机构对纯电动汽车故障诊断技术进行研究,并且获得了比较乐观的成绩。尽管目前纯电动汽车的故障诊断系统仍旧处在起步阶段,然而随着科技水平的持续提升,相信故障诊断系统必定会越来越完善。 作者:白彩盛 单位:甘肃金城理工中等专业学校 电动汽车论文:电动汽车复合电源控制研究 摘要: 针对蓄电池单独作为汽车电源不能满足纯电动汽车短时间功率的需求问题,可采用超级电容与双向DC/DC串联再与蓄电池并联的复合电源来满足汽车功率的需求。利用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,应用Cruise软件快速完成整车模型的搭建,将控制策略添加到整车模型中。仿真结果表明,纯电动汽车复合电源控制策略能够有效地分配蓄电池和超级电容的功率,从而使超级电容充分发挥“削峰填谷”的作用。 关键词: 纯电动汽车;复合电源;模糊控制;联合仿真 0引言 动力汽车要求其车载电源具有充放电功率大、充放电效率高、使用寿命长、容量衰减小等特点[1-2]。而蓄电池单独作为汽车的电源时存在充电时间长、比功率太低,不能满足汽车短时间功率需求问题,严重影响汽车的加速、爬坡、制动性能及能量回收效率,不能完全满足汽车对车载电源的要求[3-5]。超级电容充放电迅速,可瞬间大电流充放电,充放电能力比蓄电池要高100多倍,动态特性很好,循环寿命在10万次左右[6-7]。一种新的汽车电源是将超级电容与蓄电池结合起来使用,由蓄电池提供整车运行期间电机需求的平均电功率,而超级电容则提供电机需求的峰值功率,这样可以充分发挥蓄电池比能量大和超级电容比功率高的优点[8]。针对超级电容和蓄电池构成的复合电源系统,实现能量的合理分配是关键。模糊控制利用人的经验、知识和推理技术及控制系统提供的状态条件信息,不依赖物理过程的精确数学模型,具有较好的鲁棒性,控制性能高,简化了复杂的控制问题[9-12]。Cruise是研究汽车动力性、燃油经济性、排放性及制动性能的高级模拟分析软件,灵活的模块化理念使得Cruise可对任意结构形式的汽车传动系统进行建模和仿真[13]。本文采用Cruise/Simulink联合仿真的形式,在基于传统电动车模型的基础上,添加超级电容模型和双向DC/DC模型,利用Cruise搭建整车模型,在Matlab/Simulink中设计了针对复合电源的模糊控制策略,将控制参数进行模糊化处理,并通过MatlabDLL方式进行联合仿真,实现复合电源功率的合理分配,并对模糊控制策略和整车性能进行研究分析。 1复合电源的结构 复合电源主要由蓄电池、超级电容和双向DC/DC组成。复合电源的拓扑结构有很多,例如:蓄电池和超级电容直接并联,蓄电池与双向DC/DC串联,再与超级电容并联[14-15]。本文选择的是超级电容与双向DC/DC串联,再与蓄电池并联共同向负载电机提供电能的方式。复合电源的工作模式为:当汽车正常行驶,需求功率低时,由蓄电池单独向电机供电;当汽车需求功率较高时,蓄电池和超级电容共同给电机供电,并且由蓄电池提供平均功率,超级电容提供峰值功率。当汽车制动时,超级电容优先回收制动能量,在超级电容不能再回收时由蓄电池回收能量。控制策略通过控制双向DC/DC的升降压来控制超级电容的充放电。复合电源组成结构如图1所示。功率总线的功率信息,蓄电池和超级电容SOC(Stateofcharge)等状态信息为模糊控制器控制的输入,经过控制器对功率进行分配。由于汽车在整个运行过程中会经历多种工况,而且交通状况复杂,汽车状态切换频繁,且各种工况下的电机功率、蓄电池、超级电容的状态都各不相同,需要制定合理的功率分配控制策略,使得在保证整车动力性的前提下,利用超级电容高比功率,能够瞬时大电流充放电的特性,为蓄电池“削峰填谷”,减小大电流对蓄电池的冲击,延长蓄电池的使用寿命,提高充放电效率,并且最大限度地回收制动能量,提高整车的效率和经济性[16-18]。 2模糊控制策略模型 利用Matlab中提供的模糊控制工具箱设计了对于复合电源功率分配的三输入、单输出的模糊控制器,输入为汽车的需求功率Preq,蓄电池荷电状态BSOC,超级电容荷电状态SSOC。输出为蓄电池功率分配因子(Kcap)。汽车的驱动电机有电动和发电两种工作模式,在这两种工作模式下系统需求功率大小和波动范围有较大差别,控制的侧重点也不同[19]。因此,在正常行驶与制动两种工作模式下应分别制定复合电源控制策略,即需要两个模糊控制器,它们的模糊控制规则不同,但是两个模糊控制器都是三输入单输出且输入变量和输出变量相同。因此,在Preq>0和Preq<0时各设计一个控制器,分别为模糊控制器A和模糊控制器B。当Preq>0时,设输入量Preq的论域为[04],模糊集为{S、MS、M、MB、B},分别表示{小、较小、中、较大、大}。动力电池BSOC的论域为[0.20.9],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大},超级电容SSOC的论域为[0.11],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大}。输出量为动力电池功率分配因子Kcap,其论域为[01],模糊集{S、MS、M、MB、B},分别表示{小、较小、中、较大、大}。各输入结果如图2所示。当Preq<0时,设输入量Preq的论域为[-10],模糊集为{B、M、S},分别表示{大、中、小}。蓄电池和超级电容的SOC论域、模糊集、隶属度函数和Preq>0时是一样的。输出量为蓄电池功率分配因子Kcap,其论域为[01],模糊集{S、M、B},分别表示{小、中、大},输入输出量的隶属函数如图3所示。根据前面设计的模糊控制器,在Matlab/Simulink环境下建立复合电源模糊控制策略模型如图4所示,模糊控制器根据输入变量的变化调节输出比例因子Kcap,从而得出蓄电池所分配的功率,因为汽车的需求功率由蓄电池和超级电容共同提供,所以汽车需求功率减去蓄电池所分配功率得到超级电容分配功率。 3整车模型的搭建 将建好的控制策略添加到Cruise中主要有MatlabDLL和MatlabAPI两种方法。联合仿真的结果都可以直接从Cruise获得。但是用MatlabDLL方法仿真的时间比采用MatlabAPI方式短很多。因此,本论文中采用的是MatlabDLL方式。在控制策略模型建好之后,需要进行模型编译,编译完成后生成controler.dll文件,在Cruise模型中放入MatlabDLL接口模块,进行接口模块的参数设置,完成以上设置后,在Cruisedatabus中完成相应的数据通信,即可实现Cruise与MatlabDLL方式联合仿真[19-20]。在进行信号通信时实际上是一个数据交换过程,Cruise通过数据接口将动力蓄电池和超级电容SOC值、电机转速、负载信号、超级电容电压值等信息传递给Simulink中的模糊控制策略模型,之后Simulink模型将超级电容电流、转换开关信号反馈给Cruise模块中的电气终端、电机及驾驶员,以建立Cruise和Simulink之间的数据通信。AVLCruise软件中含有简捷通用的模型部件、易懂的管理系统、可以与Matlab、C、Fortran接口完成复杂控制算法的设计和离线仿真,也可与DSPACE等硬件接口,展开实时仿真,真实模拟车辆传动系统,完成对复杂动力传动系统的仿真分析,整车仿真模型如图5所示。在进行整车建模时,从模块库中直接拖拽部件模块来搭建整车模型。修改部件属性来快速完成整车模型的参数设定并进行部件间的机械连接、电气联接和信号联接。 4仿真结果与分析 采用中国城市道路工况作为本文的循环工况。中国城市道路工况是中国汽车技术研究中心根据我国各大城市的行驶特征研究出的更加适合我国的城市工况。中国城市道路工况如图6所示,工况总运行时间是1304s。工况中最大速度达60km•h-1,其中怠速时间占工况总时间的28.8%,除去怠速部分之后平均车速则为22.6km•h-1。从图6可直观的看到我国交通系统中存在车辆怠速时间长、总体的均车速低、车辆的速度变化频繁等特点。图7是在中国典型城市道路工况下车辆行驶的当前车速度与期望速度变化曲线。从图中可以看出两条曲线基本保持一致,速度没有出现大的波动,这说明车辆的跟随性和平顺性都比较好。图8是在中国典型城市道路工况下,蓄电池和超级电容所需提供的功率曲线图。从图中可以看出在车辆运行过程中由超级电容和蓄电池共同供电,电池提供的功率比较平稳,在6kW左右。在制动时由超级电容吸收峰值功率,最大峰值功率达到10kW。超级电容充分发挥“削峰填谷”的作用,从而验证制定的模糊控制策略的有效性。 5结论 在纯电动汽车的基础上,借助Cruise软件搭建了带有复合电源模块的整车模型。详细介绍了通过联合仿真的方法将Simulink里搭建的策略模块加入到整车模型中的步骤。其他用户可以根据类似方法开发自定义策略和车型。提出超级电容与双向DC/DC并联再与电池串联的复合电源结构。用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,使得超级电容充分发挥了提供瞬时功率的作用,避免了蓄电池过充和过放,提高了复合电源系统的循环使用寿命。此设计方案和仿真结果对于纯电动汽车复合电源系统的研究具有一定的参考价值。 作者:周美兰 胡玲玲 张宇 单位:哈尔滨理工大学电气与电子工程学院 哈尔滨职业技术学院电气工程学院 电动汽车论文:电动汽车充放电控制研究 摘要: 大规模电动汽车入网参与电网调度需要在某一区域设置一个机构,作为电力公司调度部门和电动汽车的中介。针对机构对所管辖电动汽车的控制,首先,以1天为1个周期把电动汽车可能被控制的区域分为办公区、居住区和超市购物区。然后,机构根据各电动汽车状态信息把各区域的电动汽车分为充电集群和放电集群。之后,机构根据可调度容量、可调度时长、电动汽车车主违约度制定评价体系对集群内电动汽车在每个时段的充电或放电的顺序进行排队。最后,在保证电动汽车车主行驶和电池安全约束的情况下,对电动汽车进行充放电调度,使机构充放电尽可能满足电力公司调度部门的调度计划。 关键词: 电动汽车;机构;分区;充放电集群;评价体系;充放电顺序 0引言 能源危机、环境污染和气候变化是当今人类面临的三大挑战,为了应对挑战新一轮的能源变革势在必行,基本方向是以实施清洁替代和电能替代为重点,加快能源结构从以化石能源为主向以清洁能源为主的根本转变[1]。电动汽车是以电能替代化石能作为驱动能源,是电能替代的重要内容。随着电池技术的逐渐成熟、充电站修建的不断完善和成本的不断降低,在不久的将来电动汽车将大批量替代燃油汽车[2-3]。对汽车行驶行为模式的研究表明,1天之中90%以上的时间电动汽车是处于停驶状态,可以与电网互动(vehicle-to-grid,V2G)[4],文献[5]围绕电动汽车与电网互动的调控技术、市场机制和基础设施这3方面的关键问题进行了分析。文献[6]针对电动汽车与电网互动对配电网规划的影响进行了分析。另外研究表明,电动汽车具有规模大、接入点分散、单机容量小的特性,电动汽车V2G服务若采用集中控制将对调度系统的复杂性、通信能力、计算处理能力提出很高的要求。同时,允许用户参与电力市场的门槛通常为MW级,而单辆电动汽车并不达到此容量级[7-8]。基于此,文献[9]提出了电动汽车集群的概念,也可称为电动汽车机构。电动汽车机构管辖着某区域内一定数量的电动汽车,具有一定容量的可调度负荷和储能容量,可以作为调度部门和每辆电动汽车的中介。目前,针对电动汽车集群并网对电网的影响及电动汽车集群的约束研究相对较多也比较完善[10],但是,针对机构对每辆电动汽车控制的研究虽相对较多但侧重点不同,有待完善和深入。文献[11]为实现电动汽车机构与电动汽车之间的互动策略,在计及电动汽车用户用车便利性的前提下,建立了基于优先权的电动汽车集群充放电优化模型。文献[12]对停驶的电动汽车根据状态进行分群,对可控状态的电动汽车的充电行为进行控制。文献[13]设计了一种用于协调电动汽车充电的多机构。文献[14]把电动汽车分为充电集群和放电集群,然后根据需要动态管理每个电动汽车集群。文献[15]提出了一种电动汽车根据自身以及附近电动汽车的信息进行决策的分布式控制策略。文献[16]提出了一种停车场通过管理电动汽车参与V2G进行套利的调度模型。文献[17]对电动汽车进行本地控制,为电力系统提供调频辅助服务。虽然,上述文献考虑了每辆电动汽车的影响,但是,并未全面考虑每辆电动汽车的调度优先顺序、每次调度时每辆电动汽车的调度功率和车主违约对调度的影响。以1天为1个周期对电动汽车进行充放电调度,需要机构管辖的区域包括电动汽车1天所有可能长时间停驶的区域。研究表明,除了个别时间个别车辆远距离行驶外,大多数车辆都是在一定区域内的办公区、居住区、超市购物区循环行驶的。因此,本文把机构管辖的区域分为办公区、居住区、超市购物区3个停驶区域,3个区域都是以充放电站的形式对电动汽车进行充放电管理。机构根据电动汽车的停驶区域和停驶时申报的停驶起始时刻、终止时刻、停驶时荷电状态、结束时荷电状态,把停驶区域内的电动汽车分为充电集群和放电集群,每辆电动汽车在每个停驶处只能选择充电或放电,因为研究表明随着充放电切换次数的增多,电动汽车的寿命会加速衰减[14]。除此之外,本文还制定一个评价标准对充电集群和放电集群的电动汽车在每时段调度的顺序进行排列。最后,在考虑约束条件的情况下,使机构充放电尽量满足调度计划。 1机构的控制结构 机构有2方面的功能:一方面把自已管辖的电动汽车信息上传给电力公司调度部门,并执行调度部门的调度计划,从而从电力公司获得收益;另一方面协调控制所辖各区的电动汽车充放电,为系统稳定运行、提高电能质量等创造条件,同时给予所管辖电动汽车车主一定收益。机构与各电动汽车只进行信息与资金交流,不进行能量交流,电动汽车与电网间的能量交换是通过现存的电力网络进行的[18]。考虑到电动汽车由于紧急情况可能需要快速充电,所以机构具备一定的零散快速充电桩,但是,由于需要快速充电的电动汽车数量少且接入电网时间短,不适合于调度[19]。所以本文只考虑接入办公区、居住区和超市购物区的选择慢速充放电的电动汽车。机构具体控制框图如图1所示。 2充放电集群的划分机构 给所管辖的每个区和每辆电动汽车都设置一个编号,作为区和电动汽车的标识。每辆电动汽车在1天中任意时段可以在任意区做长时间停驶,停驶开始时,车主把电动汽车停驶的状态信息告知机构,电动汽车车主提供给机构的状态信息为S=[m,n,TS,TE,eSOC0,eSOCmin](1)式中:m为电动汽车停驶区域编号;n为电动汽车编号;TS和TE分别为停驶的起始时刻和终止时刻;eSOC0为停驶起始时刻时电动汽车电池的荷电状态;eSOCmin为电动汽车停驶结束时刻用户设置的电动汽车电池的最小荷电状态。机构根据每辆电动汽车的状态信息可把在每个区的每辆电动汽车划分为充电集群或放电集群,划分的依据为:若eSOC0≤eSOCmin则把电动汽车划分为充电集群,至于充电起始时刻及充电结束时的电池荷电状态视调度计划和优先顺序而定,但是在停驶区间内充电结束时刻电池的荷电状态必须大于等于eSOCmin以保证电动汽车用户出行;若eSOC0>eSOCmin则把电动汽车划分为放电集群,放电起始时刻及放电结束时的电池荷电状态同样视调度计划和优先顺序而定,但放电集群中的电动汽车在停驶区间,放电终止时的荷电状态应该大于等于eSOCmin,以满足用户用车。通过充放电集群的划分可以使电动汽车在某一区的停驶时间内,只进行充电或放电,减少充放电切换次数,这样有利于对电池寿命衰减的减缓,维护电动汽车车主的利益。 本文针对机构对所管辖的电动汽车充放电控制进行了研究,首先机构把电动汽车调度区域分为办公区、居住区、超市购物区,然后机构根据电动汽车车主上传的电动汽车状态信息,把各区的电动汽车分为充电集群、放电集群,之后针对电动汽车在某时段充放电顺序问题,提出并建立了基于可调度容量、可调度时长、车主违约度的电动汽车优先级综合评价体系,确定充放电顺序。最后根据调度计划及充放电约束条件确定每辆电动汽车充放电情况。由于存在调度偏差和车主违约的可能,所以机构在设计过程中应具备一定常备储能设备。 作者:李文华 范新涛 孔梅娟 单位:河北工业大学电气工程学院 电动汽车论文:电动汽车充电桩服务营销策略 【摘要】 环保电动汽车充电桩是在传统充电桩概念中加入风能及太阳能的电能输入概念的新兴电动汽车充电装置。该文在于利用服务营销策略对于新型环保电动汽车充电桩进行市场营销。结论:提出了利用服务营销进行产品市场开拓及推广,在确保电能运行稳定情况下,不同等级客户区别对待,充电流程的电子化管理,开拓信息功能,关注用户体验,让用户享受方便,及时,快捷充电服务。 【关键词】 环保;充电桩;市场;服务营销 1.环保电动汽车充电桩简介 1.1输入模块电网供电:通过电力网直接供电。风力供电:通过风力带动发电机运转,产生直流电,储存在电池中,也可通过逆变器逆变成交流电直接供电。太阳能供电:通过太阳光经过太阳能电池板产生直流电,储存在电池中,也可通过逆变器逆变成交流电直接供电。 1.2输出模块直流/交流电,根据充电桩的类型输出相应电压类型。 1.3刷卡计费系统刷卡登陆,启动充电系统,选择充电类型及充电金额等。 1.4充电模块通过充电电路,变压器,逆变器等相应电力电子器件,输出安全的,快速的,稳定的充电参数。 1.5安全模块保护电路,防止过充,线路短路等等安全性问题,保护充电桩及汽车的安全。 1.6通讯模块通过无线/有线通信,使用户登录,传输用户指令行为,反馈充电桩的运行状态等信息。 1.7充电枪与汽车充电接触的接口,目前已出台国标统一标准。 2.环保电动汽车充电桩的产品竞争优势 环保电动汽车充电桩服务营销策略文/阮玉洁环保电动汽车充电桩是在传统充电桩概念中加入风能及太阳能的电能输入概念的新兴电动汽车充电装置。该文在于利用服务营销策略对于新型环保电动汽车充电桩进行市场营销。结论:提出了利用服务营销进行产品市场开拓及推广,在确保电能运行稳定情况下,不同等级客户区别对待,充电流程的电子化管理,开拓信息功能,关注用户体验,让用户享受方便,及时,快捷充电服务。 (1)由传统的电能供应,变成由风光能互补发电系统和电能结合供电; (2)具有通用性,具有多种充电接口; (3)具有普适性,适合目前市面上的大部分电动车。 3.环保电动汽车充电桩市场需求分析 电动汽车充电桩市场空余量很大,在未来五年的时间内至少有1万座充换电站需要被建成。然而市场上的电动车充电桩企业还是一片蓝海,大型企业如特斯拉的销售价格为60万人名币以上,普通消费者无法独立承受,而且其电动车桩的适配性较低,只能适配其专属的电动车。小型企业虽然价格有所降低,但是在运行监控和售后服务方面还存在很大的缺陷。面对这个市场,环保电动汽车充电桩潜力巨大。 4.环保电动汽车充电桩服务营销策略 4.1确保电能运行稳定现今的电动汽车充电桩市场,产品同质化现象明显。据此,从产品中提升经济效益具有很大难度,产品应该在保障产品质量的基础上,努力完善产品服务,进而扩大产品销售范围,以期更大的经济效益。首先,应该做到不断完善电力网络,太阳能与风能极易受环境因素的影响而导致诸多不稳定因素,应该考虑合理适配电力网,进而保证电能的优质与稳定。 4.2充电流程的电子化管理由于市场对于充电桩的性能的要求不同,所以在销售时因及时关注目标客户群体的不同需求,环保电动汽车充电桩的建筑占地面积较大,发电效能较高,可能不适用普通个体消费者,需要连结多个个体消费者形成消费网络群体,这就需要有营销技术服务管理系统对于掌握不同群体的不同需求并在此基础上有需求预测,报修投诉,电费管理等不同模块功能,尽可能实现充电流程的电子化管理,便于个体消费者及时找到消费网络群体享受充电桩服务,同时可以利用电子化管理掌握用户在用电过程中的困难与限制,并及时反馈以便于调整服务内容,创建高效,便捷的服务标准,最大程度满足电动汽车用户的充电需求。 4.3开拓信息功能开发环保电动汽车充电桩的APP系统,给用户提供方便,及时,快捷信息服务平台,例如用户可以通过APP及时了解电动汽车充电状态及完成充电的剩余时间,在行驶途中及时掌控附近环保电动汽车充电桩的所在位置进行及时充电。APP开发模式主要可以借鉴一下两种:(1)借助已有微信平台进行服务营销。微信作为更快速的即时通讯工具,传播到达率100%,使沟通更灵活、更智能。微信的用户基数大,用户关注快,且可以享受运营上为其量身定做的有针对性的服务,其实用性最强。(2)自主开发产品APP进行服务营销。前期用户市场开拓及资金投入较大,对于新兴产品不建议使用此种模式,在后期客户量增大后可以根据实际需求进一步开发自主APP软件应用。 4.4关注用户体验对用户使用信息资源进一步深入精细加工,充分揭示其中隐含、分散、动态的信息,促使信息情报化,实现信息的增值性,达到提高产品质量的目的。通过APP平台及时掌握用户消费体验状况,定期对固定用户进行电话回访,派专业人员定期对于环保电动汽车充电桩进行定期检查,让顾客在购买此产品后感到物有所值,让消费不仅仅是一次性购买,还帮助推销产品,建立产品与终端之间、终端与终端间的良性关系。同时,利用现有营销“大数据”,实现用能在线监测掌上运用,开发需求响应互动功能,为用户提供灵活双向互动服务。有针对性地服务平均电价高、能效水平低的用户赠送移动服务终端,为大型企业免费提供能效诊断服务,对不合理的企业用电进行指导。 5结论 电动汽车充电设施是七大新兴产业领域里很重要的一个方面,而此前由于电动汽车规模较小,充电设施建设投资巨大,投资短期效益不明显,因此充电设施建设速度较慢,现在则进入到一个很好发展时期。与传统电动汽车充电桩相比,环保电动汽车充电桩具有能源利用效率高和环境污染少(或无污染)的特点。就宏观来看电动汽车充电设备市场将会具有强烈的竞争,国内一些大型的国企对这个市场已经虎视眈眈,并且也做了相当的准备。环保电动汽车充电桩应利用强大的市场空间进入这个领域,推广服务营销,实现物联网效应占领一定范围内的市场。 作者:阮玉洁 单位:上海海洋大学 电动汽车论文:空气动力学下的电动汽车造型设计 摘要: 本文对基于空气动力学的电动汽车造型设计进行了讨论,对电动汽车的发展和普及起到一定的促进作用。 关键词: 电动汽车;造型设计;空气动力学 1电动汽车车身造型特点 电动汽车是未来汽车发展的主要方向之一,目前,电动汽车的发展才刚刚起步,而电动汽车车身造型的设计师大部分参与过传统汽车造型的设计工作。因此,汽车造型的特点及发展趋势,将会对电动汽车造型发展的趋势产生极大的影响,但是电动汽车由于本身结构特点的限制,与传统汽车的特点存在一定的差异,这些特点对于电动汽车的造型设计非常重要,下面进行了详细的分析[1]。 1.1结构和空间布局不同 相对于传统汽车,电动汽车在结构方面的最大差异是驱动方式的差异,传统汽车依靠汽油机和柴油机燃烧花式燃料产生能量,然后通过离合器、变速器以及传动装置传递能量,实现汽车的行驶,而电动汽车则依靠电池进行能量的储存和供给,通过将电池储存的能量传递给电机,实现对汽车的驱动。因此,电动汽车上减少了体积庞大的机械师传统系统,而由体积更小的电动机取代传统汽车发动机占据的空间。因此,相对于传统汽车来说,电动汽车的前悬距离大大缩短,前围到挡风玻璃的车头部分也有一定的缩短,车身比例更加协调,同时能够省略传统汽车进气格栅结构,只需对前悬结构进行包覆为设计师留下了更大的创作空间。 1.2集成化 集成化是电动汽车技术发展的主要方向之一,通过线控技术的应用能够使电动汽车底盘传动系统的结构极大简化,提高电动汽车的空间利用效率,底盘平整度提高,也为电动汽车的造型设计留下了更大的自由度。线控电子技术还能实现对电动汽车各种电子系统的电子控制,通过设计出类似软件接口的扩展插口,即可实现车身与底盘的连接,减少传统机械控制系统对空间的占用,同时还使车身与底盘的设计融合度提高,实现两者的模块化拼接,提高车身造型设计的自由度。 1.3智能化 智能化同样也是未来电动汽车发展的主要方向之一,从家喻户晓的EBD、ESP等,再到逐渐普及的智能泊车系统、只能制动系统等,在提高汽车安全性方面发挥了重要作用[2]。电动汽车智能化的持续发展,将不断降低交通事故发生的概率。现在的汽车造型设计中,包含了大量被动的安全性设计,包括前后防撞钢梁以及车身前后端预留的缓冲区域等。而随着智能行车系统的发展,这些被动安全设计可以逐渐减少,这对车身的整体造型必然会产生较大程度的影响,也为电动汽车的造型设计提供了更大的发挥空间。 2电动汽车的空气动力学设计 对电动汽车来说,良好的空气动力学性能能够提高电动汽车的操控性能和谐有效果,并且能够使电动汽车获得更好的续航能力,因此,电动汽车的空气动力学设计非常重要。 2.1电动汽车空气动力学设计原则 虽然电动汽车的造型在未来必然会呈现出多样化的发展趋势,但是从空气动力学的角度来看,仍然需要遵循以下几方面的原则:1)车身的简洁性,这一原则主要是要求减少车身表面的凸起物、减少不必要的进气口,确保车身的整体性,避免凸起物和进气口增加空气阻力,保证气流通过车身受到的阻力尽量要小。2)流线型车身,该原则是要求气流在流过车身时,尽量避免出现分离现象,图1给出的大众XL1概念车就属于典型的流线型外观。 2.2电动汽车空气动力学设计 针对电动汽车造型的空气动力学设计,需要注意以下几个方面的问题: 1)车头高度设计。电动汽车车头的高度将会直接影响到整车的启动阻力系数CD。通常,车身启动阻力系数与车头高度成正比。对于传统汽车来说,由于发动机舱内部结构的特殊性,车头高度必然会达到一定的值,而电动汽车由于省略了发动机舱,因此,车头高度能够得到降低,对于降低车身的气动阻力系数具有作用,也为车头设计提供了更大的空间。 2)车身尾部造型设计。汽车尾部造型与空气的流动关系非常复杂,通常很难对各种尾部造型的优劣进行准确的评价。从理论分析来看,小斜背的造型具有更低的气动阻力系数。因此,在进行电动汽车尾部造型设计时,首先把握好大方向的基础设计,然后经过复杂的工程分析之后,再对最初的设计方案进行不断优化。 3)车身底部离地高度设计。从相关的试验数据来看,光滑的汽车底板结构,为了实现更好的空气动力学性能,存在一个最佳离地高度。图2给出了汽车底板结构离地高度与气动阻力系数之间的变化关系。从图中可以看出,VW-Van、VW-Por-sche914和CompetitorF2-2这3种车型的气动阻力系数与汽车底板离地高度成正比;而Citroen-ID19车型由于车身底部属于光滑结构,存在一个最佳离地高度[3]。电动汽车的底板结构能够被设计为光滑的行驶,因此,在设计过程中需要结合工程分析的数据确定最佳离地高度,从而获得最佳的空气动力学性能,但是需要注意满足车辆的通过性要求。 4)前后扰流器设计。扰流器包括前后扰流器两个部分。由于电动汽车自身结构特点,其造型的设计更为灵活多变,扰流器的设计应该结合电动汽车的整车造型风格能够设计,同时这种风格应该以追求良好的空气动力学性能为主要目标。但是在实际设计时,尾翼与车身表面的高度参数非常重要,同时尾翼的高度也可能影响整车造型风格。通常情况下,利用尾翼与汽车表面的高度和尾翼弦长之比来描述,当这一比值大于1时,升力系数达到最小值,且不再继续变化。现代汽车的唯一更多的是与侧后围高度结合到一起,其作用不会过度凸显出来。 5)车轮与轮腔的设计。从相关实验可以看出,有轮腔覆盖的车轮通常比完全暴露在空气中的车轮具有更好的空气动力性能。对于前后车轮均存在轮腔包覆时,车轮的大小及轮腔间距的影响非常明显。通常情况下,如果车轮高度与直径之比大于0.75,则气动阻力系数与升力系数最小。当然,由于前轮存在专项问题,其空腔应大于后轮,空腔对外部气流更为开放,因此,前轮所受的气动阻力与气动升力比后轮更大。 3结语 空气动力学设计在未来电动汽车造型设计中占据着至关重要的地位,其设计水平将会直接影响到电动汽车的操作性能和节油性能。本文结合对电动汽车造型特点的分析,提出了基于空气动力学的电动汽车造型设计原则,并从多个方面提出了电动汽车空气动力设计需要重点注意的内容,通过本文的讨论,希望能够对进一步提高电动汽车造型设计水平,对电动汽车的发展和推广起到一定的促进作用。 作者:单承标 单位:中国第一汽车股份有限公司青岛汽车研究所 电动汽车论文:电动汽车产业发展战略 摘要: 在十八大“推动战略性新兴产业、先进制造业健康发展”精神的指引下,发展节能环保、新能源等新兴产业,已成为各地新一轮经济发展的重大战略。作为新中国汽车工业的摇篮,汽车工业是吉林省的支柱性产业,从长远来看,寻找石油的替代品,发展电动汽车不仅是节能环保的必然选择,也是吉林省汽车产业的发展趋势。发展电动汽车不仅对吉林省转变经济发展方式,建立现代产业体系,具有十分重要的现实意义,同时也能带动国内汽车市场的整体跃升。 关键词: 电动汽车;产业发展;战略 1吉林省电动汽车产业发展现状 在节能与环保的双重压力下,吉林省电动汽车项目起动较早,制定并实施了一系列发展电动汽车的计划和行动。纯电动客车于2007年底开始立项研制。项目由一汽客车公司、吉林大学、东北师范大学、辽源彤坤公司共同承担;一汽集团一直都在进行有关电动汽车项目的开发及课题研究,长春市基本具备混合动力汽车的部件和整车开发能力。汽车电子形成集群发展。重大专项实施以来"在纯电动+混合动力和燃料电池汽车的整车集成技术动力系统集成技术以及动力总成关键零部件技术方面取得重要技术突破"同时也在专利战略和技术标准平台建设方面为自主知识产权新能源汽车产业化奠定了良好的基础。不难看出吉林省现已具备发展电动汽车的技术、市场、人才、环境等综合产业优势。但将科技成果进行商品化与产业化转化过程与世界发达国家和地区还存在相当差距,竞争力仍然较弱。另外,吉林省在混合动力轿车、客车和纯电动客车的开发上也取得了一定进展,具备了一定的技术力量和生产基础,2009年年末,20辆锂源纯电动车供应给辽源市,作为城市公交车及往返长春的客车。这是吉林省首次批量下线的电动车辆;2012年,华奥纯电动公交车已于去年在长春开始运行,创造出电动公交车在世界最高纬度、高寒地区运行的纪录;2014年7月,欧朗纯电动轿车下线,欧朗EV的成功下线,不仅使一汽集团新能源汽车产品线更加完善,同时也是吉林汽车产业实施新能源汽车战略规划的重要行动之一。虽然吉林省在电动汽车产业取得一定发展,但从总体上看,目前仍处于研发阶段或小批量试制阶段,距离成熟的批量化生产尚有一定距离。 2吉林省电动汽车产业发展存在的问题 虽然吉林省电动汽车行业目前发展得如火如荼,并取得了阶段性的成果,但应该清醒地看到该行业目前尚存在以下问题: 2.1研究的单位、企业较少,缺乏协作,信息交流不畅 目前,整车厂和零部件厂商发展电动汽车由于合作主体与技术路线的不同,可能形成若干个不同的新能源汽车产业联盟,以及相应的新能源汽车标准。各个联盟之间应该能够通过竞争与交流,实现技术水平和研发实力的全面提升,拉动产业升级。吉林省在汽车零部件配套企业方面,涉足电动汽车动力系统的企业很少,支持力度不足。国内主要新能源汽车动力系统生产企业均分布在江浙、广东和北京等地区,吉林省在这方面处于明显弱势,在吉林省新能源汽车战略规划中仅有辽源雷天从事锂电池的研发和生产,并且与一汽的合作仅限于电动客车领域。本地的电动汽车动力系统配套企业不完备的问题将影响新能源汽车的整车研发进程,也将成为吉林省发展新能源汽车的一大瓶颈。 2.2研发起点较低,与国内外尚有差距,并且存在重复研究,现有资源没有合理配置和使用从汽车企业来看,除一汽集团外,省内绝大部分企业不具备自主开发能力。从产品来看,自主品牌产品尚在培育之中;零部件企业的配套产品开发仍依赖主机厂或购买国外技术,开发手段落后,周期较长,技术人员比重较低。在国内对新能源汽车的研发中,包括吉林大学汽车工程学院在内的长春本地研究机构,实际上被排除在国内第一集团军之外,上海和北京的一些研究机构抢占了足够的先机,在经费支持、人才准备方面,吉林省内的研究机构与京沪两地相比,还有较大差距。 2.3跨行政区划的产学研合作较少目前,跨行政区划的产学研合作项目还很少。实际上,东北三省及上海和广州等企业、高校和科研机构各具优势,但高校与高校,科研机构与科研机构,企业与企业,科研院所与企业,高校与企业,科研院所与企业之间也都有较强的互补性,存在较大的跨区划的产学研合作空间。 3吉林省电动汽车产业发展的对策建议 3.1完善吉林省电动汽车产业创新机制科技创新必须以企业为主体,目前吉林省企业由于投入不足和人才紧缺等原因"导致以企业为主体的创新体系尚未完全形成"在以往的产学研合作中企业基本处于被动接受成果的地位。成功的实践证明"建立以企业为主导的新型产学研联盟"学科链结合产业链"通过全方位的战略合作能够有力提升企业自主创新能力。 3.2制定发展电动汽车产业的总体规划由于缺乏发展电动汽车产业的总体规划,目前对发展电动汽车产业感兴趣的企业和研发机构很多,致使研发方向、资金投向分散,导致有限资源没有发挥最大效率,政府的引导和协调作用没有完全发挥出来,因此,应尽快制定电动汽车产业发展的总体规划,促进吉林省电动汽车产业的发展。 3.3建立吉林省电动汽车产业产学研合作机制电动汽车是高新技术的集中载体,具有研发投入大,技术含量高等特点,因此,依靠强强联合形成聚合能量,分摊研发成本并提高该项技术上的竞争优势,已成为新能源汽车发展的一个新趋势。吉林省汽车产业的生存和发展除了企业自身的发展壮大,更应注意产、学、研间的有效结合,建立产学研合作机制,通过生产企业、大学、科研院所在社会范围内依照各自的优势建立的,以共赢为目的的一种合作关系,最终形成基础研究或理论研究(学)、应用与开发研究(研)、商品化与产业化(产)的一体化,使产业系统、教育系统和科研系统相互融合的有机整体,实现优势互补,共赢的格局。此外,需要政府出台相应的扶持和优惠政策。只有这样,才能给电动汽车产业营造出一个良好的发展和应用氛围,才能发挥出电动汽车应有的作用。 作者:孔繁娟 单位:吉林工商学院 电动汽车论文:电动汽车商电力市场竞价 1电动汽车充放电模型 电动汽车商通过对所辖范围内居民区、充电站以及充电桩所接入电动汽车进行充放电调度控制。所有车辆统一安排在最后一次行驶结束后和次日出行前进行充放电。商根据所管辖车辆的行驶需求,通过制定报价策略,决定次日各时刻电动汽车的充放电功率,并满足次日车辆的电量需求。其充放电约束条件如下:1)电动汽车充放电功率约束。电动汽车的充放电功率主要受到车载电池以及充电设备所允许的电压电流限制。2)电动汽车蓄电池充放电等式约束。电动汽车蓄电池t时刻荷电状态与t+1时刻荷电状态关系式。 2电动汽车商电力市场报价模型 笔者所提模型考虑电动汽车用户侧和市场出清2个不同层面的优化问题,既要使电动汽车充放电用电效益最大、成本最小,同时也要考虑市场出清电价交易机制。下层优化模型以电动汽车用电效益最大化目的,并考虑其各个商管辖内电动汽车的行驶特性,以及各物理特性约束条件。上层优化模型主要为市场出清模型,电动汽车用户根据自身用电情况,向所属商申报次日电量需求。电动汽车商通过把每时段接入系统的电动汽车用户申报电量信息进行统计,并预测每时刻各发电商报价水平,以及各竞争对手报价,从而决定自身的报价策略。市场出清机制根据各方所报价格决定各参与者电量(发电量和用电量)。商根据市场竞价获得的用电量,从而优化所管辖区内电动汽车的充放电功率。该文主要考虑发电侧与电动汽车商竞价,不考虑其他可控负荷参与市场竞价。 3原对偶内点算法 原对偶内点算法是基于对数障碍函数法,由于原对偶内点算法的提出,故对数障碍函数法被重新用来求解线性规划问题。原对偶内点算法在数学上描述。 4数据仿真分析 4.1电动汽车参数笔者采用含电动汽车商参与电力市场竞价来说明该文所提模型的有效性和求解方法的可行性。假设某区域电动汽车商5000辆私人电动汽车参与市场竞价,获得各时段电动汽车充放电电量,其电动汽车型号为RAV4SUV[16],各项参数如表1所示。根据美国交通部联邦公路管理局对全美国家庭私人开车出行进行调查的结果[17],从统计数据中获得其私人电动汽车平均最后一次出行结束时间、有效充放电时间段以及平均日行驶里程,其数据如表2所示。 4.2发电商数据参数考虑到电动汽车行驶特性,电动汽车一般在夜间交由商进行充放电控制。因此,笔者将报价策略周期设置为中午12∶00至次日中午12∶00,调度周期以小时(h)为单位。假设在该电力市场中有3个常规机组发电商与1个风电发电商,其发电机组Pmint,k=0,Pmint,k=50MW。根据PJM公司公布发电商报价数据,选取3个发电商各时段平均报价数据[18]为预测发电商报价,如图1所示。风电不参与市场竞价,各时段风电出力预测采用文献[19]数据。 4.3电动汽车商报价策略分析在系统中各时段不可控负荷曲线如图2所示。笔者主要设计2种充放电模式,模式I参与电力市场竞价获得市场出清电价以及电动汽车充放电电量;模式II为自由充放电,当电动汽车接入系统时,便以额定功率先进行放电,然后对其充电,直至充满,不进行市场竞价,采取的是不灵活充放电模式。电动汽车各时段报价策略如图3所示,可以看出,电动汽车平均接入系统时间为18∶00,而在18∶00—24∶00期间,系统中不可控负荷用电量最大,为峰荷时段,各发电商报价也最高。因此,商选择在这几个时刻进行放电,报价比其他时刻高,获得放电收益。而在24∶00—07∶00期间,不可控负荷用电量减少,此时为系统谷荷时段,各发电商报价较低,因此,选择在这几个时段进行充电电量的竞价。模式I,II的充放电成本分别为1091.4,1305.3$,电动汽车商进行竞价所获得的充放电成本比不灵活充放电模式降低213.9$/MW。充分说明电动汽车参与市场竞价有效地降低了电动汽车充放电成本,验证了所提模型的可行性。由于电动汽车具有放电的功能,若电动汽车只针对充电参与市场竞价,其报价策略如图4所示。电动汽车商将主要集中在24∶00—07∶00时段参与竞价,并获得充电电量。笔者所提充放电报价策略模型和文献[20]所提模型所得充放电成本分别为1091.4,1507.8$,其充放电成本能有效降低416.4$/MW。 5结语 随着电动汽车的广泛投入使用,如何有序控制以及整合系统中分散的电动汽车参与市场竞价,将成为未来电力市场发展一个值得研究的问题。基于电力市场竞价框架,笔者提出了电动汽车商参与市场竞价的双层优化模型,上层以社会效益最大化为目标,下层以电动汽车充放电效益最大为目标。通过KKT条件将双层优化模型转化为单层优化模型,为了能快速求解,采用非线性互补函数将非线性不等式约束转化为等式约束,并通过原对偶内点算法求解模型。最后,通过含电动汽车商参与竞价的电力市场竞价机制,对所提模型进行仿真分析,验证了该文所提模型的有效性和可行性,为电动汽车参与市场竞价提供了理论基础。 作者:杨亚雄 杨洪明 张俊 单位:长沙理工大学 智能电网运行与控制湖南省重点实验室 电动汽车论文:电动汽车的驱动系统设计 1电动汽车控制系统中矢量控制技术 电动汽车系统控制电路中系统功率部分采用直-交电压型电路,功率回路有蓄电池、滤波电路和智能功能模块IPM逆变电路组成。系统控制器采用TI公司推出的TMS320LF2812-DSP作为控制主芯片,用它来完成电子差速算法、及高阶控制器离散化的鲁棒控制器,它们的实现需要记忆大量的历史数据,且完成电动机矢量控制系统的转速控制器、电流控制器的算法、以及电压空间矢量PWM的产生、A/D转换以及坐标变换等。辅助电路由速度检测电路、电流检测电路以及故障检测电路等组成。实现异步电机的转速检测、电流检测以及转速和电流的双闭环控制。DSP控制器负责将电动汽车驾驶员根据自己的意图与行车线路给定目标车速Vc、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速、蓄电池电压、电容储能状态等进行A/D转换,应用电子差速算法计算电机的转速和位置,最后应用矢量控制算法和鲁棒控制算法,得到电压空间矢量PWM的控制信号,经过光电隔离电路后,驱动IPM功率开关器件。DSP控制器还负责整个系统的保护和监控,一旦系统出现过压、过电流、欠压等故障,DSP将封锁SVPWM输出信号,以保护IPM模块。异步电动机矢量控制基本思想就是把异步电机的电子电流分解为直轴电流分量ids和交轴电流分量iqs。矢量控制策略是当转子磁通恒定时,电磁转矩与定子电流的q轴分量成正比,通过控制定子电流的q轴分量就可以控制电磁转矩。这样由定子电流d轴分量控制转子磁通,q轴分量控制转矩实现了系统的完全解耦控制,形成经过SVPWM逆变调制信号,将期望电压矢量值供给逆变器,对异步电机进行供电,一旦控制器的参数设定好后,在电机的运行条件不发生改变的前提下,这个控制系统具有较好的动态响应性能。但由于电动汽车在行驶过程中道路工况复杂,且驾驶模式多变,那么电机的自身参数也随之改变,如果不对速度控制器的参数和输出不进行校正,驾驶性能会变差,所以利用通过脉冲编码盘获得的电机速度n反馈值,与经过电子差速算法输入的速度参考量refn和转向信号形成闭环。同时编码盘的另一个作用是获得转子的绝对位置,从而通过磁通观测环节,输出正确的磁通角θ以实现精确的PARK逆变换,这样对输出进行及时的校正,使真个系统在运行条件发生变化时,加快动态响应过程。为了抑制干扰对控制误差的影响,使得闭环控制系统正常工作,系统中的速度调节器采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法以加强内部稳定性。采用矢量控制方案的交流异步电机的系统结构如图1所示。 2控制器硬件电路设计 控制系统的任务是根据驾驶员根据由方向盘、驱动踏板和制动踏板设定的指令信号,以及车辆当前的运行状态,即电机转速、蓄电池电压、电容储能状态等。首先调节主回路使其工作于某一特定的状态,然后调节相应功率器件的占空比,使电机电枢电流或者储能器件的充电功率满足驱动或制动踏板设定的指令值。控制系统硬件部分为以美国德州仪器(TI)公司的TMS320F2812型DSP(数字信号处理器)芯片为优秀的控制电路板和相应的外围电路构成,如图2所示。系统主回路的电压、电流信号及驱动和制动踏板位置信号经传感器采集后,通过信号调理电路由DSP的A/D转换模块进行模数转换。控制系统的输出为多路SVPWM信号,电路中采用Avago公司的HCPL-316J门驱动光电耦合器对SVPWM信号进行处理,经光耦隔离处理后接入IGBT的门极。IGBT的故障信号经光耦隔离后接入DSP的功率驱动保护中断引脚。在主回路进行相应的调整后可用于电机的驱动和再生制动控制,霍尔传感器检测到的电机转子位置信号经信号调理电路接入DSP的捕获单元。制动系统由电机和能量储存器件,即超级电容或者高速飞轮组成。车辆制动时,电机在驱动控制系统的调节下工作于发电机工况,将车辆的部分动能或重力势能转化为电能经过控制储存在超级电容或飞轮中。这部分能量在车辆加速和爬坡时释放出来,协助电池向电机供电,使回收的能量得到再利用。超级电容通过双向DC/DC连接到直流母线,和电池并联通过电机控制器向电机供电。电机控制器在刹车踏板被踩下后,使电机工作于发电机工况,将回馈能量送至直流母线;双向DC/DC作为超级电容充放电控制器使用。车辆制动时将直流母线上的电机回馈能量进行电压变换后向超级电容充电;车辆起动或加速时使电容放电,电容储存能量经电压变换后送至直流母线,和电池并联向电机供电,一方面改善车辆加速性能,另外还可以避免电池大电流放电,延长电池寿命。控制系统外围电路主要包括PWM输出与IGBT故障信号输入光耦隔离电路,主回路电压、电流信号调理电路,以及电机转子位置检测信号调理电路。 3控制系统软件设计 控制系统软件设计采用基于空间磁场定向控制策略,即在速度控制器采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法,系统q轴、d轴电流环采用PI控制器。利用TMS320F2812强大的实时算术运算能力,对异步电机的速度、转矩进行实时控制。系统控制软件先完成系统的初始化工作,包括DSP的内核初始化,模数转换(ADC)子模块的初始化,以及PWM输出子模块的初始化和数字输入输出(DIO)子模块的初始化。系统初始化完成后进入等待定时器周期中断循环状态。控制软件主程序如图3所示。图3控制器主程序流程图主回路的电压、电流和车辆的驱动、制动指令经滤波电路输入到DSP中,在定时器周期中断服务子程序中,首先对这些信号进A/D转换和数字滤波,在控制系统对车辆的运行状态做出判断后,运行相应的控制算法,并用控制量,即IGBT的占空比设置相应的PWM模块及PWM引脚的输出。中断处理模块程序流程图如图4所示。 4实验结果 以7.5KW电动汽车用交流异步电机为控制对象,其最大功率15KW、额定电压72V、额定扭矩为32N.m、最大转速为5600rpm、效率95%,根据异步电机的技术指标得到在MTS-II电机测试台架上的测试结果如表1,电机及其控制器外特性曲线如图5。将给定目标车速cV、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速检测信号、蓄电池电压、电容储能状态等进行A/D转换的信号输入到上述设计的驱动控制系统中,相应交流电机侧得的技术参数如电压为72V、输入功率为6.6KW,转矩得到11.9N.m、转速为4609rpm、输出功率为5.7KW、均低于额定值。根据实验结果表明,电动汽车异步电机驱动控制器具有较好的系统稳定运行性能,较快的转速响应速度、达到预期的设计效果。 5结论 选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。本文从选择合适的交流选择异步电机,设计基于矢量控制的变频调速系统,采用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度设计算法,解决复杂系统在不确定条件下维持系统可靠性和稳定性;采用的新型的PWM调制方式——空间电压矢量(SVPWM)脉宽调制原理与实现直-交PWM电流源型异步电机变频器控制器,提高了能量的利用效率;同时采用电子差速控制技术,解决电动汽车发展瓶颈中的电机及其控制系统中需要协调控制电机差速,实现倒退,转弯等功能。通过以上技术应用与传统PID控制器相比,非线性方法具有更好的控制效果,改善了电动车运行的稳定性和可靠性,而且在制动过程中可以回收更多的能量,提高了整车的能量利用效率,并且再生能源方便地回馈到电动汽车的蓄电池中,实现了能量回收。 作者:黄英 殷军 单位:江苏省光伏风电控制工程技术研发中心 苏州经贸职业技术学院 苏州秉立电动汽车科技有限公司 电动汽车论文:电动汽车产业发展措施建议 镇江市发展电动汽车产业拟采取相应措施宜基于上述SWOT分析得出的战略定位,重点针对其劣势与机遇,充分发挥政府、大学及科研院所、企业、科技中介等机构主体协同联动效应,合理配置技术、人力、资金、公共服务、基础设施等科技资源,形成政务、商务、研发,科技服务等“组合拳”,大力推动镇江科技电动汽车产业取得长足进展。 1.完善新能源电动汽车技术创新研发体系 目前世界各国电动车发展真正进入产业化阶段的只有日本丰田,美、法、德、英紧随其后。研发技术虽已取得一些进展,依然存在不少瓶颈有待突破,如若不能在降低燃料电池和氢气存储系统成本上有所突破,那么燃料电池汽车至少在2030年前不具备大规模产业化成熟条件;我国政府在“863计划”中明确提出电动汽车发展重点:确立“燃料电池汽车发展居首位,第二为混合动力电动汽车,纯电动汽车兼顾的基本原则”。为此,可考虑由政府牵头,联合本地江苏大学、江苏科技大学在北汽集团镇江公司建立企业工作站,尤其江苏大学汽车学院在汽车研发方面具备一定技术研发实力与实践经验积累,应尽早让科研机构与高校介入企业研发,弥合产业与学术届信息不对称隔阂,使技术研发与北汽二期开发生产电动汽车在时间与空间上实现无缝对接,及早形成多方协作的科研创新合力。在企业工作站基础上组建部级创新平台,结合本地研发实力与要素资源重点突破动力电池、驱动电机、电子控制、快速充电设备等关键技术;推动产学研联盟建设,逐步形成集整车制造、关键部件与新材料、配套技术应用等为一体的研发设计机构;抢先进行相关技术专利申报,积极参与全国新能源电动车技术标准制定,争取创建部级新能源汽车研发平台和产业示范基地。 2.加强新能源汽车发展各项政策扶持力度 基于省市原先政策措施如:《江苏省新能源汽车产业发展规划纲要》,《镇江“十二五”发展规划》,《镇江市城市总体规划》,《镇江市综合交通规划》,《镇江市公交规划》等政策文件,进一步加强相关政策扶持力度。电动汽车研发成本与售价均较高,可适当采取政府补贴方式,对企业研发和个人购买电动汽车予以支持;鉴于人们对传统汽车依赖的思维惯性,在原先预计基础上,可以公交为突破口推进示范推广,适当将镇江市2015年公交电动汽车保有量提高至20%-30%。此后逐步推进并培育私家与出租电动汽车消费市场;通过政策引导电动汽车消费与日常维保新商业模式,比如电动机车与电池价格均较高,可以借鉴其他地区一些做法,探索“车电分离”运营模式,通过在政策和资金方面扶持充电设备运营商及融资租赁机构,由特许经营商将“裸车”租赁给公交公司,提供电池并保障其使用年限,从而缓解公交企业一次性支付压力;通过政策引导,适当降低车贷利率,并提供相应优惠电价,以促动人们消费积极性。 3.形成促进新能源汽车推广应用长效机制 通过电视、网络、报刊等媒体,积极宣传低碳环保理念,使环保意识深入人心,令各方潜在消费群明确新能源电动汽车是人类未来交通工具发展趋势;积极进行充电桩配套设施及电动汽车日常维保方面认证、规划和建设。在总结积累基础上,形成相应技术与运营方式特有模式。鉴于国内外在电动汽车纯技术方面研发及标准设定已走在本市前列,但我们在充电配套及日常维保方面的技术与商业运作模式依然有望形成标准化系列配套模式并推广至其他省市,为镇江电动汽车产业在全国乃至世界范围内推广与销售奠定坚实支撑。以北汽落户镇江为发端,由政府机构牵头组成招商团,加快产业园区基础实施建设,给予一定政策优惠。进一步积极引进电动整车、配套部件、电极材料、充电设备和其他相关系列生产厂家投资。比如:整车领域的比亚迪、五龙等,动力电池、电机、总控领域有沃特玛、长河动力、汇川科技、航盛电子等,充电设备有奥特迅、巴斯巴;电池隔膜、正负极材料方面有星源材质、惠程电器、贝特瑞等。这样有助于本市产业结构升级由粗放型转入深度精细化,有望最终形成以龙头企业带动,关键零部件及相关材料和配套产业有机整合的新能源汽车产业链群体系。这是镇江电动汽车产业发展由扭转型战略跃迁至增长型战略的关键,使其成为我市振兴地方经济的又一绿色高科技支柱产业。 4.推进人才培育引进与金融支撑 21世纪谁掌握了关键人才与技术,谁就把控了某一行业发展先导与契机,为此加快人才培养与引进步伐刻不容缓。电动汽车行业发展不仅需要各种高精研发人员,对于各类销售、生产线操作、生产工艺、后期维保等各层级相关工程管理技术人员需求量也很大。结合当地现有高等、高职院校及技师学院教育布局,各高校可根据自身科研基础与办学特点,针对产业发展实际需求,分层分类培养各种工程技术与管理、销售人员。比如江苏大学与江苏科技大学可以开辟与整车、各项零部件生产及充电设备有关的研究生层面研发人员,及工业工程专业本科生;镇江高专正积极筹建汽车学院,培养电动汽车管理、销售及日常维保方面的技术与管理人员;交通技师学院和镇江技校可以相应培养电动车维修、充电站维护、生产线操作等技术工人等。然而,人员培养有其滞后性,尤其高端人才培育很难一蹴而就,为此有必要从全国乃至海外引进高端技术人才,政府机构及用人单位应在工作条件、收入待遇、配偶随调、研发费用、生活设施、子女入学等方面给予适当倾斜,这样才能留住并用好人才。鉴于新能源电动汽车前期研发,生产及配套充电站建设等方面资金投入颇巨,仅一座大型充电站建设动辑上千万,资金缺口较大。可以采取梯度投资,逐步完善,使配套设施投资规模与投产速度相匹配。此外,汽车厂商由于巨额投资及技术和市场开发不确定性,囿于传统车型既得利益,对新能源电动车研发与生产积极性不高。这一心态亦会蔓延至金融领域,使电动汽车在研发、生产、配套设施建设,销售等方面的信贷规模与流向受到制约。为此政府要对各金融机构做适时引导,使其明确:加大相应信贷力度,支持科技型新能源交通“功在当代,利在千秋”,不能只顾眼前利益而忽视长远发展。此外应加强电动汽车在生产、研发、推广、日常维护等方面安全管理,促进信息化全面升级,以利于以电动汽车为龙头的新能源高新产业链逐步成形。 作者:凌峰朱冬林范灵单位:镇江市高等专科学校南京理工大学经济管理学院镇江市高等专科学校 电动汽车论文:电动汽车换电定价建议 《宁夏电力杂志》2014年第六期 1电动汽车的能耗成本 电动汽车的能耗成本主要包括建设成本、运营成本及电池折旧成本[1](电池由国家电网公司提供,但电池的折旧费用要摊到能耗成本之中)。在这里我们以单个换电站作为研究对象,假定电动汽车数量很多,换电站满负荷运营,计算出换电站的最大服务能力即能提供的最大能源补给的公里数,用以摊薄建设成本和运营成本。 1.4电动汽车换电成本将电动汽车能耗成本作为其换电成本,以上计算结果如表2所示。从表2可以看到,大客车的换电成本价格为5.25元/km,其中电池折旧所占比重最大。乘用车的换电成本价格为0.6元/km。 2电动汽车换电定价建议 2.1换电服务定价策略从市场情况分析来看,现阶段电动汽车能耗成本很高(电动大客车5.25元/km,而燃用天然气大客车则是1.42元/km,享受政府补贴的天然气公交车只需0.8元/km),如果按成本价格定价就无法吸引用户使用电动汽车。况且,现阶段银川地区的电动汽车充换电站仅有9座,而银川地区却有近40座天然气加气站,两者在服务便捷性上存在差距。但是,从可持续发展和绿色环保的角度看,电动汽车能耗成本下降存在很大的空间:随着电池技术的进步,2013年的电动汽车动力电池招标采购价格已经比2011年的采购价格下降25%,保守估计5年后还能下降50%~70%。如表3所示,随着国家推动电动汽车发展的相关政策逐步落实及政府对充换电网络建设提供资金补贴,电动汽车能耗成本会大幅度下降。而天然气作为不可再生能源,随着时间的推移储量将会越来越少,能耗成本会大幅上升。从表3中可以看到,如果能争取到50%的建站补贴,即电动汽车换电站建设成本降低一半;5年后,电动汽车动力电池价格下降70%,天然气价格上涨1倍以上;这几个条件同时实现的话,则电动汽车能耗成本均低于天然气车辆的能耗成本,电动汽车换电站比天然气加气站更具有竞争优势。因此,宁夏地区电动汽车换电服务的定价策略应是:积极争取政府补贴,先以具备市场竞争力的换电价格推动电动汽车的市场占有率,降低充换电网络经营风险,随着电池技术进步,换电价格逐步下降和竞争对手天然气价格的上升,在一定的时间范围内,最终实现充换电站的盈利。 2.2换电定价选择天然气车辆作为主要的竞争对手,电动汽车换电价格与天然气车辆的能耗成本价格挂钩,按约90%的比列收取。参考文献[2]的做法,根据实际情况,建议宁夏地区电动汽车换电价格如表4所示。电动公交车换电价格为0.8元/km。主要是争夺公交市场,虽然价格持平,但通过宣传电动汽车绿色无污染可以具备一定的竞争优势。普通电动大客车换电价格为1.25元/km。小型乘用车的换电价格为0.225元/km,都比天然气价格略低,以增加市场竞争力,吸引用户。 3效果和意义 (1)电动汽车换电定价建议已面向社会进行了意见征求:银川市公交公司对这个换电定价较为认可,在行驶成本基本相同的情况下,考虑到电动汽车环保、节能的优越性,愿意尝试使用电动公交车。银川地区的私家车主和出租车司机也表示,该换电定价比较具有吸引力。所以定价建议具有一定的市场可行性。(2)目前宁夏回族自治区经济和信息化委员会正在编写“‘十二五’期间宁夏电动汽车发展规划”,电动汽车换电定价建议可为其制定提供参考,对尽快实现规划目标有积极的促进作用。(3)电动汽车换电定价建议有助于实现电动汽车充换电站网络的市场化运营。 4结论 (1)电动汽车换电定价建议是通过调查、分析市场情况,综合考虑了宁夏地区交通车辆不同的能耗方式,论证了电动汽车换电服务网络的市场定位后提出的。(2)电动汽车换电定价建议具有可行性。虽然电动汽车换电服务的运营前期需取得政府补助,但随着电动汽车达到一定规模后,电池技术的不断进步,换电能耗成本将下降,预期5~7年后,电动汽车充换电价格可以不依靠政府补助参与市场竞争。(3)石油、天然气是不可再生能源,随着储量的下降,价格会越来越高,且以其为燃料的车辆还会产生环境污染问题。而电动汽车在节能环保、无污染零排放方面具有无可比拟的优势。所以电动汽车必将取代汽、柴油及天然气车辆,是未来交通工具的必然选择。 作者:刘德鹏单位:国网宁夏电力公司银川供电公司,
环境工程方面论文:微生物环境工程论文 1微生物对污染物的特性及降解 1.1微生物的特性 微生物具有繁殖速度、数量庞大、个体小、代谢能力强、容易突变等特点,和其他的生物相比较,微生物适应环境的能力更强。当外界环境发生变化时,例如存在新的化合物时,一些微生物能逐渐改变或者适应环境的变换,微生物能根据环境的变化,突变成新的群体,或者产生新的功能,适应环境的变化,微生物的这种特性使得它们成为降解环境的污染物主要部分。 1.2微生物降解 微生物能将生物外源性物质转换成毒性比较小,或者容易被其他微生物降解的化合物,例如降解转化杀虫剂DDT等。微生物对生物外源性物质的转化形式主要有脱卤(如DDT脱氯)、还原(如还原生物外源性物质的硝基)、水合反应(如有机氰的水合反映)等几种情况。洗涤剂化合物可以分为阳离子、阴离子、非离子、两极电解质等四种情况,随着洗涤剂的大量使用,排入环境中的洗涤剂越来越多,但洗涤剂造成的环境污染没有增加,经过研究表明,主要是由黄单胞菌、诺卡氏菌等微生物在防治洗涤剂引起的环境污染。微生物不仅能转化生物外源性物质,还能将这些物质分解掉,逐步将大分子化合物变小,有的物质则可以被彻底的降解为CO2、H2O等无毒无害化合物。 2微生物在废弃物处理中的应用 对于不同的环境污染问题和不同的环境污染类型,有不同的处理方法,总的来说,可以分为化学法、物理法、生物法等三大类,在进行处理污染物时,可以单独使用某种方法,也能几种方法结合使用。由于化学法和物理法的投资比较大、成本比较高,并且存在二次污染的现象,因此,常使用生物法进行处理。生物法是指利用系统中的生物,尤其是微生物,来转化、降解污染物,达到污染物处理的目的,生物法具有污染物处理速度快、效率高、消耗低、成本低、无二次污染等优点,在环境处理中有十分广泛的应用。 2.1城市垃圾生物处理技术 固体废弃物的处理方法有很多种,例如堆肥、填埋、焚烧、发电等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物进行自然发酵,这种方法的处理时间比较长,并且处理量比较小;垃圾填埋需要花费很长的时间,并且还会占用大量的土地,同时填埋的垃圾还有可能污染地下水源;而垃圾焚烧会产生大量的废气,引起二次污染,同时还有可能引起火灾隐患;因此,较好的垃圾处理方法是垃圾发电。随着科技的不断发展,新的城市垃圾生物处理技术逐渐被研发出来,这只给技术是先经过筛选,将可以回收的资源进行回收,然后加入具有特定功能的微生物进行厌氧发酵或者好氧发酵,并收集发酵过程中产生的沼气。充分发酵后的垃圾能当做肥料,用于农业生产中,这种处理方法的处理量,能自动控制发酵过程,并且发酵形成的肥料质量可以得到保证。 2.2污水生物处理技术 污水的处理方法也可以分为化学法、物理法、生物法三种,目前,在进行污水处理时,经常会使用生物法或者生物法与其他方法相结合的形式进行污水处理。根据污水处理系统中微生物的状况可以将生物法分成生物膜法、活性污泥法、悬浮细胞法等几种情况,其中活性污泥法在城市污水处理中应用最广泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行业的废水处理中比较常见。 3微生物对环境修复的作用 3.1生物修复 对于污染严重的环境,是不能利用垃圾处理或者废水处理的方法进行修复的,近年来,环境治理的专业人士研究出一种能治理大面积环境污染的技术,也就是生物修复技术。生物修复技术也可以称为生态恢复技术,这种技术是利用处理系统中的微生物的代谢活动,将污染现场的污染物浓度降低、转化、降解,将这些污染物转化为无害化物质或者元素,生物修复技术可以分为环境条件修饰和讲解污染物两种情况,目前,生物修复技术主要用于农田农药污染和石油污染中。 3.2生物杀虫剂 在进行农业生产时,采用化学农药很容易形成污染物富集的现象,而采用生物农药则能有效地避免这种现象出现。目前,生产运用最多的生物农药是由苏云金芽孢杆菌生产的BT生物杀虫剂,这种杀虫剂中含有有毒蛋白质,昆虫吞食后会中毒死亡,同时这种杀虫剂的主体是苏云金芽孢杆菌,不会对环境产生危害。BT生物杀虫剂是一种高效、安全的生物杀虫剂,能有效地防治农作物害虫,同时还能杀灭蚊虫,因此,在进行农业生产时,可以采用生物杀虫剂,从而有效地缓解环境污染的现象,促进环境修复。 4总结 随着生态环境的恶劣,人们的环保意识越来越强,对环境治理要求也越来越高,在进行环境治理过程中,传统的化学法、物理法往往会产生二次污染,而生物法能快速、高效的处理各种污染物,因此,在环境治工程中,要根据实际情况,选用的合理生物法,从而有效地提高环境治理质量。 作者:宋静佳单位:吉林市昌邑区环境保护局 环境工程方面论文:翻转课堂环境工程论文 一翻转课堂在环境工程物探课程中应用的意义 环境工程物探是地球探测与信息技术和应用地球物理专业都会开设的一门专业基础课,它涉及浅层地球物理勘探的多种方法,包括地震勘探、电法勘探、声波法探测和探地雷达探测等。是针对深度在0-200m范围内的地下介质的结构和性质开展地球物理探测的一门课程。由于本课程所涉及的探测方法多达五到七种,在有限的学习时间内,教师除了要让学生理解各种方法的原理、了解各类勘探的依据外,还要让学生掌握仪器设备的操作方法和探测数据的处理解释流程,并完成实践能力的锻炼,这对于课堂教学模式而言,是一个很难完成的任务。传统的课堂教学模式,学生只能被动地接受理论和实践中所涉及的各类知识,在课程短、内容多的教学条件下,学生获取知识像“放电影”的过程一样,被动地“观赏”了一遍,结果导致课程结束后,很多学生甚至连各种仪器最基本的连接和设置都没有学会,理论知识也会因为内容较多而产生混淆模糊,教学效果并不理想。针对这些问题,本文将通过引入翻转课堂的教学模式,以学生为主体来培养其理论学习的主动性,锻炼其实践过程中的可行性,最终达到符合环境工程物探这门课程的学习要求和教学目标。 二翻转课堂在环境工程物探课程中的应用 尝试本研究结合实际情况,在环境工程物探课程中的“探地雷达实验课”上,采用翻转课堂教学模式进行了初步的尝试。探地雷达是一种常用的浅层地球物理探测方法,依靠向地下发射高频脉冲电磁波并接收反射回波达到探测目的,具有无损、连续、高精度的探测特点。目前已经广泛应用于公路铁路检测、地埋管线探测、浅层水文地质环境调查等领域。探地雷达实验课需要预先设置探测内容,设计探测方案,完成仪器操作并处理分析数据,最后给出探测结果,这一整套过程具有环境工程物探这门课程中其他方法实验课的典型性。因此,选择该方法实验课进行翻转课堂教学,也具备该课程的代表性。 1翻转课堂的教学设计探 地雷达实验课通常的实施环境为学校内具有已知地埋管线的校园道路上方,学生在学习了雷达理论知识和探测原理的基础上,根据所学的仪器操作步骤和探测设计原理,对埋地管线开展探测,达到探明其位置和埋深的目的。该实验课的教学目标是验证学生的理论学习情况,并锻炼学生的实际操作能力。在该实验课开展前,学生在前期的课程中主要学习到的是探地雷达的原理和构造,以及仪器的结构和功能,并没有亲自开展过探测设计和仪器操作。在课堂上有限的时间内,学生通过被动的学习这些知识,很难形成一整套工作方案,导致实际探测效果不理想。此外,在实验课中学生往往只对实验仪器本身感兴趣,忽略了重要的探测设计步骤,这又会导致增加了操作的盲目性,从而达不到预期的探测效果。本文为解决上述问题,按照翻转课堂的教学理念进行了以下课程设计:在实验课开始前,学生依据教师制作的视频和手册等学习内容进行理论学习;实验课上,教师将学生进行分组,并将大多数时间交给学生独立操作,仅留20分钟进行总结和讨论;然后,学生以小组形式完成探测实验报告。最后,教师通过对学生提交的报告对本次教学进行评估,以邮件的形式纠正学生在实验中出现的问题。 2翻转课堂的教学过程 根据上述的教学设计,本研究对该课程的探地雷达实验课完成了以下的教学过程:一,在实验课开始前,教师将相关的探地雷达理论知识和勘探设计依据,使用视频录制软件制作成基于PPT(PowerPoint)的教学视频,提前一周发给学生,使学生有学习准备时间,能够充分掌握知识。二,同样在实验课开始前,教师将依据课程所使用的中国矿业大学(北京)自主研发的GR(Geol-ogyRadar)探地雷达系统、GR软件处理系统,和本次实验课的探测目标,编制仪器操作手册和软件使用说明。这部分内容是将围绕地埋管线进行的探地雷达采集参数设置、测线布置原则和数据处理流程编制成册,让学生结合理论知识预先熟悉工作流程,并思考工作步骤中的细节。三,在授课过程中,首先对学生进行以10人为单位的分组,充分发挥“翻转”理念,以学生为主导让各小组自由安排探测中的各项任务。在各组分别开始探测工作的过程中,教师首先规定本次探测的总时间,并不主动干预他们的独立工作进程,仅在发生容易导致仪器损坏的操作或其他严重错误时才主动介入,其余时间仅接受学生的提问和咨询。四,课时的最后20分钟,教师对各组的探测过程和结果进行点评,并提出让学生思考的问题和探测报告的要求。五,课程结束后一周内,学生将报告以邮件形式发给教师作为教学的评价依据,教师也将通过邮件点评报告中的问题和学生的思考,并对探测过程和探测成果进行总结评分。 3翻转课堂的实施效果 通过上述翻转课堂教学在探地雷达实验课程中的实施,发现将理论和操作过程的学习放在课外,学生可以有充分的时间学习预备知识,并讨论设计课堂上的探测方案。这样,学生大多可以在课堂时间内较独立地完成一整套的探测工作,节约了课堂时间的同时,也克服了探测目标的不明确性和仪器操作的盲目性。这种以主动学习来解决问题的教学方法,对于理论学习和操作实践的教学效果明显好于单纯的教师讲解。绝大多数学生都会为了达到实验课上的管线位置探测目标而思考、准备。并且在分组条件下,学生更能够集思广益,通过相互提醒、沟通的方式,思考小组其他成员的思路,弥补自身方案设计上的不足,最终每个小组所开展的实验、方法都很合理、完善。而课堂时间中最后20分钟的教师点评,又非常好地确保实验课教学效果,即使大多数同学都出现的小错误,也可以在这个环节里被及时纠正。最后,通过布置学生撰写实验报告,达到了一个完整探测过程的拟真化,让学生切实感觉到自己在做一项工作,增强了他们的信心,也激发了他们的兴趣。而教师则可以根据这份报告对学生知识的掌握情况进行判断和评价。电子邮件的交流则针对报告中的错误或问题,给学生又增加一次纠正或改进的学习机会。因此,翻转课堂的实施,提高了学生在实际操作上的信心,增加了学生对学习的兴趣,同时也让他们体会到使用专业知识解决实际问题的成就感,提高了他们对专业学习的兴趣和自觉性。另外,也锻炼了学生之间的交流和沟通能力。 三结语 本研究通过在环境工程物探教学中实施翻转课堂理念,根据在这一理念下的教学设计、教学过程和教学效果的分析,发现该方法在环境工程物探课程的探地雷达实验课中能充分发挥学生的主导性,提使学生获得了学习的主动权,提高了学生的实际操作能力,有利于提升教学效果。但是,翻转课堂中教师的工作任务较普通教学方式增加较多,除了花费大量时间设计课程、制作教学视频和教学资料外,组织课堂讨论、答疑解惑、评估和反馈等现场教学工作也比单一的讲述更加繁重。不过也正是由于教师付出了更多,才使得学生在课堂的有限时间内获得了更多的锻炼和适应机会,并对知识的掌握更加牢固。因此,翻转课堂理念在环境工程物探专业的教学中是可行的,适合进一步推广和应用。 作者:崔凡单位:中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室 环境工程方面论文:污水处理城市环境工程论文 一环境工程的概述 所谓环境工程,简而言之就是指有关保护环境方面的一些科学技术。详细的来说,就是为了在发展经济的同时能够避免环境污染并能够提高环境质量的相关举措。环境工程所涉及的学科领域较为广泛,它不仅包括最基本的生态学,还包括环境医学、环境物理学、环境化学等等,此外,环境工程建设内容也较为复杂,难以掌握。环境工程建设是近些年来出现在城市化建设过程中的新兴科学技术,在很多方面的研究还并不成熟,只见雏形。就当前而言,这种科学技术的应用主要表现在污水处理、固体废弃物处理、大气污染处理以及城市绿化建设等。就我个人而言,我认为环境工程建设解决了当前城市发展中几个基本而且主要的问题,同时也是城市发展所面临急需解决的问题。不可否认的是,城市建设与城市环境工程建设不可分割,当然城市环境的优劣也与我们自身利益密切相关这也是毋庸置疑的。因此,我们必须要把环境工程建设作为城市建设的前提条件,使城市建设与环境工程建设紧密结合,要在保护环境的基础上促进城市各方面的发展。 二城市环境工程建设面临的难点问题 1城市的污水没有得到及时处理问题 城市生活的污水主要有三个来源:生活污水、工业废水和城市径流污水。城市环境工程建设当中,污水的处理是一个很重要的方面,但是,目前存在的问题主要是污水处理实施比较落后,在每个区域建设当中存在着很大的不平衡性。污水处理不及时,污水的回收率差,没有进行集中处理等等。这些都是城市环境工程建设面临的重大问题。 2城市生活垃圾没有进行无公害的处理 在城市环境工程建设当中,对城市生活垃圾的处理还停留在传统的做法上,或者采用运输到郊区进行掩埋的办法或者是进行焚烧处理而已。这种办法存在着投资大、运转成本高,同时垃圾中的有用资源也会被烧毁,加上,现有国内焚烧厂运行均比较困难。没有进行生活垃圾的无公害处理是城市环境工程建设的一个相当严重的问题。 3城市园林绿化建设相对落后 园林建设在城市环境工程建设当中有着很重要的作用,不仅能够降低城市的噪声和空气污染,还能够改善城市的居住环境,提升居住品质。但是在我国的城市建设当中,对城市的园林绿化建设重视不够,片面地强调加大商品房和高档住宅的建设,导致很多城市布局紧密,没有足够的绿化空间。我国城市的园林绿化和发达国家之间存在着很大的差距,在各地的城市发展当中,建设水平也不一致。总体上看,城市园林绿化建设相对落后于城市的高速建设发展,将会严重限制未来城市的进步。 三城市环境工程建设难点的应对措施 1提高对环境工程建设的认识,加强宣传和监督 城市环境工程建设不是城市建设部门自家的事情,而是和广大的市民联系在一起的。为了能够最大限度地调动社会上的力量,参与到城市环境工程建设当中去,不仅要求相关的建设工作者提高对环境工程建设的认识,还要加大对环境工程建设的宣传,号召社会力量结合起来,进行必要的监督。让广大的市民对环境工程建设有所了解,提出对环境工程建设的意见,加快城市环境工程的建设步伐。 2鼓励社会多元化的投资,强化环境工程建设的体制建设 城市环境工程是一项耗资比较大的工程,在发展当中不仅要求政府提供必要的财力支持,还鼓励社会上多元的投资力量参与到其中来。建立起必要的环境引导机制,加强宣传,加大政府对这些参与者的奖励和维持,调动他们的建设积极性,推动整个城市环境建设的发展。 3充分发挥政府的管理职能,做好协调工作 对环境工程项目的规划、土地、立项、环评、贷款等前期工作中遇到的问题及时解决。加大对有关部门的管理考核。在进行一项环境建设工程的过程当中,需要结合环境的评估,对该项目进行引导和监督。在建设的开始就做好环境保护工作,避免城市建设和环境保护不相协调的情况。 4加大技术的发展 推进城市的污水处理和垃圾处理。城市的污水处理和垃圾处理是两个重点的工作,需要有一定的技术支持。要对污水处理企业的垃圾处理部门进行监督管理,督促他们运用比较合理的方式,进行污水和垃圾的处理。还要求出台相关的政策措施,一方面对这些企业进行保护,一方面需要有相应的优惠政策的鼓励,让他们能够积极主动地采用比较先进的技术,进行开发、生产、推广、应用绿色建筑技术和产品。运用高新科技,是城市环境工程建设当中的一个重要方面,也是环境工程建设收到效果的重要保证。 四结束语 城市发展是整个国家经济快速发展的根本,而城市环境工程建设又是城市得以健康发展的基础,城市环境工程建设不仅关乎国家经济发展的前提,也与我们自身利益密切相关,由此看来,城市环境工程建设尤为重要。然而,为了使环境工程建设得到良好发展,政府在给予大力支持的同时,每个公民都应树立较强的环保意识,为环境工程建设贡献自己的一份微薄之力。总而言之,言而总之,要在当今各国竞争日益激烈的国际大形势下促进我国经济的又好又快发展,我们必须要搞好城市环境工程建设,在此基础上大力发展经济,真正做到坚持科学发展观,走可持续发展道路,实现生态发展。 作者:曲进单位:辽宁碧海环境保护工程监理有限公司 环境工程方面论文:学生实践动手能力环境工程论文 一、提高环境工程专业学生实践动手能力的途径及方法 1.推进教学模式改革,以案例、问题、项目为中心组织教学 近年来,我校环境工程专业根据专业培养目标,积极探寻教学模式改革,采用案例型教学及前沿学术动态研究型教学两种方法相结合,培养学生的实践能力和创新能力。各专业任课教师均具有较强的专业实践能力,比如针对“环境评价”这门课,在授课中教师将枯燥的理论和实际应用有机结合起来,让学生对理论知识有形象直观的认识。比如在讲授“建设项目分类管理”时,教师会选用一些实际项目的基本概况让学生通过查阅国家分类管理名录,判断各项目属环境影响报告书还是报告表、登记表,让学生学会如何应用理论知识。此外,主讲教师还从近年来完成的环境评价项目中挑选一些有代表性的案例纳入课堂教学内容,让学生提前查阅项目的生产状况、生产工艺,在课堂上先让学生对污染物的产生节点、污染物的处理及排放等情况进行讲解,然后主讲教师进行点评及修正。教师将实际环境评价案例与理论教学紧密结合,将枯燥的理论文字转化为实际应用。此外,针对部分具有科研性质的理论授课内容,教师则布置学生查阅与授课内容相关的前沿科研文献,让学生利用学校图书馆及网络查阅国内外期刊网、国家环境保护相关网站和其他专业技术网站等进行知识归纳和总结整理,形成自己的观点和想法,有效培养和提高了学生查阅文献、分析问题和解决问题的能力。同时,针对和实际应用密切相关的课程,聘请在企业工作的工程师进入课堂,讲授和实践工程相关的专业课程。以工程师作为教师可进入课堂,也是切合了我国对“卓越工程师计划”中对学生培养的要求,同时也为学生带来更多实际应用中本专业的问题,以及先进的设备、方法,也使得学生在课堂中充分了解了企业的需求和变化,进一步提升自身课堂知识的实际应用能力。 2.优化环境工程专业课程设置 针对目前环境工程专业人才培养过程中存在的问题,进一步适应社会需求,以培养学生工程实践和创新能力为指导,促进学生多元发展,在专业基础课程和专业课程的课堂讲授、课堂实验、课程设计、基础及专业课程的综合大实验以及毕业设计中,涵盖了环境污染治理工程设计、环境污染监测、环境规划与评价等基础理论和工程实践知识体系。环境污染治理工程设计在原有水、气、固三大方面课程的基础上,增设了“特种废水处理技术”、“工程项目管理”、“环境工程施工技术”、“给水工程”等选修课程,同时增加了环境工程课程设计的内容和课时,由原来的1个综合的课程设计调整为4个和课程直接相关的课程设计,这样可以使学生在课程理论学习和实践设计中进一步完善自身的污染治理工程设计能力、实践能力和施工能力。 3.依托各种竞赛,培养学生创新实践动手能力 探索和实践是人类发现和认识新事物以及新规律的重要手段。而如何使学生能够自发的去探索和实践是培养学生创新型实践动手能力的关键问题。考虑到此问题,我校积极开展各种科技竞赛的宣传,鼓励学生广泛参与,以此来带动学生的积极性,使学生能够自主地进入实验室进行探索和实践。同时我校还为学生的创新活动提供了“科创基金”。学生根据自己的兴趣爱好,在老师的指导下组成5~7人左右的科创小组,自己选择研究项目的题目,自己设计研究方案,撰写项目申请报告,并向立项评审组作申请答辩,阐明此研究项目的重要性、可行性和创新点等问题。项目批准后可获得基金资助,在导师指导下,在相应实验室内完成项目研究,并向评审小组作结题答辩,提交结题报告。针对学生的各种科技创新实验,环境工程专业的所有实验室给学生提供了良好的科研创新环境和条件,由于地点和设备的限制,专业教学实验室采用分时段使用的原则,在非专业教学时间,通过需要实验室学生的申请,可对学生全天候开放,真正锻炼了学生的实践动手能力和创新能力。 4.拓展学生视野的多样性实习实训模式 在各工科类高校中,实习、实训都是一种有悠久传统的培养学生实践能力的教学模式。实习、实训为学生创造了实际工作环境,是他们将所学知识应用于实践,适应社会,提高综合实践能力的重要环节。首先,安排学生在学习完专业基础课后、学习专业课之前,先到污水处理厂、湿地、植物园和环保设备实验室等单位进行认识实习,先了解周边典型的环境状况,以及污染物处理等情况和处理工艺、面临的难题,将现状和问题带回来,在专业科的教授中有针对性地对这些问题进行讲解探讨,教师和同学一起提出一些合理化建议和技术改进措施,使学生必须面对实际问题,不能纸上谈兵。其次,还充分利用学校现有的教学资源和良好的环境资源,对部分课程的实习内容进行了拓展,对本地区的海洋、河道和部分区域的水、土壤和大气进行环境评价,学生按照提供的原始资料,自行确定取样断面,采集样品并进行分析监测,然后利用系统分析的方法完成评价要求,撰写评价报告,这一举措让学生非常完整地经历了环境评价的所有过程,对提高学生的综合能力大有裨益。 二、基于“3+1”培养模式的毕业设计(论文)运作模式 “3+1”的培养模式是我校特有的人才培养模式,此培养模式中“3”是指将原本需要在四年时间内完成的课程学习时间安排在三年的时间完成,而“1”是指在大学第四年的时间里,没有课程的安排,整年的时间主要以毕业设计(论文)为主。这样的培养模式可以充分发挥大四学年的利用效率,也可以因材施教,更好地培养学生的实践动手能力。①科学选择毕业设计(论文)题目,充分利用“1”的时间。选题是否合理、是否科学是做好毕业设计的前提。指导教师根据自己的科研前沿内容和实际生产的需求,提出和解决实际问题相关的毕业题目,然后,学生结合自己的兴趣和以后的工作预期进行题目的选题。在“1”的期间内,学生可以充分调研和题目相关的企业、工厂,并利用学校和社会的各种资源完成毕业设计(论文)。②利用校外资源,研学结合的模式。由于我校特殊的“3+1”人才培养模式,我校大四学生在毕业设计期间,时间较充分,可以灵活应用。为了充分发挥我校“3+1”培养模式的优点,同时结合环境工程专业特点,积极寻找可以合作的校外资源,如北京大学环境学院、秦皇岛第一污水厂、秦皇岛第六污水厂、深圳职业技术学院、中国环境科学研究院固体废物污染控制研究所等。将学生的毕业设计题目和校外毕业实习综合一体,可以使学生在提前接触到环境工程专业工作的实质的同时,也完成了自己的毕业论文。 三、总结 综上所述,对于环境工程专业学生实践动手能力的培养,仍然需要充分发挥教师、学生两方面的积极性,加强师生互动,增加学生参与各种科研、实验的机会,努力提高环境工程专业学生的实践动手能力。 作者:李娜周秀艳吴明松王玉恒赵喆杨柏林单位:东北大学秦皇岛分校 环境工程方面论文:课程建设环境工程论文 一、多媒体课件及课程网站的建设 通过增加多媒体课件,让学生主动搜集材料,与教师课件形成互动,双方讨论较多,由此实现课程建设上的良性循环。其次,环境工程微生物学相关课程网站的建设是今后课程建设的必要性工作。目前已经进入信息化时代,教师的理论仅是一种必要性辅助和参考,学生才是主体。网站建设工作不能一蹴而就,必须在学生之中展开调查,并且结合学校情况展开,是一项长期课程建设工作。 二、课堂教学环节的建设 在环境工程微生物学的课程建设中,我们还需在课堂教学环节的建设上努力,一方面减少课堂中的各种废话,另一方面加强实际案例分析,让课堂教学犹如实际工作一样,告别之前的枯燥、无聊。在课堂教学环节建设中,可首先进行课程章节编排,不要完全按照教材指示做,而应根据学生学习能力和之前知识掌握决定。之后,在具体教学工作中,必须保证实际案例的大量分析。例如,介绍微生物营养类型时讲述自养微生物与异养微生物的特点,并引申出炼油厂废水处理工艺顺序,将微生物营养代谢特点与相应工艺流程结合起来。又如讲解微生物的鉴别培养基内容时,以大肠菌群检测操作视频为例,不仅使学生掌握鉴别培养基的组成及鉴别原理,而且了解水质检测的基本操作。最后,应引导学生主动学习,形成自己的知识脉络和应用能力。 三、实践教学环节的建设 面对社会对环境工程微生物学类型人才的需求,实践工作中的培养已经成为课程建设的必要环节。本文认为,在环境工程微生物学课程建设中还应该增加实践教学环节。目前,国家在教育方面的投入力度较大,校方可与一些环境工程微生物学的企业相互联系,带领学生参观企业内部或者一些产品制作,让学生了解自己的知识运用方向和研究方向,在实习过程中学生能找到符合自己的职位,对今后人才培养具有较大积极意义。因此,实践教学环节建设应在日后课程建设中当做重点对待,且不应贸然地联系企业或者实习单位,应在充分调查研究后决定,减少学习阻力。本文对环境工程微生物学课程建设展开讨论,从现有课程看,环境工程微生物学与过去相比有了较大改变,学生在学习过程中虽然增加了一些挑战,但更愿意用自己的所学所用应对挑战,完善自身的知识体系。同时,相关院校还成立了环境工程微生物学课程建设小组,不断研究与分析,如何才能促使该课程更丰富,该举措具有较大的积极意义。相信日后环境工程微生物学在课程建设及实践方面,能够获得更大的教学成果和更多的人才。 作者:王锦瑞单位:上海市环境学校 环境工程方面论文:民族院校环境工程论文 一、民族院校环境工程专业学生工程实践能力提升对策 第一,转变教育理念:理论和实践并重。各民族院校应该注重能力培养,着力提高环境工程专业学生的实践能力和创新能力。要把环境工程专业学生培养成多能的复合型人才,既要有过硬的基础知识,又要有较强的工程实践能力。不但要强调理论学习,而且还要强调工程实践能力的培养。第二,加强工程实践基地的建设。实践时间短、实践基地建设困难、实践经费少、实践基地难找等等因素是环境工程专业学生工程实践效果不理想的直接原因,要解决这些棘手的问题,最主要的就是要建立稳定的实践基地。首先,要加强校内各实验室的建设。校内实验室的实践过程是培养学生实践能力一个最基本的环节。目前,一些民族高校实验室建设和管理经费不足,导致实验室的软件、硬件建设都跟不学生扩招速度,因此民族院校必须要加大投入,为学生提供最基本的实训场所。其次,要加强校内实践基地的建设。校内实习基地是大学生进行真实情景模拟的场所,是向社会实践过渡的桥梁,民族院校应该尽可能多地建立一些校办工厂、工程训练中心等作为校内实践场地。例如我校环境工程专业建立了中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心、重金属废水处理工程技术中心,不仅为学生提供了工程实践锻炼场地,同时加快了学校教学科研成果的转化,促进产学研的发展。再次,要加强校外实践基地的建设,校外基地是提高大学生工程实践能力最重要途径。第三,建立和完善学生工程实践能力的考核体系。要强化工程实践能力的培养,就必须将各实践教学环节的各个要素作为考评指标来建立一个综合评价体系,由此来评价学生的工程实践能力。具体来说,环境工程专业学生工程实践能力的多元评价因子,包括以下内容:基本实践教学、校内实践教学和校外实践教学基本实践教学主要包括基础实验和专业实验。基础实验主要有分析化学、仪器分析、无机化学、有机化学、物理化学实验。专业实验有环境工程原理实验、环境化学实验、环境监测实验、水污染控制工程实验、大气污染控制实验、固体废弃物处理处置、环境微生物实验、环境物理污染控制实验以及环境工程CAD绘图上机实习。校内实践教学包括课程设计、毕业(论文)设计、课外实践活动,校外实践教学包括认识实习、金工实习、生产实习、毕业实习、社会实践。将上述三大类中的各个评价因子纳入环境工程专业学生工程实践能力综合评价体系,最终评定学生的工程实践能力成绩,工程实践综合成绩与学生的评优、评先和推免挂钩,激发学生的积极性,来提高环境工程专业学生的工程实践能力。 二、学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面的做法 学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面做了探索,将培养模式、培养目标、课程体系、师资队伍、实践条件(校内外)、企业学习资源等有机的融为一体,并融入到整个培养过程中。主要在以下五个方面做了探索:学制:采用“3+1”人才培养模式:其中3由两部分组成:两年的基础能力培养,即自然科学基础课程学习和在第三年配备专业导师,学习专业课,进行一年的专业能力培养;1是指一年的企业工程实践能力培养,即学生在武汉水务集团排水发展有限公司、武汉森泰环保工程有限公司等企业进行学习,深入开展工程实践活动,参与企业技术创新。战略:实施SEI(科学、工程和创新)三种教育一体化的人才培养战略。高度重视学生培养质量,构建学生自我评价、教师评价、用人单位评价和行业评价多元综合评价体系。结合“民族院校”和“环境工程”专业自身特点,以环保产业的人才需求为出发点,不断优化工程实践能力培养目标,来提高学校环境工程专业毕业学生的就业优秀竞争力。分流:在培养教学环节上,采取“多途径、多规格”的动态,与美国加州大学、意大利罗马大学等高校合作,通过“普通班+国际化教学实验班”的结合,通过多种途径选拔学生进入,也实行淘汰机制进行分流。优秀学生在毕业后推荐到国外高校继续深造或合作企业工作,以激发学生的积极性。模块:构建了基于MSET(数学、科学、工程和技术)一体化的知识模块和基于DSTS(设计、模拟、测试、管理)一体化的能力模块,EPCM(工程、采购、建设、管理)一体化的实践模块。所有课程的培养均按模块化进行设置,学生课程包括通识课程、学科基础课程和专业课程三大模块。学生根据自己兴趣爱好选择某一课程模块修读一定的学分。工程实践作为一门应用实践类课程,学生可以通过科技竞赛获奖、参与科研创新、参与企业实践等多种方法获得相应学分,只要修满规定学分即可毕业,这充分调动了学生学习的积极性。特色:以工业水处理为特色,注重优秀课程的建设。进一步强化《水污染控制工程》专业课程的建设,建设方向要充分反映环保行业主流技术与前言方向。通过重金属废水处理工程技术中心和中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心两个校内基地的建设,科研带动教学,将科研成果转化为工程实践能力培养的教学资源,体现学校环境工程专业以“工业水处理”为优秀的学科特色。 三、结语 民族院校主要以少数民族学生为主,环境工程专业学生的工程实践能力与发达地区学生相比还有一定的差距,而环境工程专业又是一门应用型、技术性和实践性很强学科,因此,民族院校应该结合自身办学特点,把培养学生工程实践能力放在突出的位置,将工程实践能力的培养与教学内容、教学手段、教学方法相统一,逐步完善了实践教学体系。 作者:陈绍华杜冬云孙杰单位:中南民族大学化学与材料科学学院 环境工程方面论文:专业实践教学环境工程论文 一、环境工程专业实践教学必要性 实践教学是巩固和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新能力和创新精神的高素质人才的重要环节,是理论联系实际、培养学生实际动手和操作能力的重要平台。加强实践教学已经成为我国高等教育发展的必然潮流。高等学校的实验和实践环节是培养学生创新精神和创新能力最重要的场所。充分意识到实践教学在人才培养过程中的重要分量,针对环境工程专业特点,加强环境工程专业实践教学环节,在实践中培养学生的创新能力,已经成为新世纪人才培养和教育改革的要求。环境工程学科作为一门实践性很强的综合性学科,它主要是充分运用物理、化学、生物、生态、水文地质、法律、经济等多种学科的知识,综合系统的研究人类与环境相互作用及其控制和调整途径,用工程手段防治和解决有关环境污染问题。我国环境工程教育始于20世纪70年代末,随着国家对环保的重视,开设环境工程专业的高校占比由1977年的0.8%上升至2004年的37.9%。到2004年,设置环境工程专业的国内高校已达到247个。每年这些高校为国家输送了大量的环境专业人才。但是,众所周知,环境专业就业前景一直不是很理想,就业率一直低于兄弟专业给水排水工程,其原因可能和环境工程的实践教学不足有关。无论从环境工程的专业特点还是从当前环境专业学生的就业率,笔者认为在环境工程的教学过程中强化实践教学环节是必要且必须的,同时教研工作者还要不断更新实践教学的内容和形式。 二、开展环境工程实践教学的原则 实用型原则开展环境工程专业实践教学,要和专业岗位的要求相一致,与专业岗位发展密切相关。以此为原则构建一个层次清楚、分工具体的实践教学体系。如实验、实训教学平台可按照基础实验技能平台、专业岗位技能实训平台、专业岗位实践平台三大步进行设置。混合型原则混合型原则主要是指专业与实践指导教师的混合、理论和实践教学的混合、实验室与教室的混合等方面,淡化理论与实践教学、专业与实践指导教师、实验室与教室的界限,打破原来按学科设置实验室的传统布局,重新整合实践教学设施,形成一体化混合实践教学模式。 三、环境工程专业实践教学的方法探讨 1.在理论课教学当中紧密联系实际问题调动学生学习的积极性和主动性是有效提高教学效果的重要因素。课堂上,仅仅讲授一些理论知识,很难激发所有学生的学习兴趣,但如果在理论讲学过程中,能和实践知识很好的结合起来,就有可能达到事半功倍的效果。比如,笔者在讲授《环境工程概预算》这门课时,由于一开始只注重理论教学,给学生机械的灌输一些理论知识,就发现在课堂上很多学生注意力不集中;后来我通过课后的问卷调查发现,很多概念学生搞不明白,因此听起来也就没有兴趣。我这才恍然大悟,该门课程实践性较强,和实际问题结合起来讲授效果才会更好。因此,在随后的课程里,我举了大量的工程实例结合基本概念进行讲解,学生的学习兴趣和积极性果然有大幅度提高。 2.强化学生基本实验技能的培养笔者认为,为了学生更好的消化在课堂上学习的理论知识,应当强化学生实验课程的力度,能够有条件开设实验的课程都要安排专门的实验学时。针对实验教学,老师要合理安排实验内容,并在实验之前要求每个学生掌握实验原理和意义,而不是学生实验课上机械的动动手,走走形式。在实验课上,老师应加强和学生得互动性,多给学生提一些问题让学生思考,学生能够独立完成的实验尽量由学生亲自动手完成。这样通过一次实验课程既锻炼了学生的实验技能,又让学生在实际操作过程中加深了对理论知识的理解。 3.实践性教学环节应与实际工程或科研项目相结合环境工程专业的课程设计、毕业实习、毕业设计(论文)等实践性教学环节,有条件可以与教师的实际工程或科研项目相结合,那将比单纯的凭空想象的设计产生更好的教学效果。教师的科研项目或工程项目一般都含有环境工程技术新发展的成分,相关的实验研究、工程设计、设备调试都可以结合本科生的教学工作来实施。产学研相结合,让学生参与到实际的工程或科研项目中,学生将受益匪浅。比如,“大学生创新计划”就是一个很好的产学研相结合的成功范例。 四、结语 开展环境工程专业实践教学,一方面可以推动环境工程专业学科建设,另一方面可以培养和提高学生的综合素质。而如何为学生提供科学合理的实践教学体系,需要教研工作者长期关注和投入,任课教师更要结合社会实际需求、教学改革及课程建设要求等方面,不断健全环境工程专业实践教学体系。 作者:张彬谷晋川梅自良冯栩魏春梅单位:西华大学食品与生物工程学院 环境工程方面论文:实施装备环境工程论文 一、环境工程的实施 1.加强环境工程策划承制方应在方案阶段开展环境工程策划,制定环境工程工作计划,并在后期不断地完善和调整。在工作计划中全面规划装备研制、生产和使用各阶段的环境工作,在各种资源上加以保证,明确分阶段的环境工程工作评审,与研制阶段性评审相结合。在计划执行方面加以监督和控制。承制方应建立运行环境信息管理系统,并与型号故障报告、分析及纠正措施(FRACAS)系统相结合。装备环境信息管理系统作为装备全寿命周期的环境备忘录,全面、真实地记录产品研制、生产和使用过程中的环境信息,为本型号装备的环境适应性设计、试验与评价提供充分的支持,也为相似型号产品的设计与改进提供借鉴。本所装备研制生产故障数据表明,因供方产品环境适应性问题导致的故障占装备故障总数的70%以上。因此,在日益增加的、未研制过军品的单位参与装备研制生产配套的情况下,对供方严格地监督与控制尤显重要。承制方应在研制前期与相关供方沟通产品的实际使用要求,对供方产品提出明确的环境定量要求及监督控制办法,包括验收准则等。对环境试验或者服役使用中发现的供方产品故障,应会同其一起进行原因分析与纠正措施的制定、验证工作。 2.收集环境数据,开展装备实际使用环境研究分析环境分析应以环境数据为基础,在目前我国环境数据技术相对落后的情况下,更应提高对该工作的重视程度。确定寿命期环境剖面与编制使用环境文件是环境分析工作的起点与难点,订购方需在承制方的协助下完成。在可以从现有的数据库、模型或者仿真中获取有关数据的情况下,还应对数据质量和数据量进行分析和判断,以确定其可用性、有效性和可信度;当无法从数据库或其他数据源收集到足够可用的数据时,则应制定并实施使用环境数据实测计划,以获取使用环境数据类型及量值。订购方和承制方应实事求是、高度重视使用环境研究分析工作,消除环境适应性需求模糊等问题,为环境工程的实施提供准确的需求信息。有效地开展环境适应性设计和预计分析一旦形成了明确、定量的环境适应性需求,就应该严格纳入环境设计阶段。环境适应性设计准则应根据产品特点、环境数据,以及相关标准、手册和工程经验制定。环境设计以环境适应性设计准则为基础,并根据不同的环境对装备不同的破坏机理和影响,选择耐环境能力强的材料、元器件和工艺,以提高装备对预设环境的抵抗能力,或者考虑采取减缓其所在局部环境的严酷度等措施。环境设计完成后,应通过自然环境适应性和平台环境适应性分析和预计技术(包括环境仿真),分析和预计装备对未来自然和平台环境的适应性,通过分析和预计找出产品耐环境水平和薄弱环节,影响、改进设计,从而减少实物试验的反复,节省研制成本。 3.重视研制试验,合理考核试验,开展自然环境、使用环境试验在型号产品的研制过程中,承制方应尽早地开展环境研制试验,将产品设计缺陷激发为故障,尽早地发现不足并加以改进。不少承制单位对装备初样阶段的环境研制试验重视不够,导致环境适应性问题在最后的鉴定阶段甚至使用中暴露出来,解决起来需要付出更大的代价。对于装备的环境考核试验,应根据GJB150的要求,依据实际的环境参数,对环境考核试验进行裁剪,合理地设置考核应力种类、参数,尽可能地保证装备按照真实的环境进行试验考核。避免某种忽视实际的环境参数,一律按照最严酷条件进行试验的情况,提高装备的费效比和使用寿命。环境试验大纲的剪裁工作应充分地结合环境分析,明确装备的环境适应性要求,并通过评审等形式确定。自然环境试验是环境工程的一项基础性工作,是装备材料、元器件和构件等耐腐蚀能力信息的重要来源,能为设计人员改进设计提供充分的依据。使用环境试验是产品在其使用平台上,处于真实的使用环境、负载和接口的情况下进行的,是一种最真实的环境试验。承制方应提前策划,拟制使用环境试验大纲,会同使用方一起实施,及时地收集装备的使用数据,为真实地评价装备的实际环境适应性,以及后续装备的环境适应性改进设计提供准确的输入。 二、结论 综合上述分析,得到以下基本结论:目前海用装备环境适应性问题较突出,是影响装备研制生产和战备完好性、使用可靠性的重要因素之一。解决目前装备的环境适应性问题,仅靠“头痛医头”的方式,被动地解决出现的问题是不行的,必须在装备全寿命周期实施环境工程,才能提高装备的“本质环境适应性”。要实施装备环境工程,必须按GJB4239的要求,从环境工程策划入手,狠抓环境数据收集分析、环境适应性设计分析和预计,尽早地开展环境研制试验、合理地进行环境考核试验;同时,通过开展自然环境试验、使用环境试验获得宝贵数据,为现役装备改进和后续装备环境工程策划与实施提供可靠的输入。 作者:裴嵩单位:中船重工集团公司第七二三研究所
农业机械制造自动化的运用:农业机械制造自动化的运用 摘要:伴随着社会经济的快速发展,机械制造自动化技术在各个行业当中显现出明显的作用和应用意义。在市场经济的冲击之下,农产品的生产市场有了全新的发展空间,当前的农业生产效率已经无法满足社会的需求,机械自动化技术在农业生产当中的应用显得格外迫切。对此,本文详细分析了机械制造自动化及其在农业当中的应用。 关键词:农业生产;机械制造;应用;自动化技术 我国是一个农业大国,农业生产和农业经济对于我国而言非常重要。为了更好地提高农业生产效率,在农业生产过程中,合理地应用行之有效的机械制造自动化技术,对于提升农业生产有着明显的推动作用。在农业生产当中借助机械制造自动化,不仅可以大大减少农民的工作量,还可以显著提升劳动生产的舒适性以及效率,实现成本节约的同时,还可以显著优化农产品的生产。因此,探讨农业机械制造自动化的应用具有显著意义。 1机械制造自动化技术 机械制造主要是按照机械设计的最终效果发展生产以及制造的过程,其中会涉及许多类型的设备,例如工业当中的仪器仪表、机床等机械设备,在农业生产中主要是一些能够提高农业生产行为效率的机械设备。近些年,我国机械制造行业的发展速度十分明显,并且也获得了大量的创新成就。通过相应的研究,我国机械制造行业目前已经处于国际先进水准,同时逐渐向自动化、数字化、智能化的方向发展。其中,虚拟化、自动化是主要发展目标,通过虚拟化的控制,自动化的操作与控制可以实现更好的优化生产效率和效果的目的。机械自动化技术可以为农业生产提供至少以下几个方面的优势和特点:优化产品质量、提高生产效率、控制生产周期、控制生产成本、提升经济效益、降低人工劳动力投入、实现生产环境环保型,推动相应行业与技术不断发展和创新。 2农业机械制造自动化的应用现状 机械自动化技术是农业生产中最为重要且应用意义巨大的一种技术,国外一些发达国家,已经能够将大量的农业机械制造自动化技术应用到农业生产当中,并且在农业生产中的收割、整理、筛选、加工、包装等流程中应用自动化机械,可以实现自动化的生产效果。农业机械制造自动化技术仍然需要坚实的科学技术为基础,其中主要包含计算机集成制造系统、计算机辅助设计技术、高精度的加工技术等,目前我国机械制造自动化技术仍然处于萌芽阶段,仍然需要更加深入的研究和创新。根据机械自动化技术的制造规模划分,农业行业当中的机械自动化主要可以分为自动化制造、自动化制造系统、制造线、制造工厂等。就农业机械制造领域而言,我国仅仅达到了自动化制造、自动化制造系统的建设和创新,在其他方面仍然有待提高。 3农业中机械制造自动化的未来发展前景 3.1自动化视觉技术的应用 计算机的视觉技术是新时期的一种重要技术之一,国外许多发达国家已经针对这一技术开展了相应的工程性应用。计算机视觉技术在农业生产当中的应用主要表现在评判农产品的质量、管理农业种植的资源、记录农作物的生产信息以及自动收货等方面。例如,英国通过计算机视觉技术制造了专用于采蘑菇的机器人,通过其中的视觉处理技术以及图像处理功能,可以让机器人在采蘑菇时准确定位并有效采集。当前,这一技术在我国仍然不够成熟,需要进步一研究和应用。 3.2农产品检验与包装技术 就目前的农产品检验与包装效率而言,大多数属于密集劳动的方式,想要有效提升这项工作的工作效率,可以应用自动化检测包装设备,其中可以借助摄像机或X射线等方式探测农产品的病害程度以及受损害程度,并将包装完好的农产品挑选出来,并计算农产品的数量以及体积,之后再借助包装机,根据不同质量等级以及体积将农产品包装好。这一技术在许多发达国家已经达到了生产线密集型的应用,但是在我国存在着明显的问题,仍然需要相关研究人员不断探究和实践,并根据我国实际的农业生产现状,设计出符合我国农业生产的农产品检验与包装自动化技术。 4总结 综上所述,农业机械制造的自动化技术未来必然是农业社会经济发展的必然,对农业生产均有着明显的意义和作用。因此,在农业机械生产以及制造过程中,需要不断提高对机械自动化技术的重视和探讨,提升农业机械制造设备以及管理的自动化状况,从而更好地推动我国农业生产。 作者:李洪芹 颜廷婷 鲁鸿 单位:1、山东省临沂市费县农机监理站 2、山东省临沂市兰山区方城农机管理服务站 农业机械制造自动化的运用:农业机械自动化途径研究 [摘要]在农业生产的过程当中,要想提高农业生产的效率,提高农业生产的质量,就应该顺应时展的潮流和趋势,大力的推广和实现农业机械化和自动化,从而改善我国农民的生活状况,促进我国社会主义新农村的建设。本文首先对农业机械自动化进行了概述,然后分析了农业机械自动化应用过程当中存在的问题,最后提出了农业机械自动化应用的途径。 [关键词]农业;机械自动化;应用;途径;研究 1农业机械自动化应用中存在的问题 1.1基础设施不完善 农业机械自动化在我国的起步晚,发展尚不成熟,农业机械自动化的应用技术有待提高、基础设施未达标。现阶段,我国的很多地区都开始在小麦、水稻等农作物种植的过程当中使用机械设备进行自动化的生产,但是,现阶段我国的农业机械自动化的技术还无法完全支持农业的自动化生产,种植和管理的规律和经验非常的欠缺,从整体上来看,精准农业、集约化农业的实现尚需一段时间;另外我国大部分地区的社会经济水平较低,基础设施不完善,在农业机械自动化推广的过程当中,农业机械自动化所需要的机械设备等硬件设施缺乏,部分地区虽然具有农业机械自动化生产所需要的硬件设备,但是,这些设备不完善、不达标,无法满足农业机械自动化生产的要求,从而影响到农业机械自动化在农业生产当中的应用和推广,影响到精准农业、节约型农业、高效型农业的建设,无法实现农业生生产的集约化。 1.2机械设备的价格和结构缺乏合理性 一方面,现阶段,我国的农业机械自动化的设备为了确保操作性和作业性,机械设备的结构非常的复杂,但是,我国农民的文化水平低,整体素质低下,面对复杂的农业机械设备,无从下手,这不仅会影响到农业生产操作的便捷化,还会影响到这些机械设备维修的难度和费用,因此,农业机械自动化设备在推广的过程当中存在着很大的阻力;另一方面,当前,由于农业机械自动设备的市场刚刚起步、机械设备制作成本高等,我国农业机械自动化设备的价格昂贵,对于经济水平落后的农民,价格问题成为制约农业机械自动化应用的重要因素。我国现今农业机械自动化设备的结构复杂、农业机械自动化设备的价格昂贵,这些不合理的因素的存在在很大程度上制约了我国农业机械自动化在农业生产过程当中的应用和推广,影响到我国农业的健康可持续发展。 2农业机械自动化应用的途径 农业机械自动化在农业生产过程当中的应用,需要我们采取措施解决现阶段农业机械自动化推广和应用过程当中所面临的问题,使得农业机械自动化设备能够广泛的应用到农业生产过程当中,从而促进农业生产效率的提高,促进农业生产的发展。 2.1创新技术 农业机械自动化设备便捷性的增强以及广泛应用需要对农业机械自动化技术进行创新,这样能够为农业机械自动化的发展提供重要的技术支持。如果没有农业机械自动化技术的支持,那么,农业生产的机械自动化也就无从说起。第一,我们应该加强对农业机械自动化的重视,加强对农业机械自动化优秀技术的研究;第二,强化农业机械自动化研发技术与实际生产活动的结合,确保农业机械自动化设备和技术既符合我国农村地区的经济发展水平和文化素质水平,同时还能够最大限度地满足农业生产的需要,不断的研发出智能化的农业生产机械自动化设备;第三,保护我国农业机械自动化技术的知识产权;第四,实现产学研一体化,把市场作为导向,发挥出企业的主体地位,为农业机械自动化技术的研发提供重要的平台和基地。通过这些措施,使得农业机械自动化技术能够大量的研发出来,并高效的应用到农业生产的过程当中,促进我国农业的规模化和精准化生产,从而推动我国农业的现代化。 2.2完善基础设施建设 “基础设施的建设也是推进农业机械自动化应用的重要基础和保证”,农业机械自动化的基础设施对于农业的发展具有重要的作用和意义,我们应该认识到基础设施所具有的重要地位和价值,抓住农业机械自动化发展的机遇,开展大型的工程和大的项目,对农村的基础设施进行完善,同时对“土地使用、农田建设、农村道路建设和农业开发”等等进行规划和设计,从而在很大程度上完善我国农业机械自动化应用的基础设施,改善我国农业生产经营的条件。另外,为了确保我国农业机械自动化能够大范围的推广使用,政府相关部门应该建立农机维修站,聘用专业化的技术人员,并定期对这些技术人员进行培训和继续教育,这样一方面能够为农业机械自动化的推广提供技术指导,另一方面能够为农业机械自动化设备的维修提供保障,确保我国农业机械自动化的应用。 2.3提高农民素质 科学技术日新月异,农业机械自动化设备和技术也不断的更新,面对先进的和功能强大的农业机械自动化设备,需要操作人员具有较高的素质和水平,但是,我国农村地区的农民的文化程度普遍较低,因此,为了推动我国农业机械自动化设备的广泛使用,我们应该采取措施提高农民的素质,强化农村地区人才队伍的建设,通过培训、讲座等方式,增强农民操作技术的娴熟程度,例如,我们也可以利用现今的教育资源,定期开展教育活动,将农业机械自动化方面的专业人才和领军人物深入基层进行专业化的讲解和指导,实现在实践的过程当中培养人才,从而进一步推动农业机械自动化的实现。 3小结 伴随着改革开放程度的不断加深,我国的社会经济发展面临着新的形势,农业机械自动化已经成为农业发展的重要推动力,因此,我们应该加强对农业机械自动化的重视,清楚和了解现阶段我国农业机械自动化过程当中存在的问题,采取措施推动我国农业机械自动化技术的更新、基础设施的完善和操作人员素质的增强,从而推动我国农业机械自动化的推广和使用,促进我国农业的健康可持续发展,实现我国农业的现代化建设。 作者:姜明伟 单位:安徽省马鞍山市和县农机监理站 农业机械制造自动化的运用:农业机械自动化应用的途径研究 [摘 要] 在农业生产的过程当中,要想提高农业生产的效率,提高农业生产的质量,就应该顺应时展的潮流和趋势,大力的推广和实现农业机械化和自动化,从而改善我国农民的生活状况,促进我国社会主义新农村的建设。本文首先对农业机械自动化进行了概述,然后分析了农业机械自动化应用过程当中存在的问题,最后提出了农业机械自动化应用的途径。 [关键词] 农业 机械自动化 应用 途径 研究 1 农业机械自动化应用中存在的问题 1.1 基础设施不完善 农业机械自动化在我国的起步晚,发展尚不成熟,农业机械自动化的应用技术有待提高、基础设施未达标。现阶段,我国的很多地区都开始在小麦、水稻等农作物种植的过程当中使用机械设备进行自动化的生产,但是,现阶段我国的农业机械自动化的技术还无法完全支持农业的自动化生产,种植和管理的规律和经验非常的欠缺,从整体上来看,精准农业、集约化农业的实现尚需一段时间;另外我国大部分地区的社会经济水平较低,基础设施不完善,在农业机械自动化推广的过程当中,农业机械自动化所需要的机械设备等硬件设施缺乏,部分地区虽然具有农业机械自动化生产所需要的硬件设备,但是,这些设备不完善、不达标,无法满足农业机械自动化生产的要求,从而影响到农业机械自动化在农业生产当中的应用和推广,影响到精准农业、节约型农业、高效型农业的建设,无法实现农业生生产的集约化。 1.2 机械设备的价格和结构缺乏合理性 一方面,现阶段,我国的农业机械自动化的设备为了确保操作性和作业性,机械设备的结构非常的复杂,但是,我国农民的文化水平低,整体素质低下,面对复杂的农业机械设备,无从下手,这不仅会影响到农业生产操作的便捷化,还会影响到这些机械设备维修的难度和费用,因此,农业机械自动化设备在推广的过程当中存在着很大的阻力;另一方面,当前,由于农业机械自动设备的市场刚刚起步、机械设备制作成本高等,我国农业机械自动化设备的价格昂贵,对于经济水平落后的农民,价格问题成为制约农业机械自动化应用的重要因素。我国现今农业机械自动化设备的结构复杂、农业机械自动化设备的价格昂贵,这些不合理的因素的存在在很大程度上制约了我国农业机械自动化在农业生产过程当中的应用和推广,影响到我国农业的健康可持续发展。 2 农业机械自动化应用的途径 农业机械自动化在农业生产过程当中的应用,需要我们采取措施解决现阶段农业机械自动化推广和应用过程当中所面临的问题,使得农业机械自动化设备能够广泛的应用到农业生产过程当中,从而促进农业生产效率的提高,促进农业生产的发展。 2.1 创新技术 农业机械自动化设备便捷性的增强以及广泛应用需要对农业机械自动化技术进行创新,这样能够为农业机械自动化的发展提供重要的技术支持。如果没有农业机械自动化技术的支持,那么,农业生产的机械自动化也就无从说起。第一,我们应该加强对农业机械自动化的重视,加强对农业机械自动化优秀技术的研究;第二,强化农业机械自动化研发技术与实际生产活动的结合,确保农业机械自动化设备和技术既符合我国农村地区的经济发展水平和文化素质水平,同时还能够最大限度地满足农业生产的需要,不断的研发出智能化的农业生产机械自动化设备;第三,保护我国农业机械自动化技术的知识产权;第四,实现产学研一体化,把市场作为导向,发挥出企业的主体地位,为农业机械自动化技术的研发提供重要的平台和基地。通过这些措施,使得农业机械自动化技术能够大量的研发出来,并高效的应用到农业生产的过程当中,促进我国农业的规模化和精准化生产,从而推动我国农业的现代化。 2.2 完善基础设施建设 “基础设施的建设也是推进农业机械自动化应用的重要基础和保证”,农业机械自动化的基础设施对于农业的发展具有重要的作用和意义,我们应该认识到基础设施所具有的重要地位和价值,抓住农业机械自动化发展的机遇,开展大型的工程和大的项目,对农村的基础设施进行完善,同时对“土地使用、农田建设、农村道路建设和农业开发”等等进行规划和设计,从而在很大程度上完善我国农业机械自动化应用的基础设施,改善我国农业生产经营的条件。另外,为了确保我国农业机械自动化能够大范围的推广使用,政府相关部门应该建立农机维修站,聘用专业化的技术人员,并定期对这些技术人员进行培训和继续教育,这样一方面能够为农业机械自动化的推广提供技术指导,另一方面能够为农业机械自动化设备的维修提供保障,确保我国农业机械自动化的应用。 2.3 提高农民素质 科学技术日新月异,农业机械自动化设备和技术也不断的更新,面对先进的和功能强大的农业机械自动化设备,需要操作人员具有较高的素质和水平,但是,我国农村地区的农民的文化程度普遍较低,因此,为了推动我国农业机械自动化设备的广泛使用,我们应该采取措施提高农民的素质,强化农村地区人才队伍的建O,通过培训、讲座等方式,增强农民操作技术的娴熟程度,例如,我们也可以利用现今的教育资源,定期开展教育活动,将农业机械自动化方面的专业人才和领军人物深入基层进行专业化的讲解和指导,实现在实践的过程当中培养人才,从而进一步推动农业机械自动化的实现。 3 小结 伴随着改革开放程度的不断加深,我国的社会经济发展面临着新的形势,农业机械自动化已经成为农业发展的重要推动力,因此,我们应该加强对农业机械自动化的重视,清楚和了解现阶段我国农业机械自动化过程当中存在的问题,采取措施推动我国农业机械自动化技术的更新、基础设施的完善和操作人员素质的增强,从而推动我国农业机械自动化的推广和使用,促进我国农业的健康可持续发展,实现我国农业的现代化建设。 农业机械制造自动化的运用:论农业机械自动化应用与维修 1 农业机械应用 1.1 我国在农业机械建设方面投入了大量人力物力,建设取得了长足的进步,喜人的成果。下面简单介绍已经投入使用的农业机械。 1.1.1播种机械:预设机器运行的速度,通过速度控制实现大范围播撒种子,完成以前手工实现的播种过程。播种机械也可以根据给料的多少来判断播种要求。当然现代的播种机,也会在同时完成初步施肥的过程。 1.1.2喷雾机械:从农作物高度进行判断,根据喷洒范围,喷洒对象来控制喷洒的过程。实现农药或者药物或者所需产品的喷洒过程。 1.1.3拖拉机:目前使用较多的类型属于电子油压型。利用单片机技术(微机的简单编程)可以预先设置速度,也可以根据自己使用控制。灵活应用,提高工作质量。此外还有插秧机、收割机等多种农业机械产品。 1.2 玉米农业机械首先玉米摘穗收获机械,可以实现玉米的摘、装、粉碎一系列的工作。优势明显。但是现有产品工作效率偏低。其次牵引式售货机。也可完成以系列玉米工作。效率有一定的提高。再次多行自走式收获机,相对前两种农业机械,这种技术相对成熟。具有较高的工作效率和可靠度。最后,穗茎并收收获机。可以实现玉米的自动剥皮,同时穗茎同收。发展前景可观。 1.3 农业机械农业灌溉技术应用在农业灌溉技术方面,我国研制和改进了微喷灌设备,微灌带,和旋转式微喷头等设备,并根据我国的国情总结出了一套微灌溉设计参数和计算方法。在国内建立了一批试验田。在一些地区完全实现了自动化的灌溉系统,可以长时间地自动启闭水泵和自动按一定的轮灌顺序进行灌溉。这种灌溉系统中应用了灌水器、土壤水分传感器、温度传感器、压力传感器、水位传感器和雨量传感器等。 2. 农业机械的维修 2.1不断电维修造成事故 这类事故占维修事故总数的25%,未切断动力而进行维修作业,实际上是一种严重违反农机操作规程的行为,出事故也是必然的。虽然农机监理部门反复强调,但是不少机手仍我行我素,导致此类事故不断出现。比如有的机手在收割作业中,因碰到割刀缠绕杂草、输送或脱粒等部件堵塞、皮带脱落等小故障时,为了抢时间,在未切断动力的情况下,自接排除故障或安装,常常造成伤亡事故。 2.2 农业机械维修价值评估 农业机械维修的经济方面看,即设备的使用、维修、更新只能以经济寿命为依据。经济寿命是指设备还具有一定的生产能力,但由于有形损耗和无形损耗,使设备的使用经济性下降,如果继续使用这种设备,将会造成经济损失。也就是设备运行到一定时间由于费用急剧上升,就必须进行修理,这样才能在合理费用支出下保证设备的正常运转。 2.3使用现代化电子仪器 人力依靠经验进行维修,可以熟练进行故障定位。但是机械制造不断进步,发展快速,原理也不断更新。故障的类型也就不断变化。过多的故障类型使得依靠经验会耗费大量的时间。甚至有时候还不能准确测试出故障的位置。这时候电子测试仪器就发挥了巨大的作用。 2.4加强设计的科学性 设计的时候避免能够预知的弊端。让设计更加科学合理。在农业机械工作的时候就会减少故障的发生。尽管完美的设计是不可能的,不存在不会出现弊端的农业机械。但是对减少事故出现回起到很大的作用。 3.农业机械日常保养与维护 3.1农业机械保养 发展农业要保养好农业机械。千里之堤毁于蚁穴。所以小小的疏漏会造成巨大的安全隐患。所以要做好日常的农业机械保护工作。要做好保养,首先要按时。也就是定期检测机械的工作状态,零件的工作损耗程度。其次要按信号进行保养。在农业机械工作效率降低,出现异常现象时,不要因为尚未影响到工作而疏忽大意。农业机械的具体保养过程,一般包括清洁工作、封闭检测工作、小配件更换等工作步骤。其中清洁步骤包含机械自身清洁、维护工具清洁、油水的清洁。对于检测,一般有检测封闭性。比如柴油和汽油机械的油箱封闭口、加油口、汽化器等位置的封闭性。配件更换一般包括小配件是否出现磨损,造成不规则形状、出现变形、发生腐蚀以及是否有附件脱落。这时候就要对出现上述情况的小配件进行适当更换。 (作者单位:157000黑龙江省牡丹江市农业机械化技术推广站) 农业机械制造自动化的运用:我国农业机械自动化的现状与推广 【摘要】我国现阶段仍然是一个人口大国、农业大国,为了能够更好的促进我国综合国力的提升,在保证温饱的前提下提升我国国民的生产质量,加快我国农业机械自动化的发展是十分必要的。 【关键词】农业机械自动化;现状;推广 一直以来,我国都是一个较为传统的农业大国,农业的发展在我国整体经济中占据着十分重要的地位,只有很好的发展了我国的农业之后,才能够有效的保障社会的和谐与稳定。伴随着科学技术的不断发展,农业方面也由传统的作业方式发展到了机械化作业,农业机械化的有效发展能够很好的提升效率,降低农业成本,现阶段已经成为了现代化农业发展的重要组成部分。由此可以看出,对我国农业机械自动化的发展现状与推广进行分析与研究是十分重要的。 一、浅析农业机械自动化的必要性 (一)可减轻农民的劳动强度。随着我国的快速发展,城镇化建设的不断加快,农村地区许多劳动力都从农村转移到了城市中去,使得在农村务农的农民多是年龄较大的,在面对繁重的农活时,他们常常会感到手足无措,从而影响到了我国农业的良好发展。而农业机械自动化的加入则可以有效的提升农村地区的生产力,不需要较大的劳动力便可以完成农活。同时,农业机械自动化的发展使得一个人或者是几个人就能够管理较大面积的耕地,便于吸引人才献身于我国的农业。 (二)为我国提供高质量的农业产品。对于像我国这样的人口大国来讲,随着改革开放的不断深入,我国对于农产品的要求也从传统的糊口发展到现阶段的追求高品质与高产量。农业机械自动化的引入能够很好的达到现阶段社会发展的要求,特别是现阶段我国所处的从传统温饱向高品质生活的转变。同时,随着国际市场的不断发展,农产品在国际市场中也需要面对十分激烈的竞争,而我国的农民也希望能够通过农业机械自动化发展来提升自身生活水平与生活质量,提高自己生产出来农产品的竞争力。 二、现阶段我国农业机械自动化的现状分析 (一)精准化农业水平较低。现阶段我国仍然处于从传统的农业生产向现代的农业机械自动化生产发展的过渡阶段,整体对农业机械自动化的应用程度较低。比如,现阶段我国在农业机械自动化发展中,多数还处于使用收割机的大型机械来帮助农业生产,而对于像GPS、传感器等精准的控制器与控制系统的应用仍然很少,还无法实现对农业生产全程的精准测控,这也是造成现阶段我国精准化农业水平发展较低的重要原因。 (二)农业机械自动化产品发展速度较慢。与国际上一些发达国家相比而言,虽然我国是农业大国,但是在农业机械化产品的研制与生产方面与发达国家相比有着很明显的差别,特别是在产品研发方面,与发达国家的产品有着十分明显的差距,整体的发展水平仍然处于较低的层次。就现阶段我国农业机械自动化产品的发展情况来看,仍然停留在仿制发达国家产品的情况。另外,一些生产商在仿制的过程中,会根据我国的实际情况对产品进行一定的修改,而修改多集中在增加零件。通过这样的操作之后,虽然能够在农业生产的过程中起到一定的效果,但是零件的增加势必会影响到整体产品的繁杂度,提升了产品的成本与维护修理的价格,不利于产品的有效推广。由此可以看出,针对我国的基本国情,应当加大对农业机械自动化产品的研发投入,需要在最短的时间内研制出符合我国国情需要的、成本低的农业机械自动化产品。 三、农业机械自动化推广的策略分析 (一)加快我国精准农业的发展。由于现阶段我国的精准农业发展尚不稳定,与国外的发达国家相比有着很明显的差别,为了能够更好的促进我国农业的发展,一定要加快精准农业的发展。比如,现阶段国际上许多发达国家都在对节肥与节水的技术进行研究,而这两个方面的实现都是通过精准农业来完成的。这一理念的发展一方面能够很好的保证农作物对水价与肥料的需求,另一方面又能够很好的节约资源。因此,在今后的发展过程中,我国的相关科学技术人员,一定要加快在该项技术方面的研发投入,特别是农业智能化与农业机器人方面,尽快缩小与发这国家间的差距,提升我国农业的生产力与生产水平,以科学的方式大力促进我国农业自动化技术的不断提升。 (二)政府部门做好引导工作。为了更好的促进我国农业机械化的发展,解放农村劳动力,政府部门应当在农村地区推行一系列的补助政策,来帮助农民购买相关设备,从而有效地促进农业机械自动化产品的有效推广。同时,政府部门也应当加大对农业机械自动化产品研发企业的奖励,根据我国不同地区的实际情况,为我国农业机械自动化产品来选择更好的发展方式,提升对产品的监管力度,加快产品的推广速度与应用。而对于相关的企业来讲,需要借助政府政策的支持加快自身的发展,加大创新力度,提升产品的综合竞争力。 (三)提升我国农业机械化产品的制造水平。在快速发展的过程中,产品的制造企业一定的努力提升制造工艺与制造水平,促进农业机械化产品的使用寿命,保障其能够在较为复杂多变的环境中正常的工作,减少因为机械故障所造成的问题。同时,产品的研发与生产也应当同时兼顾到大型设备与小型设备,从而更好的促进产品的推广速度。 四、总结 农业机械自动化的发展对于我国的农业发展来讲是十分重要的,不过就现阶段我国在该项上的发展情况来看,仍然处于较低的水平,与国外发达国家间存在着较大的差距。因此,应当在加快我国精准农业的发展、政府部门做好引导工作以及提升我国农业机械化产品的制造水平三个方面进行努力,这样就能够更好的促进我国农业的发展,提升我国的综合国力。
机电一体化论文:中德合作班机电一体化论文 一、教学方法及过程 中德合作班教学的优秀就是让学生掌握基本技能,具备较强的分析问题的能力,培养团队协作意识和严谨的工作作风。教学方法上重点采用四步教学法:第一步,教师讲解示范;第二步,在教师的带领下,学生分组进行练习;第三步,学生独立进行操作;第四步,教师进行分析和总结。 1.教师讲解示范 电动机正反转主要应用于各种操作机构的上下、前后的往返移动,简单的可以使用继电器接触器控制,复杂的可以使用PLC来控制,优秀问题就是正反转的切换及正反转的互锁保护。在学生掌握了单台电机点动、长动运行后引入可逆控制,主电路中使用两个接触器,同时还要注意调相,控制电路中注意互锁触点的使用。在教师进行示范的时候,重点是接线,两相之间要对调,让学生先分析控制电路中为什么需要互锁触点、如何实现互锁等。学生可分组讨论,最后得出正确结论。 2.学生在教师的指导下练习 学生分成五组,每组四人,分组画出电气原理图和接线图,然后领取元器件进行接线,各组基本完成接线后,开始检测和调试。在中德合作班教学这个过程中,教师要对关键步骤进行指导,包括元件的布局是否合理,两个接触器的接线和开关的接线是否正确,互锁触点的使用等。遇到共性问题时,一定要在黑板上进行集中讲解,分析错误操作可能出现的后果,如何进行正确的接线,让学生真正理解线路中各环节的作用,同时掌握如何检测互锁触点。 3.学生独立操作 在这一步骤中,教师就不用进行指导了,让学生独立操作。组内学生可以展开讨论,分工合作,也可以尝试不同的方案。各组要写出调试步骤并进行叙述,教师只需在通电检测前进行关键点的查看,通电后如果有故障,让学生自己查找故障原因进行修改。 4.教师分析总结 在最后环节,教师重点分析可逆控制线路的特点,讲解如何进行线路检测,如何根据故障查找原因,并让学生分组展开讨论和总结,最后选出一位学生进行总结发言。 二、做好教学辅助工作 中德合作班的课程安排是很紧凑的,和普通班的教学有很大不同,并且学生毕业考试的压力也很大,所以学生的学习情况、心理变化、生活情况都显得尤为重要,我们应通过一系列的辅助工作来加强学生的学习兴趣,加强对学生职业素质的培养。 1.学情分析 教师每周都会进行总结,其中就包括学情分析。教师要分析课程的进展情况和学生的接受情况,如果在教学方法或者课程进度上有问题,就要及时讨论进行修改;特别是针对那些出现注意力不集中、上课玩手机、迟到早退等学习问题的学生,任课老师都要进行个别交流,帮助学生调整好学习状态。 2.心理疏导 学生在学习过程中会有很多想法,产生一些心理问题,例如毕业考试考不过怎么办?将来工作不理想怎么办?学习坚持不下来怎么办?教师应认真观察学生,如果发现学生有情感方面和个人交往障碍方面的困惑,就在课余时间找机会和学生谈心,进行心理疏导,帮助学生消除思想顾虑,增强应对压力和挫折的能力,培养学生良好的心理素质。 3.培养学生职业素养 培养学生的职业素养,让学生认识自己的个性特征,包括自己的气质、性格和能力,以及自己的个性倾向,包括兴趣、目标、价值观等。我们经常邀请一些校内外专家来校做报告,或者观看一些名人传记,有意识地培养学生职业道德、职业态度、职业作风等方面的隐性素养,让学生在学习和生活中主动培养独立性、学会分享和感恩。 作者:焦贺彬 单位:河南工业和信息化职业学校 机电一体化论文:校企合作机电一体化论文 一、做法与过程 常州轻工职业技术学院与中国百兴集团合作开办5个“百兴班”的过程是由浅层次的“订单培养”向实现多层次、全方位的“校企一体化”深层合作的过程。“百兴班”是依托学院电子电气工程系机电一体化技术专业组建的。机电一体化技术专业是学院重点建设专业,是江苏省特色专业,培养面向江苏省制造业,从事工业自动生产线、数控设备、工业机器人及其作业单元的的安装调试、操作运行、维护维修、营销策划、技术改造等生产一线工作的高素质技能型人才。机电一体化技术专业在常州和苏南地区享有良好的社会声誉,中国百兴集团选择和常州轻工职业技术学院合作办学,正是因为机电一体化技术专业能够为企业的发展提供不间断的高端技能型专门人才的支撑,增强企业的发展后劲和优秀竞争力。开办“百兴班”也提高了中国百兴集团直接参与办学的积极性,中国百兴集团从人才、技术、资金、场地、设备等方面全面支持学院,促进了学院整体办学能力和水平的提升。 (一)组建“百兴班”的实践探索 “百兴班”主要是根据中国百兴集团的岗位需求而进行的订单式人才培养,在课程的设置方面主要由中国百兴集团提出意见:以机电一体化技术专业课程为主,加入材料加工、电子商务、市场营销等课程。学校主要承担理论基础教育任务,为学生离校到企业开展顶岗实习奠定理论基础。企业主要承担实际岗位基础知识和基本技能的培训任务。只有这样才能够使课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接,从而在最大程度上实现培养企业需要的技能型、应用型、复合型人才的目标。具体操作有两种模式:第一种模式,08级和10级百兴班采用这种运行模式,学生主要来自机电一体化技术专业。在制订培养方案时,坚持“共性”与“个性”相结合的原则。校企双方经缜密协商,就省特色机电一体化技术专业设置基础上,制订实施性教学计划,并突出个性化要求。其最主要的特点是,培养学生突出企业岗位技能要求,强化企业文化熏陶和强调实践环节等特定内容。按照车间储备管理人才、车间质量管理人员、车间设备维修人员、车间先进设备操作人员的培养标准,对学生的素质要求、技能要求,都有明晰的课题进行考核。具体的操作方式,如下图:第二种模式,09级、11级和12级百兴班采用这种运行模式,学生来自于机电一体化技术、高分子材料、市场营销等专业。在这种模式下,学校根据百兴集团提出的具体岗位要求,在学院电子电气工程系、轻工工程系、经管系等学生中广泛宣传。在企业和学校的双管齐下下针对不同专业,不同知识技能结构的学生,为企业培养既可以面向车间,又可以面向产品销售等其他岗位的优秀人才。 (二)校企合作育人 常州轻工职业技术学院的人才培养目标是为经济建设服务,培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的、具有理论知识、实践技能和职业素质的综合职业能力的应用型人才。“百兴班”是学院与中国百兴集团合作育人的一项有益尝试,培养模式是以校企联合为平台,以工学交替为手段,融学校的专业知识教育和在企业的工作实践为一体,旨在加强学生服务岗位的能力,提高人才培养质量。1.校企共同塑造优良班集体。企业配备专门人员,直接参与班级管理。学院在管理中按照“百兴文化”的要求,重视学生思想道德建设,并作为重要的考核内容。在学生到企业进行认识实习和顶岗实习的时候,学校安排班主任经常到企业走访,并了解学生的表现,及时与企业相关人员进行沟通,共同培养学生成长成才。同时,将百兴集团“纳百川之势,兴恒久伟业”的理念融入平时的教学之中,这些举措得到了企业的充分肯定。2.校企合作练就学生过硬本领。根据合作要求,特别重视人才培养方案中实习环节,明确阶段性实习课题目标、课时分配等,学院严格按照计划进行质量考核。需在百兴集团岗位上才能完成的实践教学环节,由百兴集团派出优秀工程技术人员与学院教师共同配合完成。3.引入激励机制、竞争机制。企业在市场上的竞争异常激烈,每个员工都必须具备竞争意识。为了让百兴班学生有竞争压力,百兴集团明确规定,对勤奋好学、积极向上、考核优秀的学生,实行“百兴”奖学金制度,并由公司人力资源总经理周加清亲自颁发,以资鼓励。对学习不认真,实习不努力,表现较差的学生一经发现即采取一对一督促,帮助其进步。经过四年来的实践,“百兴班”学生的竞争意识、知识水平、操作技能、人格修养和团队精神等方面明显优于其他普通班级。 (三)校企合作就业 校企合作订单班不但可以提高学生的知识技能,也可以促进学生和企业的交流,增进感情,有助于企业下一步的招聘工作。通过高职院校和企业合作建立实习、实训基地,不但可以提高学生的实践动手能力,还可以让学生切身感受企业生活,帮助他们正确的认识企业,从而促进大学生就业。总之,企业可以充分利用校企合作的平台,和高职院校合作一起培养人才,在培养的过程中去挖掘人才、发现人才、吸引人才,为他们今后选拔、招聘符合企业要求的应用型人才打好坚实的基础。“百兴班”是中国百兴集团订单培养的产物,每一届“百兴班”学生的培养都是根据企业的需求来进行的。比如,11级“百兴班”全部培养的是产品销售方面的人才。这个班在组建的时候就考虑到企业的需求,在电子电气工程系机电一体化技术专业和经管系市场营销专业范围内对学生进行宣讲,有针对性地成立了就业岗位为产品销售的班级。对没有营销专业知识的机电一体化技术专业的学生专门加了电子商务和市场营销类课程模块,对有市场营销知识的管理系同学则开设了材料加工基础课程模块。正在企业顶岗实习的12级“百兴班”则主要面向生产车间的运行和管理进行人才培养。根据企业需求培养人才,要求以能力本位替代知识本位,以经验学习替代书本学习,以操作型知识学习与能力训练替论知识与思维型训练,着重培养学生的基本职业素质、综合职业能力和就业竞争力。学生一旦进入实习期,直接到中国百兴集团顶岗实习。实习结束后签订协议者就业月薪达到3000元以上,提高了学生职业技能和就业能力。 (四)校企合作发展 随着五届“百兴班”的举办,常州轻工职业技术学院和中国百兴集团之间的联系日益紧密,双方的合作领域逐步拓宽,从合作办学、员工培训、师资互聘、设立企业基金、共建实验室、共同开发课程、共同组织课题申报到专利开发等,校企合作正一步步向纵深推进。“校企合作”的生命力在于“多赢”,“百兴班”的发展满足了学校、企业和学生三方的需求,也符合政府大力倡导的“学校要为地方经济发展提供智力和人才支持”的政策。同时,在机电一体化技术专业建设上,因为有企业相关的人才、设备和技术的支持,专业建设也获得了长足的进步,教师通过下企业,也得到了锻炼和成长,真正实现了多赢。 二、成效与反响 (一)校企合作办学,有利于高职院校事业发展 校企合作办学有利于高职院校完善专业建设和课程体系设置。校企双方商讨共同制定教学计划的成效在于学生在高职院校课堂上所学的理论知识和企业所需技术人员的知识接轨,学生掌握的专业技能和企业所需员工的专业技能接轨,学生所形成的专业素养和企业对员工的素养要求接轨。由此才能使高职院校毕业生和市场接轨,实现充分就业。通过校企合作,有助于推进高职院校“产、学、研”一体化发展,提高高职院校科研能力,并进一步促进学校课程建设。其中,常州轻工职业技术学院电子电气工程系教师与百兴合作开发的“轻工自动机电气系统的安装与调试”课程13年获部级精品资源课程立项。 (二)校企合作办学,促进企业进一步壮大 校企合作有助于实现校企双方资源共享。高职院校科学研究氛围相对浓厚,人力资源较丰富,有较强的科研创新能力。通过校企合作办学,让高职院校师生直接参加企业的生产实践和技术创新,有助于校企共同研究科学项目、共同解决技术难题、共同开发新产品新技术,有助于企业提高科研水平,提升解决技术难题、开发新产品的能力。常州轻工职业技术学院为百兴集团完成员工培训上百人次,同时协助企业完成省级工程中心的检查验收,并为企业申报专利提供帮助,这些合作促进了企业的进一步壮大。 (三)校企合作办学,有利于提高大学生就业竞争力 校企合作办学促进大学生接受多种优秀文化熏陶。通过合作平台,常州轻工职业技术学院“爱岗敬业、自强不息”的学校文化与中国百兴集团“诚信、责任、求精、创新”的企业文化相互交融,对于学生而言,既感受了校园文化的熏陶,又接受了企业文化的培育,有利于提高自身的综合素质,提高自身的就业竞争力。同时校企合作有助于提高大学生的实践操作能力,对“百兴”班的同学而言,校企合作使他们提早接触到企业、生产,提高了他们运用理论知识解决具体问题的能力。08“百兴班”的卞奇同学,进入中国百兴集团实习和就业期间,因为表现突出,已担任公司薄膜事业部车间主任助理、生产班长,深受公司领导赏识;09“百兴班”的刘亚军同学,在公司从事EVA材料的销售,短短两年内,即成长为企业的销售新星,拥有固定客户多人,业绩骄人;10“百兴班”的高士强同学,岗位是车间维修电工,负责电器设备的正常维护和排故,被安排到新车间,能力有大幅度提升。 三、政策建议 第一,应制定行业、企业参与高职院校办学的鼓励性政策,对于长期为高职学校学生实习提供稳定的实训基地的企业和长期为高职院校提供师资、设备、劳动防护、技术支持的企业给予一定幅度的财政补贴或税费减免,鼓励更多企业积极投身校企合作办学。第二,要深入实施高职院校教师素质提升工程,在更大层面上支持高职院校教师下企业锻炼,引导高职院引进企业工程技术人员、技师等高技能人才担任专业课教师或实习指导教师。 作者:庄丽娟 陈蕾磊 单位:常州轻工职业技术学院 机电一体化论文:高职考试考核机电一体化论文 近年来,机电一体化的相关技术发展很快,社会上的技术实践需求相应变化,这促使高职院校不得不在短时间内迅速对该专业的教学、考试、考核内容加以调整和更新。但是,考试考核内容的更新一向是由教师负责的,教师还有日常的教学任务和教学内容改革要执行,用于更新考试考核内容的时间有限。这就造成考试考核内容更新滞后的现象,考试考核的实际意义和价值大幅下降。 一、考试考核的形式问题 机电一体化专业的考试考核只有两种形式:一种是针对理论知识进行的闭卷笔试,另一种是针对实践技能进行的一次性实践操作考试。这类过于单一的考试考核形式能反映的信息非常有限,尤其是实践操作考试,大多是随机抽取一种操作让学生执行,对操作的难度平衡缺乏考量,而且只通过一次操作很难反映学生的实际操作能力。因此,这种考试考核形式的公平性、有效性长期以来受到诸多质疑。 二、机电一体化专业的考试考核改革 (一)修正考试考核目的,减少其功利性。为了减少考试考核的功利色彩,有必要适当降低考试考核成绩与机电一体化专业各种利益性指标的关联程度,让学生的目光移回考试考核的原本目的。具体来说,考试考核的成绩仍可作为决定毕业、升级、奖学金的重要一环,但不再作为决定性的参考依据,将日常课堂表现、实习评价、学习态度等作为指标纳入参考,削弱考试考核成绩的唯一性。尤其是实习评价,可以作为与考试考核成绩同等甚至更重要的参考依据。 (二)调整考试考核结构,提高其价值性。为了提高考试考核结果的实际参考价值,有必要进一步对考试考核的结构加以调整,平衡理论知识与技能素质的考试考核水准。这种平衡不能是表面上的,要让学生确实认识到技能素质与理论知识同等重要甚至尤有过之。具体来说,一方面要提高机电一体化技能考试的严格程度,改变原本由一名教师审查所有考试操作的模式,技能考试的结果应由多名教师同时打分,取平均值决定。另一方面要调整考试体系,尽量选择综合性的考试考核方案,避免学生存在侥幸心理。 (三)完善考试考核内容,保障其实用性。为了令考试考核的内容得到及时的更新与完善,高职院校的机电一体化专业教师可以考虑与外部专业人士合作。例如请实习合作企业对考试提出一定的建议,根据他们的实际要求及时修正考试内容,避免自行预测摸索,浪费时间;与其他高职院校的同类专业合作,每所院校教师负责考试考核内容更新的一部分,提高对考试考核内容的更新效率,为内容的先进性与实用性提供保障。 (四)丰富考试考核形式,强化其合理性。为了提高考试考核的公平性与合理性,考试考核的形式不能局限于传统的两种。首先,要将一次性的考试考核转变为多次考核,综合课堂上的表现成绩、随堂测验成绩、实习成绩等多方面的指标决定最终的考试考核成绩。其次,要针对不同难度的实践操作考核订立不同的评价机制,如果操作难度较低,就应订立更严格的评价标准。最后,在有条件的情况下选择可以同时反映出理论知识掌握程度与技能素质的考试形式,比如要求考生在维修操作考试中必须说明故障原因和机理。 三、结语 针对高职机电一体化专业的考试考核改革措施基本都是从根本上变更考试体系与考核模式的措施,无论是实行还是见效都需要一定的时间。基于此种原因,高职院校在实行这些改革措施时务必要制定长期策略,保障落实程度。 作者:肖海平 单位:江西水利职业学院 机电一体化论文:煤矿开采领域机电一体化论文 (一)机电一体化技术在采煤机中的应用和发展 (1)牵引特性好。采煤机在前进过程中提供牵引力,同时,在采煤机下滑过程中可实现发电制动;(2)能适应大倾角煤层开采的需要。电牵引采煤机的牵引功率较大,而且牵引电动机轴端安装了制动器,从而不依靠其他的防滑装置和措施就可以防止机器在停机时下滑,可用于倾角为40—50°的煤层开采;(3)运行可靠性高,使用寿命长;(4)反应灵敏,动态特性良好。电控系统可以根据采煤机的工作状态调整各种参数,以防采煤机超数运行,控制可靠方便;(5)重量小,结构简单,能量转换效率高;(6)能轻易实现遥控,牵引实现无级调速;(7)电牵引采煤机有着先进的全中文显示界面,可以提供操作步骤的提示,实时显示截割电机的功率和温度、采煤机的牵引给定速度等工作参数,使得易于操作,工作效率高;(8)相较于液压牵引采煤机,电牵引采煤机的节能降耗特性好,在环保方面具有优势。近年来,通过我国机电一体化技术的不断提高,电牵引采煤机正逐步走向成熟,为推动我国煤矿企业的整体生产技术的进步起到了积极作用。 (二)机电一体化技术在提升机中的应用和发展 当前,煤矿生产过程中机电一体化和自动化水平最高的设备就是全数字化交流提升机,提升机的内部和外部结构都实现了大幅的简化。以内装式提升机为例,其在结构式将驱动和滚筒两大结构合为一体,较好地体现了机械、电子、计算机和自动控制等各个技术环节的综合应用水平,使得设备安全高效;全数字化交流提升机高度适当可靠,采取总线方式,简化电气安装的工作;全数字化提升机具有完整的诊断设施,可以实现自我诊断,还能进行重复性故障寻址和部分便捷的通信功能;设备硬件在兼容性方面较为完善,可以进行软件控制,如完成软启动和瞬时加速的改变。在九五计划期间,我国就已经研制成功了具有自主知识产权的全数字化提升机,而且完全实现国产化,优秀部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。由于其性能先进、操作简单、工作可靠性和准确性高,很符合当代煤矿生产的发展需求,目前已成为了各煤矿企业的首选机型。 (三)机电一体化技术在带式输送机中的应用和发展 目前,现代化综合机械化采煤一般带式输送机作为主要运输方式。带式输送机的特点是长距离连续输送、输送量很大、运行效率和可靠性高和易于实现自动化,已成为我们煤矿井下的主要运输原煤的设备。因此,将机电一体化技术运用到带式输送机已成为八五计划期间实施的日产百万吨煤综采设备项目之后的研究热点之一。近年来,我国在带式输送机优秀上都有了很大提高,也研发出了新的产品。目前,我国普遍采用行星齿轮减速器、调速型液力耦合器等驱动系统,特别是机电一体化的CST可控软启动装置,可以使得两条皮带运输机由一台或几台CST驱动,它具有平滑起动运送大惯性载荷的特点,解决了带式输送机长距离、大运量驱动难题,但是,由于动态分析、启动延迟等技术的限制,我国带式输送机一般为3点驱动,限制了输送机的长度和运量。而且,输送机的在线监控功能、可靠性、灵活性和寿命较发达国家相比存在一定差距,还需要进行深入的研究。 (四)机电一体化在煤矿开采领域其他装置系统中的应用和发展 煤矿开采过程中,最为常见的支护设备就是液压支架,其稳定性和可靠性决定着煤矿开采的效率和安全。并且随着机电一体化技术的不断的发展,液压支架逐步转变为由电液控制。乳化液泵站的液体流量大、压力高,且已成为支护设备液体的主要来源。并且其可以根据支护设备实际用液量对进行供液量的自动调节。液压控制与计算杌技术的结合,可以实现设备成组的自动移架或定压双向邻架,从而避免对顶板及支架产生过大的冲击载荷。近年来,TCK钢丝绳损伤定量检测系统以其监测精确度高、稳定性和可靠性强,适用范围广,使用方便的特点,可以进行钢丝绳的损伤检测,不但效率高,而且减小了事故发生的概率。上个世纪80年代以来,我国通过对国外先进的煤矿安全生产监控技术的研究,并且根据我国国情,利用机电一体化技术研制出了较为先进的、具有较高智能化水平的煤矿安全生产监控系统。从近年来煤矿生产的应用来看,其在煤炭开采的安全管理方面的作用至关重要。 (五)结语 综上所述,机电一体化技术在我国煤矿开采领域的科学合理应用和广泛推广,有效地提高了煤矿企业的生产效益和安全保障,对减轻煤矿工人的劳动强度,具有重要的现实意义和发展潜力。因此,将机电一体化技术与传统的煤矿机械设备进行有机结合,坚持以人为本的原则,不断深化这项技术在煤矿开采领域的研究,对于我国煤炭工业的良性发展具有深远的意义。 作者:赵铁军 单位:中国平煤神马集团梨园矿 机电一体化论文:采煤设备机电一体化论文 我国煤炭开采量始终维持在世界高位,在使用传统采煤技术作业的时期,煤矿事故呈现比较高的发生率。随着我国科学技术的进步,采煤设备的机电一体化,其发展进程由引进原机、学习研究,到实现部分设备的国产化,对于一些技术含量较高的软硬件关键技术,我国目前尚在科研攻关与研究实验阶段。虽然我国的采煤设备机电一体化技术还处在起步阶段,但是,该技术带来的煤炭生产高效性与安全性,是无与伦比的;该技术给煤矿职工带来的舒适性与方便性,是前所未有的。因此,有必要进一步加强机电—体化技术对采煤设备的促进作用研究,让该项技术发挥更大的效果。 1采煤设备机电一体化技术的研究 1.1传感系统。采煤设备的机电一体化传感系统可以实现对电压、电流、功率、速度、温度、压力、液位高度、支架支撑力、液压流量等实施有效的测定。在传感系统的性能提升方面,首先,应提升对设备细微动作变化的感应检测,例如:采煤机机身倾斜度,摇臂摆动幅度、动力牵引、设备行径、煤岩分离、运输行程、油缸支撑度、液压支架压力和流量等;其次,在信号传输方面,应该进一步提高其可靠性、规范性与精准性。 1.2监测系统。监测系统的主要功能是依据计算机数据模式,收集采煤设备在日常工作状态中的各项情况,与计算机预先设定的数据进行比较,从而实现对设备的全面测量,同时,将计算机数据转化为人们可以识别的文字、数字与图案,方便操作者实施有效监测。监控系统是传感系统与控制系统的连接纽带,是人们探知设备工作状态的有效途径。 1.3控制系统。通过计算机技术,可以实现机电一体化的有效控制,在采煤设备正常工作的状态下,控制系统只要依照计算机事先设置好的指令,对设备进行有序的操控就可以了。能够凸显控制系统技术水平的时候,首先,能否控制采煤设备维持长时间运行的稳定,若能,则说明该系统性能比较优异。比如,在日常采煤的时候,对挖掘进程、传输过载、机具姿势调整等是否能够实现柔性调整;其次,当遇到突发状况的时候,控制系统能否及时实现智能化的有效控制。比如,在遭遇设备故障、煤层坍塌、异物堵塞等情况时,能否及时下达正确的指令,能否采取精确的动作,实现停机、倒车、减速等动作。目前,对于采煤设备可靠性控制是一个科技难关,如何开发微电子技术和计算机技术的更多功能,使之在设备自检自诊、故障自我检测与排除、作业环境监视与反馈、智能化无人化等方面实现突破,是科研工作者与设备操作者需要面对的研究方向。 2机电一体化技术对采煤设备的促进作用 2.1可以提高自动化操作程度。使用安装有机电一体化技术的采煤设备,通过简单的电脑操作,下达执行指令,就可以实现高效率的采煤作业。该项技术可以有效降低煤矿工人的劳动强度,可以大幅度提高采煤效率,可以有效规避因工人经验不足而引发的安全隐患。有些比较先进的装有机电一体化技术的采煤设备,甚至可以实现远程操控与智能化无人操作,彻底颠覆了煤矿工人的传统形象。 2.2可以在节能减排的同时提高开采效率。使用安装有机电一体化技术的采煤设备,首先,可以减少人力劳动成本;其次,可以整合各个分散的小设备,胶带输送机、通风机、提升机等,减少无效功的浪费;最后,自动化作业的最大优势就是可以大幅提高开采速度。因此,使用该采煤设备,可以有效提升煤炭企业的市场竞争力。 2.3可以降低维护强度与维修成本。使用安装有机电一体化技术的采煤设备,可以实现全设备的系统化监控与报警,对于一些较为简单的设备故障,系统通过识别,启动自我维护功能,将微小的故障及时消灭掉,避免设备带病作业。对于简化维修程序、降低维修成本、延长机器寿命、提高工作效率、改善职工工作环境都具有管理优势。 2.4可以提高工人队伍的整体作业水平。使用安装有机电一体化技术的采煤设备,必然会带动煤炭生产中的自动化改革进程。新的设备本身就具有较强的学习性与经济性,对职工自身水平的提高起到了督促与带动作用。新设备的工作模式必然拉动供电、排水、通风、提升等各项保证系统的升级换代,否则就会影响生产效率。对煤矿的软硬件系统进行必要的改进,在改进与以后的维护工作中,职工的作业水平必然会随之得到提高。 3结语 机电一体化采煤设备在煤炭生产企业得到了越来越广泛的应用,对我国煤炭生产做出了不凡的贡献。随着科技的不断进步,机电一体化采煤设备的升级研究与应用必然会得到更为长足的发展。 作者:孙绪斌 单位:陕煤集团神南产业发展有限公司 机电一体化论文:控制系统调试机电一体化论文 一、检测层:检测元件调试 机电一体化系统中用到的传感器非常多,如检测物体的位置、颜色的判别、材质的判别、姿态判别、液位判别、温度检测、压力检测等,会用到如电感、电容、压力、光电、光纤等各式各样的传感器。学习此类传感器最重要的是分清它们的作用、工作原理和检测方法。我们能很快地教学生将传感器输出端口与控制器进行连接,然后将待检测物通过传感器,对应的PLC输入点就会有一个输入信号,即传感器有输出信号,也可以据此判断传感器是否工作,否则要查明故障。学生对控制器能有输出很有兴趣,表示自己已成功了一步。 二、控制层:控制元件的调试 有了上一步的检测工作,引导学生完成控制层的编程,学生就会跃跃欲试。控制元件是组成自动控制系统的基本单元,按作用主要分为功率元件和信号元件,按功能分为测量、变换、放大、执行和校正元件,按电流分为直流、交流和脉冲元件。控制元件构成的电机主要有直流伺服电动机、直流测速发电机、步进电机、旋转变压器、自整角机、交流伺服电动机、无刷直流电动机、开关磁阻电机、超声波电机和直线电机等。对于如此多的控制元件,我们教学生的就是分清各种控制元件能接受什么样的信号。根据信号的特点,我们用控制器给其相应的信号,在相应的信号作用下,控制元件能有相应的动作,则表示控制元件能受控。在大的系统中,同样只要将控制信号发出,就能有相应的动作。例如,步进电动机的控制,只要将脉冲信号和方向控制信号发给步进驱动控制器,用控制器输出两个信号,如果步进电动机能工作,则表明控制正常。系统同样只要给出相应信号,步进电动机同样能正常工作。据此,学生调试工作又进了一步。此时要告诉学生,只并差一步的控制工作,我们就会完成系统的分步工作。 三、执行层:驱动元件调试 什么是执行层的调试呢?简单地说,就是我们要执行的工作任务。首先,我们了解一下执行层的情况。执行元件是根据来自控制器的控制信息完成对受控对象的控制作用的元件。在机械自动化系统中,执行元件根据输入能量的不同可分为电动、气动和液压三类。电动执行元件安装灵活,使用方便,在自动控制系统中应用最广。气动执行元件结构简单,重量轻,工作可靠并具有防爆等特点,在中、小功率的化工石油设备和机械工业生产自动线上应用较多。液压执行元件功率大,快速性好,运行平稳,广泛用于大功率的控制系统。对于种类繁多的控制元件,我们要分清其能接的信号是什么类型的,比如是模拟量,还是数字量等。如果是模拟量的,要分清其模拟量大小和性质,据此给相应的量,执行元件就会动作。在大系统中也只要给出相应的信号,执行元件就能正常工作。要分清我们要执行的工作任务,比如将电磁阀接好线,用控制器给出相应的信号,电磁阀就会正常工作。至此,学生完成了每一个分项工作,会有将自己的作品成果全部展示出来的冲动,无形中极大地提高了自己的技能水平。 四、系统层:控制系统综合调试 经过以上分析并进行调试后,学生纷纷将自己上述步骤所完成的工作进行综合。此时,可以设置一个学生比赛环节,让学生进行综合调试。控制系统在调试时,引导学生按如下步骤进行,会取得事半功倍的效果。首先检查接线,核对地址,逐点进行,确保无误。加上各信号后,看输入端口的指示灯的变化。其次,测试输出工种状态,包含各输出端口、模拟量的量值等。测试各工作方式的逻辑关系,如手动、半自动和自动工作模式。最后还要进行异常条件检查。在经过上述调试后,如程序、功能有所变动,也应及时调试,达到完美的效果,确保系统具有正确工作、可靠、简短、省时、可读和易改等特征。掌握了以上分层调试的方法,学生能很快地将一个复杂的系统最小化,进而完成一个综合系统的调试,学生的作品成果也就呈现出来了,学生的综合技能在分步分层调试过程中得到了大力提升。 五、小结 本文是笔者对多年自动化技术教学工作教学方法的总结。由于学生的特点和素质差异性,以及各校教学安排各不相同,在实际教学过程中,应根据实际情况加以调整。由于本人水平有限,敬请各位自动化技术同行和教师给予指正,在此表示衷心感谢! 作者:吴启红 机电一体化论文:数学课程内容机电一体化论文 一、极限 涉及极限的专业课学习内容有:《电工技术》中计算一阶电路的全响应方程;《电子技术》中共漏极放大电路的动态参数分析、理想集成放大电路的传输特性分析;深度负反馈放大电路电压放大倍数的估算、RC串并联选频电路的计算. 二、微积分与微分方程 专业课中有部分内容涉及一元函数导数与微分、高阶导数、多元函数偏导数、定积分、广义积分、线性微分方程:《液压传动》中液层间的速度梯度、液体内部静压力、管道液体流量、缝隙液流的连续方程、液体运动伯努利方程、阀心径向不平衡力、调速回路的速度刚性;《机械设计基础》中盘形凸轮机构压力角和许用压力角设计计算、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线方程、油膜压力的一维雷诺方程;《机械加工设备与工装》中计量器具的灵敏度、被加工表面粗糙度评定参数计算;《机床计算机数控及其应用》中零件轮廓是非圆曲线的节点计算、用数字积分法进行脉冲增量插补、圆弧插补;《电子技术》中单相半波整流电压的平均值计算、负反馈对放大倍数的影响、积分运算电路、微分运算电路、双积分型模/数转换器;《电工技术》中电压的定义、电阻及电感元件的平均功率、描述RL电路、电容的零输入及零状态响应电压计算、电容充电过程中电阻消耗的电能、变压器中的电压变换原理;《数控机床车削加工直接编程技术》中进给功能系统自动加减速算法、非圆曲线轮廓的编程. 三、机电一体化技术专业数学课程内容体系的构建 通过以上调查和分析,制定机电类数学课程内容体系应以培养人才为目标、以专业需要为依据、以应用能力为主线、以创新思维为导向,加强专业针对性教学,探讨数学教学内容与专业教学内容的深度衔接,实行教学内容模块化、层次化,做到因材施教,将数学建模与数学实验的思想与方法融入数学课程教学,培养学生分析解决问题的能力以及创新能力.构建“公共基础模块+专业基础模块”的课程内容结构:公共基础模块包括一元微积分,专业基础模块包括常微分方程、二元函数微积分、数学建模基础. 四、更新教学模式及教学方法 根据数学课程内容体系及对专业课程调查分析的结果设计相互对应的专业应用案例,通过案例驱动学习相关的数学知识,再回到专业案例中去,使所学的数学知识得以应用.突破了以往单纯以概念教学入手的教学程式,形成了“案例驱动”教学方法,即“案例引入数学知识点(群)案例运用”的教学模式.这种模式和方法调动了学生学习高等数学的积极性,强化了学生应用数学解决专业问题的能力. 作者:汪亚东 单位:台州职业技术学院 煤矿机电一体化论文 1煤矿机电一体化应用存在的问题 1.1管理制度落实不够 机电安全管理制度是机电一体化功能充分发挥的重要保证,对于安全生产有着重要作用。但是,在实际执行中,却存在着落实不够问题,给机电一体化运行的安全带来较大影响。①许多机电企业对于机电安全管理的重要性认识不足,使管理工作只是流于形式,在实际管理中各种违规现象依然屡见不鲜。②对于安全管理的监督严重不足,许多安检人员在工作中敷衍了事、没有积极性和主动性,甚至是随意填写安检表,使得许多安全隐患难以被发现,增加了安全事故发生的概率,给生产效率造成潜在隐患。 1.2机电设备落后 虽然机电一体化能够有效提高生产效率,保证企业的经济效益,但是在实际生产中,许多煤炭企业只注重眼前利益,对于机电设备的重视不够,导致了一系列的问题。①机电设备老化问题,许多企业的机电设备使用时间已经超过了规定的使用年限,但仍在运行之中,存在着较大的隐患。②超负荷运行问题,许多企业为了追求更大的产量,并不考虑机电设备自身的荷载,只是一味的长时间高负荷运行,缩短了设备的使用年限,给设备安全造成不良影响。③缺乏对设备的维护,许多机电设备为了满足生产需求,持续不断的处于运行状态,并没有及时的停运检修,增加了其安全事故发生的概率。 1.3机电人员素质不足 机电人员素质不足也是影响煤矿机电一体化应用水平的重要因素。①机电人员自身技能水平不足,缺乏对各种机电设备性能、参数指标、运行故障解决等的了解与掌握,使其无法及时发现或解决设备运行中出现的问题。②机电人员工作态度问题,许多员工都存在着责任心不强、日常操作或检修较为随意等问题,给机电设备运行安全造成极大威胁。 2煤矿机电一体化创新应用措施 2.1智能技术的应用 为了避免由于管理制度落实不到位或人员素质不足等给煤矿机电一体化造成的不利影响,运用智能技术就成为一种有效的解决措施。①智能技术可以降低人为因素对机电设备运行的干扰,通过智能系统对机电设备运行中存在问题进行自我调节,有效降低故障发生率。②智能技术还能够增加机电一体化的功能,得到更为全面、准确的矿井信息,从而提高生产的安全性。 2.2微型设备的应用 随着微电子技术的不断发展以及煤矿开采工作的需求,一些无法利用大型设备完成的工作需要引进微型设备。①微型设备能够适应更为复杂的工作环境,进入到矿井更深处,为扩展开采范围提供帮助。②微型设备的携带、操作更为方便,降低机电设备按照运行需要的人力、物力成本,实现全地形、全天候作业,进而提高煤炭生产工作的效率。 2.3系统化设备的应用 随着各种新技术的不断发展,机电一体化中包含的技术种类也越加繁多,在一定程度上增加了其使用难度,因此,将各种技术纳入到一个系统中,提高设备的功能性,就成为机电一体化的重要内容。系统化设备的应用能够有效避免设备运行中各方面不协调而造成的问题,充分发挥各方面的功能,从而提升煤矿生产工作的效率。 2.4环保化设备的应用 随着人们环保意识的增加,煤炭生产工作也必然朝着绿色生产的方向发展,如此一来,环保化的机电一体化设备就会被运用的煤矿生产中。环保化的设备通过有效降低生产过程中污染物产生量,加强对各种废弃物的回收利用,控制各种环境污染物的排出量,从而有效实现煤矿机电一体化生产的绿色环保。 3结语 随着我国煤矿生产规模和生产水平的日益提高,煤矿机电一体化的发展将会得到长足的发展和进步。在当前的煤矿机电一体化中,还存在着较多影响其生产效率的因素,对其发展造成了严重阻碍。因此,为了促进煤矿机电一体化的顺利发展,需要加强对这些问题的重视,采取针对性的措施进行解决,并积极开发创新应用方法,来从各个方面有效提高煤矿机电一体的生产效率,从而提高其应用水平。 作者:楚建军 单位:陕西煤业化工集团 神南公司柠条塔矿业有限公司 机电一体化论文:技术技能视野下的机电一体化论文 1构建指标 课程教学体系基本结构的合理性决定专业学生技术技能学习效率和质量,即专业课程开设的前后顺序、课程教学课时要安排合理,以科学的课程组织形式开展教学活动。机电一体化专业课程体系结构考虑对技术技能型人才的质量要求,需要全面覆盖基础课程、技术课程、实训课程和选项课程四大模块,四模块分别占比:23%、20%、40%、17%。机电一体化课程考虑技术技能视角构建课程体系,要尤为注重技术技能训练。 2构建思路 机电一体化专业课程体系构建是基于学生未来职业要求和技术技能型质量要求的,要充分考虑职业资格考试和技能大赛对教学引领作用,在课程体系中集中体现技术、技能属性。考虑现有机电一体化专业教学模式,将机电一体化专业课程体系构建为“阶段+模块”、“理论+实践”的互补体系。机电一体化专业教学课程阶段主要包括职业基础能力培养阶段、职业专门技术能力培养阶段、职业关键能力培养阶段和职业拓展能力培养阶段四个阶段,对学生在未来职业中所需技术技能进行培养,全面提升学生综合专业能力。机电一体化专业教学课程模块主要包括基础课程、技术课程、实训课程和选项课程四大模块,其中基础课程模块就学生在未来职业中的职业素质和基础能力进行开发培养,切实提高学生职业综合素养;技术课程模块就学生在未来职业中的专业技术能力进行开发培养,主要设置职业技术性课程;实训课程模块就学生在职业技术性课程中所学进行实训教学;选项课程模块就学生在未来职业中具体工作岗位所需设置的课程,具有较强的专业性和技术技能导向性。 3课程体系总体设计 高校机电一体化专业课程体系的总体设计框架是基于机械工程行业需求,强化学生技术、技能基础,拓宽机电专业能力,突出未来职业能力,提高综合专业素质,全面职业发展的课程结构,是面向多方向工作岗位需求,设计大类模块化课程的体系。机电一体化专业课程体系的总体设计包括集“自然科学+人文社会科学+专业思想教育”在内的基础课程教育(一个基础),包括集“电工电子基础平台+机械基础平台+计算机控制技术基础平台”在内的平台课程教育(三个平台),包括集“自动生产线方向+机电一体化设备+模具设计和制造+数控技术应用+计算机辅助机械设计”等多模块课程教育(多模块)。 4课程体系设置分析 基于技术技能视角构建机电一体化课程体系包括一个基础、三个平台、多模块教学模式,是相对较为完善的课程专业技术技能体系,但是鉴于机电相关行业的技术更新替代迅猛发展,在制定设置课程时,还要考虑对课程体系的改革调整。在机电一体化理论课程设置中,以机类课程为基础,适当增加电类课程占比,以信息和控制、设计和制造、实践创新教学为支撑,加强培养学生职业技术、技能能力。在机电一体化实践课程设置中,设置机电实验课程、生产实习、技能实训、毕业设计课程,尤其要关注机电行业前沿技术项目、实际产品课程设置,强化与行业职业联系紧密的实践环节,结合机电前沿院所、机电企业需求指导学生毕业设计,探寻技术技能实践途径。在机电一体化课程体系构建时,要结合行业革命需求改革课程设置,如传统机械行业升级换代中发展起来的现代控制技术(单片机等),应提高学生微机控制方面的设计、制造能力,及时调整更新技术技能课程。 作者:宋西宁 单位:潍坊职业学院 机电一体化论文:异地设计集成组件机电一体化论文 1基于端口内部多能量域集成组件模型设置状况研究 机电一体化异地设计活动中的产品建模问题,需要采取统一处理手段,特别是在端口多能量集成组件模型范围下,可以运用六元组形式加以清晰表述;而多能量端口则选用五元组加以表述。按照客观层面审视,端口变量包含广义速度与力变量元素,两者乘积即为功率量,不同组件之间会借用端口实施能量、信号交换。参数化集合模型,如液压系统、机械等都必须展现物理形式且保留一定质量,安装过程中仍须界定运动、散热问题,主要是因为任何组件不论结构形式或是功能行为,都必须利用几何、装配模型绽放,实际上就是运用系统可视化特征完成虚拟原型改造任务。再就是由于不同能量域的结构复杂,在此情况下参数化建模方法应保留一定特征,并且利用纹理、材质等三维建模技术,使得模型逼真之外更保留结构简洁性特征。机电一体化系统多能量域集成组件就是联合形状特征、约束零件模型进行装配,针对不同部件几何形态进行建模,包括不同刚性、可变性零件等;同时采取参数化约束模型和联结特征模型,针对不同联结装配关系实施建模改造,包括机械静联结等,进而建立整个机电一体化系统的可视化虚拟原型架构。 2机电一体化系统异地设计多能量域集成仿真技术解析 结合早期设计经验分析,有关产品功能需求与工作原理需要得到进一步重视,所以在设计计算期间应该针对系统内部组件形态加以简化,包括线性近似、阻尼刚性影响忽略等。目前设计精确度不断提升,有关CAD、行为、配置模型逐步完善;现实中系统中组件主要采用实际模型搭配,其间有必要针对系统实际性能指标加以预测。因为非线性、时变、离散等实际情况都要考虑在内,涉及传递函数形式开始不再适用,数值求解便成为唯一出路。需要特别注意的是,透过产品模型中推导出如果所有组件的行为模型都已知,则根据系统的配置模型,利用Mapple等工具包可以进行符号求解。但由于整个开发项目参与者之间存在竞争合作并重关系,这便导致系统组件行为模型的形式多样性,包括HDL、XML等可执行代码及其他MDL等。这时可将系统组件模型进行封装,通过提供封装器的标准API接口,可以开发出各种系统组件模型的封装器。利用封装器可以实现基于配置的多能量域集成聚台仿真改造。在此基础上,如果利用CORBA/JAVA/XML/Web技术,则可实现机电一体化系统异地设计的分聚台仿真目标。此外,基于XML的多能量域集成产品建模机电一体化系统异地设计的演化过程对组件的可演化性提出了很高的要求。就是在设计的早期阶段,强调组件的功能需求及性能、结构与形状方面的约束,此时主要定义复合组件的接口、配置模型、附加的约束;而在设计的后期阶段,强调组件在系统中的装配关系、端口连结关系以及组件内部各能量域内的行为属性参数件是否满足设计需求,此时需要详细定义组件的端口模型、配置模型、行为模型、几何模型、关联模型、约束模型。需要特别注意的是,整个开发项目中,任何参与者之间都存在竞争、合作关系,这便令行为组件模型样式更加丰富多样,如XML、可执行代码等,此时技术人员可考虑进行组件模型封装处理,并透过封装器标准化API接口实现配置多能量域集成聚合仿真操作目标。 3结语 综上所述,目前我国机电一体化建模技术与仿真操作软件应用现象极为广泛,经过多种常见机电模型实际研究发现,有关整套完善机电一体化系统建模工作已经成为当下专业领域研究的特殊话题。这就要求相关机电技术人员要全面应用设计思路进行建模技术经验整编,进一步构成一种快速、协调的仿真软件系统,规避不同技术缺漏危机,令其在实践空间中发挥出更多的技术调用优势。 作者:查娜 李国华 单位:镇江高等职业技术学校 机电一体化论文:数控坡口机机电一体化论文 1数控坡口机的简述 数控坡口机实际上来说就是指在对管道进行维修恢复连接以及管道架设的工作中,对管道实行切割以及开坡口的较为特别的一种机械设备。其进行工作的原理就是通过对具体情况中所需要的切割部分,通过采用三轴的控制方式,对钢管部件的轴运动痕迹、枪嘴运动轨迹和轴线的运动踪迹各自进行控制。在进行切割工作过程中,会根据所需要的相关设计需求进行程序的设置,然后通过采用直线周进的方式加以控制,以此来使钢管部件能够顺着轴向运动时也能够对回转轴实行操作控制,使管道切割所需要的要求都能够得到满足。由于在进行切割的工作过程中,数控坡口机具有较高的温度,这样才能保证钢材料、管道能够实现利用火焰切割的要求,因此这就要求在进行工作的时候,一定要确保产生火焰的中点不要离材料切割表面过近或是过远,以免出现切割效果受到影响的情况。 2.数控坡口机目前使用过程中产生的问题 2.1套料技术配置缺乏科学合理性 由于数控坡口机所拥有的编程是十分的繁杂的,因此在进行使用的时候,若是进行操作出现失误,那么就会使钢材等材料出现切割过量的现象,往往来说,进行切割的速度越快,那么材料过量的现象就越多,糟蹋的材料就更多。一般情况下,所采用的数控坡口机经常使用到的软件就是将DXF或者是CAD等有关的相应零件图转化成为比较简单的NG切割数据,然后再采用人工的方法在数控坡口机上实行材料编排。但是这一切割方法只适合于对部分的钢材料实行切割工作,对于那些整一个的钢材料实行切割行为就比较困难了,从而导致管道钢材料受到糟蹋的现象出现,甚至有时还会因为一个简单或较小的行为而致使整一个管道出现作废的情况。与此同时,由于数控坡口机所拥有的编程基本上都是使用控制器工作的,这也就导致了数控坡口机很大一部分的时间都浪费在编程的等候中,浪费了大量的时间,使机器的工作率下降。 2.2比较过时的数控切割技术 数控坡口机在进行工作的时候.首先就是要对材料进行相应的切割,这也是在对材料进行焊接时的基础。由此可见,数控坡口机进行切割所拥有的良好质量,对于接下来进行焊接所产生的质量奠定了良好的基础。但是到目前为止,我国在数控切割这一领域上还是拥有着非常多的问题,大多数的企业都会选择在采用数控坡口机进行切割的根本上,再加以刨边机等各式有关的机械进行协助,有的还会采用人工进行加工等的方法进行反复性的加工,这就必然导致需要产生过多的步骤。这样一来,必然会造成数控坡口机进行切割时产生的工作效率明显的降低,与此同时,还使很多的钢材等材料得到糟蹋,从而产生了滥用资源的现象。 3.为提高数控坡口技术水平采取的措施 3.1加强套料技术配置的科学合理化 由于数控坡口机在进行切割的时候会出现套料技术配置的不科学合理化,因此可以将机电一体化技术应用到数控坡口机上使套料数据的配置得到科学合理化。因为机电一体化技术具有使机械、电气和计算机等各种有关的技术进行协调统一,从而使数控坡口机中拥有的套料数据得到较高程度上的合理配置,并且保障在进行联合的过程中,将套料本身所具有的作用和功能都得到充分的使用,进而使数控坡口机的工作效率得到进一步的提高。在进行数控坡口机套料数据的配置的时候,可以通过先采用合适的软件对数据等进行改善并且提前进行图画的编程,当出现了较为全面性的套料数据以及切割步骤时,就可以利用坡口机进行操作,完成对管道的切割,从而使大部分的钢材等材料资源得到节约,促进了数控坡口机的工作完成质量和工作效率的提高。 3.2己女善和加强数控切割技术 从一定程度上来说,机电一体化是属于采用高新科技实行的一种机械工作方式。由于我国在数控坡口机进行切割的时候出现了种种问题,因此通过采用最新的高新科技对坡口机实行设计,提前在坡口机上对有关的零配件等进行编排和编程,利用所产生的命令实行管道的切割工作。通过这种方式进行切割,既使坡口机的切割速度得到一定程度上的提高,而且还为数控坡口机的切割质量提供保障。不但能够使所需要的钢材料等材料得到减少,使运行和生产成本得到降低,而且还大大的使数控坡口机切割的工作效率得到进一步的提高。 4.总结 综上所述,随着近几年来工业设备在不断的改进和完善,科学技术水平的不断发展,也对工业自动化技术水平的要求逐渐的提高,从而产生了机电一体化这一种将机械和电气两者进行彼此融合的新技术。在数控坡口机上应用机电一体化,对于数控坡口机的切割面、切割技术和套料配置等具有非常重要的作用,在市场上具有非常大的发展前景,对提高数控坡口机的技术提供了一定程度上的支持,从而增加了数控坡口机进行切割工作时产生的可靠性。 作者:徐军 单位:秦皇岛首钢长白机械有限责任公司 机电一体化论文:煤矿生产机电一体化论文 一、在带式输送机中的应用 带式输送机是煤矿井下输送系统中最为主要的运输设备,榆家梁煤矿带式输送机采用软启动技术,额定皮带输送长度为2500米,输送量为1000t/h,带速为3.15m/s。驱动装置采用ZJT-2*250/660矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置,适用于交流50Hz、电压660V供电系统、200KW及以下三相交流电动机的调速控制,具有启动转矩大、起停平稳等特点,能够实现交流电机在各种负载情况下的平滑启动、调速、停车等功能,彻底消除机械及电气冲击,延长设备使用寿命,节能降耗。同时,该变频器还具有工作状态屏幕显示,过载、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电闭锁等多种保护功能。控制装置采用KTC102综合保护系统,集皮带保护、集控于一体。其中,皮带保护包对堆煤、烟雾、温度、纵撕、跑偏、速度、超温洒水和沿线闭锁等提供保护。特别是堆煤保护、跑偏保护、纵撕保护都为带式输送机正常运转提供保护。榆家梁煤矿在带式输送机中应用机电一体化技术,较之前使用的连采小皮带增加了1000米,各项性能较之前也得到了一定程度的优化,为工作面掘进运输提供了有力保障。 二、在采掘工作面局部通风系统中的应用 榆家梁煤矿掘进工作面局部通风系统实行“三专两闭锁”制度,掘进工作面局部通风机采用“三专”供电,即专用开关、专用线路、专用变压器。备用局部通风机电源则取自同时带电的另一电源,当正常工作的局部通风机故障时,备用局部通风机自动启动,保证了掘进工作面的正常通风。当局部通风机故障或停止运转时能实现风电闭锁,即切断停风区域内全部非本质安全型电气设备的电源,待故障排除恢复正常通风时工作人员方可恢复工作。此外,榆家梁煤矿还在采掘工作面实现了瓦斯电闭锁,当掘进工作面瓦斯浓度超限,通过瓦斯探头检测并报警,监控系统控制传输、断电仪、高压开关执行,立即切断掘进工作面的电源并闭锁,以免因电火花、机械火花引起瓦斯爆炸,确保了生产安全。 三、在监测监控系统中的应用 榆家梁煤矿监测监控系统主要由传感器、执行机构、信息传输装置、主站的计算机等组成。传感器监测,具有显示和声光报警功能,分站对传感器输入的信号和主站传输来的信号进行处理,控制执行机构工作。主站控制分站的发送与接收,对多路复用信号进行调制与解调,从而实现地面非本质安全型电气设备与井下本质安全型电气设备的隔离,工作人员在调度室便可了解矿井安全及生产状况,为矿井安全生产提供了保证。 四、机电一体化技术的管理措施 1.设立机电管理机构 设立专门的机电管理机构(机电科),对机电设备进行统一的管理。机电科制定了严格的机电管理规章制度,对机电工作编制合理的计划,对机电设备的配件进行有序的分配,进而方便对机电设备的统一管理。通过对违章操作的行为进行严厉制止,对机电事故进行彻底追查,进一步保证机电设备高效运行。此外,在机电科设置考核制度,对工作人员实行奖惩制度,进一步提高了工作人员工作积极性,充分发挥出机电一体化的最大优势。 2.实行科学化管理 制定一系列科学的机电管理制度,使得机电一体化工作高效有序运行。通过制定矿用设备、器材使用管理制度,保证了使用设备和器材符合相关标准,明确了设备在使用过程中的检验周期和标准,以及设备维修、更新和报废标准。通过制定修旧利废奖励制度,促进了材料的再次利用,降低了材耗。此外,还通过组织机电科不定期的步行检查,以了解机电一体化系统设备运行状态和存在的问题;组织机电科区队之间进行定期互检,促进了区队间机电一体化开展经验交流,达到互利共赢的目的;组织机电科岗位操作人员实操培训,明确操作程序和标准;组织“青工技术比武”,提高了操作人员的技能水平。 3.引进先进技术 一方面,通过与外资企业合作,引进先进的设备和机电一体化技术,再因地制宜,在引进的设备和方法上加以改进,形成了具有自己特色的技术,通过技术创新促进了煤矿机电一体化的发展。另一方面,通过与高校合作,把高端前沿的学术理论带进煤矿,使之在实际工作中得到验证,通过学术创新促进了煤矿机电一体化技术的成熟。同时,还不断鼓励井下工人进行小改小革,让其根据作业环境和工作需求,将学术知识融入先进设备的操作中,对使用的设备进行改革创新,使之更加可靠、实用。总之,榆家梁煤矿在采、掘、运、装等方面综合运用煤矿机电一体化技术,提高了煤炭资源的出产率,在一定程度上降低了作业成本,改善了作业人员的工作环境,提高了煤炭生产的安全系数,降低了安全隐患。 作者:翟华羽 李永勤 机电一体化论文:煤矿设备管理机电一体化论文 1煤矿设备安全管理意识不强,缺乏有效的日常维护和保养工作 煤矿机电设备管理部门的管理人员和相关领导没有较强的设备质量安全管理意识,对机电设备的管理工作重视程度不高,或者管理工作不到位,使设备在长期使用后出现老化的质量问题,再加上日常维护和工业大学机械制造专业,现任陕西银河煤业开发有限公司副总工程师。养工作的缺乏,这就容易使设备发生故障,增加生产中的安全隐患,进而影响作业的安全性和生产效率。 2机电一体化条件下煤矿设备管理策略 2.1更新管理理念,强化煤矿设备质量和安全管理意识和责任感安全生产和质量是现代煤矿生产和煤矿开采作业中的重要因素,要重视煤矿设备管理人员和煤矿生产职工的主观能动性和思想认识水平,企业应该加强从业人员的安全知识教育和安全作业技能培训,增强煤矿设备管理人员的安全管理意识和责任感,鼓动全员参与到设备安全管理和质量管理中,这样既能够提升煤矿全体人员的安全生产意识和质量意识,又可以提高煤矿安全生产技术水平,从而避免煤矿设备产生安全隐患,防止重大安全事故发生,提高煤矿生产效率。 2.2加强煤矿设备日常维护和保养工作,做好故障预防、检修工作为了减少煤矿机电设备故障和安全事故的发生,需要企业加强机电设备的日常维护和保养工作,尤其加大对机电设备故障的事前预防检修和定期维修工作力度,要加强对设备的防潮、防尘与防腐措施,不断采用先进的在线故障检测技术和方法,通过对煤矿机电设备正常运行状态的预测和基于模型的故障预测、诊断与检修,防患于未然,有效防止煤矿生产设备的损坏,减少设备故障现象的发生,减轻设备故障事后的检修人员劳动强度,节省设备检修成本,提高设备故障检修效率,保证煤矿生产的连续性和效率,推进现代煤矿企业设备管理的科学化,提高煤矿机电设备综合管理水平。 2.3加大科技投入,大力进行技术革新,提高煤矿企业的市场竞争力加强技术革新是煤矿企业发展的必然趋势。煤矿企业应该加大科技投入,大力进行技术革新,转变煤矿生产模式和经济增长方式,以先进的生产技术、新材料、新生产设备来提高煤矿生产量和煤炭质量,将科技技术优势转化为竞争优势,从而依靠科技提高企业自身的市场竞争力和经济效益,不断促进企业持续、健康的发展。 2.4科学采购和引进煤矿机电设备,充分利用煤矿机电设备,提高生产效率针对目前存在机电设备采购、使用管理混乱的现象,煤矿企业应该加强科学管理和精细化管理,科学合理采购和引进机电设备,由于目前煤矿机电设备市场存在不同的价格、质量与性能,且种类较多,因而在选择时应该对煤矿机电设备的价格、性能与质量进行比较,应该确保设备的质量,保证煤矿机电设备具有较高的安全可靠性,这样在实际的生产工作中就会减少设备故障和安全事故发生,从而提高煤矿生产效率。结论在机电一体化不断发展的条件下,安全管理和质量管理是煤矿企业机电设备设备管理中的重要管理理念,因而要加强煤矿机电设备的安全和质量管理,建立和落实安全生产责任制和责任到人的生产管理模式,做好煤矿机电设备故障预测和定期检修工作,不断减少或避免设备故障和煤矿事故的发生,促进煤矿企业健康发展。 作者:刘志军 单位:陕西银河煤业开发有限公司 机电一体化论文:中职专业课程机电一体化论文 一、深入分析机电一体化专业建设与课程体系的现状 (一)不完善的教学条件 在我国,大部分中职院校中,虽然拥有基本的专业课程以及相关的实训条件。但是,大多数的中职院校的教学模式倾向于:验证性。缺少大型综合性的机电一体化实验课程,即:缺少机电一体化专业的综合性以及针对性。从而严重影响到了机电一体化专业的实践能力的培养。所以,针对不完善的教学条件现状,中职院校可以采用与小型企业合作的方式,进而实现本专业学生的实践能力的提高。 (二)师资力量薄弱 在中职院校中,很少有“双师型”教师,即使是有,存在的比例也相对较小。而对于专业的理论教师来说,他们并没有足够的能力进行实训教学。所以,中职院校可以采用聘用企业的高资历的员工对学生进行相关的实践培训内容。 (三)没有进行系统的专业定位 在我国部分中职院校中,并没有制定系统的专业定位。严格意义上来说,电子与机械不能作为一个学科来学习的。而对于中职学生来说,在三年之内,准确掌握两个学科的所有知识,是不科学的。从理论的基础上而言,应该制定一个侧重面,或以机为主,或以电为主。 二、专业改革与专业课程课程体系构建 (一)重新构建专业课程体系 大学的课程体系的建设要在专业教育的特征开始,要根据职位必须具备的知识与能力进行。应该把知识的运用作为重点,针对课程进行升级和调整,全面思考和中职的联系,防止重复。课程体系在建设的过程中,应该遵循以下几点:首先,把要培育的对象分解到各个教学模块单元。并且要明确各个教学模块单元能够承受的职能以及需要培育的知识与能力。其次,应该调整好教学模块间互相重复和交叉的知识。综合化的课程应该重点培育综合运用知识的能力。再次,理论教学和实践教学应该有机的结合在一起。应该运用“讲练式”的现场教学或者“启发式”的教学方式。最后,课程的整体设置比较注重针对性与实用性,而不是理论知识的完善性与系统性。综上所述,专业的课程体系分为两方面,即综合化系列的课程与专门化模块课程。1.综合化系列课程(1)机械制图,具体包括原来机械制图的内容,以及添加了计算机协助绘图的内容。让学生把制图、尺寸标注以及公差标注结合在一起。(2)机械设计基础,包括三部分,即工程力学、金属材料和热处理以及机械原理。这个课程重点是培育学生与机械工程有关的基础知识与能力。(3)传感器技术,具体包括三部分,即传感器的类型、运用以及原理。(4)计算机应用技术,包括三个方面,即计算机的原理、编程以及资料的处理。(5)机电一体化系统设计,包括三部分,即商品设计的方式、系统的设计实例以及掌控的形式与策略。2.专门化模块课程专门化模块通常是依照设置的方向,融合本专业的发展情况和对人才需要的状况,在毕业实习期间完成。此模块完成的优秀是,在就业之前进行相关培训,为之后的工作打下较好的基础,并且要明确实践性和全面性。师资、设备符合条件的学校,在学校期间就应该完成这个模块。在完成的过程中,应该把学生分为几个专业的合作小组,学生可以随意进入各个小组。各个合作组需要完成一个子课题。而子课题根据本质的不同能够分为生产加工型、开发设计型以及生产综合型这三方面。师资、设备不符合条件的学校,应该和企业合作,将专业化的模块放入企业中来实行。使得老师和企业员工依照企业的状况,共同完成模块课程的开发和教学。 (二)实践教学课时设置原则 在进行实践教学课时,应该掌握两方面的原则。第一,保量原则。在课时的数量上要占到教学预期总课时整体的百分之四十之上,进而能够较好的展示专业教育的特征。第二,适时原则。依照每个教学模块单元的知识与能力的需求,快速追随教学实践的环节。要突出知识和能力的融合,提升实践教学的实用性与教学的成效。 作者:韩立兵 单位:宁夏农业学校 机电一体化论文:工程机械中的机电一体化论文 1在工程机械中应用机电一体化技术的必要性 可以说,机电一体化技术的出现,将会是我国现代工程技术水平的重要体现,更是工程机械主要的发展趋势。而这一技术无论是对工程施工质量,还是工程机械的使用性能好坏,都有着关键的影响与意义。在实际的施工过程中,工程机械作为一种不可或缺的设备,随着施工单位对于机械设备的自动化要求越来越高,原有的工程机械技术已经无法再满足工程施工技术需求。因此,通过在工程机械设备中应用机电一体化技术,使其充分发挥自身高效、安全的实用性,确保在预期时间内完成工程任务,同时保障工程项目建设质量,降低工程建设成本。下面,就详细阐释了机电一体化技术在工程机械中应用的必要性,具体表现在以下几个方面:首先,由于当前大部分工程规模普遍较大,这就对工程机械设备的生产效率有着较大的要求,而机电一体化的工程机械能够有效提高施工效率,能够确保在规定时间内,交付工程项目。其次,在现代工程施工中,各大施工单位对于工程机械的耗能量有着明确的要求,通常都是希望在完成施工任务的前提下,又可以降低能耗量,真正实现节约能源,降低施工成本的根本目标。再者,如果工程机械设备的自动化程度越高,这就说明对于工程施工难度也就越高,在实际施工中,有很多分项工程项目是需要应用到大量工程机械。反之,若是这些机械设备的自动化程度较差,就无法充分保障机械施工质量。此外,在工程施工过程中,通常使用的工程机械设备自动化程度非常高时,一般就不会需要浪费大量的人力,甚至有些施工工作完全不用劳动力完成。并且,机电一体化技术的工程机械实际操作起来十分简单,只需一、两个操作人员即可,这就为施工单位节省了一部分的劳动力成本。最后,在工程机械设备应用一体化技术,不仅能够大大提高其使用寿命,还有效降低了运行故障的发生率,在充分保障工程施工质量的同时,还减少了一定的设备维修费用。通常上文几点描述,我们也不难看出,传统的工程机械技术已经无法在满足于现代化工程的施工需要,而机电一体化技术的出现,彻底解决了这些问题,尤其是在工程机械设备中占据十分重要的地位,达到了非常理想的施工效果。 2机电一体化在电力变压器绕线机的应用 电力变压器的环型铁心使用高导磁率的硅钢带绕置。用环型铁心绕制的电力变压器,具有低损耗、低躁声、漏磁小的特点,是近几年电力行业推广使用的电力变压器。电力变压器绕线机是制造这种电力变压器的专用设备。该绕线机可以绕制100kW以下的电力变压器的三相绕组。该设备能够根据绕组导线的线径调整绕制的速度;具有缓慢起动、停止的功能,以防止绕线机因快速起动造成断线的现象;能够自动记录绕组的绕制匝数;能够预置绕制匝数,当实际绕制匝数等于预置绕制匝数时,绕线机能够自动停车。可以说,在变压器绕线机中运用机电一体化,极大的提高了其运行效率和质量。其中,机电一体化绕线机的控制系统是由可编程序控制器和变频器组成。其控制面板包适各种按钮、选择开关,用于给PLC输入控制信号。绕组匝数的预置使用4位拨码盘,将4位十进制数转换成16位二进制数,送到PLC的输入口。旋转编码器将转数脉冲送到PLC的输入口,从而测定绕组的实际绕制匝数。旋转编码器将主轴电动机转数变为脉冲计数信号,作为比较数据。在这样的控制系统下,变压器的绕线机实现了较高的自动化和智能化,生产效率有了显著提升。 3机电一体化的主要发展方向 3.1智能化。机电一体化产品的智能化主要是使高性能、高速的微处理实现机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,机器人与数控机床的智能化就是重要应用代表。智能化通过对机器行为的描述,在控制理论科学的基础上,应用人工智能、运筹学、模糊数学、计算机科学、生理学、心理学等新思想和新方法,使机器具有逻辑思维、判断推理最终能够自主决策。 3.2模块化。模块化是机电一体化技术中的一项重要而艰巨的工程。机电一体化产品种类和生产厂家繁多的现实情况使得相关单位制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配,企业研制和开发具有标准机械接口、动力接口、电气接口和环境接口等的机电一体化产品单元,在这些标准单元的基础上就可迅速开发新产品,同时也可以扩大生产规模。 3.3微型化。微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积越来越小,耗能也越来越少,运动更加灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。综上所述,机电一体化在工程机械中的应用,具有很多优点,而且体现了工程的现代化。这项技术在工程机械中的应用取得了良好的效果,既加快了工程施工的进度,也提高了工程施工的质量,具有高效的特性。 作者:李松峰单位:特变电工沈阳变压器集团有限公司
煤矿机械机电一体化研究:浅析机电一体化在煤矿机械中的作用 摘 要:机电一体化已经成为了煤矿机械发展的主要趋势,作为新时代的煤矿业,其正处于一个更新换代的转折点,现在的煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,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。煤矿业在投入设备的基础上重视安全生产,文章着重对煤矿生产中机电一体化情况进行了探讨,并阐释了其在煤矿生产中的主要作用。 关键词:机电一体化;煤矿机械;作用;应用 科技的进步为新时代的各行各业都带来了新型的先进技术,煤矿业也不例外,在煤矿生产中对于机械性能的要求也不断的在提高,煤矿机械中微电脑的应用会更加的广泛,且机械结构会更加复杂,其对于维护的要求也向着更加专业的方向发展。以下就通过文章对煤矿机械中电子装置的控制功能、特性和类别以及电气的功能、特性和类别进行初步的介绍。用以帮助工作人员以及管理人员更加了解煤矿机械。 1 机电一体化的产生与应用 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。目前各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。 在现代的煤矿生产中,机械性能会直接影响到煤矿的产出,机械的自动化程度以及经济性都会对生产造成一定的影响,也会对煤矿的供电、通风以及排水、提升造成安全性影响。煤矿机械的经济性、可靠性以及动力性会直接受到机械电气以及电子系统中控制部分的性能以及质量好坏的影响,在此影响下会直接对机械的寿命施工质量以及生产效率造成影响。微电子系统在现代煤矿生产中越来越不可或缺,已经成为了现代煤矿机械的优秀组成部分,同时,也成为了评判煤矿机械水平的标准之一。随着科技的进步和机械技术的发展,煤矿机电在性能上不断提高,微电子开始在煤矿机械中得到广泛的应用、推广,成为了煤矿机械的重要组成部分。换言之,煤矿机械系统的复杂程度会越来越高,功能也会越来越强大,应用范围相对也会随之变广,但是随之而来的问题便是其维护和维修要求也相对开始变得越来越专业,这就使得煤矿的工作人员所面临的专业机械问题更加复杂。为了更好的适应更加复杂的机械设备以及控制系统,对煤矿员工的技术培训就显得尤为重要,同样对设备的管理也成为了煤矿管理工作的中心内容。 随着开采技术的提高,以及新时期对于煤矿生产的要求,煤矿机械的使用中仅仅依靠液压技术以及机械技术已经不能满足现代机械性能要求。对于煤矿机械应用,现代化的生产要求煤矿机械具有更好的可控性,更加智能化。因此微电子的技术引入成为了煤矿机械的必然发展趋势,在对煤矿机械的控制上微电子控制成为了必然的选择。机电一体化作为新兴的技术,以其独特的适应性开始受到煤矿业的关注,将机电一体化技术引入煤矿生产的机械设备中,不仅仅是对于煤矿机械的技术革新,同时也使得煤矿机械设备从性能上有了本质的改变。 机电一体化又被称作电子机械工程学,是一门综合性技术,同时也是一门跨学科技术,由多种学科技术(计算机技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术以及液压技术)相互融合形成的交叉学科,却又独立于上述任何一门学科。机电一体化的技术最先得到应用是在上世纪七十年代,得以应用于国外机械中。而随着微电子技术在八十年代末期逐步的发展,并成为了优秀技术开始,机械制造的发展速度日新月异,并且随着微处理、计算机、检测、传感以及信息处理等技术在煤矿机械中得到引用并逐步发展,对煤矿机电产品性能产生了极大的促进,使得煤矿机械发展进入了一个快速转变阶段。目前以微处理器或者是微电脑为优秀的电控系统已成为了我国煤矿机械的发展趋势,虽然同发达的西方国家相比,我国的微控系统还存在一定的差距,但是随着技术的引入和研究发展,煤矿机械技术的提升也会十分迅速。 我国煤矿业引入微电子控制系统主要用于对煤矿机械功能进行提升,其主要实现了以下几方面功能。 2 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,出现故障能自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。 3 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了。 4 有效提高生产的自动化、半自动化 自动化煤矿机械设备是今后的发展趋势,而半自动化的机械设备应用也会越来越广泛,不但从劳动强度上减轻了操作人员的负担,同时也是对生产效率的有效提升。另外可以最大程度避免由于操作人员经验不足而对作业精度造成的影响。微电子在煤矿机械设备中的应用也是其自动化智能化发展的重要保障,去推广以及应用,使得机械系统的构造越来越复杂,但是功能以及适用范围也会随之而扩大。 5 其他应用 一些国外生产的输送机、采煤机、综掘机等采用了电子(微电脑)控制的自动变速器,能够根据外负荷的变化情况自动改变传动系的传动比,从而改变功率,这不仅充分利用了电动机功率,大大提高了能耗经济性,而且也简化了操作,降低了劳动强度,提高了设备的安全性能,提高作业人员操作的安全性。目前我国在综合机械化采煤机上采用电子(微电脑)控制,可实现无人操作,使机械能在危险地带或人无法接近的地点进行作业,也配备了无线遥控装置,可远程遥控也可微电脑编程控制。电子(微电脑)系统的可靠性是煤矿机械非常重要的一项性能指标。由于煤矿机械一般井下作业,其直接受到潮气、煤尘、通风、石块、地质变化等的侵袭,此外还受到采煤振动和冲击以及各种电、磁等的干扰,工作环境非常恶劣,因此电子(微电脑)控制系统必须满足井下性能环境要求,能在井下环境温度下可靠、稳定地工作;抗压强度高、抗老化,具有较长的使用寿命;密封性能好,能防止水分和污物的侵入;较好耐冲击和抗振性能;较强的抗干扰能力,系统能在各种干扰下可靠地工作。 6 结束语 科学技术的进步所带来的便是煤矿机械的发展,而机械技术的发展使得煤矿机械在性能上的适应性越来越高。随着机电一体化程度的加深,以及先进技术的引入,我国的煤矿机械技术发展开始向着微电子控制系统转变,在应用上更加的广泛,同时对于相关维修以及管理工作人员的专业素养要求也越来越高。即便如此,机电一体化也越来越得到广大煤矿业生产者以及管理者的推崇,在应用中不断的吸取经验,从而得以发展提高。虽然世界机电一体化的微电子控制技术发展较早,但是我国的技术应用起步较晚,因此在煤矿的生产上还存在很多的差距。但是社会对于煤矿生产的要求不会因此而降低,因此机电一体化变革刻不容缓,需要煤矿生产工作中每一个环节的相互配合,以及每一个环节的工作人员的共同努力。 煤矿机械机电一体化研究:机电一体化在煤矿机械中的应用探究 摘要:近年来,随着世界科学技术的迅速发展,我国煤矿机械中微处理器和计算机技术得到了广泛的应用。社会上不时出现煤矿开采过程的安全事故,煤矿企业的技术系统安全已成了人们关注的问题,对煤矿企业带来了新的挑战。机电一体化技术在煤矿机械中的应用,不仅降低煤矿企业的生产成本,而且极大的提高了煤矿率,有利于煤矿企业的安全开采。机电一体化技术在煤矿机械领域中的发展日益加快,影响煤矿企业向全新的一体化阶段迈进,给企业创造了更大的利润。本文从机电一体化技术的概念开始探究,围绕机电一体化技术在煤矿机械中的应用,指出了机电一体化技术在煤矿机械中应用的重要意义。 关键词:机电一体化技术;煤矿机械;应用 1.机电一体化技术的介绍 1.1.机电一体化技术的概念。机电一体化技术是指融合电气工程、机械工程、信息技术、计算机技术等为一体的一项新兴综合技术,它是微电子技术向传统机械工程渗透的结果。机电一体化作为企业信息化的重要支撑技术,它还是矿山综合自动化的基础。我国煤矿企业的煤矿开采、挖掘、运输过程中机电一体化技术得到了广泛的应用和推广,从而很大程度的提高了我国煤矿生产的综合实力,为我国煤炭工业安全、高效、洁净、结构优化的生产提供了有力的保障。机电一体化技术的工作系统由许多的机械设备和电子设备组成,它们是一个统一的整体,这些统一的整体在一体化原理的指导下完美的运行就能形成机械化系统。它形成的机械化系统在满足人们需求的基础上,使得人们的使用功能得到满足。机电一体化技术中说的电子设备就是指微电子系统,它能形成具有新性能和功能的先进的科技产品,它们的超高智能能够满足人们的使用需求。 1.2.机电一体化系统各个部分的功能。机电一体化系统由很多部分组成,其中最重要的是传感装置、动力装置和机械装置等,这些装置在与人的统一之下通过一定的设计原理链接起来,才能发挥机电一体化设备的功能。机电一体化由很多部分组成,每一个部分的功能有所不同,下面介绍各个部分的功能: 1.2.1.执行部分:机电一体化系统的执行过程由计算机给出的控制指令开始,按照控制指令做出相应的反应来完成执行过程。机电一体化的执行机构由许多机械部件构成,当计算机发出控制指令后做出相应的反应,这就是机电一体化系统大概的执行过程。 1.2.2.动力部分:它为机电一体化系统提供安全执行的动力,就像人体中提供人体运动所需的糖原一样,为系统预定的控制指令提供所需的动力。 1.2.3.传感部分:就是完成机电一体化中的信息传递的部分。机电一体化系统中工作人员通过相应的仪器来接受执行部分和动力部分发出的数据信息,再将这些信息转化成他们能够看懂的信号,完成信息在机电一体化系统中的传递。 2.机电一体化技术在煤矿机械中的应用 2.1.机电一体化技术在采煤机上的应用。这是机电一体化技术在煤矿机械中应用的典型例子。电牵引采煤机是通过机电一体化技术研制而成的,与传统的液压牵引式采煤机相比,它能提供更大更强的牵引力,在下滑的过程中能发电制动,节约能源,还能在大倾角的煤层中牵引运行。总之,电牵引采煤机具有系统整机效率高、可靠性好、磨损小、动态特性良好和维修量小等很多优点,为煤矿企业降低生产成本,增加利润。 2.2.机电一体化在煤矿安全生产监控系统中的应用。这是煤矿机械中最能体现机电一体化的关键技术。虽然安全生产监控系统在我国的发展相对较晚,但是从上个世纪80年代开始,我国研究人员开始研究国外先进的煤矿安全生产监控技术,研究结果在一定程度上促进了我国煤矿监控系统的发展。我国研究人员通过吸收并消化国外先进的煤矿监控技术,根据我国现有的国情,研制出了比较先进的煤矿安全生产监控系统。新研制出的煤矿安全生产监控系统具有较高的智能化水平,从煤矿生产中长期应用情况看,这个系统在采煤的安全生产管理过程中体现的至关重要。 2.3.机电一体化技术在提升机上的应用。内装式提升机和全数字化提升机都是机电一体化在煤矿机械中应用的结果,总体上并用许多相关的先进技术,不仅简化了电器的安装过程,而且使电器达到了高度可靠的程度。其中内装式提升机是并用以及整合通信、电力电子、自动控制、机械等先进技术的,把滚筒和机械的结构合二为一的提升机系统。全数字化提升机是通过采用总线的方式,简化电器安装的过程,使得电器具有较高的可靠性。 3.机电一体化技术在煤矿机械中应用的意义 3.1.实现了煤矿开采的高效生产一体化技术。机电一体化在采煤机和提升机上的应用在很大程度上提高矿山的开采效率,极大的简化生产方式,改善落后的作业模式,降低操作人员的劳动强度。 3.2.提高了矿山开采的经济效益。机电一体化系统整体上融合电气工程、机械工程、信息技术、计算机技术等为一体的一项新兴综合技术,具有效率高、可靠性好、磨损小、动态特性良好和维修量小等很多优点。因此,机电一体化技术在煤矿机械中的广泛应用降低煤炭生产成本的同时增加了煤矿企业的社会效益和经济效益,推动了煤炭企业的健康快速发展。21世纪是信息化时代,每个人都在强调工作效率和质量,煤炭企业的安全、高效率、高质量的煤矿生产是企业在市场竞争中制胜的基础,机电一体化技术提升了煤炭企业的工作效率,它是煤炭企业制胜采取的必然措施。 3.3.提高了安全的煤矿开采工作环境。煤矿机械中机电一体化技术的应用不仅提高煤矿机械的工作效率,而且还能创造安全的煤矿开采工作环境,降低了安全事故的发生,使得矿工的人身安全得到了有力的保障,减少了煤炭企业的人员伤亡和经济损失。机电一体化技术在煤矿机械中的应用提高了煤矿开采工作环境的安全度和可靠性,不仅减少了企业的经济损失,而且增强了人们群众对煤矿企业工作环境安全的信赖。 结语:总之,机电一体化技术是融合电气工程、机械工程、信息技术、计算机技术等为一体的新兴综合技术,它具有良好的性能、功能,电牵引采煤机、监控系统和全数字化提升机等先进技术,在煤矿机械中得到了广泛的应用并推广,一定程度上提升了煤矿开采的工作效率,使得煤矿开采更加安全。 作者简介:齐景荣 (1979.9--)男 本科 实验师 研究方向:机械工程 煤矿机械机电一体化研究:机电一体化技术在煤矿机械中的应用探讨 摘要:随着科学技术的发展,越来越多的领域运用新技术来推动自身的发展,这也包括了煤炭领域。机电一体化应用在煤炭系统可以有效地改良旧设备,并开发出新产品,成效有目共睹。这一应用使人们意识到如果要实现高效安全的机械化采煤,就要采用机电一体化,这是实现其目的的关键所在。此外,机电一体化的运用还可以加快煤矿机电产品的更新换代步伐。因此,本文主要阐述了机电一体化技术在煤矿机械中的应用,同时也分析了其未来发展趋势。 关键词:机电一体化 技术 煤矿机械 应用 1 概述 机电一体化是一门复合型技术,它集机械、电子、计算机和信息为一体,机械是其主功能、依托计算机和电子技术发展动力功能,把机械装置、电子设备和软件等结合起来,发挥其独特的作用。数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化是其未来主要发展方向。煤矿业未来往高效安全、清洁、结构优化的方向发展,而煤矿机电一体化技术的运用能够推动其快速往这个方向发展,并实现煤矿综合自动化。此外,煤矿机电一体化技术是煤矿企业信息化的关键支撑技术,并广泛应用于煤矿采掘和装备应用与推广上,促使其快速健康的发展,为整个煤矿工业打下稳固基础。本文分析了煤矿机电一体化技术的发展现状及其研究意义、它在煤矿业的应用和其未来发展趋势,希望对煤矿产业的发展起到推动作用。 2 对我国煤矿机电一体化技术的发展现状的研究 中国的机电一体化技术萌芽期是从20世纪70年代开始,到了80年代后期,在综合机械化采煤这一领域得到飞跃发展,并推动了煤矿机电一体化技术的发展进程。在这一年代,采煤机已经发展为电牵引。进入20世纪90年代中期,在已有基础上研发了大功率电牵引采煤机。到了21世纪,煤矿机电一体化技术得到广泛的应用,并在某些领域取得极佳的成绩,如煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等。但与国外发达国家相比,我国的机电一体化技术起步较晚,因此,在对该技术的研发水平、应用领域、投资规模和技术管理上都稍微落后于采煤业发达的国家。 3 分析煤炭机电一体化技术的研究意义 随着煤炭机电一体化技术的发展,分析研究该技术有着重大的意义。本文主要从三个方面分析了其研究意义。 3.1 有效提高了煤矿作业的劳动效率 传统的煤矿作业大多数是以手工为主,而引用机电一体化可以大大提高劳动效率,降低工人的劳动强度,缩短作业时间,生产效率明显得到明显提高。 3.2 有效提高劳动安全保障 传统煤矿工人的工作环境都比较差,如潮湿、灰尘大,这严重影响工人的身体健康,有时还会危及到他们的生命安全。机电一体化技术应用在煤矿领域能够保障工人劳动安全,防止灰尘和潮湿等恶劣环境危害他们的身体健康。 3.3 明显增加劳动收入 机电一体化运用在煤矿机械中不仅能提高劳动生产率,同时也提高了煤炭产量。这直接受益的是煤矿企业,而煤矿企业效益的提高,煤矿工人的劳动收入也明显上升,改善其生活水平。此外,煤矿产业的发展还能带动当地相关产业的发展,为当地带来一定的经济效益。 4 对机电一体化在煤矿生产中的应用研究 工业化的快速发展也带动了煤矿业的发展,在煤矿产业引进机电一体化技术,并广泛应用在煤矿产业的各个领域。以下从三个方面进行阐述,它们分别是机电一体化在矿井综合采煤方面的应用、矿井运输提升设备的应用和煤矿安全生产方面的应用。①应用于矿井综合采煤方面。机电一体化技术在煤矿生产中的一个典型应用就是电牵引采煤矿机,它具有牵引特性好、反映快捷、结构简单易用、工作效率高和寿命长等良好特点。因此,它被广泛应用于大倾角煤层。②应用于矿井运输提升设备。机电一体化技术在煤矿生产的另一主要应用是带式输送机和矿井提升机。其中带式输送机因能长距离运送、运行期间安全性能高,并能实现自动化而成为我国煤矿井下原煤矿输送系统的主要运输设备。而矿井提升机其机械结构简单,能实现全数字化交流提升。③应用于煤矿安全生产方面。最能强有力的体现出煤矿业机电一体化技术的就是应用于矿井安全生产监控系统,这不仅能保证煤矿进行安全生产,还能促进煤矿安全管理的发展。这也符合了我国规定的矿井必须配备矿井监测控制系统的规定,使工人在安全的条件下进行生产。 5 对煤矿机电一体化技术应用的发展趋势的研究 国产煤矿机电一体化设备的特点是:智能化、程序化、信息化,并具有很多无可比拟的优点,如便于操作维护、设备体积小、安全可靠度高等。这一技术广泛应用与煤矿业能有效减轻工人的劳动强度,提高煤矿企业生产效益,拉动社会经济的发展。但目前为止,我国的机电一体化技术还落后于其他煤矿产业发达的国家,本文特分析了其未来发展的三个主要趋势。第一,研究发展拥有自主知识产权的煤矿开采技术,特别是在关键装置方面;第二,在产品功能方面增家通信功能,以配合综合自动化的发展需求。第三,机电一体化技术的日后研究重点之一是研究发展煤矿机器人。 6 结语 综上所述,科学技术的快速发展能够有效推动机电一体化技术的发展,并广泛应用于煤矿产业的各个领域,加快煤矿产业快速向前发展,进而推动社会经济的发展。机电一体化技术的应用不仅能够提高煤矿企业经济效益,还保障了工人操作的安全性。国家也越来越重视煤矿产业的安全性生产,这使煤矿产业大幅度增加煤矿设备的投入。因此,它的发展必能创作出更大的社会价值。 作者简介:武国强(1978-),男,山西武乡人,主要研究方向:机械与煤矿井下运输系统,机械助理工程师。 煤矿机械机电一体化研究:机电一体化技术在煤矿机械中的应用 【摘 要】机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。近年来,机电一体化技术得到迅猛发展,机电一体化技术在煤矿中运用,大大改善了煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时实现了高效、安全、机械化采煤。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,机电一体化技术在煤矿机械中的应用将更加广泛。鉴于此,本文对机电一体化技术在煤矿机械中的应用进行了探讨。 【关键词】煤矿机械;机电一体化技术;应用 一、前言 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。机电一体化是集机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、软件编程技术等多学科的交叉综合,它的发展和进步也促进了相关技术的发展和进步。机电一体化技术从 20 世纪 70 年代中期开始在国外机械上得到应用。20 世纪80 年代以微电子技术为优秀的高新技术的兴起,推动了机械制造技术的迅速发展,特别是随着微型计算机及微处理技术、传感与检测技术、信息处理技术等的发展及其在机械上的应用,极大促进了煤矿机电产品的性能,使煤矿机械进入了一个飞跃的发展时期。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面,因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标,而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。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。目前,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。但与国外发达国家相比,还有不小差距。 二、机电一体化技术在煤矿机械中的应用 1、机电一体化技术在采煤机中的应用 近年来, 我国电牵引采煤机的研发取得了长足的进步, 在消化吸收国外引进采煤机技术的基础上, 进行二次开发, 拥有了许多具有自主知识产权的换代产品, 在我国煤矿综合机械化采煤工作面, 国产采煤机已经占据主导地位, 完全采用国产装备的高产高效工作面不断涌现。传统的采煤机结构比较复杂,而且体积比较大,移动不便,使用范围也比较局限。目前采用的电牵引采煤机结构简单,体积小,尺寸小,重量轻,其在为采煤机提供前进牵引力过程中,克服了采煤机移动时产生的阻力,不仅提高了生产效率,而且有效的提高了煤矿产量,充分发挥了机电一体化的绝对优势。比如,在煤矿开采过程中,随着开采深度的进一步加深,经常会遇到大倾角的煤层,有的呈现40~50°的倾斜角,由于倾角大,要求采煤机要具备良好的制动性,坡度陡的特点对采煤机的要求十分严格。利用机电一体化的设备在电动机的轴端安置了防滑制动器,该装置有很好的停电设置功能,可有效将电动机的转矩提升1.6―2倍,避免采煤机出现下滑的情况发生,同时将剩下的电能返回到电网中。国内研发的采煤机大多能够熟练的使用机电一体化技术,例如MGD150N W 型采煤机,在其实际应用过程中就取得了较好的效果。 2、机电一体化技术在输送机中的应用 输送机的使用是煤炭生产机电一体化的有力体现。当前,我国关于带式输送机方面的优秀技术方面的研究与新产品的开发相继取得了较好的进展,我国已自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机,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。同时,还开展了带式输送机的优秀技术与关键元部件的理论研究及产品开发活动,很多运输机具有及时故障诊断和自我保护等功能,在使用过程中如果出现轴承温度过高、跑偏以及断带等故障,可以自行进行保护。例如目前应用比较广泛的机、电、液一体化的CST 可控软启动装置,这种装置适用于运用平滑起动来输送荷载大、惯性强的材料或设备,可以说是专门为煤矿长距离皮带运输机设计的软驱动装置。一台带式输送机可同时受到一台或几台CST驱动,解决了带式输送机的大运量、长距离的驱动难题,促进了煤矿开采的进度和步伐。 3、机电一体化技术在矿井提升中的应用 在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。矿井提升是将井下煤炭运送至地面的过程,提升效率与安全度是关系矿井效益的重要环节。矿井专用提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备。目前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,我国自主研发的第一台全数字化的直交流提升机,优秀部分就是利用双CPU计算机操作系统,真正做到了主、副提升机的全方位自动化。我国直径达到两米以上的提升机有 90% 的都是交流提升机。不仅高度可靠,而且具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能。这种全数字化的提升机采用总线的方式来达到将电气安装进一步简化的目的,可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度,进一步提高矿井提升机的工作效率。在交流提升机中,最常见的是内装式提升机,内装式提升机占据了非常重要的地位,该提升机将滚筒和驱动合为一个整体,是典型的机电一体化设备,从结构的角度将滚筒与驱动有机的结合,机械结构大大简化,具有硬件配置简单、互相兼容等特点,是机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体,更好的实现机电一体化。 4、机电一体化技术在煤矿掘进中的应用 煤炭生产过程主要包括“掘进、采煤、装、运输、提升”等几大系统。掘进作为煤矿开采的基础工作,掘进的效率影响采煤的效率,为此在现代化矿井中将机电一体化技术应用于掘进中是必然的。掘进机是目前大多数煤矿广泛使用的掘进机械,其电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱、矿用本质安全型操作箱、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4 低浓度甲烷传感器等组成的掘进机电气系统。与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。其控制系统将控制和保护功能模块化(主控制器)、有故障记忆功能、有应急遥控功能(遥控器)、操作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用动力载波技术,仅用两芯通讯电缆便可实现,通讯电缆采用快速插头连接方式。 整个电气系统具有设计理念新、保护功能全、显示功能强大、内部元件配置高、结构紧凑、安装方便、可靠性高等特点。 以可编程控制器 PLC 为优秀,对油泵、截割、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护,同时显示各电机运行状态、工作电压、截割电机负荷和各种故障信息。 三、结语 总之,机电一体化在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益。但是,我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比,还有一定的差距。随着诸多的新型机电一体化产品的广泛使用,今后我们应该在在下面几方面加强研究:一是加强科研,投入资金,积极研发具有独立知识产权的煤矿机电一体化技术,并将其作为煤炭生产的关键和优秀技术。二是在通信功能上要进一步加强改进,以适应煤炭生产的需要。
绿色石油化工工艺探讨:对绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 绿色石油化工工艺探讨:绿色石油化工工艺 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量!向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 绿色石油化工工艺探讨:绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 作者:韩英杰 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色石油化工工艺探讨:浅谈绿色石油化工工艺 [摘 要]石油原料在现代社会发展中起到重要的推动作用,其衍生品涉及能源、化工、医药、航天等多种领域。虽然石油化工行业的发展加速了现代化社会建设进程,但石油化工产品在使用过程中,常会释放出大量的有害气体,如二氧化硫等,严重破坏了大气环境。因此,针对绿色石油化工工艺进行深入探讨,减少石油衍生物成分中的有害物质,对于保护环境、提高空气质量,有着十分重要的现实意义。 [关键词]石油化工;化工工艺;环境保护 现在石油化工是诸多行业的基础及动力来源,石油衍生产品与现代人的生活息息相关。但石油化工产品在生产或使用过程中,往往会产生大量污染物,其中以气体污染物为主,对环境破坏严重,进而导致雾霾、酸雨等不正常天气,威胁着人们的健康。因此,在发展石油化工的基础上,应加强对绿色石油化工工艺的探讨,从生产工艺的角度减少石油产品中的有害物质,进而达到优化大气质量、保护环境的目的。 一、简述绿色石油化工工艺相关概念 (一)绿色石油化工工艺的定义 化工工艺即化学生产技术,是指化工原料通过相应的化学反应形成最终产品的过程和具体方法,是化工实验室实验内容的放大。针对不同的化工原料和目的产物,化工工艺差异性较大,有害物质类别、性质、形态等也不尽相同,绿色石油化工工艺即针对这种差异性,通过科学的方式,在生产、反应过程中,消除、减少或回收其中的环境有害物质,以达到优化环境质量的目的。 (二)绿色石油化工工艺主要内容分析 原子经济性是绿色石化工艺的优秀,即在原料利用率最大化的基础上减少浪费。院子经济性的具体内容为,充分利用参加生产化学反应的原料原子,提高原子的有效利用率,并在反应过程中采取相应的措施降低有毒有害物质的产生量,以兼顾提高产量和保护环境两种工艺要求。 绿色石化工艺的主要内容为,注重再生新能源的开发,尽量减少石油原料的使用。为达到保护环境的目的,在石油化工产品生产加工过程中,应尽量控制减少原料的使用,积极发展新能源代替传统石油产品。此外,绿色石化工艺应就一般生产废弃物的回收利用环节进行优化。一方面,提高原料的利用率,避免浪费;另一方面,对于不可再利用的有害废物集中进行处理。 二、绿色石化工艺发展进程简介 (一)创新原子经济反应 原子经济反应是由原子经济性相关概念发展来的,其理想状态为在石油化工生产反应中,所有的原料原子均参与反应,并全部转变为目的产物,没有有毒有害废物产生,原料利用率为100%,即实现工艺废物零排放目标。随着我国石油化工产业不断发展,石油化工生产规模扩展迅速,百万吨、千万吨级的石油化工项目逐渐成为主流,应用原子经济反应可有效提高产品产量、控制减少工艺废物的产生量,对于促进石油化工与环境的和谐发展,具有重要的现实意义。目前,部分有机原料的生产合成反应,已经完成了由传统的二次反应到现代原子经济反应的转变。例如,现代环氧乙烷生产工艺,就利用乙烯直接氧化法和环氧乙烯原子经济反应工艺制取法,代替了传统的氯醇法二次制备工艺。原子经济反应以经济性、高效性、绿色环保性等特点,已经成为近几年绿色石化工艺的重要课题,具有广阔的发展前景。 (二)无毒害原料的研发利用 现阶段,在部分石油化工生产过程中,为获得某些特定的化学官能团,操作人员仍延续传统的生产工艺,使用一些带有毒性甚至剧毒性的光气作为生产原料。但站在石油化工与环境和谐发展及操作人员健康的角度分析,此类有毒物质并不具相应的适用性,故而应积极探索无毒无害的生产原料替代此类有毒物质,以提高生产的安全性、环保性。在石油化工领域,相关人员已研发出一种制取异氰酸酯的无毒害新技术,其主要内容技术即是以无害物质替代传统剧毒光气进行生产,目前这种方式已经在工业生产中得到相应的应用,并证明了其科学性、有效性。利用CO制取异氰酸酯的工艺技术已经在某些特定反应中投入使用,同时利用CO2替代传统光气的工艺试验也取得了一定的成绩,正式投入使用指日可待。 三、绿色石化工艺发展需解决的问题 (一)石油化工生产危险性问题 石油化工受其工艺特殊性限制危险性较大,石油化工工艺生产危险内容包括腐蚀、爆炸、高温、高压、剧毒、易燃、窒息等。而化学反应环节是石油化工生产中必不可少的环节,对其进行绿色工艺创新,存在任何微小问题,都有可能造成生产事故,进而造成不可估量的损失。 (二)能源损耗严重问题 我国石油能源储备总量并不充裕,但石油能源消耗总量巨大,需外购大量石油原料维持能源消耗和生产的平衡。石油化工行业原料有效利用率低,是影响我国石油化工行业发展的重要因素之一。根据相关调查数据显示,我国石油化工业单位能耗创造的实际经济价值远低于实际发达国家,每单位GDP能耗则远超实际平均水准。如持续这种粗放式的生产方式,以高能耗、低生产的特点扩大生产,则会进一步加剧能源消耗与生产见的矛盾,从而影响石油化工企业的发展。 四、促进绿色石油化工工艺发展的有效措施 绿色工艺的目的是通过生产工艺调整,从根本上解决传统石油化工的环境污染问题,进而达到绿色生产、减低排放、保护环境的目的。为推动绿色石化工艺发展,应积极落实以下三点内容:一,加强对原子经济反应的探索,不断优化反应工艺和反应催化剂,以实现原料有效利用率的最大化目标;二,强化企业内部管理及工艺操作管理,强化操作人员生产安全意识,积极落实“三不伤害”相关内容,以保障生产安全和设备安全;三,积极研发绿色环保原料替代传统有害原料,充分利用再生自然材料进行化工生产,并重点强化一般废物回收、集中处理等工艺内容。 结语: 现代社会发展离不开石油化工行业的支持,发展绿色石油化工工艺既是社会发展的客观要求,可是石化行业在保护环境方面应承担的责任。随着科学技术的发展,人们对于物质的研究由宏观视角逐渐转入微观视角,致使原子经济反应逐渐成为现实。通过原子经济反应和再生无害原料,可有效提高石油化工生产效率、减低污染排放,从而促进石油化工和自然环境的良性发展。
软件检测论文:安全检测软件工程论文 1计算机软件安全检测技术的方法 1.1计算机软件安全检测的流程 通常计算机软件安全检测的过程中只要有以下几个流程,首先是为了彻底全面的对计算机软件系统当中可能存在的缺陷予以充分的检测和了解,要对软件设计过程中最小的模块进行进行全面的测试,之后是要严格按照设计的标准和要求对组装的系统进行检测,此外还要对与之相关的体系机构进行全面的检查。其次就是要在做好了上述各项功能工作之后,还要对软件自身的有效性和功能性进行详细科学的检测,最后一点就是要对整个系统进行全面的检测,测试整个软件在各种环境下运行的安全性和可靠性。 1.2当前计算机软件安全检测的只要方法 首先是形式化的检测。形式化的安全监测实际上就是根据具体的要求来建立软件应有的数学模型,之后通过对应的标准化语言对其进行格式化的说明。形式化的安全监测通常有两种检测方法,一种是模型检测,一种是定量检测。其次就是在模型基础上的静态安全检测。模型安全监测一方面是通过软件行为和结构构建的一种方式,这样也就形成了一个可供测试的模型,这种模型在运行的过程中一方面可以在计算机上实现读取,在工作的过程中,比较常用的模型安全检测方法有两种,一种是有限状态机检测,一种是马尔科夫链检测、再次就是语法检测。语法检测实际上就是技术人员通过技术措施对软件在不同的输入条件下所产生的反应是否相同。四是基于故障注入的软件安全检测。故障注入的安全检测是应用故障分析树与故障数的最小割集来检测的。五是模糊测试和基于属性的测试。基于白盒的模糊测试较传统的模糊测试技术有很大进步,白盒模糊检测方法有效地结合了传统的模糊测试技术和动态测试用例检测技术的优点。六是混合检测技术。能有效地改善静态技术和动态技术检测存在的一些缺陷,从而更好地对计算机软件的安全进行检测。七是基于Web服务的检测技术。它是一种基于识别内容的分布式Web服务器技术。具有语言中立、互动操作性强等优点,能够将复杂的安全检测分解为子安全类型进行处理,以使其可以更有效地应对复杂的安全检测的需要。 2软件维护的主要类型 2.1改正性维护 改正性维护是指改正在系统开发阶段已发生而系统测试阶段尚未发现的错误。这方面的维护工作量要占整个维护工作量的17%~21%。所发现的错误有的不太重要,不影响系统的正常运行,其维护工作可随时进行:而有的错误非常重要,甚至影响整个系统的正常运行,其维护工作必须制定计划,进行修改,并且要进行复查和控制。 2.2适应性维护 适应性维护是指使用软件适应信息技术变化和管理需求变化而进行的修改。这方面的维护工作量占整个维护工作量的18%~25%。由于计算机硬件价格的不断下降,各类系统软件屡出不穷,人们常常为改善系统硬件环境和运行环境而产生系统更新换代的需求;企业的外部市场环境和管理需求的不断变化也使得各级管理人员不断提出新的信息需求。这些因素都将导致适应性维护工作的产生。进行这方面的维护工作也要像系统开发一样,有计划、有步骤地进行。 3提高软件的可维护性方法 3.1建立明确的软件质量目标 如果要一个可维护性的程序满足可理解的、可靠的、可测试的、可修改的、可移植的、效率高的和可使用的7个全部的要求,要付出很大的代价,甚至是不显示的。但是可理解性和可测试性以及可理解性和可修改性是相互促进的,而效率和可移植性以及效率和可修改性是相互抵触的。因此,要明确软件所追求的质量目标。 3.2使用先进的软件开发技术和工具 利用先进的软件开发技术能够大大提高软件质量和减少软件费用,并且稳定性好,容易修改、容易理解,易于测试和调试,因此可维护性好。 3.3建立明确的质量保证 最有效的方法就是质量保证检查,在软件开发的各个阶段以及软件维护中得到了广泛的应用。 4结束语 从文章的叙述当中我们知道,软件维护工作在运行的过程中实际上是存在着非常强的综合性和复杂性的,当前我国的软件规模不断增大,同时复杂程度也在不断的升高,在这样的情况下也就使得软件的维护成本大大提升,软件维护的难度也有了非常显著的增加,所以,软件的可维护性直接影响到了其维护过程中的资金投入和整个软件的生命周期。 作者:高林 单位:同济大学 软件检测论文:安全漏洞检测计算机软件论文 随着科技的发展,计算机在社会中的地位越来越高,于此同时源代码数量也不断增多,由于这些漏洞的存在,很多黑客就利用这些代码中的漏洞进入到计算机软件中实施破坏。因此,计算机在给人们带来方便的同时也为信息系统的安全埋下了一个定时炸弹,安全问题已经成为系统安全最主要的问题。随着计算机更新速度加快,出现的漏洞越来越高,由于利益的驱使,黑客对其的攻击形式多样化。因此,在不断提高漏洞检测技术的基础上,需要寻找弥补漏洞的有效方法,只有这样才能保证计算机安全运行。 1计算机软件存在的安全漏洞 随着我国经济的不断发展,科技技术有了很大进步,互联网中的信息系统使用范围不断扩大,在各个领域发挥着不可取代的作用。由于计算机软件中有很多的安全漏洞,因此很大程度上信息系统就产生了一定的安全隐患。软件中的漏洞会对信息系统造成非常大的威胁,这就需要对计算机软件中的安全漏洞进行必要检测,安全漏洞检测是现代信息系统安全运行中非常重要的课题。计算机软件漏洞是指计算机系统在编程时出现的错误导致的缺点,这些缺点非常容易使计算机软件产生一些安全隐患和计算机自身的危险,计算机系统对有恶意的网络信息有非常高的敏感性,极容易出现对系统攻击行为。之所以出现这种情况,主要原因是在软件开发和研制过程出现的一些问题。漏洞主要有两种:安全性漏洞和功能性漏洞。安全性漏洞指的是在大多情况下漏洞不会影响计算机的正常运行,如果漏洞被黑客发现,软件运行时就会出现错误,严重者计算机会执行错误的命令,有很大的危害性。功能性的漏洞是指漏洞能够影响计算机正常运行,比如运行结果错误等等。漏洞特性主要表现在四个方面:1系统编程时由于编制人员的疏忽很容易出现逻辑性的错误,这种由于疏忽出现的错误很多是疏忽大意所致。2计算机在运行任务时很容易产生逻辑性错误,不同大小之间的程序模块相比可以看出逻辑性错误的发生率很高。3漏洞和软件环境有很大关系。4系统漏洞和时间也存在一定的联系,随着时间的延长,旧漏洞被修复但是也会产生新的安全漏洞。 2计算机软件安全漏洞的各项检测技术及应用 2.1安全静态检测 计算机软件安全静态检测,注重的是系统内部特性,静态检测和漏洞两者之间有共同的特点,这些特点之间也有很大的关联。目前漏洞的划分方法主要有安全性漏洞和内存性的漏洞。安全性漏洞对数据流的误差比较注重,很大程度上由于错误的内存形态而形成的;内存性漏洞对数据的准确性和类别有很大的注重性。因此,这种漏洞主要的检测技术方法就是在内部存储空间进行建模。因为静态检测方法之间有很大的不同之处,漏洞的处理也有很大的不同之处。所以,一些监测技术只能对漏洞进行必要的检测,但是一些方法在此基础上还能够对漏洞进行很好的处理。安全静态检测方法主要是对程序的代码进行扫描,对其中的关键句进行详细分析,然后根据设置的漏洞特性和标准对系统进行全面检测。分析关键语法是最早的静态分析法,它在分析时只对语法进行检查,把系统中的程序分为不同段落语句和数据库相互对比,如果发现有疑问,对其进行仔细的判断,从而进行检测;另一种检测方法就是按照标准进行检测。由于系统自身就是编程的标准,根据标准对计算机程序进行描述,可以通过语法对其进行描述,最后对系统进行整体检测。 2.2安全动态检测 2.2.1内存映射很多攻击者在对软件进行破坏时为了达到目的,会经常用到“NULL”结尾的字符串进行内存覆盖。采用代码页映射技术,攻击者能够利用“NULL”结尾字符串进行内存覆盖。 2.2.2非执行栈目前,出现了一些栈攻击软件的问题,主要原因是系统中栈的执行能力,由于栈内包含了所有数组变量,所以,攻击者通过向栈中书写一些恶意代码,再进行代码执行。预防这种攻击方法最为有效的方法是打破栈的执行力,使代码不能够进行执行任务。2.2.3安全共享库有些计算机中的安全漏洞主要是使用了不安全的共享库所致。安全共享库很大程度上可以预防恶意攻击行为。安全共享库有拦截和检测功能,主要是指使用动态链接方式进行程序运行,把不安全函数进行拦截和检测,最大程度上保护软件的安全。 2.3计算机软件安全漏洞检测技术的应用 安全漏洞检测技术直接关系到计算机的安全应用,其中在计算机软件安全漏洞检测中,其各项技术的应用主要集中在:第一,防止竞争条件安全漏洞应用。这种漏洞的应用一般是采用原子化处理竞争编码,这种编码有锁定功能,原子化操作进入锁定状态,详细的描述使用文件,很大程度上预防由于使用文件的变动使系统产生漏洞。第二,缓冲区安全漏洞检测技术应用。缓冲区安全漏洞检测主要是对软件程序中的一些疑问函数进行详细检测来预防缓冲区安全漏洞。第三,随机漏洞预防应用。对于随机漏洞的检测和预防需要用到性能良好随机发生设备,这种设备能够准确的对随机漏洞进行预防,其中最主要的原因就是该设备有密码算法。第四,格式化字符串漏洞检测技术应用。这种检测技术的应用一般是在代码中使用格式常量。 3结语 有上文可以看出,随着计算机的发展,计算机软件漏洞检测技术能够很好的对计算机中的漏洞和病毒进行安全检测,已经成为了现在计算机检测最实用的方法。软件的安全主要体现在编程和清楚漏洞方面,所以,需要对计算机软件安全漏洞检测技术不断提高,使网络信息系统更加安全的运行。 作者:汪刚 单位:南京工业职业技术学院 软件检测论文:软件工程中对安全漏洞检测技术的应用 摘要:近年来,信息技术带动了计算机在各领域广泛应用。伴随着软件不断更新与发展,计算机内现有缺点以及弱点越来越不易被人们察觉。安全是计算机同通讯网络使用安全之中最为基础的一项,就算计算机内安装了各种杀毒软件、防火墙以及防毒软件等,只要计算机内部软件自身存在安全方面问题,必然会导致整个计算机存在安全漏洞。本文在简述软件工程常遇到的威胁基础上,找出软件工程之中常见安全漏洞,分析安全漏洞相对应的检测技术,进而探索安全漏洞方面检测技术在软件工程之中的应用。 关键词:安全漏洞;检测技术;软件工程;应用 0前言 计算机在各领域普遍应用加速了全球现代化和信息建设的进程。如今人们生活、工作都离不开网络以及计算机,所以计算机通信安全就显得尤为重要。人们必须要加强对信息方面安全的建设,以此来保障用户使用计算机时能有一个相对安全的环境。近年来,无论是国内还是国外都发生了多起利用软件漏洞对计算机整体进行攻击的事件,这使得计算机内存在的缺点以及弱点成为了其安全的最大威胁。现今电脑之内仅有防火墙以及各种防毒杀毒软件是远远不能满足用户需求的,有时这些软件还会带来许多问题。所以,相关企业必须要加强对计算机方面安全漏洞相应检测技术的研究,以此来提高计算机内部软件工程的整体安全系数,确保用户使用安全。 1软件工程常遇到的威胁 1.1软件质量方面问题 计算机在被应用期间,其内部软件本身就存在一些不可避免的缺陷以及问题。在进行软件研发期间,研发人员由于对技术掌握不是非常透彻,以及自身缺陷都会造成计算机内部存在漏洞。这些漏洞直接威胁着计算机整体安全。据显示,近些年来国内外计算机在使用期间,由内部软件漏洞所引发的安全事件数量急剧上升,这给许多电脑高手以及网络黑客带来窃取电脑内部信息的机会,使得国家以及人民财产方面受到威胁。 1.2非法复制问题 计算机内部软件是一个科技含量较高的产品,在企业研发期间需要大量物力、人力以及财力才能完成。相关企业在软件研发方面所付出的远远比硬件开发高很多。但是,因为计算机内部软件比较容易被复制,这就直接造成了产权方面的危害。近年来,全世界非法盗用相关软件造成的损失非常庞大,并且事件次数逐年上升。特别是我国,近些年来国内经济过快增长,这就使得科技相对落后,与发达国家现有科技存在一定差距。这就使得不法分子趁虚而入,借助软件存在漏洞对计算机进行整体攻击,非法复制电脑内部信息,造成了用户以及国家财产方面严重损失。 2软件工程之中常见安全漏洞 电脑系统有一个重要特征就是存在安全漏洞,人们可以利用这一弱点编写攻击程序,通过授权方式获得没有经过授权方面的相关访问,进而对电脑系统造成危害。即使电脑中安装了防火墙,防毒以及杀毒软件,但对于那些利用软件方面漏洞进行攻击的程序来说,并没有多大用处,甚至还会出现更大的危害。站在当前软件市场角度来看,有几个漏洞经常被人们所忽视。分别为JBOSS服务器、LIBTIFF软件库、NET-SNMP以及ZLIB。非法人员可以Geronimo2.0安全漏洞实现远程造作,绕过电脑中身份识别这一环节,通过对电脑插入恶意的软件代码获取访问控制权限。JBOSS服务器中的3.2.4到4.0.5这些版本中,存在目录遍历这一安全漏洞。LIBTIFF软件库则是读写、标签图像具有的文件格式的相关文件。NET-SNMP中的NET以及SNMP协议文件之中存在安全漏洞。ZLIB是一个对数据进行压缩的软件库,因为库里的代码解释长度大于1,进而导致安全漏洞[1-2]。 3安全漏洞相应检测技术 3.1静态检测 (1)静态分析静态分析这一方法主要对程序当中代码进行直接以及全面的扫描,同时提炼出程序当中关键语句以及语法,再通过对其含义理解来分析该程序,并严格依照事先设定安全的标准以及漏洞特性来进行电脑整体检验.第一,对程序当中语句以及语法深入分析,这是最为原始的一种静态分析法。这一方法检测数量有限,并且检测出来的漏洞通常都是比较严重已经被人们所知的.第二,就是严格依照标准进行相关检测,一般来说,电脑系统之中程序运行实际情况进行描述就是安全标准。其实程序本身也是一种编程标准,也就是指那些一般的安全标准,我们常说的漏洞模式[3]。人们可以利用这一规则对漏洞进行检测,然后再通过规则处理对相关数据进行接收,然后将其转换为处理器在进行内部描述,最后对系统程序进行整体检测。(2)程序检验程序检测主要借用一些抽象软件当中的程序获取一些形式化程序以及模模型,再采用形式化的漏洞检验方法来对其展开检测,最后使用正确检测方法对电脑漏洞进行整体检测。模型检测一般是建立电脑系统内部程序相关有向图以及状态机来完成检测的。通常情况下,这种检测包含两种方式,分别为符号化以及自动模型转换。符号化就是将抽象模型转换为与语法树形式,并用公式描述出来,人们通过公式来判断其是否符合需求。自动模型转换需要将检测程序进一步转变成等价的自动机,在将这两个自动机相互补充、替换,从而形成新的自动机,然后再将判定的系统转变成能够容纳的语言形式进行检测[4]。 3.2动态监测 许多黑客经常使用“NULL”表现在尾部的字符串来对内存进行覆盖,以此来实现攻击目的。应用代码存在页面之中映射技术可以使黑客在使用“NULL”尾部字符串对内存进行覆盖,这使得跳转到相对简单内存区域的相关操作显得十分困难。从这方面来看,随机将代码页映射到各不相同内存地址之上,可以有效降低依靠猜测内存地址对页面进行攻击的几率。 4安全漏洞方检测技术在软件工程之中的应用 4.1对竞争条件方面的漏洞进行预防 对一些由于竞争条件产生的漏洞,主要预防方法就是将形成竞争相关编码运用原子化方法进行操作。执行单位当中最小的就是编码,程序在运行期间没有任何情况可以对其产生干扰,原子化相关操作应用的是一种锁定方法,利用预防系统存在的某种状态的改变来形成问题。以达到间接调用文名系统的目的,进而把使用的文件和句柄进行描述[5]。 4.2对缓冲区存在的漏洞进行预防 利用软件程序之中较为危险的函数检查来预防缓冲区的漏洞溢出,可以使用安全软件版本来代替不安全的版本。例如,人们可以将原来externcharstrcat替换成externcharstrncat等。 4.3对随机产生的漏洞进行预防 在预防随机漏洞时,可以使用一些性能良好的设备。随机发生相关设备一般都自带一套密码算法,以此来保证设备自身安全。这样,即使软件遭遇攻击,黑客掌握了系统中的所有算法,也不能获取电脑中已经形成的信息数据流。 4.4对格式化字符串漏洞的预防 采用严谨预防,直接使用格式方面常量来进行编程,这样可以避免为黑客提供在系统内创建字符串的机会。一般程序中不定参数都存在格式化现有字符串方面的漏洞,用户在使用这些函数期间,必须要保证其中每个参数具有的个数和均衡性能。此外,应用Windows操作系统下属的窗口进行数据输出工作同样可以减少漏洞的威胁能力[6]。 5结束语 当今社会,网络发展使得软件工程日趋复杂,计算机之中软件安全关系到全球每一个使用计算机网络用户的安全。现阶段,国内计算机内部软件安全一般表现在程序编写以及检测消除相关软件漏洞,不法人员常利用这些漏洞对电脑进行攻击。所以,只有人们对这些软件漏洞源代码进行分析以及查找,才可能从根本上弥补这些漏洞,进而提升计算机整体安全系数。 作者:周亮 单位:兰州石化职业技术学院 软件检测论文:软件工程的安全检测与维护分析 摘要:软件工程作为计算机技术的重要的组成部分,甚至从某种层面上来说,软件工程是计算机技术的优秀和关键所在,将对计算机技术的高低起到至关重要的决定性作用。为了进一步促进计算技术的更好发展,需要对软件工程进行安全检测及定期维护,从而切实有效的提高计算机技术的服务水平和服务质量。基于此,本文以安全检测与维护的概述为主要出发点,论述软件工程的安全检测方式,并分析软件工程的维护类型和策略,以期为相关人员提供一定的借鉴经验。 【关键词】软件工程;安全检测;维护 我国计算机软件的类型、数量也得到了不同程度的发展,并广泛应用于社会经济发展的各个领域之中。但是不可否认的是计算机软件也有其自身的弊端,因其本身的开放性特征极易增加计算机软件信息泄露的可能性。面对此种情况,如何对计算机软件工程进行安全检测与维护,成为相关技术人员亟待解决的重要课题。 1安全检测与维护的概述 安全检测与维护对计算机应用水平的提升具有积极的推动与促进作用,能够切实有效的保证计算机应用体系之中的信息安全性,在国家机密维护、人民群众信息保护等方面扮演极为重要的影响角色。对此,相关人员若想最大限度的发挥计算机技术的积极功能,则需要对计算机软件工程给予高度关注和广泛重视,以行之有效的安全检测方式和科学合理的定期维护提高计算机软件的应用水平,更好的为社会发展所服务。众所周知,计算机技术在应用过程中极易受到技术、人为等因素的影响,一定程度上会出现计算机软件安全问题,通过安全检测与维护技术则可以针对其存在的问题进行科学合理的解决,修补软件工程中存在的漏洞,以此来保证计算机软件的正常运行和高效运作。一般来说,软件工程的安全检测技术主要有两种方式,分别是静态和动态,而安全性能方面的检测则可以分为三方面,即性能测试、渗透测试、过程验证。任何产品在其应用和使用过程中均会有不同程度的消耗,之中消耗是在自身的生命周期之中,而软件工程作为产品体系的一种,也固然有自我的生命周期,主要分为四方面,分别是定义、开发、运行、维护。计算机软件在应用过程中其根本目的是满足用户的客观实际需求,这也是软件应用的本质所在,但是在这一过程中如果存在某些错误、漏洞,则需要采取必要的措施对其进行及时修复,其中安全检测技术与维护技术则发挥了重要作用。通过安全检测技术和维护技术的应用,可以促使计算机软件逐渐朝着精准化、安全化和高效化的方向发展,进而更好的适应周遭环境。 2软件工程的安全检测方式 2.1流程 软件工程的安全检测需要经过几个流程,以此来保证软件工程安全检测方式的正确合理。(1)全面检测,安全检测需要从宏观框架之下对整个计算机软件工程的各个环节进行全面检测,及时寻找到其中存在的不足、问题或漏洞,并对这些问题进行一个全面的把握。随后,需要根据计算机软件中的不同模块进行精准定位,以相关操作指标为基础进行细致深入的全盘扫描,从而提高计算机软件的安全性,确保软件在运行过程中可以做到稳定。(2)在初步检测的基础之上,可以从功能、有效性两方面对其进行详尽检测。(3)将计算机软件工程放置于不同的环境之中,以此来对其进行系统化的检测,强化计算机软件工程的可靠性与安全性含量。 2.2安全检测方式 软件工程的安全检测方式首先要说明的则是形式化检测,该种检测方式是建立在数学模型的基础之上,以此来保证安全检测的客观精准,通过与之相匹配的标准化语言对软件工程的各项要素进行格式化说明,从而提高软件工程的安全性和可靠性。与此同时,形式化安全检测方式分为两种类型,分别是定量检测类型和模型检测类型。其中要格外说明的则是模型检测方式,该种建设方式以计算机软件结构为基础形成与之相对应的模型,在运行过程中可以对计算机软件进行直接解读与检测,具有实用性和便捷性的双重特征。第二,则是在模型建立基础之上形成的静态安全检测方式。第三,语法安全检测方式,相关技术人员要对软件工程的应用技术效果进行全面系统的深入分析,根据输入条件的不同进行与之相对应的安全检测,由此分析计算机软件工程是否会在不同环境之中呈现相同的安全效果。第四,属性测试与模糊测试安全检测方式,对计算机软件的各项内容进行对比分析。第五,故障分析的安全检测方式,将计算机软件之中可能会存在的安全故障进行分析,将其与现阶段存在安全故障进行分析比较,并由此检测软件中存在的系统错误。 3软件工程的维护分析 3.1软件工程的维护类型 计算机软件工程在安全检测的基础上,还需要对其进行定期维护,通过行之有效的维护技术莱维软件工程的正常运用奠定基础,提供科学合理的技术保障。其中,软件工程的维护类型主要包括以下两方面: 3.1.1适应性维护该种维护方式以外部环境的变换为基础,对软件的适应性进行逐一调整和实行维护,主要是为了提高软件工程的环境适应恩呢管理,更好的提高软件工程的应用水平和运作效率。 3.1.2改正性维护计算机软件工程虽然经过安全检测,但是并不能从根本上检测出其中的某些隐性问题,这就需要软件进行试验性使用,根据其在实际使用过程中存在的问题进行维护,一般来说,运用该种维护类型的软件工程问题相对较小,不会影响计算机软件的正常运作。 3.2软件工程的维护策略 软件工程的维护系统在应用过程中应不断跟随时展潮流,以此来更好的提高计算机软件的应用性能。对此,相关技术人员需要以科学合理的软件维护目标为基础,对软件维护系统进行不定期更新、维护和升级,以此来为软件工程的维护提供良性发展的外部框架。同时,要增强维护技术的现代科学技术含量,将具有时代内涵的科学技术融入其中,不断提高软件的质量和水平。此外,还要建立软件工程的质量保证体系,以此来对软件工程的各项内容进行全面科学的专业检查。 4总结 现阶段,我国正处于社会主义改革的攻坚阶段,在新的时代背景及发展形势之下我国计算机事业取得了显著成效,对推动我国社会经济发展、提高人民群众生活水平等方面具有至关重要的现实意义,相关人员要密切重视软件工程的安全检测技术及维护技术,推动计算机技术事业的稳定发展。 作者:周亮 单位:兰州石化职业技术学院 软件检测论文:计算机病毒软件检测思索 1计算机病毒行为特征 (1)传染性 传染性是计算机病毒最重要的特征,是判断一段程序代码是否为计算机病毒的依据。计算机病毒是一段人为编制的计算机程序代码,这段程序代码一旦进入计算机并得以执行,它会搜寻其他符合其传染条件的程序或存储介质,确定目标后再将自身代码插入其中,达到自我繁殖的目的。是否具有传染性是判别一个程序是否为计算机病毒的重要条件。 (2)非授权性 病毒隐藏在合法程序中,当用户调用合法程序时窃取到系统的控制权,先于合法程序执行,病毒的动作、目的对用户是未知的,是未经用户允许的。 (3)隐蔽性 病毒一般是具有很高编程技巧、短小精悍的程序,它们一般附着在合法程序之中,也有个别的以隐含文件形式出现,目的是不让用户发现它的存在。如果不经过代码分析,病毒程序与合法程序是不容易区别开来的。 (4)潜伏性 大部分的病毒传染系统之后一般不会马上发作,它可长期隐藏在系统中,只有在满足其特定条件时才启动破坏模块。如著名的在每月26日发作的CIH病毒。 (5)破坏性 病毒可分为良性病毒与恶性病毒。良性病毒多数都是编制者的恶作剧,它对文件、数据不具有破坏性,但会浪费系统资源。而恶性病毒则会破坏数据、删除文件或加密磁盘、格式化磁盘等。 (6)不可预见性 从对病毒检测方面看,病毒还有不可预见性。不同种类的病毒,它们的代码千差万别。虽然反病毒技术在不断发展,但是病毒的制作技术也在不断的提高,病毒总是先于相应反病毒技术出现。 (7)可触发性 计算机病毒一般都有一个或者几个触发条件。如果满足其触发条件,将激活病毒的传染机制进行传染,或者激活病毒的表现部分或破坏部分。病毒的触发条件越多,则传染性越强。 2实验环境 本文的实验环境为一台PC机,其运行WindowsXPSP3系统和装有WindowsXPSP3系统的Vmvare7.0虚拟机,其中还有OllyDBG、Filemon、SReng2、Regshot、SSM在开始实验之前,我们先要确保虚拟机内的系统纯净,然后保存虚拟机的快照。 3检测分析计算机病毒过程 运行Regshot进行注册表快照比较。首先,运行Regshot软件,然后选择日志输出路径后点击1stshot,即对纯净系统下的注册表进行快照,之后不要退出程序,接下来运行我们要测试的neworz.exe,再点击2stshot,即对运行病毒后的注册表进行快照。在第二次快照完成之后,点击compare便会在IE浏览器中显示出注册表的变化,由于该病毒修改表项过多,此处只展示一部分。通过报告我们知道neworz共对注册表造成影响有541项,通过上图我们能够发现,此病毒对很多杀毒软件进行了映像劫持操作。 (1)对使用系统端口进行比较在进行完注册表对比后,我们将虚拟机系统还原至纯净快照,运行CMD,切换到C盘根目录下,输入netstat–an netstat1.txt,这样做是保存纯净系统下系统所开端口的记录。之后运行病毒文件,再次输入netstat–an netstat2.txt。对比两个TXT文档的变化,在这里,用的是UltraEdit进行的比较。通过比较我们发现在运行neworz.exe之后,虚拟机有了一个端口为1401的TCP链接,指向一个特定IP的80端口,打开TCPview软件,对所有TCP链接进行监控后发现这个1401端口正是neworz.exe打开用来与远程主机通信的。 (2)用SReng2分析病毒样本静态行为再次将虚拟机还原到纯净快照处,这次我们要用到SReng2软件。打开SReng2,点击左侧的智能扫描,然后开始扫描,保存扫描结果。在运行病毒后再次运行SReng2,并保存扫描结果,用UE对比两次结果。我们能够发现在进程中多了neworz.exe进程,同时发现其获得了SeDebugPrivilege和SeLoadDriverPrivilege权限,并且在有一个不是在C:\Windows\System32目录下的svchost.exe也同样获得了这两个权限。 (3)通过Filemon观察病毒的操作在这里需要提前说明一点,根据前面的分析研究发现neworz.exe病毒也对Filemon进行了映像劫持,所以需要将主程序名更改一下方可正常运行。同样,还原虚拟机至纯净快照,打开Filemon,将过滤条件设置成为neworz.exe,然后运行病毒程序。由于信息量很大,只列举一部分,如图2所示,我们可以发现在其在C:\DocumentsandSettings\Administrator\LocalSettings\Temp目录下创建了绿化.bat,还发现其在相同的目录下创建了svchost.exe和urlmOn.dll。 (4)OllyDBG分析还原虚拟机系统,运行PEID对neworz.exe进行查壳,发现其使用的是WinUpack0.39final的壳。对其脱壳,脱壳过程不在这里进行说明了。脱壳之后显示是VC6.0编写的。将其载入OD,查找字符串,结合我们刚才对neworz.exe行为的分析,我们发现了其创建的绿化.bat和修改的权限,图3是病毒对注册表的修改,我们可以发现其对大部分的杀毒软件都进行了映像劫持,同时还有任务管理器。 (5)通过HIPS软件SSM对病毒进行动态分析与Filemon一样,在用SSM对病毒进行动态监控时,也需要将SSM主程序更改名称。最后一次将系统还原至纯净,安装SSM,并将系统内的安全进程设为信任。再次运行病毒,可以发现neworz.exe运行了winlogon.exe,之后services.exe运行了Beep.sys等等,在这里就不一一举例了。 4总结 本文通过对neworz.exe计算机病毒为例,总结了使用虚拟机和软件行为分析技术对检测病毒行为的各个步骤:注册表快照对比、端口开放与通信对比、利用SReng2比较分析、通过使用Filemon观察病毒文件操作、研究分析OD字符串和使用HIPS软件对病毒进行动态观察等,使得在接下来的查杀和今后的防御有了极大的帮助。 软件检测论文:软件工程安全检测与维护策略 摘要:文章主要阐述的是计算机软件工程检测和维护工作的过程,首先简单的介绍了计算机安全检测和维护的定义、重要性以及类型等方面,再者讲述了计算机检测的流程和方式,最后是对计算机软件维护方面分点进行详细的分析。笔者希望这篇文章能给相关的人士在计算机软件工程检测和维护方面一些新思路,此文仅供参考。 【关键词】计算机软件工程;安全检测;维护 现如今的社会经济的发展实现全球化、共享化以及信息化,这样的发展趋势必要将导致经济的沟通、交流从书信、面谈转向计算机网络方式。计算机网络全面进入人们的生活、工作,人们也在计算机网络给予的便利下不断的提升、进步。但,计算机软件并非是完全安全、无害的产品,存在易被网络病毒感染且易成为网络病毒传播的介质、易被外界攻破信息泄露等问题,因此,计算机软件企业需要提高计算机网络安全性能,加强计算机软件工程检测个维护的力度。 1安全检测和维护的概述 计算机在人们的生活和工作中不断普及,已经成为了人们生活中不可缺少的部件,致使计算机网络保存着人们的个人信息、财务信息等多种私密重要的信息,一旦信息泄露将会导致人们的生活出现危机,人们也越来越重视计算机软件的安全问题,因此,计算机软件工程的安全检测和维护工作开展需要做到安全、严谨、严格、快速、有效。计算机软件是由科技人员共同研究制造的产物,其虽然在多方面发挥着重大作用,但不论是多强大的计算机软件都会存在漏洞,漏洞极易成为不法分子实施违法事件的条件,计算机软件的安全检测和维护就是为了发现、修补、计算机的漏洞和危害问题而存在,保障人们的信息安全。计算机软件安全检测的技术分为动态和静态两种,性能、渗透测试、过程验证分别是计算机软件工程安全检测的措施。计算机软件从想法、定义理论、研究开发、推向市场、运行、后期维护的过程称之为计算机软件的生命周期,计算机软件的生命意在为人民服务,满足人们的客观实际需求,计算机软件工程的安全检测和维护则是为了更好的保障计算机软件的服务而存在,发现漏洞、修补漏洞、防止信息泄露是计算机软件工程安全检测和维护的职责所在。计算机软件的精准性、安全性、高效性是计算机软件工程安全检测和维护的发展方向和目标。只有提高计算机安全检测技术和维护技术,才能有效的保障计算机软件的安全。 2软件工程的安全检测方式 2.1流程 计算机软件工程的安全检测的流程分别为:(1)全面检测:计算机软件工程的安全检测第一步就是对整个计算机软件进行粗略全盘的扫描,对整个计算机软件宏观状态下的情况有大致了解,明确计算机软件的存在的漏洞、缺失等问题出现在哪个模块上,逐一将漏洞修补、问题解决。再进行全面、细致、深入的扫描,看是否还有未处理和修补的漏洞、问题,保障计算机软件的安全。(2)从计算机软件功能、有效性两个方面进行计算机安全检测的第一步。(3)若想有效的加强计算机软件的安全性能和可靠性能可在进行计算机软件安全检测时放置在各个环境中进行全面检测。 2.2安全检测的方式 计算机软件工程安全检测的主要方式为形式化检测。该项检测方式能保证计算机软件工程的安全性、可靠性、客观性、精准性,其保障原理是以数学模型为基础,将计算机软件工程的理论要素转换成标准化语言进行说明。形式化检测可分为定量检测和模型检测两种类型。模型检测具有很强的实用性和便捷性,可将计算机软件结构通过模型转换形成可解读和检测的模式。计算机软件工程安全检测方式还有以下几种:(1)静态安全检测方式,该方式的形成是以建立模型为基础。(2)安全式检测方式,该方式主要是针对计算机软件在环境不同效果是否相同的结论进行检测,根据条件的不同,运用技术进行系统化的安全检测。(3)属性和模糊性测试方式,该方式主要是将计算机软件的各项内容分别检测之后,将检测结果进行对比分析。(4)故障分析检测方式,该方式的检测计算机软件系统的方法是将计算机软件可能会出现故障问题的原因与出现的故障问题原因进行比对分析后进行检测工作。 3软件工程的维护分析 3.1软件工程的维护类型 计算机软件的安全性和可靠性需要安全检测和维护两者共同进行才能得到相应的保障。安全检测是解决故障问题,维护则是预防故障问题的出现,二者缺一不可。计算机软件工程维护的类型分为以下两个方面:3.1.1适应性维护适应性维护的目的是加强计算机软件工程环境的适应性能并进行有效管理,进而提高计算机软件的运作能力和效率。适应性维护是将计算机软件的适应性能调整和维护至可适应于各种外界环境。3.1.2改正性维护改正性维护适用于小且较为简单、不会造成计算机瘫痪的计算机软件故障问题。适应性维护是在计算机软件进行全面检测和修补后,测试计算机软件是否全面修补故障问题的过程中进行维护工作,将从根源上解决计算机软件存在的故障问题。 3.2计算机软件工程的维护策略 现如今,计算机的应用技术在跟随着时代的发展进程不断的提高和创新,为的是能适应时代的发展,因而计算机软件的应用性能也需要不断的创新和提高,计算机软件的维护手段和范围等也要不断的创新、升级。计算机软件的维护技术的提高和创新因建立在科学、合理、合法的基础上,将与维护技术相匹配的现代化科学技术融入到其中,加强计算机软件维护技术的科技含量,提高计算机软件的安全性能。技术人员通过相应的维护技术不断的更新、升级计算机软件系统,为计算机软件系统建立一个完整、严密的保护框架。还要建立健全计算机软件工程的质量保障制度和保障体系,计算机软件的安全检测和维护可根据质量保障制度和体系进行全面性的检测和维护工作,系统化的安全检测和维护才是计算机软件工程质量安全的保障手段。 3.3预防竞争性漏洞 计算机软件工程的维护工作在预防和处理竞争性漏洞的方式是建立在相关编码原子化的基础上,运用最小编码原子化不会对计算机程序的运行造成干扰的特性,将计算机软件程序采用原子化操作进行锁定,所用文件的名称的描述方式可通过间接调用文件在系统中的名称进行描述说明。 3.4预防随机性漏洞 计算机软件工程维护工作在预防随机性漏洞时需要借助一套操作良好、使用正常、运行顺畅的设备进行维护工作。设备在维护工作中的作用是在通过自身存在的密码算法保障设备系统信息安全的情况下作为随机数的发生器,隐藏计算机软件的攻击者要偷取的数据信息,扰乱数据信息的位置和排列顺序。 4结语 时代潮流的发展已经从原来的低速、人工手动、封闭式向着快速、科技、共享式方向前行,注定着计算机科技影响着经济的发展,影响着人们的生活,只有加强计算机软件安全检测和维护技术,提高计算机软件系统的防护能力,才能有效的保障人们稳定生活,保证国家经济稳定发展。 作者:刘睿 软件检测论文:软件工程安全检测与维护研究 摘要:为确保计算机系统设计效果的有效提升,最关键的就是要有软件作为必要的支撑,因而必须要全面提升计算机整体性能,才能够向用户提供高质量的服务。为此,要想不断满足人们实际需求,计算机系统在实际运行的时候就一定要充分考虑软件与硬件。另外,需对软件可维护性给予高度重视。基于此,文章将软件工程作为研究重点,阐述了安全检测与维护的相关问题,希望有所帮助。 【关键词】软件工程;安全检测;维护;研究 近年来,国内计算机软件类型以及数量都取得了理想的发展成绩,同时在社会经济发展各领域中的应用也更加广泛。但需要正确认知的是,计算机软件本身也存在一定的不足之处。由于计算机软件开放性明显,所以计算机软件的信息泄露几率也更高。为此,必须要高度重视计算机软件工程的安全检测和维护的作用。 1软件工程安全检测技术与维护概述 对于计算机软件安全检测而言,在计算机软件开发中占据关键性地位,而主要的目的就是及时发现软件中的故障以及安全漏洞,确保在短时间内而更改潜在的安全问题。现阶段,计算机软件安全检测技术包含了动态与静态检测两种。通过软件的安全检测能够掌握计算机软件安全程度是否处于预期设计目标范围内。在检测的过程中,所涵盖的阶段主要有功能测试、渗透测试以及验证过程。软件定义、开发以及和运行维护是软件生命周期的重要阶段,所以,确保软件满足用户实际需求是运行维护阶段的关键性任务。可以说,针对软件使用方面的错误进行及时地更改,在环境变化的情况下也能够实现软件修改的目的,进而与全新的环境相适应。在用户出现新需求的时候,应对软件进行及时地更正,确保能够适应用户需求。 2软件工程安全检测的具体方式 对于软件工程的安全检测方式,最关键的就是形式化检测。该检测的方式将数学模型作为重要基础,使得安全检测的结果更加精准,灵活运用相适应的标准化语言,可以完成软件工程项目各要素的格式化说明,进一步增强软件工程本身的安全水平与可靠水平。在此基础上,可以将形式化安全检测细化成两种不同的类型,即定量检测与模型检测。但需要正确认知的是,该检测的方式主要是将计算机软件结构作为重要的基础,并且形成相应的模型。而在实践运行的过程中,还需要直接解读并检测计算机软件,将实用性与便捷性的双重特征充分彰显出来。另外,将构建模型作为重要基础并构建静态安全检测的方法。在此基础上,需对软件工程采取语法安全检测的方式,技术工作人员应当进一步探究并分析软件工程技术应用的实际效果,并且充分考虑输入条件的差异和安全相对应安全检测,最终掌握软件工程在不同环境下的安全效果是否一致。除此之外,还包括属性测试和模糊测试的安全检测,应当针对软件工程各项内容展开对比性地分析与研究。最后,软件故障分析安全检测,需要把计算机软件当中容易发生的安全故障展开深入地分析,并和目前所发生的安全故障展开比较与分析,进而将软件当中的系统性错误予以有效地检测。 3软件工程的维护研究 上文针对计算机软件工程的安全检测技术以及检测的具体方式展开了深入地研究与分析,并且了解到软件工程维护工作开展的重要作用。为此,下文将重点阐述软件工程维护工作的相关内容,以供参考。 3.1维护类型解构 在保证针对计算机软件工程进行检测的同时,还应当高度重视软件的定期维护。科学合理地选择使用维护技术对软件工程运用的正常性进行有效地维护,并为其提供相应的技术保障。一般情况下,软件工程维护工作的类型可以细化成两个部分:3.1.1适应性维护这种维护的方式主要将外部环境改变作为重要基础,并适当地调整和维护软件本身的适应性。这种维护方式的目的就是不断增强软件工程项目的环境适应能力,使其应用的水平以及运作的效率不断增强。3.1.2改正性维护针对计算机软件工程展开安全检测以后,并不能够保证对其中的部分隐性问题被集中检测出来。在这种情况下,应针对软件展开试验性的使用,同时充分考虑使用中的问题开展维护工作。通常来讲,应用改正性维护方式的软件工程存在问题并不大,所以并不会对计算机软甲的运行效果产生不利的影响。 3.2维护软件工程的有效策略 在对软件工程维护系统使用的过程中,必须要与时俱进,适应时展趋势,以保证实现计算机软件应用性能的全面提升。为此,技术工作人员应当将软件维护目标作为重要基础,不定期地更新并维护软件的维护系统,实现系统本身的有效升级。这样一来,才能够为软件工程维护工作的开展奠定良性外部框架。与此同时,也必须要不断增强维护技术中所包含的科学技术含量,将具有时代内涵的科技合理地融入其中,以实现软件质量与水平的全面提升。在此基础上,有必要对软件工程的质量把整机制予以合理地构建,为软件工程项目内容的专业检查工作提供有价值的参考依据。 4结束语 综上所述,根据文章研究结果可以发现,软件维护工作对于软件工程的正常运行具有极大程度的影响。而软件工程的维护工作也十分复杂,在软件规模明显扩大的基础上,复杂性也有所提高。为此,软件工程维护成本有所提升。在这种情况下,必须针对软件工程进行严格地安全检测,及时发现其中存在的安全隐患并解决。在此基础上,积极地开展软件工程的维护工作,确保软件工程运行的正常,提高其安全性与可靠性。由此可见,软件工程的安全检测与维护具有一定的现实意义。 作者:王祥顺 软件检测论文:计算机软件安全检测技术论述 摘要:计算机网络技术在近些年的发展可谓飞速,其他的相关领域也有着不同程度的进步成果,在复杂的社交与工作中逐渐成为了不可替代的必需品,其中,计算机内的软硬件安全成为人们关心的话题,只有在确保计算机软件与硬件的质量后,才能真正为群众的生活工作排忧解难。本文针对计算机的软件安全进行研究,通过软件的重要作用、现存的问题及改进措施的角度来开展讨论,旨在提升计算机内部软件的安全性能。 关键词:计算机软件;安全监测;技术探究 计算机在工作生活中的大量使用为人们提供了便利,软件的不断研发使其呈现多元化态势,软件功能的涉及范围很广,大体有商业用途与私人专用两类,不管计算机软件的功能如何使用,都大幅度地提升了生产工作的效率,同时加快了计算机的改进步伐。但与此相对应,计算机软件的大规模使用令客户的信息安全遭到破坏,隐私与安全大大减少,因此针对软件系统制定规范的制度与检测标准,才能实现计算机软件未来的安全性发展。 一、计算机软件安全检测技术的必要性 对计算机中的软件进行安全检测的目的就是防止计算机遭到病毒的入侵,确保用户的个人信息得到保护,计算机中涉及到的财产也有相应的保障,在目前软件泄漏私人数据频频发生的时期,计算机的安全检测发挥着关键作用,只有通过有序的检测,才能发现计算机使用过程中的缺陷,在与标准进行对比后及时修理,分析后续数据的稳定性。当用户使用计算机中的软件时,经常忽视定期的杀毒操作,随着使用时间的增加,为软件的安全带来了极大的威胁,软件的安全检测在这里发挥着保护电脑数据的作用[1]。在检测计算机内部软件时,要时刻关注以下几个方面。首先是软件的整体性能,计算机软件的程序相对复杂,在使用中容易因为细节上的失误造成数据的损坏,需要检测人员接受过专业的计算机训练,对软件的所有代码都有所了解,检测中运用技术领域的知识保证软件的安全性能;再就是在检测时注意软件特有的功能,倘若是进行社交的外部交流软件,在检测时要格外留意联网后能够传送信息的途径,假如是常用的非外交型软件,可以在掌握软件操作步骤后逐一排查,相对联网型软件要轻松一些,但也不可忽略其意外漏洞,对软件各个层次中的功用开展分析研究。 二、计算机软件现存的危险 在计算机软件存在的所有危险中,质量缺乏保障是首要问题,这与软件的开发过程有着密切联系,在后期的软件使用中,此现象将会令问题呈扩大化趋势,逐渐瓦解计算机的使用安全,同时满足了计算机入侵者的需求,将用户的数据盗窃,继而进行违法犯罪活动。除此之外,计算机中的软件通常在后台能够对用户的数据进行复制,这虽然有助于用户在误删信息后能够再次找回,但同时也加大了软件的危险性。还有盗版软件的盛行,不仅令计算机中的病毒大肆繁衍,同时破坏了我国规定的正版保护法律,软件的研发本身就需要经过大量的技术探讨,其中包含着工作人员的辛勤汗水,但软件往往能轻易被盗版复制,然后发展呈为自己服务的媒介平台,获取用户的个人信息,对计算机精通的盗版软件拥有者还有可能反向探索软件的编码,重新编制程序,将软件中携带病毒侵入用户电脑,破解用户的重要资料[2]。计算机的操作系统大都借助C语言程序来开发完成,虽然这一语言模式拥有特定的功能,并且容易上手操作,但也有一些漏洞对计算机软件的运行存在威胁。比如在操作时工作人员不够熟练,在安装系统时出现卡顿但没有及时处理,又或者因为自身的专业技术不过关导致编程代码不正确,这些情况都对软件安全有极大的影响。 三、如何实施计算机软件安全检测技术 (一)相关程序的研究 软件的检测需要复杂的程序,即便是对软件的主体进行细致检修后,也要对软件的子系统进行检测,根据不同的模板分派不同的方式,全面的检查可以让软件的运行更加流畅,防止病毒的侵扰。对软件程序来说,要根据计算机的适配状态安装,将防毒软件开启,结合计算机的即时运行速度检测软件,由于计算机型号与系统的不同,进行安全性能检测时也要兼顾整体稳定性。 (二)技术应用的研究 安全检测是结合计算机的实际状态进行的,因此检测代码也处于不断的变化当中,在程序的不同运行状态中自由切换,对不稳定的因素自动拦截,同时检测相对安全的数字代码,在检测完毕后能够对电脑每一个软件的占用比例进行概括,防止有非常态的内存占用出现,对提高计算机的运行速度也有较高价值。在这里重点提出WEB技术下的软件安全检测,这项技术的安全检测较为可靠,不管是性能还是防病毒都有保障,随着计算机科技的逐步发展,这项技术在软件的安全检测中使用频率越来越高,在后期可能会成为检测首选技术[3]。另外,静态检测功能也值得一提,它主要根据软件的程序代码展开研究,对软件的操作步骤实施检测,并对此建立专用的模板,在模板中不断重复检测,再到软件中实施测验,如果二者的检测结果都符合标准要求,那么软件的安全性就得到了保障。 四、结语 概而言之,计算机软件在快速发展中帮助用户解决了很多难题,其方便快捷的特性满足了用户的多方面要求,但在安全性能的保护上不应放松警惕,要从各个方面展开分析,不断提升计算机软件的可靠性。 作者:戴晓峰 单位:南通理工学院 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术的应用 摘要:目前,中国互联网上网人数已经超过了9000万户,位居世界第二。随着信息化水平的不断加深,具有自主知识产权的设备和软件的研发水平不断提高。然而计算机软件的研发过程中,在逻辑设计或编写方面有可能产生缺陷,这个缺陷一旦被不法者所利用并恶意攻击,使用者的个人信息及隐私将被大量泄漏,带来重大损失。因此,对计算机软件中的安全漏洞进行检测具有非常大的意义。本文主要对现行的安全漏洞检测技术及其应用进行探讨。 关键词:计算机软件;安全漏洞;检测技术;技术应用 引言 近年来,越来越多的人借助信息网络提高工作效率,信息网络正在改变人们的生活和工作方式,中国正在快步进入信息化时代。出于更好地满足用户需求的目的,计算机软件的功能不断增加,但同时也存在一定的安全漏洞,威胁到用户的财产及隐私安全。因而,必须对计算机安全漏洞检测技术进行研究,通过对此类技术的合理应用,保证计算机安全运行,提高用户使用体验。 1.安全漏洞检测技术 所谓计算机软件安全漏洞,又被称为计算机脆弱性,实际上就是在计算机硬件、软件及协议的具体实现或系统安全策略上产生的某种缺陷,不法者可以利用这些缺陷在未经授权的情况下对系统进行访问或破坏,从而损害使用者的切身利益,引发网络安全事件。安全漏洞检测技术,主要分为两大类: 1.1动态检测技术 安全漏洞的动态检测技术主要通过运行被检测的软件的某项功能,对比软件运行结果与预期的差距,来确定被测软件的此项功能是否存在安全缺陷。这种检测方法快速直接,更加具有针对性,但本身也会影响系统的正常运行,会为用户使用带来新的安全隐患[1]。1.1.1非执行栈技术计算机的使用过程中常常出现一些栈攻击软件的问题,我们可以通过针对栈的执行能力进行破坏,以此避免代码的执行,从而对攻击进行预防[2]。1.1.2非执行堆和数据技术非执行堆和数据技术可以使不法分子注入的恶意代码丧失执行能力,虽然成本较高,但检测防范效果非常明显,对应用程序的影响较小,具有较高的可行性。1.1.3内存映射技术内存映射技术具有较强的主动性,通过将代码页随机映射到不同的内存地址中去,为不法者的入侵带来困扰。1.1.4安全共享库技术安全共享库技术通过动态链接技术与数据库及客户链接,将不安全的函数排查出去,达到阻止调用不安全函数的目的。1.1.5沙箱技术沙箱技术主要通过限制访问来营造一个隔绝外部骚扰的安全空间,与防火墙有相似之处。 1.2静态检测技术 通过扫描被测软件的源程序或二进制代码,从语法、语义上理解来分析被检测程序的特征,寻找可能存在的异常信息。具体的扫描过程是先扫描计算机程序,重点分析其中关键部分,并根据漏洞标准进行检测。以动态分析方法对语法进行分析,并将其划分不同段落对比数据库的内容,进行及时的检测与预防。这种技术操作方便,实用性较高。静态检测技术的衡量指标有两个:一个是漏报率,一个是误报率。而这两个衡量指标呈现出负相关关系。静态检测技术通常包括:二进制对比技术和词法分析、程序评注技术、类型推导技术、规则检查技术、模型检测技术、定理证明技术、变异语言技术。 2.安全漏洞检测技术的应用 2.1格式化安全漏洞检测 计算机软件的安全漏洞中,格式化漏洞是出现频率较高的计算机软件安全漏洞。针对这种漏洞,我们可以通过应用代码来计量计算机软件的格式,以此来降低恶性攻击的机会,从而实现计算机软件安全检测的目的。格式化漏洞是以字符作为其表现形式的,可以从计算机软件的参数入手,对格式化漏洞进行检测并修复[3]。 2.2竞争条件安全漏洞检测 竞争漏洞是较为常见的计算机软件安全漏洞,针对竞争漏洞,技术人员通常从计算机软件的竞争代码开始进行检测,即采用原子化的处理方法去进行编码,将计算机软件代码原子化,在代码运行的过程中,代码通过性及通过效率较高,计算机软件代码的原子化可以使得代码的特征更加明显,进而锁定部分代码进行检测。这种将代码原子化并进行锁定的方式,一定程度上能够有效防止软件产生漏洞,从而保证计算机信息的安全。 2.3缓冲区的安全漏洞检测 缓冲区的安全漏洞检测技术,主要是针对计算机软件函数进行更加细致的检测与预防,以更加安全的版本替换安全性较差的版本,从而有效预防计算机漏洞,保障信息安全。 2.4随机漏洞的预防检测 随机漏洞的预防检测技术,需要通过使用性能更加良好、准确性更高的设备对随机漏洞进行预防,以此来保证计算机设备中含有密码算法,从而达到行之有效的预防目的[4]。 结束语 综上所述,在信息技术高速发展的今天,计算机软件的安全问题受到了人们的广泛关注。因此在实际应用中必须做好计算机软件漏洞的检测工作,利用计算机软件安全漏洞检测技术,保证计算机的安全运行。同时,不断提高计算机软件安全漏洞检测技术的运用效果,必要时可通过将动态安全漏洞检测技术和静态安全检测技术相结合的方式,来保障计算机软件正常运行,保证网络信息和用户的财产安全。 作者:朱杰 单位:南京邮电大学 软件检测论文:软件安全检测技术及应用 摘要:随着我国的深化改革,经济正在高速的发展着,特别是计算机科技水平也获得巨大发展。因此在人们的广泛的需求发展下,信息系统已经普及到了各行各业的全面应用当中,但同时信息系统的安全漏洞事件的增多逐渐成为人们关注的焦点,这让计算机软件系统没有了足够的安全保障。软件安全漏洞问题就让信息资料外泄,并且其是软件最大的威胁,也是引起信息软件系统不安全的重要原因,因此我国应该对计算机软件中存在的安全漏洞检测技术和应用实践性进行研究探索。并以此为出发点进行安全漏洞技术的重点分析,希望为计算机软件漏洞问题提供有效的解决。 【关键词】软件;计算机软件;安全检测技术 伴着我国的科学技术的不断发展,计算机软件的应用也变得越来越强大与严密,但同时开发软件代码量与功能的强大均在不断的增加。所以黑客就是通过代码中存在的部分漏洞对计算机的应用软件进行侵入,并造成信息的外泄和破坏。因此计算机的应用软件安全成为了当今世界威胁安全的关键问题。根据调查报告的数据显示,当前的计算机应用软件系统在其使用期间出现漏洞的情况频率越来越高,黑客就是利用这方面的弱点进行攻击操作,而且攻击的方向也从原来的破坏由利益方向转变,与此同时,攻击的手法也在不断的翻新。 1软件漏洞的总述 计算机的安全漏洞英文是Computevulnerability,其名称又叫作计算机的脆弱性问题。目前计算机的系统软件均会在安装时,自带杀毒软件或者是系统软件的防火墙技术,主要是为了防止计算机的系统软件的漏洞所带来的安全威胁。计算机安全漏洞就是指编写恶意的代码程序,然后伪装成正常的应用文件等。通过计算机使用者打开或者通过后门的方式侵入系统,并对其产生损害的行为。从当前的状况实情来看,现在的系统防火墙技术和杀毒软件技术在一定程度上会有防范的能力,但如果是有黑客入侵电脑时,具有漏洞的部分可以被人们巡查到。所以被黑客入侵时就会产生恶意攻击行为,直接造成信息泄漏或是损害,像这种情况都是黑客有较高的计算机应用水平。所以我们在使用防火墙和杀毒软件时,要正确安装软件出现运行不良的情况发生,避免产生漏洞对计算机系统造成风险。现在的防范手段就是以密码技术为主,但计算机漏洞还是依然存在的。所以这种做法不正确,应该将二者融合到一起来用。 2软件检测技术的特点 计算机应用软件就是计算机系统软件在计算机的使用过程存在的安全问题,在计算机使用期间软件就是其应用中非常重要的优秀组成,所以安全性问题就会在使用中产生不良的影响后果,从而导致计算机的安全受到影响。 2.1软件在开发中的逻辑错误 逻辑错误是在软件研发过程中导致的,它是一个非常普遍问题,也是由于常见错误而产生的原因,它是由开发人员的失误引起的安全漏洞事件。 2.2数值计算产生的错误 数值计算就是在软件数据的处理中常见的逻辑错误类型,主要是因为原始数据或者新加入数据处理不当,或是程序在运行时处理错误过程中所发生的问题。 2.3系统所带来的问题 计算机在运行时系统应用软件是主要的支撑点,它是一切软件应用的载体,所以它出现漏洞也会导致其他软件的风险加大。 2.4漏洞长时间存在 计算机软件出现安全问题时,其会导致计算机系统受病毒或是黑客的伤害,最终造成非常严重的后果。因此在修复计算机系统漏洞时也会伴随着新的漏洞产生,这也是计算机信息安全一个非常重要的难题。 3软件检测技术的利用 防止缓冲区出现漏洞。可以在软件应用过程中进行函数实时检查,来减少缓冲区所出现的漏洞问题,要经常的更新软件的版本,提高对不安全因素的发生防护性。防止竞争出现的漏洞。在应用软件时会因为竞争而出现漏洞问题,对于这种问题的出现就是把已经形成竞争编码改成原子化来操作。在软件开发时,编码就是最小的执行单位,所以在软件运行时不会有任何因素对其产生干扰。我们应该用原子化的锁定手段来操作,并对所用的句柄或文件进行描述。防止字符串格式化所带来的漏洞。我们用Windows操作系统窗口进行数据的输出能够完成减少软件漏洞威胁的问题,还要应用严谨性来预防问题的发生。并使用常量格式的数码,人们使用此法不为攻击者创建任何格式串的机会,以此来保证漏洞不会出现。还要在系统软件设置时,保证每个参数个数都要合理,不定的参数个数函数会产生格式化字符串的变化,所以在应用此函数时要保证每个参数个数都要合理。防止随机出现漏洞。在我们进行软件检测漏洞发生的措施时,要使用性能好的随机设备完成。此设备可以随机发现问题并且其自带密码的算法,进而可以有效地保证随机数据的安全性,所以在软件受到攻击时也能掌握软件的具体算法细节,让黑客获取不到形成的数据流。 4结论 随着社会的不断发展,计算机已经被广泛应用到信息化当中,加之全球各种商务活动影响下,计算机各方面技术早已经融入了各行业之中,并且更多的企业都把电子商务看成了技术商业的支撑平台。所以当前的计算机软件信息的安全问题就成为了一个关键性的难点。只有进行严格、科学的处理,才能让用户的信息都处于安全当中,并保证用户数据的真实性与安全性。 作者:丁红 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术探索 摘要:随着我国社会经济的不断发展,科学技术开始受到了人们的广泛关注,互联网也开始进入到了各个领域中,深入的影响着人们的日常生活。但是从实际上来说,由于计算机软件中存在着安全漏洞问题,这样也就给信息系统产生出了安全隐患。因此,在实际中就要及时对计算机软件进行分析,运用好安全漏洞检测技术,保证信息的安全。基于此本文针对计算机软件中安全漏洞检测技术进行了简要阐述,并提出几点个人看法,仅供参考。 关键词:计算机软件;安全漏洞;检测技术;应用分 在互联网的不断影响下,计算机在人们的日常生活中也产生出了极为重要的影响,加之在源代码数量增多的影响下,一些漏洞问题也在不断的现象。黑客就是借助这些代码中的漏洞进入到计算机软件中进行破坏的。因此,在实际中就要运用好计算机安全漏洞检测技术,保证信息上的安全,提高用户的使用效果。 一、计算机软件中存在的漏洞 对于漏洞来说,就是针对计算机软件中存在的漏洞来说的,也正是在这些漏洞的影响下,很容易对计算机软件系统等方面产生出威胁,严重的还会对系统进行攻击。通过分析可以看出,造成计算机软件出现漏洞的主要因素包含了在开发与研制软件的过程中,设计人员出现操作失误而导致的。一般来说,漏洞的表现形式包含了功能性与安全性漏洞两种。功能性的漏洞中主要是指对计算机系统正常运行产生影响的漏洞。如运行结果上的错误等。对于安全性的漏洞来说,主要是针对一般不能够影响计算机或是软件正常工作的漏洞。但是这些漏洞一旦被黑客所运用,就会造成软件执行错误的指令,严重的还会出现一些执行代码等,这样也就提高了危险程度[1]。对于漏洞的特点来说,主要包含以下几方面:第一,在编制过程中出现的逻辑性错误,且这种错误往往是由于编制人员自身因素所造成的。第二,在进行数据处理的过程中所出现的逻辑性错误,通过将过小或是过大的程序模块等进行对比,可以找出其中存在的逻辑性错误。第三,漏洞与计算机中软件系统环境之间有着极为密切的影响,且在不同基础上设备所组成的软件系统与相同系统中不同设置上都可能存在安全漏洞。第四,系统漏洞与时间上也有着极为密切的联系。随着时间的不断变化,一些旧的漏洞不断纠正,新的漏洞也在不断出现,因此就要明确漏洞问题是长久性的问题之一。 二、计算机软件安全漏洞检测技术 (一)静态检测 传统的计算机软件安全漏洞静态分析工作其实就是通过静态分析的方法来进行的,但是这种检验的方法只能停留在表面上。随着社会经济的不断发展,对计算机软件的检测也开始进行了改革与创新。静态检测的内容也有了全新的变化,静态分析与程序检测。就静态分析来说,主要是针对系统程序进行源代码扫描,并从语义等方面进行全面的解析,从而对特性等进行直接的分析,借助这种方法来找出存在的漏洞问题。对于程序检验来说,就是针对抽象系统中的源代码进行检验。借助这种检验的方法,可以明确计算机系统是否可以满足计算机中的要求,尤其是对于安全需求等方面来说的[2]。在静态检测中,更多的是对计算机软件系统程序中的内部特性来说的,其主要关注的是系统程序的内部特点。所以可以说静态检测的特点与检测漏洞的特点之间存在着极为密切的联系。通过对安全漏洞进行划分,可以将其划分为几个小的部分。大多数的检测方法所能进行处理的漏洞都是比较分散的。因此,为了对漏洞进行对比,就可以将其分为安全性与内存性两种。在安全性的漏洞中更加关注的是数据流上的误差与错误。而对于内存性的漏洞来说,则主要是是针对数据自身的准确性等方面来说的。静态检测法的技术特点都存在着一定的区别,所以对漏洞的处理方法也存在着一定的不同。 (二)程序检验 对于程序检验来说,就是在抽象软件系统程序的影响下来获取形式化的模型,并通过运用这种检测方法实现有效的检测。在模型检验方法中就是在有限的条件下来对系统程序或是状态等进行抽象模型的监理,从而完成检验工作。一般来说,可以将其分为符号化的检验与模型自动转化两种。对于符号化来说,就是将瞅一昂的模型转变为语法树的模式,从而判断公式等方面是否可以满足实际的需求[3]。 (三)安全动态监测 第一,内存映射。一些黑客在攻击与破坏软件的过程中常常会采用“NULL”为结尾的字符串,以此来实现内存覆盖。且借助代码页映射技术,黑客就可以借助这一字符串来实现攻击的目标。第二,非执行栈。就现阶段来说,一些栈攻击软件问题不断出现,而造成这一现象的主要原因就是在系统中栈的执行能力。由于栈内存在存在着所有数字变量,因此,黑客就可以通过写入一些代码来进行攻击。所以想要预防这一攻击方法就可以对栈的执行力进行破坏,以此来避免代码的执行。第三,安全共享库。在一些计算机中,之所以出现安全漏洞主要是由于受到了不安全的共享库而造成的。在安全共享库的影响下,可以在一定程度上拦截恶意攻击的行为,加之其中具备了拦截与检测的能力,所以也就可以通过程序运行来将不安全的因素进行检测与拦截,从而保护计算机系统软件的安全。 三、计算机软件漏洞检测技术的实际运用 第一,避免竞争条件安全漏洞上的运用。对于这种漏洞来说,主要是借助原子化来处理竞争编码,加之其具备锁定的能力,所以当原子化操作进入到锁定阶段以后,就可以在一定程度上避免使用文件出现变动,从而造成漏洞的出现。第二,缓冲区安全漏洞检测技术。对于这一检测技术来说,主要是针对一些存在疑问的函数等进行检测,从而避免出现安全漏洞。第三,随机漏洞的预防。对于随机漏洞来说,进行有效的预防与检测是需要借助性能高的随机发生设备来进行的,且这种设备可以准确对漏洞进行预防[4]。 四、结语 综上所述可以看出,随着信息技术的不断发展,计算机软件安全问题也开始受到了人们的广泛关注。因此,在实际中就要做好计算机软件漏洞的检测工作,保证计算机的安全运行,同时还要不断提高计算机软件安全漏洞检测技术的运用效果,保证网络信息的安全。 作者:陈健 单位:苏州大学计算机科学与技术学院 软件检测论文:计算机软件安全检测技术初探 摘要:近年来,信息技术以日新月异的速度飞速发展,给人们的生活和工作带来了极大的转变,随着计算机的影响范围越来越广,积极加强计算机安全防护势在必行。在这一过程中,相关领域工作人员必须明确计算机软件安全检测中的注意事项,并掌握计算机软件安全检测流程和科学的技术方法,才能够从根本上提升计算机软件安全检测技术的实用性。 关键词:计算机软件;安全检测;技术 一、计算机软件安全检测中的注意事项 (一)检测方案确定。技术人员在设计计算机软件的过程中,必须首先对其特性以及相关设计客观要求进行明确,只有这样才能够构建合理的、过程科学的检测原理和方法,与此同时,检测方案还必须针对不同的计算机应用环境而制定,在对检测方案进行规范的基础上,严格执行检测方法,才能够产生可靠的检测结果[1]。并且,相关工作人员在日常工作中,必须拥有丰富的软件安全检测知识和技术,在大量实践的基础上,总结经验教训,才能够提升安全检测的质量。(二)注重分析工作的开展。值得注意的是,在展开软件安全检测工作的时候,需要经历一个复杂而繁琐的过程,越丰富的软件内容,其结构特点也更加复杂,此时要想提升安全检测质量,必须经历一个大量的分析过程,分析工作难度较高,在这种情况下,必须依据实际检测需求,分析需求级、系统级以及代码级等需求,在产生分析结果以后,还应当对结果的准确性进行分析,此时应科学的选择分析手段。也就是说,在进行计算机软件安全检测的过程中,存在两个必不可少的要素,即科学的检测方案和分析。 二、计算机软件安全检测技术 (一)计算机软件安全检测流程。不同的计算机软件安全检测系统中,都包含了较多的模块,如果拥有较大的软件规模,此时系统架构也将更大。通常情况下,在计算机软件安全检测的过程中,需要经历一系列环节,如系统结构安全检测、模块测试以及软件功能和性能等,而安全检测系统中的各个模块在运行中,负责不同检测项目,最终完成整体的软件性能检测[2]。在对模块化结构进行应用的过程中,更应当进行精细化的检测,扩大检测范围,从而实现对软件中安全风险的全面掌握,对整个软件的安全程度进行评价。在接下来的检测过程中,应从软件使用者的需求入手,有效测试软件的功能,最终完成系统的软件测试。(二)计算机软件安全检测技术方法。第一,形式化安全检测。该方法指的是在测试软件安全性的过程中,需要从软件数学模型的层面出发,并综合应用与之相适应的配套形式语言。目前,有效状态语言、模型语言等是典型的形式语言。第二,模型安全静态检测。在用该技术进行检测的过程中,需要明确软件结构以及软件行为之间的联系,有针对性的对测试模型进行构建,计算机能够有效读取该模型,并利用这一模型展开软件安全性测试,接下来会对模型测试结果以及目标软件测试结果进行对比,掌握二者之间的相似性,从而完成软件安全检测。第三,故障注入式安全检测。近年来,自动化已经成为软件安全检测领域发展中的重要趋势,在展开故障注入式安全检测的过程中,应当首先对故障模型进行构建,并在此基础上对故障树进行构建,在展开测试工作的过程中,需要以人工方式为主,接下来详细分析测试结果,最终对安全性、容错性在模板软件故障中的体现进行充分的掌握[3]。第四,模糊式检测方法。有效结合传统检测和动态检测技术的基础上,就生成了模糊式检测方法。该方法在使用过程中,具有较强的便捷性,同时能够在现实世界中软件的错误模式进行确定,根据安全漏洞状况,发出警告。 结束语 综上所述,计算机软件安全检测工作中,必须严格遵守检测程序,并系统应用科学的检测技术,才能够提升检测工作质量。近年来,计算机软件在应用过程中,屡次出现各种各样的安全问题,这不仅影响各个领域的正常运行,同时也一定程度上威胁着人们的利益。在这种情况下,计算机软件技术人员应提高对软件安全性的重视,并在实践中不断总结经验,创新计算机软件安全检测技术,不断的促进我国计算机软件安全事业的健康发展。 作者:许满英 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术探讨 摘要:随着科学技术的不断进步与发展,人类进入了信息时代,计算机开始在人们日常工作与生活中得到普及。然而,一直以来计算机安全问题受到人们的高度重视,其中计算机软件安全漏洞对于计算机系统运行而言有着较大的影响,因此关于计算机软件安全漏洞检测技术的研究具有十分重要的意义。本文对计算机软件安全漏洞进行介绍,并针对计算机软件安全漏洞检测技术进行分析,以供参考。 【关键词】计算机软件;安全漏洞;检测技术 1计算机软件安全漏洞概述 所谓的漏洞,就是指计算机软件系统中存在的缺陷与弱点,漏洞对计算机软件系统造成的影响很大,其对一些特殊危险与隐患出现的敏感性较高。计算机软件开发与研制使计算机软件漏洞出现的主要环节,而设计人员操作不当则是出现这一现象的主要原因。一般情况下,漏洞的表现形式可以分为功能性与安全箱两个方面的漏洞。其中功能性漏洞会对计算机系统正常运行造成影响。其中运行结果错误、运行流程错误等都属于功能性漏洞;而安全性漏洞则是指在平常无法对计算机及其软件运行造成影响的漏洞,然而在黑客的利用之下,这部分漏洞就会对软件正常运行造成影向,情况严重时还会有恶意执行代码的出现,通过错误指令来增加计算机软件系统的危险性。漏洞的特点主要可以从以下几个方面得到表现:(1)在编制程序时,往往会出现一些逻辑性错误,这些错误大多是因为编制人员操作不当造成的;(2)计算机软件数据处理与运算中,逻辑性错误出现的概率也比较高,相较于中等的程序模块,有的较大或较小的程序模块出现逻辑性错误的概率也相对较高;(3)计算机软件系统环境与漏洞之间的联系非常密切,对于不同的硬件与软件而言,其中设备的版本有所差异,基于不同的设置,各个设备共同组成的软件系统与同一系统的不同设置存在安全漏洞的可能性都是存在的;(4)时间与计算机软件系统漏洞之间的联系也非常密切,时间的推移会不断纠正并修补以前存在的漏洞,同时也会出现一些新的漏洞。由此可见,对于计算机软件而言,漏洞问题具有一定的长久性。 2计算机软件中安全漏洞的检测技术分析 2.1静态检测技术 静态分析是最早计算机软件安全漏洞静态检测的形式,然而由于其检测流于表面,缺乏实际意义,因此近年来人们再次基础上进行了开发与更新,静态检测的内容也得到扩充,并以静态分析与程序检验两种形式存在。其中,静态分析是指扫描待检测程序的源代码,通过不同角度全面解析漏洞问题,例如语义、语法等等,通过这一方法来实现对漏洞的找寻。而程序检验则指的是对系统内的程序源代码进行抽象处理,对检验方法加以利用,对软件系统程序与计算机要求是否相符进行检测,其中安全需求尤为关键,之后在判定并检验是否有安全漏洞出现于程序之中。关于计算机软件安全漏洞的静态检测技术,计算机软件系统程序性的内部特点是其主要应用对象,静态检测的方法的应用需要结合检测漏洞的特点并加以应用。关于划分安全漏洞的而方法,目前可以采用的有很多种,例如可以将漏洞向几个细小部分进行划分,大部分的检测方法可以处理相对分散的漏洞,因此,通过寻找漏洞类别上的共同之处存在较大难度。因此,为了实现对漏洞对比的便捷性,可以将漏洞划分为两种,即安全性漏洞与内存性漏洞。前者对数据流误差与错误更加重视,其形成大多是因为数据的内在形态与情况错误导致的;内存性漏洞则需要对类别与数据自身的准确性予以考虑。因此,针对这种漏洞,在检测过程中应以其储存空间为侧重点,采取建模的方式进行检测。此外,静态检测技术的特点存在一定的差异,因此需要结合实际情况,解读并处理好漏洞问题。为此,有的技术检验仅针对一些特定漏洞,而其他方法可以使这两种漏洞得到较好的处理。 2.2动态检测技术 计算机软件安全漏洞检测技术中,动态检测技术也具有较高的应用价值。关于动态检测技术,具体包括以下几种:2.2.1内存映射在计算机软件系统遭受攻击时,攻击者大多采用“NULL”的字符进行结尾,以此来覆盖内存,进而完成攻击。通过代码页的映射技术,攻击者在对这一字符串应用来实现覆盖内存目的的过程中,向相对简单的内存区的跳转难度就会大幅度增加。通过这一角度可知,在不同的内存地址随机映射代码页,可以使通过地址猜测来实现页面攻击的难度加大。2.2.2非执行栈近年来,建立在栈基础之下对软件的攻击现象比较普遍,而操作系统中栈的能写与执行是实现这一攻击的主要原因。在内部变量的影响下,特别是受到数组变量的影响,攻击人员能够将代码恶意写入栈中,并通过寻找方法执行代码。为了避免栈遭受攻击,将栈向无法执行代码的形式进行转化这一方法具有较强的实用性。如此一来,攻击人员就无法执行通过栈上恶意书写的代码,并且还会使其遭受侵略的可能性降低。2.2.3安全共享库在一些安全性不足的共享库的应用中,有的计算机软件会出现安全漏洞。而通过安全共享库,就可以促使攻击人员的侵略得到有效控制。所谓的安全共享库,就是指对动态链接的方法加以应用,在运行程序时拦截安全性不足的函数应用,并对其加以检测,进而增强计算机软件的安全性。在windows操作系统以及UNIX方面,这一方法往往具有较高的应用价值。 3结束语 总而言之,在计算机软件系统运行过程中,安全漏洞的出现会对其造成较大的影响。而安全检测技术的应用可以有效预防这些漏洞引发的安全问题。目前,计算机软件安全漏洞检测技术依然存在一些不足,我们要针对此展开研究与分析,采取有效的优化措施,提高技术水平,为预防计算机软件安全漏洞问题提供强有力的支持,进而为计算机软件系统安全提供强有力的保障。 作者:沈继涛 软件检测论文:计算机软件的安全漏洞检测技术与应用 【摘要】随着社会的不断进步和科学技术的快速发展,计算机技术已经被广泛地应用于人们生产和生活的方方面面,发挥着重要的作用。因此,计算机软件的安全问题也已经成为人们关注的重中之重。本文介绍了计算机软件中的安全漏洞以及其检测技术和具体应用。 【关键词】计算机软件;安全漏洞;检测技术;应用 1前言 随着科学技术的不断发展,计算机软件发挥着强大的作用,数量越来越多的计算机源代码也使得黑客们更容易侵袭计算机软件系统,出现安全漏洞影响系统的稳定性。如今黑客们入侵系统产生的安全漏洞的形式正趋向多样化,而计算机软件中的安全漏洞检测技术则显得尤为重要。 2计算机软件中存在的漏洞简述 2.1计算机软件中存在的漏洞概述和类型 就计算机软件而言,安全漏洞又称为计算机的脆弱性,是指能够对计算机系统的运行造成安全问题的一些弱点或缺点,也可以说是计算机系统中能够被黑客利用来攻击计算机系统从而影响计算机正常运行的问题。计算机设计人员在研制和开发计算机软件时,如果在操作过程中产生技术失误也可以称之为计算机安全漏洞。很多计算机在安装主体时往往会安装防火墙和反防毒软件等避免计算机安全漏洞造成的损失和危害。一般而言,在良好的运行环境下,通过对防火墙与反防毒软件的应用,可以使安全漏洞得到有效防止。但是在实际生活中,反防毒软件和防火墙并不能完全避免安全漏洞的发生,真正有能力的黑客在入侵计算机系统时会自动进行攻击,这样不仅会损失重要的系统信息,也会对计算机造成损害甚至无法开机。安全漏洞可以根据性质将其分为两类:安全性漏洞和功能性漏洞。安全性漏洞是指一般情况下不会对计算机软件的正常运行造成影响,但是漏洞一旦被黑客利用发起攻击就会造成计算机软件运行发生错误,从而对计算机软件的正常运行造成严重的影响。功能性漏洞是指会对计算机的正常运行造成影响的计算机软件的漏洞,例如运行流程发生错误,运行结果发生错误。 2.2计算机软件中存在的漏洞的主要特点 2.2.1由人为素质造成计算机软件的安全漏洞很多都是在研制和开发过程中因为设计人员的疏忽大意造成的。比如常见的编程的逻辑错误,计算机软件在编程过程中,逻辑错误是一个比较普遍的问题,开发人员的一个小失误很可能就会造成安全漏洞。2.2.2比数值计算逻辑错误在处理计算机软件数据时,最常发生的就是比数值计算的逻辑错误,一般会发生在过小或者过大等不合理的模块,中等程度的模块会发生错误的概率是比较小的。2.2.3长时间存在的安全漏洞计算机软件一旦出现安全漏洞,就会使得病毒和黑客侵入计算机系统,严重影响计算机的安全,而在计算机软件系统当中,一个旧的安全漏洞被修复的同时,可能还会产生新的安全漏洞,总而言之,安全漏洞是长时间存在于计算机软件系统当中的。因此,对安全漏洞进行有效地监测和预防,及时对安全漏洞进行修复,能够有效地保证计算机信息系统的安全性和稳定性。2.2.4与系统环境密切相关在计算机软件当中,安全漏洞的发生与系统环境密切相关,运行系统的不同也会对安全漏洞产生影响,此外软件设备和版本的差别也会使得出现的安全漏洞的类型有所区别。 3常用的安全漏洞检测技术 3.1静态检测技术 静态分析检测技术是最初的计算机软件安全漏洞静态监测技术,这种检测方法偏向于表面,近年来,随着计算机技术的创新与发展,静态监测逐渐演变为两种检测方法:即静态分析和程序检验。静态监测指的是在检测计算机软件系统程序过程中进行源代码的扫描,先直接分析被检测的计算机软件系统的程序本身的特点,再全面分析源代码的语法和语义,这样就可以检测出计算机存在的安全漏洞。程序监测是指计算机软件系统内抽象化的程序源代码,检测其是否符合计算机所需要完成的工作要求,尤其是安全要求,然后判断并检验计算机软件系统是否存在安全漏洞。就计算机软件安全漏洞检测技术中的静态监测技术而言,计算机软件系统内部的特点会更受关注,安全漏洞本身特点的检测和静态方法的特点的监测之间密切相关。我们可以根据不同的方法划分漏洞的种类,根据最常用的方法,可以将漏洞划分为很多小的部分,而一般的检测方法也只能处理比较分散的漏洞。因此,从漏洞的种类下手寻找共同点是比较困难的。所以,在进行检测时,可以对比性地将漏洞分为内存性的漏洞和安全性的漏洞。内存性的漏洞比较关注类别和自身的数据是否更具有准确性;而安全性的漏洞则更关注数据流是否存在错误以及误差的大小等方面,这种情况往往是由于内存的形态存在错误而形成的。因此,对于这种漏洞而言,在进行静态检测时,最有效的方法就是将模型建立在漏洞的储存空间内。此外,在解读和处理漏洞时也要根据静态检测技术的不同特点对其进行区分,因此,个别技术只能检测特定的漏洞,而要处理两方面的漏洞还要借助其他的方法。3.1.1静态分析静态分析主要是直接、全面地计算机软件系统中的程序的源代码进行扫描,对程序代码中的语法和关键词、句进行提炼,根据解读的具体含义对程序的行为进行分析,之后再根据事先设置的漏洞的特点结合计算机软件系统自身的安全标准进行检测,对系统整体进行判断和处理。在进行检测的过程中,有以下几点需要特别注意:第一,分析语法和关键词、句,这也是最早的静态分析的方法。但是,仅仅对语法和词句进行分析是通过检查语法和计算机软件系统中的程序分为语句片段来实现的,之后再将一个个语句片段比标准的“疑问数据库”,自动对存在的漏洞和问题进行判定和评估。这样的情况下检测出的有效漏洞的数量十分有限,而且只能检测出“疑问数据库”中已知的漏洞,而不能检测出未知的漏洞。第二,在进行检测时要严格遵循相关的标准条件。一般而言,安全标准是用来描述计算机软件系统中的程序运行的基本情况的,然而,程序本身也是一种标准化的编程,即我们研究的漏洞模式也是一般的安全标准。在进行检测时,要严格依照程序应用的规则进行,结合相应的语法模式描述这些所谓的标准,再利用规则处理器接收这些标准化的语法,处理器在进行转变后会自动接收到内部表述的程序,最后在系统运行的过程中进行最终的整体检测。相较于动态分析检测技术而言,静态分析检测技术在进行检测时,计算机处于停止运行的状态,操作更加方便和快捷,虽然能够对计算机软件系统的相关程序的状况最初最真实的反馈,但是不能确定这些程序本身以及运行过程中的重要属性。一般而言,静态分析检测技术可以分为以下几种:词法检测、推断检测和评注计算机软件程序等三种。词法检测在执行时要先分析和识别计算机软件接口的预言,定义相应的语法,再生成并检测形成的语法例子,这个过程主要的工作是分析C语言函数和程序中的源代码是否有危险性,也是我们所说的最基本也最原始的静态分析检测技术。推断检测是指自动对程序中存在的函数、变量等进行分析,再结合他们规范化的类型和方式进行分析来判断是否存在安全漏洞的方法。评注计算机软件程序是指利用“tainted”标记计算机软件的外部数据,技术人员再根据排查和分析的结果进行评注。3.1.2程序检验程序检测是根据抽象化的计算机软件系统来建立一个具体形式的程序或者模型,再结合形式化和正确性的检验方式来检测计算机软件的安全漏洞问题。在进行程序检验时,主要是通过建立模型来进行检测,具体是指计算机软件程序在有限状态下建立一个合适的模型,建立的模型往往是抽象化的片段或者执行点,再和计算机软件本身的特点进行对比和验证。在检测时建立合适的模型也会起到检测的作用,建立的模型也会和软件的用途相关,因此,一个模型也可以运用到许多相似的软件当中来检测安全漏洞。一般而言,模型检验有两种检验方式,分别是模型自动转化法和符号化检验法。模型自动转化法是指将检测软件程序进一步转化成等价的自动检测机,两个自动机相互结合可以实现替换和补充的作用,从而达到新的自动机的效果,同时通过软件系统转变成能够识别的语言模式。符号化检验是指通过公式描述的形式将抽象化模型以语法树的形式表达出来,根据公式来判断是否符合检验的要求。模型检验应该先列举出可能会发生的各种状况,结合软件系统本身的复杂性对所有的程序都创建不同形式的模型,这也是一项规模庞大的任务。因此,在实际操作中,可能会选择一部分程序和相关属性来建立抽象的模型。但是,近年来,随着模型检测技术的改革和创新,现在主要是运用内存来建立模型的方式检验往常的时序漏洞,在结合定理和证明的形式来检测安全漏洞。与模型检验相比,这种方式更加严密,具体的检验过程是对程序进行多重判定,尤其是判定抽象化的公式的真假性,当然,公式本身的形式也会决定判断的方式。例如,不等式的合取作为一个关键因素就是一个典型的例子,先根据合取式制作图表,在图中要真实地反映每个提到的条件,再利用公式合并各个条件。同时,对其中的不等式进行检测,等式如果不成立的话,也就无法满足合取式。在程序检验过程中,可以通过实践来证明模式检验是否可靠以及是否具有实用性。软件系统的种类业余时序性密切相关,证明定理也是一项比较复杂的任务,因此,这种方法并没有广泛地应用于实际操作当中。[1]对于计算机软件而言,静态检测技术只能检测出当前存在的安全漏洞的种类,而无法判断那些未知的漏洞。由于静态检测空间、精确度和时间等因素限制了其性能的改进,在一定程度上降低了静态检测的质量,因此,必须在后期加大资金投入。 3.2动态分析检测技术 3.2.1非执行栈近几年来,计算机软件系统常常会发生被栈攻击的事件,主要是因为软件操作系统中的栈本身的读写能力不足、执行力不够的问题。栈之中包含了数组变量等内部变量,因此,个别不怀好意的人员能够在栈中随意篡改一些重要的代码,再利用特殊的方式执行代码。而只有将栈转变为不能够随意进行代码执行的模式才能有效地防止栈被攻击和侵略。这样,软件系统无法执行攻击软件的人员随意篡改写在栈上的代码,从而降低了计算机软件被侵入的机率,减少了安全漏洞的发生率。实现非执行栈的具体过程是通过修改计算机操作系统的内核,将栈的页标标记为不可执行,借助栈溢出将程序跳转想攻击的代码,因为执行代码是位于堆生而非正在执行的栈上,因此非执行栈并不具有完整性,存在一定的局限性,当栈中出现攻击代码时检测就无法发挥效用。3.2.2安全性的共享库很多计算机软件会在无意中是用来一些不安全的共享库从而导致了安全漏洞,在一定程度上,安全的共享库可以避免攻击人员的侵入行为。安全共享库是指运用动态链接拦截非安全性的函数应用程序的实际运行,检测其操作的过程。与此同时,安全共享库也会评估内存的上限来防止内存中出现恶意破坏的数据,保证计算机软件系统的安全性,windows的操作系统一般会运用这种方式。虽然安全共享库不会修改计算机的内核,兼容性较好,但是其局限性也是十分明显的,即安全共享库检测不到本地变量是否存在安全漏洞,当代码数据溢出受到攻击时也无法起到很好的防护作用,也无法保护标准化的函数库。[2]3.2.3沙箱沙箱是指限定一个程序的访问量来防止恶意的入侵。例如,对于计算机软件而言,如果C语言中含有一类调动函数,但是软件在运行过程中又出现了相似但不同的调动函数,就说明有漏洞在攻击计算机软件。而使用沙箱就会限定被攻击前的软件,保证其不会受到恶意软件的影响。3.2.4映射内存个别恶意攻击的人员可能常常利用以“NULL”结尾的字符串来覆盖内存,利用内存映射技术可以使得攻击人员难以实现把复杂的内存覆盖字符串转变为简单的内存操作。就这个角度而言,随机地将代码页映射到各类内存地址上也可以在一定程度上降低随意篡改页面的可能性。3.2.5非执行堆和数据在检测非执行堆和数据时,需要大量修改计算机内核的数据,同时将数据段的代码和堆的动态声场全部进行修改才可以实现,在此过程中可能会出现不兼容的情况发生。一般而言,在进行非执行堆检测时往往需要借助非执行栈的配合使用。 4计算机软件中安全漏洞检测技术的具体应用 4.1检测并避免出现竞争性的安全漏洞 很多安全漏洞往往是因为竞争条件的存在而产生的,解决的办法就是将竞争性的编码进行原子化实现操作。编码作为最小的执行单位不会受到正在运行的软件程序的恶意干扰,将编码进行原子化就是通过锁定编码的方式再改变特定状态下的程序间接性地调动各个软件系统,最后描述运行的文件或者句柄来检测TOCTOU等问题来预防安全漏洞的发生。[3] 4.2检测并避免缓冲区出现安全漏洞 检测并避免缓冲区出现安全漏洞就是通过判断和分析计算机软件程序中不安全的函数来避免缓冲区出现安全漏洞,例如不安全的strcat版本可以全部替换为安全的strncat版本。 4.3检测并避免格式化字符串的安全漏洞出现 格式化字符串的出现很容易造成安全漏洞的发生,唯一的解决措施就是从根本上进行预防,在数据代码中直接使用格式化的常量,防止恶意攻击人员可能会创建格式化字符串的机会。一般而言,格式化字符串往往会出现在参数不确定的个数函数当中。因此,在运用这种函数时,应该控制每个参数的个数、平衡参数的性能。此外,在进行输出数据时,运用Windows操作系统下的窗口或者运用串口输入系统数据可以预防格式化的安全漏洞的危害。 4.4检测并避免出现的随机安全漏洞 在检查和预防随机出现的安全漏洞时,使用的随机发生设备一定要保证良好的性能,因此在选择随机发生设备时一定要慎重考虑。为了确保随机数流的安全性,随机发生设备需要自身设置密码算法,这样在软件遭到攻击时,就可以根据掌握的算法的整体细节来获得完整的数据流,提高随机数据在遭遇入侵时运行的稳定性和安全性。 5结语 随着社会的进步和科学技术的发展,计算机软件在设计和开发时也无法避免地会出现安全漏洞的问题,因此,为了保证计算机软件的安全运行,安全漏洞检测技术是十分重要的。在不断的发展和创新中,计算机软件安全漏洞检测技术也需要与时俱进,通过改善静态检测和动态检测技术来预防安全漏洞的发生。 作者:关茗同 单位:辽宁师范大学海华学院管理系 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术研究 摘要:计算机软件技术是计算机中常用技术,在系统开发中经常涉及到软件技术。科学技术不断发展,现在对软件的要求越来越高,软件在使用之前必须经过软件检测,现在软件漏洞也很多,需要不同软件检测技术在检测,减少软件漏洞出现。本论文主要从计算机软件安全漏洞目前的状况、计算机软件安全漏洞检测技术解读进行阐述计算机软件安全漏洞检测技术,希望为研究软件安全漏洞检测技术的专家与学者提供理论参考依据。 【关键词】软件;安全漏洞;检测技术 信息技术快速发展,尤其Internet的广泛应用,在如今大数据时代,软件是计算机技术一种,在其软件开发过程中,计算机软件存在一定漏洞,要保障计算机软件的安全性,必须提高计算机软件的检测技术,提升计算机软件性能,是提高计算机网络安全的有效途径。 1计算机软件安全漏洞目前的状况 计算机软件在开发的时候有的就存在一定漏洞,当时可能没有技术解决软件漏洞问题,但在软件使用的过程中,会出现一系列问题,必须加强软件安全漏洞的检测技术,检测软件是否合格,不合格的软件必须加强软件补丁,促使软件达到合格标准,经过测试后,才能投入市场使用。还有的软件开发时候没有任何漏洞,但随着时间的推移,软件会出现一定漏洞,软件必须是在使用的过程中,逐步进行软件完善,提升软件性能,让其达标,减少软件的漏洞,出现漏洞以后要及时修复,提高软件的生命周期,在一个友好的界面下,充分发挥软件的功能,让其在使用过程中,起到一定的作用,提升性能,减少漏洞。软件在使用的过程中,根据技术的发展与变化,计算机软件的漏洞必须技术检测,延长软件的生命周期,提高软件性能,满足其需要。 2计算机软件安全漏洞检测技术解读 2.1静态程序解析 静态程序解析是软件安全常用的检测技术,这种检测技术是通过程序代码,通过利用机器语言、汇编语言等进行编译,利用反代码形式,对检测出来的软件漏洞,及时进行修复,提高软件性能,在实际应用过程中,涉及到程序设计中的语言、函数、数组、过程、集合、文件等。利用软件技术解决软件漏洞问题,静态程序解析对程序设计起到保护作用,检测软件漏洞,提升计算机软件性能,这是一种常用的计算机软件安全漏洞检测技术,通过该技术对软件漏洞进行合理检测,提高软件性能,延长软件的生命周期。 2.2利用逻辑公式对程序性质进行表达 根据程序的性质,对计算机软件漏洞进行检测,判断其中的应用能力,逻辑公式能对计算机软件的性能进行检测,检测其的合法性,是否存在软件漏洞,有的软件漏洞是需要升级与更新软件就可以解决的,有的是出现软件错误,必须合理采用措施,解决软件漏洞问题。其中的公理化方法的逻辑是完整的体系,其中的每个公式都是由单个程序语句和其前后置断言共同构成,具体理论当中只有一条赋值公理,形式演算系统以一阶谓词逻辑为基础,各自为顺序、分支以及循环指令增加了相应的演算法则。公理化方法已经被证明具有较强的可靠性和完整性,但匹配的形式演算系统存在半可判定的情况。程序的正确性涉及程序设计人员利用逻辑公式对程序对应的功能规约展开描述,另外一个问题就是要为循环体确定循环不变式。逻辑公式的应用提高了逻辑判断能力,在利用语句进行科学判断,检测计算机软件是否存在漏洞,根据逻辑公式的判断能力,检测软件是否存在漏洞,如果存在漏洞,对其合理的进行修补,解决软件漏洞问题,提升软件性能,完善软件功能。 2.3测试库技术 测试库技术是计算机软件检测中常用技术,对解决计算机软件漏洞起到帮助作用。测试库技术是检测计算机软件中的优秀部件,判断计算机软件是否存在漏洞。利用测试库技术只能对动态内存操作函数导致的错误进行判定。而且其主要对运行过程中输入数据进行监控,发现其中的弱点。这种检测并不是从整体上进行判定。这也表明检测过程只是验证BUG是否被发现,但是无法证实BUG的存在。使用这项技术对于普通应用程序而言,并不会存在任何兼容问题。使用测试库技术的主要优势不存在误报。从性能上对这个技术展开分析,其性能消耗较大,从其工作原理很容易能推导出这个结论。利用测试库技术检测计算机软件是否存在漏洞,是所有检测技术中最科学的,也是最准确的,但其测试有一定难度,对计算机软件本身也是一种伤害,提高计算机软件性能,必须合理的利用软件的检测技术,科学的选择检测技术,有目的的进行检测软件是否存在漏洞,科学的解决软件漏洞问题,提高软件性能。 2.4源码改编 利用软件漏洞检测技术,检测出计算机软件存在一定漏洞,没有合理方法进行漏洞修复,就有必要根据软件漏洞的阶段,去修改程序的源代码,这种源码改编技术,是彻底解决计算机软件漏洞的最根本方法,该检测技术对人员的要求很高,能利用其它技术检测出软件漏洞,能利用源码改编技术进行修改,这是计算机软件检测技术的高级阶段,是计算机软件发展到一定程度的需要,也是社会发展对计算机软件技术提出的新要求。总之,计算机软件技术存在一定漏洞,要解决计算机软件漏洞,必须利用软件检测技术,及时检测,发现问题要及时解决,但在计算机软件发展的过程中,计算机软件肯定存在一定问题,必须科学的合理解决计算机软件的安全问题,提高对软件安全认识,增加计算机软件的应用性,符合现代计算机软件技术发展需要。 作者:刘璇 软件检测论文:计算机软件安全漏洞检测技术分析 摘要:当前,社会不断进步,计算机技术网络对人们的生活产生较大影响,在给人们带来巨大便利时,也存在一些安全隐患。计算机软件的安装和使用中都会存在一些漏洞,现在计算机安全设置不能彻底解决安全漏洞问题。为了应对计算机软件安全漏洞造成的影响,对其进行检测,寻找解决安全漏洞和攻击的措施。 关键词:计算机;软件;安全漏洞 中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)12-0044-01 信息技术已经渗透到各个领域之中,人们对信息安全问题采取更加重视的态度。软件是计算机的优秀部分,其中存在的安全漏洞会让计算机的信息面临网络攻击、信息窃取等安全问题。在这种情况下,使用检测技术尽快发现安全漏洞是解决问题的关键。 1计算机软件安全漏洞目前的状况 其主要是指由于安装的软件不够完善,存在能够被他人盗用的程序代码,这种情况就会导致计算机在网络环境当中存在安全漏洞。安全漏洞出现之后,计算机在网络运行中就会潜藏安全隐患,比如计算机会被攻击、窥视、盗取资料等。在信息技术不断发展的情况下,网络的普及率将会更高,计算机安全漏洞的检查技术需要得到升级改造,将计算机面临的安全风险降到最低限度。 2计算机软件安全漏洞检测技术解读 1)静态程序解析这种技术来自于编译优化技术,对程序代码进行分析,实现特定程序性质的求解,属于多种分析技术的结合,其中居于基础地位的是控制流与数据流两种分析方法。前者提取代码之中的控制结构,将控制流图当做程序当中分支跳转关系的抽象,对程序全部的可能执行路径进行阐述。数据流分析涵盖的内容较为复杂,可先从流敏感、流不敏感、路径敏感、路径不敏感等方面进行判定,其中需要注意程序语句的次序。比如,一个流不敏感对应的指针分析存在“变量x与y共同指向一个位置”的可能,单个流敏感则会表现出“某个语句得到执行之后,x和y存在位置指向一致”的可能。路径敏感则与控制流有关系[1]。比如,某个分支条件为x>0,则其条件与不相符的分支下分析当中会设定x≤0,但是在符合条件时,则会设定为x>0成立。对上下文敏感进行分析,那么处理过程就会被调用,在对目标函数调用实施解读时,其就会参照调用的上下文信息让受到调用的函数能回归到合理的调用位置,一旦这种信息处于空白,回归过程中就要对全部的调用位置进行关注,导致潜在的精确度无法把握[2]。2)利用逻辑公式对程序性质进行表达这种方法出现的时间较长,后续的研究人员已在原有基础上不断进行创新发展。其中,要对软件程序的正确性进行验证,这种方式以语法推导切入点,对程序符合其功能规约要求进行推演。其中的功能规约属于一对谓词公式,主要内容有前置谓词与后置谓词,两者一起在内涵方式的支持下,各自将程序前后存在的各种可能状态纳入都一个集合中。程序启动是导致状态变迁唯一诱因[3]。所以这样的一对谓词公式可以很好地对程序功能进行解读并展示。程序的正确性主要有部分正确以及全部正确,可以利用能否确保程序终止对两者进行区分。如果程序由符合前置谓词要求的一个状态正式启动,能实现终止执行,那么终止的状态必定能与后置谓词相符。能对程序部分正确性进行判定的方法主要有不变式断言法、目标断言法、公理化等方法。其中的公理化方法的逻辑是完整的体系,其中的每个公式都是由单个程序语句和其前后置断言共同构成,具体理论当中只有一条赋值公理,形式演算系统以一阶谓词逻辑为基础,各自为顺序、分支以及循环指令增加了相应的演算法则。公理化方法已经被证明具有较强的可靠性和完整性,但匹配的形式演算系统存在半可判定的情况。程序的正确性涉及程序设计人员利用逻辑公式对程序对应的功能规约展开描述,另外一个问题就是要为循环体确定循环不变式。3)测试库技术这种技术主要是对软件当中的动态内存错误实施判定。此方面具有代表性的工具就是Purify,能对全部的内存操作函数实施审视,比如free、malloc等。Purify可以对运行中的全部内存块进行特殊标记,依靠这些标记就能在程序运行当中对内存操作是否存在失误进行判定。这项技术需要和对应的库进行连接。比如使用与Purify匹配的程序就要使用Purify库。这种行为不需要花费较大成本。但是Purify具有商业性质,使用存在局限性。利用测试库技术只能对动态内存操作函数导致的错误进行判定。而且其主要对运行过程中输入数据进行监控,发现其中的弱点。这种检测并不是从整体上进行判定。这也表明检测过程只是验证BUG是否被发现,但是无法证实BUG的存在。使用这项技术对于普通应用程序而言,并不会存在任何兼容问题。使用测试库技术的主要优势不存在误报。从性能上对这个技术展开分析,其性能消耗较大,从其工作原理很容易能推导出这个结论。4)源码改编程序运行当中存在缓冲区溢出弱点,这就需要对程序源代码进行改写,同时追踪内存缓冲区的长度,达到检测目的。这项技术在应用中不需要使用构造长度过长的数据,对信息进行改变、追踪,分析是否正在调用存在安全隐患的库函数,可能会造成缓冲区的溢出。这种方式在使用的过程中需要改写源代码。能都实现自动化代码改编软件STOBO出现之后,很多存在安全隐患的函数都会被自动修改。使用STOBO进行源代码自动改写,利用的是静态分析代码技术,程序员不会有多余的负担。在库包裹函数受到调用之后,其在缓冲区溢出漏洞的判定之中具有明显的效果。但是,如果程序代码对缓冲区直接干预,漏洞就存在漏报的可能。而且STOBO存在一定的局限性。源代码改变技术存在引发竞争的可能,尤其是在多线程的代码条件下。但是这类技术由于能收集精确的改编和追踪信息,误报率和ITS4等相比相对较低。这项技术表现出动态监测的优势,其能在程序运行时获得更加精准的信息。为此,将静态检测方式与动态检测方式结合在一起能获得较好的结果。5)其他检测方法如果计算机当中存在漏洞,需要使用第三方软件实施扫描,一旦发现漏洞就可以自动提示使用者进行修补。此外想要实现对计算机安全漏洞的高效检测,就要对来访的计算机IP实施检查,对于本地IP之外的IP的软件要具备较强的拦截能力,防范一些非法活动。计算机要能有效应对远程攻击,达到识别各种伪装攻击的目的,全满加强对可疑行为的监控水平。 3总结 计算机技术软件使用范围的扩展速度十分之快,信息安全问题产生的影响十分之大。当前,计算机软件遭受的攻击主要来自于软件自身漏洞,另外也有黑客主动攻击。在进行检测时,要注意从根源上分析软件安全问题,切实解决安全问题。这方面的检测技术要坚持不懈地进行探索,不断提升应对安全风险的能力。 作者:王爱菊 石彦华 单位:中州大学
农业设施论文:防虫网用于设施农业论文 一、秸秆反应堆技术的正确应用 1、打孔通气 定植后在距植株15厘米处打孔,可以在每行的两株之间,也可以根据不同的株行距视情况而定。用14号钢钎子,孔深以穿透秸秆为准。为防止打孔时往孔内流土堵孔,可提前向需打孔的土台上淋水,待土能定住型后,再打孔,孔就不堵了。注意2—3浇水后要补打孔,以防水将孔堵上。打孔位置与上次错开。 2、注意事项 (1)开沟宽一定要宽于定植行宽。 (2)铺完玉米秸杆要喷施尿素水。 (3)秸秆上面覆土要到达25cm厚。 (4)定植前要浇透水让秸秆沉实。 (5)定植后一定要打孔。 二、防虫网配套物理杀虫技术的正确应用 蔬菜防虫网是以防虫网构建的人工隔离屏障。色板诱杀技术是利用昆虫对颜色的趋性来诱杀农业害虫的一种物理防治技术,可诱杀白粉虱、蚜虫、蓟马等小型害虫,与化学防治相比具有使用简单、绿色环保等优点。黏虫色板与防虫网综合利用能达到控制害虫数量,减少病害发生的目的。 1、根据蔬菜特性选用适宜的防虫网 蔬菜生产以选用14—40目的网为宜。在能有效防蔬菜上形体最小的主要害虫—蚜虫的前提下,目数应越小越好,以利通风。将防虫网覆盖在大棚通风口,或直接将防虫网覆盖在棚架上,全棚覆盖前进行土壤消毒和化学除草,目的是杀死残留在土壤中的病毒和害虫,阻断害虫的传播途径。防虫网四周要用土压实防治害虫潜入产卵。随时检查防虫网破损情况,及时堵住漏洞和缝隙。 2、防虫网投入较高,提倡多茬使用 在田间使用结束后,应及时收压,洗净,吹干,卷好,再次使用时应检查破损情况,及时缝补漏洞和缝隙。 3、色板种类 目前色板主要有两种:即黄板和蓝板,黄板可诱杀蚜虫、白粉虱、斑潜蝇、部分蓟马等害虫的成虫,而蓝板目前仅用来诱杀蓟马。 4、使用方法 采用细线(铁丝)悬挂,棋盘式分布或条状分布,密度以每亩20—25块为宜,高度以高出生长点5—10厘米为宜,当色板黏虫胶失去黏性时随时更换。 5、注意事项 (1)色板最好在害虫发生前期或初期,害虫数量极少时使用诱杀效果好,虫口密度容易控制,可以有效预防害虫传播的病毒病。害虫数量较大时使用效果不佳。所以在栽植前使用防虫网,并对整个温室进行熏蒸消毒,杀灭室内菌虫源,才能更好的发挥黏虫板的作用。 (2)使用色板期间最好随着蔬菜生长不断升高高度,使色板始终高于蔬菜生长点,便于诱捕害虫。 (3)保证色板在田间的设置密度,害虫的飞翔能力是有限的,是通过多次飞翔到达色板被诱杀的,色板太少害虫不能到达就诱捕不到. 作者:张玉华 农业设施论文:设施农业发展论文 1设施农业发展存在的问题 1.1缺乏技术指导,设施农业发展的专业性不足 设施农业具有较高的技术含量,它集成了生物、环境控制、信息与管理等技术,通过创造一个适于作物生命活动的环境,使作物得以优化生长和发育,满足市场需求。而现实中,从事设施农业的主要是农业外资金到农业领域的投资,或者是一些当地的种田能手,他们对设施农业的专业知识知之不多,迫切需要进行技术指导。国外就有不少从事设施农业规划、设计、施工与教育培训的机构,而国内这样的单位和机构较少,层次也不高。因为缺乏专业的技术指导,现实中的设施农业距离真正的设施农业的要求和规范还有一段距离,如不同农产品品种种植对大棚的选择,不同农产品对不同类型大棚和温室的适应性,大棚与温室材料的选择对农产品品质的影响,以及设施农业内部生产物流系统的建立等。总体而言,目前的设施农业还处于初级阶段,无论是技术还是管理还比较粗放,迫切需要进行专业技术指导。 1.2配套产业发展不足,产业链没有形成 设施农业的发展是一个系统工程,以荷兰、以色列等国家为代表,其明显的特征是设施结构多样化、生产管理自动化、生产操作机械化、生产方式集约化,既涉及内部系统,如水、肥、光等的控制系统和生产物流系统,也涉及整体生产过程,包括种子形成、种苗培育、生长控制、产品收获与销售等环节[3]。而目前设施农业生产的前后段及其相关产业的产业链不够完善,设施农业所需要的种苗培育不足,没有形成规模,缺乏科技含量,与设施农业配套的农业机械产业与设施农业需要的温室控制的材料产业也没有形成,使得设施农业的机械化程度不足,温室等环境控制目标难以达到相应的要求;同时,针对设施农业的冷链仓储产业、肥料产业等都还没有形成体系,产业链还没有形成,影响了设施农业效应的发挥。 1.3人力资源缺乏,相关技术应用困难 设施农业的发展具有一定的技术和管理要求,需要懂技术和管理的人员进行生产和管理,国外设施农业生产单位一般都具有相关的专业技术人员,从事相应的专业性工作,如番茄培育过程中的肥、水控制,果实的采摘、储存及销售等。而我国从事农业生产的能人个体仅仅是经验居多,不少从事设施农业的投资者,仅仅是投资者,自身不熟悉农业技术与管理,其拥有的技术人员十分有限,甚至完全没有。另外,农业高校培养的农业人才数量有限,且这些农业人才中的不少人也不愿意服务农业,短期内难以满足设施农业对人才的需要。人力资源的缺乏给设施农业的发展及其技术应用与创新造成了很大的困难,现实中虽有些技术,但缺乏引进和应用技术的人力资源基础。 1.4生产与销售的物流理念缺乏,影响了设施农业的质量与效益 农产品的质量是农业生产的优秀内容,而效益是农业得以可持续发展的重要因素。农产品的质量和效益与农产品的生产和销售密切相关,农产品的质量需要通过控制农产品的生产过程,实现生产过程的质量目标,同时,农产品易腐变质,需要控制运输与销售环节,实现销售过程的质量控制。生产过程质量目标可以通过设施农业实现,销售过程的质量需要销售物流的理念加以控制。效益的实现既需要生产成本的降低,需要设施农业实现农产品的高附加值和高土地产出率和生产率,也需要销售物流成本及其损耗的降低,更需要质量的保证,以实现设施农业的农产品附加值。但设施农业生产者生产物流和销售物流的精益意识还不强,生产过程粗放,技术含量不高,品质与质量难以保证,部分产品与传统生产方式生产的产品没有差别,甚至因为设施的原因,使得品质发生了不好的变化,难以获得市场附加值。同时,储存与运输也比较粗放,仍然按照传统方式运输和配送,缺乏冷库储存、冷链车运输等环节的配套,损耗与传统方式差距不大,难以实现设施农业的高附加值、高生产率的目标,收益受到影响。 1.5相关的经营与销售模式创新不足,不能满足设施农业的发展需要 由于设施农业的生产需要借助于一定的设备和技术创造适合农作物生长的环境,因此与传统农业生产相比,投入相应增加。投入的增加需要通过收益的增加来补偿,而收益的增加来源于2个方面,一是价格的增加,二是产量的增加。价格的增加要依赖高附加值,产量的增加需要更高的土地产出率和生产率。无论是价格还是产量都要通过农产品的经营和销售才能实现。要实现高附加值的目标,就要通过经营管理生产出市场需要的有机和绿色农产品,并形成与设施农业生产相一致的市场销售渠道与模式。目前的农产品销售,包含了经纪人、农贸市场、批发市场、超市等环节,超市曾成为设施农业对应的销售渠道,但由于种种原因,超市的设施农产品销售没能发挥应有的作用,甚至出现超市农贸市场化了,超市所卖的农产品不新鲜、品质也不够好的现象普遍存在,影响了超市对相应农产品客户的吸引力。总之,设施农业的发展需要土地规模经营和创新销售模式的对接。 2设施农业发展存在问题的原因分析 设施农业发展需要一定的客观条件和产业基础以及科学规划,现实中问题的存在有多种原因,主要包括以下几个方面。 2.1发展目标存在偏差,农业自身发展规律重视不够 不少地区的设施农业发展,源于旅游观光和地方农业示范推广的政绩工程的需要,还有些是农业外资金所推动形成,缺乏立足于农业发展本身的科学规划。一方面,不少地区通过大规模的大棚种植,主要是为了形成旅游农业景观,满足体验休闲的需要。另一方面,由于国家对地产市场的进一步调控,部分资金转向农业,不少地区招商引资的内容中增加了农业的内容。虽然设施农业投入利润率不高,但可以获得国家的相关补贴,使得利润率相对比较稳定,对农业外投资者还有一定的吸引力,所以不少农业外资金进入了设施农业,但他们对设施农业生产、管理及其技术的运用研究不够。从这些角度而言,设施农业的起步,不完全是依据农业本身发展的客观规律进行的,发展目标存在一定的偏差,立足设施农业的科学规划重视不够。 2.2非农资金进入农业准备不够充分,对农业生产的特殊性了解不足 由于农业外资金进入及政府的推动,设施农业发展速度较快,但发展所需的技术储备不足,影响了设施农业发展的专业性、技术性和可持续性。同时,由于传统农业生产的土地经营规模比较小,利润率不高,从事传统农业生产的农户,很难积累资金进行设施农业的投资与生产。设施农业发展的资金主要还是农业外资金的进入,不少是来自于从事第二产业和房地产业并已获得一定资金积累的人,转到农业领域投资。相对而言,这些投资具有一般商业投资特性,缺乏设施农业发展的积累和渐进过程,相应的技术积累和技术支持也不够,因此,设施农业发展的科学性、专业性和规范性就显得不够。 2.3完全市场化的收益不稳定,配套产业形成的市场驱动力有限 由于设施农业发展的时间不长,政府推动的色彩浓厚,设施农业发展需要的配套产业没有跟上,另外,设施农业本身的生产与效益情况也影响了配套产业的发展。国家有鼓励设施农业投资的补贴政策,但没有设施农业配套产业发展的优惠政策。在设施农业发展的初步阶段,设施农业本身利润率难以保证的情况下,从事配套产业的收益率也受到影响。因此,市场上与设施农业发展配套的产业发展缓慢,配套产业的产业链没有形成,包括设施农业用种子、材料、设施等产业。目前,从事设施农业材料研究的机构和企业就比较少,比如对塑料大棚材料的研究、适合不同农产品生长的采光材料的研究等。 2.4相对于其他领域的生活、工作条件差异,设施农业对人才的吸引力比较缺乏 相关专业人才数量不足,不能满足基层设施农业生产单位发展的需要,综合性设施农业人才就更加缺乏。设施农业所需人才的形成,主要有2个途径,一是高校培养,二是社会教育机构培训。而最终从事设施农业领域的人才数量和质量还决定于设施农业的吸引力。如果设施农业工作条件好、待遇高,将会形成一定的吸引力,推动高校报考相关农业专业的学生人数的增加,毕业从事这一领域的人员也将增加,也会有更多的人员会通过培训进入这一领域并成为设施农业发展的人力资源。而现实中,设施农业的发展还需要靠政府的补贴支持,在农村工作的社会地位、待遇和工作条件等还不能形成相应的吸引力。在高校农业人才培养数量有限的情况下,还有不少人才不愿意服务农业。因此,除部分投资者和种田能手外,难以满足设施农业发展的需要,特别是综合性人才更加缺乏,短期内难以改变。 2.5设施农产品附加值实现有限,导致生产与销售物流等前后产业链延伸动力不足 受传统农业生产方式和销售模式的影响,设施农业的投资者和生产者对设施农业农产品的附加值的实现途径研究不够,加上农产品价格的波动和收益的不确定性,设施农业生产者在不能保证收益的情况下,缺乏进行生产物流和销售物流设备和技术投资的积极性。事实上,生产物流与销售物流设备和技术的应用不足会影响农产品的质量与品质,进而影响设施农业农产品的附加值,影响到设施农业的效益,最后会影响设施农业的可持续发展。目前,设施农业的生产物流和销售物流设备与技术还不够系统与完善,还缺乏一定的产业基础,相关设备的价格也较高,在目前的设施农业的利润空间下,生产物流和销售物流的设备与技术应用还不具有投资的吸引力,将会影响到设施农业的生产物流和销售物流的理念形成与技术应用。 2.6销售和经营模式创新不足,反向制约了设施农业生产方式的持续发展 设施农业生产方式的变革,必然带来经营模式和市场销售模式的变革,否则设施农业的相应目标就难以实现。但受农产品传统消费市场与消费特征的影响,目前的农产品销售模式创新不足。现实中,一方面是消费者对农产品的消费比较关注安全,但又不愿意接受高价格,另一方面,设施农业及规模化农业生产总量还不够,农产品市场波动比较大,价格不稳定,目前还没有形成相对比较完善的销售模式和渠道,以保证设施农业在高土地产出率和高生产率的情况下,通过销售模式的创新实现其附加值及效益。部分设施农业单位采用宅配的方式,面向高端消费者,实现了产品的附加值,但也是少数企业的少量行为,还需要进一步创新和拓展。 3设施农业发展的对策建议 设施农业的发展需要根据现代农业发展的需要,遵循农业发展的自身规律,创新经营和销售模式,发展配套产业,推动设施农业的发展。 3.1尊重规律,明确目标,科学规划 设施农业是现代农业发展的重要内容,地方政府不能仅仅以招商引资、休闲旅游甚至政绩工程为目标,应该依据农业发展的客观规律,以设施农业的高附加值、高生产率为目标,科学规划、专业发展,提高设施农业产品的数量、品种和品质,充分发挥设施农业应有的作用,满足社会多元化、多样性的需求。 3.2改善条件和环境,吸引人才,强化产学研合作 政府和相关部门应该制定设施农业发展的相应标准,加强对设施农业的指导和规范,推动产学研合作,鼓励新技术的运用,逐步改善农业人才的工作条件和生活环境,激励高校和科研机构的技术人员参与设施农业的规划、设计和生产,既要吸引资金又要吸引人才,提高设施农业发展的专业性、技术性和科学性。 3.3完善政策,驱动配套产业发展,实现产业链协同效益 调整设施农业的补贴范围,制定相应的产业政策,鼓励配套产业的形成与发展,逐渐吸引更多的企业为设施农业服务,如在种子、设施农业机械、设施农业运用的新材料和新品种等相关领域,不断丰富配套产业,逐渐形成相对完善的产业链。 3.4加强培训与教育,提高人才数量与质量,满足发展需要 高校要调整相关专业培养方案,培养适应设施农业发展需要的人才;要通过相应的教育活动,加强大学生服务农业意识的培养,鼓励更多的大学生参与到设施农业发展中去。另外,政府要扶持和支持设施农业人才的培训,创新合乎设施农业发展需要的人才培训机制和模式,鼓励相应的教育培训机构,从事设施农业人才的教育培训,提高从事设施农业技术人员的数量和质量。 3.5加强技术开发与应用,提高农产品质量,实现附加值 对设施农业生产过程控制的科学研究,特别是设施农业生产过程对农产品质量影响的研究,如设施生产可能形成的病虫害、设施生产造成的产品品质的变化等,保证农产品的质量和安全;充分运用物流理念和物流技术,保证设施农业的产品安全,降低农产品的损耗,提高设施农业的生产与销售的协调程度,保证农产品的可持续性和有效供给,提高设施农业生产的高效率和高品质,实现设施农业产品的附加值和高效益。 3.6推动销售模式创新,获取协同效益,实现设施农业的可持续发展 创新设施农业的农产品经营与销售模式,形成依托于设施农业生产模式的经营与销售模式。改变传统的销售模式,缩短中间环节,完善销售渠道和宅配、超市零售等的模式,通过消费者的细分,实现设施农业产品的品牌附加值、文化附加值、技术附加值等附加值,保证设施农业的农产品销售目标的实现。 作者:张兆同 单位:南京农业大学工学院 农业设施论文:物联网技术用于设施农业论文 1设施农业物联网技术发展趋势 21世纪是信息化科技飞速发展时期,我国农业正处于这个关键的时期,农业物联网的发展为推动传统产业改造升级提供了巨大的动力,随着互联网技术的成熟和普及,要想使“电脑上种地”的愿望可以实现,就必须加快网络信息化技术发展的步伐,为现代设施农业发展提供必要的基础。 1.1传感器种类繁多,功能相近,将向细化 其发功能的方向发展目前,应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的,并能够形成简单的系统,但是功能不完整,扩展性和升级能力相对较差,性价比不高,没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展,能否降低构建传感器网络的成本,降低传感器的功耗,延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时,发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位,引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术,提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。 1.2网络传输管理系统建设滞后,无线通信 技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台,设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段,价格昂贵,真正能够大面积推广的产品还很少。此外,如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大,且当节点失效时查询处理过程易被中断,无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用;同时,通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集,自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备,用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号,收集设施内生长环境数据进行分析,从而达到远程控制智能调节指定设备,为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。 1.3人才匮乏,技术不完善,应用推广范围较小 农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资,给予资金技术支持;需要国家加强农业物联网专门人才的培养,提高他们的创新能力以及应用能力;需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业,围绕这个平台和标准,开发相应的配套产品设备,不再投入大量精力开发基础的软硬件,可以节省人力、物力,增加设施农业物联网技术的产品种类,加快设施农业物联网综合技术的推广应用。 2结语 设施农业物联网技术作为多种学科技术的综合应用,融合了现代的传感技术、自动化、智能化通讯技术、计算机技术以及植物科学等多种技术,通过物联网技术的应用,把所有的技术联系在一起,从而达到对农作物生长进行精细化管理,有效降低农业成本,提高农业生产效率,加强环境保护,促进农业发展的信息化、标准化、智能化。 作者:李娅娜 单位:扬州商务高等职业学院 农业设施论文:发展现代设施农业论文 一、现代设施农业的多重效应 发展冬季大棚保护地生产对习惯于传统农业生产方式的广大农民来说是一种新生事物,因为冬季大棚保护地生产需要对水、肥、土测试,对温度、湿度进行准确地控制,为了生产出安全优质的产品还需要对不利的环境因素进行修复,精确地控制好肥、水、药施用量,这些都需要学习和摸索。当农户开始进行大棚生产的时候,他们就有了学习现代生产技术的主动性和积极性。 二、现代设施农业发展制约因素分析 发展现代设施农业的好处是显而易见的,但为什么在辽宁省的大部分地区农民仍缺乏发展设施农业的主动性和积极性呢?通过调研发现,现实中仍存在着诸多制约因素。 1.资金不足 设施农业最大特点就是前期需要进行基本生产设施的购建,如建一个100米×12米的塑料薄膜大棚,总投资需6万-8万元,虽然前期投资用2-3年就能收回,但对于农户来说仍然存在资金不足和担心失败可能造成的损失。 2.生产技术运用能力欠佳 习惯于传统农业生产方式的农民,大多数不掌握塑料薄膜大棚反季节农产品生产的技术要领,现实中对生产技术的普及和推广的服务体系尚未健全,农民因此而缺乏信心和勇气。 3.基础设施配套不够完善 设施农业需要有现代基础设施的配套方能进行生产。如电源、水源、采光、保温、放风、滴灌、防虫、防病等都需具备相应设备和配套的设施。农民对上述设施的采购、安装、调试、使用都是新生事物,靠农户自己很难完成,需要聘请专业人员来实施,因此农户有畏难情绪。 4.劳动力老化 改革开放30多年来,伴随着城市代进程,大批的农村青壮年劳动力离乡进城打工,农业劳动力中50%的人成为城市人口,留在农村务农的劳动力大多50岁以上,农业劳动力老龄化的问题十分明显。老龄化的农业劳动力群体对新技术、新事物的接受和运用能力相对较弱。 5.产品销售市场开发不畅 冬季反季节生产的农产品需要有与之配套的营运体系作支持,需要有农超对接的营销渠道,有保温运输车和长途运输的物流服务体系。当前这种直接服务于设施农业的服务体系还有待于建立与完善。 三、推进现代设施农业发展的对策 1.实施政府支持的产业政策 针对农民前期投资资金缺乏的实际困难,各级政府应出台支持政策,如补贴政策、低息贷款政策,保险政策。中国近10年来实施的粮食生产补贴政策,支持价格政策等对保障粮食安全起到了积极作用。为了保障“舌尖上的安全”,对冬季反季节农产品生产实施支持政策具有重要意义。荷兰的温室农业在1983至1992的发展中,政府实行了补贴政策,从事温室生产的农户均可获得温室建设投资50%的政府资助。 2.构建科研、教育和推广体系 知识和科技是农业创新的手段,现代设施农业的发展和普及需要构建农业知识和科技服务体系。包括科研、教育和推广体系。科研机构主要是各级农业院所,要发挥科研人员研制和培育优质种苗和无公害栽培的技术优势,为农户提供服务;大专院校主要是通过建立产学研一体化的教学和科研体系为农户提供技术指导;并积极支持和引导大中专院校特别是农业院校的毕业生到农村创业,经营农业产业。各级政府和各级农业技术推广机构要为农户提供设施配套资金和技术服务,组织实施现代设施农业应用技术人才的培养计划,把提高农民素质,培养造就新型农民队伍作为检验基层干部能力和政绩的重要指标。只有当农业知识和科技服务体系不断完善时,现代设施农业的发展和普及才能真正落到实处,农民的生产积极性才能得到有效的保护。 3.积极推进集约化、规模化、专业化生产 现代设施农业要求走集约化、规模化和专业化路。集约化生产需要集中投入资金用于基础设施建设,形成立体式的全天候的温度、湿度、光照、水肥的调控体系,以确保农作物的安全高效生产。规模化是实现产业化经营的条件,实现规模化生产要从扶持专业户入手,以点带面,走互助互利、合资合力、合伙合作的新型农业合作社的道路。专业化生产是提高劳动生产率的重要途径,现代设施农业是以保护地为生产单元,每一个大棚自成体系,每一种农作物无论是蔬菜、瓜果,还是花卉各有其生长特性,对生产条件的要求有所差异,农民对技术的掌控也有一定的难度,因此每个大棚种植一种农作物,实现专业化生产将是最好的选择。 4.严把反季节农产品生产的质量关和安全关 2014年中央一号文件中指出“要把农产品质量安全作为转变农业发展方式、加快现代农业建设的关键环节,用最严谨的标准、最严格的监督、最严厉的处罚、最严肃的问责,确保广大人民群众“舌尖上的安全”。大棚反季节生产要发挥人为可控性较强的特点,严格控制化肥和农药的使用,运用腐熟的农家肥作底肥,用深井中性纯净水和有机液体肥进行滴灌,用物理和生物技术防病防虫,做到无污染、无公害、无激素,形成从大棚生产到餐桌全过程的严管、严控,确保大棚反季节农产品生产的安全,营造一个让民众放心的农产品供给体系。 作者:李桂荣 王婷睿 单位:大连民族学院经济管理学院 农业设施论文:温湿度监测系统用于设施农业论文 1系统设计 1.1基于ARM的嵌入式控制器 嵌入式控制器一般是由ARM9处理器、SDRAM、FLASH、电源及复位模块、人机接口LCD触摸屏及相关外围电路组成。笔者选用的S3C2440处理器,是SAMSUNG公司开发的一款基于ARM9内核的微处理器。S3C2440是基于ARM920T内核,0.13UmComs标准单元和存储单元复合体。它的特点是功耗低、简单、稳定、功能强大、性价比相对高,并且还具有丰富的扩展功能接口,便于构建外围电路,如图3所示。嵌入式控制器作为数据信息收集处理的主节点,通过SPI总线与ZigBee模块通信,用于和无线传感器节点进行数据传输,该ZigBee模块作为ZigBee网络协调器负责整个网络的组建和给加入节点分配地址;嵌入式控制器通过UART串口与GPRS模块通信,用于接入Internet网络实现数据上传web服务器,同时可以接入GSM网络,实现手机信息收发功能。在传感器节点发来的数据存在温湿度异常时,启动报警信号。嵌入式控制器上植入linux操作系统、驱动程序和监控程序,系统启动后依次加载各种驱动程序,并运行监控程序, 1.2基于Internet的远程在线客户访问服务平台 数据管理级远程综合服务平台基于B/S(Browser/Sever),形成所谓前端Browser浏览器、中间层应用程序(Application)、后端数据库(Database)的3层3-Tier结构。主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,用户工作界面是通过www浏览器来实现。实现不同的用户,从各自的所在地点,以各自的接入方式(比如Internet/Intranet,LAN,WAN等)访问和操作共同的数据库。从而简化客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的工作量,节省了用户的总体成本,同时它还能有效地保护数据平台嵌入式控制器软件结构图和管理访问权限,服务器数据库也很安全。 2温湿度监控系统在设施温室的应用 2.1设施蔬菜温室中温湿度监控设备的应用 所选温室为天津应用广泛的温室之一,覆盖范围广,此设备是一套集温湿度为一体的无线网络监控设备,有着监控点分布广泛、实时收发数据的特点,用户可根据自身需要设定收发间隔,可广泛应用在大棚生产、温室生产、特殊环境监测等。即使遇到恶劣天气,信号收发功能也能清楚地接收监控设备的信号,实用性和适用性都符合天津现阶段的要求,在农户应用中口碑很好,而且设备占用空间小,在温室本来就有限的面积内,有着良好的空间优势。操作简单,只要简单培训,农户就可以上手,不需要专业的知识背景,界面人性化设计,可语音报数,提供良好的服务功能。 2.2设施食用菌温室中温湿度监控设备的应用 天津市北辰区下河头食用菌种植专业合作社是以工业化厂房为标准规模的大型食用菌种植基地,主要以生产白灵菇为主,其他食用菌为辅,现占地面积3.3hm2,共建5个大型的工厂化车间。在已开发的温湿度监控器基础上可以增加光照和二氧化碳传感器,实现温室内温度、湿度、光照、二氧化碳、氧气的实时数据在远程电脑端显示,实现温室环境因子监控的阈值报警功能,实现3个温室的统一监测管理平台等实用功能的专业性管理系统。可有效地节约管理资源,提高业务产能,规避操作风险。 3小结与讨论 笔者设计了适用于温室大棚的温湿度监测系统,能够采集大棚中任意位置的温湿度参数,并实时将数据上传到web服务器数据库中;无线传感器节点预留传感器接口,可以接插相应的传感器实现更大范围参数的监测。Web服务器提供用户可以通过Internet网随时查询温室大棚各个参数信息,用户也可以通过手机短信获取温室大棚中的参数信息,实现在任何时刻任何地点对大棚的数据监测。后期将对大棚中参数调节控制方法进行研究,采用增加温度、湿度调节等相关技术,实现农作物的自然催长环境。 作者:王建春 李凤菊 于伟军 张雪飞 单位:天津市农业科学院信息研究所 中国铁通集团有限公司天津分公司 农业设施论文:赤峰市松山区发展设施农业论文 1赤峰市松山区设施农业发展的现状和特点 经过20多年的发展,赤峰市松山区设施农业取得了一定成绩.一是政府重视,群众认识高.党委政府组织干部深入各村组发动群众,提高对发展设施农业的认识,调动了群众的积极性;二是不断扩大规模.每年规划新建园区,有些地区成立农民专业合作社,负责园区建设、生产的管理,园区设计标准比较高,包括道路交通.并规划了建设园区管理办公、物流园等用地;三是各级政府积极扶持.每年财政扶持新建园区的水电路配套,支持现代农业项目,各乡镇也制定相应政策;四是提高建设标准,提高技术服务.为保证松山区设施农业建设质量,政府相关部门组织技术人员完善日光温室的建设标准,在抗压、防寒方面做进一步改进,增强温室抵御灾害的性能.同时确定经验丰富的技术人员专门负责设施农业的规划、设计、建设等技术指导和培训工作,确保建设质量. 2赤峰市松山区设施农业发展存在的不足 赤峰市松山区设施农业虽然经历了较长时间发展,取得了一定的成效,但由于传统农区范围广大,设施农业发展的比例仍显太小.全区耕地面积194万亩,到2012年底,松山区设施农业发展到23万亩,占耕地面积的11.86%.同时,由于多种因素的制约,设施农业的发展仍存在一些不足. 2.1资金仍显短缺,贷款难度较大,各级财政扶持资金规模较小 由于农村经济发展相对落后,农民收入低,自筹能力差,用于棚室建设的自有资金非常有限,加之财政补助资金较少,申请贷款难度大、利息高,仍然制约设施农业的发展. 2.2技术力量薄弱,科技投入不足,服务不到位 发展设施农业,科技是强有力的支撑.设施农业每年都有一定增加,而技术指导的人员不足,虽然一些地区聘请了农民技术员,但不能满足发展的需要.很多地区农民还不能有效掌握养殖和种植技术,仍以传统人工劳作为主,效率低,收入微薄,致富进程缓慢. 2.3设施规模小,水平低 设施农业发展缺乏整体规划,没有形成一定规模.有些地区温室结构简易,土地利用率低,保温、采光效果不好.温室大棚不通电、不通水、道路不畅等问题依然存在,使设施农业产品不能及时向外输送,影响了设施农业持久稳定发展. 2.4市场建设滞后,流通不畅,专业合作社发展滞后 政府虽然扶持建设了一些产地批发市场,但与设施农业发展的需要还有很大的差距.专业合作组织不规范,农民经纪人缺乏有效地组织管理.另外,现有设施农业产品单调,贮藏、保鲜、深加工等环节薄弱,缺乏知名品牌,市场竞争能力不强,对设施农业的纵深发展缺乏足够认识,地区间发展不平衡. 3赤峰市松山区进一步发展设施农业的主要对策 针对赤峰市松山区设施农业发展过程中存在的不足,应进一步开拓思路,集思广益,因地制宜,借鉴先进发达地区经验,使设施农业持续、健康地发展. 3.1进一步加大对发展设施农业的支持力度 设施农业要得到持续、健康和规模发展,就要进一步加大各级政府对发展设施农业政策和资金的扶持.制定优惠政策,扶持设施农业项目,加大资金扶持力度,实行专款专用.充分利用各地综合自然条件,设计切实可行的设施农业发展目标,最大程度地使设施农业规模化发展,整体提高农牧民增产增收水平. 3.2增加科技投入力度 用战略发展的眼光,依靠科学技术来支撑设施农业的长期稳定发展,研究新技术,新材料,提高科技种植技术水平.通过聘请和培训更新专业技术人员的知识,提高服务技能,创新服务手段,各级农业部门和科技人员及时解决农民在建设和生产中的实际问题. 3.3支持市场建设和产品检验检测体系建设 加强市场建设和产品销售方面的建设,新建、扩建和改造产地批发市场.在销售网络建设上,建设赤峰市松山区周边市场及国内市场.加强信息收集,拓宽流通领域.建立产品检验检测中心和检测点,确保农产品质量安全,实行绿色通道制度,使设施农业产品流通顺畅. 3.4建立机制,实行奖励制度 政府拿出一定资金,对设施农业建设取得重大成绩的乡镇、先进单位和先进个人进行重奖,鼓励培育地方名牌名品.如安庆镇甜瓜、太平地镇葡萄、夏家店乡食用菌、穆家营子镇硬果番茄、城子乡甜椒等.实行奖励政策,以鼓励先进,鞭策后进.带动设施农业进一步向规模化、持久化、健康化发展,最大程度地使赤峰市松山区农牧民尽快走上富裕之路。 作者:郭丽 单位:赤峰学院资源与环境科学学院 农业设施论文:市区发展设施农业论文 1.发展初期 从20世纪80年代中期到1995年,在农业部门的指导下,在农业综合开发和金融部门的支持下,赤峰市政府通过不断学习外地经验,引进先进的建造技术和栽培技术,在城市周边和农业综合开发项目区,建设日光温室和大棚,到1995年设施农业面积为0.079万hm2。 2.引导发展期 在1996年,赤峰市委、赤峰市政府成立了菜篮子工作办公室,主抓蔬菜生产,并逐步开始发展以日光温室蔬菜为重点的设施农业建设,每年以0.067万hm2的速度发展,到2003年底,全市设施农业已经发展到0.68万hm2。与此同时,赤峰市宁城县政府在1996年提出“远学寿光、近学凌源、扎扎实实苦干5年发展到0.33万hm2”的口号,发展保护地蔬菜0.33万hm2,走在了全市设施蔬菜发展的前列,但当时建造的科技含量比较低,土打墙体,保温性能较差,冬季只能生产耐寒类的蔬菜。种植茬次主要是早春温室喜温类蔬菜(黄瓜、西红柿)和越冬温室耐寒类蔬菜(韭菜、芹菜)。尽管如此,种植户的效益还是很可观的。由于种植效益的拉动,部分制种户开始转向商品椒生产,到目前为止,松山区城子乡已形成了近千公顷规模的商品椒生产基地。 内蒙古自治区党委书记储波于2003年来赤峰市调研时强调指出,赤峰市农业发展要想办法变被动抗旱为主动防灾。当年11月份,市委常委会研究2014年第5期(总第154期)(GeneralSerialNo.154)No.5Sept.2014农业研究与应用AGRICULTURALRESEARCHANDAPPLICATION57决定到“十一五”期末,发展设施农业4万hm2,把设施农业作为主动防灾的重要措施来抓,从此,赤峰市的设施农业进入快速发展期。2.4高速发展期2007年,赤峰市大部分地区从3月初到7月上旬基本没有有效降雨,全市140万hm2耕地,46.67万hm2没有播种或播种后未出苗。内蒙古自治区党委书记储波和主席杨晶等主要领导于7月16日前来视察,赤峰市委、市政府做了关于将每年0.4万hm2设施农业的建设目标提高到0.67万hm2,到2010年达到4.67万hm2,到2015年达到6.67万hm2的工作汇报,得到储波书记的充分肯定和鼓励。杨晶主席在讲话中承诺,把每年支持赤峰市设施农业的1000万元资金额度提高到5000万元,连续支持4年,这样,赤峰市和旗县区财政每年配套5000万元,赤峰市的设施农业进入了高速发展期。“十一五”时期,赤峰市设施农业发展取得长足进步,实现历史性突破,“十二五”时期,赤峰市政府将继续坚持以每年0.67万hm2的速度推进设施农业建设,并对老化旧棚进行改造,全力打造绿色、有机蔬菜基地,大力发展设施蔬菜和露地蔬菜,扩大蔬菜生产规模。 3赤峰市发展设施农业的优势 随着社会的发展,人民的经济收入和生活水品不断提高,人们不但注重蔬菜的种植面积和产量,更要求高的栽培技术水平,设施农业作为生产种类多、品质优,并能周年均衡供应蔬菜产品的新兴产业迅速发展壮大,成为促进农村经济发展、增加农民收入的胜利军,经济效益和社会效益十分显著。赤峰市拥有发展设施农业的有利条件。 3.1自然气候和地理条件 3.1.1光照充足 赤峰市地处北纬41°17′~45°24′,年日照时数为2700~3100h。夏季日照时数可长达12~14h,日照百分率多数地区为65%~70%,特别是冬春季节,阴雪天气很少,阳光充足,是赤峰得天独厚的优越条件,非常适宜温室生产。 3.1.2土地资源丰富、水资源短缺赤峰市地貌属山地丘陵区,中低山和丘陵约占土地总面积的73.3%。全市耕地面积103.33万hm2,农业是赤峰市的基础产业,农业人口比内蒙古自治区各盟市平均人口高15.5%。山坡丘陵地区粮食产量不稳,靠天收,有时甚至无法耕种,如果配套水电,在山坡地建日光温室,变坡耕地为高效农业,是增加农民收入的捷径。 3.2地理位置和区位优势 赤峰市位于蒙、冀、辽三省交界处,区位优势明显,交通条件便利。它居于东北、华北两大经济区之间,是连接关内外的重要通道。赤峰市境内有8条国省公路干线与市外相通,最近几年又修建了赤通高速、赤大高速、省际大通道、赤朝高速和赤承高速,交通四通八达,为产品的运输提供了方便条件。 3.3生产环境 赤峰市南部的7个旗县区均没有重工业,没有废气、废水、废渣的排除,属无三废污染区,适合发展设施农业。只要在生产过程中严格按无公害蔬菜生产标准执行,就完全可以实现无公害蔬菜生产,为创造无公害品牌提供了最基本的条件。 3.4市场条件 赤峰市拟建设蒙东最大的蔬菜生产销售集散地。南部地区以宁城县、松山区为中心,北部以翁牛特旗为中心继续大力推进设施农业发展,同时,在城镇近郊区生态环境条件良好、周边无污染源、交通便利、土层深厚肥沃、排灌便利的地块,逐渐形成蔬菜生产标准园区,到2015年,赤峰市设施蔬菜总面积达到6.67万hm2,全市蔬菜产量达到800万t以上。 4赤峰市发展设施农业的重要性 近年来,设施农业成为赤峰市农牧业经济发展的一大亮点,在农业人口比重大的赤峰市大力发展设施农业,意义重大。 4.1能有效规避自然灾害 从赤峰气象灾害特点分析,发展设施农业能有效规避自然灾害。赤峰市气象灾害频繁,如干旱、低温、霜冻、大风、寒潮、暴雨、冰雹、白灾、冷雨等,有的年年发生,有的几年交替出现。其中干旱是影响农业生产最主要的灾害,几乎是“十年九旱”,农业生产得不到保障。通过发展设施农业,人工建造保护农作物生长的生态环境,可有效规避多种自然灾害,增强农业生产的稳定性,对于确保农民收入的提高具有非常重要的意义。 4.2是发展现代农业建设新农村的重要举措 从发展现代农业、建设社会主义新农村的角度分析,发展设施农业是一项重要措施。设施农业通过汇集土地、资金、技术和劳动力,形成了以资金、技术和劳动力密集为主要特征的集约高效性产业。这不仅成为吸纳农民就业的重要载体,也成为农民增收致富的重要途径,还可有效地增强农业综合生产能力,促进农业产业结构的调整,是社会主义新农村建设的产业支撑。到2015年,预计赤峰市50%的农村劳动力将参与到设施农业这项产业。 4.3是解决就业、调整农业产业结构的良好途径 从充分利用农村剩余劳动力资源、增加农民的收入分析,发展设施农业是解决就业、调整农业产业结构的良好途径。赤峰市总人口460万,其中农牧业人口340万。多以大田作物种植、粗放式经营为主。每年只有4个多月从事生产劳动,随着农业机械的广泛普及应用,越来越多的农民仅仅有短暂数月从事农事劳作,其余时间闲暇无事,收入很低。设施农业属劳动密集型、高效型产业,能有效地解决了剩余劳力就业和大幅度提高农民收益。4.4是发展地方经济的良好动力从产业化经营水平稳步提升,农畜产品质量安全水平不断提高考虑,发展设施农业是顺应地方经济发展的良好动力。赤峰市龙头企业规模不断扩大,全市拥有部级龙头企业4家,内蒙古自治区级龙头企业43家,市级龙头企业57家;全市年销售收入百万元以上的农牧业产业化加工企业达到726家,年交易额500万元以上的农牧业产业化流通企业达到148家,入驻年销售收入百万元以上加工企业98家;产业化种养基地快速发展,市级以上龙头企业自建种植基地2.6万hm2,初步形成扶龙头、建基地、带农户的产业化发展格局;产业化组织大量涌现,发展各类农牧民专业合作经济组织2661个,产业化经营带动农牧户达64万户,占全市农牧户总数的67%;全市建设无公害蔬菜生产示范园区6处,无公害蔬菜标准化生产基地6.50万hm2,无公害蔬菜总产量达到32.21亿kg。有11家企业45个产品有效使用绿色食品标志,12家企业67个产品获得有机食品证书,并成功打造了3个中国驰名商标,18个内蒙古自治区著名商标和60个赤峰知名商标,有5个农产品获地理标志登记保护。建议赤峰市政府充分发挥农业生产和市场调教作用,利用赤峰市发展设施农业的相关优势和现有的设施建设基础,创新模式,扩建规模,引导设施农业向规模化、标准化、品牌化、园区化方向发展,实现赤峰市设施农业的健康、稳定和可持续发展。 作者:曹磊 孙德欣 白晓雷 张晓荣 张晓梅 单位:赤峰市农牧科学研究院 农业设施论文:机械发展设施农业论文 1设施农业发展现状 在这几年设施农业发展中,江北区因地制宜、科学规划,加大了设施大棚项目建设的补贴,近5年补贴的设施大棚项目资金超过1000万元。各类现场会、培训会全面多样,有效地提升了农民建设设施大棚的热情。 2存在的主要问题 2.1设施结构简易 科技水平提高空间大主要表现为设施结构简易,大棚面积占全区耕地面积不到15%,大棚中80%以上是简易大棚,环境控制能力差,生产管理很大程度上还依靠经验,与标准化生产管理的要求还相差甚远。 2.2设施规模偏小 经营效益有待进一步提高近年来,土地约束性不断增强,发展起来的设施农业大多分散零星,全区66.7hm2以上规模经营只有2家,13.3~66.7hm2规模经营不足20家,相比于其他县(市、区),人才和资本的集聚度不够,难以形成规模优势,产业化发展和经营效益提高受到制约。 2.3配套机具缺少 机械化发展缺乏方向设施农业机械的配套水平不高,机械化作业水平低,除部分小型耕种机械近两年大面积推广外,其他配套机具推广应用起步晚,有些机具研制还是空白。机械化水平低是制约设施农业机械化、自动化、智能化发展的“瓶颈”。 2.4专业人才缺乏 运行管理水平有待进一步提高设施农业是多种技术在农业生产中的综合应用,其运作管理对生产者提出了较高要求,从环境运作的合理控制、先进新型农机具的操作等方面来看,江北区设施农业的运行管理水平与高产、优质、安全、高效的要求还有很大的差距,运行管理水平亟待提高。 3“十二五”期间江北区设施农业发展的对策 3.1树立目标 江北区地处城郊,设施农业发展有其独特的地缘优势,设施农业生产需向设施结构标准化、温室建设大型化、作业管理机械化、环境监测自动化等方向跨越式发展。可以根据当地的自然条件、栽培制度、资源情况等因素,设计出适合本地条件,能充分利用现有资源环境优势的一种至数种标准型温室,温室大棚建设逐渐向大型化发展,建筑构件由工厂进行专业化配套生产,大型日光温室内部温度稳定,日温差小,便于机械化作业,相对造价低;耕整地、育苗、嫁接、移栽、节水灌溉和施肥、植保及卷帘等环节,都需用机械作业,提高生产效率,发挥科技支撑农业发展的最大潜能;推广并应用温室环境监测系统,自动监测不同时间或不同条件下的温度、湿度及光照,用人工或机械定时、定量地进行调节,保证设施环境中达到最适合作物生长发育的条件。调研后发现,全区潜在需建设的设施大棚、玻璃温室基地有25个左右,其中:葡萄等水果基地占12个,蝴蝶兰、兰花等花卉基地5个,铁皮枫斗、红豆杉等苗木基地4个,甲鱼、娃娃鱼等水产养殖基地4个。 3.2加大扶持 (1)增加设施农业配套补助 完善设施农业补贴配套,在国家、市补贴基础上,对设施大棚、玻璃温室建设成本配套补助比例达50%,其中区级配套20%以内。耕整地、育苗、嫁接、移栽、节水灌溉和施肥、植保及卷帘等设施配套农业机械,区级补贴资金按照国家、市补贴总额上浮10%~15%。 (2)扩大设施农业保险范围 建立设施农业补贴与农业保险捆绑机制。补贴总额在50万元以上的设施项目,2年内必须参加农业保险,从第3年开始,区级财政每年配套补助50%的设施保险金额。 (3)开展设施农业示范评比活动 从设施农业的经营效益、运营管理、维修保养等方面制定合理的评比标准,聘请专家组对申请的设施农业示范基地进行评定,计划每年评比示范基地1个、示范点3个,适当补助;对连续2年评比达到示范点及以上的设施主体,区级财政再额外给予30%的农业保险投保额。 (4)建立设施农业“带头人”奖励机制 每年按照区级设施农业建设要求,以街道(镇)农机管理人员、村干部为主体,评比出2~3个设施农业建设“带头人”,每人给予适当的奖励。 3.3规范管理设施 农业管理归口不一,宁波市绝大部分存在多头管理现象,农业设施的建设和技术管理依附于各个部门,没有明确归属,造成设施农业发展规划思路不清晰,技术管理不统一,扶持政策落实不一致,工作合力难以形成。应探索成立设施装备建设办公室,由农机牵头,农业、林业、水产、畜牧等部门相配合,对设施农业进行统一管理。打造设施农业示范基地和示范点,按照“设计合理、技术先进、效益上佳”的原则,建立若干不同地区、类型、规模和技术内容的示范型温室大棚,通过基地的示范、辐射,带动设施推广应用。 3.4信息引导目前 有的农户还习惯于传统条件下的农业耕种模式,对先进的设施农业的前景、效益持怀疑态度,投入信心不足;有的虽然有发展愿望,但对动辄投资上万的设施建设心存顾虑,同时也缺乏必要的生产技术和管理经验,对种植养殖业的前景把握不住。为此,要通过新闻媒体宣传、现场演示、技术培训等多种途径,以基地示范为先导,以具体事例为依据,进一步宣传设施农业发展政策和大棚应用技术。 作者:赵海军 罗建国 单位:宁波市江北区农林水利局 农业设施论文:园艺产业可持续发展设施农业论文 1园艺工程对我国设施农业发展的影响 1.1使得设施农业结构调整更为完善 在传统的农业生产结构中,农业生产中主要是根据季节来进行播种,受气候影响比较大。园艺工程的运用大大改善了这种窘境,园艺工程的运用中主要有运用温室大棚技术以及相关的配套设施,不仅为园艺产品的生长提供了合适的温度及充足的养料,而且使农产品的种类也大大增加,极大地促进了农业的发展。 1.2能够节约土地等稀有资源 随着我国经济的发展,城市化进程也逐步加快,城市居民的消费需求也日益多样化。在追求经济发展的同时,也要注重生态环境的保护,发展设施农业园艺工程能够充分利用土地资源,利用有限的土地资源生产出更多种类的产品,从而实现可持续发展。 1.3使得农业的发展扩产增效 设施农业园艺工程的开展是我国农业现代化发展的必然趋势,这项工程的开展能够形成一定的模式,从而能够充分发挥农作物潜能,实现我国农产品产量的升级,能够促进我国农业生产的现代化。 1.4能够保证园艺产业与农业的有效融合发展 在我国的农业生产发展过程中,离不开现代的科学技术的支持。发展设施农业园艺工程能够在一定程度上培养出高产、优质的产品,主要是市场发展为目标,充分利用科学技术,为满足生产发展的多样化需求,开展各项工程,例如种子的种植以及环境设施控制等工程。 2设施农业园艺工程现状 2.1没有形成规模化发展 在我国的设施农业园艺工程中,一般多采用塑料大棚的方式进行生产,虽然在一定程度上能够起到保温的作用,但是很难对农业植物进行加温,因而这种生产方式没有形成一定的规模。 2.2科技含量不高 发展设施农业园艺工程中,栽培技术一般采用的是传统的方式,缺少现代的科学技术的应用,没有进行一定的量化,也无法满足园艺发展的正常需求,因而科技含量不高。 2.3生产的雷同性和盲目性较高 对于我国的园艺工程的发展并没有因地制宜,没有结合当地的实际情况来进行,一般都是采用高科技示范园区来进行区域化发展,因而具有一定的雷同性,对园艺工程的科学化概念缺乏一定的理解。 3破解设施农业园艺工程中问题的策略 3.1因地制宜,支持优良品种生产 设施农业园艺工程的因地制宜要注意两点:一是要根据农业生产的地域选择种植,根据该地域独特的地形地貌,以及气候条件选择合适的专业化区域进行农业生产;二是因地制宜还要求选择合适的生产品种,该品种适应该地区各方面生产要求,在保证生产的前提下从而提高产品的产量。 3.2发展特色设施农业园艺 对于我国设施农业园艺工程的发展来说,一是需要园艺管理者结合我国国情进行生产,大力培育具有特色的农业产品,建立健全我国农业发展体系;二是需要政府对农业生产提供大力支持与服务,确保农业规范发展。 3.3加大科技投入 近年来国家加大力度提高我国科技的发展,科学技术是第一生产力,而设施农业园艺工程作为一项相关的科学研究工作,更应该加以重视。解决我国的设施农业园艺工程中出现的问题,要积极组织专业的团队进行科研成果的探讨,同时要将深入调查的结果与当地的农业生产结合起来。 3.4尽量克服生产的盲目性 随着设施农业园艺工程建设的不断发展,出现的问题也不断增多。一是设施园艺事业出现盲目性,造成了引进设备不能很好地适用于当地的农业生产,要求管理者能深入调查发展;二是市场信息传递不及时,导致农业生产各方面生产信息传递偏差,从而难以提高产品生产质量,这就要求市场能够及时传递。 3.5注重设施园艺工程的人才培养 设施园艺工程是我国农业发展中的一个重要组成部分,随着我国对农业技术方面重视程度的不断增加,设施园艺工程的发展也不断地进步。然而,与发达国家相比,我国的设施园艺工程的发展还有一定的差距,科学技术方面的竞争,归根结底是人才的竞争,因而当前设施园艺工程中的主要任务是要注重人才的培养,加强设施园艺方面知识的培训,从而保证农业发展更加科学与专业化。 4结语 总的来说,园艺工程是现代农业技术人员应该研究和注意的问题,它对农业的现代化发展起到非常重要的作用对农业的健康持续发展能起到很好地推动作用。 作者:韦军斌 单位:凯里市龙场镇农业服务中心 农业设施论文:采取激励方法的设施农业论文 1存在的问题 1)温室弃管、小区闲置、土地租金滞缴、经营效益低下、银信部门贷款无法回收等直接现实问题十分突出 间接问题是承包者交不上土地租金、拖欠农民工工资引发的上访;乡镇财政支付的巨额土地租金问题;乡镇干部顶替借贷问题、部分小区缺水问题,部分水管路施工质量问题等。 2)缺少有干劲的农户或真正干点事业的大户,缺少有较高素质农民工 当前比较先进的温室技术,我们都已经应用80%以上,生产技术已经成熟,但缺少真正把设施农业当作一项产业,脚踏实地、勤恳劳作的人。农民懒惰性较强,年轻人眼里根本没有“农”字,不想从事设施农业。凡是农户自家独立经营的温室,自己都管理的很好,效益平均都在350~400元/m,因为那是自己的事,是一家人的主要经济来源。经营大户(面积都在3000m以上),由于靠雇佣人员经营,效益并不理想。因雇佣者按天或按月取酬,从上班熬到下班完事,技术人员让我干啥,我就干啥,他们不是为了多出效益,而是少干活,多挣钱。 3)大多数经营大户老板自己缺少技术,无法真正指导生产 设施农业是资金、技术、劳动密集型产业。大户老板自己没有生产技术,无法安排生产,无法指导生产,只靠雇佣的一些技术人员指导,顾此失彼。我经常深入小区指导,告诉农户白天干活,晚上看书(白天干活实践,晚上学习理论),用学到的理论指导实践。一个生产周期下来,生产要点完全掌握,下一个生产周期再细化每个环节。1~2年完全掌握了生产技术。 4)大户再生产资金严重不足 每个小区的经营大户,投入的资金(包括补贴资金、贷款)大多数用于温室建设、土地租金、贷款利息等。有的设施大户一大茬或两茬下来除去各种费用、地租所剩无几,无法按时偿还贷款及利息,再生产资金严重不足。 2发展建议及对策 1)对于因再生产资金不足(不拖欠地租、雇工工资的、政府免地租)弃管闲置小区,建议通过更换承包人、整体出售或分租形式,让想干的或有劳动能力但生活较贫困的农户经营;对因灾害造成棚体坍塌(无资金恢复)弃管闲置小区,建议上级给予解决资金;对因套取补贴、贷款(具诈骗性质的)而弃管闲置的小区,建议坚决收回或复垦。 2)建议采取扶贫开发方式,由乡镇政府利用扶贫开发资金将弃管闲置温室修缮后承包给贫困户或通过资金扶持贫困户自己修缮,由贫困农户经营并承担土地资金。 3)建议采取激励机制(贴息、免息、贷款延期等)对经营不善的龙头企业或大户将温室转租或承包、出售给当地农户经营。 4)建议国家惠农补贴资金向设施农业倾斜。 5)建议集中力量培植扶持一批有优势、有特色、前景好的设施生产骨干龙头企业和生产大户,发挥其对产业的带动作用。 作者:刘向辉 单位:建平县马场镇农业服务站 农业设施论文:设施农业机械论文 1设施农业机械的主要类型 1.1耕作机械 设施农业耕作机械是针对大棚或温室等特殊环境的专业装备。耕作机械由于作业环境特殊,会出现小型化和多功能等特点,设施农业耕作机械会提高大棚和温室的耕作效率,并且能够实现大面积耕作,是设施农业机械中基础型装备。 1.2灌溉与施肥机械 温室和大棚在农作物种植过程中如果采用传统的灌溉与施肥方式,将会造成效率下降、工作量提高、水资源浪费严重、肥力保持困难等问题,严重影响设施农业的生产。设施农业灌溉机械可以采用喷灌、滴灌、微灌等设备,实现效率提升和水资源的节约;设施农业施肥机械可以根据农作物需要,采用机械化的方式对农作物进行恰当好处的施肥,有利于实现肥力的保持,进而控制设施农业的成本。 1.3加温设备 北方冬季必须采用加温设备来实现对大棚和温室温度的提高和保持,传统的水暖和火龙加热成本高、能效低,不利于设施农业的生产。当前,设施农业机械行业设计和生产出燃煤热风设备。该设备通过低损耗的热能交换,大幅度提升热工效率,提高大棚和温室内的温度,达到对设施农业成本的有效控制,在确保设施农业经济效益的同时,有利于设施农业加温设备的大面积推广。 1.4烟雾机械 烟雾机械可以提高温室和大棚内的湿度,并且可以利用静电作用实现常温的烟雾弥散,其优点在于能够形成弥散均匀空气胶体,在添加适宜的农药后可以利用烟雾机械达到对温室和大棚内部病虫害的防治效果。 2设施农业机械的现状与不足 当前我国设施农业机械行业已经取得了巨大的成就,设施农业机械从无到有,具备了适应设施农业发展和农业机械市场进步的能力,并且已经形成了一系列的技术标准,指导着设施农业机械行业向更为深入而广阔的领域发展。同时,设施农业机械产业也已经初具规模,并正在发展与壮大,为设施农业的不断进步提供机械和科技方面的支撑。但设施农业机械行业也应该看到存在的不足,与发达国家相比设施农业机械行业整体发展水平还很低,加工工艺落后,新技术、新材料的开发应用不足,设施农业机械生产效率低等问题依然存在,这不利于设施农业机械产业的发展。 3设施农业机械的发展趋势 3.1设施农业机械的小型化 当前设施农业机械行业应该主要开发以电力为动力的小型多功能作业主机及配套机具,能完成深耕、悬耕、中耕、除草、施肥、起垄、灌溉等作业,适合一家一户使用,也可多家轮流使用。 3.2植保机械的研发 设施农业机械研究应该针对日光温室、单栋大棚和小型连栋温室进行植保机械研发。主要开发喷药机械、施肥机械、小型采摘及运输机械。 3.3苗木移植机械的研发 移栽是设施农业的重点,当前应该主要进行苗木移栽机器人或机械手的开发,这可以实现工厂化育苗温室内高效率地苗木移植,并可以提高移植的成活率。 3.4新能源应用研发 风能、太阳能是新型的绿色能源,设施农业机械产业应该利用技术与装备的研发,将风能、太阳能转化为电能,从而节省大量能源。 4结语 综上所述,设施农业机械是当前实现农业现代化的重点设备,要从设计、生产和使用等环节展开对设施农业机械的应用型研讨,对于设施农业机械的发展现状和存在问题做到全面掌握,使设施农业机械存在的技术、设计问题得以有效地解决,并形成对设施农业机械发展方向的有效把握,为设施农业机械自动化和现代化目标的实现提供一个稳定的技术、装备和体系上的基础,让设施农业机械更能发挥出对农业发展的价值。 作者:郝晓玲 李明金 吴家安 张成亮 崔波 单位:哈尔滨市农业科学院 农业设施论文:地区农机化拓展诌议 作者:吴红军 刘成宝 单位:康平县海洲乡农机站 康平县农机推广站 实施设施农业机械化的效益分析 推广部门非常重视设施农业机械所带来的经济效益。为此,县农机局专门抽调人员对两家子乡、郝官屯镇、西关乡、方家镇等乡镇的设施农业大棚进行调查。调查结果显示,大棚的迅猛发展为农业机械化的推广提供了条件,而设施农业机械化的应用对作物的增产增效具有重要作用。1)减轻劳动强度,降低成本,提高收益。用人工揭放百米大棚的草帘需要2h以上的时间,而用自动卷帘机操作仅需12min,可节约2h的时间,这也意味着大棚可以增加2h的光照时间,进而可使大棚温度提高3~5℃,保证设施农产品提前上市5~7d,每棚可增加收入1500元左右。另外,与人工相比,使用微耕机耕翻可节约17.5h/次,节省开支38元。2)有效提高应对自然灾害的能力。大棚自动卷帘机能大大提高卷帘速度,可以有效预防严酷气候对农作物的突然侵害,降低自然灾害的风险。2010年12月和2011年1月,康平县遭遇了五十年一遇的大风降温天气,但安装了自动卷帘机的大棚无一受损。3)加快设施农业产业化、规模化发展。人工管理大棚的劳动强度大,尽管经济效益良好,但仍不可避免地制约了设施农业的集约化、规模化发展。使用自动卷帘机、微型耕作机等设施农业机械后,每户可以轻松地管理5个大棚,促进了设施农业规模化、产业化的发展。 康平县设施农业机械化发展中存在的问题 设施农业带来的可观效益使康平县的设施农业发展迅猛,但全县的自动卷帘机仅有1500套,不到温室总棚数的20%,缺口较大。机械化发展程度不均衡。由于部分机械价格过高、群众对机械化的看法和认识程度不一等原因,设施农业机械的推广主要集中在起步较早的西关乡、方家镇、两家子乡等乡镇,其他乡镇发展缓慢。机械操作培训相对滞后。部分群众缺乏操作知识,因使用不当造成机械损坏和人员伤亡的现象时有发生。机械化整体水平低,没有形成系列化配套的设施农业机械。目前,全县需要小型园田耕作机(微耕机)、卷帘机、温室加热器、温室滴灌设备、种子催芽机、机械通风装置、烟雾机、臭氧灭菌机和育苗机等多种设备,而目前主要推广使用的仅为卷帘机和微耕机,二氧化碳增施机和臭氧灭菌机尚在推广示范阶段,育苗机等还没有引进。设施农业先期投资较大。一些群众有意从事设施农业产业开发,但由于缺少启动资金和购机能力,只能望机兴叹。 加快康平县设施农业机械化发展的建议 成立县设施农业机械科技攻关领导小组,在抓好现有机械推广的基础上,结合农民生产的多样化需求,充分整合县农机系统的科研人员力量,依托先进生产企业,加大先进适用、高效节能农机的研发、推广力度,做到群众需要什么,就研发推广什么,促使更多的农机产品服务于设施农业。加强示范区建设。在提升现有示范区建设水平的基础上,根据不同地区、不同农民的需求,争取更多的中央、省、市示范项目,建设更多的设施农业机械化示范点,组织好机械装备的选型、试验、熟化工作,使其在先进设施、机具、技术的推广应用中发挥示范带动作用。加大招商引资力度。根据康平县农民对设施农业机械化的需求日益增长的情况,农机部门要坚持以农机补贴政策为杠杆,以“百日千名干部大招商”为契机,采取“外引内联”的办法,加强与机械生产厂家、经销企业的联系,积极引进客商来康平县发展。同时,鼓励农业机械制造和销售企业通过兼并、重组的办法联合起来,打造产业“航母”,提高市场竞争力。另外,要加大争取资金和项目的力度。积极争取农机具购置补贴,提高设施农业机械的补贴比例,让农民群众在购置农机方面得到更多实惠。加强与金融信贷机构的联系沟通,开展农业机械购置抵押贷款业务,提高农民购机、用机的积极性。加强部门间的协调配合。相关职能部门应互相配合,形成以农机部门为推广主体,设施农业、农技、金融和乡镇密切配合的长效联动运行机制,切实抓好设施农业机械的推广工作,为农业现代化建设增添新亮点,为农民增收做出新贡献。 农业设施论文:循环设施农业发展论文 1设施农业秸秆增温主要技术与装备 秸秆热风炉是近年来新发展起来的设施农业增温关键装备。其中以山西农机新技术服务中心研制的5LJS型秸秆热风炉最具有代表性。该设备以各种农作物秸秆为燃料,通过高效燃烧,在引风机的作用下,加热后的洁净空气被输送至温室内,加热温室内空气,提升温室整体温度,达到作物生长的需求温度,促进作物增产增收。该设备外形设计成传统的圆柱形,结合秸秆的物理特性,内部采用多级复式换热结构以及双配风燃烧结构,使得燃烧充分,换热效率达到87%以上。整机热输出功率设计成57kW,满足一个标准亩的加温需求。5LJS型秸秆热风炉具有以下几个优点:利用农村废弃秸秆替代价格高昂的煤气油电,降低了用户的使用成本;利用直接加热空气进行能量传递,替代传统的水暖、气暖加热方式中昂贵笨重的管路及散热器件;利用适宜秸秆燃烧的燃烧方式和炉膛结构,满足秸秆的高效燃烧;利用高效安全的换热结构和装置,提高炉体的整机热效率;利用调温器输出的热风应在不损失功率的前提条件下实现功能可调,实现了日光温室的低成本高性能增温保温,成为目前燃油、燃气、燃煤等加热装置的替代产品,最终使该产品成为我国设施农业发展的关键装备。应用5LJS型秸秆热风炉的经济效益、社会效益较为显著。应用该设备可日加温约4~6h,平均温升6℃~9℃,室内温度可达15℃~23℃。每座日光温室每年可节约燃料费2400~4000元,增产30%,增加作物经济收入6000元。同时实现每1hm2秸秆增收900元,提高了农业产出率,实现了农业资源的循环利用。 2设施农业秸秆反应堆增温增肥增产技术 2.1秸秆生物反应堆技术原理及分类 秸秆生物反应堆技术是近年来逐步发展起来的一项微生物有机栽培理论和技术。利用秸秆在微生物菌种、净化剂等的作用下,定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病孢子、酶、有机养料和无机养料,进而实现作物高产、优质和有机生产。以山东省秸秆生物工程技术研究中心为代表的秸秆生物反应堆的设备主要有内置式、外置式、内外结合式3种。内置式反应堆的原理是将秸秆开沟埋入地下,通过缓慢发酵分解,改善土壤理化性状,释放二氧化碳,并提高地温;适宜的时间是秋季、冬季和早春。外置式反应堆原理是将秸秆集中堆放发酵,产生大量的连续不断的二氧化碳、抗病生物孢子和具有丰富营养的浸出液,通过管道将发酵反应产生的二氧化碳、浸出液和反应堆残渣供给作物生长需要,促进作物增产提质;适宜时间是早春、夏季和晚秋。 2.2秸秆生物反应堆技术操作要领以内置式反应堆为例,其建设步骤及技术要点为秸秆预处理、开沟铺秸秆、接种菌种、覆土浇水、整垄、打孔和定植。 2.2.1秸秆预处理菌种用量90~120kg/hm2。将菌种和麦麸按1∶20配料,拌匀后加水,干湿度以用手握住滴水为准,避光透气发酵,堆积厚度15cm左右,4~5h后可以使用。如果当天使用不完,应放于室内或阴凉处,降温防热,第2天可继续使用,一般存放时间不宜超过3天。秸秆用量75000~90000kg/hm2。 2.2.2开沟铺秸秆开宽度为60cm或80cm,深度为20~25cm,长度与行长相等的矩形沟槽,开挖土壤按等量分放沟两边。开沟完毕后,在沟内铺放农作物秸秆。依据下整上碎结构原则,底部铺放整秸秆,上部放碎软秸秆。厚度为25~30cm,在沟的两头分别露出10~15cm秸秆茬,以便氧气进入。 2.2.3撒菌种覆土打孔每沟用处理后的菌种6kg,均匀撒在秸秆上,并用锨轻拍1遍,使菌种与秸秆均匀接触。将沟两边的土回填于秸秆上,覆土厚度为20~25cm,形成种植垄,并将垄面整平。浇水以湿透秸秆为宜,隔3~4天后,将垄面找平,秸秆上面的土层厚度应保持在20cm左右。在垄上用12#~14#钢筋(一般长度为80~100cm,并在顶端焊接一个T型把)打3行孔,行距25~30cm,孔距20cm,孔深以穿透秸秆层为准,以利氧气进入、促进秸秆发酵。 2.3秸秆反应堆技术要点及效益 技术要点:①“三足”,即秸秆用量要足、菌种用量要足、第1次浇水要足。②“一露”,即内置沟两端秸秆要露出头10cm。③“三不宜”,即开沟不宜过深、覆土不宜过厚、打孔不宜过晚。技术效益主要表现为:秸秆生物反应堆技术可使地温提高2℃~6℃,农作物提前上市4~10天,病虫害程度明显降低,有机改良土壤显著提高,二氧化碳含量提高2~4倍,增产20%~30%,增收超过40%,真正是一项节本增效的循环农业新技术。 3设施农业秸秆沼气增温增肥增产技术 3.1秸秆沼气原理及工艺 秸秆沼气技术是在传统畜禽粪便沼气技术上发展起来的一项新兴秸秆高效利用技术,是利用微生物菌在厌氧条件下使秸秆分解产生沼气以及含有丰富营养值的沼液与沼渣的过程。它与上述秸秆生物反应堆技术的相同点是针对于秸秆的微生物反应;不同点是秸秆生物反应堆是好氧反应,而秸秆沼气是厌氧反应。山西农机新技术服务中心研究的秸秆沼气技术有2项技术创新。一是采用空气压力输料装置、沼液高压射流压浮技术、秸秆水解液化、交替式酸化等预处理工艺和太阳能互补增温技术;二是采用虚拟参数化控制管理平台,解决了秸秆预处理、秸秆大浓度、大颗粒输送、复合交替式酸化厌氧发酵新工艺以及参数化管理等问题,使秸秆沼气技术成为当前农村生态建设、循环设施农业发展、秸秆资源规模化利用的关键产品。本套设备由秸秆堆沤发酵单元、一级水酸化单元、复合厌氧酸调节单元暨空气正负上料输料单元、厌氧发酵单元以及沼气贮气输气、沼渣沼液处理单元和沼气燃烧单元组成。其中沼气燃烧单元内置于设施温室大棚中,沼气燃烧时产生二氧化碳作为气肥提供给农作物,促进其生长,同时沼气燃烧时散发的热量能够提升温室内的温度。沼渣沼液经过好氧处理后作为作物生长的有机肥撒施与温室内,实现了秸秆的完全利用。据统计,长期施用沼肥的土壤有机质含量为2.17%、全氮量为0.08%、密度为1.189g/cm3、孔隙度为55%,与施用无机肥的土壤相比,有机质、全氮、孔隙度分别增加0.8%、0.018%、6.3%,密度则下降0.199g/cm3。 3.2秸秆沼气技术要求及效益 3.2.1秸秆沼气技术要求①对秸秆进行预处理,严防有农药等化学品混入。②严格监控秸秆厌氧发酵的反应过程,提高秸秆的产气率。③在沼渣、沼液入池前,要对其进行好氧处理,提高作物的吸收率。④沼气的燃烧需严格控制,以提高设施农业生产的安全性。 3.2.2秸秆沼气设备技术效益秸秆沼气燃烧技术可使地温显著提高3℃~7℃,农作物提前5~12天上市,病虫害程度明显降低,有机改良土壤显著提高,二氧化碳含量提高4~6倍,增产20%~30%,增收超过40%,真正是一项节本增效的循环农业新技术。 4加快推进秸秆综合利用技术在建设循环设施农业中应用的建议 将现代循环设施农业与秸秆综合利用技术结合起来,是符合可持续发展的一种战略模式,对于实现农业循环经济,建设资源节约型、环境友好型社会,具有十分重要的意义。 4.1统一认识提高新技术新装备与设施农业的协同发展大力开展循环设施农业产业发展的宣传力度,统一并提高广大人民群众对新技术新装备的认识以及接受能力,夯实循环设施农业发展基础,引导社会各界共同参与循环设施农业新技术新装备的推广应用。 4.2形成多元化投入机制多方投入资金加大对秸秆综合利用的财政补贴支持,是推进秸秆综合利用快速发展的关键。在各级财政补贴农民购买农机的同时,广泛吸纳社会资金和民间资本投入,以加大对秸秆综合利用和循环设施农业经济发展的资金支持。 4.3搞好试验示范大力推进秸秆综合利用新技术产业化积极开展秸秆的综合利用新技术开发与研究,以点带面开展新技术新装备的试验示范,逐步形成促进循环设施农业发展的秸秆利用技术新体系,建立自觉节约和利用秸秆资源和保护环境的机制。 4.4因地制宜推广适用的设施农业配套技术与设备重点组织开发和示范推广有普遍推广意义的设施农业配套技术与机械设备,提供必需的技术服务和市场信息。示范推广的秸秆综合利用新技术,要让农民学得会、用得起、有效益,从而推动现代设施农业与秸秆综合利用技术协调发展。 作者:王曦单位:山西农机新技术服务中心 农业设施论文:设施农业中农业机械论文 1设施农业 所谓设施农业,是在遵循自然条件的基础上,可以对作物所处的环境进行控制,通过工程技术和人工技术,改变自然提供的光温条件和降水条件,为动植物的生长提供最优环境,使动植物全天生长,增加生长时间,缩短生长周期,实现动植物高效生产的先进农业生产方式。我国是人口大国,人均耕地面积仅占世界人均面积40%,因此,发展设施农业是解决我国因人多地少而导致粮食问题的重要办法。21世纪以来,我国的设施农业面积占世界总面积85%以上。设施农业的优秀设施是环境安全型温室、环境安全性菇房、环境安全型畜禽舍,其关键技术是最大限度利用吸收太阳能的覆盖材料。当前我国设施农业有95%以上采用聚烯烃大棚,这样能够将太阳光中无用的光波转化成光合作用所需要的光波,合理控制温室大棚的温差,调节大棚温度,适宜动植物生长,在高温季节能够降温防止苔藓类植物生长,寒冷季节能够增温保暖,也能够达到防尘作用。设施农业有两个农业种类,一是设施园艺,二是设施养殖。设施园艺又称为设施栽培,指在生长季节或者地区不适合种植园艺作物的土地,利用连栋温室、塑料大棚、养殖棚等设施,人为控制农作物生长环境,用于培育高产优质的花卉、蔬菜、水果等园艺作物。该园艺培养的农作物绿色无污染,是人类最健康的食用品。当前食品问题层出不穷,人们对当前食品安全问题十分重视,这就使环境安全型温室成为生产无毒园艺作物的优秀设施,是今后设施农业发展的重点工程。 2农业机械 在种植业、畜牧业和农产品、乳畜业初级加工过程中,使用的各种机械就是农业机械,也就是指用于农业、渔业、林业、畜牧业生产加工的所有机械都是农业机械。因此,农业机械包括动力机械、农田机械、种植机械、耕作土地机械、施肥机械、灌溉农田机械、农产品运输机械等。农业上推广使用农业机械能够提高农业生产力,增加作物产量,发展农业经济。 3分析设施农业中农业机械化的应用 3.1大棚卷帘机 大棚卷帘机又称卷帘机,是温室大棚实现保温作用的“保温被”,实现大棚草帘自动卷放的机械设备。卷帘机根据动力来源分为电动卷帘机和手动卷帘机,根据安置大棚位置分为前式卷帘机和后式卷帘机。在设施农业中常用电动前(后)卷帘机,由于卷帘机选用五轴全钢壳,提高了其抗磨性,延长了使用寿命。卷帘机应用于设施农业极大推动了农业机械化的发展,同时,为设施农业提供全自动控制管理温度的设备,为动植物提供最优环境。伴随着大棚卷帘机的广泛使用,也出现因操作卷帘机不当的意外事故,为此国家农机推广中心推广宣传遥控式卷帘机,避免发生意外事故。 3.2温控设备 动植物生产和生长阶段需要适宜的温度,设备农业中可以通过大棚卷帘机、开窗机械以及覆盖层来控制温度。但在冬季严寒夏季酷暑的北方地区,需要采用温控设备协调其他设备控制大棚温度。在实际农业生产中多采用提高温度的设施,尤其是在北方,设施农业广泛使用温控设备,利用温控技术,全自动调温。 3.3大棚湿度控制器 温湿度控制器可以检测环境的湿度,调节环境湿度值。使用该系统用户通过操作装置,设置一定的湿度值,并在操作装置上以数字的形式显示测量的温度值和设定的温度值。当检测到湿度值高于上限设定的湿度值,会自动开启排风循环扇以此降低室内的湿度,使湿度恢复到设定的湿度值。如果湿度低于设定的湿度值系统将自动开启湿机增加,以此温室的湿度,直到室内湿度值达到设定的湿度值。 3.4农业运输机械 农业生产过程中,农业运输的工作量占总工作量较大比重,因此提高农业运输工作效率可以提高农业生产率。农业生产中需要运输物料和成品,由于其种类繁多、数量巨大、形状不一,这就要求运输机械有特殊的结构和功能。例如:农作物秸秆、动物饲料、地表草被等这些物体的共同特征是质量轻、体积大且形状不一,该类物料可以采用小型运输车,每吨载重量占用装载溶积为4m3-6m3。相比该类物料,质量较重和体积较小的水泥、土料、化肥等选用每吨载重量占用装载容积为0.5m3-0.8m3。在运输中需要根据运输物品特点决定运输机械。 4结语 设施农业实现农业现代化,农业机械在设施农业中能够提高生产量,集中管理,环保节能,增加农业经济,弥补传统农业的不足,成为今后农业发展重点项目。 作者:徐少强单位:辽宁省昌图县八面城镇农业技术综合服务站 农业设施论文:设施农业土壤生态环境论文 1.设施农业土壤生态环境存在的问题 1.1土壤物理性质变差 设施农业土壤在经过种植一段时间后,土壤的团粒结构被破坏,土壤容重变小,熟化程度不断提高,但同时土壤中的非活性孔隙比例降低,因此土壤容易出现板结现象,透气性和透水性均在不同程度上降低,并且随着种植年限的增加这样的问题也在不断加剧。 1.2土壤化学性质变差 设施农业对于化肥的大量使用使得土壤化学性质不断变差,主要体现在以下几个方面:第一,土壤酸化严重。氮肥的大量使用以及土壤化肥利用率低下等问题使得大量未被吸收的肥料进入到土壤中,导致土壤中硝酸盐含量大幅增加,土壤pH值呈现下降趋势,即土壤的酸性特征越来越明显,在种植季节由于农作物的吸收使得土壤pH值得以在一定范围内得到增加,但在轮作间隙土壤pH值又明显降低,从总体上来说,随着设施农业种植期限的不断增加,土壤酸化的程度就越严重。第二,土壤养分失衡现象日益明显。设施农业土壤中的有机质、全氮、磷的含量较高,但中量和微量元素相对缺乏,因此表现为养分极度失衡。不利于农作物的生长。不同弄作为对土壤养分的需求不同,然而由于农民对于土壤科学施肥的认识程度不足,导致氮肥、磷肥的施入量很大,而钾肥的量却很小,在一些对钾肥需求较高的农作物种植过程中就会出现氮肥和磷肥的大量富集,这种养分失衡的现象对农作物的生理产生不利影响。第三,土壤次生盐渍化严重。设施农业土壤由于长期处于覆盖状态,土壤与外界环境接触较少,缺少雨水的淋溶作用,与露天土壤相比,其蒸发程度较高,再加上人工施肥过程中大量肥料未被吸收进入到土壤中,使得土壤中盐分浓度不断增高,并且随着使用年限的增加次生盐渍化程度越来越高。 1.3土壤中有害微生物数量增加 设施农业的土壤的环境温度较高、湿度较大,给各种微生物的繁殖提供了良好的环境,由于农民对土壤缺乏科学的管理,例如消毒不及时、病害隔离消除不当等使得土壤中的有害细菌、真菌得以大量繁殖,通过土壤的传播使得很多植株被感染,影响农作物的质量和产量。 2.改善设施农业土壤生态环境的相关对策 2.1加强农业综合调控 2.1.1科学轮作 在同一片土壤上将不同生长习性的农作物进行轮作,可以使土壤中的养分在轮作过程中被充分、平衡吸收,因此有利于保证土壤养分的均衡。例如,可以实行粮食作物与蔬菜的轮作方式,使土壤中的氮、磷、钾等大量元素被充分利用,降低其在土壤中的富集,亦可实行水旱轮作,利用水的稀释作用平衡土壤的酸碱度,促进土壤中微生物群落的调节,降低土传病害的发生几率。 2.1.2合理施肥 杜绝盲目施肥,在对土壤施肥之前首先要对土壤进行化验,根据土壤自身成分特点以及所栽培农作物的生长习性选择所施肥料的品种,并且要以农家肥等有机肥料为主,无机肥料为辅,提高微肥的施用量,增加土壤中有机物质的含量,并且尽可能降低土壤中无机盐的含量,在满足农作物生长需要的前提下提高农作物的抗逆能力。另外还要对施肥方法进行改良,应当秉承少量多次的原则,并综合多种施肥方式,如底肥、口肥和叶面肥等,促进肥料被农作物利用的效率,减少其在土壤中的积累。 2.1.3合理灌溉 当前设施农业土壤中水分的迁移方向主要为地下向地表的移动,缺少雨水的淋溶,为此,应当对设施农业实施合理的灌溉,通过人工的灌溉过程使土壤表层的水分增加,改善土壤水循环,并且有利于稀释和带走土壤中多余的盐分,尤其对于次生盐渍化严重的设施农业土壤来说,灌溉时要力求浇透,以提升效果。在轮作间隙或农闲时,可将覆盖物去掉,充分利用自然雨水的冲刷来改善土壤的生态环境。 2.2工程措施 2.2.1土壤改良 在设施农业土壤经历长时间使用后,为改善土壤酸化问题和降低土壤有害微生物的数量,可采取有效措施对土壤进行改良。例如,可通过向土壤中施入生石灰等弱碱性改良剂的方式中和土壤中的酸性物质,使土壤pH值趋于平衡,再者,可通过低温冷冻、高温消毒、药剂熏蒸等方式对土壤进行消毒处理,对有害微生物进行有效杀灭。 2.2.2埋设暗管 在地表以下40-60cm的深度分层埋设暗管,在浇水后土壤中的盐分随着土壤的毛细孔洞进入到暗管中,随着水流不断排出,达到降低土壤盐分富集的效果。据研究表明,通过埋设暗管的方式可以达到80%的多余盐分排出,因此能有效保证土壤的生态环境处于良好状态。 2.2.3换填客土 在设施农业生产中,不可避免地有一些土壤次生盐渍化严重而导致无法种植或不适宜继续使用的情况,此时可以采用客土交换原土的方式对土壤进行改良,土层交换厚度根据原土的状况不同一般可为5-15cm。 3.结束语 综上所述,为促进我国设施农业的可持续发展,解决我国设施农业土壤生态环境存在的问题已经迫在眉睫,在实际工作中可根据当前设施农业土壤的状况制定科学、合理的对策,促进我国设施农业又快又好的发展。 作者:鲍金凤单位:大庆市大同区大同镇人民政府
机械工业论文:机械工业技术政策分析论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:机械工业行业技术分析论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了部级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 机械工业论文:机械工业技术政策管理论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:机械工业技术教学论文 【内容提要】机械工业技术引进是中国技术引进的主体和缩影。本文回顾了建国50年来中国机械工业技术引进的四个发展阶段:50年代主要从前苏联和东欧国家大量引进成套设备和技术,建设了一批机械工业基地,奠定了中国机械工业与机械科技发展的基础;60年代技术引进转向日本、西欧等资本主义国家,由于受国内外政治气候的影响,技术引进规模较小,进展迟缓;70年代技术引进扩大到整个西方国家,出现了两次进口成套设备的高潮,带有一定程度的盲目性;改革开放以来,机械工业技术引进进入了全方位、多形式、多层次的新的历史发展时期。文章还对中国机械工业技术引进中正反两方面的经验与教训进行了总结与评述。 【关键词】中国/机械工业/技术引进 【正文】 历史昭示人们,技术引进是实现技术进步的一条捷径,几乎所有“后发”国家都是从引进和模仿先进国的科学技术“起家”的,日本和韩国是这方面的典范。中国的机械工业也是在引进和利用国外技术的基础上逐步发展起来的。建国50年来,机械工业的技术引进在曲折前进中大致经历了以下四个发展时期。 一、50年代从前苏联和东欧国家成套引进先进技术装备 解放初期的中国是一个“一穷二白”的农业大国,工业基础脆弱,以修配为主的机械工业尚未形成独立的制造业,且技术十分落后。根据国民经济恢复和“一五”建设的需要,国家确立了大力引进国外先进技术提高本国技术水平的方针。由于当时美、英等西方资本主义国家对新生的社会主义中国采取“封锁禁运”的“冷战”政策,因此50年代我国技术引进的来源国主要是前苏联和东欧社会主义国家。“一五”期间的技术引进是以苏联援建的156项重点工程项目为优秀,以引进重工业部门所需大型成套设备为重点而展开的。据国家外贸部门统计,1950-1959年,我国共签订成套设备等合同约450个,其中与前苏联和东欧国家签订的成套设备合同分别为215项和108项,与西方国家只签了3项,另外还进口了单项设备120余项。以上引进项目共花外汇约27亿美元,其中成套设备占用汇总额的90%以上,所有费用主要由前苏联以低息或无息贷款方式提供。通过156项重点工程的建设和成套技术装备的引进,中国在短短几年内便恢复和建立了钢铁、机械、电力、煤炭、石油、化工等工业,形成了中国工业体系的总体布局,奠定了中国现代化工业建设的初步基础。 在前苏联援建的156个项目中,第一机械工业部有21项,原民主德国也援建了我们2个项目,另引进捷克斯洛伐克制造技术自行设计了上海三大动力设备厂。前苏联援建的这些项目都是我国机械工业的基础性、关键性项目和空白项目。除援建项目之外,机械工业部门还通过技术合作和贸易协定方式,获得了一批主要由国内自行设计和建设的50多个机械工业项目所需的制造图纸、工艺流程、专家咨询和项目所需设备及其它技术物资。〔1〕 50年代特别是“一五”期间,中国机械工业从苏联和东欧国家成套引进先进技术装备的成效是巨大的,主要体现在: 一是在苏联援建下,通过成套项目引进,中国机械工业建立了一批大型骨干企业和重点企业。由于实行高度集中的计划管理体制,使整个机械工业系统的技术引进工作成为通盘规划、统筹部署、协同作战的有序行动,故而这些机械工业基地建设速度快、周期短、效益高。如第一汽车制造厂从1953年7月开工到1956年10月验收投产,只用了三年时间就建成了新中国第一个大规模的汽车制造厂。 二是由于在引进成套设备的同时附带引进了设备设计图纸和工艺技术,并将消化吸收引进技术与国内设计试制及发展新产品结合起来,从而较快地掌握了一大批先进技术装备和重大产品的设计制造技术。在“一五”期间,中国机械工业发展的四千多项新产品中,有三分之二以上是以苏联图纸及测绘仿制为基础,从小到大,从简单到复杂,从单机到成套,逐步试制发展起来的。 三是学习了前苏联从选择厂址、工厂设计、建筑施工、设备安装、工艺设计、人员培训、组织生产一直到开工运转等一系列基本建设的管理程序和生产技术,并积累了对外贸易的经验,培训了一大批工程技术人员、管理人员、技能工人以及留学生和外贸人员,这些都在以后几十年的机械工业建设中发挥了重要作用。 四是积极学习和推广了许多前苏联的先进工艺技术,改变了我国机械企业工艺落后的面貌。 通过50年代特别是“一五”期间的技术引进和大规模经济建设,中国机械工业在短短几年内便实现了从修配仿制向自行设计制造的过渡,并初步形成了中国的机械工业体系,技术发展能力大大提高,经济效益直线上升。“一五”期间,机械工业总产值增长2.6倍,平均年增长率达29%,创造了机械工业发展史上的奇迹:机械工业为国民经济各部门提供技术装备的能力大增强,“二五”期间,我国经济建设所需要的各种机械设备的自给率高达80%以上。〔1,3〕 这段历史启示我们,引进技术是提高中国机械工业技术发展能力,加快机械工业建设速度的重要手段。只要合理规划,集中力量,重点建设,并将技术引进与消化吸收相结合,就能在技术落后的情况下,辟新路,走捷径,迅速缩小与先进国家的技术差距。但是,我们也要看到,技术来源的单一性对机械工业以后的生产发展、技术进步和管理体制也带来了一定的负面影响,把主要精力集中在建设施工和投产达标上,不可避免地轻忽了本国成套设备制造水平和创新能力的提高,淡化了本国研究开发力量的培育与成长,导致发展后劲不足。这些问题,在50年代后期已引起政府部门的警觉,并采取措施作了一些纠正。但由于此时中苏关系有所淡化,加之1958年的“”强调要独立自主大办机械工业,使“一五”时期掀起的技术引进热潮随之也有了大的回落。 二、60年代从日本和西欧引进先进设备与技术 1960年,中苏关系破裂,前苏联单方面撕毁合同、撤走专家,中断了与中国的经济技术合作,迫使我国将引进技术的对象转向资本主义国家。由于对日外交的成功,中日经济技术贸易解冻。1964年,中国机械工业首次从日本引进了10多个品种的气动、电动量仪制造技术和成套设备,1965年以后又引进了液压元件等制造技术和设备,建立了相应的工厂。 1964年1月中法建交,冲破了西方国家长期孤立中国的政策樊篱,中法技术合作开始升温。从1965年起,一机部从法国购买了4种重型汽车产品设计和制造工艺资料,由相应的汽车厂消化吸收。这是首次采用购买软件的方式引进技术。这一时期机械行业还从西德、英国等西方国家引进了一些设备和技术,从而弥补了从前苏联和东欧引进技术之不足。 在国民经济调整时期,为解决经济发展中“吃、穿、用”等的薄弱环节,国内有关部门先后从日、英等10个资本主义国家引进化纤、冶金、石化等方面的成套设备和技术计84项,用汇总额达3亿美元。〔2〕这些设备的引进提高了这些部门的技术水平和生产能力。 为了制造急需的大型成套设备,在此期间,中国还通过举办工业展览会、开展技术交流、组织专家出国考察、加强情报资料搜集分析、对样机进行测绘仿制等方式引进和消化吸收国外先进技术,在此基础上,使用、设计、制造和研究部门之间进行密切合作和协同攻关,设计制造出了包括万吨模锻水压机在内的九大冶金成套设备等一批接近或达到当时世界先进技术水平的成套设备和新产品。“”开始后,机械工业技术引进工作基本陷于停顿状态。 总之,60年代是中国机械工业技术引进的滞缓期,引进规模较小,经济技术效益较差。由于缺乏技术贸易的经验,对国际技术贸易的原则和惯例缺乏了解和研究,结果比别国多花了成倍的却引不进西方国家的关键制造技术,因此很难翻版仿制。但由于当时我国的技术力量已有一定发展,机械工业开始走上以样机测绘、仿制与自行设计制造相结合的发展道路。广大机械科技人员发扬自力更生精神,依靠自身技术力量不仅完成了前苏联遗留下来的建设项目,而且使整个机械科技水平有大的提升,个别技术领域已赶上世界先进水平。 三、70年代从整个西方国家引进先进设备与技术 60年代末、70年代初,国际关系处于急剧动荡之中,各种政治力量重新分化、组合成新的世界格局。1971年10月,中国在联合国的合法席位得到恢复。从1972年起,中国先后同美国、加拿大、澳大利亚等一系列西方国家建立了外交关系,西方国家一向奉行孤立和封锁中国的政策而向中国长期关闭的官方经济技术合作的闸门终于被打开了,技术引进工作也出现了新的高潮,中国开始扩大从美国、前联邦德国、日本、英国、法国等国引进设备与技术的规模。70年代前半期,我国尚未改变过去进口成套设备的做法。1973年1月,国家制定了进口43亿美元成套设备和单机的方案(即“四三方案”)。仅1973年就进口设备77项,合同成交额12.2亿美元。进口重点放在化工、石油、冶金、煤炭、电力等部门。1976年,一机部随“四三方案”也引进了一批关键设备和技术,如杭州汽轮机厂的工业汽轮机、南京汽轮发电机厂的燃气轮机等9个成套项目,对提高中国机械工业制造技术水平起到重要促进作用。上述这些批准建设的项目因为受“”的干扰,有些被迫暂缓执行,有些建设周期拖长,有些进口设备长期未派上用场。 1976年10月,中国结束了十年动乱,经济建设面临重重困难,亟待进行一段时期的恢复与调整,但当时由于在经济工作上受急于求成的“左”的指导思想的影响,中国经济建设很快进入一个新的高速增长时期,全国基建战线进一步拉长,设备进口和技术引进也随着经济恢复和国门打开再度掀起高潮,并出现了一定程度的盲目性。在1978年的较短时间内一下就签订了成交额达78亿美元的设备进口和技术引进项目合同(其中31亿美元合同是当年最后10天突击签订的),用汇总额超过前几个时期的总和,且全要用现汇支付。成套设备的进口和大型工程项目的建设对促进石油、化工等新兴工业部门的建立与发展起到了一定促进作用。 70年代出现的第二次技术引进高潮与50年代的大规模引进相比,项目更多,用汇额更大,由此暴露出的问题和应当汲取的教训也比较多,表现在:一是各部门热衷于从国外大量进口成套设备,对国产机械设备重视不够,抑制了本国机械制造业向其它工业部门提供技术装备能力的提高;二是注意了硬件设备的进口,忽视了设备设计制造技术与工艺流程的引进,在提高生产能力的同时没有解决好提高国内制造水平的问题;三是没有更好地组织引进单位与研究、制造单位联合对引进技术与设备进行消化、吸收和创新,造成了长期依赖国外技术和大量进口零配件的被动局面;四是付出了高昂的代价,1973-1982年我国进口成套设备和签订技术许可证合同的平均成交额分别高达3287万和107万美元,比国际间高出几倍〔4〕;五是技术引进缺乏统筹规划,出现了盲目签约和大起大落的宏观失控现象。由于短期内引进项目过多、规模过大,拉长了基本建设周期,造成了进口设备的积压与损耗,同时也造成了国家外汇支付的极度紧张。 在进口成套设备时,机械行业曾组织技术力量对部分设备进行测绘仿制,试图由此掌握其制造技术,但收效甚微。事实提醒人们,对于复杂、重大机械设备单纯靠测绘仿制的方法是不能奏效的,必须引进其设计制造技术。因此,自70年代后期开始,单项技术引进开始受到更多重视。从1976年起,在中国技术引进计划中列入“单项技术引进计划”,1977年列入国家引进计划的单项技术共有24项。为了学习外国技术引进的先进经验,1978年4月,一机部派出一个综合技术考察团到南斯拉夫、罗马尼亚进行访问考察,发现南、罗两国的做法与中国大相径庭,他们主要以技术许可、合作生产、合资经营的方式从西方国家引进制造技术,较快地提高了本国机械工业的制造技术水平。南、罗两国在技术引进方面的成功经验受到我国政府部门的重视。一机部随之作出决策,把单项技术引进作为今后技术引进的重点,并在部科技局设立了技术引进处这一专管机构。仅1979年,就签订单项技术引进合同28项。通过几年的实践探索,积累了经验,走出了一条以技术许可、合作生产、技术咨询、合资经营等方式为主引进国外先进制造技术的新路子,在使中国的技术引进从以引进硬件设备为主的初级阶段逐步过渡以引进软件技术为主的高级阶段方面起了先行和示范作用。据统计,1973-1982年,机械工业部门引进的单项技术项数最多,达206项,占全国同期引进单项技术总数279项的73.8%;这一时期机械工业部门仅进口成套设备37项,占全国进口设备总数的448项的8.3%。单项技术引进的总费用虽不到设备进口总费用的5%,但对提高中国机械工业制造技术水平却大有裨益。〔4〕 四、改革开放以来全方位、多形式引进消化国外先进制造技术 (一)新时期机械工业技术引进的进程及特点 中共十一届三中全会确立了对外开放、对内搞活经济的方针,技术引进从此进入了一个新的历史发展时期。自80年代初开始,国家在开辟经济特区和开放沿海城市的同时,陆续制定和推行了一系列鼓励利用外资、引进技术的政策,制定了在“六五”后三年引进3000项先进技术的规划,还向省市下放了技术引进的审批权,增设了对外经济技术贸易窗口。在此大好形势下,机械工业部也加强了对技术引进工作的领导与宏观管理,使机械工业技术引进取得长足进展,引进项目逐渐增多,引进规模迅速扩大,引进效益不断提高。改革开放以来,机械工业技术引进具有以下几项显着特点: 1.从进口设备为主转向以引进单项技术特别是软件技术为主。1981年国务院颁布了《技术引进和设备进口工作暂行条例》,对技术引进和设备进口作出明确界定,并特别强调要严格限制成套设备进口,着重引进先进适用技术,以后又了《技术引进合同管理条例》等一系列法规,以保证技术引进朝着规范化方向发展。根据国家这些规定,机械行业加大了以先进制造技术类软件技术为主的单项技术的引进力度,其引进的单项技术占了全国单项技术引进的“大头”,引进的“硬件”也主要是国内难以制造的样机、关键设备和测试仪器。 2.技术引进全方位化。80年代初以来,机械工业技术引进已经突破了地区的局限,引进国别扩大到世界各大洲的几十个国家和地区(其中以从德国、美国和日本三国引进的项目最多)。除了继续从发达国家引进技术外,还发展了同新兴工业化国家、发展中国家和地区的技术贸易关系。 3.引进技术重点比较突出。一是结合国家重点建设项目等的需要,引进重大成套设备、大型设备及其设计制造技术,如50万伏高压输变电设备、30万和60万KW火电成套设备、宝钢大型冶金成套设备等;二是为了提高机械工业基础制造技术水平,引进“三基”(基础机械、基础零部件、基础材料)制造技术;三是结合“三上一提高”和企业技术改造,引进合金钢铸造技术、负压造型铸造技术等关键工艺技术;四是为了填补我国在机械科技前沿领域中的某些缺项以及配合国家重点科技攻关计划,有重点地引进一些先进制造技术和新兴、尖端产品技术,如威海精密机床附件厂结合国家经委“七五”期间国家12项引进技术消化吸收重点项目中“数控机床国产化”项目,从美国引进了镗铣类机床工具系统的制造技术;五是结合我国各行业发展需要,有重点地引进一些重点产品、特殊产品的设计制造或组装、测试技术。〔5,6〕 4.技术引进方式多样化。70年代末以来,中国机械工业技术引进的另一个显着特点是引进方式朝着多样化方向发展,其中最常见的几种引进方式是: 许可证贸易。这是技术引进的高级形态,也是当前国际技术贸易中最常见的一种基本形式。在许可证贸易中,技术转让的内容包括专利、专有技术和商标,中国机械工业引进的主要是设计制造方面的专有技术。80年代以来,机械工业引进技术的半数以上是采取许可证贸易方式引进的。这种引进方式不仅花外汇少,而且容易获得先进制造技术。 进口设备带制造技术。这是技术引进的较初级形态,对引进方技术要求一般不高,因此是技术不太发达国家采用的技术引进方式,在50年代中国机械工业基础尚薄弱的情况下也成功地采用了这种技术引进方式。80年代以来,中国机械工业仍有大批项目是采取这种方式引进的。这种引进方式风险小,形成新产品生产能力快,在国内尚无能力设计制造这类产品或设备的情况下可起到填补设备生产能力缺口的作用。但进口设备带进制造技术的方式投资大、用汇多,也不易学到关键技术,还会增加对外国零部件和配套技术的依赖性,也制约了本国科研与设计制造能力的提高。因此,随着我国机械工业科技水平的不断进步,应该尽量少采用这种方式引进技术,尤其要限制成套设备和生产线的进口。 咨询诊断。这是一种灵活实用、用汇不多的技术引进方式,其内容包括产品设计咨询、技术改进咨询、决策咨询、可行性论证、企业诊断等。如80年代初,我国柴油机行业的不少厂家曾委托英国、奥地利的几家着名发动机咨询设计公司改进柴油机的设计,收到良好效果。 合作生产。通过与外商特别是跨国公司合作生产,可以较快地学到国外的先进制造技术和管理经验,提高企业的生产技术水平和管理水平。对于象数控机床、宝钢大型冶金成套设备、大型发电机组之类技术要求高的大型、关键、复杂设备的研制生产,我国机械工业都成功地运用了合作生产的方式。 外商直接投资带进技术。改革开放以来特别是市场经济体制建立以来,中国利用外资、合资经营步伐加快,从1981年12月机械部批准与美商合作经营湖北派克密封件厂以来,到1994年,仅机械部系统就有“三资”企业2862家,外方投资金额35亿美元。随着境外资金(包括世界银行贷款)的进入和外资企业的建立,机械工业也引进了一大批较先进的设备和制造技术以及先进管理方法,提高了机械产品的档次和技术水平。 除上述引进方式外,机械行业采取的其它引进方式还有:技贸结合、“三来一补”(来料加工、来件装配、来图制造、补偿贸易)、合作研究、购买技术资料或软件、人才培训、引进国外智力、购买二手设备以及联合引进等。 (二)对引进技术的消化吸收及其成效 在80年代前半期的技术引进热潮中,中国机械工业引进了一大批先进技术,“六五”期间仅机械部系统就签订了技术引进合同785项。因此,“七五”及以后时期,机械工业在引进技术的同时,也加强了对引进技术的消化吸收与发展创新工作。根据国务院于1986年颁布的《引进技术消化吸收工作条例》精神,机械部也颁发了《机械工业部引进技术消化吸收工作暂行管理办法》等管理规章,并制定了技术引进消化吸收重点项目计划。1996年,机械部又制定了《机械工业引进技术项目消化创新指南》,并要求各省、市级主管厅、局和技术引进单位也要编制技术引进项目的消化吸收计划。 通过采取上述一系列措施,特别是随着90年代对技术引进管理力度的加大,中国机械工业引进技术的消化吸收、发展创新与国产化工作进入到一个新的发展时期,取得了显着成效,表现在:〔6,7〕 1.掌握了一批重大技术装备的关键制造技术。1983年以来,机械工业部门紧密结合国家重点工程建设,组织全国上千个企事业单位和上万名科技骨干,通过与国外合作生产、合作设计、合作研究等方式先后对30万和60万KW火电机组、宝钢大型冶金设备六大主机、2000万吨级露天矿开采系统等12项重大技术装备展开仿制和自行研制工作,使机械工业多年来没有完成的一些重大技术装备得以研制成功并投入生产运营,国产化水平不断提高。截止1993年底,已累计完成40多项设备并在50多项重点建设和技改工程中投产应用,其中15项成套设备基本上实现了国产化,并在30多项工程中推广应用,为国民经济建设做出了重要贡献。 2.促进了企业的技术改造、技术升级和产品结构优化。中国机械行业从1978年至今共引进了二千多项先进技术,重点骨干企业基本上都引进了国外技术。通过消化吸收与自主研究开发,促进了产品的更新换代,提高了整个机械工业的技术水平。通过80年代的技术引进,使我国机械工业50-60年代水平的部分老产品,约有1/5的品种一下跃迁到70年代末、80年代初的国际水平,缩短了近20年的技术差距;而“八五”期间机械工业在引进基础上发展的新产品,90%以上达到了国际70年代末、80年代初的技术水平,50%以上达到80年代中末期的水平。许多先进制造工艺技术与设备也得到推广应用。 3.用引进技术生产替代进口产品,同时推动了机械产品的出口。在消化引进技术基础上,中国机械工业的一批关键设备和通用机电仪产品技术水平和质量有明显提高,已可替代进口和提供出口。到1990年底,已推荐可替代产品25批1911项。企业反馈信息显示,1989年替代产品销售额达22.8亿美元,并出口创汇10亿美元。通过对引进技术的消化吸收,也提高了中国机械产品的出口创汇能力,出口额连年增长。1996年机械工业出口创汇299亿美元,机械产品出口额在全国外贸出口总额中比重已由1991年的12.3%提高到1996年19.8%,成为中国外贸出口的第二大支柱行业。 4.提高了企业的经济效益和市场竞争力。如由原机械部牵头组织的共有47个单位参加的《“八五”国家重大引进技术消化吸收计划》10大项目之一的“新型推土机和装载机关键零部件”项目,以从美国卡特皮勒公司引进的推土机、装载机等五种主机关键零部件技术为对象进行消化吸收,项目完成后产品质量可以达到80年代世界先进水平,主机及零部件的国产化率分别超过80%和85%,年新增销售收入20亿元。 (三)改革开放以来机械工业技术引进中存在的问题 改革开放以来,中国机械工业共引进技术二千多项,其中软件技术占全国的1/3以上,是引进项目最多,引进内容最广的行业,在促进机械工业科技进步,推动机械企业技术改造,提高国民经济各部门技术装备水平方面发挥了重要作用。但也存在不少应引以为训的问题: 1.引进技术的结构不够合理。80年代以来,机械工业单项技术引进虽有明显增加,但引进技术结构中硬件比例仍然偏高,工艺技术引进比例偏低,这在“八五”期间表现得尤为突出。如1992-1995年,机械工业系统进口成套设备、关键设备和生产线带制造技术的项目数占引进技术项目总数的42-68%,引进费用占引进总额的80%以上〔6〕。进口设备和生产线虽省时省事,能迅速提高生产能力,取得立竿见影的经济效益,但用汇高,也难以引进真正先进的制造技术,还得长期花外汇购买配套件。例如,仪表系统“六五”期间为生产引进技术产品,进口零配件所花外汇达5870万美元。 2.引进技术与消化吸收失衡。由于只注重技术引进的投入,不重视消化吸收的投入,把主要精力和资金放在引进投产上,未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关,加之缺乏支持装备国产化的激励政策,致使许多引进项目消化吸收缓慢,国产化程度低,发挥作用有限。就已引进的技术看,从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产,一般要用三年以上时间,大型复杂装备的消化周期还要拉长。有的产品投产后性能指标达不到进口产品水平,形不成规模经济效益。制造难度大的大型成套设备的国产化水平更低。例如,中国从70年代就开始大规模引进国外先进的大型石化成套装备,但始终没有解决好国产化问题。按大型石化设备采购额计,1985年国产装备市场占有率仅为10%,1997年也只有20%左右。由于技术引进与国内消化吸收及自主开发结合不紧密,导致机械工业技术引进仍停留在掌握已有技术、提高国产化率的较低层次上,没有上升到形成自主开发创新能力上来,因此也就难以走出“引进——落后——再引进——再落后”的“Zeno悖论”的陷阱。 3.宏观调控乏力,重复引进现象严重。由于宏观调控乏力,审批把关不严,缺乏权威性的引进规划和综合性、全局性分析论证,加之体制上条块分割以及长官意志作梗等原因,导致大型装备、高档消费品生产线和中小型机电产品的盲目进口和重复引进。在90年代境外直接投资大量涌入的时候,这种“引进竞赛”问题变得更加突出。如在重大成套设备引进方面,自70年代以来,中国从国外引进的化肥生产装置就有120多套,花外汇48.1亿美元,其中大部分是近10年来利用外资引进的;同期还引进了乙烯装置20套,聚乙烯装置21套等,共耗资达200多亿美元。重复引进大化肥和石化成套装置数量之多、耗资之巨、持续时间之长在世界上绝无仅有。〔8〕大型设备引进是如此,单项技术的重复引进现象也比较严重。重复引进不仅花费了大量的外汇,加剧了国家建设资金的紧张,更严重的是使国内的机械制造能力闲置,技术水平得不到提高,窒息了民族工业及制造科技的发展。如果我们学习日本“一号机进口,二号机改进,三号机出口”的经验,按照一仿二改三创造的原则只进口少量生产线和样机并对制造技术加以消化吸收,那就会别有一番景象。 4.不讲究引进策略。不少单位把主要精力放在出国、谈判、签约等具体性事务上,较少注意总结经验和进行引进前的可行性论证,更缺少具有理论性、战略性、前瞻性的系统谋划。由于缺乏对外贸易经验,不熟悉国际惯例,不了解国际市场行情,不研究引进策略,致使机械工业技术引进费用偏高,平均每项比日本高出3~8倍;有的专利已过期,有的技术已淘汰,有的产品环保部分严重不合格,却白白搭上大量外汇去引进,造成不应有的损失。 五、历史给我们的几点启迪 回顾建国50年来机械工业技术引进的曲折发展历程,认真总结其正反两方面的经验与教训,可以得出以下几点启示: 1.必须正确选择技术引进的内容与方式。目前,中国机械工业已有比较雄厚的物质技术基础,已没有必要再象50、70年代那样为提高生产能力而花费大量外汇去进口大批成套设备,以减少对外国技术的依赖性,增强本国的自主开发能力。在我国机械工业今后的技术引进工作中,必须学习先进国的成功经验,不断加大单项技术在技术引进结构中所占的比重,而单项技术又要以先进适用的设计制造技术和关键、共性技术以及管理技术等“软件”技术为主。也就是说,凡是国内有一定技术装备基础,引进技术后自己就可以制造的,就决不进口设备;凡是购买关键设备或部分关键部件就可以配套生产的,决不进口成套设备或整机;凡是进口国内急需而又不能制造的硬件设备,必须同时引进其设计制造技术。只有这样,才能以最小的代价获得最大的引进效益。 在引进技术的内容上,要根据机械行业发展需要和市场需求,结合自身的技术水平、工作基础和配套能力,采用许可证贸易、技贸结合、合资经营、交钥匙工程、顾问咨询等灵活多样并有长期实践基础的引进方式,引进那些投资少、见效快、盈利多、创汇高的先进成熟技术,特别是关键、共性制造技术和重大装备技术。鉴于当前国有机械企业尚未走出低谷、下岗人员增多这一国情,引进技术不能片面追求高、新、奇,而应注意其实用性,主要引进一些有利于缓解劳动力就业矛盾的先进适用技术和国内已有技术所需的配套技术,对国内研究开发工作已经成熟或依靠自身技术力量短期能解决的、国内生产不急需的或不适合中国国情的、暂时消化吸收不了的或难于推广应用的技术及产品,则应限制引进。 2.必须处理好技术引进与消化吸收及自主创新的关系。大家知道,科学无国界,技术却有国界,中国机械工业目前所引进的技术虽然是国际上80年代末、90年代初的先进技术,但大部分是国外处于生产饱和期和即将淘汰的设备和技术,是“二手设备”和“二流技术”,真正先进、尖端或敏感的技术国外是不轻易转让的,甚至对我严密封锁,也无法靠技术贸易方式获取。现代科技发展日新月异,如果中国只重视引进技术和设备,满足于投产、达产,提高生产能力,而不重视发展创新,那就只能永远步别人的后尘。日本技术引进的成功经验,在于走引进创新之路,致力于消化引进的世界各国技术之长;并结合国情加以改进创新,从而后来居上,成为世界经济强国的。据对我国大型机械工业企业在“八五”期间开发成功的92种量大面广的典型新产品的技术来源进行抽样调查,发现主要利用国外技术开发的产品占57%,立足于国内自主开发的只占43%,说明中国机械工业发展主要依赖于引进国外技术的状况尚未发生根本性变化,机械工业消化创新和自主创新能力亟待加强。因此,中国机械工业在今后的技术引进中,必须坚持“洋为中用”和“一学、二用、三改、四创”的原则〔9〕,将学习借鉴和发展创新相结合,将引进先进技术与提高国内科研、设计、制造能力相结合,在加强机械工业技术创新体系与自主创新能力建设的基础上,花大力气搞好技术引进的消化吸收、二次开发与创新工作。要本着“一家引进、联合创新、多方受益、国家得利”的原则,开展多形式、多层次的产学研合作,组织科研、设计、制造、使用单位等多方面力量开展多学科、多技术、多部门的联合攻关,建立起技术引进的联合创新机制和消化吸收的技术联动体系。同时做好引进技术,特别是共性关键的推广应用工作,提高整体技术水平和规模经济效益,进而推动机械产品与技术的出口,实现“引进技术——消化吸收——改进创新——扩大出口”的良性循环。 3.必须加强对引进技术的宏观调控。一是要将技术引进与我国机械工业发展战略和“三大战役”相结合,与机械企业技术改造及机械产品出口创汇相结合,制定出科学系统的引进规划和计划,明确技术引进的战略目标、指导思想、基本原则与重点任务,以指导全行业的技术引进与消化吸收工作;二是强化对技术引进宏观管理,在下放技术引进审批权限的同时,建立权威性的技术引进管理机构,加强对技术引进的宏观导向和重大引进项目的审批,减少和杜绝低水平重复引进和重大、成套项目的盲目引进,保证技术引进的先进性、实用性和效益性;三是进一步完善技术引进的政策法规体系,如产业技术政策、国别政策、消化吸收与创新政策、国产化政策等,以规范各方面的技术引进行为,体现对技术引进与消化创新的政策倾斜;四是运用税收、价格、信贷、财政、汇率等经济杠杆对技术引进加以调节与扶持,如对国内急需的引进项目和骨干企业技术引进项目在关税和产品税上给以优惠,对重大消化吸收项目给予贴息贷款,对市场容量已饱和的引进项目加征关税等。 4.必须搞好可行性论证。为了保证引进的项目在技术上先进、经济上合算、生产上可行,在引进前必须进行详细的调查和充分的可行性论证。要广伸触角,建立技术引进的信息收集与反馈网络及技术引进资料库。要赋予有资格的咨询公司一定的法律地位,规定重大技术引进项目必须由其提供可行性分析报告。在对引进项目特别是重大项目进行技术经济分析时,要从本国的技术、资源和经济条件出发,充分考虑自身的技术力量、消化吸收能力、外汇及资金来源、市场需求、生产条件、环保标准、材料和零部件配套状况以及国际经济形势等方面因素,并对引进项目的消化吸收与国产化前景及可能取得的经济社会效益作出科学预测,在知己知彼的基础上,“货比三家”,选优、择廉引进,只有这样,技术引进才能做到选得准、花钱少、收效高。 机械工业论文:食品机械工业设计论文 1解析工业设计 工业设计是一门新兴的综合性学科,作为人类设计活动的重要部分,它集多门学科知识于一身,既包括科学技术知识,又包括美学艺术知识,以及人机工程学、经济学等。在我国,工业设计曾经被称为工业美术设计、产品造型设计等,随着社会的发展,其内涵不断地发生变化。工业设计是市场需求、现代科学技术与人类文化艺术的结合,以现代化工业生产为基础的一门新兴实用学科。具有的前瞻性和普适性特点的工业设计,使传统的产品散发出新颖与独特的个性特征。工业设计具有很强的时代性,它主要是通过对产品的结构、工艺优化,对材料、形态及色彩的协调来改进产品的品质和功用。也就是用视觉效果来实现设计理念的表达,从而能够为达到某一特定目的而从构思建立一个切实可行的方案,并能够用明确的手段表示出来。2007年2月13日,总理作出重要指示:“要高度重视工业设计”和2010年8月26日11部委联合发文促进工业设计产业发展,这表明我国政府对工业设计这个领域的重视。就中国的现状而言,如果我们想从“中国制造”走向“中国创造”,就必须大力发展中国的工业设计。企业要想长时间保持竞争力,必须采取创新性产品开发战略,才能成为自主创新的主体,拥有创新性的产品。产品创新很大程度上就取决于工业设计在企业中的应用地位。 2食品机械发展与工业设计的关系 食品机械就是将食品的原材料加工成为成品食品的过程中所使用到的机械装置与设备。食品机械也可分为食品的加工机械和包装设备这两种。食品工业是我国国民经济的支柱产业,食品机械是为食品工业提供装备的行业。作为与人民生活息息相关的食品工业进入到一个蓬勃发展的阶段,食品工业的发展也带动了食品机械工业的发展。工业设计又是食品机械设计中的一个十分重要的方面,工业设计能够实现食品机械产品造型、功能结构和材料的科学合理化,在提高产品的整体美与社会文化功能方面起到了非常积极的作用。食品机械产品的功能、造型形象及物质技术条件是构成食品机械工业设计的基本要素。现在一些家用食品机械的外观:简约、时尚、新颖、实用,改变了以前食品机械只能在食品加工厂的现状,现在很多外观造型时尚、操作简捷方便的小型食品机械像面条机、挂面机、和面机等慢慢的进入消费者的家庭,食品机械的发展与工业设计有着密不可分的关系。通过工业设计使食品机械产品更加吸引着消费者的眼球。出色的工业设计能得到更多消费者的青睐。传统的食品机械产品设计是把实现机械产品本身的功能作为重点,以设计产品为目标,在传统的食品机械产品设计工业中,机械工程师是凭借自己的专业技术知识和经验来进行产品的设计,但由于设计出的产品大多外观造型粗糙和使用方式不够人性化,尽管能很好地满足功能的要求,但往往在销售市场上缺乏竞争力,成为不可忽视的一大弊端。食品机械工业要有一个更好和全面的发展,就必须在食品机械产品设计时把工业设计的方法和思想纳入其中,这样的食品机械产品不但能够满足功能的要求而且可把产品顺利的打入市场,融入工业设计的产品相比就会具有较强的市场竞争力,一定程度上也促进了食品机械工业的发展。 3工业设计在食品机械中的应用 3.1工业设计创新理念的应用 创新是工业设计的优秀理念。随着社会经济的发展,人们的生活水平得到了极大的提高。生活变得丰富多彩,对食品的追求也多样化起来。利用工业设计的创新理念,设计出新颖的食品机械来满足人们对食品多样化的需求。一方面通过分析人们潜在的需求,明确产品概念,提出食品新机械的功能定位,从而推出新颖的产品,占据市场的制高点,为企业创造高额利润。另一方面,对现有产品结构、材料、生产工艺等进行优化改进,进一步提高产品的质量、降低生产成本,从而赢得众多消费者的认可,提高产品的市场占有率。 3.2外观与功能结构的结合展示出食品机械的美 从外形图上可以看到,整个面条机外廓造型曲线优美,配色细腻和谐,按钮设计人性化。大面积外形对机械结构进行包裹覆盖,可消除消费者对机械结构的恐惧,使用操作简单和拆卸方便,无不显示着工业设计在食品机械中展示出的美。造型设计与色彩完美地展示了面条机内在的性格。一个能实现功能的食品机械产品,不仅要满足人的使用,还要适合人们的视觉审美要求,工业设计赋予面条机新的内涵。 3.3安全、可靠、人性化设计的体现 食品机械是食品的加工和生产设备,产品必须考虑安全、可靠、人性化的设计。让产品与使用者取得最佳匹配是以人为本设计的根本理念。工业设计的应用,充分考虑如何使设计的机械设备系统、人机系统或人机环境系统最大限度地适合人类的形态、生理和心理特征,以求达到安全、舒适、高效生产和工作的目的。在食品机械领域,主要考虑的有系统的可靠性和人机安全性两个方面,系统可靠性是指在预定的时间内和给定的工作条件下,食品机械能够可靠、有效地进行工作,保证无故障时间和使用寿命达到预期要求。人机安全性是指食品机械设计中采取的技术措施,不仅能够保证人体安全、舒适、卫生和健康地工作,而且能够使机械故障和卫生问题产生的风险或造成的损失降到最低限度。工业设计在食品机械产品设计中的应用很大一部分体现在人机工程学的应用方面。随着市场竞争的加剧,食品机械的竞争力不再是仅仅取决与产品技术的先进性和完善的功能,而是要考虑食品机械产品的工业设计。由于传统的食品机械设计以设计产品为主要目标,更多地考虑产品本身功能的实现,而没有把人作为设计的一个目标,没有规范化地考虑人的因素,这就很难保证机器操作效率最佳,也不易判断设计质量的高低。人机工程学强调将人和机器作为相互联系的两个基本部分构成一个整体,形成人机系统。人机工程设计的是人机系统,是把人作为系统设计的一部分,把人-机-环境三者作为一个系统进行总体设计。目前,我国食品机械行业工业设计还未引起企业和设计人员真正的重视。食品机械在进行设计和制造时,仅考虑功能要求而未考虑工业设计,致使有些食品机械产品表面粗糙,色彩搭配不合理,操作不符合人机工程学原则,许多零部件外露,不但有很大的安全隐患,还显出产品的笨重和丑陋,这些因素极大的限制食品机械产品的市场竞争力。食品机械是生产设备,其形态应体现整体的对称与平衡、节奏与韵律美感形式,根据需要辅助以局部形态的对比和变异形式,创造符合产品特征的审美意象。这样既有利于标准化和经济性的需要,也有利于表现和谐统一、含蓄丰富的美感,创造单纯、宽松的工作环境和人文气氛,缓解疲劳和压力,可更好地提高工作效率。为此,人不再是被动地去适应机器,而是与机器共同完成一个系统目标,从而可以获得系统的最高综合效能。 4结语 目前市场要求食品机械产品不光是通过技术设计对其功能的单纯实现,还要求食品机械产品外观的美观时尚以及设计的人性化。不只是要求食品机械与工业设计外在的结合,而是相互融合和渗透在一起。设计者要让产品满足客户的需求,并达到“以人为本”的目的。只有将工业设计与食品机械设计有机的结合起来,才能设计出不但拥有优秀的功能,而且还能满足人们的审美的需求并符合时代特征的食品机械产品。 作者:裴学胜 程超然 单位:河南科技大学艺术与设计学院 机械工业论文:高端制造助力能源装备机械工业论文 一、机械工业是为能源发展提供装备的重要产业 是为国民经济各行业及国防建设提供装备的基础性战略性产业。目前,我国机械工业总体规模已连续多年位居世界前茅,我国发电设备的产量占全球60%左右,产业结构也有所改善,产品技术逐年提高。世界最大的单机容量泰山核电机组1号机组175万千瓦核能发电机成功研发,我国在特高压输变电设备的充电桩、高压绝缘套管等一大批长期受制于进口的关键零部件也都取得了重大突破。此外,我国在能源装备的其他方面这些年也有了长足进步,许多产品、许多关键技术已经替代了进口。但是,机械工业也是生产规模大、生产战线长的耗材耗能大户,肩负的责任更加重大。我们还有很多产品能源排放超标、技术改造乏力、工艺水平落后、高效节能等高档产品供给不足。在资源制约、能源安全与环境约束矛盾加剧的形势下,机械工业为能源产业和能源的生产、消费提供高端的产品以及加快转型升级的任务十分艰巨。因此,我们一方面要积极推行绿色制造,带头节能减排;一方面要加大技术创新力度,为社会提供先进、高效、节能和环保的设备和产品,为各行业和社会做出贡献。“十二五”以来,我们按照工业转型升级的总体部署,大力实施“主攻高端、创新驱动、强化基础、两化融合、绿色为先”的发展战略,特别是在创新驱动、绿色为先的战略推进中做了一些工作。我们加快发展核能、太阳能、风电、生物质能等新型清洁能源设备,加快发展高效节能技术装备、资源循环利用装备、煤炭清洁利用及海水综合利用装备,加快发展节能与新能源汽车等,并且努力高质量地满足钢铁、有色、建材、船舶等行业对高效、节能、低排放产品和装备的需求。与此同时,我们也通过推广节能减排技术、应用节能减排工艺设备,提高设计、制造环节的能源材料利用率等措施,加大推进自身节能减排、绿色制造步伐,促进行业产业结构调整和技术产品升级,努力为落实国家能源发展战略做出贡献。当前,机械工业正在按照党的“十八大”和十八届三中全会精神以及国家关于工业转型升级的总体部署在加快推进全行业深化改革和提质增效升级。 二、我国已进入全面深化改革的攻坚阶段 各行业都处在调整产业结构和转变发展方式的关键期。面对着经济全球化和科学技术的日新月异,面对着推动能源生产与消费革命的重要使命,只有加强相关产业间的合作协作,拧成一股绳、一股劲,共同破解难题,实现协同创新,才能加快推进产业转型升级,加快产业振兴步伐,共同行使中国作为负责任大国的使命,为建设资源节约型、环境友好型社会履行责任。这次会议就是以能源市场化改革和生产转型发展为主题,邀请各界精英共同探讨今后能源装备发展如何适应国家能源市场生产、消费方面的需求,从而实能源装备的高端制造化。我们也将广泛听取来自各界人士的真知灼见,以全力推进机械行业主攻高端、创新驱动、强化基础、两化融合、绿色低碳的发展战略,以实际行动为能源生产和消费及保障我国能源安全作出新的贡献。 作者:王瑞祥 单位:中国机械工业联合会会长 机械工业论文:技术政策与机械工业论文 1中国机械行业技术政策要点 进入21世纪的十余年来,我国机械工业技术政策制定与实施得到全面开展。在我国的全局性的发展规划等技术政策中都有着对机械工业的发展方向与重点的规划与指引。而同时各政府部门对机械工业还制定了系列的相关政策。2002年国家经贸委了“国家产业技术政策”,2009年工信部了新的“国家产业技术政策”,这两个文件是机械工业技术政策的基础。国务院、发改委、工信部、科技部等政府部门先后众多政策文件,其中许多政策与机械工业密切相关。(1)重大产品开发。国家发改委了“首台(套)重大技术装备试验,示范项目管理办法”,发改工业(2008)224号;工信部、科技部等四部委2009年12月印发“重大技术装备自主创新指导目录”。目录列出18个领域240项产品,可优先列入产品开发计划,优先给予融资支撑,优先纳入政府采购产品目录。(2)产业结构调整。国务院印发了“工业转型升级规划(2011-2015),国发(2011)47号;国家发改委九号令了“产业结构调整指导目录”,指导目录做为政府引导投资方向,制定的实施财税、金融、土地、进出口等政策的重要依据。其中产品分为鼓励类、限制类、淘汰类。机械工业鼓励类60项,限制类57项,淘汰类26项。(3)加快振兴装备制造业。国务院下发“关于振兴装备制造业的若干意见”(国发(2006)8号),该“意见”要求增强具有自主知识产权重大技术装备的制造能力,基本满足能源、交通、原材料等领域及国防建设的需要,明确了需要重点突破的十六项重大装备并提出振兴措施。国务院办公厅印发“装备制造业调整和振兴规划”(2009年),规划提出依托十大领域重点工程工程振兴装备制造业;抓住九大产业重点项目实施装备自主化;提升四大产品制造水平,夯实产业发展基础。(4)培育发展战略性新兴产业。国务院2010年了“关于加快培育和发展战略新兴产业的决定”(国发(2010)32号),立足我国国情和科技、产业基础,战略性新兴产业现阶段重点是:节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料、新能源汽车等七个领域。涉及机械工业行业有新能源产业、高端装备制造、新能源汽车和节能环保产业。(5)加强机械工业节能减排。国务院2011年下发关于十二五节能减排工作方案(国发(2011)26号),机械行业也编制了“十二五节能减排规划”。机械行业目标,到2015年万元工业增加值能耗达到0.31吨标煤(国家万元国内生产总值能耗为0.869吨标煤);钢材利用率达到80%以上。机械行业从基础工艺、典型产品、能力建设三个方面进行统筹和部署,以实施六大节能工程和节能技术推广应用为抓手,加强组织体系和服务体系建设,逐步形成机械工业节能的新机制。(6)加快机械基础件振兴。机械基础部件是装备制造业不可或缺的重要组成部分,直接决定着重大装备和主机产品的性能、水平、质量和可靠性,是实现我国装备制造业由大到强转变的关键。为实现装备制造业转型升级,提高装备制造业的配套能力,工业和信息化部制定了“机械基础零部件产业振兴实施方案”和“机械基础件、基础制造工艺和基础材料产业十二五发展规划”。(7)积极发展现代制造服务业。国务院2007年了关于发展服务业的若干意见(国发(2007)7号文),该文明确了发展服务业的重大意义,提出了总体要求和主要目标,优化服务业结构,调整发展布局,提高对外开放水平,加快推进服务领域改革,加大投入和扶持力度,优化发展环境等。(8)积极发展产业关键共性技术。工信部2011年组织编制了产业关键共性技术发展指南(工信部科(2011)320号),用于指导产业关键共性技术的发展和应用,装备制造业部分包括:基础机械、智能制造装备、复合材料制备、高档印刷设备、节能与新能源汽车、轨道交通、船舶与海洋工程、航空设备、卫星及应用共六十五项。 2中国机械工业技术政策回顾与评价 21世纪的前十余年,是中国机械工业发展的黄金时期,也是国家加强机械工业产业技术政策制定与的时期。回顾十年来,伴随着机械工业的发展壮大,技术政策也在不断发展完善。初步形成了中国机械工业技术政策体系,技术政策的制订取得了较大的成效,但是也需要继续加强技术政策的发展。(1)基本形成机械技术政策体系。21世纪前10年是中国机械工业技术政策体系构建逐渐紧密、逐渐完善的时期。截至2010年末,中国机械工业相对完成的技术政策体系基本构建完成。(2)政策体系具有良好的配套性。形成的机械工业的政策体系具有良好的配套性。总体来说,机械工业技术政策包含有发展机械工业所需求的各个方面,包括:方向上指引、导向的技术政策;从项目上给以支持的政策;从经费、财政支持方面的政策;从国家发展层面上需要发展的技术政策等。(3)政策出台具有很强的实时性。除了技术政策的系统性、配套性,我国机械工业技术政策具有强烈的实时性。随着国内外经济科技发展出现的新问题,主管部门及时提出了应对政策。应对科技经济发展的新形势,体现了技术政策的与时俱进。例如,2010年国家及时的了“关于加快培育和发展战略新兴产业的决定”;2007年“关于加快发展服务业的若干意见”;2011年了“十二五”节能减排综合性工作方案”等,并在机械工业各个行业、部门、地方落实。(4)促进了机械工业的飞速发展。进入21世纪以来的十年,是我国机械工业发展的“黄金期”。尤其是“十一五”期间,我国机械工业积极应对来自国内外的各种风险和挑战,经济、技术全面快速发展,综合实力大幅提升,经济技术面貌发生了重大变化:通过实施重大产品开发和加快振兴装备制造业政策,促使装备保障能力显著增强;通过实施产业调整政策,使得产业结构优化改善;通过鼓励企业提高优秀竞争力,促进外贸顺差不断扩大;在鼓励科技创新政策指导下,取得丰硕科技成果;在国家产业政策总体指导下,机械工业国际地位显著提升。(5)还存在迫切需要解决的问题。①缺乏顶层设计,政出多门,多龙治水,分散了指导管理的力度;②与机械工业运行模式错配;③机械工业产业技术政策目标实施机制尚属缺失。 3世界主要工业国家机械工业技术政策借鉴 针对工业发达国家如美国、德国对机械行业采取的技术政策、演进历史,并借鉴其好的做法,特别是在当前应对国际金融危机的形势下各国所采取的产业技术政策,也为我国机械工业技术政策制定提供启发性建议。国外主要发达国家如美国、欧盟、日本等制造业发展具有优势,但是在全球化演变过程中,或多或少存在“去工业化”现象,欧盟统计局数据表明,从1996-2007年工业占欧盟生产总值(GDP)比重从21%下降到18%,工业部门吸收的就业人数从20.9%下降至17.9%,“去工业化”主要是源于第三产业崛起,其中房地产和金融业代表的虚拟经济发展带来的影响更为显著。同时政府缺乏政策重视及新兴市场国家带来的低成本冲击加速了“去工业化”进程。这给欧债危机时期的欧洲经济带来很大困难,消弱了其抗衰退的能力。2008年世界金融危机后无论欧洲还是美国都提出了“再工业化”战略。这一经验教训值得我国借鉴和警惕。2010年8月美国政府提出了制造业促进法案,旨在帮助制造业降低成本,恢复竞争力,创造更多的就业岗位。2011年实施先进制造伙伴计划(AMP)。为协调各政府部门之间的制造业产业政策制定和执行,设立了白宫制造业政策办公室。美国政府这一举措值得我国借鉴。我国在制造业方面制订政策与投资安排,政出多门,包括发改委、工信部、科技部等都有相关的业务,应建立一个统一的协调机构。 4我国机械工业技术政策建议框架 根据对机械工业及其技术政策现状的分析、国外工业发达国家技术政策的借鉴、我国机械工业面临的形势以及确定的机械工业科技发展思路与发展目标,对今后一段时期的技术政策的制定、实施提出如下建议。 4.1加强技术政策的统一协调,成立国务院机械工业领导小组为协调各政府部门之间的制造业产业政策制定和执行,美国设立了白宫制造业政策办公室,许多政策都是由办公室来制订,美国政府这一举措值得我国借鉴。为了克服当前还存在的政出多门,多龙治水现象,加强技术政策的顶层设计,并加强指导管理的力度,应建立一个统一的协调机构。建议成立国务院机械工业领导小组,其主要的职责是:牵头总体规划,制定统一的机械工业技术政策路线图;规划机械工业技术政策的总体目标,总框架,政策的主要组成;科技部及各部委、地方部门在这个小组的统计领导下制定机械工业技术政策。协调各部门相关的机械工业的技术政策制定和执行。主要是政策的目标,实施的途径,政策配套。这样可以形成合力,共同发展我国机械工业。 4.2建立一套完整的制定机械工业技术政策体系建立中央、部委、地方一体,自上而下的制定机械工业技术政策体系,形成长期、中期、短期、宏观、中观、微观政策架构体系。 4.3根据产业运行模式来制定我国机械工业技术政策根据产业运行模式的不同,客观要求政府采取相机抉择的思路,制定不同的产业政策。在规划我国机械工业技术政策体系、确定政策政策目标定位和政策目标的实现机制、制定技术政策以及配套各种措施时,要充分重视根据产业运行模式特征,确定同一产业不同运行模式下的技术政策定位。 4.4完善科技部门对我国机械工业技术进步的激励机制建立科技部门、机械工业联合会、技术应用企业、技术研究机构之间封闭的资金拨付程序,整合科技部门现有的资金资源,集中力量突破阻碍制约我国机械工业技术发展中的瓶颈环节。以技术应用企业为创新主体,以合同方式建立技术应用企业与技术研究机构的责权利关系;以机械工业联合会为资金申报主体,按照机械工业发展中确需政府支持的技术发展目标完成技术应用企业技术创新需求重要程度排序;以科技部门为预算编制部门,整合分散在发改委、工信部以及其他相关职能部门的财政资金,利用市场机制配置技术选择、技术研发、技术应用和技术扩散的相关资源,通过环环相扣的责任连带机制,确保机械工业技术发展中政府目标的实现。 单位:中机生产力促进中心 机械工业论文:机械工业中产品设计论文 1工业设计的发展现状 在国际上,人们越来越重视机械产品的艺术性,因此,工业设计在机械产品设计中发挥着重要的作用。不同的企业为了吸引顾客的眼光,往往别出心裁,在工业设计方面花费大量的时间和精力。品牌效应是影响消费者购买力的巨大效应。因此,各个企业都需要通过工业设计,挖掘自己产品中独有的特质,创造属于自己的品牌。而品牌更是极大程度上提高了企业的知名度和影响力。随着人们对品牌打造重视程度的不断加深,工业设计也更加受到重视,工业设计的水平也在稳步提高。为了提高公司的影响力,许多国际大企业都会选择优秀的专业人员,组建专门的工业设计部门,通过各种市场调研,了解潮流动向,设计出适合公司发展的品牌产品,提高企业自身的竞争力。在中国,工业设计的发展也经过了漫长的历程,但是无论发展起点,还是发展速度,与国外相比都存在较大的差距。在工业设计领域,我国还处于探索进步阶段。由于工业设计上的不足,我国在国际经济贸易中遭受了不小损失,因此,国家领导人也在会议中指出,必须重视工业设计。工业设计在我国还具有巨大的发展空间,创新性是它的主题。目前,我国大部分的设计产品缺乏创新性,借鉴的部分较多,这就很大程度上阻碍了工业设计的发展进步。要想提高我国民族品牌的国际影响力,形成“民族的就是世界的”的结果,必须不断提高我国的工业设计水准,将更多的创新性和创造力投入到工业设计中去,生产出更多带有民族特色的产品。 2工业设计在机械产品设计中的作用 在机械产品的设计中,我们一般将工业设计应用于人机工程学方面。以往在机械产品的设计过程中,设计师大多只会考虑机械产品本身的功能问题,大多数思路用来进行机械产品功能的设计,力求完善产品本身的功能,做到最好。然而,设计师们极少考虑使用者的感受,不会思考人们使用该机械产品时是否方便,更多的时候人们需要自身去适应机械产品的功能,使得大量生产出来的产品虽然自己功能强大,却无法满足人们正常使用的需求。这样造成的问题是,设计者无法判断自身产品的设计质量,从而无法寻求方法提高设计质量、促进机械产品的进步提高。而人机工程学则是重点强调人与机器的统一性,将人与机器作为整体进行考虑,在设计的过程中充分考虑到人的适应性,使得设计出来的机械产品更加符合人们生活生产的需求。一般来说,机械产品设计中工业设计的应用主要包括两个方面。首先,工业设计能够使得产品与人形成一个整体,使得生产出来的产品和人类很好地匹配。人类使用这种机械产品,不仅各种功能都能够满足需要,而且还能够使人们的身心都得到满足,真正做到使用该产品时产生愉悦之感,与目前我国强调的“以人为本”的思想完美融合。其次,工业设计具有极强的创造力,将其运用于机械产品的设计,将有助于创造出适合人们生活生产需求的机械产品,极大程度上促进我国机械产业的发展进步。 3工业设计在机械产品设计中的应用策略 3.1机械产品造型设计的主要特征 首先,对于机械产品,最重要的还是它本身的功能性,在进行造型设计时,必须将功能性放在第一位。机械产品的设计生产是使用合适的材料运用一定的工艺而实现的,是各过程工作的完美结合。其次,随着现代化生活的不断推进,机械产品的设计必须能够适应时代的发展潮流,在加工方面要做到方便迅速,满足现代化生活的各项要求,能够与经济发展相融合。此外,机械产品的造型设计还应该满足人类的生理和心理需求,极好地与人类的生活相适应,更加有利于人类的使用,使人们使用起来方便快捷。最后,机械产品的造型设计必须具有极强的创新性,应将当下的流行元素加入到机械产品的造型设计中去,设计出更能适应时展的机械产品造型。 3.2将造型设计的美学原则融入到机械产品中去 首先,必须严格掌握机械产品设计的比例和尺寸。时代不同,人们的审美也同,生产出来的机械产品的比例和尺寸也会产生较大的差异。应该根据当下人们的审美特征,设计出人们比较认可的机械产品的比例和尺寸,使得生产出来的机械产品具有较强的时代性。同时,必须注重产品设计的统一和多样性。这是产品设计中的美学原则,也是最能体现设计师水平的一部分。设计师必须在整体把握机械产品设计统一性的基础上,通过各种细节处理,使设计的产品具有多样性。在设计过程中,设计师必须要与技术人员加强沟通,使设计的产品能够协调统一,提高机械产品的质量和设计水平。 4总结 本文主要分析了工业设计的发展现状,将我国工业设计的发展与国际上的发展进步进行了对比,同时,对工业设计在机械产品设计中的应用进行了详细的说明。最后,通过对工业设计特征的研究,得出了将工业设计运用于机械产品设计中的主要策略,其他的方法策略还有很多,有待进一步研究。 作者:刘军华 单位:常州信息职业技术学院 机械工业论文:橡塑机械工业发展论文 1标准化促进科技创新 目前,标准化工作的进展也在很大程度上促进了我国橡塑机械行业科技创新水平的提升。尤其是围绕“精密、节能、高效”的要求,在橡塑机械组合结构、专用化、系列化、标准化、微型化、大型化、个性化、智能化方向开发出多种新装置与新设备。例如:东华机械有限公司研发出了新一代全电机注塑机,该机型采用国内首创伺服混合动力油膜增压锁模,将全电机和直压机的优点融合于一身,具有锁模力闭环精密控制,超稳定及超高响应速度,节能效果好等优点;威猛巴顿菲尔机械设备(上海)有限公司开发出的MicroP-ower15/10微型注塑机能够生产一种仅重0.003g的医疗用夹子;震雄集团开发的SU-PERMASTER超霸二板大型注塑机,突破了传统“二板半”的设计方案,实现了“真二板”设计,可大幅减少钢材用量,不仅降低了成本,而且减少了钢材从矿石到冶炼,再到零件加工成型等一系列过程中的能耗和污染;阿博格ALLROUNDERS系列注塑机采用模块化与标准化的结构可同每个注塑任务精确的匹配,通过多个可选的液压和电动扩展级别、多种带有精确级别划分的锁模和注塑单元来实现个性化、经济性的配置。特别指出的是企业在落实GB/T25157国家标准过程中,极大地提高中国塑机产品安全性能,大幅度降低安全事故发生率的同时也提升了科技创新水平。在CHINAPLAS2013中国国际橡塑展上,各种和安全便捷生产相关的新技术,比如机器人技术、远程控制技术、可视化操作技术等自动化、智能化技术成为业界展示的热点技术。自动化技术可以确保机器的各种安全功能可靠执行,使人员远离危险状态。自动化技术广泛应用于机械产品以保障机械安全是一个发展方向,是机械本质安全的重要组成部分。目前的机械设备在安全方面还是主要采用简单的机械式防护,随着安全标准的推进和社会对安全生产的重视,未来的自动化技术将会有更大发展。 2标准化促进竞争力提升 经济全球化继续深入发展,围绕市场、资源、人才、技术、标准等的国际竞争更加激烈。标准作为创新技术产业化、市场化的关键环节,成为参与国际合作与竞争、保障产业利益和经济安全的重要手段。进入21世纪,主要发达国家和一些发展中国家纷纷研究制定了本国的标准化战略,标准化由日常工作提升到了国家战略的高度。主要发达国家的标准化战略的优秀是控制争夺国际标准战略制高点。争夺的重点领域是公益、高技术、制造业、服务等领域的标准化。以具有代表性的美国、日本和加拿大战略为例,依据他们的国际标准竞争策略的重点领域(见表3)来分析他们的战略定位。通过表3可以看出,他们重视公益领域的标准化,确保社会的可持续发展;重视高技术领域的标准化,确保国家高技术产业的国际竞争力;充分发挥自身优势特色,争取有利竞争条件;寻找竞争空白点,先声夺人。通过以上分析,又可以归纳出标准化战略的目的是适应经济全球化发展,提升国际竞争力。我国橡塑机械行业与标准化战略紧密相联,加大了市场的开拓,品牌知名度进一步扩大,市场竞争力进一步提高。根据中国塑料机械工业协会公布的数据,国内注塑机的生产厂家已超过2000家,产量占到全球的60%,2011年我国注塑机等主要塑机产品进口数量13704台,同比减少8%,出口数量达51665台,同比增长16%,出口金额约14.6亿美元,同比增长28%。2011年以来设备出口呈现许多可喜的现象,以往的靠低价取胜、出口模式单一等问题,正在全面改进;以标准化为保障,向国际标准接轨,突破了国际贸易壁垒;由过去增加塑机出口数量的方式,向提高塑料机械产品质量、提高产品档次、提高经济效益转变;拥有自主知识产权和自主品牌的塑料机械产品增多,具有高效节能优势的产品增多。在国内市场由于中国注塑机行业在高端、精密机型技术安全技术等方面的不断进步,注塑机自给能力得到加强,进口量有所下降,国内企业的市场份额也逐渐增加。国内青岛海尔集团等多家家电企业都曾表示由于国内注塑机技术发展较快,近几年主要针对国内注塑机企业进行招标。 由此可见,标准与标准化虽没有生产设备、原材料、产品等那样直观,但标准化“软”因素在市场经济发展中的作用越来越重要,对企业促进绿色低碳发展、促进科技创新、提升竞争力起到了很大的作用,是企业赢得产品定位和市场的一个重要因素。当然,在标准化推进过程中还有许多工作要做,其中一点是大多数地方主管部门和企业没有知识产权管理职能,尚未认识到开展标准化工作的必要性和重要意义,一些企业执行标准不到位,出现“上热下凉”的状况。在执行标准方面,东华机械有限公司走在了前面。2009年初,公司最高决策层不惜投入大量资源确立要达到“双标”的开发目标:行业内率先全面采用国家GB22530—2008《橡胶塑料注射成型机安全要求》,率先全面通过《塑料注射成型机能耗检测和等级评定的规范》。2010年1月~3月,国家塑料机械产品质量监督检验中心专家组对东华机械有限公司注塑机产品按“双标”检测。经检测,东华机械有限公司所有系列的注塑机产品均符合国家GB22530,“Se绿箭系列伺服节能注塑机”2800T以下各型号产品达到国家一级能耗标准。东华机械因此也成为塑机行业内第一家全面采用强标,及全行业系列化(Se)最大吨位范围(60T~2800T)注塑机获得一级能耗认证(亦是惟一一家能在2000T以上获得一级能耗认证)的企业。在2013年,东华机械有限公司3050JSe~4000JSe及以下机型均也达到国家标准规定的一级能耗水平,进一步扩大了系列范围。 3结束语 回顾东华机械有限公司“双标”之路,实施虽然增加了成本,暂时牺牲了利润,但也为公司新增了多项优秀专利技术,为公司赢得了新的市场与美誉。节能技术、安全技术的推广使用,还将对橡塑机械的产业升级起到了积极的推动作用,国家强标的全面采用也使行业工业安全有更高的保障,健全了我国橡塑机械产品安全标准体系,有利于整个产业链的健康持续发展。“二流企业做产品,一流企业做品牌,超一流企业做标准”,企业只有共同肩负着历史的使命和高度的社会责任执行国家及行业标准,在标准上下功夫,中国注塑机产业才能迈向一个新的发展阶段,才能加快中国从制造大国向制造强国的跨越发展。 作者:苏西庆单位:东华机械有限公司德科摩橡塑科技(东莞)有限公司 机械工业论文:机械工业企业质量管理论文 1机械工业制造业质量的问题 1.1质量意识不够明确。目前,我国的机械工业企业更多的是把资金投入到自己的销售环节和企业市场拓展环节,很多企业对技术投入和质量管理投入却很少的,这说明我国企业特别是机械工业企业对产品质量的认识不够,质量意识不强,很多企业没有在自己的生产整个过程和企业内部管理的过程中把质量内容纳入有效的企业发展战略中,也缺乏对机械工业企业质量问题的认识和了解,这是一个非常突出的问题。1.2质量管理效益不够高。我国的机械工业企业质量管理的效果不明显,效率不够高,随着经济的发展,传统的机械工业制造业不能仅仅依靠一些非常传统的制作方式,必须谋求新的转型发展之策,这需要极大地提升产品的质量,而实行有效的质量战略却是我国机械工业企业的一个难题,很多的企业进行了一定的质量管理,但是效果不是很理念,也缺乏一套形之有效的管理体制,以此导致我国的机械工业企业的质量管理效率和效益都比较低下,很难有真正的质量管理成就。1.3质量管理体制不健全。机械工业企业如果想有效的进行质量管理和监管,必须明确一定的工作机制,而我们的机械工业企业的质量管理体制不完善,谁管理、怎么管、管什么的问题突出,各个部门之间的不协调性十分突出,有效应对质量问题的体制不健全,没有一套完善的监督管理工作机制。比如:在工艺定型阶段,对一些质量特性的影响因素并未完全识别,工业化生产暴露出来;质量标准不明确导致生产各环节包括售后对质量问题判断标准不统一。这些导致质量问题的因素要在机制上进行完善,对企业内部来说的,还应做好质量管理的整体架构设计。 2现场质量管理是机械工业企业质量管理的中心环节 现场质量管理的落脚点是生产现场,主力军是车间管理人员、技术人员和生产工人。管理的主体是人员的思想教育、物资准备、设备、环境、执行工艺、半成品与成品检查(或者简称人、机、料、法、环、测六要素);从查找质量事故的危害、原因分析、解决措施的制订到保证产品的一次合格率和综合合格率,最终实现对生产全过程进行科学地控制,从而不断提升现场质量管理的能力。 3实施有效的机械工业企业质量管理策略 (1)提高管理者认识。机械工业企业各级管理者的重视与责任是推进精益化管理的关键,必须明确管理责任、以身作则,坚持“消除浪费、提高效率”理念,采取有效措施保障企业管理遵循精益化思路开展工作,精益化管理工作才能稳步推进。(2)因地制宜,找准精益化切入点。实施精益化管理是渐进的过程,以消除工作流程中的浪费为例,首先需要系统梳理管理中存在的问题,识别各种浪费;其次要围绕资源浪费、管理不畅的流程节点进行系统分析,制订整改措施;再次要明确责任人,确定阶段性工作目标、落实整改。1)机械工业企业在制造上普遍用到机床切削加工。刀具选择、进给量、进给转速、装夹及机床本身的精度和稳定性决定了工件的加工质量。应先做好工艺试验和调试工作,设计及工艺定型阶段要广泛论证;质量问题的解决要有设计和工艺人员共同参加;对质量问题的措施要标准化,文字化;定期培训相关人员,尤其是新员工和转岗员工。待质量稳定后及时总结每个细节并进行工艺固化,以确保零件加工质量稳定。2)严格控制装配质量。装配质量直接关系到机械设备功能的有效实现,对最终产品的质量影响很大。装配质量主要体现在装配精度上,装配精度主要分为三个方面:相互位置精度、相对运动精度、相互配合精度。对于轮、轴类的最后装配的质量,一个重要方面是要看其精度,所以为了加强装配质量控制,可以制订严格的装配检验标准并据此把关检验。3)多方法解决质量问题。在控制过程中要对质量问题进行识别,采用项目管理,组成跨管理部门的质量问题解决小组。同时采用先进质量方法和工具,例如六西格玛,QC等方法分析和解决质量问题。4)及时兑现质量绩效。对质量监控和管理要全过程地精益化管理,对异常的质量问题一定要刨根问底,找出解决办法,并追究责任,兑现质量绩效。 4结束语 中国必须推进环境友好型社会建设,不断增强我国制造业的质量和水平,而机械制造业作为重要的门类,必须进一步的增强质量管理能力,提升资源的利用效率,有效增强其在经济社会发展中的作用,企业必须在精益求精的指导思想下推进质量工作,确保自己的产出效率和企业效益得到提升,必须进一步增强资源节约能力,建立健全产品实现过程,更快更高效地满足顾客的需求,追求质量效益最大化;实现“质量强国”的梦想。 作者:高诺 单位:中核(天津)机械有限公司 机械工业论文:机械工业食品装备设计方案论文 1食品设备Web自动查询系统的设计方案 1.1系统开发工具的使用 在Web的数据库中实现对信息的查询,现在在食品厂已经得到了广泛的应用,Web界面操作过程不复杂,而且Web界面能够支持多种协议,而且数据传输的效率很高,其说明语言来对数据进行定义,而且能够自动地建立数据模型,数据获取的方法也是多种多样,数据的储存比较安全可靠,而且不会造成数据的丢失,使数据保持高度的完整性。在使用Web数据库对自动查询时,要采用Access2000作为辅助软件,通过使用PS进行设计。 1.2系统的任务分析 基于Web的食品设备查询软件的设计主要包括两个方面的信息,一个是作为信息查阅者的客户的信息,还有一个是信息提供者的信息,对于用户而言,运用Web的查询系统能够对设备的信息进行查询,对设备的运行状况进行分析,及时诊断设备的故障,及时地进行维修。而且,食品设备的制造厂家也可以运用这一系统实现对该设备信息的,让用户通过直观地方法了解食品设备的使用方法。 1.3系统设计的思想分析 基于Web的查询系统的设计能够实现在用户不连接网络的条件下对设备使用信息的查询,而且用户可以在任何地方对设备的运行状态查询,不用亲自到设备放置的地方查询,而且运用此查询系统能够实现与生产厂家的沟通,在Web查询系统中通常使用的是B/S模式。 1.4基于Web查询系统的实现 Web查询系统可以在没有连接网络的情况下实现查询,但是该系统必须在能够对网页支持的条件下实现查询功能,只有能够实现上述的条件,用户才能够运用网页实现直观的查询。用户在使用Web查询系统时需要运用统一的浏览器,而且系统要是最新的,系统要是Win-dows98的平台。只有满足以上的条件,而且要确保计算机的内存足够大,才能够实现Web查询功能。 2机械工业食品装备的腐蚀问题和腐蚀性结构的设计 2.1机械工业食品装备的应力腐蚀 应力腐蚀是机械装备在应力的作用下产生的腐蚀现象,当食品装备发生腐蚀现象时,装备的应力主要分为残余应力、热应力和结构方面的应力,当食品进行加工时很容易出现残余应力,当装备对食品进行加热和冷却处理的过程中很容易产生热应力,当装备由于在生产食品时发生剧烈的振动而导致零部件松动时,会产生结构应力。对食品装备的设计应该防止应力过于集中,在对食品装备的结构进行设计的时候应该控制好食品装备的最大应力,可以采用流线型设计的方法,这样能够使装备的应力能够均匀的分布,防止死角的出现。在食品装备焊接的地方,一定要将应力分散,如果焊接处的断面是不同的,应该采取对接的方法。如果食品装备结构的厚度不同,则不能焊接在一起,以免因为厚度不同不能焊接牢固。在对薄板面和后板面进行焊接的时候,会导致应力过于集中的问题,这时,可以采用K形焊接的方法。 2.2机械工业食品装备的缝隙腐蚀 机械工业食品装备的缝隙腐蚀指的是设备结构内部由于强化作用发生的腐蚀问题,装备的金属和非金属之间如果存在缝隙,当杂物进入到缝隙中时,就会导致金属的腐蚀。在防止机械工业食品装备发生缝隙腐蚀问题时,在进行焊接时,尽量避免采用螺栓,尽量将焊接后出现的缝隙填充,避免大量的杂物进行缝隙中造成装备金属材质的腐蚀。在对食品装备进行焊接的时候,要将焊接的部件尽量焊接完整,在对容器进行设计的时候,应该将容器内的液体排出,保持容器的干燥。在焊接的时候尽量不要使用阴极较大的材料,如螺栓,不同材质的金属部件不能直接进行焊接,应该垫上一层绝缘的材料。 3结语 机械工业食品装备的性能直接会影响到食品厂的生产效率,而且,现在食品厂的竞争压力也越来越大,食品厂都要提高自身的生产力,从而能够获得更多的效益,因此,对机械工业食品装备进行设计是很有必要的,其能够在一定程度上生产出更加安全的食品。在Web的数据库中实现对信息的查询,能够实现对食品装备使用状态的自动检测,不用耗费大量的人力资源,及时诊断设备的故障,及时地进行维修。而且,食品装备最常见的问题就是腐蚀问题,因此解决好腐蚀问题是提高设备使用年限的关键。 作者:王翌欢单位:阿克苏地区药品检验所 机械工业论文:机械工业发展论文 1我国机械工业的发展现状 1.1高端装备自主创新稳步推进 高端装备制造产业具有技术密集和资金密集的特点,是促进机械工业技术升级和发展的重要依托。随着信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、新型材料技术等高科技技术成果逐渐运用到制造产业中,使得机械产品不断高技术化,因此高端装备已成为市场竞争取胜的关键。我国高端装备的自主创新之路是实现工业强国地位的战略重点,当前呈现出稳步推进的态势。其一,基础制造装备专项已取得一些创新成果,例如大型先进水堆核电专项已开始实施、大型铸锻件和核电配套泵阀国产化取得明显进展;其二,部分高端装备出口竞争力上升;其三,新能源设备的自主创新取得新进展,大型直驱式风电设备配套所需的变频控制系统的建立,标志着这一关键技术已不在依赖他国。但同时,我国作为一个装备制造业的大国在技术水平上还与发达国家存在不小的差距,粗放式制造模式面临严峻的挑战。 1.2结构调整取得阶段性成效 首先,机械制造产业在资本结构调整上已初见成效,多元化的资本结构大大提升了行业内生产发展的活力。一方面国有大型企业在市场中继续发挥主力军的作用,民营企业则表现出强有力的抗风险能力,其中三一重工、中联重科、徐工机械、柳工、山河智能等一些机械行业具有代表性的上市公司对机械工业的稳步发展功不可没。其次,在产品结构方面,新产品发展势头良好,全行业技术创新活动呈现活跃状态。随着资产结构的调整,高强度的投资带动全行业的装备水平大大提高,促使技术产品向大型化、高参数化发展。 1.3进出口贸易逆差变顺差 随着我国机械产业对外贸易规模扩大,机械产业对外贸易已扭转逆差局面,实现外贸顺差。2008年我国达到外贸顺差的历史最好水平,虽然此后受到金融危机的影响以及国家的贸易调控作用,机械工业对外贸易顺差开始减少,但仍维持较高水平。此外,机械产业的外贸结构也不断优化,工程机械、数控机床、发电设备、汽车等技术含量较高的产品出口发展迅速。 2我国应对机械工业发展的新挑战 近年来,我国机械工业与国际先进水平的差距正在缩小,国际地位不断提高,但机械工业在运行中仍面临着严峻挑战,各行业发展不平衡、总量增长和结构调整的双重压力、转型升级和转变发展方式等问题是企业发展需要着力解决的工作难点。 2.1世界经济复苏过程缓慢,不确定因素增多 良好的宏观经济局面是促进行业发展的基础,机械行业也同样受益于稳定的宏观经济局面。然而受到金融危机的影响世界经济复苏过程依然缓慢,固定投产和下游行业复苏前景仍不明朗,不利于机械行业的转型升级。此外“量化宽松”的货币政策之风加剧了国际金融市场流动,导致货币汇率过度波动与无序调整,大大提高了发展中国家输入性通货膨胀的风险。 2.2西方国家加快调整科技和产业发展战略 受到金融危机的影响,发达国家将经济工作的重点由虚拟经济转为实体经济,并提出机械制造业技术融合、服务思维、全球产品开发、更新生产策略的发展路线。发达国家重新重视实体经济并不是回到传统制造业模式而是将重点放在高端制造业领域,这种战略模式对我国尚处于初级发展阶段的机械工业结构调整工作造成了巨大的压力。 2.3对外贸易摩擦增多,出口市场前景不容乐观 首先,在出口方面部分小企业在出口中采取低成本、低价格、低档次的竞争模式,这一模式使得国际贸易争端不断加剧,对外贸易摩擦增多,使得我国越来越成为国际贸易保护主义打击的对象,存在反倾销风险;其次,人民币汇改启动使得对美元汇率持续上行,机械产品进口因此继续高速增长,高端装备的自主创新困难增大。 3现阶段我国机械工业发展对策 3.1自主创新能力战略 我国机械工业要从制造强国向创造强国转变必须要从提高自主创新能力做起。我国传统的机械工业存在过度依赖能源与资源的问题,因此科技、体制机制管理与人员培训上的创新是要解决的首要问题。首先,当前我国申请的国际专利仅相当于美国的九分之一,因此企业要力争在局部领域实现技术创新的有效突破,提高企业的市场竞争力;其次,低附加值和低技术含量是我国出口产品的主要问题,自主品牌严重不足。因此各个企业为了实现创新驱动这一目标不仅要加大对技术的研发投入更要将创新品牌的建设纳入工作内容,加强企业创新体系的建设和创新人才的培养。 3.2实施“绿色为先”战略 “绿色为先”包含两方面的内容,第一,机械工业要满足节能减排和环境友好的要求,以钢铁制造业为例,高耗能、高污染是该行业普遍存在的问题,因此钢铁制造企业要将节约钢材和减少排污作为治理工作的重点。第二,机械工业积极发展高效节能产品,力求为全社会节能减排作贡献。机械工业绿色制造和循环经济的道路不仅是当前环境保护的需求,也是企业自身可持续发展的必备条件。 3.3主攻高端战略 机械工业主攻高端战略主要包含三方面内容,其一,产品高科技化。机械制造企业要紧跟国家在新兴产业上的战略需求,转变当前部分产品对进口的严重依赖局面;其二,致力传统产品向高附加值产品的升级。全行业要树立起精品意识,强化质量管理和产品形象设计的力度,通过产品升级促使我国机械产品在国际国内市场上形象的升级;其三,力促产业结构高端化。当前小企业、分散化的生产规模已不适应行业的发展需求,因此企业要争取通过兼并重组提高生产力和竞争力,进而提高产业集中度。 作者:邬荣单位:武昌工学院 机械工业论文:机械工业自动化的控制新技术论文 摘要:信息时代的高新技术推动了传统产业的迅速发展,在机械工业自动化中出现了一些运动控制新技术:全闭环交流伺服驱动技术、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等。本文主要分析和综述了这些新技术的基本原理、特点以及应用现状等。 关键词:伺服驱动技术,直线电机,可编程计算机控制器,运动控制 一、引言 信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变,微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合,促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。 随着计算机技术、电子电力技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。 在机电一体化技术迅速发展的同时,运动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。本文主要介绍了全闭环交流伺服驱动技术(FullClosedACServo)、直线电机驱动技术(LinearMotorDriving)、可编程序计算机控制器(ProgrammableComputerController,PCC)和运动控制卡(MotionControllingBoard)等几项具有代表性的新技术。 二、全闭环交流伺服驱动技术 在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中,交流伺服系统的应用越来越广泛,其中数字式交流伺服系统更符合数字化控制模式的潮流,而且调试、使用十分简单,因而被受青睐。这种伺服系统的驱动器采用了先进的数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),可以对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样,在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统,并充分发挥DSP的高速运算能力,自动完成整个伺服系统的增益调节,甚至可以跟踪负载变化,实时调节系统增益;有的驱动器还具有快速傅立叶变换(FFT)的功能,测算出设备的机械共振点,并通过陷波滤波方式消除机械共振。 一般情况下,这种数字式交流伺服系统大多工作在半闭环的控制方式,即伺服电机上的编码器反馈既作速度环,也作位置环。这种控制方式对于传动链上的间隙及误差不能克服或补偿。为了获得更高的控制精度,应在最终的运动部分安装高精度的检测元件(如:光栅尺、光电编码器等),即实现全闭环控制。比较传统的全闭环控制方法是:伺服系统只接受速度指令,完成速度环的控制,位置环的控制由上位控制器来完成(大多数全闭环的机床数控系统就是这样)。这样大大增加了上位控制器的难度,也限制了伺服系统的推广。目前,国外已出现了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环数字式伺服系统,使得高精度自动化设备的实现更为容易。 该系统克服了上述半闭环控制系统的缺陷,伺服驱动器可以直接采样装在最后一级机械运动部件上的位置反馈元件(如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等),作为位置环,而电机上的编码器反馈此时仅作为速度环。这样伺服系统就可以消除机械传动上存在的间隙(如齿轮间隙、丝杠间隙等),补偿机械传动件的制造误差(如丝杠螺距误差等),实现真正的全闭环位置控制功能,获得较高的定位精度。而且这种全闭环控制均由伺服驱动器来完成,无需增加上位控制器的负担,因而越来越多的行业在其自动化设备的改造和研制中,开始采用这种伺服系统。 三、直线电机驱动技术 直线电机在机床进给伺服系统中的应用,近几年来已在世界机床行业得到重视,并在西欧工业发达地区掀起"直线电机热"。 在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节,把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为"零传动"。正是由于这种"零传动"方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。 1.高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件(如丝杠等),使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷。 2.精度直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度。 3.动刚度高由于"直接驱动",避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象,同时也提高了其传动刚度。 4.速度快、加减速过程短由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500Km/h),所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进个速度(要求达60~100M/min或更高)当然是没有问题的。也由于上述"零传动"的高速响应性,使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。 5.行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机,就可以无限延长其行程长度。 6.运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触),其运动时噪音将大大降低。 7.效率高由于无中间传动环节,消除了机械摩擦时的能量损耗,传动效率大大提高。 直线传动电机的发展也越来越快,在运动控制行业中倍受重视。在国外工业运动控制相对发达的国家已开始推广使用相应的产品,其中美国科尔摩根公司(Kollmorgen)的PLATINNMDDL系列直线电机和SERVOSTARCD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统,它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、较高的定位精度和平滑的无差运动;德国西门子公司、日本三井精机公司、台湾上银科技公司等也开始在其产品中应用直线电机。 四、可编程计算机控制器技术 自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器(ProgrammingLogical nbsp;Controller,PLC)问世以来,PLC控制技术已走过了30年的发展历程,尤其是随着近代计算机技术和微电子技术的发展,它已在软硬件技术方面远远走出了当初的"顺序控制"的雏形阶段。可编程计算机控制器(PCC)就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器。 与传统的PLC相比较,PCC最大的特点在于它类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。传统的PLC大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新。这样处理方式直接导致了PLC的"控制速度"依赖于应用程序的大小,这一结果无疑是同I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。PCC的系统软件完美地解决了这一问题,它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台,这样应用程序的运行周期则与程序长短无关,而是由操作系统的循环周期决定。由此,它将应用程序的扫描周期同外部的控制周期区别开来,满足了实时控制的要求。当然,这种控制周期可以在CPU运算能力允许的前提下,按照用户的实际要求,任意修改。 基于这样的操作系统,PCC的应用程序由多任务模块构成,给工程项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求,如运动控制、数据采集、报警、PID调节运算、通信控制等,分别编制出控制程序模块(任务),这些模块既独立运行,数据间又保持一定的相互关联,这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后,可一同下载至PCC的CPU中,在多任务操作系统的调度管理下并行运行,共同实现项目的控制要求。 PCC在工业控制中强大的功能优势,体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS(分布式工业控制系统)技术互相融合的发展潮流,虽然这还是一项较为年轻的技术,但在其越来越多的应用领域中,它正日益显示出不可低估的发展潜力。 五、运动控制卡 运动控制卡是一种基于工业PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为:(1)为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求;(2)在各种工业设备(如包装机械、印刷机械等)、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中,急需一个运动控制模块的硬件平台;(3)PC机在各种工业现场的广泛应用,也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。 运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制优秀,大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地,运动控制卡与PC机构成主从式控制结构:PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等);控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在DOS或Windows系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。 这种运动控制模式在国外自动化设备的控制系统中比较流行,运动控制卡也形成了一个独立的专门行业,具有代表性的产品有美国的PMAC、PARKER等运动控制卡。在国内相应的产品也已出现,如成都步进机电有限公司的DMC300系列卡已成功地应用于数控打孔机、汽车部件性能试验台等多种自动化设备上。 六、结束语 计算机技术和微电子技术的快速发展,推动着工业运动控制技术不断进步,出现了诸如全闭环交流伺服驱动系统、直线电机驱动技术、可编程计算机控制器、运动控制卡等许多先进的实用技术,为开发和制造工业自动化设备提供了高效率的手段。这也必将促使我国的机电一体化技术水平不断提高。 机械工业论文:机械工业技术吸收能力论文 1研究回顾 东道国企业的吸收能力影响FDI技术外溢的效果,这已得到诸多学者的普遍认可。Borenszteinetal的研究表明:单纯的FDI流入并不直接导致技术外溢效应,FDI是否能促进东道国经济的技术进步,从而最终推动经济增长还取决于东道国的吸收能力如何。Borenszteinetal首次运用人力资本作为吸收能力的指标将东道国的吸收能力具体量化,其研究结果表明FDI与东道国的人力资本相结合对经济增长起到了明显的推动作用;进一步的研究还发现,FDI的技术外溢作用存在“临界水平”,即只有当东道国人力资本存量足够丰裕时,东道国才能吸收FDI的技术外溢。Olfsdotter(1998)认为除了东道国的人力资本存量之外,经济开放度、政府政策、人口增长率、基础设施状况乃至行政效率、知识产权保护度等因素同样起着重要作用。Alfaroetal(2000)则认为东道国的金融市场效率是影响其吸收能力的关键因素。Markusen Vanables(1998)用具有技术优势的外资企业与东道国内部门的链接效应(LinkageEffect)来考察东道国的吸收能力。Kinoshita(2000)将研发的作用分为两部分:一是研发的创新作用;二是研发的学习效应,即东道国国内研发的增加将提高国内企业对FDI技术的吸收效果。 我国学者赖明勇、包群、阳小晓(2002)通过实证研究表明在影响我国外商直接投资的众多因素中,人力资本存量起到至关重要的作用,我国人力资本存量的丰裕度决定了对FDI的技术扩散效应的吸收程度。张斌盛、唐海燕(2006)选取留学回国率和外资就业率作为人力资本流量的指标,与传统的人力资本存量指标一起纳入模型进行回归和比较分析,结果表明,FDI和人力资本相结合与经济增长呈显著正相关,尤其是留学回国率以及外资就业率与FDI的结合,其正效应更为显著。 2我国机械工业吸收能力对FDI技术外溢的制约分析 (1)我国机械工业研发经费不足,技术基础薄弱,制约了对FDI技术外溢的吸收。国际上一般认为,研发经费支出占销售额的比重达2%时,企业才可能维持生存,而达到5%时才有竞争力。比较而言,我国机械工业行业许多内资企业还未达到2%的水平,与跨国公司存在巨大差距。研发投入是技术创新优势的来源,也会影响到外商投资企业与国内供应商之间建立关联而产生的技术外溢效应的大小。我国企业要想提高自身技术吸收能力,还需要进行较大的投资,这只有一些大型企业才能做到。而我国机械工业中尽管有些国有企业规模很大,但是,真正能够在国际上具有很强竞争力的企业还屈指可数。目前我国机械工业多数企业经营规模小,未能形成一批占有较大市场份额、具有国际竞争力的大企业和企业集团,也未能形成一大批专业化协作配套厂。而且生产的产品品种少,技术含量低,质量不稳定。如我国国产金属切削机床中,数控机床仅占2.8%,而日本1987年已达30%,德国1990年达54%。我国一些机械产品的质量标准总体上低于发达国家,国家标准与国际标准存在差距;高新技术产品、机械基础产品和重大技术装备成套供应能力不能满足市场需求,长期依赖进口;中低档机械产品出现结构性过剩,积压严重。由于我国机械工业中间产品生产企业的规模一般都较小,在所生产的中间产品的性能、质量稳定性和多样性等方面与跨国公司的要求相比存在着较大差距,导致跨国公司难以与之建立起后向联系。而且我国企业在技术及管理水平上与跨国公司的差距大,双方难以建立平等的合作伙伴关系,跨国公司觉得培植当地供应商的成本太高,从而选择国外进口中间产品。而跨国公司如果与我国企业之间的联系微弱,其中间产品来源于国外,产品在国际市场上销售,子公司的经济活动只是充当了一个组装中心的功能,那么就很难对我国经济产生技术溢出。 (2)我国机械工业人力资本水平低对FDI技术外溢吸收的制约。由中国机械工业联合会、中国机械冶金建材工会组成联合调查组于2005年的一项调查表明:目前我国机械行业高级技工所占比例小且年龄结构老化。据对87家机械行业国有大中型企业调查统计,生产工人中,高级技师和技师、高级工、中级工、初级工、无等级工分别占工人总数的2.26%、13.54%、31.77%、34.34%和18.09%。87家企业中,中级工、初级工、无等级工所占比例达84.2%。这与工业发达国家高级技工占40%的比例相差甚远。从调查情况看,高技能人才奇缺,后继无人严重。以调查的企业数据为例,高级技师仅占工人总数的0.26%,技师占2%。而且近70%的中级工、初级工(不含无等级工)只有中等以下文化程度,这种素质状况远不能适应高、新、精设备对操作工的需要。高级人才、技术人员的匮乏必然会影响到外资企业对我国机械工业的技术转移和扩散。跨国公司子公司需要在东道国雇佣熟练劳动力和高素质的管理人员,如果当地劳动力素质与跨国公司的要求存在着较大的差距,就会加大跨国公司的进入成本。因此,由于人力资本的限制,我国难以吸引资本技术密集型的跨国公司进入,同时也不能有效吸收跨国公司扩散的技术。(3)政策、体制不完善也影响到FDI对我国机械工业技术外溢的大小。这主要表现在以下几方面:第一,我国科技体制改革不到位。我国机械工业比较分散,开发能力建设上过多注重行业研究所研究能力的提高,每个产品都有归口研究所,产品开发主要依靠研究所,而没有重点把产品开发能力放在企业进行。同时,对于大量尚不具备建立开发中心能力的中、小企业,政府未能充分利用科研院所力量,为其提供技术支持,建立起技术开发支撑体系。在这种背景下,希望提高技术水平从而进入跨国公司全球分工体系的企业既得不到科技资源,也难觅技术支持和帮助,外资企业在国内市场遭遇不到有力的竞争。这样,技术外溢既缺乏有效的利益激励,也缺乏有力的竞争促进,技术外溢的步伐就会相应放慢。第二,通过FDI引进技术的管理体制上还不完善。未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关,加之缺乏支持机械装备国产化的激励政策,致使许多引进项目消化吸收缓慢,国产化程度低,发挥作用有限。就已引进的技术看,从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产,一般要用三年以上时间,大型复杂装备的消化周期还要拉长。第三,劳动力市场不完善。人员流动是产生FDI技术外溢的重要途径。在跨国公司的高薪诱导下,大批国有企业技术人员流向外资企业,却很少看到外资企业的管理人员与技术人员回流到国有企业。在人才流动方面,主要是在外资企业之间流动。人员流动带来技术溢出也包括跨国公司的管理和技术人员离开跨国公司后自己创业。这需要国内存在较为健全、完善的金融与资本市场,但从现在的情况看个人创业的困难较大,特别在融资渠道方面还不够通畅,贷款担保风险投资基金业的发展尚显不足。第四,知识产权保护制度不完善。知识产权保护不力,使得外资企业更加注重对技术的严格保密,也不能更有效地发挥我国机械工业企业在技术上自主创新的积极性。据机械工业联合会的统计,目前工业发达国家的新产品贡献率52%,我国仅为5.9%。具有自主知识产权优秀技术的产品少,克隆产品较多。这样的结果除了自主创新能力削弱之外,还容易遭到侵权指控。即使出现了自行研制的技术,也很容易被指责为“剽窃”。中国不久前自行研制的“CM1海豚”磁悬浮列车还没有试运行,就被德国一些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”。 3提高技术吸收能力促进FDI技术外溢效应的对策 首先,加强机械工业人才队伍的建设。结合行业和企业的发展实际,积极支持和指导企业对各类人才队伍的建设工作,特别是要充分利用现有资源,加强对各工种岗位技能工人的培养,通过继续教育、技术比武、职业培训、技能鉴定等多种方式,加快提高技能工人队伍的整体素质。此外还应建立有效的激励机制,充分发挥技术人才的创造性与积极性。确实落实国家有关技术入股、技术参与分配的政策,鼓励有真才实学的技术人才开发新技术、新产品,或应用高新技术提高传统机械产品的技术水平。 其次,努力推进技术创新和“产学研”相结合,建立和完善以企业为主体的社会技术创新机制。我国机械工业企业要充分利用已掌握的自主知识产权,加强与国内外科研单位和企业合作,充分利用并整合国际国内先进技术,扩大市场占有份额。按照市场经济规律,利用产业集群的载体,以企业为主体,以高校和工业研究院等科研院所为依托,促进产学研紧密结合,加快对机械行业亟待解决的科技问题、重点项目的研究和重点产品的技术升级、以及产品前沿性的研究和攻关,形成三者互相合作、合理分配和利用资源、研发成果共享的创新局面。这样不但会使创新能力增强,而且还可以加快新技术的扩散,可以使机械工业生产力总体水平在较短时期内迅速提高。 再次,增加我国企业研发投入。要解决研发资金不足的问题,首先应转换企业经营机制,使企业在市场竞争中不断提高自身实力。只有实力提高了,才有更多的资金投入到研发活动中。同时,政府也应有辅助投资并且给予相应的鼓励政策。在有关机械工业的科技计划中,增加创新技术研发的比重以及重大技术机械装备国产化专项基金的预算。在原行业技术发展基金的基础上,可重组成立国家产业技术基金,重点用于支持共性、基础性、关键性和竞争技术的研发。另外,要健全、完善金融市场,为国内企业提供良好的融资渠道。尤其是要大力发展科技信贷业务,扩大金融机构对企业的科技投入。 机械工业论文:机械工业行业技术发展论文 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了部级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 机械工业论文:机械工业技术政策研究论文 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:机械工业技术引进研究论文 【内容提要】机械工业技术引进是中国技术引进的主体和缩影。本文回顾了建国50年来中国机械工业技术引进的四个发展阶段:50年代主要从前苏联和东欧国家大量引进成套设备和技术,建设了一批机械工业基地,奠定了中国机械工业与机械科技发展的基础;60年代技术引进转向日本、西欧等资本主义国家,由于受国内外政治气候的影响,技术引进规模较小,进展迟缓;70年代技术引进扩大到整个西方国家,出现了两次进口成套设备的高潮,带有一定程度的盲目性;改革开放以来,机械工业技术引进进入了全方位、多形式、多层次的新的历史发展时期。文章还对中国机械工业技术引进中正反两方面的经验与教训进行了总结与评述。 【关键词】中国/机械工业/技术引进 【正文】 历史昭示人们,技术引进是实现技术进步的一条捷径,几乎所有“后发”国家都是从引进和模仿先进国的科学技术“起家”的,日本和韩国是这方面的典范。中国的机械工业也是在引进和利用国外技术的基础上逐步发展起来的。建国50年来,机械工业的技术引进在曲折前进中大致经历了以下四个发展时期。 一、50年代从前苏联和东欧国家成套引进先进技术装备 解放初期的中国是一个“一穷二白”的农业大国,工业基础脆弱,以修配为主的机械工业尚未形成独立的制造业,且技术十分落后。根据国民经济恢复和“一五”建设的需要,国家确立了大力引进国外先进技术提高本国技术水平的方针。由于当时美、英等西方资本主义国家对新生的社会主义中国采取“封锁禁运”的“冷战”政策,因此50年代我国技术引进的来源国主要是前苏联和东欧社会主义国家。“一五”期间的技术引进是以苏联援建的156项重点工程项目为优秀,以引进重工业部门所需大型成套设备为重点而展开的。据国家外贸部门统计,1950-1959年,我国共签订成套设备等合同约450个,其中与前苏联和东欧国家签订的成套设备合同分别为215项和108项,与西方国家只签了3项,另外还进口了单项设备120余项。以上引进项目共花外汇约27亿美元,其中成套设备占用汇总额的90%以上,所有费用主要由前苏联以低息或无息贷款方式提供。通过156项重点工程的建设和成套技术装备的引进,中国在短短几年内便恢复和建立了钢铁、机械、电力、煤炭、石油、化工等工业,形成了中国工业体系的总体布局,奠定了中国现代化工业建设的初步基础。 在前苏联援建的156个项目中,第一机械工业部有21项,原民主德国也援建了我们2个项目,另引进捷克斯洛伐克制造技术自行设计了上海三大动力设备厂。前苏联援建的这些项目都是我国机械工业的基础性、关键性项目和空白项目。除援建项目之外,机械工业部门还通过技术合作和贸易协定方式,获得了一批主要由国内自行设计和建设的50多个机械工业项目所需的制造图纸、工艺流程、专家咨询和项目所需设备及其它技术物资。〔1〕 50年代特别是“一五”期间,中国机械工业从苏联和东欧国家成套引进先进技术装备的成效是巨大的,主要体现在: 一是在苏联援建下,通过成套项目引进,中国机械工业建立了一批大型骨干企业和重点企业。由于实行高度集中的计划管理体制,使整个机械工业系统的技术引进工作成为通盘规划、统筹部署、协同作战的有序行动,故而这些机械工业基地建设速度快、周期短、效益高。如第一汽车制造厂从1953年7月开工到1956年10月验收投产,只用了三年时间就建成了新中国第一个大规模的汽车制造厂。 二是由于在引进成套设备的同时附带引进了设备设计图纸和工艺技术,并将消化吸收引进技术与国内设计试制及发展新产品结合起来,从而较快地掌握了一大批先进技术装备和重大产品的设计制造技术。在“一五”期间,中国机械工业发展的四千多项新产品中,有三分之二以上是以苏联图纸及测绘仿制为基础,从小到大,从简单到复杂,从单机到成套,逐步试制发展起来的。 三是学习了前苏联从选择厂址、工厂设计、建筑施工、设备安装、工艺设计、人员培训、组织生产一直到开工运转等一系列基本建设的管理程序和生产技术,并积累了对外贸易的经验,培训了一大批工程技术人员、管理人员、技能工人以及留学生和外贸人员,这些都在以后几十年的机械工业建设中发挥了重要作用。 四是积极学习和推广了许多前苏联的先进工艺技术,改变了我国机械企业工艺落后的面貌。 通过50年代特别是“一五”期间的技术引进和大规模经济建设,中国机械工业在短短几年内便实现了从修配仿制向自行设计制造的过渡,并初步形成了中国的机械工业体系,技术发展能力大大提高,经济效益直线上升。“一五”期间,机械工业总产值增长2.6倍,平均年增长率达29%,创造了机械工业发展史上的奇迹:机械工业为国民经济各部门提供技术装备的能力大增强,“二五”期间,我国经济建设所需要的各种机械设备的自给率高达80%以上。〔1,3〕 这段历史启示我们,引进技术是提高中国机械工业技术发展能力,加快机械工业建设速度的重要手段。只要合理规划,集中力量,重点建设,并将技术引进与消化吸收相结合,就能在技术落后的情况下,辟新路,走捷径,迅速缩小与先进国家的技术差距。但是,我们也要看到,技术来源的单一性对机械工业以后的生产发展、技术进步和管理体制也带来了一定的负面影响,把主要精力集中在建设施工和投产达标上,不可避免地轻忽了本国成套设备制造水平和创新能力的提高,淡化了本国研究开发力量的培育与成长,导致发展后劲不足。这些问题,在50年代后期已引起政府部门的警觉,并采取措施作了一些纠正。但由于此时中苏关系有所淡化,加之1958年的“”强调要独立自主大办机械工业,使“一五”时期掀起的技术引进热潮随之也有了大的回落。 二、60年代从日本和西欧引进先进设备与技术 1960年,中苏关系破裂,前苏联单方面撕毁合同、撤走专家,中断了与中国的经济技术合作,迫使我国将引进技术的对象转向资本主义国家。由于对日外交的成功,中日经济技术贸易解冻。1964年,中国机械工业首次从日本引进了10多个品种的气动、电动量仪制造技术和成套设备,1965年以后又引进了液压元件等制造技术和设备,建立了相应的工厂。 1964年1月中法建交,冲破了西方国家长期孤立中国的政策樊篱,中法技术合作开始升温。从1965年起,一机部从法国购买了4种重型汽车产品设计和制造工艺资料,由相应的汽车厂消化吸收。这是首次采用购买软件的方式引进技术。这一时期机械行业还从西德、英国等西方国家引进了一些设备和技术,从而弥补了从前苏联和东欧引进技术之不足。 在国民经济调整时期,为解决经济发展中“吃、穿、用”等的薄弱环节,国内有关部门先后从日、英等10个资本主义国家引进化纤、冶金、石化等方面的成套设备和技术计84项,用汇总额达3亿美元。〔2〕这些设备的引进提高了这些部门的技术水平和生产能力。 为了制造急需的大型成套设备,在此期间,中国还通过举办工业展览会、开展技术交流、组织专家出国考察、加强情报资料搜集分析、对样机进行测绘仿制等方式引进和消化吸收国外先进技术,在此基础上,使用、设计、制造和研究部门之间进行密切合作和协同攻关,设计制造出了包括万吨模锻水压机在内的九大冶金成套设备等一批接近或达到当时世界先进技术水平的成套设备和新产品。“”开始后,机械工业技术引进工作基本陷于停顿状态。 总之,60年代是中国机械工业技术引进的滞缓期,引进规模较小,经济技术效益较差。由于缺乏技术贸易的经验,对国际技术贸易的原则和惯例缺乏了解和研究,结果比别国多花了成倍的却引不进西方国家的关键制造技术,因此很难翻版仿制。但由于当时我国的技术力量已有一定发展,机械工业开始走上以样机测绘、仿制与自行设计制造相结合的发展道路。广大机械科技人员发扬自力更生精神,依靠自身技术力量不仅完成了前苏联遗留下来的建设项目,而且使整个机械科技水平有大的提升,个别技术领域已赶上世界先进水平。 三、70年代从整个西方国家引进先进设备与技术 60年代末、70年代初,国际关系处于急剧动荡之中,各种政治力量重新分化、组合成新的世界格局。1971年10月,中国在联合国的合法席位得到恢复。从1972年起,中国先后同美国、加拿大、澳大利亚等一系列西方国家建立了外交关系,西方国家一向奉行孤立和封锁中国的政策而向中国长期关闭的官方经济技术合作的闸门终于被打开了,技术引进工作也出现了新的高潮,中国开始扩大从美国、前联邦德国、日本、英国、法国等国引进设备与技术的规模。70年代前半期,我国尚未改变过去进口成套设备的做法。1973年1月,国家制定了进口43亿美元成套设备和单机的方案(即“四三方案”)。仅1973年就进口设备77项,合同成交额12.2亿美元。进口重点放在化工、石油、冶金、煤炭、电力等部门。1976年,一机部随“四三方案”也引进了一批关键设备和技术,如杭州汽轮机厂的工业汽轮机、南京汽轮发电机厂的燃气轮机等9个成套项目,对提高中国机械工业制造技术水平起到重要促进作用。上述这些批准建设的项目因为受“”的干扰,有些被迫暂缓执行,有些建设周期拖长,有些进口设备长期未派上用场。 1976年10月,中国结束了十年动乱,经济建设面临重重困难,亟待进行一段时期的恢复与调整,但当时由于在经济工作上受急于求成的“左”的指导思想的影响,中国经济建设很快进入一个新的高速增长时期,全国基建战线进一步拉长,设备进口和技术引进也随着经济恢复和国门打开再度掀起高潮,并出现了一定程度的盲目性。在1978年的较短时间内一下就签订了成交额达78亿美元的设备进口和技术引进项目合同(其中31亿美元合同是当年最后10天突击签订的),用汇总额超过前几个时期的总和,且全要用现汇支付。成套设备的进口和大型工程项目的建设对促进石油、化工等新兴工业部门的建立与发展起到了一定促进作用。 70年代出现的第二次技术引进高潮与50年代的大规模引进相比,项目更多,用汇额更大,由此暴露出的问题和应当汲取的教训也比较多,表现在:一是各部门热衷于从国外大量进口成套设备,对国产机械设备重视不够,抑制了本国机械制造业向其它工业部门提供技术装备能力的提高;二是注意了硬件设备的进口,忽视了设备设计制造技术与工艺流程的引进,在提高生产能力的同时没有解决好提高国内制造水平的问题;三是没有更好地组织引进单位与研究、制造单位联合对引进技术与设备进行消化、吸收和创新,造成了长期依赖国外技术和大量进口零配件的被动局面;四是付出了高昂的代价,1973-1982年我国进口成套设备和签订技术许可证合同的平均成交额分别高达3287万和107万美元,比国际间高出几倍〔4〕;五是技术引进缺乏统筹规划,出现了盲目签约和大起大落的宏观失控现象。由于短期内引进项目过多、规模过大,拉长了基本建设周期,造成了进口设备的积压与损耗,同时也造成了国家外汇支付的极度紧张。 在进口成套设备时,机械行业曾组织技术力量对部分设备进行测绘仿制,试图由此掌握其制造技术,但收效甚微。事实提醒人们,对于复杂、重大机械设备单纯靠测绘仿制的方法是不能奏效的,必须引进其设计制造技术。因此,自70年代后期开始,单项技术引进开始受到更多重视。从1976年起,在中国技术引进计划中列入“单项技术引进计划”,1977年列入国家引进计划的单项技术共有24项。为了学习外国技术引进的先进经验,1978年4月,一机部派出一个综合技术考察团到南斯拉夫、罗马尼亚进行访问考察,发现南、罗两国的做法与中国大相径庭,他们主要以技术许可、合作生产、合资经营的方式从西方国家引进制造技术,较快地提高了本国机械工业的制造技术水平。南、罗两国在技术引进方面的成功经验受到我国政府部门的重视。一机部随之作出决策,把单项技术引进作为今后技术引进的重点,并在部科技局设立了技术引进处这一专管机构。仅1979年,就签订单项技术引进合同28项。通过几年的实践探索,积累了经验,走出了一条以技术许可、合作生产、技术咨询、合资经营等方式为主引进国外先进制造技术的新路子,在使中国的技术引进从以引进硬件设备为主的初级阶段逐步过渡以引进软件技术为主的高级阶段方面起了先行和示范作用。据统计,1973-1982年,机械工业部门引进的单项技术项数最多,达206项,占全国同期引进单项技术总数279项的73.8%;这一时期机械工业部门仅进口成套设备37项,占全国进口设备总数的448项的8.3%。单项技术引进的总费用虽不到设备进口总费用的5%,但对提高中国机械工业制造技术水平却大有裨益。〔4〕 四、改革开放以来全方位、多形式引进消化国外先进制造技术 (一)新时期机械工业技术引进的进程及特点 中共十一届三中全会确立了对外开放、对内搞活经济的方针,技术引进从此进入了一个新的历史发展时期。自80年代初开始,国家在开辟经济特区和开放沿海城市的同时,陆续制定和推行了一系列鼓励利用外资、引进技术的政策,制定了在“六五”后三年引进3000项先进技术的规划,还向省市下放了技术引进的审批权,增设了对外经济技术贸易窗口。在此大好形势下,机械工业部也加强了对技术引进工作的领导与宏观管理,使机械工业技术引进取得长足进展,引进项目逐渐增多,引进规模迅速扩大,引进效益不断提高。改革开放以来,机械工业技术引进具有以下几项显著特点: 1.从进口设备为主转向以引进单项技术特别是软件技术为主。1981年国务院颁布了《技术引进和设备进口工作暂行条例》,对技术引进和设备进口作出明确界定,并特别强调要严格限制成套设备进口,着重引进先进适用技术,以后又了《技术引进合同管理条例》等一系列法规,以保证技术引进朝着规范化方向发展。根据国家这些规定,机械行业加大了以先进制造技术类软件技术为主的单项技术的引进力度,其引进的单项技术占了全国单项技术引进的“大头”,引进的“硬件”也主要是国内难以制造的样机、关键设备和测试仪器。 2.技术引进全方位化。80年代初以来,机械工业技术引进已经突破了地区的局限,引进国别扩大到世界各大洲的几十个国家和地区(其中以从德国、美国和日本三国引进的项目最多)。除了继续从发达国家引进技术外,还发展了同新兴工业化国家、发展中国家和地区的技术贸易关系。 3.引进技术重点比较突出。一是结合国家重点建设项目等的需要,引进重大成套设备、大型设备及其设计制造技术,如50万伏高压输变电设备、30万和60万KW火电成套设备、宝钢大型冶金成套设备等;二是为了提高机械工业基础制造技术水平,引进“三基”(基础机械、基础零部件、基础材料)制造技术;三是结合“三上一提高”和企业技术改造,引进合金钢铸造技术、负压造型铸造技术等关键工艺技术;四是为了填补我国在机械科技前沿领域中的某些缺项以及配合国家重点科技攻关计划,有重点地引进一些先进制造技术和新兴、尖端产品技术,如威海精密机床附件厂结合国家经委“七五”期间国家12项引进技术消化吸收重点项目中“数控机床国产化”项目,从美国引进了镗铣类机床工具系统的制造技术;五是结合我国各行业发展需要,有重点地引进一些重点产品、特殊产品的设计制造或组装、测试技术。〔5,6〕 4.技术引进方式多样化。70年代末以来,中国机械工业技术引进的另一个显著特点是引进方式朝着多样化方向发展,其中最常见的几种引进方式是: 许可证贸易。这是技术引进的高级形态,也是当前国际技术贸易中最常见的一种基本形式。在许可证贸易中,技术转让的内容包括专利、专有技术和商标,中国机械工业引进的主要是设计制造方面的专有技术。80年代以来,机械工业引进技术的半数以上是采取许可证贸易方式引进的。这种引进方式不仅花外汇少,而且容易获得先进制造技术。 进口设备带制造技术。这是技术引进的较初级形态,对引进方技术要求一般不高,因此是技术不太发达国家采用的技术引进方式,在50年代中国机械工业基础尚薄弱的情况下也成功地采用了这种技术引进方式。80年代以来,中国机械工业仍有大批项目是采取这种方式引进的。这种引进方式风险小,形成新产品生产能力快,在国内尚无能力设计制造这类产品或设备的情况下可起到填补设备生产能力缺口的作用。但进口设备带进制造技术的方式投资大、用汇多,也不易学到关键技术,还会增加对外国零部件和配套技术的依赖性,也制约了本国科研与设计制造能力的提高。因此,随着我国机械工业科技水平的不断进步,应该尽量少采用这种方式引进技术,尤其要限制成套设备和生产线的进口。 咨询诊断。这是一种灵活实用、用汇不多的技术引进方式,其内容包括产品设计咨询、技术改进咨询、决策咨询、可行性论证、企业诊断等。如80年代初,我国柴油机行业的不少厂家曾委托英国、奥地利的几家著名发动机咨询设计公司改进柴油机的设计,收到良好效果。 合作生产。通过与外商特别是跨国公司合作生产,可以较快地学到国外的先进制造技术和管理经验,提高企业的生产技术水平和管理水平。对于象数控机床、宝钢大型冶金成套设备、大型发电机组之类技术要求高的大型、关键、复杂设备的研制生产,我国机械工业都成功地运用了合作生产的方式。 外商直接投资带进技术。改革开放以来特别是市场经济体制建立以来,中国利用外资、合资经营步伐加快,从1981年12月机械部批准与美商合作经营湖北派克密封件厂以来,到1994年,仅机械部系统就有“三资”企业2862家,外方投资金额35亿美元。随着境外资金(包括世界银行贷款)的进入和外资企业的建立,机械工业也引进了一大批较先进的设备和制造技术以及先进管理方法,提高了机械产品的档次和技术水平。 除上述引进方式外,机械行业采取的其它引进方式还有:技贸结合、“三来一补”(来料加工、来件装配、来图制造、补偿贸易)、合作研究、购买技术资料或软件、人才培训、引进国外智力、购买二手设备以及联合引进等。 (二)对引进技术的消化吸收及其成效 在80年代前半期的技术引进热潮中,中国机械工业引进了一大批先进技术,“六五”期间仅机械部系统就签订了技术引进合同785项。因此,“七五”及以后时期,机械工业在引进技术的同时,也加强了对引进技术的消化吸收与发展创新工作。根据国务院于1986年颁布的《引进技术消化吸收工作条例》精神,机械部也颁发了《机械工业部引进技术消化吸收工作暂行管理办法》等管理规章,并制定了技术引进消化吸收重点项目计划。1996年,机械部又制定了《机械工业引进技术项目消化创新指南》,并要求各省、市级主管厅、局和技术引进单位也要编制技术引进项目的消化吸收计划。 通过采取上述一系列措施,特别是随着90年代对技术引进管理力度的加大,中国机械工业引进技术的消化吸收、发展创新与国产化工作进入到一个新的发展时期,取得了显著成效,表现在:〔6,7〕 1.掌握了一批重大技术装备的关键制造技术。1983年以来,机械工业部门紧密结合国家重点工程建设,组织全国上千个企事业单位和上万名科技骨干,通过与国外合作生产、合作设计、合作研究等方式先后对30万和60万KW火电机组、宝钢大型冶金设备六大主机、2000万吨级露天矿开采系统等12项重大技术装备展开仿制和自行研制工作,使机械工业多年来没有完成的一些重大技术装备得以研制成功并投入生产运营,国产化水平不断提高。截止1993年底,已累计完成40多项设备并在50多项重点建设和技改工程中投产应用,其中15项成套设备基本上实现了国产化,并在30多项工程中推广应用,为国民经济建设做出了重要贡献。 2.促进了企业的技术改造、技术升级和产品结构优化。中国机械行业从1978年至今共引进了二千多项先进技术,重点骨干企业基本上都引进了国外技术。通过消化吸收与自主研究开发,促进了产品的更新换代,提高了整个机械工业的技术水平。通过80年代的技术引进,使我国机械工业50-60年代水平的部分老产品,约有1/5的品种一下跃迁到70年代末、80年代初的国际水平,缩短了近20年的技术差距;而“八五”期间机械工业在引进基础上发展的新产品,90%以上达到了国际70年代末、80年代初的技术水平,50%以上达到80年代中末期的水平。许多先进制造工艺技术与设备也得到推广应用。 3.用引进技术生产替代进口产品,同时推动了机械产品的出口。在消化引进技术基础上,中国机械工业的一批关键设备和通用机电仪产品技术水平和质量有明显提高,已可替代进口和提供出口。到1990年底,已推荐可替代产品25批1911项。企业反馈信息显示,1989年替代产品销售额达22.8亿美元,并出口创汇10亿美元。通过对引进技术的消化吸收,也提高了中国机械产品的出口创汇能力,出口额连年增长。1996年机械工业出口创汇299亿美元,机械产品出口额在全国外贸出口总额中比重已由1991年的12.3%提高到1996年19.8%,成为中国外贸出口的第二大支柱行业。 4.提高了企业的经济效益和市场竞争力。如由原机械部牵头组织的共有47个单位参加的《“八五”国家重大引进技术消化吸收计划》10大项目之一的“新型推土机和装载机关键零部件”项目,以从美国卡特皮勒公司引进的推土机、装载机等五种主机关键零部件技术为对象进行消化吸收,项目完成后产品质量可以达到80年代世界先进水平,主机及零部件的国产化率分别超过80%和85%,年新增销售收入20亿元。 (三)改革开放以来机械工业技术引进中存在的问题 改革开放以来,中国机械工业共引进技术二千多项,其中软件技术占全国的1/3以上,是引进项目最多,引进内容最广的行业,在促进机械工业科技进步,推动机械企业技术改造,提高国民经济各部门技术装备水平方面发挥了重要作用。但也存在不少应引以为训的问题: 1.引进技术的结构不够合理。80年代以来,机械工业单项技术引进虽有明显增加,但引进技术结构中硬件比例仍然偏高,工艺技术引进比例偏低,这在“八五”期间表现得尤为突出。如1992-1995年,机械工业系统进口成套设备、关键设备和生产线带制造技术的项目数占引进技术项目总数的42-68%,引进费用占引进总额的80%以上〔6〕。进口设备和生产线虽省时省事,能迅速提高生产能力,取得立竿见影的经济效益,但用汇高,也难以引进真正先进的制造技术,还得长期花外汇购买配套件。例如,仪表系统“六五”期间为生产引进技术产品,进口零配件所花外汇达5870万美元。 2.引进技术与消化吸收失衡。由于只注重技术引进的投入,不重视消化吸收的投入,把主要精力和资金放在引进投产上,未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关,加之缺乏支持装备国产化的激励政策,致使许多引进项目消化吸收缓慢,国产化程度低,发挥作用有限。就已引进的技术看,从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产,一般要用三年以上时间,大型复杂装备的消化周期还要拉长。有的产品投产后性能指标达不到进口产品水平,形不成规模经济效益。制造难度大的大型成套设备的国产化水平更低。例如,中国从70年代就开始大规模引进国外先进的大型石化成套装备,但始终没有解决好国产化问题。按大型石化设备采购额计,1985年国产装备市场占有率仅为10%,1997年也只有20%左右。由于技术引进与国内消化吸收及自主开发结合不紧密,导致机械工业技术引进仍停留在掌握已有技术、提高国产化率的较低层次上,没有上升到形成自主开发创新能力上来,因此也就难以走出“引进——落后——再引进——再落后”的“Zeno悖论”的陷阱。 3.宏观调控乏力,重复引进现象严重。由于宏观调控乏力,审批把关不严,缺乏权威性的引进规划和综合性、全局性分析论证,加之体制上条块分割以及长官意志作梗等原因,导致大型装备、高档消费品生产线和中小型机电产品的盲目进口和重复引进。在90年代境外直接投资大量涌入的时候,这种“引进竞赛”问题变得更加突出。如在重大成套设备引进方面,自70年代以来,中国从国外引进的化肥生产装置就有120多套,花外汇48.1亿美元,其中大部分是近10年来利用外资引进的;同期还引进了乙烯装置20套,聚乙烯装置21套等,共耗资达200多亿美元。重复引进大化肥和石化成套装置数量之多、耗资之巨、持续时间之长在世界上绝无仅有。〔8〕大型设备引进是如此,单项技术的重复引进现象也比较严重。重复引进不仅花费了大量的外汇,加剧了国家建设资金的紧张,更严重的是使国内的机械制造能力闲置,技术水平得不到提高,窒息了民族工业及制造科技的发展。如果我们学习日本“一号机进口,二号机改进,三号机出口”的经验,按照一仿二改三创造的原则只进口少量生产线和样机并对制造技术加以消化吸收,那就会别有一番景象。 4.不讲究引进策略。不少单位把主要精力放在出国、谈判、签约等具体性事务上,较少注意总结经验和进行引进前的可行性论证,更缺少具有理论性、战略性、前瞻性的系统谋划。由于缺乏对外贸易经验,不熟悉国际惯例,不了解国际市场行情,不研究引进策略,致使机械工业技术引进费用偏高,平均每项比日本高出3~8倍;有的专利已过期,有的技术已淘汰,有的产品环保部分严重不合格,却白白搭上大量外汇去引进,造成不应有的损失。 五、历史给我们的几点启迪 回顾建国50年来机械工业技术引进的曲折发展历程,认真总结其正反两方面的经验与教训,可以得出以下几点启示: 1.必须正确选择技术引进的内容与方式。目前,中国机械工业已有比较雄厚的物质技术基础,已没有必要再象50、70年代那样为提高生产能力而花费大量外汇去进口大批成套设备,以减少对外国技术的依赖性,增强本国的自主开发能力。在我国机械工业今后的技术引进工作中,必须学习先进国的成功经验,不断加大单项技术在技术引进结构中所占的比重,而单项技术又要以先进适用的设计制造技术和关键、共性技术以及管理技术等“软件”技术为主。也就是说,凡是国内有一定技术装备基础,引进技术后自己就可以制造的,就决不进口设备;凡是购买关键设备或部分关键部件就可以配套生产的,决不进口成套设备或整机;凡是进口国内急需而又不能制造的硬件设备,必须同时引进其设计制造技术。只有这样,才能以最小的代价获得最大的引进效益。 在引进技术的内容上,要根据机械行业发展需要和市场需求,结合自身的技术水平、工作基础和配套能力,采用许可证贸易、技贸结合、合资经营、交钥匙工程、顾问咨询等灵活多样并有长期实践基础的引进方式,引进那些投资少、见效快、盈利多、创汇高的先进成熟技术,特别是关键、共性制造技术和重大装备技术。鉴于当前国有机械企业尚未走出低谷、下岗人员增多这一国情,引进技术不能片面追求高、新、奇,而应注意其实用性,主要引进一些有利于缓解劳动力就业矛盾的先进适用技术和国内已有技术所需的配套技术,对国内研究开发工作已经成熟或依靠自身技术力量短期能解决的、国内生产不急需的或不适合中国国情的、暂时消化吸收不了的或难于推广应用的技术及产品,则应限制引进。 2.必须处理好技术引进与消化吸收及自主创新的关系。大家知道,科学无国界,技术却有国界,中国机械工业目前所引进的技术虽然是国际上80年代末、90年代初的先进技术,但大部分是国外处于生产饱和期和即将淘汰的设备和技术,是“二手设备”和“二流技术”,真正先进、尖端或敏感的技术国外是不轻易转让的,甚至对我严密封锁,也无法靠技术贸易方式获取。现代科技发展日新月异,如果中国只重视引进技术和设备,满足于投产、达产,提高生产能力,而不重视发展创新,那就只能永远步别人的后尘。日本技术引进的成功经验,在于走引进创新之路,致力于消化引进的世界各国技术之长;并结合国情加以改进创新,从而后来居上,成为世界经济强国的。据对我国大型机械工业企业在“八五”期间开发成功的92种量大面广的典型新产品的技术来源进行抽样调查,发现主要利用国外技术开发的产品占57%,立足于国内自主开发的只占43%,说明中国机械工业发展主要依赖于引进国外技术的状况尚未发生根本性变化,机械工业消化创新和自主创新能力亟待加强。因此,中国机械工业在今后的技术引进中,必须坚持“洋为中用”和“一学、二用、三改、四创”的原则〔9〕,将学习借鉴和发展创新相结合,将引进先进技术与提高国内科研、设计、制造能力相结合,在加强机械工业技术创新体系与自主创新能力建设的基础上,花大力气搞好技术引进的消化吸收、二次开发与创新工作。要本着“一家引进、联合创新、多方受益、国家得利”的原则,开展多形式、多层次的产学研合作,组织科研、设计、制造、使用单位等多方面力量开展多学科、多技术、多部门的联合攻关,建立起技术引进的联合创新机制和消化吸收的技术联动体系。同时做好引进技术,特别是共性关键的推广应用工作,提高整体技术水平和规模经济效益,进而推动机械产品与技术的出口,实现“引进技术——消化吸收——改进创新——扩大出口”的良性循环。 3.必须加强对引进技术的宏观调控。一是要将技术引进与我国机械工业发展战略和“三大战役”相结合,与机械企业技术改造及机械产品出口创汇相结合,制定出科学系统的引进规划和计划,明确技术引进的战略目标、指导思想、基本原则与重点任务,以指导全行业的技术引进与消化吸收工作;二是强化对技术引进宏观管理,在下放技术引进审批权限的同时,建立权威性的技术引进管理机构,加强对技术引进的宏观导向和重大引进项目的审批,减少和杜绝低水平重复引进和重大、成套项目的盲目引进,保证技术引进的先进性、实用性和效益性;三是进一步完善技术引进的政策法规体系,如产业技术政策、国别政策、消化吸收与创新政策、国产化政策等,以规范各方面的技术引进行为,体现对技术引进与消化创新的政策倾斜;四是运用税收、价格、信贷、财政、汇率等经济杠杆对技术引进加以调节与扶持,如对国内急需的引进项目和骨干企业技术引进项目在关税和产品税上给以优惠,对重大消化吸收项目给予贴息贷款,对市场容量已饱和的引进项目加征关税等。 4.必须搞好可行性论证。为了保证引进的项目在技术上先进、经济上合算、生产上可行,在引进前必须进行详细的调查和充分的可行性论证。要广伸触角,建立技术引进的信息收集与反馈网络及技术引进资料库。要赋予有资格的咨询公司一定的法律地位,规定重大技术引进项目必须由其提供可行性分析报告。在对引进项目特别是重大项目进行技术经济分析时,要从本国的技术、资源和经济条件出发,充分考虑自身的技术力量、消化吸收能力、外汇及资金来源、市场需求、生产条件、环保标准、材料和零部件配套状况以及国际经济形势等方面因素,并对引进项目的消化吸收与国产化前景及可能取得的经济社会效益作出科学预测,在知己知彼的基础上,“货比三家”,选优、择廉引进,只有这样,技术引进才能做到选得准、花钱少、收效高。 机械工业论文:我国机械工业吸收能力论文 摘要:东道国企业的技术吸收能力是影响FDI技术外溢的重要因素,主要分析我国机械工业在人力资本、技术基础等方面的技术吸收能力对FDI技术外溢的制约情况,提出增强技术吸收能力、促进我国机械工业FDI技术外溢的对策建议。 关键词:FDI;技术吸收能力;技术外溢;机械工业 1研究回顾 东道国企业的吸收能力影响FDI技术外溢的效果,这已得到诸多学者的普遍认可。Borenszteinetal的研究表明:单纯的FDI流入并不直接导致技术外溢效应,FDI是否能促进东道国经济的技术进步,从而最终推动经济增长还取决于东道国的吸收能力如何。Borenszteinetal首次运用人力资本作为吸收能力的指标将东道国的吸收能力具体量化,其研究结果表明FDI与东道国的人力资本相结合对经济增长起到了明显的推动作用;进一步的研究还发现,FDI的技术外溢作用存在“临界水平”,即只有当东道国人力资本存量足够丰裕时,东道国才能吸收FDI的技术外溢。Olfsdotter(1998)认为除了东道国的人力资本存量之外,经济开放度、政府政策、人口增长率、基础设施状况乃至行政效率、知识产权保护度等因素同样起着重要作用。Alfaroetal(2000)则认为东道国的金融市场效率是影响其吸收能力的关键因素。Markusen Vanables(1998)用具有技术优势的外资企业与东道国内部门的链接效应(LinkageEffect)来考察东道国的吸收能力。Kinoshita(2000)将研发的作用分为两部分:一是研发的创新作用;二是研发的学习效应,即东道国国内研发的增加将提高国内企业对FDI技术的吸收效果。 我国学者赖明勇、包群、阳小晓(2002)通过实证研究表明在影响我国外商直接投资的众多因素中,人力资本存量起到至关重要的作用,我国人力资本存量的丰裕度决定了对FDI的技术扩散效应的吸收程度。张斌盛、唐海燕(2006)选取留学回国率和外资就业率作为人力资本流量的指标,与传统的人力资本存量指标一起纳入模型进行回归和比较分析,结果表明,FDI和人力资本相结合与经济增长呈显著正相关,尤其是留学回国率以及外资就业率与FDI的结合,其正效应更为显著。 2我国机械工业吸收能力对FDI技术外溢的制约分析 (1)我国机械工业研发经费不足,技术基础薄弱,制约了对FDI技术外溢的吸收。国际上一般认为,研发经费支出占销售额的比重达2%时,企业才可能维持生存,而达到5%时才有竞争力。比较而言,我国机械工业行业许多内资企业还未达到2%的水平,与跨国公司存在巨大差距。研发投入是技术创新优势的来源,也会影响到外商投资企业与国内供应商之间建立关联而产生的技术外溢效应的大小。我国企业要想提高自身技术吸收能力,还需要进行较大的投资,这只有一些大型企业才能做到。而我国机械工业中尽管有些国有企业规模很大,但是,真正能够在国际上具有很强竞争力的企业还屈指可数。目前我国机械工业多数企业经营规模小,未能形成一批占有较大市场份额、具有国际竞争力的大企业和企业集团,也未能形成一大批专业化协作配套厂。而且生产的产品品种少,技术含量低,质量不稳定。如我国国产金属切削机床中,数控机床仅占2.8%,而日本1987年已达30%,德国1990年达54%。我国一些机械产品的质量标准总体上低于发达国家,国家标准与国际标准存在差距;高新技术产品、机械基础产品和重大技术装备成套供应能力不能满足市场需求,长期依赖进口;中低档机械产品出现结构性过剩,积压严重。由于我国机械工业中间产品生产企业的规模一般都较小,在所生产的中间产品的性能、质量稳定性和多样性等方面与跨国公司的要求相比存在着较大差距,导致跨国公司难以与之建立起后向联系。而且我国企业在技术及管理水平上与跨国公司的差距大,双方难以建立平等的合作伙伴关系,跨国公司觉得培植当地供应商的成本太高,从而选择国外进口中间产品。而跨国公司如果与我国企业之间的联系微弱,其中间产品来源于国外,产品在国际市场上销售,子公司的经济活动只是充当了一个组装中心的功能,那么就很难对我国经济产生技术溢出。 (2)我国机械工业人力资本水平低对FDI技术外溢吸收的制约。由中国机械工业联合会、中国机械冶金建材工会组成联合调查组于2005年的一项调查表明:目前我国机械行业高级技工所占比例小且年龄结构老化。据对87家机械行业国有大中型企业调查统计,生产工人中,高级技师和技师、高级工、中级工、初级工、无等级工分别占工人总数的2.26%、13.54%、31.77%、34.34%和18.09%。87家企业中,中级工、初级工、无等级工所占比例达84.2%。这与工业发达国家高级技工占40%的比例相差甚远。从调查情况看,高技能人才奇缺,后继无人严重。以调查的企业数据为例,高级技师仅占工人总数的0.26%,技师占2%。而且近70%的中级工、初级工(不含无等级工)只有中等以下文化程度,这种素质状况远不能适应高、新、精设备对操作工的需要。高级人才、技术人员的匮乏必然会影响到外资企业对我国机械工业的技术转移和扩散。跨国公司子公司需要在东道国雇佣熟练劳动力和高素质的管理人员,如果当地劳动力素质与跨国公司的要求存在着较大的差距,就会加大跨国公司的进入成本。因此,由于人力资本的限制,我国难以吸引资本技术密集型的跨国公司进入,同时也不能有效吸收跨国公司扩散的技术。(3)政策、体制不完善也影响到FDI对我国机械工业技术外溢的大小。这主要表现在以下几方面:第一,我国科技体制改革不到位。我国机械工业比较分散,开发能力建设上过多注重行业研究所研究能力的提高,每个产品都有归口研究所,产品开发主要依靠研究所,而没有重点把产品开发能力放在企业进行。同时,对于大量尚不具备建立开发中心能力的中、小企业,政府未能充分利用科研院所力量,为其提供技术支持,建立起技术开发支撑体系。在这种背景下,希望提高技术水平从而进入跨国公司全球分工体系的企业既得不到科技资源,也难觅技术支持和帮助,外资企业在国内市场遭遇不到有力的竞争。这样,技术外溢既缺乏有效的利益激励,也缺乏有力的竞争促进,技术外溢的步伐就会相应放慢。第二,通过FDI引进技术的管理体制上还不完善。未能很好地组织各设计、制造、施工、使用等单位和产、学、研各方面力量进行协同攻关,加之缺乏支持机械装备国产化的激励政策,致使许多引进项目消化吸收缓慢,国产化程度低,发挥作用有限。就已引进的技术看,从图纸资料的翻译、转移到投入批量生产,一般要用三年以上时间,大型复杂装备的消化周期还要拉长。第三,劳动力市场不完善。人员流动是产生FDI技术外溢的重要途径。在跨国公司的高薪诱导下,大批国有企业技术人员流向外资企业,却很少看到外资企业的管理人员与技术人员回流到国有企业。在人才流动方面,主要是在外资企业之间流动。人员流动带来技术溢出也包括跨国公司的管理和技术人员离开跨国公司后自己创业。这需要国内存在较为健全、完善的金融与资本市场,但从现在的情况看个人创业的困难较大,特别在融资渠道方面还不够通畅,贷款担保风险投资基金业的发展尚显不足。第四,知识产权保护制度不完善。知识产权保护不力,使得外资企业更加注重对技术的严格保密,也不能更有效地发挥我国机械工业企业在技术上自主创新的积极性。据机械工业联合会的统计,目前工业发达国家的新产品贡献率52%,我国仅为5.9%。具有自主知识产权优秀技术的产品少,克隆产品较多。这样的结果除了自主创新能力削弱之外,还容易遭到侵权指控。即使出现了自行研制的技术,也很容易被指责为“剽窃”。中国不久前自行研制的“CM1海豚”磁悬浮列车还没有试运行,就被德国一些媒体和企业指责为“抄袭了德国磁悬浮技术”。 3提高技术吸收能力促进FDI技术外溢效应的对策 首先,加强机械工业人才队伍的建设。结合行业和企业的发展实际,积极支持和指导企业对各类人才队伍的建设工作,特别是要充分利用现有资源,加强对各工种岗位技能工人的培养,通过继续教育、技术比武、职业培训、技能鉴定等多种方式,加快提高技能工人队伍的整体素质。此外还应建立有效的激励机制,充分发挥技术人才的创造性与积极性。确实落实国家有关技术入股、技术参与分配的政策,鼓励有真才实学的技术人才开发新技术、新产品,或应用高新技术提高传统机械产品的技术水平。 其次,努力推进技术创新和“产学研”相结合,建立和完善以企业为主体的社会技术创新机制。我国机械工业企业要充分利用已掌握的自主知识产权,加强与国内外科研单位和企业合作,充分利用并整合国际国内先进技术,扩大市场占有份额。按照市场经济规律,利用产业集群的载体,以企业为主体,以高校和工业研究院等科研院所为依托,促进产学研紧密结合,加快对机械行业亟待解决的科技问题、重点项目的研究和重点产品的技术升级、以及产品前沿性的研究和攻关,形成三者互相合作、合理分配和利用资源、研发成果共享的创新局面。这样不但会使创新能力增强,而且还可以加快新技术的扩散,可以使机械工业生产力总体水平在较短时期内迅速提高。 再次,增加我国企业研发投入。要解决研发资金不足的问题,首先应转换企业经营机制,使企业在市场竞争中不断提高自身实力。只有实力提高了,才有更多的资金投入到研发活动中。同时,政府也应有辅助投资并且给予相应的鼓励政策。在有关机械工业的科技计划中,增加创新技术研发的比重以及重大技术机械装备国产化专项基金的预算。在原行业技术发展基金的基础上,可重组成立国家产业技术基金,重点用于支持共性、基础性、关键性和竞争技术的研发。另外,要健全、完善金融市场,为国内企业提供良好的融资渠道。尤其是要大力发展科技信贷业务,扩大金融机构对企业的科技投入。 机械工业论文:机械工业绿色制造技术管理论文 [论文关键词]绿色制造机械制造可持续发展 [论文摘要]在节约环保的发展趋势下,推行绿色制造技术给机械工业带来了新的发展机遇。本文从分析绿色制造技术的特点入手,阐述了企业在实施绿色制造技术时应遵循的原则,并指出企业推广实施绿色制造技术的主要途径。 一、绿色制造技术的特点 绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式,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产品生命周期中,对环境的影响(负作用)最小,资源利用率最高,并使企业经济效益和社会效益协调优化。其主要特点有以下几点: 1.绿色设计。绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。在设计之初就应在产品生命周期的各个环节都考虑产品的环境属性(如:可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等),并将其作为一个重要的指导原则。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性:它首先是在绿色(节能、环保)设计的原则指导下,在一开始就考虑产品周期全过程的所有因素,包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。在设计过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调,各阶段和整体设计方案、分析评价结果及时进行信息交流和反馈,从而在其设计研发过程中及时改进,使产品设计达到最优化。 2.绿色材料。绿色材料是指在选材时尽量选择无污染或少污染,易回收的材料。为此,一是要多开发绿色材料,并建立绿色材料库;二是设计选材时要注意经济效益与社会效益相协调。 3.绿色工艺。绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约能源、减少污染。绿色工艺与洁清生产密不可分。绿色工艺主要还应从技术入手,尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案。如现在的精确成形、干式切削、准干式切削、生产废物再利用、快速原型制造等都是绿色工艺的新技术。 4.绿色处理。绿色处理是指上一个生命周期报废的产品通过有效的回收又进入下一个生命周期的循环中。为了便于产品的绿色处理,一是设计之初就要考虑产品的材料和结构设计,如采用面向拆卸的设计方法、模块化的设计方法;二是发展绿色再制造技术,如再制造加工、过时产品的性能升级等。 二、企业实施绿色制造技术的原则 实施绿色制造技术过程中,企业必须遵循以下原则:(1)依据ISO14001的要求事项,建立、实施并不断完善环境管理体系,定期对体系进行评审,确保体系有效实施;(2)在企业的全部活动中自主地制定环境目标,进行环境保护;(3)控制或减少设备开发和制造阶段使用和排放对环境负效应大的物质,推进污染预防。在设备开发、制造和废弃过程中考虑资源的有效利用和再生利用,降低损耗。加强固体废弃物的回收再利用管理,减少污水、烟气、噪声等对环境的影响。开展节能降耗活动,合理利用能源资源。 三、我国机械工业实施绿色制造技术的主要途径 1.建立并遵守环境保护体系,重视绿色意识教育。我国机械工业应加快建立ISO14001环保体系,并且致力于同ISO9001质量体系一体化,便于在开展各项活动中兼顾评价环境影响。通过建立环保体系,使企业员工能够针对产品生命周期全过程中伴随的环境问题进行正确识别,并积极采取措施加以预防和有效处理,使环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化。通过建立“善待环境”的工厂,谋求与地球环境、需求者、地域社会的共生,从而实现工厂与社会的可持续发展。重视对员工进行安全意识、质量意识、节约意识、效率意识、环保意识等的教育和培训,以提高全体员工对经济效益、环境效益和社会效益的正确理解,充分认识到绿色生产的社会责任。 2.注重绿色设计,实施绿色制造工艺技术。绿色设计是绿色制造技术的优秀,设计阶段是产品生命周期的源头,从源头控制环境要素无疑是最有效的方法。 目前机械工业在绿色设计方面的主要内容包括:(1)确定绿色设计的原则是选择绿色材料和绿色零部件进行设计,选择绿色工艺和设备进行加工,用节能、节水、省料等最优化设计规定产品的实现方式,对材料进行标识,优化可装配和可拆卸性设计;(2)确定绿色的设计评价指标是节能、节水认证和再商品化率;(3)产品绿色排序是一种表示产品绿色程度的方式,主要是通过第三方采用随机抽样方法,由顾客对同行业同类产品的能耗、美感、安全、健康、警示、适用的性能、可接受的性价比、企业再商品化率、自我申明等内容进行定量评分。第三方将抽查结果结合公共环境报告进行综合分析,将排序结论向社会公告。其权威性虽往往受到质疑,但可作为顾客选购产品时的参考,因此也是顾客对企业产品满意度的一种体现,成为企业进行绿色改进的信息来源。 3.创新技术工艺,发挥环保效益。绿色制造技术应从理念落实到具体生产技术工艺中,才能最大限度地发挥其环保效益。比如在磨削加工时,采用油基磨削液会产生油气、烟雾,使生产环境恶劣,而且磨削液的后期处理成本太高,要改善这种情况,可以采用干磨削或准干式切削方式来加工。这样不仅有效地减少了资源消耗,节约了生产成本,而且还有利于降低对环境污染,有利于操作人员的劳动保护。 四、结束语 在大力倡导环保主题的今天,基于可持续发展观点的绿色制造技术是一种以保护环境和资源优化为目标的现代制造模式。我国从事机械制造的工程技术人员应该加强绿色制造技术的研究,重视绿色制造技术的应用,促进我国机械工业的可持续发展,推进我国机械加工企业的国际化成长。
铁路客车论文:铁路客车安全监控系统可行性论文 前言 铁路是我国国民经济的大动脉,铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重的作用。因此,铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事,一直受到国家和铁道部的重视。伴随改革开放的深入和国民经济的发展,铁路客运中的各种治安事故隐患也逐渐增加,各种意外突发性事故,如:恶性火灾、爆炸、车外飞物伤入以及违法分子车上行凶作案等,严重威协着国家和旅客生命财产的安全。因此,改进车上治安监控管理手段,提高治安工作效率,增强车上治安监控能力,以适应维护铁路客运安全的需要,是一个急需解决的现实问题。特别是我国铁路"九五"发展规划,提出了高速、重载、大密度的发展方向,其中对铁路运输的安全提出了更高的要求,作为重中之重的铁路客运安全,必然要给予足够的重视,而降低犯罪及意外事故的最有效途径则是预防,运用先进的技术手断,在铁路客车内警戒可能发生的侵入行为,对发生的突发事故及时捕获和记录相关影像,是铁路客车安全监控系统大显身手之处。以可靠适用的设备和先进的技术给国家铁路运输及广大乘客的安全提供有效的防护措施,是铁路客车安全监控系统追求的目标,防范胜于救灾,责任重于泰山。 一、产品说明 本系统目的在于设计一种客车安全监控装置能使列车乘警、列车长及工作人员在任意一节车厢乘务室内,通过监视器对任意一节车厢的状况进行监控观察,同时通过每节车厢乘务室内的控制分机对车厢内可疑动态进行录像,特别是在车厢内发生紧急事故时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车的安全运营。铁路客车安全监控系统是由摄像镜头、车厢控制分机、控制主机、录像机、监视器以及传输电缆(视频电缆一根、控制电缆RWP-5×075一根〉等器材组合而成。摄像镜头固定在客车车厢内走廊端头上方,车厢控制分机安装在每节车厢乘务室内,每个车厢控制分机带有监视器输出〈视频信号)终端插座,有利于工作人员在任何一节车厢乘务室,通过袖珍监视器对每个车厢进行观察监视,同时可以通过控制分机键盘对被控点进行定时观察、录像、切换,并且通过控制分机数码显示器识别被控车厢地点。此外通过车厢控制分机改址键对每节车厢进行任意调度、任意编组,控制主机、录像机及监视器设置客车任意一节车厢乘务室内,摄像头上的DV12V电源线经客车乘务室顶部并通过变压整流装置接乘务室AC220V电源,摄像头上的视频线经乘务室顶部,并由乘务室一角下车底进入车底的传输系统,每节车厢两端均固定有JL16〈该连接器防水、防雪、防震、快速连接〉机车专用连接器且与相邻车厢相应连接,使每节车厢的信号输送到监控中心主机的输入端,控制主机的视频输出端连接录像机的视频输入端,录像机的视频输出端连接监视器的视频输入端。 二、专利技术说明 该系统装置的第一代产品KA-318型铁路客车保安监控系统是由铁道部宝鸡工程机械厂职工技协樊川生等人员于一九九六年五月开始研制,一九九七年完成了系统基本电路原理并生产出整套系统装置,同年八月向国家专利局申请了专利,专利号为9723995260.一九九八年经长达一年多时间走访用户,特别是在走访铁道部成都局、新疆局、郑州局、上海局等有关部门过程中,一致肯定了该系统的实用性及先进性,同时提出了部分改进建议,如:①原设计总监控中心设在广播室,不便于治安及工作人员操作使用;②由于视频成相过多,不便于调车和甩车挂车,有时甚至造成图像信号错乱和丢失:③选用车厢两端视频连接插头、插座不是机车专用连接器,该插头不防水、抗震性能差,达不到防护要求,不便于工作人员调车操作使用。鉴于上述问题,我们自己于一九九八年底开始对整个设计进行了反复改进,重新设计,于一九九八年五月份完成了重新设计改进工作,改进后的系统比原第一代设计完全上一个台阶,同时由我们个人向国家专利局申请了新型铁路客车安全监控系统专利,现已获国家专利授权,专利号为99234664.9,该专利权属我们个人所有。 三、产品用途及特点 1、本产品系铁路客运安全高科技尖端产品,采用目前国际上较先进的CCD摄像技术研制而成,它通过微电脑控制主机循环显示或定位显示监视图像,能使列车工作人员在总监控台或任意一节车厢随时观察掌握各车厢内的安全状况,特别是在车厢内发生紧急情况时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车安全运行。2、当车厢内发生盗窃、抢劫等犯罪活动时,公安人员可迅速到现场予以打击,同时总监控台能将犯罪分子的作案情节录制下来,为破案提供重要资料,使破案率提高,破案时间缩短,维护了铁路客车的治安秩序。3、当车厢内发生火灾等其它恶性事故时,能及时发现并组织有关人员赶赴现场抢救,并能及时通知铁路沿线有关单位采取紧急措施予以配合,能把损失降到最低限度,以免给国家和人民生命财产造成重大损失。该系统具有如下特点:〈1)成像质量高。在白天、黑夜、隧道、高压磁场等情况下,都能够保证图像清晰、稳定、真实,及时地反映旅客车厢内的情况。(2〉监控范围大。能反映旅客车厢内96%以上座位范围的情况和行李架上情况。(3)抗震性能强。在列车由于起动、制动以及颠簸路况造成车身震动、晃动情况下,仍能正常工作。(4)体积小巧、操作简便,便于安装和隐蔽。〈5〉可驳接车载电源。(6)性价优越,适合我国铁路客运现状。 四、设计方案及工作原理(略)。 五、市场前景与经济效益分析 1、市场前景分析:随着我国铁路现代化建设的飞速发展,铁路客运管理也必然是由粗放型转向科技型,落后的管理方式必将不断被越来越先进的管理方式取代,开发研制铁路客车安全监控系统,顺应科技潮流,提高铁路安全管理水平,以低投入、高效益为宗旨,对铁路客车安全运输管理升级是一个突出贡献。具初步了解,全国每年各铁路局安全治安防范损失赔偿高达几千万元损失费,但国家及铁道部,各铁路局对安全治安工作非常重视,年年抓、月月抓、天天强调,结果还是不容乐观,案件不断出现,给广大旅客造成一种心理压力。面对铁路客车安全监控管理尚属空白的巨大市场,该监控系统的开发推广和使用,将有效地提高铁路客运管理水平和稳定铁路客运治安秩序,促进铁路客运经济效益的提高。由于该装置具有国内外先进水平,已获专利,且已于一九九七年列铁道部科技发展计划。故不会形成市场无序竞争现象,完全可垄断市场,加之该装置己在成都铁路局、新疆铁路局现场安装(一节车厢内)测试,监控车厢内范围达96%,图像清晰,得到试用单位的认可和好评,成都局、新疆局都有安装该装置的意向。如果该装置能得到铁道部车辆局等部门的大力支持和组织推广,则市场前景不可估量。据我们对全国客车总量进行初步估算,全国现在运行的客车数量在5000对左右(且每年还在推新〉,我们想经过努力每年完成对300辆客、车进行安装该装置是完全可能的,我们按每年完成100辆客车安装量计算,则全年经济效益也是可观的。 2、经济效益分析: (l)投资: ①场地:3~4间房(办公、业务、财务、库房各一间)· ②流动资金:50万元: ③固定资产:无需固定资产: (2)用工情况: ①现场安装人员:5~6人(其中1~2名技术人员〉; ②管理及公关人员:4~5人。 (3)年产量:100套(5~6人安装一列客车需8-10小时); (4)年产值:〈产品售价,黑白13万元/套:彩色19万元/套〉,按黑白计算:100×13=1300万元; (5)成本:900万元 ①材料费:100×65=650万元(黑白6.5万元,彩色9万元〉; ②房租费〈办公室):5万元: ③安装人员工费〈6人安装〉:10万元〈每台1000元,人均1.6万元): ④管理人员费(4人):5万元(每台500元,人均125万元): ⑤管理费:20万元; ⑥税收:(1300-650〉×17%=110万元;⑦其它支出:100万元: (6)年利润:400万元。 铁路客车论文:高速铁路客车空调应用论文 摘要:近年来,铁路的高速化对空调设计人员提出了挑战,与普通空调客车相比,高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别,因此必须针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统。本文根据高速客车的运行特点,研究了与普通列车相比,高速列车对空调系统提出的新的要求。结合高速客车空调系统的要求,推出了全空气诱导空调系统在高速客车上的应用性分析以及其在高速列车运行所独具的优点,论证了诱导空调系统运用于高速铁路客车的可能性与必要性。文章最后指出诱导空调系统需要改进的某些缺陷,并提出了相应的改进措施,使得诱导空调系统在高速客车上的应用性进一步加强。 关键词:高速客车诱导空调 1国内外铁路客车及其空调系统的发展 中国铁路拥有十分辉煌的过去。然而,随着中国航空业的重组和大量高速公路的修建,航空运输和长途公路运输开始兴起,到1996年,中国的公路客运量甚至超过了铁路客运量。从1997年开始,中国铁路开始进行全国性的铁路提速。此后中国铁路经过了几次提速,到2003年客车最高运行时速已经达到了200公里以上。[1] 在国外,高速铁路客车发展非常迅猛。例如,法国的高速铁路技术是一种比较成熟的技术,高速铁路(TGV)(TrainaGrandeVitesse法文超高速列车之意)已达到每小时513公里的实验速度。而日本也正在开发"21世纪之星"高速列车,这种列车除时速达350公里的超高速外,在性能上较以往有大幅度的提高,还具有乘坐舒适和车内安静的特点[2]。德国将磁悬浮列车作为未来的新型交通工具,几年内这种列车最高时速将达到400公里。 国内外高速铁路客车的发展告诉我们,铁路即将进入一个高速时代。为适应铁路高速化的要求,必须对现有的空调系统进行改进或提出新的空调理念。 2铁路高速化对客车空调装置提出的挑战 与普通空调客车相比,高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别,因此只有针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统,才能保证客车内达到所要求的空气参数和空气品质,为旅客提供舒适的旅行环境。 针对高速客车的运行特点对其空调系统提出了如下要求: 1)空调设备的安装位置要求降低 高速客车由于其速度快(一般都在200km/h以上),为了保证行车的安全并且为了提高运行的平稳性,其辅助设备(包括空调系统)及车体重心位置必须降低,以利于整车重心的降低。 2)空调系统的运转部件要求少 高速客车由于其停站间隔长,同时维护正常运营的人员少,因此必须保证其空气调节系统具有较高的稳定性和可靠性,这就要求高速客车空气调节系统的运转部件尽可能减少,以降低事故率,易于维护管理。 3)空调装置的安装空间要求小 高速客车由于其独特的设计结构(车体一般采用流线型优化设计),给其空气调节系统设备预留的安装空间较小,因此,只有针对其预留空间的结构特点设计研制合适的空气调节系统,才能满足车内的空气参数设计要求。 4)空调系统的运行品质要求高 高速客车由于其速度快,车厢的气密性高,车内人员较密集,同时客车运行时间比较长,因此对车内的空气品质要求高,否则旅客极易产生疲劳、恶心、乏力等不适症状。 5)空调系统的调节性能要求好 高速客车中一般都将整个车厢分割为若干个小包间,要求每个包间内都能够方便的单独调节每个包间内的空气参数,而且由于客车经过的地域室外参数差别较大,这就要求其空气调节系统的调节性能好,以利于适应不同的工况要求。 6)空调系统的工作条件差 高速客车空调系统的空气处理装置置于野外高速行驶的运动载体上,经常处于不稳定的环境条件下工作,列车本身的振动和与车轨的撞击会给其空调系统的运行带来很大的负面影响。 综合以上条件可以看出,高速客车对空调系统有较高的要求,因此,必须针对高速客车实际的运行工作条件研制设计相应的空气调节系统。针对高速铁路客车对空调系统的新的、更高的要求,本文提出了诱导空调系统在高速客车上应用。 3全空气诱导空调系统在高速客车上的应用分析 按照诱导器内是否设置盘管,诱导空调系统可以分为两种类别:“空气-水”诱导器系统和全空气诱导器系统。“空气-水”诱导器系统的一部分夏季室内冷负荷由空气负担,另一部分由水(通过二次盘管加热或冷却二次风)负担。但是由于此种系统内部结构较复杂,一旦损坏维修量大,且占用空间大,同时需要一套单独的水系统,所以不适于高速客车的要求。在高速客车上采用的是另一种诱导空调系统——全空气诱导空调系统。 采用全空气诱导空调系统时,车内所需的冷负荷全部由空气(一次风)负担。这种诱导器不带二次冷却盘管,实际是一个特殊的送风装置,能够诱导一定数量的室内空气,达到增加送风量和减少送风温差的作用,有时也可以在诱导器内部装置电加热器以适应室内负荷变动的需要。 全空气诱导空调系统在客车上工作过程是:一次风(车外空气经过处理由风机送入车内)进入到诱导器的静压箱,经喷嘴高速喷出。由于高速喷射气流的引射作用使得车内的空气(二次风)被诱导到诱导器中,在混合箱中与一次风充分混合,然后经出风口送入到车内[3]。 全空气诱导空调系统特别适用于高速客车,与高速客车对空调系统的特殊要求相对照可以看出,全空气诱导空调系统具有以下优点: 节省车厢内的空间 高速客车由于其独特的设计结构,对于空间要求极为严格,空调占用的车厢空间应尽可能的小。由于诱导器系统空气处理设备的送风量仅为一次风量,因而风量小,使得系统处理设备及风道截面也较小,与以往的集中式空调系统相比,较好的解决了风道安装空间狭小的矛盾。且诱导器在车内布置灵活,能适应各种车型的需要。 2)提高车厢内的空气品质及人体的舒适性 由于高速客车密闭性高,运行时间长,所以对车厢内的舒适性及空气品质要求较高。而全空气诱导空调系统送风温差较小,送风量大,新风量充足,人体的舒适感和室内的空气品质较高。另外,在软硬座客车中,常用的顶送风空调系统气流直接吹向旅客头部,这样,在冬季会使旅客感觉头晕、不适,而夏季冷风先吹头部也容易使人感冒。而诱导器通常安装在客车车窗下部,不会对人体直吹,而且从送风口出来的气流沿车窗贴附流动到车顶部,在横断面方向形成环流,使旅客居留区处于空气的回流区内,大大提高了舒适度;并且由于新风量大,人体的舒适感也会明显提高。而对于软硬卧客车来讲,由于一般是两层或三层卧铺,车内空间有限,如采用大风道通风系统,冷风会直接从顶部吹到上铺旅客身上,人体的舒适感较差;而采用全空气诱导空调系统,风道布置于车厢下部,而诱导器布置于车窗下部,不会造成直吹,这样会大大提高车厢内人体的舒适度。 系统的稳定性与可靠性高 高速客车由于停站间隔较长,且由于列车高速行驶,工作条件恶劣,要求空调的稳定性与可靠性较高。诱导器空调系统的运转部件远远少于其他空调系统,这对于稳定性与可靠性都要求很高的高速列车来讲无疑是一个很大的优势;而且由于系统需要处理的风量变少了,这样,空气处理设备的使用寿命会大大提高,同时也就降低了空气处理设备的损坏率,为高速列车在恶劣工作环境下正常运行提供了保证。 4)设备安装位置低 高速客车由于速度快,为了保证车身平稳及运行安全,要求车体的重心尽可能低。相比于顶置式空调系统来说,全空气诱导空调系统采用下部送风,空调机组可以安装在车下,且诱导器安装于车厢下部,从而降低了车体重心。 5)系统适用范围大,并可以单独调节 铁路客车由于经过的区域范围大,外部环境差别非常明显,因此要求空调系统能根据情况,及时调整。诱导空调系统可以在诱导器内装置电加热器以适应车内负荷变化的需要。当车内负荷变化时,可以通过开启电加热装置进行适应调整,使得系统的工况调节范围变大,更好的保证车内空气参数。同时,在每个诱导器入口处可以设置锥形调节阀,以实现包间内系统的单独调节[4]。 6)诱导器通常安装于车窗下部,这样,冬季由于热风首先接触玻璃窗,可以解决窗口由于温度低而产生凝结水和结霜问题。 综上所述可以看出,诱导空调系统是一种非常适用于高速铁路客车的空调形式,但是,其也存在着一些缺点需要进行改进。 4高速铁路客车诱导空调系统的改进 4.1诱导空调系统存在的缺点 虽然全空气诱导空调系统非常适合于高速铁路客车的要求,但是它还存在着以下缺点需要加以改进: 新风比大,风机压头高,致使系统的能量消耗大。 系统的噪声较大,会造成噪声污染,影响车内的舒适度。 春秋过渡季节无法充分利用室外新风,系统冷量消耗大。 4.2诱导空调系统的改进措施 针对以上存在的缺点,可以采用以下措施加以克服: 集中排风,设置能量回收装置 根据文献[5],可以设置集中排风装置,并在排风与新风管道系统设置全热交换器,以利于回收排风冷量,降低系统能量消耗。 采取消声措施,降低系统噪声 为了降低系统噪声,在风机的出口管路设置消声静压箱,以降低风机噪声;在诱导器内部的静压箱内壁以及混合箱内壁贴高频吸声材料,以消除喷射噪声。由于诱导器噪声主要是由于喷嘴气流速度太大而引起噪声,因此可以通过增加喷嘴数量,增大喷嘴面积,降低喷嘴的气流速度来降低喷嘴喷射噪声。 设置旁通风道,充分利用自然冷量 为了在春秋季节充分利用室外新风,可以在空调包间的送风支管上设置旁通风道,使过渡季节的室外新风不经过静压箱和喷嘴而直接进入室内,这样,既节约了冷量,又提高了空气品质。 5结语 本文对诱导器的基本原理及特点进行了简单介绍,针对高速铁路客车进行了全空气诱导空调系统的适用性分析,并对其某些缺点采取了改进措施。诱导空调系统在高速列车上的应用目前在国内尚无研究,而在国外已经进行了多项研究并部分投入使用。随着我国高速铁路客车的发展,诱导空调系统由于其对高速客车的良好适用性定将渐受重视。 铁路客车论文:铁路客车质量管理机制论述 1客车质量考评制度存在欠缺 目前,客车的质量指标仍显单一,主要以车辆能按时交验为主,在质量管理上往往都是针对某一具体的重点故障进行考核,即没有从宏观的角度对故障情况进行汇总和分析,又没有相应的制度来区分对工作者和管理者的具体质量考核指标。由于在质量管理上主要是针对某一具体的重点故障进行考核,不利于职工养成全面的质量观念,容易造成职工只重视客车重点、关键部位的修理,而忽视对一般、次要的部位故障进行处理。以某客车段段修为例,上部及油漆类的故障都占每月故障总数的40%~60%,而下部的转向架与轮轴类故障占每月故障的比例仅为14%左右。说明我们的职工仍未能养成全面的质量意识,在修车的过程中只注重危及行车安全的下部质量而忽视了为旅客提供报务的上部设施。此外,由于质量考核偏重于具体的故障,容易造成质量问题多数由作业者承担的现象,也容易使管理者与作业者之间的矛盾激化。而车间、班组、岗位质量考核指标不明确、不具体,使车间、班组没有进一步提高维修质量的压力,因而无法形成多修车、修好车的动力,进而造成生产车间过度依赖质检和验收的把关作用,使作业过程的质量监控作用弱化。 2构建铁路客车质量管理体系的意见和建议 2.1建立和完善质检管理制度 结合客车现有段修和运用情况,从质检员职能和作业方式入手,解决管理制度不相适应的问题。一是严格遵循质检员在“三检一验”中的职责,以质量检查目标和生产过程质量监督为两个出发点,依照“按需定岗、按岗定责”的思路,对质检员的岗位、职责、作业标准进行明确,形成规范的管理制度,从而确保质量管理责任的落实、标准的实施。二是全面推行质量检查的“标记化”管理,为了进一步凸显质量是确保旅客列车安全运行的基础,全面提高职工的质量安全意识,真正发挥质检员作为质量监控的职能,对所有检修作业必须按照统一规定,在指定位置记录相关标记和信息,由相邻工序责任人、质检员确定信息、标识的准确性和真实性,作为质量追溯的重要依据。 2.2明确质量检查在检修过程中的定位 首先,必须要明确质量检查的本质是管理环节。改变目前仍把质量检查作为一道检修工序的设置,让质量检查归于管理环节,明确质量检查的重点为对班组、职工在修车过程中落实检修工艺与作业标准的监督检查及对产品最终质量的抽查职能。通过对修车过程中落实检修工艺与作业标准的监督检查,确保各项标准能得到落实,从而实现“以工艺保质量,以质量保安全”的目标。此外,让质量检查归于管理环节,也有利于减少车间对质量检查的依赖。这将促进车间更好地利用质量检查信息,着眼和着力于提高车间自身的修车质量;同时,也将使专职质量检查人员更便于开展质量检查工作,和生产车间一道,共同做好这一需要要时时刻刻高度重视和每一细节都要注意的修车工作,从而保证运用客车的绝对安全。 2.3建立和完善辆均故障质量管理制度 首先,要明确“车间—班组—岗位”三级的辆均故障考核指标。辆均故障指标从宏观上对质量进行卡控,让“车间—班组—岗位”三级逐步形成全面的质量管理意识,从整体上逐步减少、降低修车故障;而重点故障指标则是从微观上对直接危及行车安全的质量问题进行卡控,防止危及行车安全的重大故障的发生。其次,要建立辆均故障质量管理体系,实现质量指标和责任目标化、具体化。对于质量问题,不但要问责于作业者,也要问责于车间管理人员和有关技术人员,做到人人身上有目标、有指标和有责任,激发和引导干部职工采取一切有效的措施去降低故障和不良因素,从而实现从源头控质量,向岗位要质量,不断提高我局客车检修质量整体水平。 3结语 质量检查工作是客车段修、运用工作中的重要环节,规范和加强客车质量管理是在铁路快速发展和新企业管理模式下,进一步强化专业管理的重要举措,是发挥新体制优势、加强客车段对各车间的质量控制、以质量保安全的重要体现,只有通过不断的优化客车质量管理体系,解决质量检查过程和管理上存在的问题,才能夯实质量基础,确保旅客列车的舒适性和安全性。 作者:卢陈聪 单位:南宁铁路局车辆处 铁路客车论文:铁路客车上站点布设原则 对旅客列车进行上水作业的给水站称客车上水站[1-2],通常设在区段站、始发终到站及检修、整备段、所.铁路站点客车上水的基本任务是给运行客车在允许上水时间内,补充足量的清洁水,从而保证车上旅客及乘务人员途中生活所需用水.这是铁路客运服务的基本内容之一,也是保证旅客旅行舒适度、提高服务质量的基本要求之一.现行的关于新建铁路客车上水站点布设[1]的原则通常是依照《铁路给水排水设计规范》[2]按距离确定的,新规范对上水站的间距进行了修订,规定为“铁路区段旅客列车设计速度小于200km/h时,旅客列车给水站间距离宜为250~400km;设计速度200km/h及以上时,旅客列车给水站间距离宜为300~700km”.该规定优点是上水站点布设间距范围大,使用方便,但对研究区域内新建铁路客车上水站点布设规划,指导性不够.本文作者主持完成了铁道部重点科研课题《铁路客车自动上水系统优化及标准化建设的研究》,对影响新建铁路客车上水站、点布设的各种因素进行了大量的调研和分析,系统研究了列车途中用水供需平衡模式,从而提出各种建设标准的新建铁路上水站点布设原则及建议. 1影响新建铁路上水站点布设因素新建铁路客车上水站点布设的影响因素很多,如:新建铁路的建设标准(铁路等级、设计时速等)、行车组织、机车交路及技术作业布局、与既有车站关系、车站停车时分、车辆情况(如水箱容积、定员等)、连续行车时间、乘客情况(如满员情况、用水定额、生活习惯等)等.而客车上水站点布设的基本要求是,及时给运行客车车上水箱上(补)满水,保证旅客及乘务人员途中生活所需,这种供需关系即为列车用水供需平衡模式,车站总上水量应大于等于途中需水量,途中需水量决定车站总上水量.故影响新建铁路客车上水站点布设的主要因素是途中需水量,其次是车站总上水量. 1•1列车途中需水量途中需水量主要指列车运行途中乘客及乘务人员生活饮用、盥洗(无淋浴)、冲厕及车上卫生用水的总量,与乘客(含乘务人员)人数、用水定额、连续行车时间(与行车速度、行车距离存在线性关系,可互换算)有关.由于线路运行车辆各异(如始发站、终到站、跨线运行情况、车速等),途中需水量对不同车次各不相同,需根据新建铁路建设标准、行车组织等情况,分段确定最大的途中需水量.可按下式简化计算确定W1=nV1=nq1mT(1)式中:W1为运行区段内最大的途中需水量,L;n为列车最大编组辆数,辆/列;V1为每辆运行区段内最大的途中需水量,L(可简化按定员最多的车辆计算);q1为旅客列车用水定额,L/(人•h);m为每辆车定员,人;T为连续乘车时间,h.在新建铁路建设标准、行车组织、车辆选型等已确定的情况下,列车最大途中需水量主要取决于列车用水定额的确定.一般情况下,乘车时间越长,用水量越多;环境温度越舒适,用水量越少;车上节水器具越完备,用水量越少.目前,国内外尚没有列车用水定额标准,沈阳铁路局科研所2009年至2010年对国内大量运营车辆的实际用水量调查统计,并通过建立数学模型,确立了列车用水量与乘客人数、乘车时间的函数关系,研究分析铁路客车途中乘客用水定额标准平均为1•5~3•0L/(人•h).选用原则:短途(运行时间4h以内)取低限,长途及跨线列车(运行时间4h以上)取高限;新车型,车上节水器具完备,环境舒适度高取低限,否则,取高限. 1•2车站总上水量车站总上水量是指客车给水站向车上水箱注入的水量,与车站上水能力、车辆水箱容积、有效上水时间等因素有关.可按下式简化计算确定W2=nV2=60nq2mt(2)式中:W2为车站总上水量,L;V2为车站向每辆车的注水量,L(在始发车站,要求每列车水箱均要注满水,因而,注水量等于列车水箱容积);q2为给水栓上水秒流量,L/s(与车站地面上水设施的设计能力有关);t为有效上水时间,min. 2客车上水站布设的计算分析 2•1中、普速铁路设计速度160km/h及以下的客货共线铁路,也称“快速铁路(160km/h)”、“中速铁路(120~140km/h)”或“普速铁路(80~120km/h)”.运输组织模式通常是客货共线或不同等级速度的客车共线运行.客车主要车型除25B和25G等外,还有大量的22型车.车站停车时间5~15min不等.每辆普通硬座车定员118人,水箱容积1000L、车上节水器具完备程度及环境舒适度一般.根据上述分析建立的列车用水供需平衡模式,客车上水站布设计算分析如下:列车在始发站有充足的时间和条件为列车水箱上满水,注水量等于列车水箱容积,即V2=1000L,取用水定额标准q1=3•0L/(人•h),定员m=118人,水箱供水最大可满足旅客用水时间T=V2/q1m=2•8h.如按线路最低运营速度100km/h,则客车上水站布设间距约为280km;如按线路最低运营速度120km/h,则客车上水站布设间距约为336km;如按线路最低运营速度140km/h,则客车上水站布设间距约为392km.与《铁路给水排水设计规范》的规定基本一致. 2•2高速铁路与客运专线设计速度200km/h及以上的铁路称“城际铁路”、“客运专线”或“高速铁路”.运输组织模式同样是不同速度等级的客车共线运行[3].主要参数:客运专线本线旅客列车主要车型为CRH(1\2\3\5)动车组,其短编组为8辆总定员600人,长编组为16辆总定员1200人,运行速度为250~350km/h,最低速度为200km/h;跨线旅客列车主要车型为25Z(准高速)和25K(快速),每列车编组为16~18辆,最大定员车辆为双层硬卧148人/辆,运行速度为160~200km/h,最低速度为160km/h.动车组及25型车辆水箱容积均为1000L,车上节水器具的完备程度及车上环境舒适度最好.客车上水站布设按上述原则计算分析如下:列车在始发站注水量等于列车水箱容积,按短编组8辆计算,V2=1000L×8辆=8000L/辆;总定员m=600人,取用水定额标准q1=2•0L/(人•h),水箱供水最大可满足旅客用水时间T=V2/q1m=6•6h.由于跨线客车跨线运行时间受限,可在跨线前的客车给水站进行补水作业,客车上水站布设可不考虑跨线运行客车;本线运行动车组如按最低运营速度200km/h,则客车上水站布设间距约为1300km,而《铁路给水排水设计规范》的规定为给水站间距离宜为300~700km,显然不合理.总之,对于高速铁路,客车上水站布设仅需在列车始发站所在检修整备基地(动车段、动车运用所)设置客车上水作业点,中途不需考虑补水作业,因为,始发站总上水量远大于途中最大需水量. 3结语 对于中、普速铁路客车上水站点的布设,应用列车途中用水供需平衡模式的理论计算成果与《铁路给水排水设计规范》的规定基本一致;对于高速铁路客车上水站点的布设规划采用《铁路给水排水设计规范》不够合理,建议采用列车途中用水供需平衡模式,通过理论计算,按运行时间和运行距离结合的原则确定. 铁路客车论文:铁路客车洗刷废水处理中的应用 铁路运输是一个庞大的系统工程,为了保证旅客列车安全、舒适、高效地运行,列车的日常检修、外皮清洗是列车正常运行不可缺少的部分。客车车体的检修作业、外皮清洗一般在夜间进库(动车段(所)、客整所等)完成,对于立折或套跑车,在终到站的到发线上进行列车的外皮清洗作业,车站到发线上一般采用人工清洗,库内一般采用机械清洗作业。无论在何处利用哪种方式清洗,客车外皮清洗作业都会产生一定量的废水,给当地环境造成污染。火车站不仅是铁路客、货运输业务和列车作业的处所,也是城市的窗口,各种配套设施齐全,可利用的空地较少,随着国家对环境保护事业的重视,节能减排已列入政府纲要,如何在有限的空地设置废水处理及回用系统,对旅客列车外皮洗刷废水进行收集处理和再利用,降低水资源的消耗,具有重要的意义。 列车外皮污染物主要由固体物质、COD、石油类及洗涤剂等物质组成。固体物质由无机物微粒,如沙土、灰土、煤烟、金属等组成;有机物微粒有矿物油、油脂、昆虫残留物、花粉、表面活性剂等。表面活性剂为洗涤剂,多属于阴离子表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主,一般呈弱碱性,LAS属于生物难降解物质,它的广泛使用,不可避免地对水环境造成了污染,在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界,其首要污染物LAS进入水体后,与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用,而且还抑制其他有毒物质的降解,同时表面活性剂在水中起泡从而降低水中复氧速率和充氧程度,使水质变坏,若不经处理直接排入水体,将造成湖泊、河流等水体的富营养化;LAS还能乳化水体中其他的污染物,增大污染物的浓度,提高其他污染物的毒性,而造成间接污染。怀化客运段客车整备线与怀化车站作业线相邻,担负着湘黔、枝柳两大干线的旅客列车整备任务。怀化客运段客车洗刷废水排入站场排水涵洞,但站场排水沟破损严重,各种垃圾堵塞其中,造成洗涤污水排水不畅,淤积厉害,水质发黑变臭,影响周围环境。其站场排水未接入城市管网,最终排入地表水体,不符合环保要求,必须进行处理。 1工程概况 1.1废水的水质客车外皮采用人工洗刷,洗涤废水经站场排水沟就近排入站区内的涵洞中,客车外皮洗刷废水的水质见表1。 1.2废水水量怀化客运段每天整备列数为8列,每列车按20辆车编组,每辆车洗刷水量为2m3/辆,废水的折减系数取0.9。则每天的废水量为8×20×2.0×0.9=288(m3/d),取300m3/d。 1.3废水收集系统怀化客整所整备场采用整体道床,设有4条整备线,其中K2与C1道间设有站场排水沟,K1与14道间新建站场排水沟,设计对既有排水沟清淤疏通,在每排排水沟的西头末端设沉砂池,通过管道将洗涤废水收集进入废水处理厂。 1.4排水管及排放点室外重力流排水管采用Ⅱ级钢筋混凝土承插排水管,橡胶圈接口,废水在沉砂池与调沉池间设有超越管,用于排放溢流排放暴雨时的雨水。排放点设在整备场处的排水涵洞中。 2处理工艺的选择 按环评报告批复意见要求:本处废水要求回用。回用水水质采用《铁路回用水水质标准》(TB/T3007-2000)中的铁路生产低质用水水质标准。客车外皮洗刷废水设计进(出)水水质及处理率见表2。由表2可知,客车外皮洗刷废水的主要污染物是SS、石油类、洗涤剂等,由于COD指标较低,可生化性较差,生物处理营养成分不足,不利于生化处理,通过去除SS、石油类及洗涤剂,COD即可达标,根据此类污染物的性质,结合《铁路污水处理设计规范》(TB/T3007-2000)的原则,所选处理工艺如图1所示。污泥处理:污泥中的无机物较多,沉降性能较好,调节沉淀斜板隔油池的污泥通过潜污泵抽升至污泥干化场,气浮池排泥和过滤池反冲洗排水一并排入污泥干化场进行脱水干化,干化后的污泥定期铲除焚烧或掩埋。 3设计规模 废水处理站设计规模为300m3/d,废水处理厂按两班制工作,气浮过滤设备按一套设计,处理能力为20~25m3/h,回用设备按Q=30m3/h,H=30m设计。污泥干化场分2格,固体负荷按100kg/(m2•a)。调节沉淀区:水平流速V=1.57mm/s,单格长宽比10,有效水深h=1.5m,池长与水深之比8,表面负荷0.71m3/(m2•h),斜板倾角45°,斜板间距40mm,油珠上浮速度Uo=0.36m/s,斜板间水平流速V1=0.0022m/s,停流时间:2.45h。 4主要设备及构筑物选型 4.1构筑物选型调节沉淀斜板隔油池容积按设计水量的30%~40%计,其有效容积采用100m3。回用水池容积V=100m3。调节沉淀斜板隔油池分两格,每格净尺寸为:L×B×H=15080mm×2400mm×5100~5550mm。隔油池:上浮段表面水力负荷0.6~0.8m3/(m2•h),板间流速3~7mm/s。 4.2配套设备选型及主要设备参数气浮过滤设备配有2台污水泵、1台溶气泵、1台空压机和1套刮渣机,污水泵吸水管上安装水上式底阀,采用自来水引水,其他水泵为自灌式工作。气浮池尺寸×H=3m×5.1m,主要设计参数:接触区上升流速15~18mm/s,接触时间2min。表面负荷约6m3/(m2•h),回流比40%~50%;水力停留时间20min。污水泵IS80-65-160,性能参数:Q=15~30m3/h、H=9~7.2m、N=1.5kW;溶气泵IS50-32-200,性能参数:Q=7.5~15m3/h、H=52.5~48m、N=5.5kW;刮渣机上配YS7124型摆线针轮减速机,N=0.37kW。×H=0.3m×3.1m溶气罐,溶气罐工作压力0.3~0.4MPa,上配浮球开关。Z-0.36/7型空气压缩机,Q=0.36m3/min、排气压力0.7MPa、N=3.0kW,配套GYD20-20A型气压自动开关,调压范围0.3~0.7MPa;配DF-20K电磁阀,工作压力1MPa。JY-Ⅱ型加药装置,配摆线针轮减速机,N=0.37kW,采用米顿罗计量泵投加,DN100型管道混合器混合。焦炭滤池滤速25m/h,反冲洗强度5~17L/(m2•s),反冲洗时间15~20min。消毒采用CLO2消毒,投加量为5~8mg/L,型号200g/h电解法CLO2消毒设备。变频气压供水设备1套,性能参数:Q=30m3/h、H=30m、N=8.2kW;配2台DX50×3型水泵(Q=12m3/h、H=37.5m、N=3kW),1台DL40×3型水泵(Q=6m3/h、H=30m、N=2.2kW);配YTZ-150型电阻远传压力表,测量上限0.6MPa,二次仪表为XMY-10压力数字显示仪。浮油吸收机配带25ZB25-0.4D系列离心自吸式吸油泵,Qmax=2.2m3/h、H=25m、最大吸程hs=8m,N=0.4kW和推进器(N=0.37kW)。消毒采用二氧化氯消毒,其投氯量按5~8mg/L设计,配备1台200g/h二氧化氯发生器,采用水射器投加。变频气压供水设备,按Q=30m3/h,H=30m设计,用于客车二次洗刷。 5中水回用系统 根据客车洗刷要求,在K1与14道间,整备站台K1与K2道间,K2与C1道间各铺1条回用水管,3排回用水管连成环状,每排共设18个冲洗水栓,每个水栓冲洗水量为0.5L/s,按一排冲洗水栓同时供水设计。按洗刷废水生产的特点,采用恒压变流量供水,本设计选用1套变频气压供水设备,其型号为BPQS-30-30,最大设计流量为30m3/h,供水压力0.3MPa。 6平面布置 废水处理构筑物采用“一”字式的布置,具有流程顺畅,占地小的特点。其废水处理厂平面布置见图2。 7工程设计特点 (1)主要处理构筑物排布方式为组合叠加。为减少占地,尽量少拆迁,本设计将调节、沉淀、斜板隔油池合建,污泥干化区叠合在调节沉淀斜板隔油池的上部,调节沉淀斜板隔油池的前端设有格栅、沉砂,后端设有浮油吸收机,污泥干化场的滤料分离水通过其穿孔地板排入调沉池中。为便于运营,以上处理构筑物分为2格,2格池体前后泥斗各安装了1台50WDL-1.5型潜污泵,用于定期抽排调节沉淀斜板隔油区内污泥。(2)气浮和过滤一体化设备。将气浮和过滤两个处理单元组合(见图4),利用气浮设备高位水头对滤池反冲洗,克服了占地大的缺点同时节省了单设冲洗装置的投资及运行费用。(3)回用水池地面布置。回用水池埋深1m,充分利用过滤设施的出水水头,减少水池挖方,降低回用设备的扬程,节能省电。(4)处理集中布置,节省房屋面积,便于管理。根据现场条件,各处理单元按“一”字型布置,并将一体化气浮过滤、变频气压供水集中布置在设备间中,既克服了分散布置占地大的缺点,又便于集中供电,方便运行管理。 8结论 整个工程经调试运行,各项指标匀达到设计要求,经当地环保局历次检测,出水水质达标。具体试验运行效果如表3所示。(1)采用格栅调节沉淀斜板隔油气浮过滤消毒的处理工艺对客车外皮洗刷废水进行处理,具有工艺可靠、占地小、处理效果好、运行费用低,操作简便等优点,对类似洗涤废水的治理有很好的参考价值。(2)对废水处理单元采用叠合及组合式的布置方案,不仅可以节省用地,还可减少水头损失,降低运行成本,同时方便管理。(3)气浮与过滤处理单元按一体化设计,充分利用气浮池的出水水头和气浮池的储水量对滤池的反冲洗,减少滤池冲洗设备,节能省电。(4)对洗车废水采用调节、沉淀、斜板隔油、气浮、过滤、消毒等处理后循环利用于客车外皮洗刷,可节省水资源,减少废水外排,具有较好的经济效益和环境效益。 作者:黄祥虎 单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司 铁路客车论文:铁路客车监控系统可行性报告 前言 铁路是我国国民经济的大动脉,铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重的作用。因此,铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事,一直受到国家和铁道部的重视。伴随改革开放的深入和国民经济的发展,铁路客运中的各种治安事故隐患也逐渐增加,各种意外突发性事故,如:恶性火灾、爆炸、车外飞物伤入以及违法分子车上行凶作案等,严重威协着国家和旅客生命财产的安全。因此,改进车上治安监控管理手段,提高治安工作效率,增强车上治安监控能力,以适应维护铁路客运安全的需要,是一个急需解决的现实问题。特别是我国铁路"九五"发展规划,提出了高速、重载、大密度的发展方向,其中对铁路运输的安全提出了更高的要求,作为重中之重的铁路客运安全,必然要给予足够的重视,而降低犯罪及意外事故的最有效途径则是预防,运用先进的技术手断,在铁路客车内警戒可能发生的侵入行为,对发生的突发事故及时捕获和记录相关影像,是铁路客车安全监控系统大显身手之处。以可靠适用的设备和先进的技术给国家铁路运输及广大乘客的安全提供有效的防护措施,是铁路客车安全监控系统追求的目标,防范胜于救灾,责任重于泰山。 一、产品说明 本系统目的在于设计一种客车安全监控装置能使列车乘警、列车长及工作人员在任意一节车厢乘务室内,通过监视器对任意一节车厢的状况进行监控观察,同时通过每节车厢乘务室内的控制分机对车厢内可疑动态进行录像,特别是在车厢内发生紧急事故时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车的安全运营。铁路客车安全监控系统是由摄像镜头、车厢控制分机、控制主机、录像机、监视器以及传输电缆(视频电缆一根、控制电缆RWP-5×075一根〉等器材组合而成。摄像镜头固定在客车车厢内走廊端头上方,车厢控制分机安装在每节车厢乘务室内,每个车厢控制分机带有监视器输出〈视频信号)终端插座,有利于工作人员在任何一节车厢乘务室,通过袖珍监视器对每个车厢进行观察监视,同时可以通过控制分机键盘对被控点进行定时观察、录像、切换,并且通过控制分机数码显示器识别被控车厢地点。此外通过车厢控制分机改址键对每节车厢进行任意调度、任意编组,控制主机、录像机及监视器设置客车任意一节车厢乘务室内,摄像头上的DV12V电源线经客车乘务室顶部并通过变压整流装置接乘务室AC220V电源,摄像头上的视频线经乘务室顶部,并由乘务室一角下车底进入车底的传输系统,每节车厢两端均固定有JL16〈该连接器防水、防雪、防震、快速连接〉机车专用连接器且与相邻车厢相应连接,使每节车厢的信号输送到监控中心主机的输入端,控制主机的视频输出端连接录像机的视频输入端,录像机的视频输出端连接监视器的视频输入端。 二、专利技术说明 该系统装置的第一代产品KA-318型铁路客车保安监控系统是由铁道部宝鸡工程机械厂职工技协樊川生等人员于一九九六年五月开始研制,一九九七年完成了系统基本电路原理并生产出整套系统装置,同年八月向国家专利局申请了专利,专利号为9723995260.一九九八年经长达一年多时间走访用户,特别是在走访铁道部成都局、新疆局、郑州局、上海局等有关部门过程中,一致肯定了该系统的实用性及先进性,同时提出了部分改进建议,如:①原设计总监控中心设在广播室,不便于治安及工作人员操作使用;②由于视频成相过多,不便于调车和甩车挂车,有时甚至造成图像信号错乱和丢失:③选用车厢两端视频连接插头、插座不是机车专用连接器,该插头不防水、抗震性能差,达不到防护要求,不便于工作人员调车操作使用。鉴于上述问题,我们自己于一九九八年底开始对整个设计进行了反复改进,重新设计,于一九九八年五月份完成了重新设计改进工作,改进后的系统比原第一代设计完全上一个台阶,同时由我们个人向国家专利局申请了新型铁路客车安全监控系统专利,现已获国家专利授权,专利号为99234664.9,该专利权属我们个人所有。 三、产品用途及特点 1、本产品系铁路客运安全高科技尖端产品,采用目前国际上较先进的CCD摄像技术研制而成,它通过微电脑控制主机循环显示或定位显示监视图像,能使列车工作人员在总监控台或任意一节车厢随时观察掌握各车厢内的安全状况,特别是在车厢内发生紧急情况时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车安全运行。2、当车厢内发生盗窃、抢劫等犯罪活动时,公安人员可迅速到现场予以打击,同时总监控台能将犯罪分子的作案情节录制下来,为破案提供重要资料,使破案率提高,破案时间缩短,维护了铁路客车的治安秩序。3、当车厢内发生火灾等其它恶性事故时,能及时发现并组织有关人员赶赴现场抢救,并能及时通知铁路沿线有关单位采取紧急措施予以配合,能把损失降到最低限度,以免给国家和人民生命财产造成重大损失。该系统具有如下特点:〈1)成像质量高。在白天、黑夜、隧道、高压磁场等情况下,都能够保证图像清晰、稳定、真实,及时地反映旅客车厢内的情况。(2〉监控范围大。能反映旅客车厢内96%以上座位范围的情况和行李架上情况。(3)抗震性能强。在列车由于起动、制动以及颠簸路况造成车身震动、晃动情况下,仍能正常工作。(4)体积小巧、操作简便,便于安装和隐蔽。〈5〉可驳接车载电源。(6)性价优越,适合我国铁路客运现状。 四、设计方案及工作原理(略)。 五、市场前景与经济效益分析 1、市场前景分析:随着我国铁路现代化建设的飞速发展,铁路客运管理也必然是由粗放型转向科技型,落后的管理方式必将不断被越来越先进的管理方式取代,开发研制铁路客车安全监控系统,顺应科技潮流,提高铁路安全管理水平,以低投入、高效益为宗旨,对铁路客车安全运输管理升级是一个突出贡献。具初步了解,全国每年各铁路局安全治安防范损失赔偿高达几千万元损失费,但国家及铁道部,各铁路局对安全治安工作非常重视,年年抓、月月抓、天天强调,结果还是不容乐观,案件不断出现,给广大旅客造成一种心理压力。面对铁路客车安全监控管理尚属空白的巨大市场,该监控系统的开发推广和使用,将有效地提高铁路客运管理水平和稳定铁路客运治安秩序,促进铁路客运经济效益的提高。由于该装置具有国内外先进水平,已获专利,且已于一九九七年列铁道部科技发展计划。故不会形成市场无序竞争现象,完全可垄断市场,加之该装置己在成都铁路局、新疆铁路局现场安装(一节车厢内)测试,监控车厢内范围达96%,图像清晰,得到试用单位的认可和好评,成都局、新疆局都有安装该装置的意向。如果该装置能得到铁道部车辆局等部门的大力支持和组织推广,则市场前景不可估量。据我们对全国客车总量进行初步估算,全国现在运行的客车数量在5000对左右(且每年还在推新〉,我们想经过努力每年完成对300辆客、车进行安装该装置是完全可能的,我们按每年完成100辆客车安装量计算,则全年经济效益也是可观的。 2、经济效益分析: (l)投资: ①场地:3~4间房(办公、业务、财务、库房各一间)· ②流动资金:50万元: ③固定资产:无需固定资产: (2)用工情况: ①现场安装人员:5~6人(其中1~2名技术人员〉; ②管理及公关人员:4~5人。 (3)年产量:100套(5~6人安装一列客车需8-10小时); (4)年产值:〈产品售价,黑白13万元/套:彩色19万元/套〉,按黑白计算:100×13=1300万元; (5)成本:900万元 ①材料费:100×65=650万元(黑白6.5万元,彩色9万元〉; ②房租费〈办公室):5万元: ③安装人员工费〈6人安装〉:10万元〈每台1000元,人均1.6万元): ④管理人员费(4人):5万元(每台500元,人均125万元): ⑤管理费:20万元; ⑥税收:(1300-650〉×17%=110万元;⑦其它支出:100万元: (6)年利润:400万元。 铁路客车论文:基于ARM9的铁路客车发电机系统试验台的设计 摘要:针对铁路新型客车发电机和控制系统的应用,以及原有铁路客车发电机系统试验台存在的问题,设计了新型发电机系统试验台。该试验台以ARM9为优秀,以嵌入式Linux为操作系统,具有以太网接口、SD卡存储器和液晶触摸显示屏的友好人机接口。设计了以IGBT为主控元件的负载调控模块,实现负载电流的自动调整。该试验台具有体积小、测控精度高、自动化程度高等特点。 关键词: ARM9; 嵌入式Linux;铁路客车;发电机;试验台 1 引言 当前我国铁路客车分为空调客车与普通客车两大类,普通客车使用车轴驱动发电机供电的模式。发电机系统和蓄电池组相互配合为客车供电。发电机系统由感应子式发电机、控制箱和整流箱组成。发电机系统工作质量直接影响列车的运行安全。根据铁路段修、厂修规程及铁道部TB/T1896-87铁路客车发电装置试验台技术条件的要求[1],发电机系统分解检修后需要进行运转试验,以检验发电机系统的性能参数是否满足技术要求的规定,有效保证列车的运行安全。随着铁路客车的不断提速以及新型发电机和控制系统的应用,原有的铁路客车发电机系统试验台已不能满足对现有客车发电机和控制箱、整流箱的检测要求[2]。主要表现出调速范围小,能耗大,检测精度低,自动化程度低,试验操作繁琐等缺点。针对上述情况,设计了以基于ARM9内核的S3C2410X芯片为优秀的铁路客车发电机系统试验台。试验台在测量精度、能耗、自动化程度、体积等方面均有所改进。 2 试验台总体结构及工作原理 新型铁路客车发电机试验台参照原有试验台设计方案[3-4],并加以改进。试验台总体结构框图如图1中虚框内所示。试验台以ARM9为控制优秀,由传感器、A/D转换器、D/A转换器、继电器、变频器、SD卡、液晶触摸显示屏等组成,蓄电池组用来模拟客车上的蓄电池组,利用电动机模拟客车运行带动发电机转动。发电机系统(发电机、整流箱和控制箱)为试验对象,如虚框外所示。 试验台以基于ARM9内核的S3C2410X为优秀,由触摸屏输入所需参数和选择试验项目等。S3C2410X通过继电器控制变频器控制电机正反转;通过D/A转换器输出模拟信号控制变频器控制电机转速。负载调控电路调节负载电流大小。试验台通过传感器、A/D转换器测试发电机三相输出电压、输出电流等15项参数。并将采集的试验数据实时显示在液晶显示屏上,同时自动存入SD卡存储器。SD卡中的试验数据通过UART接口上报计算机,由打印机按规定的试验记录表格输出试验结果。通过以太网接口能够实现远程监控和查询等功能。 3 试验台硬件设计 按照功能层次,本试验台由ARM9最小系统、发电机转速测控模块、负载调控模块、数据采集处理模块、人机交互模块和数据通信模块组成。以下对各模块的构成进行具体的介绍。 ARM9最小系统由S3C2410X微处理器、SDRAM、NAND Flash、复位电路、电源等组成。S3C2410X是韩国三星公司生产的基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器,时钟频率高达203MHz。SDRAM用于程序的运行,64M字节,由两片HY57V561620组成,工作在32位模式下。NAND Flash用于程序的存储,采用的是64M字节的K9F1208U0M。复位电路使用的芯片是MAX811,实现上电复位和手动复位的功能。系统由5V电源供电,经线性电源L1117-3.3和L1117-1.8输出3.3V和1.8V供系统使用。 转速测控模块调节发电机运转在设定转速,用于模拟发电机随着铁路客车运转的速度。由于S3C2410X内部没有计数器,而有五个可以输入外部时钟的定时器,所以转速测量部分采用定时器测量的方法。转速传感器即旋转编码器发出的脉冲信号作为定时器0的外部时钟信号,定时器1采用内部时钟,两个定时器同时工作,定时器1定时结束后产生中断,读取定时器0的计数值,从而可以测算出发电机转速。 公式中:M为发电机转速;T为定时器1的定时时间;N为定时器0的计数个数;P为旋转编码器每转一圈所发出的脉冲数。转速控制部分,S3C2410X通过三个继电器控制变频器,通过变频器控制电动机的正转、反转和停止。同时S3C2410X输出数字信号,通过D/A转换器转换为0-5V模拟信号,控制变频器的输出频率来调节电动机转速。 负载调控模块用来模拟铁路客车内的用电设备运行。原有试验台都是用一个体积较大、安装麻烦的电阻箱负载,通过试验台上的转换开关调整系统的负载电阻,以此来调整负载电流的大小。这种方法操作不便、调节精度差,影响试验结果。本系统设计了新型负载调控模块,该模块由EXB841、高速IGBT和负载电阻组成。S3C2410X内部有4个具有PWM功能的定时器,利用定时器2可以发出任意占空比的方波,经由专用驱动器EXB841,控制IGBT的通断,从而调整负载电流的大小。 公式中:I为负载电流;U为整流输出总电压;τ为定时器发出方波的占空比;R为负载电阻。从负载调控模块的调试方式可以看出,采用改进的负载电流调控方法,能够实现负载电流的连续可调,具有切换范围大、体积小、安装方便、操作简单等特点。 数据采集模块通过各类型传感器和A/D转换器采集发电机三相输出电压、发电机三相输出电流、整流输出总电压、总电流、负载电流、充电电流、励磁电流、发电机前后轴承温升、整流箱模块温升等15项参数。以上参数是衡量客车发电机系统性能优劣的重要指标,且对参数检测的精度要求较高,S3C2410X内部含有8通道10位AD转换器,其中两个通道被触摸屏占用,而且其转换精度也达不到系统要求。因此选用MAX197作为A/D转换器,它是MAIXM公司的8通道12位的逐次比较型转换芯片,8+4并行数据接口,5MHZ的带宽,100KSPS的吞吐率。由于MAX197只有8通道,所以在其通道0前加一个八选一的模拟开关CD4051,这样CD4051的8个通道加上MAX197剩余的7个通道,就有了15个数据采集通道。 人机交互模块采用了液晶触摸显示屏,能实时显示试验数据,试验操作更加方便简捷。由于S3C2410X内部集成了可编程LCD控制器和触摸屏控制器,支持带有触摸功能的液晶显示屏,因此硬件实现较为简单。 数据通信模块设计了UART接口和以太网接口。UART接口可以完成与近距离PC机之间的串行通信,将数据上传至PC机进行显示、打印、存储。由于S3C2410X内部集成有UART控制器,所以只需外加MAX232电平转换芯片和DB-9接口。以太网接口的设计采用CS8900A-CQ3以太网控制器,外加隔离变压器和RJ-45接口。试验数据可以通过以太网接口送入网络数据库,实现信息的集成化和远程监督查询。 4 试验台软件设计 试验台选用嵌入式Linux作为操作系统,选用Qt/Embedded[5]作为GUI(图形用户接口)界面开发工具。试验台的软件设计工作包括:嵌入式系统交叉开发环境的构建,系统引导程序Bootloader的编写,Linux操作系统内核的移植,设备驱动程序的设计, 基于Qt/Embedded的用户界面及应用程序开发。其中最重要的工作是设备驱动程序的设计和基于Qt/Embedded的用户界面及应用程序的开发。 设备驱动程序实现了系统内核和具体硬件之间的接口。Linux内核把驱动程序划分为3种类型:字符设备驱动,块设备驱动和网络设备驱动。本试验台需要设计的驱动程序有:A/D驱动,D/A驱动,LCD驱动,触摸屏驱动,SD卡驱动,网卡驱动和串口驱动等。其中触摸屏驱动属于字符设备驱动,具体设计过程如下。触摸屏驱动程序入口从S3C2410_TS_INIT开始。首先将触摸屏相关寄存器的物理地址映射到虚拟地址、设置与ADC相关的I/O口状态、对相关的寄存器进行设置。接着注册中断和字符设备。字符设备操作的结构被S3C2410_FOPS定义。只需定义打开(open)、读取(read)和关闭过程(release)。定义TS_RET结构体来存储触摸笔动作和A/D转换得到的坐标值。采用了多次测量求平均的均值滤波法,使得到的坐标更为准确。 试验台的应用程序采用模块化的设计思想,主要包括数据采集程序、负载调控程序、发电机转速测控程序、触摸屏控制程序、SD卡存储数据程序等。本文给出发电机转速测控程序流程,如图2所示。该部分采用了闭环反馈控制,将通过定时器测得的转速与设定转速比较,经PID算法计算出控制量控制转速变化,最终使测得转速与设定转速相一致。 试验台图形用户界面基于Qt/Embedded设计,主要完成数据显示和事件收集两大工作,采用典型的下拉框、文本框驱动方式。主窗口的创建使用最常用方法,基于QMainWindow类创建一个用户类。在主窗口类中使用new QAction( )设计系统所需的动作,通过addTo( )函数添加到菜单中,并将相应动作发出的信号和合适的插槽连接起来,如连接到转速测控、负载调控、数据采集等程序中的函数。当用户点击一个菜单项的按钮时,应用程序会执行其相应的代码。 5结论 在满足发电机系统基本性能检测要求的基础上,以ARM9为优秀的铁路客车发电机系统试验台设计了负载调控模块,液晶触摸显示屏的人机交互接口,SD卡存储器和以太网接口等。在嵌入式Linux操作系统上基于Qt/Embedded设计了友好的图形用户接口界面。试验台具有操作简捷、测控精度高、实时性好、体积小、自动化程度高的特点,较好地满足了车辆检修部门的需求。 铁路客车论文:浅析铁路客车供水系统存在的问题 【摘要】为适应铁路跨越式发展需要,针对客车供水系统的实际情况以及其中存在的问题进行了分析,得到了客车供水系统存在水资源浪费、供水能力不足、维修不断、冬季易受到冻害、劳动强度大等方面的问题。就这些问题,将理论知识与实际操作相结合,提出了改进建议,从而满足客车上水需求,确保铁路客车平稳运营,更好地适应铁路运输生产的发展。 【关键词】铁路;客车供水;水资源;水栓;检查维修;改进 随着国内新常态下提质、增效、升级的新阶段的经济发展,根据国家铁路建设前期工作进展、中长期铁路网规划调整和“十三五”规划研究等情况的确定,作为铁路建设的一个组成部分,铁路给排水工程也必须做出及时的调整与变更,才能为铁路的运营目标做出贡献。 一、既有客车供水系统状况 (一)既有设备现状。客车供水系统现阶段既有设备是以客车停靠十分钟至十二分钟为基准建设的,规定的水栓井间的距离标准为25米。客车上水栓出口压力为二十米水头(距离轨面),尽端式客车上水站客车上水栓口压力为十六米水头(距离轨面),客车上水栓口上水时流量为2.5L/s。水栓井一般是一井双栓或者是一井一栓,客车上水栓及上水胶管为25-27米,内径均采用的是32毫米,但是实际上使用的是内径为20-25毫米的胶管。 (二)基本工艺流程。铁路客车上水工艺虽然进行了一些改进,但基本上仍然采用手工上水作业, 采取人工手动开阀上水,即先开水阀,然后手持上水管与列车上水口对接,待水上满溢出后,再返回去关水阀,一般每一个上水工要完成4节车的上水作业,要走200多米的路。 (三)传统供水方式。客车上水惯用的供水系统的状态是多路同时供水,开放式的系统能够通过主管网对流态和供水压力进行控制,但采用多路进水的相通方式而造成用水量不易计量、供水压力不足和多管路维修任务繁重等问题尤为突出。 二、对现有供水系统检查维修 日常巡视或维修供水设备先向本单位调度报送相关计划,及时与车站取得联系,在车站调度及助理值班室的同意下,方可下道进行巡视或维修作业,同时应做好相关安全保护工作,驻站联络员及安全员充分发挥自身职能作用,对供水系统给水栓跑漏水、水栓设备仔细检查,给水栓相关检查项目及标准做到如下。 (一)主要检查项目、检查标准。1.水栓体。①质量优良:开关灵活,无泄漏。水栓及螺丝无锈、无垢。②合格:水栓有轻微泄露,螺丝稍有锈蚀。2.立管。①质量优良:牢固、垂直,无泄漏,无锈蚀。②合格:立管稍有倾斜和锈蚀。3.栓室。①质量优良:井壁完整、无剥落,每排井规格一致。凸出面地200mm以上。②合格:井壁有轻微剥落。凸出地面不足200mm。4.防寒装置。①质量优良:完整、齐全、安全可靠。②合格:稍有缺陷5.井盖。①质量优良:完整无破损,无较大缝隙。②合格:井盖稍有破损或剥落。 (二)一般检查项目、检查标准。1.开闭杆。①质量优良:完好、灵活、支撑卡子良好。无松旷。②合格:开闭杆稍有松旷或杆轻微锈蚀。2.排水。①质量优良:畅通,无积水。②合格:稍有积水。 三、现存供水系统的问题 (一)供水能力不足。1.“一短一长”变化明显。一是站停时间变短。列车提速,旅客列车不停站运行区段延长,在站停留时间缩短,每一站的停靠时间从原来10-12分钟缩减为现在6-8分钟。二是上水间隔变长。客车上的上水间隔时间从原来的2-3小时延长到了4-6小时。这样“一短一长”的变化直接导致了在停靠站的时候列车无法上满水,使车厢上水不足、不匀,影响旅客使用,客运服务不到位,已不能满足需求。2.时间紧、强度大。一是有效时间短。现阶段车站规定列车进站时立岗,人员需要提前立岗,上水作业必须在火车发车前一分钟内完成,所以就要保证在4-6分钟过内完成上水工作。二是劳动强度大。上水作业包括将四节车厢的上水胶管固定,然后往返将阀门开关,将上水胶管摘除等一系列规定动作,这还没有将脱落的上水胶管重新连接以及开关对应的阀门的时间计入其中。3.水资源浪费严重。一是浪费的原因。旅客列车每节车厢的贮水箱是独立的,均采用水满自溢形式,车厢上水管采用DN25mm钢管,上水员从发现水满溢流到关闭上水栓的过程中,就已造成水资源的浪费。二是浪费的程度。据估算,一列客车加一次水约浪费750~1000升的水,这不仅造成了水资源的浪费,而且也增加了运输成本支出,与新常态下的经济发展相违背。4.供水压力不保证。一是供水压力偏低。地区中供水管网的压力一般情况下是0.4-0.6Mpa,但由于与水源的距离、管径大小、管路分布、管路材质等原因影响,各个车站的实际水压一般低于0.1-0.2MPa。所以上水水压由于管网压力的变化不稳定造成供水压力较低而得不到满足。二是实际变化较大。列车在正常上水时,短时间内需要使用大量的水,管网压力短时间内发生剧烈的变化及上水系统的压力波动从而影响实际上水压力变化较大。5.冬季问题凸显。客车供水系统在北方地区的冬季,容易发生冻结,每年从11月下旬开始,由于上水管里的水排不干净,客车上水栓大面积冻结, 每天都要投入大量的人力进行解冻工作,给上水工作带来许多不便和不安全隐患,不仅影响正常的上水作业,而且降低了软管的使用寿命。 (二)用(需)水量无法确定。1.用水量不清楚。客车供水系统的总供水量会因为供水表的计算误差叠加,供水系统同时为多路供水而产生一定的误差。2.需水量不确定。客车上水作业还会因为列车水箱水量的不确定性而产生盲目性。 四、改进措施及建议 在进一步提高列车上水速度的同时,应该提高系统供水的能力,从理论的角度分析有五种方式解决这一问题:一是改变现行上水作业方式;二是实现信息化管理;三是提高并稳定列车上水栓供水压力;四是针对北方地区增加防冻措施;五是实现自动控制客车上水系统。 铁路客车论文:铁路客车防腐蚀现状及改进措施的研究 摘要:介绍了普通铁路客车车体腐蚀现状及原因,归纳总结了现有提升车体防腐性能的措施。通过研究腐蚀原因及现有控制措施,从结构、材料和涂装三个方面提出防腐优化措施。 关键词:普通铁路客车;防腐;优化措施 0前言 普通铁路客车车体主要材质为碳钢,客车使用过程中一大主要问题是车体腐蚀,腐蚀使金属材料受到损伤,降低构件的承载能力,从而降低了车辆使用寿命,同时增大了检修工作量及材料消耗,使修车费用增加。本文从车体腐蚀现状及原因出发,重点调研了现有的防腐蚀方法,从结构、材质、涂装三方面着手,提出防止车体腐蚀的优化措施。 1铁路客车车体腐蚀现状及原因 1.1 车体腐蚀现状 普通客车车体钢结构主要材质为碳钢,由于车内冷凝水及清洁用水等问题,车体钢结构大部件会出现不同程度的腐蚀现象。 1.2 腐蚀原因分析 通过查看报废车辆的车体腐蚀情况,发现车体腐蚀与结构设计、车体材质和涂装材料三个方面有关。 1.2.1结构设计问题 (1)餐车水盘区域积水腐蚀 A5修时发现餐车水盘区域波纹地板腐蚀严重。餐车厨房区域地板断面如图1所示,厨房区域的不锈钢板只在靠近车体侧墙一侧增加了不锈钢压板,而在间壁一侧未设置压板。厨房间清洗作业时,清洁水沿着不锈钢与间壁墙之间缝隙渗入地板间。同时,厨房垃圾堵塞排水槽上层多空板,积水从挡水条和其它缝隙处进入车内。 (2)通过台区域冷凝积水腐蚀 通过台地板采用的材料是普通的耐候钢,耐腐蚀性能较差;该区域长期接触潮湿空气或水,环境相对恶劣;同时,此处只有直径6mm的排水口,容易堵塞,导致积水无法排出,导致此处的地板易产生腐蚀。 (3)侧墙立柱根部积水腐蚀 25G型客车侧墙板和底架边梁角焊、打胶。侧墙立柱是帽型断面,与墙板及底架焊接后,在根部会形成封闭腔体,内部涂装防护困难。车辆在运用中不断的有水汽形成,在根部汇集,无法排出,在墙板内外通道处不断的进行腐蚀。 (4)窗口区域冷凝积水腐蚀 立柱和纵梁通过塞焊与墙板焊接,形成了自然的空气夹层,夹层处无法喷涂防腐材料,温度变化产生的冷凝水腐蚀梁柱;车内外温差不同,造成窗户玻璃产生冷凝积水,窗口处无排水结构,部分老车型窗口密封性难以保证,雨水通过窗口缝隙进入车内。 (5)搭接结构冷凝积水腐蚀 目前客车设计中,大量采用搭接结构、断焊等,主要有侧墙板与底架边梁搭接、波纹地板与底架边梁搭接、端墙板与缓冲梁搭接等。搭接结构的结合面一般不能涂漆,焊后也无法补漆,而且封闭腔内也无法涂装防护,侧柱内的冷凝水及灰尘等容易进入缝隙内侧,形成腐蚀介质,对墙板及波纹地板造成腐蚀。 1.2.2车体材质问题 车体钢结构主要材质为耐候钢Q345NQR2、Q355GNHD和Q310NQL2、Q310GNHD,相对普通碳素钢Q235A,耐候钢的相对腐蚀速率为60%,耐腐蚀性较低。 1.2.3涂装材料问题 造成涂装失效的原因主要包括除锈工艺和油漆工艺两个方面。 (1)飞溅、焊渣、铁屑、油污、灰尘、水、锈迹、烧蚀涂层等处理不彻底,直接影响涂层附着力。受结构、制造工艺限制,局部边、角、孔、洞、缝的部位无法处理到位。 (2)涂装时任意添加过多的稀释剂、涂膜过薄或一次涂敷过厚、漏涂漏刷防锈涂料。除锈后未及时涂防锈涂料、底层涂料未干透就涂第二层涂料或安装木结构。涂装过程中,边、角、孔、洞、缝区域,型材内部、型腔内部区域无法喷涂到位。 2 F路客车车体现有防腐措施 2.1 结构防腐蚀 2.1.1底架区域 目前,底架结构防腐蚀措施主要通过开排水孔实现,同时为了兼顾防火要求,排水孔直径定为Φ6,但此孔经常被异物堵住,影响排水效果。 2.1.2侧墙区域 目前侧柱断面为帽型,为了减少侧柱根部的腐蚀,侧柱靠近根部设计了直径25mm的灌浆孔,用于向封闭腔内部喷涂防锈漆及防腐涂料等。 2.2 材料防腐蚀 1992年以前生产的客车中,车体材料均为普通碳钢,材料本身的耐腐蚀性较差。1992年后的新造客车中,车体材料以耐候钢为主,同时厕所间及盥洗间等区域地板采用不锈钢,车体整体耐腐蚀性得到提升。 2.3 涂料防腐蚀 自运辆客车函〔2015〕73号文下发后,整体对新造客车防腐方案及防腐涂料进行规范统一,包括底材处理标准、涂层体系规定、涂料品种、质量检测等方面,基本保证了涂层体系的使用寿命及车辆运用需求。此项改进较大的提高了车内、底架防腐涂层使用寿命。 3 铁路客车车体防腐蚀优化措施 3.1结构设计防腐蚀优化 3.1.1餐车水盘区域防腐蚀提升措施 为了保证厨房区域地板的密封性,将厨房不锈钢地板与墙板贴合处周圈增加不锈钢压板;同时,周圈再涂打密封胶进行密封,从而防止清洁用水沿着缝隙渗入地板。 3.1.2通过台区域防腐蚀提升措施 经现车分析发现,通过台区域排水孔直径为6mm,由于阻尼涂料及异物的影响,该排水孔经常被堵住,影响排水效果。后续优化改进时可将此地板材质改为不锈钢板或者在地板合适部位设排水槽,便于水排出。 3.1.3侧墙立柱根部防腐蚀提升措施 由于帽型截面的侧柱与墙板焊接后,在根部会形成封闭腔体,使得内部无法涂装防护,同时积水会在封闭腔体内聚集,造成侧柱根部腐蚀。后续改进时,可考虑以下两种方案: 方案一:侧柱截面由帽型改为乙型,侧柱与墙板焊接后,可以实现侧墙骨架的整体涂装防护,同时,也可避免积水在根部聚集。 方案二:侧柱根部与底架边梁连接处增加缺口,将根部的积水排出。 3.1.4窗口区域防腐蚀提升措施 在侧墙窗口、底架部位合适位置设置排水机构。如在侧墙窗口下方设置接水盘,接水盘下设有排水管,用于将窗口处的积水收集并排出车外。 3.1.5搭接结构防腐蚀提升措施 墙板与底架边梁焊接时,在底架边梁刨槽,与墙板采用对接满焊,墙板内侧与边梁也采用满焊焊接,同时焊接后涂打密封胶,防止积水及灰尘等杂物进入缝隙中对墙板造成腐蚀,如图2所示。 3.2车体材质防腐蚀优化 目前25型客车车体钢结构材料一般为Q235、Q310NQL2或Q310GNGD及Q345NQR2或Q355GNGD等,耐腐蚀性差。后续设计时可考虑使用耐腐蚀性能更高的材质来提高防腐性能。如车体材质由普通耐候钢改为S350EW,枕外通过台地板可采用耐腐蚀性能更高的铁素体不锈钢X2CrNi12。 3.3涂装工艺防腐蚀优化 3.3.1涂料性能提升 (1)涂料严格按73号文标准执行,选择CRRC认证过的涂料; (2)针对环氧防腐底漆,提高耐盐雾性(NSS)指标,增强对基材的保护; (3)针对车内及车下底架,在阻尼涂料的基础上,建议增加一层底架面漆,封闭阻尼涂料,增强防腐性能。 3.3.2涂装工艺措施更改 (1)制定碳钢板(型)材预处理规范,针对板材特点分别采用抛丸、喷砂或酸洗磷化等工艺,提升板材预处理质量; (2)梳理、检查易形成封闭腔的部位,进一步明确涂装要求; (3)针对车体“边、角、孔、洞、缝”部位进行重点喷涂; (4)对重点腐蚀部位进行密封,防止腐蚀介质侵入; (5)加强涂料质量控制及委外工序的控制。 4 结论 本文通过分析车体腐蚀现状及现有防腐蚀方法,提出了通过结构改进、材料优化和涂装改进三方面的措施来提升车体的防腐蚀性能,从而减少检修时对车体的挖补,延长车体使用寿命。 1.作者简介:侯亚辉(1989-),男,助理工程师,主要从事碳钢车车体结构设计工作。 铁路客车论文:一种新型铁路客车车体静强度分析 摘要 : 分析该种新型铁路客车车辆车体结构特点的基础上,建立了车体结构的有限元模型。结合该客车车辆的实际运行状态,确定了垂向载荷、纵向拉伸、纵向压缩、扭转等7种工况,并分析了车体结构在各个工况下产生的应力,以判断其静强度是否满足运输要求。为车体的结构优化和疲劳寿命分析提供参考。 关键词: 新型铁路客车车辆;车体结构;静强度;有限元模型 1 前言 该种新型铁路客车车辆主要由车体、转向架和各种电气设备组成。其中,车体主要承担装载乘客和各种电气设备安装基础两大功能,同时也承受着在各种运行工况下乘客和电气设备所产生的附加力。车体的强度是反映车体性能的重要技术指耍强度不够,将使车体结构的各构件在早期出现裂纹和疲劳断裂等,从而大大影响车辆的整体性能。对车体静态下的强度进行计算和分析,是不可或缺的重要环节。本文利用有限元分析软件,针对该种车辆的典型运行工况,提出了相应载荷及边界约束条件施加的实现方法,并对跨坐式单轨车辆头车车体结构进行了静强度分析,得到了该车体的应力分布。通过合理选择车体结构形式及尺寸参数,可使车体具备良好的静态特性。 2 车体结构及参数 该种车辆车体主要由车顶、侧墙、一位端墙、二位端墙、底架等组成,如图1所示。整个车体采用耐候钢焊接结构,主要的承载部件采用耐候钢中屈服强度较高的钢板材质。车顶和侧墙主要采用大型宽幅耐候钢板和骨架梁排结构,侧墙在适当的地方加补强梁,车顶则用加横向弯梁的方法起到加强的作用。一、二位端墙由于要承受纵向拉伸和压缩,采用双层骨架结构。具体车体钢结构外观见图1所示 车顶、侧墙、一位端墙、二位端墙、底架等四大部件相互连接后整车成中空筒行结构,具体车体的主要外形尺寸及质量如表1所示。 3 车体有限元模型的建立 3.1 建立有限元模型 利用建立好的跨坐式单轨车辆头车车体三维几何模型,以及软件提供的数据转换接口,以适当的数据格式将其转换到有限元分析软件中,并对其结构进行离散。采用该方法进行有限元建模时,有必要在有限元分析软件中对模型进行几何清理,修正几何之间的拓扑关系,以便进一步划分网格。整个车体主要采用板壳单元模拟,侧门上角及端门补强角采用实体网格,空簧、心盘、枕内外顶车位、端墙加载区域等处设rbe3单元,车钩安装区域设置rigid单元,如图2~3所示。车体坐标系方向如图2所示:X向――车体纵向,正方向由一位端指向二位端,Y向――垂直方向,正方向垂直向上,Z向――车体横向,与X、Y构成右手系。有限元模型如图2所示。 3.2 确定工况及加载参数 根据该种客车车辆的实际运行状态,确定了垂向载荷、纵向拉伸、纵向压缩、扭转等9种工况,无论何种工况,车体都将承受安装在其上的各种设备的质量。车体配备的主要设备的质量见表2。7种工况具体见表3 4 静强度计算结果 按照上述各个工况下载荷和边界条件的施加情况,对车体结构进行静强度分析计算。车体在15种工况作用下的最大应力值及相应的部位见表4所示。部分应力云图如图4~8所示 5 结语 5.1 该种筒型车体有着本身的结构特点,焊接是车体的主要连接方式,使用板壳单元模拟车体结构的有限元处理方法是车体静强度分析的有效方法; 5.2 通过对该种新型车辆车体的静强度计算分析,可得出以下结论:强度各工况下,端墙立柱,波纹地板与横梁连接处等区域存在较高计算应力,可适当进行补强。 铁路客车论文:19K型铁路客车软卧改硬卧设计 摘 要:介绍19K型铁路客车软卧改硬卧总体及各系统主要技术方案、计算分析及试验验证等。 关键词:软卧车;硬卧车;改造;计算分析 1 前言 随着铁路客车的升级换代,为了提高舒适度、防火阻燃安全性能及提高客车运用率,既有客车加装改造已经成为一种趋势,各铁路局客车改造除了运输旅客使用外,也会利用闲置的动车组或车辆进行特种车改造,包括工务车、旅游车、救援车等。本文客户要求将19K型软卧结合A5修改造为25K型硬卧车,定员由16人增加至66人,加装集便装置,车体、制动、电气系统及车上服务设施相应实施改造。 2 改造总体概述 原车平面布置见图1,将一位厕所改为配电室,乘务室改造,一位走廊增加卧具柜,取消车辆中部洗脸间、8个软卧客室、淋浴间,改为11个开敞式硬卧客室及大走廊;二位端增加二位厕所、双洗间等,改造后平面布置见图2。二位端车下枕内外各加装一个污物箱,新增集便装置用总风缸。车顶一位端设一台单元式空调机组,二位厕所新增自然通风器,二位通过台新增废排通风器。车端取消43芯集控、5芯电控插座。 3 各系统改造 (1)车体钢结构。一位端KLD35空调机组平台改造为KLD45空调机组平台,空调机组平顶板采用3mm厚06Cr19Ni10不锈钢。车窗窗口根据平面重新布置,为提高侧墙平面度,新开窗口两边先焊接立柱,后开窗口及封堵原车窗口。车底增加污物箱横梁、纵梁及安装吊座。为保证吊座的平面度,焊接过程中用水管找平,吊座采用8mm厚Q345GNH耐候钢。车底增加总风缸及集便供风管路纵梁和吊卡,纵梁采用5mm厚Q235B碳素钢,吊卡采用5mm厚Q295G NH耐候钢。 (2)转向架。因车辆重量发生变化,转向架各弹簧、制动杠杆比按改造后整车重量核对参数,以满足改造后使用要求。 (3)制动系统。供风系统采用双管供风形式, F8分配阀,盘形基础制动装置。按照(运辆客车函[2016]8号)《关于重新印发客车手制动机防反转制动改造方案的通知》改造手制动链,保证行车安全。车上设紧急制动阀和制动管风表、总风表。设置可从车上、车下操作的缓解阀。防滑器国产化,采用铁科院TFX1G型,转向架速度传感器孔、防滑器配电柜、排风阀座改造。根据集便器改造需求,新增总风缸及相应管路。为防止集便器集中用风时,可能超过机车供风能力问题,总风管给总风缸(生活风缸)供风支路节流通径为2mm。 (4)给水卫生系统。给水系统设净水箱、注水装置、温水箱及供排水管路组成。照明柜与水箱分别设液位仪及液位传感器。洗脸间设温水箱。注水装置避开便器防护箱检查门,不影响防护箱内配件维修。水箱、管路与排空管路相连,保证在系统停止使用时能排空净水(以防冻结)。电茶炉具有缺水、防干烧保护功能,接水盘为不锈钢材质,安装位置在乘务员室外与一位小走廊卧具柜相邻。 二位端一、二位侧分别设一个蹲式厕所,厕所车窗加装统型防护栏。二位端一位侧新增双人洗脸室,厕所、洗脸室为整体玻璃钢盒子间模块化设计,制造安装方便。盒子间材质采用玻璃纤维和碳纤维复合材料复合材料以及进口色浆和胶衣制成,盒子间背面采用网格状加强筋以提高卫生间的整体刚度。一、二位厕所均加装铁总统型集便装置,便器由直排式改为真空集便系统,提高了卫生间的清洁度,降低了环境污染。二位端车下枕内外各增加一个真空污物箱,两个污物箱总容量不小于800L。 (5)空调通风采暖系统。空调系统由空调机组、空调控制柜、送风道、回风道、废排装置、自然通风系统、可调送风口和回风口等构成,主送风道采用硬质聚氨酯铝箔发泡板,铝板敷贴保温材,提高了风道保温效果,节约能量。改造后空调机组安装于一位端车顶部钢结构平台上,机组型号为KLD-45/09-E,带新风预热功能,制冷剂采用环保型R407C代替破坏臭氧层的R22,制冷量比25K型其他硬卧车多5KW,提高了乘务员与旅客的舒适性。在乘务员室、客室、双洗间、厕所都设有空调送风口,厕所、茶炉室、双洗间的废气由设于其车顶部的自然通风器排出车外。其余大部分废气由设在一位小走廊的回风口吸入,作为再循环空气进入机组,小部分废气由二位端小走廊顶部废排风机通风口排出车外,废排风机通风口也可作为紧急情况下应急通风设备使用。空调机组配线及冷凝水管执行运辆客车函[2015]395号《中国铁路总公司运输局关于印发客车常见故障专项整治方案的通知》的要求。配电室、乘务室、客室、大走廊和一、二位端小走廊设置单元板式电加热器(普通型),加不可恢复式超温保护装置,全车功率约14KW。 (6)电气系统。采用发电车双路集中供电,供电制式为380V/220V 50Hz三相四线制。配电室内设置电源转换柜、空调控制柜、塞拉门电源箱、应急电源车上箱、工具柜。乘务员室内设置防滑器、照明柜、集便控制柜。电源D换柜为统型,设置在线漏电检测装置。照明柜设置DC48V系统绝缘监测装置。电源转换柜、照明柜、空调控制柜等配线线端压接采用笼式端子。车辆采用LED灯照明,具有节能环保,寿命长的优点,设应急照明。照明布置如下:客室内及客室门口对应大走廊处各设一个有效光通量为1800lm的顶灯。一、二位通过台、小走廊分别设一个有效光通量为1800lm的顶灯。一、二位厕所、双洗间分别设一个有效光通量为750lm的壁灯,乘务员室、配电室各设一个有效光通量为1500lm的顶灯。客室外侧墙各设一个地灯。乘务室、配电室侧墙设1个交流220V五孔插座,大走廊侧墙设3个交流220V五孔插座,方便乘务人员和旅客充电使用。在客室大走廊处设3个扬声器及3个扬声器开关,乘务员室设1个扬声器及音调开关。在大走廊两内侧间壁分别设一个信息显示屏。旅客信息系统可以显示运行速度、当前时间、车外温度、前方到站、列车运行状态、宣传标语及广告信息等内容。 (7)内装设备。一、二位端部平顶板为22mm胶合板双面贴贴面板,客室及大走廊顶板采用玻璃钢材质,顶板内部均为木骨架。胶合板平顶板、外露间壁墙板使用无明钉的封边明缝结构,效果美观。在通过台及走廊部位,将原来的胶合板地板取消,采用防腐地板,并增加了地梁密度,有效防止了地板塌陷提高防火性能。地板布采用分幅焊接工艺,采用自动焊接设备和专用厂房,防止地板布鼓泡。采用包装严密的超细玻璃棉。玻璃棉板及包装材料性能指标应符合TB/T 3138-2006《机车车辆阻燃材料技术条件》中相关规定。 原车两个小走廊至客室隔T更新为折页门,门上设有门芯窗,下部设有通风格栅。 乘务员室门、一位厕所门、二位厕所门新制,新增配电室门;各门均为折页门,乘务员室和配电室门上设有观察窗。原车所有车窗及内饰框均取消,更新为25T统型车窗,新制内饰框。 4 检修部分 未改造部分按照《中国铁路总公司关于印发的通知》(铁总运〔2014〕349号)及铁总文件要求执行。 5 计算分析 (1)重量分配计算。整车计算后自重和载重均增加,重心降低,轴重小于17t,轮重差符合要求。 (2)侧墙窗口改造强度对比分析。改造时对侧墙窗口封堵后重开,对改造前后侧墙强度作对比分析,结果满足车体强度要求。 (3)车顶空调安装平台静强度分析计算。根据TB/T1335-1996 要求,车顶安装平台在纵向、垂向、横向三个方向上的合成应力不应大于材料的屈服极限。根据计算结果,空调平台的强度条件符合标准TB/T1335-1996的使用要求。 (4)轴箱弹簧计算。根据整车设计重量,选用的轴箱弹簧参数须更新,更新后满足使用要求。 (5)制动距离计算。根据改造后车辆自重、载重及选用的杠杆比,对改造后车辆制动距离进行计算分析,车辆改造后按140km/h初速度紧急制动距离小于1100m的要求。 (6)动力学性能分析。客车在改造后的动力学性能较改造前动力学性能指标如稳定性、曲线通过能力都有所改善,在安全性方面有所提高。 (7)用电负荷计算。根据全车电气负载,RW19K型客车改为YW25K型客车后电气负荷满足单车及编组使用的要求。 6 试验验证 厂修规程中的例行试验及称重、限界检查等型式试验均合格。 7 结论 改造结合新型高档铁路客车产品及成熟的设计结构,旅客界面较25K型硬卧车有较大提升,满足了铁路局增运增收需要,也为变车种改造提供了借鉴经验。客车经过近半年的运用,运行情况良好,受到了用户好评。 作者简介:齐凯,男,学士学位,工程师,研究方向:客车设计及加装改造。 铁路客车论文:铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性研究 摘 要:我国铁路客车转向架构焊接技术对我国的铁路客车行业及其交通运输行业起着至关重要的作用。近几年来,我国铁路客车转向架构架焊接技术采用的是钢焊接的结构。钢的密度小,使用刚焊接能大大降低车辆结构的自重。但是,运行速度的提高、载重的增加都会使转向架的构架承载情况变得很糟糕,铁路客车转向架构架焊接接头存在的焊接缺陷会导致很严重的车辆安全性能问题,而铁路客车安全性能方面的问题才是整个铁路客车行业乃至整个交通运输业最重要的问题。所以,对铁路客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性的研究就显得极为紧迫。 关键词:铁路客车转向架构架焊接接头 疲劳可靠性 研究 高速化的铁路客车正好适应如今人们对交通工具的高要求,高速铁路也已然成为各国铁路现代化的重要标志。然而,任何高速的交通工具都有它安全可靠性的问题存在,随着现如今铁路客车速度的提高和载货量的持续增长,导致铁路的动态性能下降,轮轨之间的磨损程度问题在日益凸显。轮轨之间的相互作用可能会引发脱轨,一旦脱轨,后果便不堪设想了。在以往的铁路客车中,车转向架构架焊接接头暴露出许多疲劳可靠性的问题,如客车在运行过程中出现焊缝断裂、测量立板撕裂等问题,严重危机人们的行车安全。因此,研究铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性,对保证列车安全是十分重要的。 1 转向架构架焊接接头疲劳可靠性的内外研究现状 近几年国内外对铁路客车行业发展的竞争日益激烈,随之也都对铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性有了很深入的研究。这种架构焊接的疲劳可靠性主要集中于对结构寿命的预测方法、焊接接头或承载部件的寿命检测等方面,发达国家已经形成了比较完善的结构体系,并有了许多研究成果。中国除了对这些成果进行引用、吸收外,也在自主研发更高速、更安全的客车,尤其对转向架构架焊接接头疲劳的可靠性进行了深入研究。 2 焊接缺陷方面的分析 铁路客车转向架构架焊接接头采用的是钢焊接结构,钢焊接结构焊接加工方法的特点决定了它在生产过程中必然会出现气孔、断裂纹、未融合等现象或者焊接处存在各种几何偏差的可能。 铁路客车的焊接欠缺可以分为两类:一类为焊接变形,残余应力;一类为类裂纹欠缺。前者是主要的焊接欠缺,后者发生的情况较少,但是一旦发生就会发生很严重的后果,这是焊接结构中最危险的一种情况。宏观裂纹显然是不能继续使用,焊接结构甚至整个客车可能会报废,微观裂纹虽然能坚持一段时间,但是如果不能及时发现,也会降低疲劳可靠性,这种轻微裂纹在客车行驶过程中一点一点的磨损,极有可能造成更大的安全隐患。针对这些焊接裂纹,有关研究人员也进行了相关研究。 2.1 热弹-塑性有限元法 这是一种测量焊接变形和残余应力的有效方法,十分复杂的焊接结构可能需要大量的计算,对于大型铁路客车,这种针对裂纹一个个进行计算研究的方法显然是不符合实际的,这种方法将跟踪整个焊接的过程,它可以计算焊接过程中每一时刻的温度,根据每个温度下客车反应的应力进行累加,最后得出残余应力和最终可能的变形从而估量出焊接接头的疲劳可靠性。 2.2 焊接收缩力法 转向架构架在焊接过程中,金属会因高温而变形进而产生焊接裂缝。此时的变形程度相当于遭受到了一个外加载荷,被称为焊缝收缩力。铁路客车转向架构架的自身结构、焊接的技艺、焊接温度都会影响焊接收缩力的大小。所以我们可以通过计算这个力进行估计在焊接过程中金属产生变形而造成后果的大小从而避免重大的安全性能方面的隐患,以此提高焊接疲劳可靠性。 2.3 体积收缩法 这种方法假设导致转向架构架在焊接过程中产生变形的原因是熔化了的金属在冷却过程中遇到了热收缩。研究者通过对模型进行实验,用金属模型在900°的温度下进行焊接,然后将金属冷却至室温,观察金属的反应情况,金属在这种条件下会发生收缩变形,将实验现象转换成数值记录在册,将得到的模拟实验数值进行分析,金属熔化的截面区形状有助于我们研究焊接技巧,采取相应措施改善焊接技巧,可以进一步提高铁路客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性。 3 结语 转向架构架是铁路客车的主要承载部位,它的疲劳强度对铁路客车行驶的安全性能影响巨大,其疲劳可靠性也受诸多因素的影响。随着铁路客车的速度在不断提高,承载乘客和货物的承载量在不断加大,为了确保铁路客车在行驶过程中的安全我们需要对转向架构架焊接接头疲劳可靠性进行深入研究,尤其在焊接设计阶段,我们要充分考虑分析转向架构架的结构和它焊接成型的特点准确的对焊接疲劳可靠性进行评估,准确的评估出焊接疲劳可靠性有助于提高铁路客车的行驶性能和极大解决铁路客车安全性的问题,对于我国交通运输业的发展也是起到了推动性的作用。 铁路客车论文:增强铁路客车车辆检修技术及措施分析 【摘 要】现如今人们的生活水平在不断提升,这使得人们对于衣食住行有了更高的要求,长途出行多选择通过铁路交通来加以实现,特别是在近些年来我国铁路技术的不断发展,使得我国的铁路客车发展得到了空前的进步,再加之动车和高铁的不断投入运营,使得我国的铁路运输行业蒸蒸日上。 1 当前对铁路客车车辆进行检修的现状分析 我国社会主义事业在不断发展,使得经济迅速进步,铁路客运具有灵活性、快捷性和高效性的特点,近些年来对于高铁和磁悬浮列车投入运营,使得铁路运营的舒适性也得到了更高的发展。所以铁路运营一直都是人们出行所青睐的一个主要的出行方法。到目前来说,我国的铁路交通事业一直在精益求精,到2011年,我国铁道部门首次提出了三个重中之重的安全理念。需要将客车安全当作是安全工作当中的重点和严抓对象,包括对高铁和普通列车的安全性必须予以充分保障,且不容出现半点马虎[1]。同时还需要强化安全管理工作,这是运行当中的一个重点工作,然后就是要抓落实作为安全管理工作当中的一个重点。 从客车的车辆检修来看,列车的运行过程中,车辆的供电系统是否处于安全状态,车辆的防滑器工作状态是否正常,运行中有无车轮擦伤,轴承温度是否超限报警,配电室等重点防火部位有无火灾险情,空调系统是否提供舒适的环境温度等,都是保证客车安全运营的重要基础。从现阶段来看我国铁路的客车车辆检修技术正在不断地更新和发展,管理理念落后是导致客车安全和铁路发展的一个较为突出的问题。所以,对于我国铁路客车的检修技术进行进一步的改革、创新和发展,能够有效地将客车推进到世界的先列范围内。从现有的检修技术手段和设备来看,检修过程当中还存在着一些弊端[2]。 其实质工作是检修设备的粗放和老化,已经逐渐无法适应当前社会现代化发展和客车车辆检修的需求。同时智能化的系统相对来说较为陈旧,例行检验实验的时候,其所得到的数据并不准确,检修效率较低,这些情况给专业的检修人员造成了很大的困扰。因为检测数据不准确,可能会导致对车辆性能评估错误,进而就可能会,连续进行后续的二次检测,一方面会浪费很大的人力、物力和财力,同时也可能会对客车的安全运行造成一定的威胁。因此针对这种情况,有效地分析提升铁路检修技术的措施是十分重要的。 2 提高铁路客车车辆检修技术等能力措施分析 2.1 提升铁路客车车辆检修技术能力 为有效地提高高铁车辆检修的技术能力,就必须建立科学合理安全可靠的铁路车辆检修体系。所以需要对车辆进行综合调查和研究,弄清车辆的哪些系统容易出现故障,而哪些系统又是安全和影响安全的关键所在,并且对于检查技术进行合理的科学的改进和创新。客车的车辆制动系统对于客车的安全是十分重要的,我们可以对塞门进行多功能实验,进而进行有效地改造。因为,刚刚出台的铁路客车检修规定对于各种型号的塞门的实验台都提出了更加明确的指标和标准,提出了更高的风压要求[3]。所以,原本的塞门实验台功能较为单一,其只能够对于折角塞门、截断塞门、缓解阀、排水塞门等进行泄漏试验,但却并不具备调压的功能,所以不能够有效地适应新的铁路客车检修的规定,这样就无法满足新的铁路客车检修规定的相关要求。 2.2 提升客车车辆检修技术的实际方法 从总体上来看,为了有效地提高铁路客车车辆检修技术的水平,相关的措施手段还需要在实践当中进行总结。现如今已经出台的新的铁路客车检修规程,其对于客车检修的专业人员有了更高的要求,和传统的检修相比现如今检修人员在对车辆进行检修的时候,需要将陈旧的观念和检查标准进行排除,并且不断更新现有的检修标准,不断地适应新形势和新需求的发展,力的提升自己检修工作的工作质量,使得检修工作能够更加符合检修标准。 而在此背景之下,相关的铁路客车检修部门需要对客车车辆检修人员进行重新检修规定的学习和测试。这样能够使铁路的客车检修人员可以更好地对于铁路客车检修工作的相关内容加以掌握,能够在很大程度上提高客车的安全系数,也可以在一定程度上确保检修技术提升的同时,使得相关的检修人员的素质有所提高[4]。要求铁路检修部门开设相关培训班,聘请专业技术人员、学习相关的先进检修理论和知识,便于使得铁路客车检修人员可以及时掌握先进的检修设备和操作技术,这样在进行车辆检修的时候,就能够提高车辆检修的准确度。 另外,提高铁路客车的车辆检修能力需要投入大量的科技和资金。因为铁路客车车辆的各种零部件构造都十分复杂,所以在对其进行检查的时候,进行相关装配实验和测试,具有较高的标准。而且检修设备还需要不断地进行更新和改进,这就要求检修部门在进行检修的时候,需要配置升级方面的大量的科技和资金投入。要充分发挥出人才的优势,对于铁路客车车辆检修技术水平的提升是十分重要的,对于该阶段相关的技术小组需要独立完成对于赛门多功能试验台的检修和改造,因为目前市面上并没有能够满足相关技术要求和标准的试验台,这样这阶段就充分地发挥出技术人员的优势和作用,对于原有的塞门实验台进行改造,而且对于制约客车车辆检修制动系统检测试验的生产难题进行逐一地破解。 3 结语 综上所述,该研究主要针对提高铁路客车车辆检修技术能力的措施进行简单的分析。笔者认为,在我国铁路事业不断发展和蒸蒸日上的过程当中,未来我们还有许多的路要走,在此过程当中,需要不断积累经验,要努力在实践当中总结经验不断积累,做好铁路客车的车辆检查技术的提高,以便于从根本上保证客车的安全稳定运行,保证人们的安全。 铁路客车论文:浅析铁路客车内饰艺术造型设计 【摘要】近年来,客车的设计在注重性能、实用的同时,越来越注重乘客对客车内环境的艺术造型方面的要求。重视铁路客车内饰的艺术造型设计不仅是乘客审美的需求,也是社会发展的必然趋势。 【关键词】铁路客车;艺术造型设计;美学 客车的艺术造型设计不同于一般的绘画、雕塑、平面及工艺美术,它是用艺术的形式与手段,体现客车产品的功能特点。 美学基础是客车具有的优美形态,能给人以美的享受。要求我们在设计时用美学原则去研究现代形式的美感、形体构成、线形组织、色彩配置等艺术造型的理论、规律和方法。而现在国内客车设计面临的主要矛盾和问题则是美貌问题,即艺术造型设计问题,我国一直以来把重心放到技术和和生产方面,客车的功能只是多载客,而忽视了客车内饰的艺术造型。 一.客车内饰艺术造型设计的美学原则 1.尺度和比例的原则。 尺度是与人或与人所熟悉的零部件或环境相比较多获得的尺寸印象。客车是直接为旅客服务的设施,车内各种零部件和环境的尺寸、形状、相互位置等,必须满足人们的工作、休息、使用等的生活习惯和需求。 比例是形态设计中用于协调设计形态各组成部分的基本手段,确定合理的比例可从三方面考虑:即功能要求形成的比例,例如座椅及靠背的尺寸比例;技术条件形成的比例,如车体断面外轮廓尺寸比例;审美要求形成的比例,如封口格栅、灯体灯罩、标牌外形等。在客车形态设计中常用的比例关系有如下几种: (1)整数比例。整数比例是以具有肯定外形的正方形为基础的,可以派生1:1、1:2、1:3……的整数比例的矩形(如图1-1)整数比例的形式可以是整数比的简单配合,也可以是分数形式的配合,其优点是易产生有韵律的布置。小到键盘的形态,大到墙板、顶板、饰面板的连续外形,都有这种比例。 (2)黄金分割比例。黄金分割比例是把一线段分成两短,其分割后的长度与原线段之比等于短线与长线之比,即: L/X=X/(L-X) 进而可得到任意线段的黄金分割比例系统。如图3-2-4-4 (3)模度理论。模度理论是艺术造型中比例设计的一种学派观点,它是从人体的绝对尺寸出发,选定人的下垂手臂、脐、头顶、上伸手指尖四个控制点距地面分别为86、113、183、226(厘米),这些数据兼有黄金分割关系(如113|183=0.618)又有倍数关系(如226|113=2),利用四个数值分别插入其他数值,便形两套级数(如图1-5所示),由于模度理论与人体工程间有密切的关系,因此有比较实际的意义。 2.均衡和稳定原则。 均衡指造型物各部分之间前后、左右 的相对轻重关系,"在视觉艺术中,均衡是任何欣赏对象中都存在的特征,在这里,均衡中心的两边得视觉趣味中心,分量是相当的。"--美国的托波特 哈姆林在《二十世纪建筑的功能和形式》中这样说说。这里均衡感的产生可由规则均衡--对称和不规则均衡――动态对称(又称平衡)的形体关系来表现,因此,客车内饰造型设计中对称的运用不仅出于功能要求,也是人们的审美需求,在造型设计中广泛应用。车内大部分设施均采用左右对称造型。如灯具、镜子、衣帽钩等。为了取得客车造型的生动,达到功能和艺术的统一,也常采用动态对称布置。 稳定是指造型物各部分间的相对轻重关系,具有稳定感的造型给人以安详、轻松、愉快和平静的感觉,由于铁路客车与陆地上见到的产品造型不同,它是时刻在运动中的产品,因此对产品造型的稳定性要求更高,以给人安全感和舒适感。为了增强客车内饰造型的稳定感可以采用体量的上小下大;材料及表面装饰的合理布置等设计方法。如客车顶部设计成白色、灰色等浅色调,行李架选用pvc轻质材料,座椅采用稳重的蓝色,地面则采用灰蓝色深色调,这样的色彩和材料处理均获得较好的稳定感。 3.统一与变化的原则 统一与变化在三大原则中属于中药位置,它是艺术造型中最灵活多变、最具表现力的因素。只有同意而缺乏变化,会给长途旅行的乘客乏味、单调和疲劳感;而有变化却没有统一,也会给乘客凌乱、刺激和眩晕感。因此,为了取得客车内饰艺术造型的变化与统一,可采用变化中求统一和统一中秋变化的手法。 a.变化中求统一: 1)调和统一。即在客车内饰的形状、色彩、质感等方面尽可能的突出共性,减弱差异,从而达到统一、完整、协调的效果。例如车厢内直线型的行李架上则配了直线型的灯具,而曲线形的行李架则搭配了圆弧形的灯槽设计,这就是形状的调和。再如以木材(或者木纹贴面板)为内墙材料的客车室内采用木压条,而以复合铝板为内墙材料的车厢内则采用铝型材压条,这就是材料的调和。至于色彩的调和更多,总的要求是明快、柔和。一般的规律是大面积低纯度的色彩统一全局,小面积高纯度的色彩活泼变化,如黄色靠枕,再采用中性色来联系过渡。 2)韵律统一。主要特征是表现形式重复、间隔间距相等、轻重缓急交叠等。在客车内部设备的布置中常表现为连续韵律。客车内部是狭长的空间,窗口、座椅、灯具、风口等的有规律布置天然地表现了韵律美,为此顶板、墙板及饰带板接缝间距的统一,并与窗口等设备协调,不但是工艺的配合,互换问题,也有利于加强韵律。 3)呼应统一。呼应指造型物不同形体或位置的零部件,运用相同或相近的细部处理,已取得在线形、色彩、质感及面饰方面的统一。请看老车型"大圆弧"时代,与新车型"直线条"时代某些小件(如烟灰盒,有无人标示锁及门把手)造型处理的"呼应"。 4)过渡统一。过渡统一是指两个不同形状间采用一种联系二者的逐渐演变,使他们互相调和。 b.统一中求变化: 1)加强对比。即突出表现造型因素的差异,如形状对比、排列对比、色彩对比、材质对比等, 如门板和墙板,由于强烈的材质和颜色的对比,不但更显华贵、精细,而且方便使用。客车内各种深色指示标牌与淡色的墙板颜色对比,非常引人注目,提醒人们勿饮生水,放水冲便,请勿吸烟等。 2)节奏变化。即运用规律的变化,有规律的安排造型因素,使形象富于生动的变化,在统一的协调的成分中看到变化。如19K高级软卧的包间黄褐色木门要和白色墙板间隔,形成具有韵律的变化,要比用白色门富于变化和节奏美感,与暗红色窗帘呼应,是整个空间丰富多变。 3)重点突出及必要的点缀。即运用颜色、形状等因素使人醒目。一般地说,车内各种门牌、指示牌、标徽图案、车号牌等都必须考虑内容上的突出(功能要求)及艺术上的点缀(艺术需要)。如车厢内的橘黄色和红色制动装置与白色墙板形成强烈对比,极具点缀性。 二.高速铁路客车内饰艺术造型设计的时代感 客车内饰造型设计所表现的美感必须具有一个时代的概念,时代的前进对美学三原则也会有所发展、提高以致创新,因此艺术造型必须赶上时代的步伐,掌握时代性演变的基本因素。这些基本因素体现在以下三个方面。 1.产品功能的转化促进客车艺术造型的更新 客车的主要功能是输送旅客,但是不同时代旅客的身份、旅行目的以及乘车要求均有不同,对着人们生活水平的提高,人们生活习惯的改变,旅游的多了,经商的多了,长途乘车的多了,外宾多了…..单纯的实用逐步让位于舒适的享受,多种服务的需求要求客车功能项多元化发展。低靠背让位于高靠背,板条椅让位于单软垫,小立窗让位于大平窗……,随着功能的演变,艺术造型也在不断的变化和发展。 2.科技的发展为客车艺术造型提供更广阔的天地 随着科学技术的发展,新材料、新技术、新工艺的不断出现,为客车艺术造型提供了更为广阔的发展空间。日光灯代替白炽灯,双灯带代替大碗灯。随着空调的广泛应用,导致车内大圆顶向大平顶过渡。各种进风、回风、排风的位置及其封口造型装饰已经提到日程。从木材带塑料贴面板的演变,已使客车色彩有及装饰造型有了进一步变革。从木压条像铝压条以至无压条结构的演变,不锈钢内饰件及铝型材的广泛应用,玻璃钢整体厕洗所的不断上马,不但改变了传统的结构工艺,也必然使客车内部焕然一新,促进了客车内部造型艺术的不断发展。 3.审美观念的变化要求客车内饰造型设计发展 由于科技和文化的发展,人们的物质生活和精神生活以及艺术修养的提高,人们的审美情趣也在发生着变化,地区间、国际间、行业间的交往频繁都激起人们对美的追求和向往。以造型、线形的认识和追求为例,二、三十年代客车还在照搬建筑上,以当时的"雕梁画栋"为美;四十年代盛行曲线曲面大圆弧,所谓"流线型"最为时髦;五十年代末开始追求直线条,小圆角、方形结构,以单调明快为美,即所谓"火柴盒";七十年代以后逐渐演变为直线中渗入斜线,在三角形、梯形、六角形和菱形上大做文章,崇尚所谓"梯形"造型风格,这在客车标牌底板等小件造型上表现尤为突出;目前,又在方形、梯形的基础上渗入大曲率、小圆角的造型趋势,在方形的造型中加入轻柔的大曲率曲线后,其形态柔中带刚、刚柔结合,更加生动活泼。 铁路客车论文:铁路客车库内检修面临的问题及应对策略 摘要:本文以铁路客车库内检修为切入点,对其检修工作存在的问题,以及具体的应对思路和方法,展开细致的探讨研究。期望为改善当前客车库内检修难题,与确保客车运行质量安全,提供有益的参考。 关键词:铁路客车;库内检修;问题;应对策略 0 引言 作为铁路客车运输维护的关键措施之一,客车库内检修为管控铁路机车质量与运行安全发挥着巨大的作用。伴随我国经济发展与铁路建设规模的扩大,铁路运输在人们生活与工作中的重要性也愈发提高。然而现行的铁路客车库内检修仍存在着一定的不足与缺陷,影响到客车维护质量,给乘客出行安全与体验造成不利影响。不但阻碍铁路客车在运输行业中竞争力的提升,也会因为检修问题不能及时发现、解决给乘客带来生命财产危害。因此,必须加强铁路客车库内检修面临问题的研究工作,找到合理有效的解决方法,不断提升该项工作的成效。 1 铁路客车库内检修所面临的问题分析 铁路客车库内检修指的是在机车检修库中,由检修人员对客车整体车体与性能做检查维修作业。铁路客车本身受运行时间长,乘务人员较少等因素影响,造成其库内检修工作一直存在着不足与问题,影响着客车服务水平与乘车质量的提升,主要问题分为以下几点。 1.1 铁路客车库内检修设施条件不足 铁路技术的进步令客车种类从老式的绿皮车,逐渐发展为现在各类快速、特快与直达等车型。加上铁路规模与列车数量的不断激增,使得铁路客车库内检修基础设施的建设进度,难以跟上铁路行业的发展速度。使得检修库基础设施与地面供电电源等设施存在短缺问题,造成客车库内检修作业开展困难。比如在铁路客车进入机车检修库后,因供电电源的不足,使得检修人员无法进行整体、全面的车体检查维护作业,只能采取减少库内检修时间的方法应对电力供应紧缺的问题。这就使得对单辆铁路客车库内检修力度不足,不容易发现车辆存在的安全隐患,进而危及客车行车安全。 同时机车检修库进行库内检修作业还会受到气候条件的影响,但当前大部分机车检修库因基础设施建设不到位,其排水设施往往存在建设不全或设施条件落后等问题。一旦出现降雨天气,机车检修库就因无法有效排水,而不能对铁路客车车下电气设施予以开盖检查,影响对客车整体的检修效果。而且排水效果不佳也会导致检修库场地在冬季出现结冰现象,给检修人员维护效率与作业安全带来安全隐患。 1.2 铁路客车库内检修作业管理水平落后 铁路客车运输与检修工作虽然在我国已有多年的发展历史,并形成一定的检修管理规章制度,但在社会发展变革与铁路客车检修技术进步的背景下,目前对客车库内检修作业所用的管理规章制度还是前几年的落后体系,难以适应当前日新月异的铁路工程技术发展与维修实际需求。各类新式检修设备与技术被运用到客车库内检修作业中,其管理体系也需要进行相应的变革,以避免落后的管理水平给客车库内检修工作带来不利影响。并且在铁路客车库内检修范围拓展的情况下,比如库内检修工作的发展变化,除了原有对客车车辆性能安全的检查维护以外,还应加入对客车车辆直流电供电设施、空调厨具设备以及播音影像设备的检修维护,以全面优化铁路客车的整体性能,推动列车服务水平的提升。但是,这些方面的工作还是存在一定缺陷,需要进一步完善优化。此外,检计算机网络技术、信息技术智能化等先进技术也还缺少足够的应用。 2 铁路客车库内检修问题具体的应对策略 2.1 依据库内检修工作情况改进基础设施条件 要有效改善铁路客车库内检修设施条件不足的问题,不能盲目建设各类新式基础设施,而应根据机车检修库内检修作业的实际工作状况,采取针对性基础设施改进举措。比如在增加检修库内线路时,就应依照检修库当前库车的最大配置数量与检修需求,合理增设地沟检修线路并配置地面供电电源,以确保每条检修线路都对应配置有一组地面供电电源。保证在铁路客车库内检修进程中的线路与电源供应齐备,并达到客车在整个入库检修进程中,始终使用一条检修线路做检查工作的目的,从而解决因频繁转换线路带来的库内检修时间不足的问题。 而对于机车检修库场地排水系统设施,应进行更新修建作业,令场地排水设施能充分发挥其功用,确保机车检修库在库内检修作业时,不受气候条件影响,并维护检修人员的作业安全。而对客车供电、空调与供暖等设备的检修作业,则应由具备对应专业技术的人员做检查维修,防止非专业技术人员强行维修此类设备造成的损害问题。并且在检修进程中应定期、专人做供暖等设备的维修操作,并在整个检修过程中做好相应的记录工作。若在铁路客车库内检修作业中发现车辆设备问题,检修人员应及时对问题成因进行查寻,并采取针对性的维修手段应对,解决客车车辆或设备故障问题。 2.2 建设铁路客车库内检修网络管理体系 所谓库内检修网络管理系统,就是利用计算机网络技术,将铁路客车库内检修中各个作业步骤整合为一体进行网络化、智能化管理,进而优化整个铁路客车库内检修的效率与质量。建立铁路客车库内检修网络管理系统,是将各检修作业环节以网络化显示与管理,其系统主要包括入库客车编组显示、检修操作动态网络控制图、换挂操作网络控制图与列车配件更换检修作业等部分构成。其网络管理系统将为提升客车库内检修效果带来极大推动,比如在配件更换检修作业中,使用网络管理系统,能为检修人员提供动态检修数据信息,同时以网络化管理方式降低更换配件的人工管理成本,起到优化客车库内检修效率、优化检修工作管理水平的目的,实现对铁路客车检修管理的智能化与信息化发展需求。 3 结束语: 铁路客车运输是人们生活外出的重要途径,对客车做库内检修就是确保其列车行车安全的关键基础,同时经由全面的客车库内检修作业也能提升车辆的服务水平与舒适度,为客车运输在行业中的竞争力发展提供保障。铁路部门与库内检修人员,应依据现有检修问题,采取针对性应对策略解决其在设施、管理上的种种不足,以有效优化客车库内检修效率,推动客车服务质量的进步。
高压电气试验设备探讨:分析高压电气试验设备的现状及其技术改进 摘要:分析高压电气试验设备的现状可以从高压电气设备的具体运行情况为出发点来进行检验测试,这非常有利于高压电气设备问题的发现,进而通过对问题的及时处理保证高压电气设备的正常运行。本文就通过对高压电气试验设备的现状以及其改进措施进行简单的研究与分析,寻找其问题所在,进而对其更行改革,力争实现高压电气试验设备的本质提升。 关键字:高压电气;电气试验设备;电力系统; 高压电气设备的试验工作就是通过一定的技术方法对设备的的绝缘性能、绝缘程度、以及电气设备的运行情况进行简单的试验。比如,在有一定的技术能力下对变压器的试验工作,可以从其吸收比与极化指数的指标来试验,还可以对其空载以及负载的损耗程度来试验等等,这些变压器的试验项目都离不开高压电气试验设备的辅助进行。下面就对电气设备的要点概述以及对其当下的运行状况进行简单的探讨。 一、对高压电气试验设备的测试概述 高压交联动力电缆、电力变压器、电力互感器、以及发电机等等都是电力系统中担任着重要角色的高压电气设备,只有它们安全可靠的运行才能保证工厂生产的正常秩序,而一旦它们出现故障就会给正常的生产运营甚至国家经济带来不可避免的经济损失。在电力系统设备的运行中,绝缘故障是发生次数最多的事故,因此,我们必须把它作为电力系统设备检测的重点项目来进行定时期的检测。对绝缘性能的检测方法有两种:离线试验与在线监测。简单来说,在线监测是通过对设备绝缘性能的勘测数据进行一定的积累,在监测过程中要对系统的运行进行一定程度的协调。而离线绝缘检测是指在设备在无电状态下就可以进行,目前我国的绝缘检测都是通过离线检测来进行的。 二、高压电气试验设备的现状 1.高压程控电气试验车的运行现状 高压程控电气试验车是通过将改造过的中型客车作为其运作的支撑载体,它的设备测试系统被固定在其载体中型客车上,这个装置很大程度上提升了设备的试验简便度,可以很方便的将其运载至某试验地点并对设备进行非常便捷电气试验。这种中型客车承载的试验设备一般都是使用国外的试验设备产品,它包括了客车前体的端头测试单元,还包括了数据通道、测试通道等控制单元,它的运作使得我们的设备试验可以随时随地的去测试。另外,在进行测试时,我们可以采用电缆来做媒介,将需要进行测试的设备通过电缆相连,同时,启动试验设备,与此同时可以将测试的结果进行简单的记录。一般来说,高压程控电气试验车是一种自动化的试验测试设备,这使得其在操作时省略了很多中间步骤,简化了其运作程序,但是由于其价格比较昂贵,使得其在国内的企业中还没有实现普及。 2.常规试验设备的现状 目前,我国的高压电气试验设备还未完成更新与改善,所使用设备仍然是传统的试验设备,它不能自动操作完成对设备的试验工作,同时,其体积占用非常大,也很不方便进行携带转移,因此,它在对设备的试验工作上存在很大的局限性,另外,它还存在一个最重要的缺陷,那就是它不能将试验检测后的相关数据输送至计算中,所以,通过计算机程序来对测试结果进行数据处理是不可能的,这将大大的增加了设备试验的工作繁琐度,对提高工作效益有很大的妨碍作用。 其次,由于高压电气试验设备不能自动化的进行设备的试验工作,因此,必须通过手工来对其进行设备试验控制,与此同时,还需要工作者通过自己的工作经验去判断设备试验的结果是否符合标准。这无疑增强了对设备测试工作人员的工作要求。如果由一位经验不丰富的工作人员操作,很可能会由于对试验结果判断失误而导致更大的试验误差;而在实际设备试验时,试验的数据结果不能持久的保留,如有需要保留的数据就必须通过人工来进行记录,这不仅会增加人工记录的复杂性,还加大了查询数据的困难性。基于目前状况,只有通过对传统试验设备的改进来增加工作效率。[1] 三、对高压电气试验设备的试验分析与改进措施 1.首先,是工频交流试验系统的分析。工频交流试验系统也是一种设备试验系统,它由电源控制器、升压变压器、调压器以及保护球隙装置等构成。其中,电源控制器是控制整个试验设备启动与关闭的开关闸门。升压变压器主要是用来升高电压的,将电压按照被试验设备所需电压来进行适当的升压。而调压器则是用来调节工频交流试验系统在工作时所需要的电压大小以及电压升降速度的。作为保护装置的球隙测压器则是为了保护被试验设备的电压安全。在这种高压电气试验设备中也存在一些缺点,这就使得高压电气试验设备在无形中增加了不少程序,使得测试过程非常繁杂,而且这种电气试验设备占地面积比较大,对现场试品的测试具有非常大的局限性。[3] 2.其次,是对直流耐压的试验系统进行分析。在高压发生器出现的早期,我国一般是采用工频高压器来制造直流高压。这种直流高压发生器的体型庞大,对高压的稳定性能较差,而且纹波系数太高效率又太低,由于其不能满足生产需要已经被淘汰了。现在出现了一种工频倍压整流高压发生器,它不仅操作方便运行电路简单,而且其承受高压能力强,发生故障的几率非常低,在原有基础上很大程度上降低了其工作局限度。而在实际的工作试验时,由于这种试验设备提供的是工频倍压,所以它在闭环工作中是没有任何反馈信息的,这很不利于工作人员对其工作过程的有效监控,这无疑增加了工作的被动性;同时,这种工频倍压整流高压发生器的高压过载稳定性较差,在实际的试验工作中,如果电压过载而其继电器控制回路的保护又过慢,导致试验设备的安全性能太差,不能保证设备每时每刻的正常运作,这对试验工作也会产生大大的影响。 基于我国电气试验设备中存在的缺陷,我们必须要采用适当的、切实可行的方法去改进,从而改造出更有效率的电气试验设备来为我们所用。随着计算机技术的日益更新与普及,我们可以考虑以原有的常规试验设备为基础,研制一款具有处理数据软件的机器设备,并将设备连接在传统试验设备与计算机处理数据端口中间,使其能够更有效率的工作。这种革新为试验设备的数据处理功能进行了改造,规避了先前对数据处理的复杂性与困难性,极大的提高了传统试验设备的工作效率。[2] 综上所述,通过对多种高压电气试验设备的现状以及其技术的改进进行分析,不同的电气试验设备都有不同的优势与缺点,我们必须清晰的了解当下高压电气试验设备的状况以及需求方向,进而去改进、去革新,才能为高压电气事业更好的发展去思考、去努力、去奉献。 高压电气试验设备探讨:高压电气试验设备现状分析及技术改进探讨 【摘 要】高压电气试验作为正确分辩设备运行状态、绝缘性能的重要方式,在变电站试验中,必须对高压电气设备进行及时性检测。从实际试验设备来看,高压电气试验设备作为高压电气检测的重要操作方式,不仅可以对变电站高压电气设备绝缘状态、性能进行检测,同时还可以发现隐蔽问题。本文结合我国高压电气试验设备,对变电站高压电气试验设备使用状况以及技术改进进行了简要的探究和阐述。 【关键词】高压电气;变电站;电气试验设备;技术改进 随着人类用电需求不断增加,高压电气设备得到了广泛应用。为了保障高压电气试验,在适时检测电气设备的同时,根据变压器试验项目,不断完善极化指数和吸收比试验、电容和介质损耗试验、直流泄漏试验、极性变比试验、负载损耗和空载损耗试验、分接开关过渡时间过渡电阻试验、耐压交流试验、变形绕组、变压器油试验以及局部放电试验等相关辅助试验。因此,在变电站高压电气试验中,必须根据试验设备现状,在优化技术改进措施的同时,保障高压电气试验成果,提高变电站供电水平。 1 变电站高压电气试验设备使用现状 1.1 变电站高压程控电气试验车 结构改造的中型客车作为高压程控电气试验设备的重要载体,测试系统通常在客车内部,在方便变电站测试地点的同时,对变电站电气进行电气试验。在电气设备试验车中,中型客车试验设备采用国外试验产品,在前端单元测试、通道控制单元测试以及数据通道测试中,进行变电站测试。 在变电站测试中,通过电缆,将变电站测试设备、电缆有机联系起来,当测试设备启动后,通过分析试验结果,进行变电站高压程控试验记录。由于高压程控电气试验车属于自动化试验设备,在操作中,不仅省略了试验流程,同时还具有操作简单方便等特点;由于价格昂贵以及自身因素影响,导致程控高压电气试验不可能在供电单位普及。 1.2 变电站常规试验设备 由于技术条件限制,我国大部分变电站单位让然采用传统试验设备,由于携带不便、体积庞大等特点,在没有和计算机连接的接口时,变电站电气试验数据不能进入计算机系统,缺乏相关软件精确分析;因此,对高压自动化测试功能造成了很大的影响。另外,由于传统电气试验设备需要人工操作,在操作过程中,通过自身经验判定试验数据准确性;对于缺乏经验的变电站经验人员,由于操作水平不同,很多操作流程存在误差,导致高压电气试验结果出现更大误差,在试验数据不能长期保留的同时,必须进行人工记录,不仅增加了常规试验操作工序,同时对对记录结果查询也造成了困难。在高压电气试验支付能力有限时,由于不可能淘汰机械设备,只能通过强化改进方法,让传统设备接近高压电气试验。 1.3 变电站常见电气设备 1.3.1 直流电阻测试 直流电阻测试又称变压器线圈直流电阻测试,在判定变电站线圈内部接头、线圈接头和引线、引线和分接开关焊接质量时,掌握载流部分以及分接位置短路、开路情况。在变电站试验中,测量仪器通过变压器线圈电阻电桥法,对低于100欧姆电阻的线圈采用双臂电桥(凯尔文电桥)的方式,进行试验;当电阻值大于100欧姆电阻时,使用单臂电阻(惠斯登电桥)的方式进行试验。在测量方法中,直流电阻线圈测量一般在上接线引线端,在掌握分接开关直流电阻的同时;对于有中性点的测量,必须引出相应的直流电阻测线;没有中性点的测量,引出直流电阻端测线。 在电桥使用中,为了保障电气试验顺利进行,必须接好桥壁4根接线,2根电压接线端紧靠线圈外侧,另外两根电流接线接在变电站变压器线圈内侧,从而增强常见电气试验测量准确性。在电桥使用中,通过先打开电源开关,在一段时间后再进行电桥检流计接通,根据变电器检流计偏转方向以及直流电阻测试仪工作原理(如图1),让电桥始终处于平衡状态。当电气试验检流计出现正负速度偏转,测试值和方向变化有关联时,通过调节变电站数值旋钮或者 倍率开关等方式,保障检流计平衡。在测量过程中,由于线圈属于较大的电感性元件,电桥内部电源不断向电感器元件充电,一段时间后才能稳定,为了保障电阻值精确,必须在稳定后再读取。 1.3.2 变压器变比测量 在变电站变压器变比测量中,必须验证变压器电压交换值稳定性,在达到设计值,根据开关接线引出线位置,判定变压器是否存在短路现象。在仪器使用中,通常使用QJ35型电桥、电压表比较法、计算机控制式、比数字式电桥更加多功能的电桥进行试验。 在电压表测量中,当变压器一次性加入380v电源时,通过三相控制开关方式以及接线原理(如图2变压器接地原理图),在某线间接入电压表,进行路线电压测量;当变压器再次接入电压表时,通过测量相应线电压,闭合开关后,再进行数据读取,经过换算,得到变压器变比。 2 高压电气试验设备改进方案 为了增强变电站使用效率,必须根据变电站电气设备缺陷,在改进技术方案的同时,增强电气设备服务力度;根据计算机网络技术快速发展,在日常设备使用中,开发高压电气设备软件,在做好传统设备与计算机接口连接的同时,从根本上增强变电站工作效率。在这个过程中,试验人员必须根据工作时间,掌握系统流程;在变电站试验的同时,将相关数据录入计算机软件,对相关结果数据进行统筹分析。 当前,系统软件环境主要有:Microsoft Visual Basic、Microsoft Access、Windows XP;硬件环境主要有:CPU33MHZ,以16寸彩进行显示,硬盘为320GB、激光打印机、针式打印机以及不同类型的喷墨打印机。系统功能包括:数据录入、测试报告打印、数据管理存储、数据比较分析以及数据显示报告程序。 在变电站系统中,根据通用性数据测试结构,保障数据库结构始终和现场常规组织吻合。以站所名称为第一级牵引,以运行编号、设备类型的方式进行第二级牵引,以检测年月为第三级牵引,进行变电站存储管理。在通用数据库结构中,为了方便扩充管理的,以站为一单元,在数据独立性增强的同时,降低局部损失对数据造成的影响。 在数据库建立中,根据变电站数据库特点,同类设备采用库中记录的形式,一个项目使用若干字段。在常规试验设备电气测试中,通常使用手动录入的方式,对原始数据进行存储、换算。分析、管理、比较,从而保障设备试验结果,以及同类设备不同识别的试验结果,在全面分析后,根据变化趋势,保障被测设备合格。为了积累电气试验资料,在跟踪电气设备性能的同时,建立对应的管理方案,保留最新测试检验成果,作为管理人员比较分析电气设备性能的参考,在归档后再进行打印。 3 结束语 根据变电站发展情况来看,高压电气相关设备生产和世界先进水平还有很大差异。在现代化高压电气试验设备中,由于常规试验局限,经济能力越来越不能适应经济发展要求。因此,在实际高压电气试验中,必须根据实际情况和已有资源,进行技术改进,减少劳动力,在保存试验结果的同时,充分吸收国内发展技术,进行开拓创新让试验结果更加精确可靠,从根本上增强试验经济效率。 高压电气试验设备探讨:探析高压电气试验设备现状及技术改进 摘要:随着我国的经济快速发展,人们对生活要求的大幅度提高,电源应用量大幅度增加,带来了前所未有的压力,高压电试验又是确保电力传输的安全的最有效措施。本文从常规电气试验设备、高压程控试验车、电气试验设备常用的试验方法三方面对高压电气试验设备现状进行分析,探讨高压电气试验设备的技术改进,从而达到为电力系统高压电气设备安全运行保驾护航的目的。 关键词:高压电气;电气试验设备;现状;技术;优化 前言 对于电力系统来讲,高压测试是非常关键的一项活动,在开展测试工作的时候,要切实的结合相关的规定来设置,及时排除安全隐患,在试验中,必须严格遵守《电业安全工作规程》,杜绝各项违规操作,确保试验工作安全顺利地完成。 1.高压电气试验设备现状分析 1.1 常规电气试验设备 目前,我国大部分的高压电气试验设备为常规试验设备。在自动测试功能方面,这些设备则是无法完成;且此类设备体积庞大、苯重、不方便携带,常规设备还有一个最大的缺陷是不具备连接计算机的接口、试验数据也无法直接输入计机中,显然也不能应用分析软件对数据进行分析。此外,传统试验设备需要人工操作,缺少丰富经验的操作人员,在试验的过程中极容易出现差错,最终致使试验结果出现较大偏差。最为严重的是,不能对常规设备所测得的试验数据进行长久保存,只能采用人工记录的方法;在查询记录时,也存在着较大的困难。目前国内大部分电力企业因资金不足,立即将常规试验设备进行淘汰不太现实。因此,只能对传统的常规设备加以改进,才能使其与目前高压电气试验要求相适应。 1.2 高压程控试验车 对中型客车进行改造后,将高压电气试验系统安装在客车上,这样就可以在最短的时间内赶到试验地点开始电气试验。试验车当中的设备多为技术先进的产品,试验系统包括了数据通道、测试前端单元及控制通道测试单元等,方便进行各项试验。在使用高压程控试验车测试电气设备时,需要与电缆等被试设备相连,但不需要人工记录测试的结果;试验车是一种自动化设备,不需要复杂的操作;但其主要的不足是价格昂贵,这对于国内一般的电力企业来说,是难以支付的,所以目前还不能得到普遍的应用。 1.3 目前高压试验常规项目及方法 1.3.1 直流电阻试验 直流电阻试验它是一种非破坏性试验。它的主要作用在于对各种电气设备导电回路的线圈、引线、接头、开关触头、分接开关及接头焊接的质量进行判断,并检测分接开关的载流部分或各分接位置是否出现了短路及开路现象。测量方法如下:将被测设备的直流电阻串入直流电桥引线端。应用双臂电桥测量大功率变压器这种电抗大电阻小的设备时,要将四根测量引线都接好,尤其是两根电流线要接得很紧,电压线的极性要与电流线的极性一一对应,以便提高测量的准确性。 1.3.2 介损试验 介损试验它也是一种非破坏性试验。介损试验的方法如下:根据现场测量需要,选择专用介损测量电桥和合适的接线。正接线:将介损电桥高压线屏蔽及芯线CX接到被试设备的高压端,被试设备的低压端接入电桥芯线CN;反接线时,被试设备的低压端接入电桥线芯CX。介损试验是目前检测高压电气设备绝缘介质老化、潜在绝缘缺陷的重要常规技术手段。 1.3.3 直流耐压试验 直流耐压试验它是一种破坏性试验。老式的直流耐压试验的试验方法如下:一人接线、一人查对,需确认接线没有出现错误之后,才可以进行试验。微安表处在高压端接线时,引线需要有良好屏蔽以消除杂散泄漏电流的影响。如无专用的直流耐压试验装置,当被试物电容量较小时,可采用滤波电容器与被试物并联。在可控硅整流装置当中,应注意整流管承受的最大电压不应超过整流管电压反峰值的一半。如采用硅管作为倍压整流,还要注意保持硅管极性正确。 用新型专用直流耐压试验设备取代老式试验设备,目前多数企业已能承受其费用。 1.3.4 交流耐压试验 交流耐压试验也是一种破坏性试验,它是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法,是预防性试验的一项重要内容。此外,由于交流耐压试验电压一般比运行电压高,因此通过试验后,设备有较大的安全裕度,因此交流耐压试验是保证电力设备安全运行的一种重要手段。 在工频条件下,由于被试品电容量较大,或者试验电压要求较高,对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求,传统的工频耐压装置(交流耐压试验变压器)往往单件体积大,重量重,不便于现场搬运,而且不便于任意组合,灵活性较差。 便携式交流工频耐压仪(由干式试验变压器、控制箱两部分组成)体积小,重量轻;,结构简单、可靠性高;可方便在现场恶劣环境下使用。 对于电容量较大的交联聚乙烯绝缘电力电缆(XLPE),选用变频电源、励磁变压器、电抗器、分压器组成变频串联谐振试验装置。该装置体积小,重量轻,已得到了广泛的应用。 此外,常用的绝缘电阻试验对被试设备有明显的贯穿性绝缘缺陷时比较有效。 2.优化高压电气试验设备技术 根据上述分析可发现,目前的电气试验设备还存在一定的缺陷,要弥补这些缺陷,必须对高压电气试验设备的技术加以优化和完善。而试验设备车的成本过高不适合用于当今我国的社会需求,所以,要想优化高压电气试验设备技术,并取得成就,就要结合设备的成本进行综合考虑。因此,通过实践经验和对高压电气试验设备技术的研究,发现将计算机技术运用到试验设备当中不失为一种良好的解决方法。以常规设备作为基础,开发管理电气设备的系统软件,设置好设备连接计算机的接口,以使试验的工作效率能够提高。管理系统的功能主要是让操作人员能够根据系统提示来完成试验工作,降低了人为操作可能导致的误差;管理系统还能将试验的数据输入到计算机当中,同步完成分析测试结果的工作。此管理系统的数据模型结构为通用版的测试结构,这一结构与常规的现场组织方式相符合。第一,一级的索引为站所名称,二级索引为电气设备的名称,三级索引为检验电气设备的日期,以上三种等级均采用存储式管理。在设计系统的过程中采用了通用版的数据组织结构,使之便于扩充与管理,且将一个站所作为独立的单元,使之不会受到其他站所的影响;因此实验数据具有较强的独立性,避免了因局部受损而丢失所有数据,维护电气设备的工作也将变得更方便。在建立数据库时要遵循以下原则:每一个变电所、发电厂需要建立起一个独立的数据库,在数据库中使用一条记录来存储相同类型的设备试验结果;在一条记录中采用若干字段记录一个试验项目的测试结果。在运用常规的试验装置测试电气设备的运行状况后,以手动的方式将试验数据输入到计算机当中,管理系统就可以比较、分析、管理、换算及存储原始的试验数据,这样一来,不仅可以对历次的测试结果进行对照分析,还可以对照分析不同相别或同类设备测试的结果。在对变化趋势及规律进行总结后,得出的结论能够作为判断被测电气设备运行是否正常的标准,并为运行人员及试验人员的分析工作提供参考。此外,为了能够将资料累计起来,对电气设备所具有的性能进行跟踪监测,一定要建档管理测试结果;要将最新测试的结果保留下来,以供对比或打印。 3.结语 现在的电力系统越来越发达,传统的高压电气试验设备已经无法满足方便使用的需求,所以对技术的优化是势在必行的。在使用传统的试验设备的基础上,不断的进行新技术的开发和新型设备的研制,逐步的淘汰传统的试验设备,这样电力系统的正常运行才可以得到保障。而降低现有的高端设备的成本也是未来发展的一大重点,所以对现有的常规电气试验设备加以利用,并设计出完善的软件管理系统,不但可以在节约投资成本,也可以使高压电气试验设备测试的结果更准确,从而使高压电气试验设备的工作效率得以提高。 高压电气试验设备探讨:高压电气试验设备现状分析及技术改进 摘 要:高压电气试验设备可以对高压电气设备的运行状况进行检验,有助于及时发现其中问题,从而保证高压电气设备正常地运行。文章对变电站高压电气试验设备的现状进行简单的分析,然后探讨技术改进的相关问题。 关键词:高压 电气试验设备 技术改进 高压电气试验具体就是试验设备绝缘性能的好坏以及设备的运行状态等,如变压器试验项目很多,一般有能力的情况下有以下项目:吸收比和极化指数的试验、介质损耗和电容试验、直流泄漏电流试验、变比、极性试验、空载损耗和负载损耗试验、直流电阻试验、分接开关的过渡电阻和过渡时间以及波形试验、交流耐压试验、绕组变形试验、变压器油试验、局部放电试验等,这些试验需要试验设备进行辅助。 1 概述 对于变电站来说,高压电气设备应该进行适时的检测,从而保证它安全稳定的运行,从目前来看,高压电气试验设备是检测高压电气设备的主要工具和手段,它可以对高压电气设备的性能、绝缘状态等进行检测,及时发现隐性的问题,这符合变电站坚持以预防为主的要求。下面先简单介绍高压电气试验设备的现状,然后探讨相关的技术改进措施。 2 变电站高压电气试验设备现状 2.1 高压程控电气试验车 高压程控电气试验车的载体主要是改造完成后的中型客车,其测试系统固定在客车上,可以很方便地到达试验地点并进行电气试验。中型客车中的试验设备大多使用的是国外的试验产品,产品主要包括前端测试单元、测试通道控制单元以及数据通道等,可以十分方便地进行各种测试。在进行各种测试时,可以使用电缆,使需要测试的设备以及电缆相连,启动测试设备后就可以将试验的结果进行记录,由于高压程控电气试验车是自动化试验设备,它就省略了很多其它的步骤,在操作上也十分简单,但是它也有着自身的缺点,即价格昂贵,对于一般的供电单位或者企业来说都支付不起,因此,还没有得到普及。 2.2 常规试验设备 我国目前大多数高压电气试验设备所采用的是传统的试验设备,它不能完成自动化测试功能,并且由于体积较大,携带也很不方便,更重要的是,它还没有和计算机相连的接口,其试验数据不能传送到计算机中,当然也不能使用相关软件进行分析。另外,传统的试验设备需要人工进行操作,并且运用自己的经验去判断试验数据是否合格,对于那些经验不太丰富的试验人员来说,可能由于操作中的误差或者经验的缺乏而最终使结果出现很大的偏差,更严重的是,试验的数据不能长久地保留,如要保留也需要进行人工记录,这也加大了查询记录的困难性。由于大多数企业的支付能力有限,想立即淘汰这些设备是不太可能的,只能通过改进的方法使传统的设备更加适用于高压电气试验。 2.3 常见电气试验 2.3.1变压器线圈直流电阻测试(简称为直流电阻测试)作用:判断线圈内部接头、引线与线圈接头、分接开关与引线的焊接质量,分接开关各个分接位置及载流部分有无开路和短路情况。 测量使用的仪器:测试变压器线圈直流电阻采用电桥法,对于小于100电阻的多采用双臂电桥,也称为凯尔文桥;大于100电阻的采用单臂电桥,又称惠斯登电桥。 测量方法:测量线圈的直流电阻应在引线端上接线,测出分接开关上所有位置上的直流电阻,如有中性点引出端测线直流电阻,无中性点引出端测线直流电阻。 注意事项:1)使用电桥时首先要接好桥臂的四根接线,两根电流接线端要接在变压器靠线圈侧即内侧,两根电压接线端要接靠线圈外侧,这样可以提高测量准确性。2)在使用电桥时要先打开电 源开关,经过一段时间后再接通电桥的检流计,然后根据检流计偏转的方向来平衡电桥,否则电桥很难调平衡。如果掌握检流计正、负偏转的速度、方向与测试准确值大小变化的关系,就能很快调节倍率开关或调节数值旋钮将检流计调到平衡。3)由于线圈是一个较大的电感性元器件,测量时电桥中电源向它充电,经一定的时间后才会稳定,所以要读取稳定时指示的电阻值。 2.3.2 变压器变比的测量 测量变比的目的:验证变压器的电压变换是否符合规定值,达到设计值;开关各引出线的接线是否正确,可初步判断变压器是否存在匝间短路现象等。 测量使用的仪器:电压表比较法、电桥法(如:QJ35型电桥)、新型的、电脑控制式的、多功能的变压器变比数字式电桥。 测量方法:电压表法。1)在变压器一次侧加入380V电源,用三相开关控制,并在某线间接入一电压表测其线电压;在变压器二次侧接入一电压表,测其相对应线电压,合上开关后两块表同时读数,得出的数值需经换算,换算后的数值为变压器的变比。2)换算的方法为以低压侧测试值为标准值,换算成二次侧相当于400V时一次侧的读值,此时的读值就是变比。变比的误差为:测试的高压值减去标准值的差值,再除以标准值约百分数则为此档变比。 3、高压电气试验设备的改进方法 通过对高压电气试验设备的现状分析,了解到试验设备还存在很多缺陷,因此,需要采取可行的改进方案,能够更好的完善高压电气试验设备功能,结合相关的计算机技术,实现自动化操作,从而有效的提高工作效率。系统的主要作用是对试验工人进行提示操作,能够自行的将检测数据自动记录到计算机系统当中,并自行分析结果。这就要求配备相应的硬件设施,如喷墨打印机、针式打印机等。对数据的分析要求计算机有MicrosoftVisualBasic,MicrosoftAccess等系统软件。按照系统功能进行划分,可以划分为数据录入程序、数据存储管理程序、测试报告显示程序、数据分析比较程序、检测报告打印程序。这种系统主要是将站所名称作为一级牵引,设备的名称作为二级牵引,把检测日期时间作为三级牵引。采用这种结构能够方便数据的扩充和管理,数据比较独立,即使地方数据丢失也不会对其他站点的数据造成影响,便于维护。 在建立数据库时,要求每一所变电站建立一个数据库,配备多台设备,每个测试项目进行不同的记录。使用常规的高压电气试验设备进行试验时,对测试收集到的数据通过试验工人手动记录到计算机系统中去,有计算机系统对数据进行结果分析和储存。计算机根据以前的数据变化规律和趋势,将分析结果提供给试验工人。另外,为了积累更多的测试资料,持续监测高压电气设备的运转情况,对于测试实验的结果要建立档案,保存到数据库中,更新数据库,扩充数据库数据资料。能够随时的将资料打印出来便于实际分析。数据资料的内容主要包括了主变压器、电压互感器、电流互感器、真空断路器、少油断路器、电抗器、电容器、氧化锌避雷器等测量的数据。 对于上述电气试验设备的缺陷,需要采取切实的改进方案,从而使电气设备更好地为我们服务,由于计算机的相关技术日益成熟,在常规设备的基础上可以开发一款高压电气设备的管理软件并设计好传统设备和计算机相连的接口,从而有效地提高工作效率。系统完成的主要功能是试验人员在工作时按照系统的提示进行操作,在试验的同时将相关数据实时地录入计算机中,并对结果进行分析。 本系统采用通用测试数据库结构, 使其符合现场常规组织方式, 首先以站所名称为第一级牵引, 设备名称(运行编号+设备类型) 为第二级牵引, 按照检测的日期( 年+ 月) 为第三级牵引进行存储管理。采用这种通用测试数据库结构, 便于管理和扩充,而且以站所为一单元, 与其它站所无关, 数据独立性较强, 减少因局部损坏引起的数据丢失, 维护起来十分方便。数据库的建立按如下原则进行, 每个变电所建立一个数据库, 一台或同类型几台设备占用库中一个记录, 一个测试项目占用记录中若干字段。当用常规试验设备对高压电气设备进行测试后, 测试数据采用手动录入计算机方式, 管理程序能对原始测试数据进行换算、存储、管理、分析、比较,既可以对照该设备历次试验结果,也可以对照同类设备或不同相别的试验结果, 根据变化规律和趋势,经全面分析后作出判断,以判断被测设备是否合格,供试验人员及运行人员分析参考。为了积累资料,跟踪监测电气设备的性能,测试结果要建档管理,要保留最新水平的测试结果, 供管理人员比较分析电气设备的性能,并且档案库可随时进行打印。管理测试数据内容包括主变压器、电流互感器、电压互感器、少油断路器、真空断路器、电容器、电抗器、氧化锌避雷器等,系统对这些设备分门别类的进行处理。 4 结语 对于现代化高压电气设备的试验来说,常规试验已经不能满足需要,但由于经济能力的有限也不能立即淘汰这些设备,因此,使用较少的钱去对其进行改进,使得试验的结果更加准确,这也一定程度上可以减少所需要的劳动力,并且很好地保存好试验的结果,最终提高试验的工作效率。 高压电气试验设备探讨:高压电气试验设备现状及技术优化 摘要:本文从常规电气试验设备、高压程控试验车、电气试验设备常用的试验方法三方面对高压电气试验设备现状进行分析,探讨高压电气试验设备的技术优化,从而达到为电力系统高压电气设备安全运行保驾护航的目的。 关键词:高压电气;电气试验设备;高压程控试验车;现状;技术;优化 1.高压电气试验设备现状分析 1.1 常规电气试验设备 目前,我国大部分的高压电气试验设备为常规试验设备。在自动测试功能方面,这些设备则是无法完成;且此类设备体积庞大、苯重、不方便携带,常规设备还有一个最大的缺陷是不具备连接计算机的接口、试验数据也无法直接输入计机中,显然也不能应用分析软件对数据进行分析。此外,传统试验设备需要人工操作,缺少丰富经验的操作人员,在试验的过程中极容易出现差错,最终致使试验结果出现较大偏差。最为严重的是,不能对常规设备所测得的试验数据进行长久保存,只能采用人工记录的方法;在查询记录时,也存在着较大的困难。目前国内大部分电力企业因资金不足,立即将常规试验设备进行淘汰不太现实。因此,只能对传统的常规设备加以改进,才能使其与目前高压电气试验要求相适应。 1.2 高压程控试验车 对中型客车进行改造后,将高压电气试验系统安装在客车上,这样就可以在最短的时间内赶到试验地点开始电气试验。试验车当中的设备多为技术先进的产品,试验系统包括了数据通道、测试前端单元及控制通道测试单元等,方便进行各项试验。在使用高压程控试验车测试电气设备时,需要与电缆等被试设备相连,但不需要人工记录测试的结果;试验车是一种自动化设备,不需要复杂的操作;但其主要的不足是价格昂贵,这对于国内一般的电力企业来说,是难以支付的,所以目前还不能得到普遍的应用。 1.3 目前高压试验常规项目及方法 1.3.1 直流电阻试验 直流电阻试验它是一种非破坏性试验。它的主要作用在于对各种电气设备导电回路的线圈、引线、接头、开关触头、分接开关及接头焊接的质量进行判断,并检测分接开关的载流部分或各分接位置是否出现了短路及开路现象。测量方法如下:将被测设备的直流电阻串入直流电桥引线端。应用双臂电桥测量大功率变压器这种电抗大电阻小的设备时,要将四根测量引线都接好,尤其是两根电流线要接得很紧,电压线的极性要与电流线的极性一一对应,以便提高测量的准确性。 1.3.2 介损试验 介损试验它也是一种非破坏性试验。介损试验的方法如下:根据现场测量需要,选择专用介损测量电桥和合适的接线。正接线:将介损电桥高压线屏蔽及芯线CX接到被试设备的高压端,被试设备的低压端接入电桥芯线CN;反接线时,被试设备的低压端接入电桥线芯CX。介损试验是目前检测高压电气设备绝缘介质老化、潜在绝缘缺陷的重要常规技术手段。 1.3.3 直流耐压试验 直流耐压试验它是一种破坏性试验。老式的直流耐压试验的试验方法如下:一人接线、一人查对,需确认接线没有出现错误之后,才可以进行试验。微安表处在高压端接线时,引线需要有良好屏蔽以消除杂散泄漏电流的影响。如无专用的直流耐压试验装置,当被试物电容量较小时,可采用滤波电容器与被试物并联。在可控硅整流装置当中,应注意整流管承受的最大电压不应超过整流管电压反峰值的一半。如采用硅管作为倍压整流,还要注意保持硅管极性正确。 用新型专用直流耐压试验设备取代老式试验设备,目前多数企业已能承受其费用。 1.3.4 交流耐压试验 交流耐压试验也是一种破坏性试验,它是鉴定电力设备绝缘强度最有效和最直接的方法,是预防性试验的一项重要内容。此外,由于交流耐压试验电压一般比运行电压高,因此通过试验后,设备有较大的安全裕度,因此交流耐压试验是保证电力设备安全运行的一种重要手段。 在工频条件下,由于被试品电容量较大,或者试验电压要求较高,对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求,传统的工频耐压装置(交流耐压试验变压器)往往单件体积大,重量重,不便于现场搬运,而且不便于任意组合,灵活性较差。 便携式交流工频耐压仪(由干式试验变压器、控制箱两部分组成)体积小,重量轻;,结构简单、可靠性高;可方便在现场恶劣环境下使用。 对于电容量较大的交联聚乙烯绝缘电力电缆(XLPE),选用变频电源、励磁变压器、电抗器、分压器组成变频串联谐振试验装置。该装置体积小,重量轻,已得到了广泛的应用。 此外,常用的绝缘电阻试验对被试设备有明显的贯穿性绝缘缺陷时比较有效。 2.优化高压电气试验设备技术 根据上述分析可发现,目前的电气试验设备还存在一定的缺陷,要弥补这些缺陷,必须对高压电气试验设备的技术加以优化和完善。而试验设备车的成本过高不适合用于当今我国的社会需求,所以,要想优化高压电气试验设备技术,并取得成就,就要结合设备的成本进行综合考虑。因此,通过实践经验和对高压电气试验设备技术的研究,发现将计算机技术运用到试验设备当中不失为一种良好的解决方法。以常规设备作为基础,开发管理电气设备的系统软件,设置好设备连接计算机的接口,以使试验的工作效率能够提高。管理系统的功能主要是让操作人员能够根据系统提示来完成试验工作,降低了人为操作可能导致的误差;管理系统还能将试验的数据输入到计算机当中,同步完成分析测试结果的工作。此管理系统的数据模型结构为通用版的测试结构,这一结构与常规的现场组织方式相符合。第一,一级的索引为站所名称,二级索引为电气设备的名称,三级索引为检验电气设备的日期,以上三种等级均采用存储式管理。在设计系统的过程中采用了通用版的数据组织结构,使之便于扩充与管理,且将一个站所作为独立的单元,使之不会受到其他站所的影响;因此实验数据具有较强的独立性,避免了因局部受损而丢失所有数据,维护电气设备的工作也将变得更方便。在建立数据库时要遵循以下原则:每一个变电所、发电厂需要建立起一个独立的数据库,在数据库中使用一条记录来存储相同类型的设备试验结果;在一条记录中采用若干字段记录一个试验项目的测试结果。在运用常规的试验装置测试电气设备的运行状况后,以手动的方式将试验数据输入到计算机当中,管理系统就可以比较、分析、管理、换算及存储原始的试验数据,这样一来,不仅可以对历次的测试结果进行对照分析,还可以对照分析不同相别或同类设备测试的结果。在对变化趋势及规律进行总结后,得出的结论能够作为判断被测电气设备运行是否正常的标准,并为运行人员及试验人员的分析工作提供参考。此外,为了能够将资料累计起来,对电气设备所具有的性能进行跟踪监测,一定要建档管理测试结果;要将最新测试的结果保留下来,以供对比或打印。 3.结语 现在的电力系统越来越发达,传统的高压电气试验设备已经无法满足方便使用的需求,所以对技术的优化是势在必行的。在使用传统的试验设备的基础上,不断的进行新技术的开发和新型设备的研制,逐步的淘汰传统的试验设备,这样电力系统的正常运行才可以得到保障。而降低现有的高端设备的成本也是未来发展的一大重点,所以对现有的常规电气试验设备加以利用,并设计出完善的软件管理系统,不但可以在节约投资成本,也可以使高压电气试验设备测试的结果更准确,从而使高压电气试验设备的工作效率得以提高。
软件管理论文:三维算量软件工程管理论文 1我国三维算量软件的应用现状 目前,三维算量软件已逐渐应用于工程管理、造价领域等,对该软件的使用者越来越多。但是在建筑方面的使用者却比较少,主要由以下几方面的原因造成现在的局面。首先,使用三维算量软件的话,都需要进行建模,而对图形的输入操作比较繁琐,这就在一定程度上要求使用者具有一定的计算机水平。而现在,我国大部分施工管理人员和造价工程师在计算机的使用方面还不能够达到上述要求。其次,由于设计图纸的不够规范,图层设计杂乱无章等方面的原因,大大降低了三维算量软件的自动识别率。再次,有一些工程人员或造价人员不能及时拿到电子图纸,导致建模工作变得复杂,加重了他们的工作量。另外,市场上三维算量软件的种类繁多,数据接口大不相同,导致软件在读图时出现错误,影响实际效果。最后是由于软件的开发成本过高,限制了软件的使用范围。 2三维算量软件在工程管理中的重要特性 传统的手工计算工程量的过程相当繁琐,如需要翻看图纸、列计算式、计算分项工程量等,恰恰相反的是,三维算量软件就是省去了这些繁琐的过程,能够实现快速三维图形建模等,直接通过计算机进行计算,精确度高且速度更快,完全实现工程量计算的自动化,规范化和智能化。因此,在工程管理过程中,三维算量软件扮演着重要作用,其特性主要体现以下几个方面:首先,操作简单且界面清晰,能够有效兼容现在常用的电子文档,同时能迅速识别出电子图纸的墙、梁等。其次,能够对计算过程和工程建模过程有一定监督作用,具有修改查询或控制模型的信息。而在建模和计算的过程中,一旦出现错误,操作者可以快速对计算环境进行检查并修改,节约时间,十分方便。另外,在工程统计过程中,对于重合的结构可进行删减,对于标准层计算可进行复制,使得计算效果得到进一步提升。而在核对成本方面,可采用自行套用定额锁对信息进行完整换算,有效提高精确度。接着在工程的设计中,借助几何尺寸的构建对工程量和钢筋数量进行核对,从而实现工程量的自动分类,计算和汇总过程。最后,根据工程构件的实际形状,利用软件的开发功能对其进行补充或修改,从而使造价得到有效控制,同时使工程量的计算更加精确。 3三维算量软件在工程管理中的实践应用 三维算量软件在工程管理中的应用很多,其主要体现在工程管理中的工程造价及施工过程等方面。首先,我们要对工程基本特征和性质进行定义设置。如对计量模式的设置,它就包括工程名称、需要采用哪种计算规则、套用什么类型的定额等,而楼层设置包括楼层的标高和层高、有多少楼层等,只有这样,才能使之后的图形绘制和工程量的计算的准确度得到保证,使工程费用得到合理利用,才能有效控制成本。其次,我们可以根据纵横轴网和施工图的点位信息,确认出柱的位置,然后根据柱之间的轴网生成梁,而在柱和梁围生成的空间范围生产相对的板,接着根据板的边线生成梁和墙,同时在墙上设置出门、窗等位置,这样建筑的基本框架就可以产生了。最后,我们根据框架结构对立体封闭的区域设置天棚、屋面、地面等建筑部位的工程量信息。最后,我们可以根据楼梯、建筑等其他构件对参数进行定义,待一切数据结束之后,三维算量软件系统便开始对工程进行自动统计分析,大概一分钟就可以完成成千上百的分部分项工程量的计算,从而获得我们所需要的各种数据,如砖砌体的体积、梁、板、柱的砼体积等数据。 工程施工过程中,三维算量软件的应用范围则比较广泛,一般情况下,在进行施工阶段。首先,三维算量软件可以对工程的施工量进行计算。在工程管理过程中,每一项工程完成后都需要对总体工程量进行分层和分段的计算,使工程资金运转、产品的采购和分配等要求得到满足。运用三维算量软件可以有效提高节点工程量统计精确度。其次,在工程的计划和监控阶段,三维算量软件可通过最简单的方式完成工程计划和工程量的结算,同时在计算机中通过模拟形态显示时间工程的效果得到全面呈现,一旦发现问题就可以立即进行修改。再次,三维算量软件应用与变更管理功能。在设计过程中,三维算量软件可根据实际情况直接对原图纸进行增加或删减构件,也就是说三维算量软件可以通过每次对变更图纸的信息输入自动的删减或增加相应的工程量。最后,使用三维算量软件可以提前对施工图纸进行审核,进而提前发现问题,从而保证施工技术的质量。总之,三维算量软件可以给施工管理阶段提供很多便利条件,然而,这一系统还处于发展阶段,若将图形软件的自动化程度进一步加强和提高,那么,三维算量软件将为工程管理带来重大变革。 4结束语 通过以上所述,三维算量软件在工程管理中具有重要作用和实践应用。在工程量的计算中,不仅可以工程的计算精度,还可以降低成本费用。而在施工管理中,还可以对成本、材料等方面进行调控。相信在未来的发展中,三维算量软件将会在工程管理中得到全面普及和应用,在保证工程质量的同时最大限度的提高经济效益。 作者:韩璐 单位:陕西职业技术学院 软件管理论文:软件研制合同信息管理论文 一、科学制定监管工作信息管理网络计划 在系统需求分析阶段,要明确软件维护及保障的范围及要求,研究软件运行所需支持环境,检验软件是否符合更新及扩充要求;在软件设计生产阶段,对系统的扩展、压缩和变更及设计是否符合合同中维护性和保障性要求进行监管;在测试阶段,进行软件单元测试和集成测试分析,统计分析软件出错情况并监督改进,确保符合合同要求。进行可靠性、安全性、维护性及保障性论证、分析和设计的监管信息管理,是监管部门的一项重要工作,对最终软件定型后满足技术指标的要求有重要意义。监管部门在研制过程中的各个阶段,要监督协调承制方完成相应的可靠性、维护性、安全性及保障性设计工作,监督承制方实施可靠性与环境考虑应力筛选试验(ESS)以及失效模式及影响分析(FMEA)。在这个阶段,承制方要充分利用试验和分析的信息,改进设计和编程等,提高软件的“四性”。 二、注重软件技术状态监管信息的获取 技术状态管理是伴随大型复杂软件发展而形成的一种工程管理方法,是系统工程管理的重要管理方法和手段之一。其目的在于通过对产品质量的技术方法、研发体系、软件研制进度进行评估,以对产品的研发效率进行管理,达到最佳的投入产出比。做好对软件研制技术状态监管信息的审核对软件研制及生产的各个阶段技术状态进行监管,重点监督软件研制进程的需求分析、设计、编码开发、组装及测试等关键阶段的软件技术属性,包括软件质量的稳定性以及良好的互换性、维护性等。管部门对技术状态的监督信息管理是合同履行监管的一个关键环节,要从严从细把关。在研制过程中,监管部门对承制方主要监督工作包括:明确软件研制网络流程,确定各个关键节点和重点阶段进行监督;软件的重点监督技术属性,合同对软件的功能及性能等质量需求;对各个监督阶段的监督结果进行整理形成报告,上报监管部专家进行评审,确保软件研制过程中的技术质量与合同文件相一致,确保技术状态管理目标的实现以及合同的正确、完整履行。做好软件测试信息的提取工作软件测试是软件研制过程中一项使研制实际过程与合同任务书相对比的关键手段。 研制过程的试验类型主要有摸底测试、验证测试、攻关测试、鉴定和定型测试。在正式测试前,监管部门应协调承制方内部进行的试验称为摸底测试;应用新技术前进行的测试和为确认设计输出满足设计输入要求时,要进行验证测试;为解决关键技术和质量问题时,要进行攻关测试;确定样机是否达到鉴定要求,承制方要进行鉴定测试:确定新产品是否符合规定要求时,承制方要进行定型测试。监管部门评审测试结果是证明软件设计、质量是否达到预期目的、满足合同任务书要求的最常用、最直接、最有效和最可靠的方法。监管部门通过提取和评审各种测试信息,可以了解掌握产品研制质量的第一手资料。对于重要试验,监管部门要根据试验的目的和有关规定,督促研制单位编制试验大纲,经审查认可或签署意见后,参加测试评审并监督研制单位严格按测试大纲和实施试验规范实施测试。对于鉴定和定型测试,监管部门要协调承制方按规定参加,按测试大纲和试验规范实施测试。对于鉴定定型后测试,监管部门要按规定参加对测试大纲的审查并发表意见,参加测试全过程。承制方对参加的所有测试均要作记录,并且监管部门对试验结果以认可、签署意见或在评审会上发表评价意见等方式实施监督管制,对测试暴露出的产品技术质量问题,监管部门要督促研制单位采取纠正措施并予以实施。监管部门要对纠正措施的正确性予以审查,对实施情况进行监督,并验证效果。监管部门重点参加涉及关键技术、产品或严重质量问题的测试和鉴定、定型测试。做好监管信息管理的标准化工作标准化是人们在经济、技术科学等社会实践中,对重复事物或概念,通过制订、或实施标准,达到统一,以获得最佳秩序和社会效益的一种活动。在这里,监管信息管理标准化工作就是监管部门的一切监管标准都应严格按照合同任务书的要求来界定,如果实际情况偏离了合同任务书的规定,那么承制方也就违反了合同履行。日本著名质量管理学专家石川馨教授曾经说过:“没有标准化的进步,就没有质量的成功,质量与标准化是一辆马车的两个轮子。假若不了解这种关系,标准不得力,质量控制最后将以失败而告终。” 作者:王丹 郑海平 单位:海军航空工程学院 软件管理论文:系统软件信息管理论文 1、总体功能划分 福建电大学生学籍管理系统软件是以学籍管理为中心,面向学校领导、教务管理人员、以及其他有关工作人员以及学生的一体化的学籍管理系统软件,可实现包括学生成绩打印、学历证明打印、相关信息查询、学生成绩统计、后台数据管理和维护以及数据库备份等功能。按照系统需要完成的功能可分为:(1)教学计划管理:教务管理人员选择不同的分校(教学点)、年级、专业,输入教学计划包括课程名称,课程学分,选修必修等信息。(2)学生信息管理:包括学生修过的课程成绩和毕业情况,还包括课程成绩录入:选择不同的分校(教学点),学生的年级专业,在输入学生基本信息的同时系统根据学生的年级,专业等基本信息自动查询生成学生应修的学科,并在同一个页面中显示学生所有课程的成绩。(3)查询学生信息:普通用户通过输入学生的姓名、年级、分校(教学点)、学号其中的若干个模糊信息来查询到该学生的所修课程成绩和毕业情况。(4)学籍数据统计:教务管理人员可根据分校工作站、年份、专业等关键字统计对应的学籍档案数据,还包括各种数据的分布图如某课程的成绩分布情况等信息。(5)权限日志功能:由超级管理员进行创建各用户,并给相关用户授权分配管理权限。查看日志,日志中对学籍档案数据的特殊操作如修改删除等操作记入日志,并说明操作的原因以便查对。(6)系统管理:由超级管理员进行包括分校、教学点、专业类型、课程形式等基本信息的维护。还包括整个系统得环境变量,数据库备份等内容。(7)开具成绩证明:教务管理人员通过学生的姓名、年级、分校(教学点)、学号其中的若干个模糊信息查询到该学生的信息后,自动打印出学生的成绩表,同时记下成绩证明开具时间和教务管理人员的打印记录。(8)开具学历证明:教务管理人员通过学生的姓名、年级、分校(教学点)、学号其中的若干个模糊信息查询到该学生的信息后,自动打印出学生的学历证明,同时记下学历证明开具时间和教务管理人员的打印记录[4]。 2、验证和显示控件的实现过程 为了解释验证和显示控件的实现过程选用系统用户登陆模块为例。该模块为系统软件初始页面用来验证用户信息。用户通过输入用户名、密码和验证码来登陆本系统。验证码使用系统随机生成的图片来完成,验证码保存在用户的SESSION当中,当用户的信息和数据库中数据完全对应的情况下,运行用户跳转到主页面,同时用户的各个信息也保存在该用户的SES-SION中。为了用户密码的安全性,密码的保存形式使用MD5加密方式。同时输入信息的三个文本框使用AJAX技术实现了用户输入信息的提示工作。该模块的功能有:系统用户登陆与系统用户验证的功能。系统用户登录页面代码:为。其中CS文件中引用了系统的几个必要的命名空间。登录部分通过控件建立面板,通过作为用户名、密码和验证码的输入框同时设置AJAX事件,实现输入不能为空等基本客户端验证。验证码的图片通过控件引用来显示随机的验证码图片信息。为了解释页面布局框架的实现过程选用系统主界面模块为例。该模块工作主界面如图1-2所示,各模块主要功能包括:学籍信息查询模块,主要实现学生成绩查询和学生学历查询两个子模块功能;学籍信息输入模块,主要实现教学计划的输入和学生信息的输入两个子模块功能;系统管理模块,主要系统用户管理和系统预设两个子模块功能。 3、总结 该毕业生教务信息管理系统的实现改变了福建电大对2000届之前毕业生学籍管理工作的落后局面,提高了工作效率,并为学生网上成绩查询提供了良好的窗口。在该系统中完整的运用了支持AJAX的Coolite组件技术提升了系统的界面友好性,提升了系统的功能健壮性,也提升了系统在使用中的高效性。该系统的运用对实现学籍管理的科学化、现代化起到了积极的作用,对推动学校信息化建设具有重要的现实意义。 作者:桑海翎 单位:福建广播电视大学电子信息与计算机系 软件管理论文:软件设备管理论文 1关于零件入库信息的简介 一个现代化的大型矿井必然会有不同采区,采区内所需同型零件众多,如何对零件进行准确的统计就十分重要。我们在每个采区下设置一个仓库,这样即为了能快速处理采区内各类机器故障,又能更好的对采区内已有零件进行管理。对应的我们可以建立个数据库用来存储这些零件的信息(见图1),这个数据库包含零件名称、存放地点、库存数量、类别(主要针对单轨吊的柴油、电瓶之分),通过jsp我们可以在IE浏览器上快速查询你所需要的查找的内容。这就是一个完整的录入零件信息过程,在此过程中我们只需要输入零件的基本信息,其余的操作都是由软件在后台的运作为我们完成。这样我们就避免了面对冗杂的表格,可以准确的添加零件的信息内容了。 2关于零件出库信息的简介 当一个采区的机器需要更换某个零件时,应该相应地让此采区的仓库内存在此零件,那我们就会遇到以下几种情况(见图2):(1)此采区仓库没有这个零件且其他采区仓库也没有这个零件,那么我们必须首先把此零件信息录入完整后,再在机器信息表中输入更换的零件名称、零件更换数量以及更换的时间。(2)此采区仓库没有这个零件但其他采区仓库有此零件,那么我们必须把其他采区仓库内的此零件调用到此采区仓库内,再在机器信息表中输入更换的零件名称、零件更换数量以及更换的时间。这就是一个完整的出库过程,在此过程中我们只需要输入需要更换的零件信息,其余的操作同样由软件在后台为我们执行。同样减少了面对冗杂的表格,也可实现对仓库内零件数量的精确管理。 3关于生命周期需求的简介 对设备的管理最注重的就是零件的生命周期,因为这直接关系到一个产品的质量。当我们能追踪统计到一个零件的生命周期,我们就可比较哪家厂家的零件质量更好,使用周期更长。从长远来看选择质量较好的厂家也能为我们企业的纯利润做出贡献,实现企业的现代化管理水平。生命周期的统计是通过追踪出库过程实现的,在同类机器中同一个编号的设备如需更换同类型设备,都会产生一条记录。那么我们可根据这条记录查找到最近一次更换的时间,那么用今天的时间减去最近一次更换此零件的时间,就会得到这个零件的生命周期(一个零件的生命周期=同类型零件替换它的时间-此零件安装的时间)。在生命周期的计算过程中,我们必须纵向的比较设备的编号、设备的类别(在这里主要区分柴油、电瓶单轨吊)、零件名称、零件所属大类、零件更换时间(见图3)。只有在同一台设备上并且我们所换的零件是一致的,软件经过后台运作才能把得到的结果反馈给我们。为了能得到打印版本,我们在设计之初就要求能通过数据库的输入、输出流,把数据库的记录导出来(以Excel表格的方式)。不论是我们要求查询的结果,还是数据库内所有的记录,都能以Excel的方式导出到我们指定的文件夹内。 4结束语 众人拾柴火焰高,在设计这套软件的过程中我们难免有考虑不周全的地方,这份系统也只是简单地把我们在日常管理中遇到的问题做了个简单解决。 作者:刘玉水 陈朋 李深广 单位:山东能源新矿集团翟镇煤矿 WBSR模式与软件项目管理论文 1WBSR模型形式 WBSR模式是建立在WBS基础之上的,与责任融合后形成的一种新模式。从WBSR角度开展工作,能够确定软件项目的工作及产品范围,为工作顺利开展指明了方向,将工作细化之后,分配给每一个工作人员,促使工作人员明确自身职责,从而为项目计划制定、考核等工作奠定坚实的基础和保障。 2模型具体步骤划分 通过对模型进行深入分析和研究,并结合软件项目特征,能够确定责任范围,对整个项目进行结构分解,得到WBS集;软件项目的开发需要将用户需求作为优秀,进而通过模型进行分解,获得PBS集;最后,要制定与项目开发相关的部署,确保每一个环节都能够顺利进行,保证项目进度,为工作提供依据,通过这种方式,不仅能够确保工作有条不紊进行,还能够有效提高工作质量和效率,从而促进软件开发工作进一步发展。 3模型主要应用流程 WBSR模型在软件项目管理中的应用主要涉及对项目的分解、工作目标的确认及更新。首先,建立工作小组,工作人员作为软件项目管理的优秀,其成员综合素质直接影响工作能否顺利进行,基于此,小组成员一般选择项目经济、技术人员等,还可以增加用户代表等,以此来确保软件开发的合理、科学性;其次,工作、产品等结构分解,工作分解作为模式应用的基础,应结合实际情况进行合理分解,切勿盲目性,还需要结合成员经验等因素,为工作顺利开展提供支持;软件产品作为参与市场竞争的关键,分解产品开发,能够深度挖掘员工潜力,提高产品适应力,与客户达成共识;最后,还需要结合实际情况对项目范围进行及时调整,如果范围发生变化,相对应的工作流程也需要进行调整,实现统一、系统发展目标。 4模型应用情况 将软件项目管理与WBSR模式结合,将各个工作进行细致划分,能够为软件计划、预估等工作提供依据,确保工作顺利开展,在一定程度上推动了软件项目进一步发展,与此同时,在项目开展过程中,负责人加大对实际工作的监督和控制力度,能够及时发现不足之处,并采取有针对性措施,确保软件产品开发质量,该模式的应用,能够直观的反映组内成员的实际表现,为日后进行绩效考核奠定了基础,从而有效提高管理水平,促进企业可持续、健康发展。 5模式性能评价 通过对WBSR模式在软件项目管理中应用情况调查可知,模式对工作过程及产品开发从不同角度进行合理分解,提高了项目范围的精准性及有效性,避免工作失误情况的发生,并且将工作细化至每一个人受众,形成良性循环,促使员工能够认真、负责完成工作,起到了积极地促进作用。因此,面对社会发展新形势下,企业软件项目管理可以大力推广和普及WBSR模式,提高产品适应力及质量,从而实现企业经济效益最大化目标。 6结论 根据上文所述,随着社会进步,软件开发企业需要不断优化和完善自身管理,才能够提高竞争力,在市场竞争中占据一席之地,而工作分解结构作为一种有效模式,能够帮助企业实现这一目标。因此,企业要明确认识到此模式对自身业务发展的重要性,不能够采取有效措施,深入分析和研究模式内涵及本质,结合实际情况,将软件项目工作进行合理分解,合理分配,提高工作效率和质量,从而促进企业可持续发展,为我国相关领域发展注入新动力。 作者:杜宇 单位:哈尔滨师范大学软件学院 软件管理论文:远教服务的软件工程管理论文 1燃尽图的应用 燃尽图主要是通过图形化的表现形式反应出时间与剩余工作量的关系,在图形中分别以x轴和y轴来体现。横坐标主要表示工作时间,而纵坐标用来表示剩余工作量,同时用点对工作量进行划分,最终通过点之间的折线连接来反映出工作量的变化轨迹,并与另外一个原估计线进行对比,两种线段以不同的颜色进行区分,当控制线高于实际趋势线,那么则表示工作进程正常,反之则表示工作存在滞后性,当趋势线呈现上涨趋势,则表示一些工作被疏忽,这种表现形式相比以往更加直观和准确。其价值还体现在以下方面:第一,可以反映出项目的实际进度;第二,具备风险预测能力;第三,对当前项目消耗时间做出直观的评判。当燃尽图的线段趋势出现变化时,则表示对应的不同情况,当依次上升、下降时则代表很多事务没有纳入计划当中,而开展工作后又发现了更多的任务;当燃烧突然停止则表示目前任务的划分不够精细,必须在下一个迭代中对项目进行细化;缓慢之后到结束有余下的工作任务,则会推迟到下一个迭代当中,进入下一个迭代中,可以选择将一些无关紧要的故事纳入其中。在实际的项目开发当中,使用敏捷过程能够实现较大的优势,可以显著提高产品本身以及开发的质量,并且便利了人员的交流,提高了团队的自我管理能力。 2监理机制在远教服务网的应用 监理机制应该在项目最初的策划阶段就予以完善,在前期监理单位主要扮演咨询顾问的角色,能够协助完成IT战略的制定。完成战略制定之后,监理单位的角色就成为监理公司,并且利用资讯时期累积的工作经验开展以下工作,避免了繁复的监理选择过程。监理公司将内部高素质人员组成一个专项的监理委员会,并与项目咨询师保持密切的联系,同时还能够对项目的相关人员进行监理知识培训,从而提高项目的运作效率。经过对敏捷方式的调整,目前监理工作与项目的契合度更高,能够发挥出更多的优势,其已不再是外来的单位,而是项目内部的组成部分,利用敏捷方法进行监理能够获得良好的管理效果。监理工程师主要承担Scrummaster的角色,其职能与Scrummaster相结合,能够提高项目的实效性。Scrummaster的职能主要包括以下几个方面:第一,让产品负责人与产品开发之间的障碍得到排解,便于产品负责人开展相关工作;第二,使产品负责人了解投资回报的额度,协助其明确工作方向;第三,优化开发队伍的自主创造力;第四,提高开发队伍的工作效率;第五,完善工程工具以及实践,使得功能增量都存在可交付性。监理人员则负责与项目经理之间相互沟通,辅助其完成Sprint信息页面额创建,而这个过程对成员阶段目标的实现也有重要意义,另外还需要控制燃尽图的变化情况,保持故事进度的及时性,当迭代完成后监理人员还应该演示Sprint,使相关方对项目进度的运行情况进行直观的了解,避免项目偏离原本设定方向。总的来说Scrummaster与项目经理协商阶段计划的过程使其控制功能的具体体现。在计划的制定过程中,产品负责人应该预估时间,尤其是合同中的故事必须进行粗略的估算,而监理工程师应该确保估算过程不是由产品负责人单独制定的,而是与团队协作后的写过,最后产品负责人回答疑问并对条目内容进行描述。建立工程师还需要对生产率进行计算,主要依据是迭代中实际的完成情况以及计划,结合项目在每个阶段的结束时间,对是否按期完成做出评价,针对实际情况对人员以及计划做出动态调整。 3沟通管理的应用 Scrum的主要功能就是加强队伍之间的联系,而远教项目本身就是有三方共同组成的,即咨询监理和甲乙双方,正是因为这种结构模式导致沟通的成本上升,因此在远教服务项目当中,三方的沟通是重点工作之一,只有保证沟通机制完善,才能够提高执行的效果。Scrum主要沟通包括计划会议、展示会议、站会、总结会议。计划会议主要围绕backlog的内容,在会议内对其执行方式以及时间进行协商;展示会议主要与用户沟通,向其展示阶段性的项目成果;站会是对每天的工作进度进行回报和沟通;总结会议则是对Scrum进度进行总结,并对其问题提出针对性的建议。在以上沟通方式中,每天一次的站会最为关键,其时间和地点相对固定,而其形式也易于接受,目前其实质主要是工作内容的汇报过程,为了防止其与既定目标相偏离,可以采取以下措施:第一,如果人员出现迟到情况,那么应该采取一定的罚款措施,收缴的罚款用在会议的一些支出上,这样能够约束人员的纪律性;第二,如果工作汇报的过程中被无故打断,那么可以采取token的发言方式,任何人员在进行陈述的时候必须申请token;第三,当会议已经偏离既定轨道,呈现汇报形式时,可将讨论的目标设定为项目组成员而不是仅仅针对Scrummaster进行回报;第四,发言的过程必须有明确的层次,即三段发言方式,主要是昨天所做工作内容的回报、后续工作的执行方式以及对出现的问题寻求帮助,在问题一环节的阐述中,应该避免过多的纠缠问题的解决方式,而应对问题进行详细的讲述。展示会议也是较为重要的一种沟通方式,监理工程师在工作中应该注意以下要素:第一,对spirnt的内容进行详细阐述,如果人员对产品知之甚少,有必要用几分钟进行描述;第二,演示应该侧重于快节奏,以效率为首要准则;第三,重点在于成果展示,而不是对过程的过多阐述;第四,有条件的时候可以让客户实用相关产品;第五,避免过于花哨的演讲,而是应该对实际工作的代码进行演示;第六,在bug修复问题上可以粗浅提到,但是不应进行演示,避免模糊视线,忽略重点故事。总结会议是指回顾会议,主要是对项目进行归纳和总结,主要由产品负责人带头,并让项目人员都参与进来。会议重点应该是未来工作的优化方式而不是具体工作任务,目标放在提高开发效率上。总结会议完全依靠于人员的主观意识,因此对人员的素质有较高要求,当问题出现时应该结合相关素材予以总结,并对会议的内容和成果以文档的形式记录下来,从而为下一个Sprint提供参考建议。 4结束语 总的来说,软件工程管理技术的不断成熟大大提高了远教服务网的运行效率,发挥出协调和监管的作用,当然也对人员的综合素质提出了更高的要求,监理工程师必须了解敏捷开发各个环节的工作流程,并提供正确的指导,只有这样才能够对项目整体带来较大的效益。 作者:王听 单位:武汉大学信息管理学院 武汉交通职业学院 软件管理论文:软件测试质量管理论文 1测试流程不合理 1.1测试设计重点偏离使用QC软件测试发现bug统计,如表1所示。根据表1工作量统计,25人/日为5个中级测试工程师一周的工作量,但是根据测试用例发现的bug数量仅占bug总量的44.18%,该比例显示测试用例的设计重点严重出现偏离。需要在测试用例设计的方向上进行调整。 1.2测试过程不可控QC软件测试计划中测试执行阶段为2013.3.8-2013.3.27,执行三轮测试;实际测试时间为2013.3.23-2013.4.20,执行测试三轮,计划完成时间严重偏离,表2为原计划与实际计划的对比。表2显示测试计划进行了较大调整,计划截止时间比原计划延迟23天。延迟原因经分析主要为开发提交测试时间延迟,开发提交版本问题较多,测试计划安排不合理,在两轮测试间为安排开发修改bug时间等。想要解决该问题,不仅需要对测试过程进行管理,同时也需要对开发提交的测试版本质量进行管理。 2软件质量管理改进对策 2.1需求工程管理软件开发过程中,需求不明确会带来需求的频繁变更,浪费了很多时间。针对此项问题,可对需求相关的活动进行统一管理,其需求管理结构图如图2所示。加强需求开发和需求管理的有机结合,不仅减少了需求的变更次数,还解决了工程师对需求不能理解到位的问题。需求开发和需求管理同样重要,只有两者互相配合才能做出用户满意的产品。 2.2立项管理为了使有限的资源发挥更高的价值,公司可通过立项管理流程进行立项管理,立项管理流程分为立项建议、立项评审和立项筹备三个阶段,其具体流程图3所示。 2.3测试流程管理针对测试流程中发现的问题,可对整体的测试流程做如下的改变:(1)测试部门可进行需求学习及需求讨论,对理解不清楚及有疑问的需求,由研发设计部门进行解答,研发设计部门不能解答的由其联系用户确认后作出解答;(2)需求确认后,针对系统功能和性能等指标,由测试工程师进行测试测用例的设计,设计从两个方面进行,一方面测试工程师根据需求进行测试用例的编写,另一方面测试工程师可根据用户反馈问题进行分析汇总;(3)使用QC功能测试工具对应用软件兼容性、操作系统兼容性进行测试,以便于使用测试工具完成多种环境下的功能和兼容性测试;(4)进行自由测试以便于对系统测试用例进行补充,分析测试用例未覆盖问题的原因;(5)定期分析缺陷库中的问题,分析问题产生的原因,进行测试用例的修改。 3结论 本文指出了软件质量管理过程中可能会引起软件质量问题的原因,对软件质量管理的相关问题进行了分析,归纳和总结,这些问题在软件开发人员中具有一定的普遍性。实践表明,通过对这些问题进行分类,开发人员可以清楚地知道在软件设计中容易出现的问题,能够及时采取相应的措施,推动软件质量的全面提高。 作者:翁婕丁铁乔扬单位:南京莱斯信息技术股份有限公司质量与技术管理部 软件管理论文:智能移动终端软件质量管理论文 1Web化演进是重要方向和新的机遇 近年来,HTML5为代表的Web技术得到长足发展,可以在操作系统上构建应用平台所有的要素,实现跨平台、跨屏,提供统一的用户体验,为国内厂商利用Web作为应用平台、打造独立的生态系统提供了机会。HTML5是技术变革,推动web应用达到Flash应用那样的互动性和媒体能力,同时保证web应用在集成到设备和集成用户数据方面和移动应用一样。HTML5推动移动互联网水平化演进,给产业轴心和发展模式转变带来新机遇,推动Web应用环境替代移动智能终端操作系统成为移动应用的承载平台,打破移动智能终端操作系统和应用之间紧耦合的绑定关系,促进其由垂直一体化向水平化方向演进,颠覆现有移动互联网的产业格局和发展模式。“Web平台和互联网渠道”将取代“移动智能终端操作系统和应用程序商店”成为产业新的优秀,产业轴心和模式的转换带来新的发展机遇。因此,Web是国内厂商在移动平台方面重点发展的方向。运营商可以推动WebKit朝着更好的带宽管理、更紧密集成硬件多媒体加速器的方向开发。此外,运营商可资助开发更好的跨平台开发工具,使HTML,JavaScript开发者能面向更多的原生平台和大众市场浏览器。目前,运营商也积极研发并推出自主知识产权的操作系统,如联通沃PhoneOS、移动OPhoneOS。目前,以FirefoxOS、ChromeOS等为代表的WebOS也成为当前移动互联网领域的热门话题,内核支持原生应用和Web应用运行框架的混合型操作系统也有长足发展,支持HTML5框架和Java应用框架,应用开发者可以选择其中之一开发其应用;整合通信服务、多媒体处理、定位地图服务、日历、邮件等日常使用的基础应用。目前,市面上比较典型的混合型操作系统是“阿里手机操作系统”,其采用了自有的虚拟机,在Linux开源内核上开发了阿里云操作系统,并叠加了阿里云自行研发的“云应用引擎”(CloudAppEngine),用于支持HTML5Web应用。阿里手机操作系统能够兼容Andriod系统,可以支持基于Andriod平台开发的应用,兼容程度可达90%以上[1]。 2智能移动终端软件质量管理研究 伴随着终端智能化及网络宽带化的趋势,移动互联网业务层出不穷,日益繁荣。但与此同时,移动终端越来越多的涉及商业秘密和个人隐私等敏感信息。移动终端也面临各种安全威胁,如恶意订购、自动联网等,造成用户的话费及流量损失;木马软件可以控制用户的移动终端,盗取账户、监听通话、发送本地信息等。移动终端作为移动互联网时代最主要的载体,面临着严峻的安全挑战。智能移动终端恶意软件危害根据2012年中国计算机网络安全年会上国家互联网应急中心副总工程师、国家网络信息安全技术研究所所长杜跃进先生的报告,移动智能终端软件安全检测显示,针对采集的48万多个应用软件,经扫描发现超过200多个已经明确是病毒的软件。从中随机选择一万余款应用软件,利用国家网络信息安全技术研究所自主研发的工具进行深度代码分析,发现很多软件存在恶意行为或可疑行为。其中,存在敏感行为的超过5000个,当中未经用户许可自动访问网站的3185个,自动向外发送短信或彩信的13个,另有4个明显存在恶意行为(照比例计算,在48万个应用软件里至少有160个是尚未被防病毒产品检出的恶意软件。因此,移动互联网相关应用软件的整体安全现状堪忧。而根据网秦云安全监测平台统计,2013年全球共查杀到智能移动终端恶意软件134790款,同比2012年增长106.6%;2013年感染终端共计5656万部,同比2012年增长76.8%。 目前恶意软件的传播方式主要有五种:网络下载传播、蓝牙(Bluetooth)传播、USB传播、闪存卡传播、彩信(MMS)传播等。据《2013年上半年中国手机安全状况报告》指出,在手机恶意软件的主要危害中,资费消耗、隐私窃取和恶意扣费位列前三。恶意软件主要危害类型如下:《2013年上半年中国手机安全状况报告》显示,今年上半年国内新增手机木马、恶意软件及恶意广告插件共计45万余款,感染总量超过4.8亿人次,接近2012全年感染量。其中,安卓新增木马占总量的97%,九成以上含有隐私窃取行为。2013年上半年Android新增恶意软件月度统计情况如图1所示。下面结合实例简单介绍恶意软件的危害。著名窃密软件“X卧底”由泰国的Vervata公司开发,引进中国后改名“X卧底”。该软件能够监听话音、发送本地信息,个人隐私数据都被发送到第三方服务器上。其原理如图2所示。“X卧底”在短信监控环节能显示出对方的号码、收发短信的时间以及短信的详细内容;电话监控方面破坏性较强,能够显示被监控方通话的号码、通话时间和时长,并且能同时将通话录音保存为一个AMR格式的音频文件发送到监控方的指定邮箱;环境监听方面,当主控号码拨打安装了X卧底的被监控手机时,被监控手机会自动将电话接通,主控号码方能够听到对方周围声音,但在被监控手机上无任何显示;一些“X卧底”变种(如Android版)还具备扣费功能。可见,加强移动终端相关应用软件质量的管理已迫在眉睫。智能移动终端软件质量管理目前的主要操作系统平台有Android、iPhone、WindowsPhone等。虽然恶意软件在各个平台都存在,但由于各个平台的安全机制差异甚大,不同厂商的智能终端面临的安全风险也截然不同,甚至同样的操作系统,由于不同OEM对其安全加固程度不同,也呈现出不同的安全特性。 2.1软件自动化测试工具的应用软件质量因素主要包括十点,功能性质量因素:正确性,健壮性,可靠性;非功能性质量因素:性能,易用性,清晰性,安全性,可扩展性,兼容性,可移植性。软件自动化测试对于提高软件的测试效率和质量有着至关重要的作用。自动化测试使用机器执行测试案例,能够节省大量人力,测试效率也更高。自动化测试通常采用脚本技术实现,便于测试经验的积累和复用。软件自动化测试工具除了传统的黑、白盒测试工具,还包括对数据生成进行检测的工具、对管理进行测试的工具。测试数据生成工具主要应用在测试的前端,为测试过程准备大量数据,目前典型的测试数据生成工具有:Bender&Associates公司提供的功能测试数据生成工具SoftTest和InternationalSoftwareAutomation公司提供的PanoramaC/C++测试数据生成工具;测试管理工具是指用工具对软件的整个测试输入、执行过程和测试结果进行管理的过程,主要有MercuryInteractive公司的TestDirector、IBM-Rational公司的ClearQuest。目前自动化测试工具的种类非常多,我们在选择自动化测试工具时,要综合考虑各方面的因素,使软件自动化测试工具得到准确使用,只有这样才能不断提高测试的质量和效率,降低测试所需要的成本,从而促进软件开发工作的快速发展。 2.2智能终端统一管理平台智能终端作为行业终端,安全应和行业应用结合。可通过搭建终端安全统一管理平台,实现信息收集、检索、分析,对智能移动终端软件质量问题实行系统化、网络化和动态化的跟踪。不定期提供质量信息综合分析报告,其中包括软件测试过程的结果,得出的结论,缺陷分析及其限制因素,测试资源的消耗,提供统一的安全策略,最大程度确保企业终端的安全。统一管理平台的组成架构如图3、4所示。国外运营商如AT T已经为其企业客户提供类似的终端安全统一管理平台。企业管理人员登录到管理平台之后,可以看到自己企业管理的所有手机,选择想要管理的手机,点击“管理手机”按钮,就可对手机进行“删除短信”、“删除联系人”、“删除通讯记录”、“重启手机”等操作。如某员工离职后,企业就能即时删除其手机上的所有信息,以保证企业客户数据的安全,该员工归还的手机把信息清空后,仍可被下一名新员工使用。假如某员工手机被盗,不法分子常常会将旧卡丢弃,并换入新卡销赃。此时手机端软件会自动发送信息给后端管理平台,管理人员可以立即删除手机内的所有信息。 2.3完善相关法规,加强监管智能移动终端软件的发展离不开国家相关部门的监管,国家在完善政策法规标准的同时,也要鼓励软件开发企业、软件商店及终端设备制造商规范软件开发及应用监查,充分发挥主管部门的领导监察作用。移动互联网作为第五媒体正在以飞快的速度发展,XPhone和XPad等智能移动终端的普及和app应用商店的流行正极大地改变着人们的生活方式。移动终端软件质量的综合保障和自动化能力的提升是软件领域发展的一个方向,对我国移动终端软件行业的健康发展起到良好的保障作用。 作者:李亦豪单位:工业和信息化部电子科学技术情报研究所 软件管理论文:计算机软件工程管理论文 摘要:社会的发展带动着科学技术的进步,在现代的社会生活中,科学技术已经得到了广泛的应用,为各领域带来了极大的便利。近几年,计算机软件开发项目开始涉及各个领域,与此同时它也面临着很多未知的风险,计算机软件在开发过程中存在着很多问题,为了避免这些问题的出现,必须对计算机软件工程进行管理,促进计算机软件的开发。计算机技术的应用让我们的生活更精彩,让我们获取信息的途径更加方便和快捷,计算机软件工程的有效管理可以很大程度上影响信息化的发展过程,同时也为我国的社会主义发展提供更强大的力量。该文主要对计算机软件工程管理与应用进行了简单的分析和讨论,希望能对以后的工作有所帮助。 关键词:计算机软件;工程管理;应用 随着科技的高速发展和应用,计算机开始在各领域中得到应用,这给人们的生活带来了很多便利。最近几年,很多企业和工厂都开始借助科学技术,采用智能化的生产,所谓智能化就是利用计算机来控制整个生产的流程,而非人工化,这一应用大大节约了人工成本,同时也提高了工作的效益。但是这一功能的实现还得借助软件的支持,所以计算机软件工程的开发是非常重要的,另外为了解决开发过程中遇到的相关问题就必须加强软件工程的管理,提高软件开发的成功率。但是由于人们受到传统思想的影响,我国计算机软件工程管理工作没有得到一定的重视,所以很多问题都还有待探索,那么我们应该如何加强计算机软件工程的管理工作,是当前必须要思考的问题。 1计算机软件工程概述 1.1软件工程的定义 软件工程是一种开发软件工程学科的方法,主要是根据计算机科学、数学及管理科学等原理来进行开发的,软件工程开发的主要目的是优化质量、节约成本和改良方法。软件开发所根据的原理不同,开发出的软件的运用就会不同,比如运用数学原理开发的软件主要用于模型的构建及算法;运用管理科学开发的软件主要用于资源、计划及成本管理等。软件工程目标在于:在对成本进行控制的基础上,开发出适应性强、容易修改及维护、最大限度地满足用户的需求的软件产品[1]。这些目标的实现对产品质量的改善有一定意义,同时也提高整体开发的效率。 1.2计算机软件的功能 计算机主要是由硬件和软件两部分构成的,所以在对计算机进行研发的时候应该把硬件因素考虑在内,同时又要注重软件工程方面的投入。计算机软件系统主要包括两个部分,由系统软件和应用软件构成,两种软件的功能也是不一样的,系统软件的功能主要是对计算机运行过程进行监控、维护和管理,比如常见的计算就操作系统和病毒查杀系统;应用软件的功能是比较实际的,比如常见的办公系统、人事管理系统、财务管理系统等等[1]。计算机软件功能的应用主要是指导计算机有效运作,让用户更加方便地操作。 2计算机软件工程管理的主要内容 2.1组织机构管理 组织机构的管理不是简单的开发人员的集合,而是强调的整体的组织。在一个完整的组织机构中,好的管理应该是人员分配明确,信息传递快速。但是在实际的组织机构管理中并没有统一的模式,因为不同工程的要求是不一样的。 2.2工作人员管理 工作人员计算机软件工程的主体部分,很多工作都是围绕工作人员来开展的,比如项目的实施、软件程序的编写、资料的查找等等,每个人根据自己的岗位来分担和完成这些工作[2]。对于工作人员的管理应该合理分配工作,结合工程项目的规模或者性质,对软件开发人员进行合理的分配。在对员工合理分配工作的同时,还要求他们注重团队合作,共同完成复杂的计算机软件项目。 2.3用户管理 计算机软件开发的目的就是方便用户,供用户使用,所以在软件的开发过程中应该掌握用户的最基本信息,了解他们的需求,确保开发出的软件更具实用性和可操作性,所以用户管理也是非常重要的。 2.4档案资料管理 计算机的软件开发是一个复杂的过程,所以开发阶段的各个流程是需要记录到档案中的,以便于下一个阶段工作的参考,为软件开发的后期工作提供一定的保障。所以加强档案资料的管理是非常有意义的,能最大限度地提高管理的效率和质量水平。 3计算机软件工程管理的措施 3.1构建完善的计算机软件工程体系构建 完善的计算机软件工程体系首先应该构建人才体系,人才体系的构建加强了人力资源管理,同时也调动工作人员的工作积极性,确保工作的顺利开展;其次加强对员工专业知识和理论的培训,让他们跟进社会的脚步,了解最新的软件工程信息,把理论与实践更好的结合到一起,促进计算机软件开发水平的提高;再次应该建立规范的制度,奖罚分明,充分调动员工的积极性和主动性。 3.2加强计算机软件工程的风险管理与进度管理 加强计算机软件工程的风险管理和进度管理是计算机软件工程管理比较重要的点,工程项目的管理人员首先应该具备专业的风险管理水平,有一定的风险意识,并且根据对风险的分析,制定一定的方法,在整个计算机软件的工作过程中融入风险管理,考虑所有造成可能造成风险的因素,把风险降到最低。风险管理的手段是多样性的,可以采取规避、转移和减缓的手段。另外加强计算机软件工程的进度管理也是具备重要意义的,一方面提高了工程的效益,另一方面也控制了开发的成本。根据计算机软件工程项目的实际情况,制定进度管理的工作表,根据工作表确保工作有序地开展[2]。 3.3强化计算机软件工程项目合作团队的管理 计算机软件工程的开发离不开团队,所以加强团队的管理对目标的实现有积极的促进作用。强化团队管理工作首先应该加强整个团队的联系,让团队工作开展起来更协调;其次根据各岗位合理进行分工,明确每个员工的工作责任;最后调动整个团队的工作积极性,让每个人都付出最大的努力,为计算机软件工程的建设做出贡献,大家一起做好计算机软件工程管理工作。 4计算机软件工程的实际应用 信息技术的不断完善和发展,让传统的手工任务逐渐朝着机械化转变,借助计算机软件工程软件去完成任务是非常简单便捷的,应用软件更起到了关键的作用。在实际的生活中,计算机软件功能丰富,并且效率很高,它的运用得到了广泛的认可,软件的开发和应用对人们的衣食住行都产生了深远的影响。例如,在各企业的办公软件使用中,可以让企业内部的资源得到共享,保证各种信息的顺利传达,提高企业管理工作的效率和质量水平;另外计算机软件在校园中的应用也发挥了重要的作用,计算机软件在教学过程的运用一方面促进了师生之间的交流,另一方面保证了校园内各种工作的有序开展比如学籍的管理、档案的管理和收费的管理等等;计算机软件在公共场合的运用也是随处可见的,比如大型的医院或者银行都会利用计算机软件来进行预约登记,方便了广大用户,也节省了医院和银行的人力成本[3]。目前,计算机软件的开发还有很大的发展空间,所以为了让计算机软件开发更加辉煌和灿烂,我们必须进一步加强计算机软件工程的发展。 5结语 现代社会是充满信息化和智能化的,计算机在各个领域都得到了广泛的应用,而计算机软件的应用为自动化和智能化提供了强大的技术支持。目前我国很多企业都运用了计算机软件,这些软件主要包括日常的操作系统、办公软件等等,实现了信息的快速传递和资源的共享。总的来说,计算机软件项目的开发对我国的经济发展有很重要的意义,我们应该寻求更多的创新意识,选择有效的措施来确保计算机软件工程的顺利发展。 作者:吴丽娜 单位:宿迁学院信息工程学院 软件管理论文:软件工程项目管理论文 1软件工程项目管理的主要内容 1.1人员的组织与管理 一项工程的具体工作涉及到人员的管理,工作任务的分配,责任内容的明确,因此人员的组织及管理是工程项目的关键因素,要把注意力集中在项目组人员的构成、优化。 1.2软件质量管理 软件质量管理在工程项目实施过程中决定着质量方针与责任的范畴,包括质量计划设计制定,项目质量检测保证和项目质量控制等程序。通过保证手段在质量过程中有效进行。 1.3软件配置管理 英文简称SCM,是在开发者中,标识,控制和管理软件变更的一种管理。配置管理的使用取决于项目规模和复杂性以及风险水平。软件配置管理针对开发过程中人员、工具的配置、使用提出管理策略。记录软件项目产品的更新过程,从而保证研发者在软件项目周期的各个阶段能够获得准确的产品配置。对项目开展过程软件开发进行有效调控和有效预测具有重要作用。 1.4编写软件项目计划书 它是软件项目管理组的首要任务,主要包括工作量、成本、开发时间的估计。并根据估计值制定和调整项目组的工作,详细记录了开发日程安排,资源供需,项目管理等各项情况。使从事该项目的人员了解该项目的大致情况。 1.5软件风险管理 软件工程风险管理是预测工作中可能出现的各种危害到软件产品质量的潜在因素的问题,对风险产生的后果进行分析评估。计算机软件风险预测的准确性评估与有效防范措施的应用都利于提高软件工程的效益,降低风险带来的经济损失,有效保证相关利益业主的权益。这几个方面都是相互贯穿、交织于整个软件开发过程中的。 2软件工程项目管理中存在的现实问题及解决方案 2.1人员工作安排不明确,应建立团队合作意识 在工程项目开发过程中是需要每个岗位人员的相互协调及无障碍交流,没有团队协作意识是无法有效的利用时间和资源开展各项工作。因此我们要提高一个工程项目的工作效率,就要合理安排人员的工作分配,强化每个工作人员的团队协作意识,有效避免管理团队中存在的分工不明确,不合作的问题。只有相互协作和相互信任的情况下才能高效的完成一件优质的软件工程项目。建立一套完善的人事考核制度,加强对员工的职位升降,工资奖金分配管理,有利于提高员工开发软件工作的积极性。 2.2缺乏实践性调研报告,应纳入到软件项目计划书 软件开发工程不仅要创新变革,也要考虑到它的实用性,以往出现的多个工程项目没有对实际项目建设中的需求实体和实际进行要求,以及实际项目建设的数据进行合理有效的调研,导致出现设计完整的软件产品运用与实际偏差较大,造成不必要的人员和资源浪费。因此要在软件设计前给予项目调研工作高度重视,对实际软件项目的需求及要求严格调查,应将软件项目调研报告附于项目计划书中,引起重视。 2.3风险管理意识不够,应该强化提高人员对风险管理的认知 风险的发生很可能会造成不可估量的损失,但是风险的发生是具有可控性的,如果能有效控制就会避免发生风险事故。可往往在计算机软件工程项目管理中的工作人员却很少知道风险管理的重要性,于是在软件开发中应提高项目主要负责人的风险管理理念,提高自身对风险管理预测能力的水平。只有了解了风险管理理论与风险管理体系,定期对项目实施中可能发生的风险进行有效排除,把控好风险管理前后的形势。 2.4杜绝搞工作进度,应要完善管理体系,对工作进度严格把控 工作管理混乱,工程建设盲目进行,乱搞,反而极大影响了软件项目工程的进度,甚至危险到项目质量的保证。要制定一个严谨的工作进度计划,强化工作进度的管理,对项目中每项工作跟踪管理并做好记录,形成对工作进度的有效控制。对工作不到位的部门要根据实际记录责任落实到位。计算机软件工程项目存在诸多现实问题而具有复杂性,导致管理过程中出现一系列的问题。但只要提高对工程项目管理的认识及管理经验,不仅可以解决好目前管理中出现的现实问题,也能在今后的软件项目管理过程中有效预测和控制问题的发生。 作者:杨周礼 单位:西京学院计算机科学与技术 软件管理论文:计算机软件应用工程管理论文 1计算机软件工程管理 对于计算机软件的工程管理来说,会直接的影响到软件的主要性能、资源的有效利用以及生产软件产品能够满足人们的需求,所以,必须要对计算机软件进行有效的管理,以此来研发出适合人们需求的软件产品。计算机软件工程的管理具有特殊性,其中涉及到的方面十分广泛,因此,人们在对其进行管理时,存在很大的缺陷,管理水平不够完善。而对计算机软件工程造成的失误十分严重,这导致了很多的研究人员不会向软件产业方面发展,使得我国缺少了软件行业的精英人才。对于我国来说,很多的软件公司,在刚刚起步时发展的很快,但是在公司具有一定的规模之后,发展的速度将会随之减缓,甚至是停滞不浅,产生这种现象的主要原因是对于计算机软件的工程管理技术还是不够完善,缺乏相应的管理人才,影响了公司的整体发展。随着科技的不断进步,在世界上出现了很多对软件工程进行管理的软件,这些软件主要是针对相关的项目管理的从关于计算机软件工程管理与应用探讨文/兰璇随着社会的不断发展,科学技术的不断进步,人们逐渐的步入了信息化社会,计算机网络技术在人们生活中的影响越来越大,在生活中的各个领域都应用了计算机软件技术,计算机软件成为了人们生活不可或缺的一部分,在很大的程度上改善了人们的生活质量。本文主要是对计算机软件工程的管理以及应用探讨进行了简单的研究,对其功能进行了阐述。摘要事者者进行管理开发的,同时能够在最大程度上满足项目管理的需要。对于计算机软件的管理主要是有四个方面,首先是对计算机软件的组织管理,组织管理不仅仅是能够对软件开发人员整体的管理,同时也要能够确定一个组织结构,对每一个人员都进行明确的分工,使员工之间能够实现紧密的联系,组织结构是没有一个统一的模式的。其次,是对开发人员的管理,开发人员需要负责很多的工作,对计算机的项目、程序的便携以及资料的查找,同时,也能够对一些比较琐碎的事情进行管理,但是这些工作一个认识无法完成的,必须要多个人员进行配合,才能够保证管理工作的有序进行。对于人员的分工,主要是根据相关的工作项目规模的大小进行明确的分工,根据计算机软件的类型,安排不同的人员进行工作,以此来进行明确的分配。不同项目的工作人员必须要具备不同的素质,要能够按照正确的工作要求进行人员的合理分配,对于计算机软件来说,各个环节都十分的重要,必须要进行慎重的考虑,将各个阶段进行紧密的联系,以此来保证各个环节的工作质量。再者,就是对于文档资料的管理,在对计算机软件进行开发时候,其中的各个环节必须进行全面的记录,通过文档资料来将各个环节反映出来。并且每一个环节的资料都是对于前一个环节的审核,这样能够有效的保证软件开发工程的质量,所以其文档资料对于计算机软件工程的开发十分的重要。最后是对于用户的管理,对于软件的开发主要是以用户为基础,因此项目的管理者必须要能够与用户保持紧密的联系,能够时刻的了解用户的需求,对用户有一个完整的了解,在软件开发中,用户必须要适当的提出一些建议,以此来保证软件在开发出来后能够符合用户的标准。 2计算机软件工程的应用 随着社会的不断发展,网络信息技术的飞速进步,计算机软件工程也在不断的发展与进步,在社会生活中各个领域都得到了很广泛的应用,人们的办公逐渐的自动化以及信息化,各类办公软件缤纷而出,为企业的办公与管理带来了很大的方便。对于计算机软件的典型应用,主要有电子邮件、办公套件、人机界面、以及操作系统等,在工业生产,银行、航空军事以及政府部门都广泛的应用了软件技术。计算机软件工程具有很强的个性特点,它必须要利用丰富的经验以及人员的智慧,才能够保证在开发的过程中,顺利的完成项目的研制,对于软件开发的过程,不能够在发生问题之后再去进行处理,那样将会严重影响开发的质量,因此必须要做到能够在开发的过程中,对一切问题进行全面的预测,对每一个环节都进行控制,才能够保证软件研发的质量,以此可以看出软件研发过程中的严谨性。虽然软件的开发十分的困难,但是随着科学技术的不断发展,人们逐渐的利用先进的技术进行软件的更新,使得软件工程的开发逐渐的趋于工程化以及规范化,越来越受到普及。生活中软件的使用越加的普遍,教师利用计算机软件进行教学活动,并且对于学生信息都是利用计算机软件进行统计,学生进出寝室都需要利用计算机软件进行身份的确认,校园管理者利用各个计算机软件对校园进行系统化的管理,以此来保证校园的和谐稳定。另外在企业的管理中也得到了广泛的应用,尤其是财务管理方面,利用计算机软件提升了财务管理的效率,并且在对企业资产进行计算时,也提升了结果的精确性。在医院以及各种娱乐场所,计算机软件也得到了很广泛的应用,简单的说,计算机软件在生活中无处不在。 3结束语 随着社会的发展,计算机软件对生活的影响越加巨大,对于计算机软件的开发,必须要能够采取正确的手段,利用先进的技术对其进行开发,能够保证开发中各个环节的质量,并且要对计算机软件工程的管理方法进行不断的完善,使其具有更加广泛的发展空间,更好的为人们进行服务。 作者:兰璇单位:江西建设职业技术学院 软件管理论文:软件安全设计风险管理论文 1软件安全问题日益突出 随着互联网的触角深入到生产生活中的各个层面,软件已经不像以前那样只是支持办公和家庭娱乐这两大主题了,而是成为现代商业的灵魂。软件安全问题主要围绕着软件漏洞和易被攻击脆弱点,它们都来自于软件的设计和实现。Internet催生了电子商务,移动互联网使得APP变得如火如荼,未来物联网也许可以将生活中的一切元素都纳入到通信网络中去。因此软件安全问题将成为计算机安全的优秀,而非防火墙等网络硬件,或是诸如加密等手段。软件安全是一切计算机安全性问题的根源,如果软件行为出现异常,与之相关的可靠性、可用性等方面问题就会随之暴露。软件安全问题并不是互联网出现后才有的,只不过互联网是目前最容易攻击软件的途径罢了。 2软件安全的现状 2.1人们的认知 随着黑客攻击的新闻时常见诸媒体,人们对计算机安全问题有了一定认识。但不幸很多计算机安全人员和计算机教育培训人员都忽视了软件安全的问题。一味地推崇某种软件平台是安全的,单纯大力增加对网络安全硬件和软件的投入,这些做法是盲目甚至荒谬的。一切安全性都不是静态特性,也没有任何软件是绝对安全的。软件安全问题的关键节点是软件的设计。 2.2软件安全设计的先天不足 世界上知名的软件厂商并不是不了解软件安全设计安全性的重要性,而是商业模式让软件安全方面存在着先天不足。稍纵即逝的商业机会、敏捷的软件开发过程和短暂的软件开发周期使得安全性方面的设计在很多时候都是被舍弃的。随之而来的处理方式则是常见的penetrate-and-pach方法,即不停地补丁。这种做法从长远来看,其成本与作用远不及一开始就做好安全性的设计和审计。 3软件安全设计应引入风险管理 从项目管理的角度看,风险指损失或损害的可能性。软件项目涉及到的是:项目中可能发生的潜在问题和它们如何妨碍项目成功。风险管理则是对应软件项目生命周期内的风险的科学和艺术。软件安全性的设计与软件设计的其他一些质量性能是互相抵触的,例如冗余性、高效性。而软件开发过程中的风险管理与软件开发的诸如时间、范围、成本等因素也是相互抵触的。但是绝不能因为这些可能发生的抵触行为而放弃对安全性和风险管理的考虑,反而应该将软件安全性设计纳入到风险管理的范畴中去。事实表明,93%的失控项目都忽视了风险管理。 4软件安全设计风险管理的实施 目前国际上对软件安全方面的风险管理存在着一个共同的认知,那就是采用高质量的软件工程的方法论可以在一定程度上解决这方面的问题,欧美一些国家也在试图制定或修订相关的一些“通用准则”来指导软件安全性设计的实践。但是这只是从科学技术方面做出努力,我们可以学习借鉴。而在管理技术和艺术方面需要做出的努力则应该尝试本地化做法。完整的风险管理的过程应该包括以下几个环节:风险管理计划的编制、风险识别、风险定性分析、风险定量分析、风险应对计划编制和风险监督控制。将整个流程都走完的项目和企业都不多,一般来自于所谓的学院派。而时下大多数国内外企业的做法是将这个7个流程简化为谁来识别风险、谁来对风险负责这两个环节。原因则是上文所提到的先天不足所致。从技术上讲,风险管理的效益来自于潜在风险最小化和潜在回报的最大化。而这个技术的应用则一定需要经历风险定量分析的过程。在这个过程中,可以使用的主要技术是决策树分析、蒙特卡罗分析、PERT分析等等。这些技术都是建立在一定的数学和会计基础之上。而令人遗憾的是,很多决策者本身对这些技术的认知或理解欠缺,以至于会抵触这种方法。大多数做法是采用小团队开发小软件的做法,即采用访谈和敏感性分析来帮助风险定量分析。然而我们并不是要反对这种简化做法,只是一定不能在简化的做法之上再次简化或敷衍了事。首先要做的工作是做好需求管理,在建立一组需求输入的时候,一定要将安全性作为一个重要需求考虑进去。有一个比较好的方法是,在软件设计时采用螺旋模型,需求的输入可以在螺旋模型的各个生命周期中进行,而有关安全性的需求输入则最好是在最初的一个螺旋中进行。之后要做的工作是确定最大风险。不可避免的要使用风险定性和风险定量分析的各种技术和方法。这个工作一定要有软件设计师、项目决策者和用户的参与,采用头脑风暴和专家访谈是不错的选择。而这个工作恰恰是现实生活中中小企业乃至客户最容易忽略的。企业要考虑成本问题,而客户的参与往往难以落实,认为软件的设计和开发应该由软件公司负责,客户付款只关心最后软件是否可以使用。而一旦由于软件安全性问题造成了一定后果后将演变成各种纠缠不清的官司,这是企业和客户都不想看到的结果。 5结语 软件安全问题并非无可救药,软件安全设计的灵丹妙药是将风险管理深入到软件生命周期的各个时期中去,而且越早越好,利用科学的软件工程和项目管理的技术,构建安全的软件基础框架。软件企业和客户都应该提高对软件安全设计中的风险管理的重视。 作者:李建辉单位:湘西民族职业技术学院 软件管理论文:配矿软件数字化管理论文 1优化烧结矿配料模型 1.1优化模型计算工具的选取 本模型主要由三部分软件工具搭建而成,下面分别对各个工具进行描述: 1.1.1LINGO是LinearInteractiveandGeneralOptimizer的缩写,即“交互式的线性和通用优化求解器”,由美国LINGO系统公司推出的,可以用于求解线性规划,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解,功能十分强大,是求解优化模型的最佳选择。其特色在于内置建模语言,提供十几个内部函数,可以允许决策变量是整数(即整数规划,包括0-1整数规划),方便灵活,而且执行速度非常快。1.1.2VisualBasic是一种由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言。从任何标准来说,VB都是世界上使用人数最多的语言———不仅是盛赞VB的开发者还是抱怨VB的开发者的数量。它源自于BASIC编程语言。VB拥有图形用户界面(GUI)和快速应用程序开发(RAD)系统,可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库,或者轻松的创建ActiveX控件。程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。VB的中心思想就是要便于程序员使用,无论是新手或者专家。VB使用了可以简单建立应用程序的GUI系统,但是又可以开发相当复杂的程序。1.1.3MicrosoftOfficeAccess是微软把数据库引擎的图形用户界面和软件开发工具结合在一起的一个数据库管理系统。它还可以直接导入或者链接数据(这些数据存储在其他应用程序和数据库)。软件开发人员和数据架构师可以使用MicrosoftAccess开发应用软件“,高级用户”可以使用它来构建软件应用程序。和其他办公应用程序一样,ACCESS支持VisualBasic宏语言,它是一个面向对象的编程语言,可以引用各种对象,包括DAO(数据访问对象),ActiveX数据对象,以及许多其他的ActiveX组件。本优化配矿软件利用了三个软件的强大功能,将三款软件完美的结合在一起,实现了有效地将原始数据(原燃料品种、化学成分及价格)、目标函数、政策变量及约束条件输入软件中,进行求解。 1.2优化配矿软件制作 1.2.1数据计算原料录入的所有化学成分均是在外水和烧损前测定的数据,必须提前进行处理,才能保证数据预测更接近烧结矿的特性,软件后台就需要对外水与烧损的折算。也就是说混匀料的化学成分就是模拟烧完后的残存含量。通常EXCEL的线性规划求解计算的过程属于正向推算,也就是说现输入配比然后再计算生成烧结矿的化学成分,这样的弊端就是需要尝试一些配比量,而非系统选择的最优结果。而此软件是根据化学成分的需要,反向推出配比量的优化值。所以,该系统计算出的数据更具有代表性。1.2.2软件之间的接口(1)VB与ACCESS的连接,VB负责录入数据,数据录入后存储在ACCESS中,通过脚本语言利用数据库游标指针调出需要使用的数据,具体实现代码为:DimrecoAsNewADODB.RecordsetDimconnAsNewADODB.ConnectionDimbAsDoubleDimmAsIntegerconn.CursorLocation=adUseClientconn.Open“provider=microsoft.jet.oledb.4.0;datasource=配料表最终.mdb;persistsecurityinfo=false”reco.Open“select*fromuser1”,conn,1,1(2)VB与LINGO的连接,LINGO软件在该系统中主要作用是计算线性规划方程的工具,编程过程中需要将数据采集到LINGO中进行计算,然后再将计算结果返回至VB中进行处理并在前台进行显示。(3)输出结果文本文件的建立当优化配矿软件所计算出来的配比结果满足使用者的使用条件时,需要生成一张配比表格,该表格下发至生产车间,车间便可以按照配比数据组织生产,此软件实现的方式为TXT文本文件。 1.3软件的使用 优化配矿软件的使用上仅需将各个限制条件逐一输入,这些限制条件诸如除尘灰、返矿、石灰、燃料等的含量不能随意配加,有的矿粉的库存有限,配比量也要有所控制等因素,此外根据所需烧结矿的化学特性,将碱度、全铁、二氧化硅、氧化镁、氧化钙等含量都进行约束,在实际生产中这种约束条件都是在一定的范围,因此在软件中条件限制可以标定出上限和下限,当所有限定条件完成以后单击“求解”按钮,界面上即可显示出符合条件的配比结果以及优化后的成本也将计算出来,将计算的配比量进行命名后,单击“导出”按钮可以将配比结果的相关信息导出到配比表单。当然,如果输入的限制条件过于苛刻,所列矿粉无法满足要求系统将给予提示信息,并将错误结果以红色字体标注出来。除此之外,该系统还能够计算单一矿粉的单烧值,所谓矿粉的单烧值即单独以某一种矿石进行烧结生产时,在一定的碱度条件下,生产出的烧结矿含铁量的百分数称为单烧值。单烧值的大小,表示用这种矿石生产出来的烧结矿的品位高低,这样不仅能够在生产前了解单一矿粉的性能,同时也可以指导采购计划中对某一矿粉的性价比定位。由于该优化配矿模型包含的原料种类多,计算指标罗列齐全、约束比较完备,如果稍加修改就可以用于其他配料车间(如竖炉车间,原料车间等)但需要强调的是,此软件求解结果的可靠性还取决于原料的原始化学分析数据是否能够真实准确的反映原料的特性,只有以比较准确和具有代表性的原始数据求出的结果才更具有指导性和可信性,因此采样化验工作的严谨是支持该软件数据的前提。 2软件的应用 天钢联合特钢有限公司烧结厂生产技术科已经将该优化配矿软件投入使用,从使用效果上看,能够快速灵活的优化配料结构,适应目前的经济环境下钢铁企业为追求低成本而制定的一系列战略措施,在不断改变矿种,调整配矿结构的情况下,为生产的稳定,高炉的顺行打下坚实的基础。 作者:赵子良史国宪张士军蒋硕单位:天钢联合特钢有限公司烧结厂 软件管理论文:ERP系统软件的物资管理论文 1.ERP系统在供电企业物资管理中的应用优势 1.1有利于形成物资采购规模:通过实施集中采购,可以将集中采购的批量优势给充分发挥出来,而这也是电力企业物资供应管理一直追求的目标。通过ERP系统的实施,可以对属于物管部门直接集中采购的采购申请进行科学控制,将集中采购的资金优势以及价格优势给充分发挥出来。 1.2可以对业务流程进行优化,以便标准化管理物资采购工作:结合统一的物资供应管理标准业务流程模板,所有实施ERP的单位需要对物资供应管理体制进行理顺,对物资业务流程进行规范。在供电企业物资供应管理工作中,来组织、设计和实施ERP系统,可以重新整理和优化采购组织架构,以便对采购以及计划等岗位制衡机制进行较好的规范,促使物资的标准化管理得到实现。 1.3可以将材料消耗给真实反映出来,对企业成本核算进行规范:通过全面推广和应用ERP系统,电力企业物资部门在物资管理中,长期实行的计划价格计价方式就可以被抛弃掉,将移动加权平均价应用到物料主数据价格中,随着采购价格的变化,来更新和调整物资库存和物资供应,从而一致于市场价格,可以将库存物资价值给真实反映出来,这样使用单位的成本核算就可以更加顺利的开展下来,将材料消耗成本给真实的反映出来。 1.4可以更好的控制和管理供应商,对物资采购渠道进行规范:通过实施ERP系统,事前控制可以得到有效的实现。采购人员将申请提出来,物资管理部门进行线上审批和监控,采购人员方可以将采购订单创建于系统中,进而实施采购行为,这样对于那些随意网外采购行为,就可以进行较好的控制。另外,通过ERP系统的实施,可以实时监控相关数据,以便经营者做出更加科学的决策,同时,也可以共享库存信息,可以在SAP系统的任何终端上查看电力企业库存地的库存状况。 2.ERP系统软件在某供电企业物资管理中的应用 供电企业结合自身的实际情况,在ERP物资管理模块实施中,将自己的特点充分体现了出来: 2.1实施统一的物料编码及主数据管理:为了保证系统中的物料等公用基础数据是准确和规范的,更好的集中管理和维护物料主数据,本电力公司将物料主数据申请、审核以及维护的相应操作流程实现于SPA系统中;结合物资本身的属性来进行物资分类,对物资标准进行了合理制定,在物料编码的过程中,借助于物料的基本特征来进行区分,为了避免一物多码问题的出现,在分类的基础上,还给出了物料特征,利用这些特征,确定出来的物料都是唯一的。因为电力行业涉及到较为繁多的物料品种,如果细化管理,就会有较为庞大的物料编码,因此,将10位流水码应用到物料主数据。 2.2集中化的业务流程管理:在物资管理流程中,关键用户和实施方结合国网典设,进行调研分析以及蓝图设计之后,删减和修改了典设的流程,最后确立出来了30个业务流程,与公司物资管理特点所符合,如库存管理、采购管理、主数据管理等等,对系统中每一个角色的工作内容以及传递流程进行了明确。 2.3根据不同的项目类型自动生成不同类型的采购申请:在物资采购环节中,采购申请发挥了巨大的作用;项目部门借助于SAPPS模块,就可以将采购申请自动生成,标准配置只能够对一种类型的采购申请进行生成,但是在实际的业务流程中,需要结合项目类型,生成差异化的采购申请,并且对不同的审批策略进行配置。本供电企业在ERP物资模块的实施过程中,通过一系列的强化措施,结合项目类型,可以对对应的采购申请进行自动生成,并且依据采购申请单据类型,来进行后续配置。 2.4采购申请中采购策略的维护:在采购环节中,非常重要的一个依据就是采购策略,采购策略会对采购申请的审批流程起到决定作用,并且还会影响到后续的采购方式,因此,本供电公司在ERP系统的实施过程中,依据物资类别来对采购策略进行维护。本电力企业结合国网公司的相关规程,来对集中采购目录进行确定,如果在集中采购目录中,采购申请物料主数据的物料组为集中采购,那么就由省公司来对采购方式、供应商以及价格等统一确定,集中采购使采购业务做到真正的公平、公正、高效而及时。 2.5对相应的管理体系进行完善:为了能够正常运转ERP系统下的物资管理系统,就需要大力进行ERP系统相关的组织机构和制度建设。如今随着互联网技术的不断发展,软件技术已经取到了很多的人工工作,但是因为ERP系统的研发技术还不够成熟,那么在供电企业运转中,就需要对相应的管理体系进行完善。要对原始信息以及信息传递渠道进行规范,促使一线信息采集的真实性和准确性得到保证,对数据采集和录入制度进行规范,在制度流程方面,需要规范各种原始单据、报表以及其他信息的各种数据,对标准进行细化。 3.结语 通过上文的叙述分析我们可以得知,随着时代的进步和社会经济的发展,供电企业越来越重视物资管理的作用;但是在实践调查中发现,供电企业物资管理过程中,还存在着诸多的问题和漏洞,对供电企业的发展起到了一定程度的制约作用;针对这种情况,就需要在供电企业物资管理中,科学合理的应用ERP系统软件,以便提高物资管理的质量,对物资管理工作不断的规范,促使供电企业的经济效益和社会效益得到不断的扩大。 作者:杨玉勇单位:国网安徽省电力公司淮北供电公司 软件管理论文:浅谈计算机软件开发工程管理论文 摘要:通过对软件产品特点的分析,讨论软件工程管理可能涉及的人员、组织机构、用户、控制、文档资料等内容. 关键词:软件工程管理开发人员组织结构用户 一、引言 软件工程管理目前还没有引起人们的足够重视。究其原因:首先是人的传统观念,工程管理不为人们所重视;另一方面软件工程是一个新兴的学科领域,软件工程管理的问题也是刚被提出的。同时,由于软件产品的特殊性,使软件工程管理涉及到很多学科。因此.对软件工程管理,人们还缺乏经验和技术。但事实证明,由管理失误造成的后果要比程序错误造成的后果更为严重。很少有软件项目的实施进程能准确地符合预定目标、进度和预算的,这也就足以说明软件工程管理的重要。 二、软件工租,理的内容 目前软件生产自动化程度很低,在开发过程中人是起决定性的因素,因此,软件工程管理很大程度上是对人的管理。我们可根据软件产品的特点.分析软件下程管理的具体内容,它包括对开发人员、组织机构、用户、文档资料等方而的管理。 (一)开发人员 软件开发人员一般分为:项目负责人、系统分析员、高级程序员、初级程序员、资料员和其他辅助人员.根据项目的规模人小,有可能一人身兼数职,但职责必须明确。不同职责的人,要求的素质不同。如项目负责人需要有组织能力、判断能力和对重大问题能做出决策的能力;系统分析员则要有概括能力、分析能力和社交活动能力;程序员需要有熟练的编程能力等。人员要少而精,选人要慎重。软件生命期各个价段的活动有分工又互相联系。因此,要求选择各类人员既能胜任工作,又要能相互很好地配合.没有一个和谐的工作气氛很难完成个复杂的软件项目。 (二)组织机构 组织机构不等于开发人员的简单集合。这里的组织机构要求:好的组织结构、合理的人员分工和有效的通讯。软件开发的组织机构没有统一的模式。下面简单介绍三种组织机构。 1.主程序员组织机。IBM公司提出的主程序员组是软件系统结构化思想在组织上的体现。它的目的是为了保证全组的协调和统一。一位高级工程师(主程序员)主持计划、协调和复审组的全部技术活动。技术人员(一般25人)负责分析和开发活动,一位后援工程师支持高级工程师的工作,并且在该项目继续进行时,可以代替高级工程师工作,以减少可能的损失. 2.专家组。专家组强调每个人的才能,把每个人都看作是某一方面的专家,由这些专家组成一个开发机构。这种组织结构虽然能发挥所有工作人员的积极性,但往往有可能出现协调上的困难,选择这种方式要慎重. 3.民主组织.民主组织由从事各方面工作的人员轮流担任组长。很显然,这种组织结构对调动积极性和个人的创造性是很值得称道的。但是由于过多地进行组长信息“转移”不符合软件工程化的方向。 (三)用户 我们是为用户开发软件的,在开发过程中自始至终必须得到用户的密切合作和支持。作为项目负责人,要特别注意与用户保持联系,掌握用户的心理和动态.防止来自用户的各种干找和阻力。 1.用户不积极,不配合。这种表现通常来自对采用先进技术持怀疑态度的用户,他们心理上的抵触情绪会在行动上表现为消极、漠不关心。在需求阶段,做好这部分人的工作很重要,通过他们中的业务骨千,才能真正了解到用户的要求。要使他们认识到:计算机的发展和应用是现代化的必然趋势,使用计算机将会带来巨大的经济效益:让他们掌握新的技术和方法去取代某些可能过时的或淘汰的专长。 2.用户求快求全.这种表现来自对使用计算机持积极态度的人.他们中一部分人希望一个早上就能用上计算机,并且全能用上计算机。要他们认识到;开发一个软件项目不是一朝一夕就能完成的,软件工程不是靠人海战术就能加快的工期。另外,即使计算机能够处理的事情,系统也不能下于包罗万象,贪大求全。要根据现有的条件量力而行。如果系统大而全,必然会很复杂,开发时间就拖得很长,因此可能会导致一个系统的失败或性能太差. 3.用户需求变化.在软件开发过程中,用户可能会不断提出新的要求和修改以前提出的要求。从软件工程的角度不希望有这种变化。但实际上,不允许用户提出变动的要求是不可能的.因为一方面每个人对新事物有一个认识过程,不可能一下子提出全面的、准确的要求:另一方而还要考虑到与用户的关系。对来自用户的这种变化要正确对待:要向用户解释软件工程的规律,并在可能的条件下部分或有条件地满足用户的合理要求.例如:软件需求分析阶段结束后软件的设计口标已经确定,这时用户要求的重大变化要导致设计目标的变化,特别是到软件开发的后期,一般不可能满足这种变化的要求。要向用户解释清楚工程的内在规律,但对用户提出的如性能等局部方而的要求,只要是合理的,就要加以考虑。 4控制。人员控制是对开发组织内部人员控制。就是要保证开发人员的积极性和稳定性。人员的频繁更换或流动将会大大增加软件出错误的机会。至少要保证软件项目每一期工程或软件生命期每一阶段中人员的相对稳定性。同时注意发挥每个开发人员的积极性和创造性。经费控制要编制详细的经费预算。并在各阶段进行经费的核算。在经费上失去控制,软件项目就没有经济保证。质量控制与各阶段的复审在意义和作用上是一致的,在此不再叙述。 5.文档资料。开发过程的各种活动后都要反映在文档资料上。每一个阶段的文档资料是以后各阶段工作的基础,又是对前面各阶段工作的复审。软件工程管理很大程度上是通过对文档资料管理来实现的。因此,要把开发过程中的初步设计、中间过程、最后结果等建立成一套完整的文档资料。文档标准化是文档管理的重要方面。 三、结束语 在当今的软件工程时代,每个项目涉及众多的人力和物力,管理问题日益突出。在实际工作中,不管是否正式提出管理问题。都在自觉或不自觉地进行着管理,只不过是管理的好坏程度不同而已。随着软件规模的不断增大.开发人员也随着增多,开发时间也相应持续增长。而对于规模大、人员多、开发时间长的软件项目,必须要有良好的管理和力求在确定的时间和预算范围内有效地、合理地组织人力、物力.按计划完成预定的软件项目。 软件管理论文:软件无线电多制式设计管理论文 摘要:提出了一种软件无线电通用信号发生器的设计方案,包括硬件构成和软件算法的实现。该信号发生器为软件无线电的研究与开发提供了便利条件。 关键词:软件无线电DSPDDS 软件无线电是一种无线电通信新的体系结构。在1992年5月美国电信系统会议上,JeoMitola首次提出了软件无线电概念,之后迅速引起了人们的关注,并开始对它进行广泛而深入的研究。具体地说,软件无线电是以可编程的DSP或CPU为中心,将模块化、标准化的硬件单元以总线方式连接起来,构成通用的基本硬件平台,并通过软件加载来实现各种无线通信功能的开放式的体系结构。它使得通信系统摆脱了面向设计思想,被认为是无线通信从模拟到数字、从固定到移动之后的又一次突破。 在软件无线电的研究过程中,调制解调技术是移动通信系统空中接口的重要组成部分。在不同的蜂窝半径和应用环境下,移动通信的信道呈现不同的衰落特性,根据移动信道的衰落情况,自动地改变调制方式,从而提高传输效率并保证传输性能。那么,一个通用的信号源是必不可少的。 图1多制式信号发生器硬件原理图 作者设计了一个基于DSP+DDS结构的可编程调制器的硬件平台,并在此硬件平台上实现了各种模拟调制和数字调制的通用软件算法。当改变调制制式时,无需再次下载程序,而且调制制式、比特速率、输出中频均可调。 1硬件结构 通常,信号源输出的波形多数是对周期的01序列进行调制,输出波形单一,只能作为解调输入信号的一种特例,缺少通用性。而许多专用芯片采用的调制方式也是有限的。用DSP+DDS构成的通用多制式信号发生器不仅可以实现模拟调制,而且可以实现各种数字调制。DSP利于基带信号的实时处理,可以实现高速调制,而DDS具有频率分辨率高、频率变化速度快、相位连续、易于数字控制等特点。图1给出多制式信号发生器硬件原理图。 信号发生器主要由三部分构成:控制单元、数字信号处理器(DSP)、正交数字上变频器(QuadratureDigitalUpconverter)。 DSP采用TI公司的TMS320VC5402,它独特的哈佛结构、硬件密集型方案和灵活的指令系统可以满足对信号的实时处理,它的高性能、低功耗及低价位使其得到广泛应用。 正交数字上变频器采用AD公司的AD9857。AD9807最高工作频率为200MHz,输出中频频率范围为0~80MHz。AD9807内部集成半带滤波器、CIC(ascadedIntegratorComb)滤波器、反SINC滤波器、高速的14位是一个相位连续的直接数字频率合成器DDS(DirectDigitalSynthesizer)。在该方案中,AD9857工作在正交调制模式。它的32位频率控制字使输出频率的最高精确度为:SYSCLK(系统时钟)除以232。 控制单元决定采用哪一种调制制式、比特速率及输出中频频率。 DSP读入控制单元的数据,然后经过串口向AD9857发送控制字。原始信息数据(是由DSP产生的伪随机序列)首先在DSP中进行编码、调制等处理后得到基带信号。基带处理得到正交信号的I/Q分量交替进入AD9857,经过串并变换,转换成两路并行的I/Q数据,进行内插和上变频运算,然后通过D/A变换直接输出模拟中频信号,从而将基带处理和中频调制合二为一。 AD9857对输入的数字信号进行采样和内插,降低了DSP的处理负担,使整个系统的性能达到较好的程度。 2软件算法 软件无线电具有完全的可编程性。它采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定主实现无线电台的各部分功能,包括对无线波段、信道调制、接入方式、数据速率的编程等。因此通过程序进行控制和操作,是软件无线电最突出的特点之一。软件算法的设计直接关系到电台软件的实现。软件无线电台对信号的处理都是实时的,因此对算法的时间及空间的复杂性都提出了很高的要求。 为节省有限的DSP运算资源,软件无线电软件算法研究中大量采用查表法来提高处理速度,通常在调制过程中使用波形存储法。编写软件算法程序时,只要某一调制方式及其对应的输出状态数目是有限的,就可以借助表法来实现。查表法避免了大量的中间运算,简单易行,唯一的缺点是占用了大量的存储空间。因此,需要建立一张通用的表格,该表格存储了经过量化的14位有符号的二进制数。表格的设计应达到查表过程简单,同时满足不同的调制方式。用这个表还可以实现正弦函数的计算,只需将当前相位移相π/2。 除了一张通用的余弦表,针对不同的调制方式还需分别建立对应的调制星座图映射表,按照调制方式分类组成一个相位表格库。对于差分相位调制,该表格为差分相位表格。当调制方式确定后,根据得到的码元,查表计算当前相位Φk。 图2以(π/4)DQPSK调制方式为例,介绍差分相位调制软件算法。数字存储区存储的是一个周期的余弦函数波形样点,设存储区的采样点数为N,表格的移动步长为d。原始调制每两个比特一组,通过表1中的调制星座图映射成差分相位ΔΦk与前一码无的相位进行模2π相加得到当前码元的绝对相位Φk,计算Φk在余弦表中的偏移地址,根据偏移地址调制信号的数据。 3调制信号波形 采用PCB四层板设计,实现了该信号发生器的硬件平台,并在此平台基础上完成了以下调制方式的软件编程:AM、DSB、SSB、FM、GMSK、FSK、BPSK、DBPSK、QPSK、(π/4)DQPSK、8PSK、4-64Star-QAM。其中数字调制方式的码元速率可达到1MHz(即对于四相调制,比特速率可达2Mbps;对于32QAM调制,比特速率可达5Mbps),载波频率可达到70MHz,调制方式、比特(或码元)速率、输出中频均可调。
卫星通信系统论文:宽带卫星通信系统成本的估算 互补滤波器 陀螺和加速度计这两种传感器输出特性不同:陀螺的高动态适应能力强,但是受到漂移误差的影响,低频段表现欠佳;加速度计在静止状态下准确率高,而当载体动态特性较大时由于机动加速的干扰导致测量误差较大。因此需选取合适的姿态估计算法充分利用这两种传感器的优点,融合出比单个传感器更可靠、更准确的姿态信息错误!未找到引用源。。而互补滤波器正符合上述需求,以yθ表示加速度计估计姿态值,yω表示陀螺测量值,ˆθ表示滤波器估计姿态值,C(s)表示调节系数,则互补滤波器的基本结构如图2所示将图2的基本结构进行离散化处理并加入坐标变换模块,可得到互补滤波器姿态估计算法:3轴陀螺输出ω根据式(1)乘以C和采样间隔ΔT,得到载体姿态角的变化量,将其与上一时刻估计姿态ˆk相加,即得到载体估计姿态1ˆk+。将加速度计估计姿态k减去ˆk得到姿态修正量Δ。修正量Δ一方面乘以比例调节系数Pk,对k+1进行直接校正,另一方面通过−1C转换至惯性系对陀螺的漂移存储−kb进行校正。姿态估计算法的结构如图3所示。 加速度计输出校正 载体在运动时所受到的机动加速度,会在加速度计的输出中与重力加速度一并表现出来。此时若仍用式(3)计算姿态角,得到的k会与实际姿态不符,这必然会导致姿态估计算法的精度变差。如果可以得到机动加速度的估计值,用以校正加速度计输出,就可以得到精确的k,进而得到精确的估计姿态。 1机动加速度补偿 机动加速度的补偿关键在于线加速度和向心加速度的求解。单基线GPS的输出信息中包含载体的速率信息,将载体速率进行微分,就可以得到载体所受到的线加速度;利用载体速率信息和z轴陀螺输出,可以对向心加速度进行补偿。可得校正后的x轴和y轴加速度: 2侧滑角补偿 式(6)是在假设GPS测得的航向vψ与载体的航向角ψ一致时得到的,而在实际的行车过程中,当车体转弯时,vψ与载体航向ψ之间会产生一个夹角,该夹角称为侧滑角(sideslip)sψ,若载体的速率为v,加速度为dv/dt,则侧滑角sψ的示意图如图4所示。由于侧滑角sψ的存在,使得线加速度和向心加速度在载体的x轴与y轴都有影响,这样就导致利用式(6)进行的补偿在转弯时并不准确,因此应在转弯时加入侧滑角补偿。设sψ在转弯过程中的变化率为d/dsψt,根据图4可得加入侧滑角补偿的加速度计输出校正表达式: GPS遮挡问题的解决 本文中所采用的单基线GPS需要两个天线同时收到6颗以上相同卫星的信号,才能得到满足精度要求的载体航向。实际应用中,载体路过桥梁、涵洞、隧道甚至树林时,都有可能导致GPS信息严重衰减甚至完全消失。为了解决GPS遮挡的问题提高算法适应性,根据GPS收星情况对算法进行了改进:当GPS收星数N≥6时,正常利用GPS信息对加速度计输出进行校正;当GPS收星数N 6时,在算法中加入开来降低载体机动对姿态估计的影响,当满足开关判断准则时,仅利用陀螺的信息对载体姿态进行递推,由于陀螺漂移误差的变化很慢,在一定时间内是可以保证估计精度的。利用上述方法,能够使算法在GPS信息出现短暂遮挡时正常工作。 实验分析 本文选用星网宇达公司的微机械IMU产品XW-IMU5220,包含3个正交放置的陀螺以及3个加速度计,和单基线GPS产品XW-ADU3601。将型号为XW-ADU7612的AHRS(姿态精度满足±0.2°)与IMU固联并一同安装在载体上,作为验证算法的基准。安装方法如图5所示。传感器直接估计出的姿态如图7所示。从图7中可见:陀螺估计的姿态会随着漂移误差的积累不断偏离真实姿态,而加速度估计姿态一直存在干扰噪声,并且一度出现近10°的误差,这显利用互补滤波器进行姿态估计的结果如图8所示。将图8与图7相比较可见,利用互补滤波器对姿态进行估计可得到比两种传感器单独估计都要好的精度,但是估计的效果仍然有较大误差(约5°)。为了验证式(6)的补偿效果以及第4节中的分析内容,图9所示为利用式(6)进行补偿后的姿态估计结果与侧滑角。从图9中可见,经过机动加速度补偿后,进一步提高了姿态算法的估计精度,最大误差已经达到2°以内,但是在载体有转弯运动时误差有明显的跃变。由于/2sψ π,从式(7)可知xA对sψ是正相关关系,因而俯仰角对sψ是负相关关系。而yA与sψ的关系取决于sψ的大小、dv/dt以及vω的大小,这正与图9中的关系图相一致。在姿态估计算法中加入侧滑角补偿后的估计误差如图10所示。从图10可见:通过加入侧滑角补偿,姿态估计算法不仅能够消除载体加速运动和转弯运动对估计的影响,还能去除侧滑角的影响,使姿态估计误差控制在±0.5°以内,满足“动中通”的指向精度要求。为了验证LCAE算法在GPS信号出现短暂遮挡的情况下的效果,选取另一组单基线GPS不能全程锁定的实验数据进行验证,实验路段包括高架桥遮挡和高层建筑物遮挡等情况。实验路况照片和单基线GPS收星数如图11所示本文LCAE算法姿态角估计误差和开关卡尔曼方法的误差比较如图12所示。在图12中:开关卡尔曼方法俯仰角估计误差均值为−0.22°,标准差为0.190,横滚角估计误差均值为−0.07°,标准差为0.303;本文LCAE算法俯仰角估计误差均值为−0.05°,标准差为0.115,横滚角估计误差均值为−0.05°,标准差为0.136。在单基线GPS收星数较少的情况下,开关卡尔曼算法最大误差绝对值达到1.287°,而本文算法在单基线GPS收星数较少的情况下,能够达到±1°的精度,仍然满足动中通的指向精度要求。 结论 本文提出了一个应用单基线GPS/IMU的LCAE算法。该算法以互补滤波器为基本结构,分别提取出陀螺的高频测量信息和加速度计的低频测量信息并重新组合。针对加速度计输出受载体机动加速度干扰的问题,借助于单基线GPS的信息,通过机动加速度补偿和侧滑角补偿完成了对加速度计输出的校正;针对校正过程容易GPS信号遮挡影响问题,加入了判断开关提高了算法对GPS信号的适应能力。实验结果表明,设计的LCAE算法能够较好地去除载体运动对姿态估计的影响,使系统的精度保持在±0.5°以内;在GPS信号不能完全锁定的情况下,算法的估计精度优于开关卡尔曼方法,可达±1°,满足了动中通系统的指向精度要求。 作者:田方浩姚敏立周淑华伍宗伟单位:第二炮工程大学403教研室第二炮工程大学有线通信教研室 卫星通信系统论文:星座卫星通信系统应用蜂窝IP技术的研究 摘 要:分析了将移动IP技术应用于星座卫星通信系统的优势及直接使用的缺陷,指出引入相关扩展技术的必要性。然后对蜂窝IP技术进行了简单介绍,指出了将该技术应运到无星际链路的星座通信系统中的可行性。根据蜂窝IP的特点,采用以信关站为中心结点的方式对卫星网络结构进行了改造,并对系统的切换、路由和位置管理进行了分析。最后对使用了蜂窝IP的卫星网络的性能进行了分析。 关键词:移动IP;蜂窝IP;星座卫星通信系统;切换;路由;位置管理 移动通信与Internet技术的融合催生了移动IP技术的产生。移动IP技术主要解决通信终端或节点移动接入因特网的问题,自其出现以来,就得到了迅速发展,并且引起了人们的普遍关注,目前已经成为下一代基于全IP的移动通信网的主要技术。卫星通信系统作为下一代移动通信网络的一部分,其采用IP技术与地面网络的互连互通是大势所趋,同时由于卫星系统天然的用户移动性特点,应用移动IP技术也将是未来系统的重要选项[1]。 然而,在卫星通信系统中,由于卫星一直处于高速运动状态,其服务覆盖区也一直处于变化当中,因此,即使用户处于静止状态也面临着频繁的与卫星的切换。基于上述原因,如果在系统中直接使用移动IP协议则必然存在由于切换而带来的频繁的路由更新,从而导致路由信息占用大量系统带宽资源,同时也加大了对卫星星上处理能力的要求。此外,移动IP的三角路由缺陷还可能导致系统时延的进一步增加和信令开销的进一步加大。因此,对移动IP协议进行适当修改,增加对用户微观移动性的考虑,如在系统中引入微移动IP技术,可以更好地适应卫星系统特点。本文将讨论把移动IP的扩展技术――蜂窝IP应用到无星际链路星座卫星通信系统的可行性以及相关性能分析。 1 蜂窝IP技术简介 蜂窝IP(Cellular IP)[2―4]是微移动IP协议的一种,他支持寻呼、被动连接和快速切换等业务。该协议将整个网络划分成若干个蜂窝,每个蜂窝含有数个基站但只存在一个网关。当用户在一个蜂窝内移动时,尽管他有可能在多个基站间切换,但只要他不移动到另一个蜂窝中,就不需要向家(HA)发送注册信息。在Cellular网络中,基站周期性的发射信标信号,移动主机利用这些信标信号来确定最近的基站。移动用户发出的所有分组,不根据目的IP地址进行选路,而是从基站向网关以逐跳方式沿最短路径转发。移动主机的上行分组触发和更新着的多个映射构成一个链,该链实际上构成了用于转发下行分组的反向路径。当移动主机发生移动时,映射构成的链路通过更新映射关系来指向新的位置。 Cellular IP支持寻呼业务。当移动主机处于活动状态时,网络必须逐个基站跟踪其位置,以保证分组可以传送到移动主机。因此,移动主机必须在每次切换后马上通知网络其新的位置,网络必须保证其对移动主机的精确位置跟踪。然而在现实中,相当多的用户在相当长的时间内是处于不工作状态的,如果采用对活动用户的跟踪方式,将势必占用大量网络资源,为此,蜂窝IP引入了寻呼功能。其优秀构造是在蜂窝节点引入两套缓存机制即路由缓存和寻呼缓存,对活动主机使用路由缓存,对空闲主机使用寻呼缓存。系统将网络划分成不同的寻呼区域,每个寻呼区域由相当数量的相邻的小区组成(认为每个小区有一个基站),并且有惟一的标识。基站在周期性的发送的信标信号中加入寻呼区域的标识,以使移动主机能够确定自己移动到哪个寻呼区域。Cellular IP网络允许空闲主机在一个寻呼区域内移动时,并不需要在每个小区的边界发送位置更新包。移动用户只需要在移动到不同寻呼区时或者是在寻呼更新时刻到达时发送更新包。 处于空闲状态的移动用户发送分组数据的过程与处于活动状态的用户基本相同,分组沿最短路径以逐跳方式路由到网关,以此触发或更新映射链,同时该链也作为转发下行分组的反向路径。 移动主机接收突发分组数据的过程稍显复杂。当IP包到达一个蜂窝网络节点,首先查寻该节点的路由缓存是否可用,如可用则向下转发,一旦发现该节点不存在移动用户的路由信息或者路由信息已经过时不可用,则使用寻呼缓存来路由该包。由于寻呼缓存并不在每一个网络节点上都存在,如果该节点无寻呼缓存,则将该数据包转发给所有的下行邻居。如果数据包到达的节点的寻呼缓存中没有到达目地节点的映射,则将该包丢弃。 2 应用蜂窝IP技术的卫星通信系统网络结构 蜂窝IP技术在星座卫星通信系统中有天然的适应性[5―7]。星座系统由数个卫星对地面进行不间断覆盖,每颗卫星的覆盖区即可以理解为一个蜂窝区域,整个地球即被分成数个蜂窝域。然而,若以一个卫星覆盖区作为一个蜂窝,由于卫星的运动,其地面覆盖区也一直处于运动之中,此时必然引起频繁的切换和较大的路由信令开销。又由于在不存在星际链路的卫星系统中,任何用户间(包括网内网外)的通信都需要地面信关站的转发,因此,设定以一个地面信关站的实时覆盖区作为一个蜂窝。地面信关站的实时覆盖区即为在满足最小仰角的情况下,该区域的任何点在任何时刻都与该信关站至少共视一颗卫星。图1仿真了最小仰角30°时北京信关站(经度116.5°,纬度39.9°,图中黑色五角星处)的实时覆盖区,图2在图1的基础上增加了乌鲁木齐信关站(经度87.5°,纬度43.9°)的实时覆盖区。仿真使用的空间段为类Globalstar星座,共有48颗星分成8个轨道,每轨道6颗星呈Walker星座分布。为便于地面站观测,将轨道高度设为1 414 km(周期为113 min,此时为回归轨道)。同时为简化卫星星体结构,卫星无星际链路,只是单纯的转发信号,为弯管式转发器。 由图2可知,在不同仰角的情况下,只要适当设置关口站并通过地面网使各个关口站互连,就可实现全球的无缝覆盖。在该系统中,以信关站实时覆盖区作为一个蜂窝,同时将信关站作为该蜂窝域的网关,他负责为整个域内的移动用户提供登记、注册、位置管理和资费管理等服务。信关站也作为该区域内的家(HA)或者外地(FA),用户在本区域内移动时,即使在多颗卫星间切换,也不需要向家(HA)登记,而一旦漫游到另一个信关站覆盖区,则用户通过卫星将注册信息发送到外区信关站(此时作为FA),外区信关站然后通过地面网络向该用户的家(HA)登记。根据Cellular IP分布式数据库原理,系统各信关站分别存储该域内的用户位置信息,并且要求其存在路由和寻呼两套缓存机制。 在该系统中,卫星只是发挥类似地面网基站的功能,他负责为覆盖区内的用户提供无线接入服务。为了减少系统信令开销,卫星虽然不具备星上处理能力,但仍然要求其带有一定的缓存机制,即要求其存在路由缓存而不需要存在寻呼缓存。 整个系统网络结构框图如图3所示,信关站与卫星通过星地链路相连,而信关站之间则通过地面网络互连。为了进一步减小系统信令开销,根据Cellular IP的基本原理,对活动主机要求逐个卫星连续跟踪,即一旦与卫星切换,则立即通知该信关站,因此将一个信关站实时覆盖区作为对活动主机的一个路由服务域,如图3实线所示,所有信关站间都进行路由缓存信息的交流。而对于空闲的移动用户,跟踪粒度相对较松,根据卫星通信系统特点,可以适当扩大寻呼区域,即将几个相邻信关站实时覆盖区当作一个寻呼区域,在实际操作中,可根据国界或地理区域的限制将数个信关站实时覆盖区作为一个寻呼区,并把其中一个信关站寻呼缓存当作总寻呼路由缓存,而只把其他信关站的缓存作为分寻呼缓存,如图3虚线所示,将三个信关站作为一个寻呼区域,寻呼缓存信息只在本寻呼区域内的信关站间交流,具体工作过程将在下面说明。 3 星座通信系统切换、位置管理和路由方案 3.1 切换管理 在该卫星通信系统中有三种切换发生,分别是卫星与地面信关站的切换、用户与覆盖卫星的切换、用户到不同信关站覆盖区的切换。由图1、图2可知,在最小仰角为30°时,信关站实时覆盖区区域已相当缩小,在考虑高速宽带业务时,可能需要更高的仰角,因此其覆盖区将进一步变小,进而导致移动用户(特别是对飞机等在大范围移动的用户)在不同信关站间的切换将经常发生。根据蜂窝IP的概念,这种切换实际上是在相邻蜂窝小区间进行,其切换准则只需采用与地面移动通信系统相类似的协议。对于卫星与地面站的切换,由于地面信关站往往具有很强的实时处理和运算能力,并且由于卫星星历在相当精度内具有可预测性,因此这种切换可以由地面站单向控制,具体采用何种切换准则需要和用户与卫星间的切换准则进行综合考虑。一旦切换发生后,信关站应立即让所属卫星停止发送含有以前的蜂窝区域标识及寻呼区域标识的信标信号,转而发送带有新的标识的信标信号。 任一时刻用户可能接收到属于不同信关站的多个卫星转发的信标信号,由于蜂窝IP被动连接和快速切换的要求,用户首先要甄别自己在哪个信关站的实时覆盖区内,此时用户可根据最强最多的标识信号自主判决。当知道自己所属位置区后,用户根据信标信号中的标识信息,只对含有自己所属信关站标识信号的信标信号进行比较处理。考虑到移动用户机的体积、重量要求,其计算能力将受到限制,因此对于他采用简单的信号最强准则进行切换,即用户一旦检测到比当前信号强的信标信号则马上切换到该卫星,上行分组从而通过该卫星转发到信关站,卫星及信关站在转发过程中记录或更新新的路由,同时将老路由删除,并以此反向路径转发下行分组。 3.2 位置管理与路由方案 使用蜂窝IP技术的星座卫星通信系统,其位置管理与路由方案与在地面系统中类似,也分为活动和空闲两种控制管理机制。在用户活动状态时,当有数据发送时,用户发出的上行分组数据先通过卫星路由到覆盖区地面站,然后根据IP地址转发至目的地,卫星及地面信关站也据此分组保存用户位置信息及路由信息,同时将其反向链路作为下行分组的转发路径;当需要接收数据时,数据包先发送到信关站,然后查询本地路由缓存,若存在用户路由信息,则向指定卫星转发,然后路由到用户,若不存在,则丢弃该包。在用户空闲状态时,当有数据要发送时,其上行分组通过信标信号最强的卫星转发至覆盖区信关站,此时,用户路由及位置信息已经更新(或者建立),用户由空闲转为活动;当有分组转发至该用户时,IP数据包先转发至含有主寻呼缓存的信关站,查询主寻呼缓存,根据查询结果转发分组,若属于本信关站覆盖区,则通过所属卫星广播,用户接收到分组后被激活,若不属于本信关站覆盖区,则向与其同属一个寻呼域的含有分寻呼缓存的信关站转发,用户收到分组后也被激活。 用户处于活动状态时,每切换到一新的卫星覆盖区,则发送路由更新包;处于空闲状态时,则只到寻呼超期时刻或漫游到另一寻呼区域时才发送寻呼更新包。卫星及地面信关站的缓存均设定超期更新时间,一旦过时,则缓存就设定为不可用状态。同时,为了贯彻寻呼区域的概念,属于同一寻呼域的含有分寻呼缓存的信关站应当向含有主寻呼缓存的信关站交流信息。为了移动用户机的正常工作,卫星周期性发送的信标信号中除了应包括信关站实时覆盖区位置信息,还应该包含寻呼域信息。 4 性能分析 相对于普通的星座通信系统,引入IP概念后可以极大程度上满足未来宽带业务高速数据业务的发展要求,也便于与下一代地面网的兼容,同时根据IP特点,通过适当设置IP报头,可以将系统控制与数据传输综合考虑,简化现有网络。 卫星通信系统采用蜂窝IP技术相对于直接使用移动IP技术主要有以下优点: (1) 以信关站实时覆盖区来划分和区别蜂窝,其蜂窝要比普通地面系统或者单颗卫星覆盖区大的多,因此可以减少用户在不同蜂窝间切换的概率; (2) Cellular IP支持寻呼业务,无论是从业务需求或是减少信令方面考虑,都是非常必要并且实用的; (3) Cellular IP将大量的路由、查询功能放到了地面信关站,在卫星只是加上了简单的路由缓存机制,极大地简化了并且降低了对卫星的要求,增加了系统的可靠性; (4) 信关站覆盖区和寻呼区域的概念,一定程度上可以以一国国土范围为界,充分考虑到了各国的信息安全和主权,便于世界各国间的合作。 5 结语 微移动IP协议在卫星通信网络中有相当大的应用空间,本文只是从下一代网络全IP的方向考虑,探讨了将Cellular IP技术运用到星座卫星通信系统的可能性,并根据蜂窝IP的相关原理,对无星际链路的卫星系统网络结构进行了改造,并且对网络的切换、路由和位置管理进行了分析。蜂窝IP技术相对于纯移动IP技术,应运到卫星通信系统中能极大的提高移动性管理的效率、缩短时延,降低丢包率,但由于该技术是为地面网设计,对基站移动的情况未作考虑,因此下一步还需要在系统的切换问题上进行相应改进,同时对其他方面作一些定量分析,以确实该技术在卫星网络中的实用性,这是下一步的工作。 卫星通信系统论文:武警卫星通信系统的雨衰估算及分析 摘 要:由于雨衰是影响卫星通信的重要因素,根据武警部队卫星通信网建设的需要,基于ITU-R制定的雨衰计算模型,选取6个典型城市进行雨衰计算,得到雨衰对Ku波段卫星通信系统的影响,分析得出地星路径仰角越小,海拔越低,降雨率越大,降雨造成的信号衰减越大。 关键词:卫星通信;Ku波段;雨致衰减;EIRP 1 引 言 武警卫星通信网的建设是适应新时期武警部队信息化发展的需要,电波传播研究表明,对于Ku波段的卫星通信系统,雨衰是影响通信质量的重要因素。电波由于雨滴吸收和散射而产生衰减,就是降雨衰减,简称雨衰。由图1可以看出电波传播所受的各种天气的影响中,降雨衰减是最为重要的。 雨衰的大小与雨滴直径和电磁波的波长有关,当电磁波波长远大于雨滴的直径时,降雨衰减主要是雨滴的吸收衰减,散射衰减则发生在雨滴直径较大或者波长较短时。当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大,特别在10 GHz以上频段,雨衰的影响会非常明显,而且衰减值随频率和雨强的增加而增大。由于武警卫星通信网所用频率正是Ku波段,因此在通信链路的设计中必须考虑降雨对电波传播的影响,由此来确定国内各地球站的设备,即天线增义和系统功率。通信网的建设必须保证全国范围内的通信,由于我国幅员辽阔,地理面貌多种多样,各地的降雨情况有很大的不同,这就要求在研究雨衰时,必须针对不同地区的降雨情况进行雨衰分析。 2 Ku波段地面-卫星通信线路雨致衰减计算 根据武警部队各总队所在地区特点,同时考虑我国的地理形式,选取6个典型城市进行Ku波段的雨衰分析,分别为:海口、昆明、福州、北京、乌鲁木齐、哈尔滨。这里计算卫星链路上的雨衰采用ITU关于斜路径降雨损耗的计算方法[1]。 3 武警卫星通信系统雨致衰减分析 从以上的计算结果中看出雨致衰减受很多方面的影响,对于武警卫星通信网的建设,必须综合考虑经纬度,海拔,降雨率等各个方面的影响,由此可以得到不同地球站EIRP的变化和天线口径的比较。其中: 下面给出在不考虑其他因素的影响时,降雨率、海拔、仰角与雨衰值之间的关系图,如图2~图4所示。 从计算结果和图中可以看出对于Ku波段降雨率的影响是所有因素中最为重要的,我国的降雨率有明显的地区分别,其中新疆,西藏,青海,甘肃等西北地区的降雨率,明显低于海南,广州,福建等东南沿海城市,这使得武警部队在这些地区建站时,天线的口径可以根据降雨衰减适当增大或减小。比如乌鲁木齐的降雨率为5 mm/h,降雨衰减为0.46 dB,海口降雨率则为124 mm/h,降雨衰减为23.23 dB,所以为了克服雨衰,海口天线增益要增大,EIRP值与天线口径要随之增大很多,而乌鲁木齐则基本不用考虑雨衰的影响。 雨致衰减也会由于海拔高度的不同而不同,例如福州和昆明两地的仰角相差为2°,但是海拔高度却相差1 800多米,因此造成的雨衰差值达到11.85 dB,海拔高度越高,雨衰越小。武警卫星通信网建站时,特别是设计机动型的车载站,当工作于山地,平原,盆地等具有不同海拔特性的地区时,EIRP值的设计要足够大,能较好的抵消雨衰的影响。站点的配置要既能满足通信质量的要求,又不会造成资源的浪费。 除了以上两点影响外,卫星通信链路的雨衰还与地星路径的仰角有关,仰角不同,雨衰下的斜路径长度就会不同,使得电波所受到的雨致衰减存在差别,仰角越大,路径越短,雨衰值越小。武警卫星通信网各总队通信站最大仰角差位于海口和哈尔滨之间,为31.8°,当两站取相同降雨率(50 mm/h)和海拔高度(112.5 m)时,海口的衰减值为7.59 dB,低于哈尔滨3.5 dB。但是由于海口的降雨率是哈尔滨的两倍多,使得海口的实际雨衰高于哈尔滨12.14 dB。 4 结 语 本文根据ITU-T规定的降雨衰减计算模型,选取“鑫诺一号”卫星(110.5),采用线极化方式,针对武警卫星通信网所用Ku波段,计算了6个典型城市的降雨衰减,得到雨衰对Ku波段卫星通信系统的影响,分析了影响雨衰的主要因素,分别给出了地星路径仰角,降雨率,海拔与雨衰之间的关系图,分析得出地星路径仰角越小,海拔越低,降雨率越大,则降雨衰减越大,对于我国的Ku波段武警卫星通信系统,如何采取必要措施,减少降雨衰减对通信的影响,使得地面站的配置更加合理,既能满足通信质量的要求,又尽可能的节省资金,将是对国家和武警部队都有着重要意义的问题,值得我们进一步深入研究。 作者简介 周艳秋 女,1984年出生,硕士研究生。研究方向为微波技术与天线。 贾 方 男,1984年出生,硕士研究生。研究方向为无线数据通信。 李 萍 女,1957年出生,教授,研究生导师。研究方向为微波技术与天线等。 卫星通信系统论文:试论低轨卫星通信系统的切换方案 【摘要】文章主要研究了低轨卫星通信系统的切换方案。本文从低轨卫星通信系统的信关站内用户切换及跨信关站用户切换两方面出发,对通信系统切换方案设置、格式内容等进行探究,深入挖掘了通信系统切换的方案内容。与此同时,本文还对切换目标卫星的选择策略进行分析,全面研究了切换选择策略对系统性能的影响。文章对低轨卫星通信系统发展具有一定的贡献性作用。 【关键词】低轨卫星;通信系统;切换方案 1.低轨卫星通信系统信关站内用户切换 低轨卫星通信系统信关站内用户切换过程主要为:移动用户接收系统信号-判断信号内容并 发出需求报告-依照优先级对切换需求报告进行排序,执行切换过程-将消息给予目的卫星,实施无线资源分配-确定无线资源内容,将消息传回信关站-信关站接收应答,向用户发送切换信息-用户接收信息实施切换,目的卫星检测切换是否正确-验证用户消息正确,切换完成,释放无线资源,清除命令,其具体流程见图1。 图1 低轨卫星通信系统信关站内用户切换流程图 该流程中信关站及卫星之间的切换基本信息格式为:TYPE(取值为MM-H)、HO-num(取值为1)、User-id(取值为用户id)、SRC-Sat(取值为卫星A id)、DST-Sat(取值为卫星B id)、MSC(取值为信关站id)长度8bit,Sub-TYPE(取值为HANDOVER-REQUIRED)长度16bit。信息报告过程中当SRC-Sat与DST-Sat值相同时系统信关站内同一卫星波束见间发生切换。系统各项信息格式在该格式上依照具体环境适当调整,其具体格式内容基本相同,切换完成后进行信息清除。 低轨卫星通信系统切换过程中一旦发生信号异常,系统非常容易出现切换问题,造成切换终止,如信关站发送的切换需求应答信号(HANDOVER-REQUIRED-ACK)接收异常、信关站无法接收到系统接收到拒绝信号(HANDOVER-REQUIRED-REJECT)等。出现上述异常问题后信关站常通过自身需求适时选取对应执行方案,其具体包括: (1)重新进行切换,执行切换过程; (2)从切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)出发重新选取目的卫星,选取对应目的卫星体系重建切换,执行切换过程; (3)等待信关站发送下一切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)。 2.低轨卫星通信系统跨信关站用户切换 低轨卫星通信系统跨信关站切换与其他切换之间存在本质上的差异,其信息内容可以在两个信关站之间交互,可以实现移动应用。跨信关站切换过程主要为:移动用户接收信号-从卫星A向其他卫星发送切换需求报告-依照优先级进行排序,发送切换请求MAP信息-信关站B接收信息,形成切换请求消息-目的卫星接收确认消息,分配无线资源-移动用户接收切换命令,访问无线资源-结束切换,清除命令,其具体切换见图2。 图2 低轨卫星通信系统跨信关站用户切换流程图 该系统基本切换信息格式与信关站内部信息格式基本一致,其HO-num取值转变为2,增加DST-MSC(取值为信关站B id)和,长度为8bit,其他基本无变化。移动用户呼叫结束前,信关站A一直保持着呼叫控制状态,在呼叫完成后需要对各项信息内容进行及时清除,否者系统正常切换将受到影响。 低轨卫星通信系统跨信关站用户切换过程中当信关站切换发生异常、信关站向外发射信号发生异常、移动用户切换出现异常等均可以造成跨信关站用户切换出现问题,导致执行过程出现障碍。在上述异常状况下信关站A可以依照具体环境选取对应执行方案,其具体包括: (1)进行卫星B切换,重新执行切换过程; (2)从切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)出发重新选取目的卫星,选取对应目的卫星体系重建切换,执行切换过程; (3)等待卫星A发送下一切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)。 3.低轨卫星通信系统的切换选择分析 在对低轨卫星通信系统的切换进行选择的过程中要把握好系统切换性能,要依照最终性能选取合理切换方式,从而保证切换效益的最大化。当前卫星准则较为简单,在切换选取的过程中没有对无线信号传播条件进行全方面考虑,整体切换效果并不显著。本次研究过程中对无线信号传播条件进行分析,依照用户端及地球信关站之间的数据信息进行方案调整,有效提升了系统选取效益。 本次研究中的低轨卫星通信系统切换主要通过卫星波束的高速移动完成,移动状况相对简单。在方案选取过程中要把握好该特性对方案信号质量进行调整,形成对应目标卫星选取策略,确保用户能够接收到最优的卫星信号信息。除此之外,信号准则内容也是影响低轨卫星通信系统的切换的关键。当在最强信号准则下,用户自身高速移动会受到一定影响,切换次数将上升,因此,选取时要把握好方案切换状况,依照该指标选取对应目标卫星,通过该选取方式降低系统切换次数,从本质上提升低轨卫星通信系统的切换效益。 4.总结 低轨卫星通信系统的切换直接影响着移动终端之间的无线通讯质量,对人们生活水平的提升具有至关重要的作用。该切换可以通过调整信关站、卫星及接入点之间的关系形成最优信号转换通道,从本质上提升了卫星服务效益。在今后研究过程中研究人员要拓展低轨卫星通信系统信关站内、跨信关站切换内容,要对上述结构进行充分挖掘,从而实现卫星通信研究效益的全面提升。 卫星通信系统论文:卫星通信系统在人防应急通信中的应用研究 【摘要】 近些年,随着防空防灾系统的不断发展和完善,人防应急通信系统逐渐引起了国内外广大学者们的重视,它在各大领域中的地位也有了显著的提高。为了在各类人防应急事件时能更好的进行协调统一调度,对人身安全和公共或私有财产安全进行更好的保护,各国都相继建立了自己的人防应急系统。本文主要针对人防应急通信统中卫星通信的应用进行了较为全面的分析,并且针对人防应急通信中卫星通信系统的使用应注意的问题,进行了相应的阐述。 【关键字】 星通信系统 人防应急通信 应用 引言:卫星通信系统具有覆盖面广、长距离通信、可靠性强等优点,卫星通信不会轻易被地面的复杂通信状况所干扰;通信系统相较于其他通信系统而言更加灵活,局限性较小;并且卫星通信具有宽频带,大容量等优势,所以在人防应急系统中较为常见[1]。 一、人防应急通信 人防应急通信就是在发生自然灾害或人为突发状况,如火灾、洪涝灾害、大面积塌方、战争等情况时,利用不同的通信手段,建立合理的紧急救援通信网络,以确保救助、救援工作能够顺利及时的开展。人防应急系统是一种多通信手段并存的兴新技术,还涉及很多人员分配,技术配合等问题。与此同时,由于应急通信系统所处的环境的不确定性,救援队时常对人防应急通新系统提出很多特殊的要求,以便在技术层面对通信系统提供更多的保障。人防应急通信系统示意图如下所示[2]。 二、卫星通信系统介绍 1、卫星地面站。在进行高空卫星通信的同时,人防应急通信系统可以在地面布置卫星地面站,如短波电台等,卫星地面站可以用于各种自然灾害、战争破坏下不同地形地势中救灾的指令转达、资源分配和调度等使用,同时也可以应用到点对点通信系统中,如民众通信。这种通信系统具有很强的可移动性,实时性等优点,但是系统的安装成本较高,并且一旦部署完毕很难拆除更改,所以具有一定的局限性。 2、卫星电话。卫星电话是一种较为稳定的人防应急系统中常用的通信手段,它具有一定的稳定性,灵活性,可以进行实时的指令传达,但是存在终端设备限制等问题,无法大面积使用。 3、其他设备。较为常见的人防应急通信系统设备还有地面通信应急车、卫星通信便携站等,这些设备在一定程度上确保了人防应急通新系y的完备性、可操作性、可靠性、机动性[3]。 三、卫星通信系统在人防应急通信中的应用 在人防应急通信系统中对卫星通信就提出了如下要求:灵活性、稳定性、大容量,高速率传输等。一般的传输速率要求为:4Mbps-24Mbps,图像分辨率一般要求为352×288以上。卫星通信系统也应具备“总体部署、统一协调、应急通信为主、各个通信技术并存”的理念。 1、 在军事突发事件中的应用。在军事突发状况下,主要的技术局限性体现在战地的危险性、破坏性、反侦察性等。在这类人防应急状况下对卫星通信的要求较高,首先卫星通信应具有较好的隐身性能,这就对卫星的性能指标,如方向图、增益等提出了较高的要求。此时可利用无人机、直升机等平台进行卫星通信系统的搭建。其次该系统需要具备较强的灵活性,可靠性等,可利用装甲车这个平台进行战地部署。 2、在公共安全突发事件中的应用。在一些地质灾害中,由于这些自然灾害的突发性、不确定性,对此类人防应急状况,通信系统就提出了灵活性、机动性等要求。此类灾害是突然发生的,而且灾害的类型无法预知,所以针对此类灾害建立的系统可以进行底层基础设施的搭建,并提供较多的兼容性接口,以便能够实时适应各种新型技术手段,以及各种类型的突发状况。 四、在人防应急通信中使用卫星通信系统中应注意的问题 因为对人防应急通信系统有较高的要求,所以本文选取了卫星通信的技术手段,但是卫星通信对环境要求以及经济要求较高,所以在建立卫星通信系统时要注意相应的可靠性和稳定性,兼容性等,又来避免不必要的拆除和修改,以更好的适应各种环境、各个时期的不同技术要求。 五、结论 卫星通信具有实时性、远距离性、宽频带等优点,所以卫星通信系统在人防应急通信系统中有较为广泛的应用。 卫星通信系统论文:小卫星通信系统技术 摘 要:小卫星通信系统具有研发费用少,重量轻,性能稳定,信号覆盖范围广以及不受地域条件限制等优点,能够对当前大型同步轨道的卫星通信进行补充作用,在全球范围内得到广泛应用的同时也受到了众多研究机构的重视,因此对小卫星通信系统的技术进行研究同时具有实践意义和理论意义。 关键词:小卫星;通信系统;作用;研究;意义 卫星通信技术在军事、政治、工业、生活等方面均具发挥着重要作用,而相比之下,小卫星则更具有大型同步卫星所无法实现的众多优势而受到国内外研究学者的重视,同时,卫星向小型化趋势发展也是全球卫星产业的主要发展方向。我国从21世纪初期开始着手小卫星的相关研制和发射工作。 1 小卫星的技术优势 第一,荷载较少小卫星在每次的任务中一般仅需要装载一种特殊设备,进而很好地避免了大型卫星中出现的荷载间复杂配比问题。 第二,研制时间短、费用低小卫星的研制一般只需经过一到两年,同时相关的研究经费也相比大型卫星明显降低,因此更具有经济性,更体现其实践意义。 第三,重量轻小卫星的重量一般较小,就当前国际情况来看,最微型的小卫星的质量仅有几百克,体积也很小,因此功能密度大,模块可多次利用。 第四,信号覆盖范围广,由于小卫星具有较强的组网能力,因此能够形成精度较高,功能强大而且信号覆盖范围广的星座系统,进而易于补网和星座功能稳定的优势。 第五,减缓频率压力小卫星的星座中包括多颗卫星,可以频率复用,因此具有减小空间任务所具有的频率压力。 2 小卫星通信系统主要技术简介 卫星在通信中起着中转作用,即将地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站,地球站是卫星与地面信息系统的链接点,用户通过地球站途径进入卫星通信系统中,形成链接的电路信号链;为了确保系统的运行正常,卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接,测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制,以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控,保证系统安全与稳定的运行。小卫星通信的关键技术主要有通信系统的链路预算以及接收机参数估计技术和同步技术等,其中链路预算技术是设计小卫星通信系统的主要计算方法和参考依据,精确的链路预算能够确保通信系统的稳定运行。近年来,通信系统接收技术和相应的算法逐渐由信号模拟技术向数字化转变;由于卫星通信整体码速率有所提升因此对接收机的信息处理速度以及算法的复杂度、同步速度和稳定性也提出了更高的要求;信息传输量的大幅增加使得遥测领域中逐渐采用比特传输速率更高的调制方式;由于卫星通信系统在数字通信过程中的发射机和接收机的晶振不同,以及移动平台引起的多普勒效应,造成发射机和接收机之问会产生相位和频率的偏移,这种多普勒频移一般较高,即便在频偏较大时,接受同步技术也应能够正常工作,即捕获带宽较大。 3 小卫星通信系统关键技术简介 3.1 链路预算技术 链路预算,即对一通信系统中发射设备,传送信道以及接收设备的通信链路的变化情况进行的全面核算,是对小卫星通信系统性能的评价,具体而言是从发射端的信源起始,通过编码、调制、变频等多项操作,将信号通过天线发射出去,再由信道进行传输,最后到达接收天线处由接收机进行信息处理,解调所需信息。其重要性在于: 第一,可确定系统工作是否满足系统实际需要。 第二,通过计算链路余量检查系统能否满足设计要求。 第三,验证在部分设备具有硬件限制的情况下链路其他部分能否进行弥补。对于模拟电路来说,该性能指标是基带信道的信噪比;对于数字电路来说,其性能指标是基带信道上测得的误码率;卫星链路分为两种信号路径:由地面站到卫星的上行链路和从卫星到地面站的下行链路,其中上行链路的信号发射过程包括编码调频上变频放大功率等操作,信号从天线传送到小卫星的接收端,而下行链路则包括低噪声放大下变频解调解码等操作,是地面站对接收信号的处理操作。与通信系统链路预算有关的数据因素有天线特性,传输距离最大值,信号发射/接受功率,热噪声,信噪比以及接收系统的质量。 3.2 同步算法 无论是接受哪种形式的调制信号,接收机同发射机都必须保持同步,对于数字调频技术而言,有载波同步和码元同步两种基本同步模式,前者是对载波频率以及相位进行估计,后者则是对定时抽样时钟进行估计。由于发射信号在卫星通信的传输过程中必然存在一定延迟,因此产生了载波相位的偏移,同时由于其在传播过程中受到噪声干扰和多普勒效应影响,还会产生频率偏移,因此同步技术是数字通信中的关键技术,研究调制信号的载波同步和码元同步技术能够保障卫星通信系统可靠、有效、快速的运行。由于载波同步算法利用的是判决反馈环路的模型,是在时钟已同步的基础之上才能进行,因此载波同步应位于码元同步滞后才可工作。以先码元同步再载波同步的模式为例,模拟信号被天线接收后,由ADC转换为数字信号,再将频带信号通过下变频转变为基带信号,之后通过码元同步和载波同步对有载波偏差以及时钟偏差的信号进行估计,最后解调输出,码元同步位于载波同步前,以码元时间为基本数据处理周期,对相关硬件的要求较低,同步性能较好。 3.3 型号参数 估计卫星通信信号的参数估计是重要的非合作通信接收技术,因为对信号的频率和调制方法等重要数据进行检查和估测是保证解调准确和达到监视、截获信息的目的的重要方法,以便为侦察系统的工作打好基础。小卫星通信系统的常用解调方式有BPSK解调、QPSK解调、CPM解调、SOQPSK解调等。一般情况下,欲通过卫星通信捕捉信号,接收系统的带宽需远大于信号带宽,应使用宽带接收机。 4 结语 小卫星通信系统具有的多重优势使其在当今世界范围内的卫星通信领域得到广泛的应用,吸引了众多研究学者,本文针对其中的几项关键性技术进行了简单说明。卫星通信的作用范围广,涉及的技术种类众多而且较为复杂,需要我们不断进行深入研究和实践,进而推进卫星通信向小型化方向发展。 作者简介:王富德(1994―),男,辽宁鞍山人,沈阳理工大学学生。 沈丛ǎ1995―),男,江苏张家港人,沈阳理工大学学生。 姚佩航(1997―),男,辽宁大连人,沈阳理工大学学生。 卫星通信系统论文:MF―TDMA卫星通信系统技术体制分析 摘 要 由于MF-TDMA(多频时多分址)技术在支持综合业务的传输方面以及卫星通信灵活组网方面都有一个比较明显的优势,适合大多数不同规模的卫星通信网络。但是,多频时多分址技术也有其自身的局限性,工作模式属于突发模式,在资源的分配方面也存在一定的滞后性,因此在实际的工作应用过程中,必须对其网络工作的方式和系统的参数进行一个合理的设计,以提高多频时多分址卫星通信网络技术的使用效率。本文主要就MF-TDMA的工作模式进行了分析,并对其参数的选择进行了初步的设计。 【关键词】MF-TDMA 卫星通信 技术体制 分析研究 MF-TDMA技术是由90年代的单载波TDMA技术的基础上又经过一些列的发展革新而来的一种新型的宽带VSAT网,它对FDMA和TDMA进行了一个整合,吸取了两者的优点,并且借鉴了FDMA的设计理念,将TDMA技术体制进行了一个改善,解决了其庞大的缺点,让用户们的使用更加方便。系统的扩展能力很强,可以根据实际情况以及实际客户的需求自动的增加载波宽带和载波的数量,网络管理也可以对卫星的实时资源有一个动态的分配,提高IP数据业务资源的利用效率。 1 FMT调制解调技术 滤波多音调制技术也就是FMT调制解调技术,顾名思义它是一种多载波的传输技术,实际上它是与正交频分复用系统类似的多载波传输技术,其的基本原理就是发送端低通滤波器实现对每个子信道的频带进行一个严格的限制而达到的多载波的调制技术,其使用的低通滤波器必须是严格带限的。FMT与OFDM都是多载波的正交调制技术,但是二者还有所区别,OFDM的各个子载波的频道都处于一个重叠正交的状态,而FMT由于有严格带限的各个子信道而使得其相邻的子载波波频互相不重叠。 2 典型的网络结构 2.1 独立的网状和星状组网模式 MF-TDMA的卫星通信体制可以构建多种类型的网络结构。对于独立的网状和星状组图模式来说,其主要是依靠MF-TDMA卫星通信体制通过主载波和业务载波等的通信载波来支持的。在独立的网状组图网模式时,网内的各个站可以在主载波上接收广播的参考帧,并且还可以将申请信息发射出去,进行一个自主测距管理,然后经过主载波和业务载波两者实现一个相互之间的通信。在独立的星状组网模式下,网内的各个业务站要首先接受主站发射的广播载波参考帧,然后进一步的通过业务载波发射申请信息并实现分站与主站之间的一个通信,各个业务站之间也可以实现一个双跳通信,不过这个所谓的双跳通信是由主站来完成的,而测距管理则由主站在经过计算之后通过对业务站加以指导完成。 2.2 多点广播与通信融合网 MF-TDMA卫星通信技术不仅仅可以支持业务载波等通信载波的配置,除此之外还可以支持单独配置的广播载波。网内的各个站点可以将网状组网通信和广播载波发送广播信息的任务同时进行,比如,在进行网状组通信的同时可以进行视频、信令以及相关数据的传送与传输,网内工作的最大特点就是支持广播业务与通信业务共用一个网进行传输。 3 MF-TDMA体制的优势所在 3.1 系统灵活和广播能力较强 在现代通信卫星的发展过程中,对通信节点之间的组网能力有一个重要的要求,要求其有足够灵活,能够及时应对变化。到目前为止我国的MF-TDMA综合业务网已经可以比较灵活的形成星状网以及网状网了,并且,其发展已经相当成熟,在其同一个网内还可以灵活自如的形成不同的网络。比如,在同一个网内,可以将电话业务配置成为网状网,而将数据业务配置成为星状网,并且,还可以根据不同的实际情况,针对不同的业务部门的情况配置不同的虚拟子网,将数据广播和数据共享更加完美的实现出来。总而言之,MF-TDMA的一个显著的特点就是可以灵活的进行网络的重新配置,并且,MF-TDMA还可以将接有不同任务的不同的几个站进行一个对接,还可以对其的工作状态和实时的网络状况进行一个监控,系统呼叫转换的时间也大大的减短了。 3.2 业务支持能力强 在之前,对于稀路由的,端到端的话音或者是相对来说数据较为低俗的业务来说,大多都是采用SCPC/DAMA系统构成星状网进行转接,也有是通过小站业务经主站来完成转接的任务的。但是随着用户业务多样性的变化,通信网络也不得不使用多样性的服务来满足客户多样性的要求,尤其是针对于IP的业务,与普通的电话基于CALL-BY-CALL的模式不同,本端的IP数据需要在同一个时刻去到不同的目的地,这就是为什么采用MF-TDMA这一份体制来构成平时的IP网络了。 3.3 支持视频会议 对于MF-TDMA来说,其还有一个十分重要的应用就是其支持任一点对视频会议的功能,在新的MF-TDMA系统中,每一个站内发出的时隙,以及时隙所包含的信元,都可以经过合理配置,从而实现一方面指向目的地,另一方面进行广播应用,进行全网或者是分组用户通收,从而呈现所需要的视频会议。 4 MF-TDMA体制的应用设计 4.1 进行多类站型叠层组网的应用 所谓的提高多类地球站混合组网通信容量实际上就是通过采用一些双值守载波以及地球站分类和自动适配的技术实现的,通过这些技术的应用使得小口径地球站间可以使用低速度的载波、大口径地球站间可以使用高速度的载波,并且还实现了大小地球站间可以使用中速率的载波进行成企鹅状的组网通信,这些不同速度的载波的应用可以将地球站之间收发信号的能力充分的利用起来,从而加大多类地球站混合组网的通信容量。 4.2 应用规划 MF-TDMA系统的工作主要是依靠卫星透明转发器的工作,其参数配置的灵活性较强。因此,对于相同的通信网建设或者是任务保障来说,其可行的配置方案会存在很多种不同的方案,但是,需要注意的是在不同种类的配置方案中,其对应方案帧的效率也不尽相同,这就决定了其对于通信卫星的占有也不完全相同。使用的规划就是要达到一个在保证任务需求和服务质量的前提下,要找出帧效率最高,并且转发器资源的利用效率相对来说较高的系统配置方案,需要注意的是,在最终的确定阶段还应当结合地面站型的配置情况,来最终确定配置方案。总之,应当注意到以下的几点,任务的需求、地球站的类型、相关的气象信息等。综合考虑,确定最佳的配置方案十分重要。 5 总结 总而言之,MF-TDMA技术的发展经过了不断的融合与创新,其独有的灵活性为多样性的需求带来了便利,视频会议功能也是其特色,其的发展有了一定的进步,但是依旧存在一些不足需要去改进,其关于网络卫星资源的配置更是需要经过综合考虑各种因素,才能最终确定一个最佳的配置方案,这也是MF-TDMA技术在今后发展的主要方向, 作者单位 1.中国电子科技集团公司第五十四研究所 河北省石家庄市 050081 2.中国人民解放军91917部队 北京市 102100 卫星通信系统论文:小卫星通信系统关键技术 摘 要 小卫星通信系统具有研发费用少,重量轻,性能稳定,信号覆盖范围广以及不受地域条件限制等优点,能够对当前大型同步轨道的卫星通信进行补充作用,在全球范围内得到广泛应用的同时也受到了众多研究机构的重视,因此对小卫星通信系统的技术进行研究同时具有实践意义和理论意义。 【关键词】小卫星 通信系统 作用 研究 意义 卫星通信技术在军事、政治、工业、生活等方面均具发挥着重要作用,而相比之下,小卫星则更具有大型同步卫星所无法实现的众多优势而受到国内外研究学者的重视,同时,卫星向小型化趋势发展也是全球卫星产业的主要发展方向。我国从本世纪初期开始着手小卫星的相关研制和发射工作。 1 小卫星的技术优势 1.1 荷载较少 小卫星在每次的的任务中一般仅需要装载一种特殊设备,进而很好地避免了大型卫星中出现的荷载间复杂配比问题。 1.2 研制时间短、费用低 小卫星的研制一般只需经过一到两年,同时相关的研究经费也相比大型卫星明显降低,因此更具有经济性,更体现其实践意义。 1.3 重量轻 小卫星的重量一般较小,就当前国际情况来看,最微型的小卫星的质量仅有几百克,体积也很小,因此功能密度大,模块可多次利用。 1.4 信号覆盖范围广 由于小卫星具有较强的组网能力,因此能够形成精度较高,功能强大而且信号覆盖范围广的星座系统,进而具有易于补网和星座功能稳定的优势。 1.5 减缓频率压力 小卫星的星座中包括多颗卫星,可以频率复用,因此具有减小空间任务所具有的频率压力。 2 小卫星通信系统主要技术简介 卫星在通信中起着中转作用,即将地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站,地球站是卫星与地面信息系统的链接点,用户通过地球站途径进入卫星通信系统中,形成链接的电路信号链;为了确保系统的运行正常,卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接,测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制,以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控,保证系统安全与稳定的运行。 小卫星通信的关键技术主要有通信系统的链路预算以及接收机参数估计技术和同步技术等,其中链路预算技术是设计小卫星通信系统的主要计算方法和参考依据,精确的链路预算能够确保通信系统的稳定运行。近年来,通信系统接收技术和相应的算法逐渐由信号模拟技术向数字化转变;由于卫星通信整体码速率有所提升因此对接收机的信息处理速度以及算法的复杂度、同步速度和稳定性也提出了更高的要求;信息传输量的大幅增加使得遥测领域中逐渐采用比特传输速率更高的调制方式;由于卫星通信系统在数字通信过程中的发射机和接收机的晶振不同,以及移动平台引起的多普勒效应,造成发射机和接收机之问会产生相位和频率的偏移,这种多普勒频移一般较高,即便在频偏较大时,接受同步技术也应能够正常工作,即捕获带宽较大。 3 小卫星通信系统关键技术简介 3.1 链路预算技术 Link Budget(链路预算),即对一通信系统中发射设备,传送信道以及接收设备的通信链路的变化情况进行的全面核算,是对小卫星通信系统性能的评价,具体而言是从发射端的信源起始,通过编码、调制、变频等多项操作,将信号通过天线发射出去,再由信道进行传输,最后到达接收天线处由接收机进行信息处理,解调所需信息。其重要性在于: (1)可确定系统工作是否满足系统实际需要; (2)通过计算链路余量检查系统能否满足设计要求; (3)验证在部分设备具有硬件限制的情况下链路其他部分能否进行弥补。 对于模拟电路来说,该性能指标是基带信道的信噪比;对于数字电路来说,其性能指标是基带信道上测得的误码率;卫星链路分为两种信号路径:由地面站到卫星的上行链路和从卫星到地面站的下行链路,其中上行链路的信号发射过程包括编码调频上变频放大功率等操作,信号从天线传送到小卫星的接收端,而下行链路则包括低噪声放大下变频解调解码等操作,是地面站对接收信号的处理操作。与通信系统链路预算有关的数据因素有天线特性,传输距离最大值,信号发射/接受功率,热噪声,信噪比以及接收系统的质量。 3.2 同步算法 无论是接受哪种形式的调制信号,接收机同发射机都必须保持同步,对于数字调频技术而言,有载波同步和码元同步两种基本同步模式,前者是对载波频率以及相位进行估计,后者则是对定时抽样时钟进行估计。由于发射信号在卫星通信的传输过程中必然存在一定延迟,因此产生了载波相位的偏移,同时由于其在传播过程中受到噪声干扰和多普勒效应影响,还会产生频率偏移,因此同步技术是数字通信中的关键技术,研究调制信号的载波同步和码元同步技术能够保障卫星通信系统可靠、有效、快速的运行。由于载波同步算法利用的是判决反馈环路的模型,是在时钟已同步的基础之上才能进行,因此载波同步应位于码元同步滞后才可工作。下面以先码元同步再载波同步的模式为例,如图1所示,模拟信号被天线接收后,由ADC(analog-to-digital converter,模数转换器)转换为数字信号,再将频带信号通过下变频转变为基带信号,之后通过码元同步和载波同步对有载波偏差以及时钟偏差的信号进行估计,最后解调输出,码元同步位于载波同步前,以码元时间为基本数据处理周期,对相关硬件的要求较低,同步性能较好。 3.3 型号参数盲估计 卫星通信信号的参数估计是重要的非合作通信接收技术,因为对信号的频率和调制方法等重要数据进行检查和估测是保证解调准确和达到监视、截获信息的目的的重要方法,以便为侦察系统的工作打好基础。小卫星通信系统的常用解调方式有BPSK解调,QPSK解调,CPM解调,SOQPSK解调等。一般情况下,欲通过卫星通信捕捉信号,接收系统的带宽需远大于信号带宽,解应使用宽带接收机。 4 结语 小卫星通信系统具有的多重优势使其在当今世界范围内的卫星通信领域得到广泛的应用,吸引了众多研究学者,本文针对其中的几项关键性技术进行了简单说明。卫星通信的作用范围广,涉及的技术种类众多而且较为复杂,需要我们不断进行深入研究和实践,进而推进卫星通信向小型化方向发展。 作者单位 河北诺亚人力资源开发有限公司 河北省石家庄市 050000 卫星通信系统论文:VSAT卫星通信系统及应用研究 摘要:通信传输的方式主要有两种,分别为卫星通信和光纤通信。随着光纤技术的不断发展,光纤通信方式在实践中应用的范围越来越广。很多人都认为卫星通信方式将退出历史舞台。但一种新型的卫星通信技术出现了,即VSAT卫星通信。相比于传统的卫星通信方式,VSAT卫星通信改变了传统的点对点的传输方式,实现了点对多点的传输。近年来,随着相关技术的不断发展,VSAT卫星通信技术在实践中应用的范围越来越广。本文将结合我国通信行业的实际情况,分析和研究VSAT卫星通信技术的应用。 关键词:VSAT卫星通信系统 网络构成 应用 1 VSAT卫星通信系统概述 1.1 VSAT卫星通信系统的网络构成及连接方式 VSAT卫星通信系统主要包括三部分。第一,是主站。主站就是指枢纽站。主站中包括天线、VSAT主站终端设备、网络控制中心等。其中,天线使用的是圈套口径的天线,这样可以有效减少发射功率。主站在VSAT卫星通信系统中具有比较重要的作用,可以对整个通信系统的运行过程进行监控和管理;第二,是通信卫星。通信卫星其实就是中转站,可以对地球传输过来的信号进行处理,并将其传回到地球上;第三,是小站。小站包括两部分,一部分是安装在户外,通常是安装在建筑物的顶层。另一部分要安装在室内。户内的设备和户外的设备是连接在一起的,大多是通过电缆相连。VSAT小站具有语音功能,可以进行通话。这样,电话网上的用户就可以通过小站和主控站进行通话。 VSAT卫星通信系统主要是通过软件对系统工作过程进行控制。VSAT卫星通信系统支持多种连接方式,可以根据用户的要求选择连接的方式。VSAT卫星通信系统的连接方式可以归纳为两种,分别为点多点连接和点对多点连接。首先,介绍点对点连接。点对点连接是通过空间信道完成的。在实践过程中,采用点对点的连接方式可以选择下述几种数据传输的方式。第一种是异步字符透明传输。其中包括双向数据传输和单向数据传输两种方式。数字广播行业中使用的是单向数据传输方式,如果是字符型终端则应采用双向数据传输的方式;第二种是同步位透明传输。其中也包括双向数据传输和单向数据传输两种方式。在开展点多点广播业务时可以采用单向数据传输的方式。其次,介绍点对多点连接。点对多点连接包括两种形式,一种是同一小站不同的数据端口和主站同一端口连接在一起。另一种是不同小站数据端口和主站同一端口连接在一起。异步字符广播式、同步位透明广播方式等均属于点对多点的连接方式。 1.2 SAT卫星通信系统的特点 相比于一般的通信系统来说,VSAT卫星通信系统具有下述特点。第一,VSAT卫星通信的容量比较大,成本比较低;第二,VSAT卫星通信系统中卫星的体积不断增大,转发器的数量不断增多;第三,随着VSAT卫星通信技术的不断发展,出现了微型地球通信网,可以满足更多用户的使用需求;第四,VSAT卫星通信技术在使用的过程中不会受到地形、地物的影响,对使用环境条件的要求比较低;第五,VSAT卫星通信设备安装过程比较简单,1到2天就可以开通一个VSAT小站;第六,VSAT卫星通信的质量比较高,很少会出现信息传输错误的现象。 2 VSAT卫星通信存在的问题 (1)投资者对VSAT卫星通信系统了解不全面。早在上世纪80年代就出现了VSAT卫星通信技术,但直到90年代也没有人进行相关方面的投资。后来,一些投资者进行了VSAT卫星通信系统的投资,但并没有了解清楚VSAT卫星通信系统,只是认为VSAT卫星通信技术属于高新技术,投资的回报率会比较高。当发现在短时间内难以取得回报时,很多投资者都撤资了;(2)缺少有利的市场经济条件。目前,我国虽然已经开放了VSAT卫星通信业务,但却对VSAT公司进行了很多的限制,从而影响了VSAT公司的发展;(3)没有形成行业管理特色。VSAT卫星通信行业发展的速度比较快,在其快速发展的过程中相关的制度规定却还不完善。再加上VSAT卫星通信行业本身涉及到的业务比较多,管理比较复杂,从而使得很多VSAT公司不知道该如何管理,没有形成行业管理特色,进而影响了管理的效果。 3 VSAT卫星通信的应用 目前,随着相关技术的不断发展,VSAT卫星通信技术在不断完善,在各行各业中都具有较为广泛的应用。例如,在金融、证券、地质、交通、物流等领域中都会涉及到VSAT卫星通信技术。本文将以某烟草全国卫星通信专用网为例,介绍一下VSAT卫星通信技术的具体应用过程。 某省是我国烟草生产的重点地区,对于全国烟草市场的发展具有重要的影响。建立全国卫星通信专用网可以更好地追踪卷烟生产销售的信息。全国卫星通信专用网中主要包括两部分。一部分是地面段。其中主要包括中心控制站和VSAT小站。中心控制站有一个。VSAT小站有2214个,在全国各个连锁店。另一部是空间段。其中主要是Ku频段转发器。在全国卫星通信专用网中使用了两种类型的数据传输网。一种是双向数据传输网,主要是用于中心控制站和小站之间的数据通信。另一种是电话网,主要是为了满足电话通信的需求。电话通信网采用的是SCPC/DAMA制式,数据通信网采用的是TDM/TDMA制式。如果是从中心控制站向小站传输数据,则需要经过TDM信道。如果是从小站向中心控制站传输数据,则需要经过TDMA信道。 4 结语 总之,VSAT卫星通信技术作为一种新型的卫星通信技术,在各行各业中具有广泛的应用。未来,随着相关技术的不断发展,VSAT卫星通信技术的应用范围将变得越来越广,通信效果会越来越好。 卫星通信系统论文:宽带卫星通信系统关键技术探讨 [摘 要]本文从宽带卫星通信系统的概念入手,简单介绍了宽带通信卫星星座系统,有静止轨道、中低轨道以及静止轨道和非静止轨道卫星的混合。然后阐述了现代宽带卫星所面临的问题,比如说:延时太长和时延抖动、功率的管理繁忙等。接着深入探讨了宽带卫星通信系统的技术,即卫星ATM网络、星上处理技术、星间链路、波束成形技术等。 [关键词]宽带卫星 通信系统 关键技术 随着经济的快速发展,科学技术也火力全开的发展着,因此,技术研发和人们日常生活对通信技术的要求也变得越来越高。因为很多通信的项目,都需要质量的保证,因此,对卫星通信的系统的依赖便越来越强。近年来,宽带卫星通信系统由于自身重量轻,信号覆盖面积广,性能稳定,以及研制和发射费用都较低的独特优势,在全世界内得到了广泛的研究和应用,逐渐成为现代信息传播的重要手段。为促进卫星通信系统的发展,对其关键技术的探讨也是必不可少的。 1 宽带卫星通信系统 1.1概念 卫星宽带通信系统,俗称卫星宽带或卫星上网,就是卫星通信与互联网相结合的产物,具体来说指的是通过卫星进行语音、数据、图像和视像的处理和传送。通过同步轨道卫星、非静止轨道卫星或两者的混合卫星群系统提供多媒体交互式业务和广播业务。常见的宽带卫星业务基本是使用Ku频段和C频段,但Ku频段的应用已经非常拥挤,故计划中的宽带卫星通信网基本是采用Ka频段。 1.2 宽带通信卫星星座系统 由于轨道低,每一颗卫星所能覆盖的通信范围相对较小,如果要使全球都能被覆盖上通信信号,那么需要把几十颗卫星按照一定的形状进行编队,从而组建成一个全球系统,形成卫星星座。目前国际上已发射或者是即将发射的系统有十几个,这些系统采用的技术手段也是多种多样。 1.2.1静止轨道 在赤道的平面上运行的卫星一般是静止轨道的通信卫星星座系统,因为它实现覆盖全球的功能只需要使用三颗卫星,目前已经存在的是美国的ASTROLINK系统、日本的WINDS系统、欧洲的EUROSKYWAY系统等。但就实际情况而言,因为卫星的轨道高度相对较高,传播路径的损耗较大,使得传播的信号会有一段较长时间的延迟,大概是250-280ms,而且音频和视频的传输质量也不太令人满意。 1.2.2中低轨道 可以在任意两个用户之间建立实时通讯、完成实时交互式的业务,是中轨道和低轨道通信卫星系统能满足的,因为他们的传播信号延时情况只有110-130ms、20-23ms。而且系统中的卫星都是可以进行批量化生产,形成规模经济,从而降低每一颗卫星的造价和发射费用。但不足之处是这些系统中的卫星会带来一个较为复杂和系统控制和网络管理问题;除此之外,中轨道和低轨道的卫星通信系统需要很多数量的卫星,才能完成覆盖全球的功能。比如说:美国的TELEDESIC卫星系统最初使用了840颗卫星,欧洲的SKYBRIDGE由最初的64颗增加到80颗。 1.2.3静止轨道和非静止轨道卫星的混合 静止轨道的卫星在语音和交互式视频业务方面,因为延时的长度太长而不如非静止的卫星,但就使用的卫星数量和发射费用而言,静止轨道又比非静止的卫星造价更低。因此,如果建立静止轨道和非静止轨道卫星的混合星座系统,可以更广范围的进行覆盖,更短延时的进行信号传播,比较适合一些组播和广播等项目,比如说,美国的CYBERSTAR和欧洲的SKYBRIDGE就组成了一个混合系统,形成战略联盟进而轻松的开拓卫星市场的相关业务。 2 现代宽带卫星所面临的问题 2.1 延时太长和时延抖动 传输过程的时延、星上交换和处理的时延、上下行链路传播的时延等基本构成了宽带卫星系统在传输信号和数据时所经历的各种时延,这些时延的长度也就组成了总时延的长度。因为静止卫星系统一般情况下是固定的,相对于地面而言,所以在信号传播的过程中基本上没有切换,因此拥有相对固定的时延。非静止卫星系统虽然时延比静止系统短小,但因为其会随着卫星的移动、切换等状态而发生变化,出现一些细小的时延。 2.2 功率的管理繁忙 C频段是经常会发生拥挤现象的一个频段,主要是因为运作大型业务的通信卫星常常运行在4-6GHz的C频段,拥挤发生后又会导致信号的堵塞、时延的加长,造成信号传播的不畅。为了改善这一现象,运营商多开始使用11-14GHz的Ku频段,一般是采用两者结合的方式进行保守的发展。一旦Ku频段也发生拥挤现象时,则运营商会继续投入到全Ka频段的通信竞争中。 3 宽带卫星通信系统的技术 3.1 卫星ATM网络 基于ATM技术发展的复杂的星上交换、星上处理、星上路由等技术可以直接将信息从上行链路传递到指定的下行链路点波束上,这种方式能够在一定程度上减短信号传播的时间。多频时多分址接入技术、时分复用技术的采用,对于在Ka频段工作的静止轨道系统而言,能够在不同地区、但在同一点波束内的用户接入其中,从而实现语音、视频和数据的传播,实现用户之间的资源共享。 3.2 星上处理技术 卫星、用户站和网络主控制站组成了一个传统意义上的弯管模式卫星系统。在这个系统内的用户必须建立TDMA同步和时隙同步。当结成同步状态后,用户把关于目的地、吞吐量等请求发送至网络主控制站,然后主控制站开始检查卫星的相关资源,比如说:频道是否可用、发射功率是否在标准范围内等。当这些检查都通过以后,主控制站即接受连接的请求并为客户分配信道,然后进行数据的传输。 3.3 星间链路 卫星之间的通信链路就是星间链路,即是指在空间内建立一个通信子网,利用卫星之间的可靠性和高容量性进行通信,尽可能的节约地面的资源。星间链路既可以存在于同一轨道的卫星之间,也可以存在于异轨道中,且都会产生一部分传播时延。非静止卫星系统会因为卫星的移动状态和自适应路由技术而不间断的改变星间链路,而静止卫星系统中的星间链路时延是不会改变的。 3.4 波束成形技术 通信天线是宽带卫星通信系统中常用的天线,主要包括全球波束、区域波束、点波束天线等。全球波束天线的半功率角宽度恰好覆盖卫星对地球的整个视区。而区域波束和点波束天线则拥有较小的半功率角宽度,能够集中的满足某一特殊地区的通信要求。 4 结语 对于宽带卫星通信系统的研究已经进入第四代了,这种结合了IP、ATM和相关的卫星技术的通信网络具有众多的优点:高利用率的带宽、覆盖地面广等。但在实际的运用过程中,人们要求的通信质量问题还存在一定的缺陷,因此在这一方面还需要有关研究人员深入探索,积极研发,发展更高级的卫星通信网络,提高通信系统的使用质量。 卫星通信系统论文:基于QoS保证的卫星通信系统关键技术研究 摘要:随着通信领域的发展,卫星通信系统以覆盖面广、受地理环境影响小等优点受到现代信息交换的青睐。在空间通信技术不断进步的过程中,业务需求量大增,无线资源的有限性与业务需求的无线增长之间矛盾越来越大,为了缓解这二者之间的矛盾,在进行卫星通信系统的设计时,重点的内容就是提升多媒体传输的质量及速度,基于此,文章在Qos的基础上,对卫星通信系统的关键技术进行了研究。 关键词:QoS;卫星通信技术;关键技术 现今,网络在人们的生活中已经成为了不可替代的角色,通信、娱乐、购物等都依赖于网络进行,这导致传统的地面互联网覆盖无法很好地满足人们不断变化的需求。卫星所具备的覆盖面是非常广的,在利用卫星的基础上构建了卫星通信系统,以便于满足人们的需求。卫星通信系统在进行数据传输时,速度是非常快的,但是随着业务量及人们对质量要求的提升,卫星通信系统需要利用相应的关键技术来保证QoS。 1 卫星通信系统OoS要求 所谓QoS,是指在一个或多个对象的集体行为上的一套质量需求的集合。在对数据传输的速度和可靠性进行描述时,应用的就是服务质量参数,比如吞吐量、传输延迟、错误率等。有限性是网络资源一个显著的特征,这促使用户在使用网络资源时,存在一定的竞争性,由此就产生了服务质量,对于服务质量的外在体现,最为明显的就是网络业务,当网络业务比较多时,说明服务质量比较高。服务质量需要进行提升,有效的手段就是提升网络资源的利用效率。卫星通信网络在提供服务时,包含保证性服务和尽最大努力性服务两种,所谓保证性服务,是指用户在使用网络时,网络能够提供QoS保证,通常会通过确保QoS度量来实现保证;而尽最大努力性服务,QoS保证参数并不是一定要由网络明确的提供。 对于卫星通信系统来说,在进行OoS指标衡量时,所用到的参数包含时延、时延抖动、带宽、丢包率、可靠性。发送方将数据包发出之后,一段时间之后接收方才能接到,传输过程中花费的时间就是时延,当时延越大时,接收方接收到数据包的时间就越长,这对QoS的影响是比较大的;发送方和接收方在进行数据包的传输时,当时延产生变化时,就形成了抖动,当存在抖动时,就会影响收发缓存器的选择,进而导致重发等问题的发生,对传输的通透率造成严重的影响;发送方和接收方数据包的传输会具备一定的传输速率,持续的最大传输速率就是带宽,网络基本设备会对带宽产生一定的限制,同时,在同一条路径上,当共享的数据包越多时,带宽所受到的影响越大;数据包传输的过程中会产生丢包的现象,丢失的数据包与发送数据包总量之间的比值就是丢包率;卫星通信系统受到天气因素的影响非常小,因此,其可靠性并不会受到降雨等环境因素的影响,不过,系统的工作频带、功率电平等都会对可靠性产生影响,进而影响到卫星通信系统的QoS保证。 2 卫星通信系统协议体系结构 在当前的互联网中,采用的协议标准为TCP/IP协议,因此,卫星通信系统在进行协议体系结构的构建时,也应该以TCP/IP协议结构为基础,同时,结合自身的特点,科学的进行修改和扩充。具体说来,协议体系结构包含5个层次:应用层,主要的功能是进行各种业务的处理;传输层,主要的功能是进行控制,控制的对象有流量、拥塞等,保证数据包的正常传输;网络层,制定相应的路由策略;物理层,主要的功能是进行功率控制、定向天线等。在整个数据传输的过程中,通过各个层功能的发挥,促进数据包传输的实现,在传输的过程中,每个层都需要进行QoS保证,以便于保证QoS的质量,促进卫星通信系统的发展。 3 基于QoS保证的卫星通信系统关键技术 3.1 物理层传输技术 随着通信技术的发展,人们在进行数据传输时,逐渐提升了传输速度的要求。用户在利用卫星通信系统进行数据传输时,传输速度多由Ku波段和C波段来完成,不过随着人们要求的提升,这两个波段的传输速度已经无法满足要求,基于此,就需要在进行数据传输时,采用更高的波段。对此,卫星通信系统采用了信道编解码技术,即使在信道条件比较差时,所具备的传输速度依然比较高,由此一来,各种多媒体业务的QoS要求就能够很好地被满足。对于不同的宽带多媒体业务来说,其对传输质量的要求也是不相同的,为了很好地满足各种类型多媒体的要求,在进信道编码时,采用的为差错控制编码,这种编码的速度可以进行变化。 3.2 数据链路层接入技术 对于多媒体业务来说,其服务质量的保证需要通过无线通信系统的带宽来保证。对于数据链路层来说,QoS保证的基本条件是将带宽的利用效率提升,在进行带宽利用效率提升时,应用了无线资源管理技术,这便是一项关键的技术。在信道运行的过程中,天气对其产生的影响是比较大的,而无线资源管理策略的制定与信道运行有着一定的关联性,因此,在选择技术时,必须要充分地考虑天气的因素,从而有效地避免无线资源管理策略的制定受到影响,这样一来,在开展各项多媒体业务时,拥塞现象发生的可能性将会显著降低,最大限度地避免了数据传输过程中丢包现象的发生,降低了丢包率。用户在接入卫星通信网络中时,会具有一定的时延,为了将时延减小,同时,有效地提升系统容量,就需要利用高效的接入算法。 3.3 网络层路由技术 在卫星通信系统中,含有星间链路,当卫星间的连接处于相同的轨道上时,呈现出来的是静态的,而当处于不同的轨道上时,呈现出来的就是动态的,由此一来,卫星间的链路状态信息就会不断的变化。另外,卫星处于太空环境中,卫星链路受到背景噪声的影响,具备非常高的错码率,而且具备的时延也是非常大的,进而导致星上所具备的处理能力和存储能力都比较差,为了避免这些问题的存在,在网络层应用了路由技术,在适用卫星网络的基础上,制定完善的路由算法和路由协议。 3.4 移动性管理 卫星通信系统中的星地链路会发生切换,在切换的过程中,原有的接入点卫星不再起作用,系统需要重新地选择新的接入点卫星,同时,还需要重新计算网络拓扑以及网络路由。对于星地链路的切换来说,当切换策略比较科学时,就可以以非常快的速度将暂时中断的通信恢复,相反,当策略的科学性比较差时,恢复就会比较慢。基于此,就需要对切换策略进行有效的管理,一般以移动性管理为主,这样一来,在进行切换时,系统所受到的影响就会比较少,从而有效地实现了QoS保证。 4 结语 对于人们不断提升的网络质量要求来说,卫星通信系统在运行的过程中需要保证QoS。当前,卫星通信系统采用的协议标准为TCP/IP协议,在此基础上,结合卫星的特点进行改进,同时,通过相应关键技术的应用,有效地满足了QoS的要求,并且提升了资源的利用效率,促进了卫星通信系统的发展。